機床畢業(yè)論文

1、目錄淺談我國機床工業(yè)及數控技術的發(fā)展和發(fā)展前景1引言1第一章 機床行業(yè)經濟運行的特點3第二章 中國機床工業(yè)的三個階段3第三章 我國機床工業(yè)已跨入世界第一方陣43.1 總量供給能力不凡43.2 產品品種達3500種無重要缺門空白43.3 數控機床進入成熟期5第四章 中國機床工業(yè)展望6第五章 什么是數控技術75.1 數控技術的發(fā)展歷程85.2 我國數控技術的發(fā)展及現狀8第六章 數控技術的發(fā)展趨勢96.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢106.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發(fā)展116.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發(fā)展的主要趨勢116.4 重視新技術標準、規(guī)范的建立12淺談我國機床

2、工業(yè)及數控技術的發(fā)展和發(fā)展前景引言機床是機械工業(yè)的基本生產設備，機械產品的零件通常都是用機床加工出來的，機床的品種、質量和加工效率直接影響著其他機械產品的生產技術水平，因此，機床工業(yè)的現代化水品和規(guī)模，是一個國家工業(yè)發(fā)達的重要表示之一。在公元前兩千多年前樹木車床可以說是機床最早的雛形了。公元十二世紀和十三世紀后半期，出現了裝有繩索擒縱機構的原始鐘和天平式鐘，表明時鐘齒輪系統有了進一步發(fā)展。這個時期曲柄連桿機構原理已經用于機械。加工機械方面出現了手動車床。十五世紀由于鐘表制造的發(fā)展，推動了機械技術的發(fā)展，出現了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機床。十八世紀的工業(yè)革命帶來了機械工業(yè)的大發(fā)展，此后各種自

3、動化的機床開始發(fā)展起來并且朝著精密化的方向邁進。近幾年來，機械加工業(yè)大量采用數控機床取代傳統的普通機床進行機械加工，普通機械逐漸被數控機械所代替。數控機床綜合了微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制、電機與拖動，電子和電力、精密測量、氣液壓及現代機械制造技術等多種先進技術的機電一體化產品，是數控機床的心臟。具有高精度，高效率，柔性自動化等特點決定了今后發(fā)展數控機床是我國機械制造業(yè)技術改造的必由之路，是工廠自動化的基礎。數控機床在各個機械制造企業(yè)已成為大、中型企業(yè)的主要技術裝備。 機床數控系統，即計算機數字控制(cnc)系統是在傳統的硬件數控(nc)的基礎上發(fā)展起來的。它主要由硬件和軟件兩

4、大部分組成。通過系統控制軟件與硬件的配合，完成對進給坐標控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。cnc系統利用計算機來實現零件程序編輯、坐標系偏移、刀具補償、插補運算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等,使數控機床按照操作設計要求，加工出需要的零件。the engine bed is the mechanical industry basic production equipment, the mechanical product components usually all are process with the engine bed, the engine bed variety, th

5、e quality and the processing efficiency are directly affecting other mechanical product production technical level, therefore, machine tool industry modernization shui pin and the scale, are one of national industry developed important expressions.in the b.c.e. more than 2000 years ago the trees lat

6、he may say was the engine bed earliest embryonic form.a.d. 12 centuries and 13 century second halves of, appeared were loaded with the rope escapement mechanism primitive clock and the balance type clock, indicated the clock gear system had has further developed.this time crank link motion gear prin

7、ciple already used in the machinery.the processing mechanical aspect appeared the manual lathe.because 15 centuries the clock and watch makes the development, impelled the mechanical technical development, appeared the thread cutting lathe and the gear finishing lathe which the clockmaker uses.the 1

8、8th century industrial revolution have brought the mechanical industry big development, and hereafter each kind of automated engine bed starts to develop faces the precision direction to make great strides forwardin the last few years, the mechanical processing industry uses the numerical control en

9、gine bed substitution tradition the ordinary engine bed to carry on the machine-finishing massively, the ordinary machinery is replaced gradually by the numerical control machinery. the numerical control engine bed synthesized the micro electron, the computer, the information processing, the automat

10、ic detection, the automatic control, the electrical machinery and the dragging. has the high accuracy, the high efficiency, characteristics and so on flexible automation had decided the next development numerical control engine bed will be our country mechanical manufacturing industry technological

11、transformations way that must be taken, will be the factory automation foundation.the numerical control engine bed has in a big way become in a big way, the medium enterprises main technical equip in each machine manufacture enterprise.through the systems control software and the hardware coordinati

12、on, completes to feed coordinates control, the main axle control, the cutting tool control, the assistance function control and so on. the cnc system realizes the components procedure edition, the coordinate system displacement, the cutting tool compensation, the interpolation operation, the male br

13、itish system transformation, the graphical display and the fixed cycle using the computer and so on, causes the numerical control engine bed according to the operation design request, processes components which needs關鍵詞：機床（machine tool） 機床工業(yè)（machine toolindustry） 數控技術（number control of technology） 發(fā)

14、展前景（prospect of development）第一章 機床行業(yè)經濟運行的特點1、 市場空前繁榮，較高檔次的數控機床需求量不斷上升，成套成線的大型項目需求量也不斷提高。2、 制造企業(yè)增加迅猛，但企業(yè)間的規(guī)模、水平、質量差距明顯。雖然配套日益完善，但高水平的配套件仍以國外為主。3、 進出口總量仍不斷增加，但總體上沒有質的變化，高端失守，低端混戰(zhàn)的局面雖有較大的改觀，但高檔精加工靠進口、中低檔粗加工考過捏的市場心態(tài)沒有明顯的變化第二章 中國機床工業(yè)的三個階段第一階段，新中國初期，百廢待興，人才缺乏，科技落后。在蘇聯專家的指導下，機床廠根據他們的圖紙逐步生產一些手動普通機床，以供應生產急需。

15、此后，在1950年1957年短短的八年時間里，通過引進先進技術、并合理規(guī)劃發(fā)展，我國陸續(xù)建設發(fā)展起了機床“十八羅漢”廠、七大綜合機床研究所，并成為當時機床工具產業(yè)的生產骨干，為中國整個機床工業(yè)的布局、生產、管理打下了良好的基礎，這可以稱得上60年來中國機床工具行業(yè)發(fā)展的黃金時期。第二階段，在經歷了3年大躍進以及文革時期的慘痛教訓后，中國開始走向了改革開放的道路。機床工業(yè)也隨之逐步走上科學生產、大力發(fā)展的道路。在1958年1979年的21年間，由于我國微電子、計算機等基礎理論薄弱，機、電、液、氣各種元件技術不過關，數控機床的開發(fā)一哄而下，經歷了三起三落，最終因性能不可靠，無法用于生產。第三階段，

16、直至1980年改革開放，開始引進日、德、美數控系統、以及各類數控機床、加工中心，進行合作生產。通過邊仿、邊學、邊造、邊用，逐步掌握了數控機床的一些技術、特點與發(fā)展規(guī)律，發(fā)展比較迅速。2006年，國家又提出大力加強自主創(chuàng)新，中國的數控機床生產研發(fā)開始漸入佳境。第三章 我國機床工業(yè)已跨入世界第一方陣機床是裝備工業(yè)的基本生產手段，機床工業(yè)是關系國計民生、國防尖端建設的基礎工業(yè)和戰(zhàn)略性產業(yè)，在世界范圍內備受各方密切關注。我國機床工業(yè)在國家正確方針政策指引下，經歷經濟恢復時期及十個五年計劃階段，特別是改革開放20年來的艱苦努力，建立起較大的規(guī)模、較完整的體系，奠定了有利的技術基礎，具備相當的競爭實力。整

17、體上說，我國機床工業(yè)已跨入世界行列的第一方陣，現就總量供給能力、產品品種陣營及性能水平、研發(fā)實力及技術開拓、企業(yè)管理中信息技術應用狀況等主要方面，試做某些分析： 3.1 總量供給能力不凡 近年來，隨著我國國民經濟迅速發(fā)展和國防建設的必要強化，國家裝備制造業(yè)對機床這種基礎性、戰(zhàn)略性生產制造手段，提出了急迫的大量的需求。特別是2002年，我國機床市場消費額上升到59億美元，躍居世界第一位。面對這一巨大需求，我國機床工業(yè)奮力迎戰(zhàn)，2002年市場自我滿足率達到48%(世界機床工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)同年相應的本國、本地區(qū)市場自我滿足率分別是：日本86%、意大利67%、德國59%、中國48%、西班牙44%、瑞

18、士42%、韓國35%、法國33%、中國臺灣省32%、美國30%、加拿大19%、英國11%)，一定程度體現出我國機床工業(yè)在總量供給方面的能力不凡。 回顧我國機械制造業(yè)的基礎裝備供應的歷史情況，根據全國工業(yè)普查資料，50年來經過更新后的機床擁有量約378萬臺，其中金切機床294萬臺，鍛壓機床84萬臺，擁有量中我國自供裝備占絕大部分；包括重型超重型金屬切削機床與鍛壓設備、高精度精密機床與數控機床、上千條自動半自動生產線。以裝備重大工程項目為例，當年在遭受禁運與封鎖的環(huán)境下，為了裝備一個年產10萬輛載重汽車(包括軍用)的工程項目，機床工業(yè)全力以赴，提供了按臺數計占96%(按投資金額計占80%)的各種裝

19、備包括專機及30條自動生產線共7664臺(套、線)，受到鄧小平同志的贊許，稱為“聚寶盆”。 對于我國這樣一個泱泱大國，必需從各個方面確保國家的獨立自主地位，機床工業(yè)作為基礎工業(yè)過去已為之努力，今后更應繼續(xù)作出貢獻。 3.2 產品品種達3500種無重要缺門空白 隨著科學技術發(fā)展及人民生活水平提高，制造業(yè)面對的是制造對象更新頻率加快，加工對象個性化突出，因而對提供加工制造裝備的機床工業(yè)，同樣是要求產品品種多樣化，這也成為衡量一個國家(地區(qū))機床工業(yè)綜合實力的重要標志。近年來，我國機床工業(yè)受市場需求的驅動，全行業(yè)千方百計研究開發(fā)新產品。年開發(fā)自主版權新品達400種左右，截至2002年底，全國更新后的

20、機床品種，累計可供近3500種(特別是數控及其他高新技術產品達1500種)，就我國產品品種而言，基本上已無重要缺門空白，這在世界范圍也是位居前列的；我國的鍛壓機床、重型與超重型機床、高精度精密機床、電加工與特種加工機床、直齒與弧齒齒輪加工機床(滾、銑、插、剃、珩、拉，特別是磨齒)，品種門類齊全，最為突出。 3.3 數控機床進入成熟期 數控機床是當代機械制造業(yè)的主流裝備，是市場熱門商品，部分高檔數控機床仍然被當成戰(zhàn)略物資在國際市場上受到禁運限制。我國數控機床的發(fā)展經歷了30年的跌宕起伏，已經由成長期進入成熟期。 我國可供市場的1500種數控機床，覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備

21、、前沿高技術機床等領域，領域之廣，可與美、日、德、意并駕齊驅。 五軸聯動數控機床是數控機床技術制高點的重要標志。用于大型螺旋漿空間曲面加工的五軸聯動銑床，曾引發(fā)轟動一時的美日制裁原蘇聯的“東芝事件”；8年前美國國會因當時我國進口16臺用于飛機制造的此類舊機床而泡制所謂要求制裁的考克斯報告。 這些至今仍受到禁運的數控五軸聯動產品的開發(fā)技術，我國都已陸續(xù)掌握。如屬于數控五軸聯動的重型落地鏜銑床、重型復合車銑床、龍門式銑鏜床、加工中心等。10年來已一一推向市場，2001年的第七屆國際機床展覽會(cimt)上展出我國五種此類商品陸續(xù)供應市場投入生產使用，當時德國某企業(yè)因此類商品進入中國市場需經其政府審

22、查，未能如愿展出，坐失商機，事后十分抱怨。而今年4月的第八屆cimt展會上，我國則更進一步展出了18臺數控五軸聯動機床，包括三種重型龍門移動式五軸聯動鏜銑床，適合航天航空、造船、冶礦用戶使用。 數控超重型機床是水、火、核電電站設備制造，造船、冶金礦山等重大裝備制造業(yè)，及重兵器制造的關鍵設備。武漢重型機床集團開發(fā)出的加工件直徑可達16米的數控立式車床已生產5臺，可以代表我國超重型機床生產能力和水平。第一臺曾在巖灘水電站水輪發(fā)電設備制造中滿足了用戶急迫需要，此后8年來，在生產使用中屢創(chuàng)佳績，被用戶稱之為“功勛設備”，其后幾臺為電站設備國家關鍵工程繼續(xù)發(fā)揮重要作用，其中因保證了號稱世界最大的三峽電站

23、550噸重巨型水輪機轉輪的加工完成，得到用戶表揚。已開發(fā)成功投入使用的超重型機床還有數控落地鏜銑加工中心，數控龍門式、橋式、固定橫梁式、復合功能鏜銑床，加工工件重300噸、直徑4.5米的臥式車床，工件重200噸、直徑2200毫米的數控軋輥磨床，國際間只二三家生產，我國自主版權達到世界先進水平，我國成為少數幾個超重型機床供應國之一。 立式臥式加工中心，由于匯集了落地鏜床、床身式銑床、坐標鉆鏜床的基本功能，且具備按數控程序自動換刀或自動更換工件托盤的特性，也是組成柔性生產線的基本設備，成為機械制造業(yè)中需要量比重最大的一類加工裝備(約占數控金切機床需求總量30%左右)，是世界機床市場熱門商品，我國近

24、年發(fā)展較快，約有40家進行生產，幾百個通用品種批量生產，少數廠家已有高精度型、大規(guī)格型進入市場。 數控車床同樣是數控機床中占比重最大者之一，我國約有近50家生產，品種齊全，質量穩(wěn)定可靠，沈陽機床集團、大連機床集團、濟南第一機床廠、寶雞機床廠、云機、長城、通力等等企業(yè)都已批量生產，有的已跨過月產百臺的門檻。 數控齒輪加工機床是我國機床產品強項之一，成系列六軸五聯動數控滾齒機、七軸五聯動蝸桿型砂輪磨齒機、七軸六聯動弧齒錐齒輪磨齒機，都是最近3年來進入批量生產的世界先進水平的機床新品。 我國數控機床產品已延伸到成套、復合領域：中捷機床廠按7個月交貨期為上海磁懸浮列車工程項目，交出四條以數控鏜銑床為主

25、體的生產線是體現我國機床工業(yè)提供成套設備能力的杰出代表。 數控系統裝置是數控機床的神經中樞，是曾長期阻礙我國數控領域發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)，就世界范圍來說，經過多年市場激烈競爭的優(yōu)勝劣汰，已形成由日本發(fā)那科公司獨占世界市場50%；德國西門子占據25%的壟斷局面。我國從上世紀90年代末開始，掌握基于通用32位工業(yè)控制機開放式體系結構，一舉登上當代同一起跑線，開發(fā)出能與加工中心復合車削機床及齒輪機床配套的數控系統，特別是能控制五軸聯動(如用于桂林機床公司龍門式鏜銑床、齊一車銑復合加工中心)和具備網絡化遠程監(jiān)測、診斷、操作功能的數控系統，并開發(fā)出弧齒錐齒輪數控加工、三維激光視覺檢測、螺旋漿七軸五聯動和世界獨

26、創(chuàng)的空間曲面插補軟件。目前，批量投入市場的國產數控系統，具有性能價格比優(yōu)勢，正在改變國際強手在中國市場上奇貨可居的壟斷局面。與之匹配的數字交流伺服調速電機及主軸電機已有自主版權的商品問世。量大面廣的經濟型數控系統先于外商投入市場，并已形成主導產品。 數控機床的主要配套機械部件滾珠絲杠自成系列、電主軸及實現兩個旋轉坐標的主軸部件都有商品登場。 鍛壓機械方面的代表性產品有：濟南第二機床廠的成系列機械壓力機一直處于國際先進行列，壓力噸位由20000kn已經擴展到63000kn，屬于國際前沿，先后為美國通用汽車公司所提供的7條沖壓自動線在美國市場上引起強烈反響；上海鍛壓機床廠為一汽研制的自重860噸、

27、壓制12米汽車大梁、壓力噸位達50000kn的液壓機，國外企業(yè)具有同一水平者只有三家；天水鍛壓機床廠為西氣東送開發(fā)的大口徑鋼管大型成套生產線和電力西電東輸提供的30000kn 14米數控液壓折彎機和20000kn液壓制管機，在國際上也是屈指可數的。第四章 中國機床工業(yè)展望進入21世紀，全球經濟一體化進程加快，中國經濟持續(xù)保持快速增長，投資環(huán)境不斷改善，市場潛力巨大，促使世界制造業(yè)不斷向中國轉移，中國逐步成為世界制造中心。制造業(yè)現已成為我國最大的產業(yè)和國民經濟主要的組成部分，成為就業(yè)的重要市場和出口的主力軍。增加值占國民生產總值近40%，工業(yè)生產值占全國工業(yè)生產總值的77%，上繳稅金占國家稅收總

28、額的30%和財政收入的27%，全部從業(yè)人員約占全國工業(yè)從業(yè)人員的90%，約占全國從業(yè)人員總數的11%，出口創(chuàng)匯占全國外貿出口總額的90%。目前我國制造業(yè)和裝備制造業(yè)的工業(yè)增加值已居世界第四位。但總體規(guī)模只相當于美國的1/5和日本的1/4。.機床行業(yè)是為制造業(yè)提供裝備的產業(yè)，中國制造業(yè)的崛起，必然給機床行業(yè)帶來巨大的商機，給機床行業(yè)帶來新的發(fā)展空間。為此，機床行業(yè)必須抓住這個大好機會，從貫徹機械生產安全標準，提高產品質量、安全、可靠性等方面入手，盡快縮短于世界先進水平的的差距，提升我國機床行業(yè)整體水平，創(chuàng)品牌、擴市場、當進口、爭出口，爭取國產機床市場占有率有較大提高。第五章 什么是數控技術數控技

29、術，簡稱“數控”。英文：numerical control（nc）。是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。它所控制的通常 數控技術是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴于數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世；19世紀末，以紙為數據載體并具有輔助功能的控制系統被發(fā)明；1938年，香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸，奠定了現代計算機，包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發(fā)展起來的。1952年，第一臺數控機床問世，成為世界機械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推

30、動了自動化的發(fā)展。 數控機床現在，數控技術也叫計算機數控技術，目前它是采用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可以通過計算機軟件來完成。5.1 數控技術的發(fā)展歷程自從1952年美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數控系統以來，數控系統大致經歷了以下四個階段：19521969年研究開發(fā)階段典型應用：數控車床、銑床、鉆銑床工藝方法：簡單工藝數控功能：nc控制、3軸以下驅動特點：步進、液壓電機l97ol985年推廣應用階段典型應用：加工

31、中心、電加工、鍛壓工藝方法：多種工藝方法數控功能：cnc控制、刀具自動交換、五軸聯動較好的人-機界面驅動特點：直流伺服電機1982年系統化階段典型應用：性制造單元（fuc）、柔性制造系統(fus)工藝方法：完整的加工過程數控功能：多臺車床和輔助設備協同。多坐標控制，高精度、高速度，友好的人-機界面驅動特點：交流伺服電機1990年性能集成化階段典型應用：計算機集成制造系統(cims)、無人化工廠工藝方法：復合設計加工數控功能：多過程、多任務調度、模板化和復合化驅動特點：數字智能化直線驅動5.2 我國數控技術的發(fā)展及現狀我國數控技術起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為三個階段：第一階段從

32、19581979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國基礎條件的限制，數控技術的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期問以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數控技術在研究、開發(fā)和產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業(yè)化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業(yè)化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達50，配國產數控系統(普及型)也達到了10。目前我國一部分普及型數

33、控機床的生產已經形成一定規(guī)模，產品技術性能指標較為成熟，價格合理，在國際市場上具有一定的競爭力。我國數控機床行業(yè)所掌握的五軸聯動數控技術較成熟，并已有成熟產品走向市場。同時，我國也已進人世界高速數控機床生產國和高精度精密數控機床生產國的行列。我國現有數控機床生產廠家100多家，生產數控產品幾千種以上。產品主要分為經濟型、普及型和高檔型三種類型。在cimt2003上，中國內地共展出機床700多臺，在600多臺金屬切削機床和近100臺金屬成形機床展品中，數控機床分別占75和54。這既體現了中國機床市場的需求趨勢，也反映了中國在數控機床產業(yè)化方面取得了突破性進展。雖然我國在數控產品的研究開發(fā)生產各方

34、面有了較大的進步，但目前我國占據市場的產品主要集中在經濟型產品上，而在中檔、高檔產品上市場比例仍然很小，與國外一些先進產品相比，在可靠性、穩(wěn)定性、速度和精度等方面均存在較大差距。與發(fā)達國家相比，我國數控機床行業(yè)在信息化技術應用上仍然存在很多不足。其主要表現在以下三個方面：信息化技術基礎薄弱，對國外技術依存度高。我國數控機床行業(yè)總體的技術開發(fā)能力和技術基礎薄弱，信息化技術應用程度不高。行業(yè)現有的信息化技術來源主要依靠引進國外技術，對國外技術的依存度較高，對引進技術的消化仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上，沒有上升到形成產品自主開發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力的高度。具有高精、高速、高效、復合功能、多軸聯

35、動等特點的商l生能數控機床基本上還依賴進口。產品成熟度較低，可靠性不高。國外數控系統平均無故障時問在10000h以上，國內自主開發(fā)的數控系統僅30005000h；整機平均無故障工作時間國外達800h以上，國內最好只有300h。創(chuàng)新能力低，市場競爭力不強。我國生產數控機床的企業(yè)雖達百余家，但大多數未能形成規(guī)模生產，信息化技術利用不足，創(chuàng)新能力低，制造成本高，產品市場競爭能力不強。第六章 數控技術的發(fā)展趨勢數控技術的應用不但給傳統制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要

36、的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數字化已是現代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。 6.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技 數控機床工作流程術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（cirp）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領域，年產30萬輛的生產節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材

37、料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從emo2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m

38、/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01m)。 在可靠性方面，國外數控裝置的mtbf值已達6 000h以上 數控機床組成，伺服系統的mtbf值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。 為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線

39、電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。 6.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發(fā)展 采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發(fā)展。 當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小

40、。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。 在emo2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯 數控裝置動加工，可由cnc系統控制或cad/cam直接或間接控制。 6.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發(fā)展的主要趨勢 21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加

41、工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。 為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中國的onc(open numerical control system)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發(fā)可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數