立式數(shù)控銑床機(jī)械部分的設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD圖紙）

1、本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad圖紙 qq 401339828 摘要本次設(shè)計(jì)是完成一臺立式數(shù)控銑床機(jī)械部分的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中主要對銑床總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局，伺服系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，其中伺服系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠、軸承等，主軸系統(tǒng)的包括主軸、齒輪、液壓缸。同時(shí)對床身、工作臺進(jìn)行了造型和設(shè)計(jì)，對導(dǎo)軌進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)，對機(jī)床進(jìn)行了整體布置，最后對主軸、滾珠絲杠、軸承進(jìn)行了校核計(jì)算。本次設(shè)計(jì)中機(jī)床立柱采用固定立式，床身與立柱通過雙頭螺栓聯(lián)接，伺服電機(jī)采用交流伺服電機(jī)，主軸電機(jī)采用交流主軸電機(jī)，主軸系統(tǒng)采用二級滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，進(jìn)給系統(tǒng)采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。主軸箱的上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)z向的進(jìn)給，其配重采用鏈條及鏈輪

2、的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，放于立柱體內(nèi)。潤滑油采用單獨(dú)的油泵提供集中潤滑。關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；伺服電機(jī)；滾珠絲杠；軸承；液壓缸本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad圖紙 qq 401339828 abstractin the design, you can see the machining part design of a verteal machining center. in the design, we deal with such systerm problems as the selection of motors,ballscrew,bearing and such headshaft systerm as

3、 the gear hydraulic pressure iar and lathebed worktable.we explain the choosing of the material of rarious kmds and the assembling of the whole machine. and we check and calculate of the whole machine . and we cheak and calculate the main machine compoents.in the design,the machine tool lathe bed ad

4、opt the root vertical shaft. they joined by hexagram,the give system use beeline roll rail.the servo amplidyne and the principal axis use ac.and the headstocks move by the z axex move . ballscrew,bearing and the gear hydraulic pressure iar can drive the desk play.keywords：numerical control millng ma

5、chine，ballserew，hydraulic pressure jar，headshaft- i -本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad圖紙 qq 401339828 目錄摘要iabstracti1 綜述- 1 -1.1 立式銑床主要技術(shù)參數(shù)- 11 -1.1.1 主要內(nèi)容- 11 -1. 1. 2 擬定方案- 11 -1. 1. 3 確定總體方案- 12 -1. 1. 4 機(jī)床總體布局的基本要求- 12 -2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢132.1 數(shù)控機(jī)床的定義132.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢143 機(jī)床機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)173.1 機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)173.1.1 立式數(shù)控銑床的車身173.1.2 床身的支承1

6、73.1.3 床身的板布置和截面的形狀（縱向、橫向助板）173.1.4 床身材料的選擇（高磷耐磨鑄鐵）183.2 立柱的設(shè)計(jì)183.2.1 對立柱的設(shè)計(jì)要求：183.2.2 立柱的結(jié)構(gòu)183.2.3 立柱與床身的聯(lián)接183.2.4 立柱的導(dǎo)軌精度193.3 工作臺的設(shè)計(jì)193.3.1 工作臺尺寸形狀193.3.2 t型槽尺寸203.3.3 工作臺的其他結(jié)構(gòu)214 伺服進(jìn)給系統(tǒng)224.1 伺服進(jìn)給系統(tǒng)的種類和組成224.1.1 nc伺服機(jī)構(gòu)的種類224.1.2 伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的組成234.2 滾珠絲杠的選用與計(jì)算234.2.1 x向滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)：234.2.2 y向滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)：2

7、74.2.3 z向滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)：314.2.4 支承軸承的選用與計(jì)算：354.3 電機(jī)的選型354.3.1 對伺服控制電機(jī)的基本要求354.3.2 控制電機(jī)類型選擇364.3.3 伺服電機(jī)選型364.3.4 x向伺服電機(jī)的選擇364.3.5 y向伺服電機(jī)的選擇404.3.6 z向伺服電機(jī)的選擇414.3.7 主軸電機(jī)的選擇434.4 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)434.4.1 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)和作用434.4.2 滾動(dòng)導(dǎo)軌塊444.4.3 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型選用的是滾動(dòng)直線導(dǎo)軌444.4.4 本次設(shè)計(jì)選用的型號是ggbaa、45型484.4.5 疲勞壽命計(jì)算：494.4.6 導(dǎo)軌的防護(hù)和潤滑：505主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

8、525.1 主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)525.1.1 主軸部件：525.1.2 主軸支承的選擇與配置535.1.3 主軸箱變速裝置545.1.4 齒輪尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)545.2 主軸箱部件的校核555.3 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)606 配重的設(shè)計(jì)627液壓缸65結(jié)論68致 謝69參考文獻(xiàn)70本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad圖紙 qq 401339828 1 綜述20世紀(jì)中期，隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子機(jī)的出現(xiàn)，給自動(dòng)化技術(shù)帶來了新的概念，用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制，推動(dòng)了機(jī)床自動(dòng)化的發(fā)展。 采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)承包商派爾遜斯公司（pa

9、rsonscorporation）實(shí)現(xiàn)的。他們在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到0.0381mm（0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。 1952年，麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。 這臺機(jī)床是一臺試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（bendix-cooperation）正式生產(chǎn)出來。 在此以后，從1960年開始，其他一些工

10、業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。 然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。 到了1960年以后，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，到1966年實(shí)際使用的約6000臺數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)

11、床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐;特雷克公司（keaney&treckercorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動(dòng)選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時(shí)間和更換刀具的時(shí)間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。 1967年，英國首先把幾臺數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（flexiblemanufacturi

12、ngsystem—fms）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。 1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為cnc機(jī)床），進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。 80年代，國際上出現(xiàn)了14臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動(dòng)裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元（flexiblemanufacturingcellfmc）。這種單元投資少，見效快，既可單獨(dú)長時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到fms或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。 目前，fms也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批

13、量加工發(fā)展。 所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是機(jī)械自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)。那什么是車床呢？據(jù)資料所載，所謂車床，是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動(dòng)刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。 為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程

14、度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動(dòng)車床，不久他又制成三軸自動(dòng)車床；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車床。第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動(dòng)車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時(shí)，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。 車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。 普通車床的加工對象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大，能加工

15、工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。 轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。 自動(dòng)車床能按一定程序自動(dòng)完成中小型工件的多工序加工，能自動(dòng)上下料，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。 多刀半自動(dòng)車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高35倍。 仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動(dòng)完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復(fù)雜的

16、工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高1015倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型 立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動(dòng)。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。 鏟齒車床在車削的同時(shí)，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小砂輪鏟磨齒面。 專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機(jī)多能”的特

17、點(diǎn)，適用于工程車、船舶或移動(dòng)修理站看機(jī)床的水平主要看金屬切削機(jī)床，其他機(jī)床技術(shù)和復(fù)雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機(jī)床，也只是方法的改變，沒什么復(fù)雜性和科技含量。我國的數(shù)控磨床水平不錯(cuò)，每年都有大量出口，因?yàn)樗唵?，基本屬于勞?dòng)密集型。 金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬形狀。去除材料，主要靠車和銑，車床發(fā)展為數(shù)控車床，銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機(jī)床，可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機(jī)上的一個(gè)復(fù)雜零件，以前由很多種工人：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個(gè)月干，其中還有報(bào)廢的，最新的復(fù)合數(shù)控機(jī)床幾天甚至幾個(gè)小時(shí)就全干好了，而且精度比你設(shè)計(jì)的還高。零件精度高就意

18、味著壽命長，可靠性好。由普通發(fā)展到數(shù)控，一個(gè)人頂原來的十個(gè)，在精度上，更是沒法說，適應(yīng)性上，零件變了，換個(gè)程序就行。把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時(shí)會車渦輪、蝸桿，沒個(gè)10年8年的不行，要是誰掌握了，那牛得很?，F(xiàn)在用數(shù)控設(shè)備，只要你會編程，把參數(shù)輸進(jìn)去就可以了，很簡單，剛畢業(yè)的技校學(xué)生都會，而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。自美國在50年代末搞出世界一臺數(shù)控車床后，機(jī)床制造業(yè)就進(jìn)入了數(shù)控時(shí)代，在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機(jī)床，但后來中國進(jìn)入了什么年代，大家都知道。等80年代我們再去看世界的數(shù)控機(jī)床水平，差距就是20年了，其實(shí)奮起直追還有希望，但國營工廠不思進(jìn)取，到了90年代，我們再去看世界水

19、平，已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯(lián)的路子，什么叫蘇聯(lián)的路子，舉個(gè)例子來講：比如，生產(chǎn)一根軸，蘇聯(lián)的方式是建一個(gè)專用生產(chǎn)線，用多臺專用機(jī)床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化，這條線就報(bào)廢了，生產(chǎn)人員也就沒事做了。在19601980年代，國營工廠一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后，當(dāng)時(shí)搞商品，這些廠不能迅速適應(yīng)市場，經(jīng)營就困難了，到了90年代就大量破產(chǎn)，大量職工下崗?，F(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn)，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設(shè)備是數(shù)控的，適應(yīng)起來就快。專業(yè)機(jī)床的路子已經(jīng)到頭了， ;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣，當(dāng)年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了

20、幾臺五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，讓蘇聯(lián)在潛艇的推進(jìn)螺旋槳上的制造，上了一個(gè)檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。由此也可見，前蘇聯(lián)的機(jī)床制造業(yè)也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺數(shù)控機(jī)床，但數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，還是要數(shù)德國。德國本來在機(jī)械方面就是世界第一，數(shù)控機(jī)床無非就是搞機(jī)電一體化，機(jī)械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統(tǒng)方面，德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強(qiáng)大，所以在上世紀(jì)六、七十年代，德國就執(zhí)機(jī)床界的牛耳了。但日本人的強(qiáng)項(xiàng)就是仿造，從上世紀(jì)70年代起，日本大量從德國引進(jìn)技術(shù)，消化后大量仿造，經(jīng)過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數(shù)控機(jī)床生

21、產(chǎn)國，直到現(xiàn)在還是。他們在機(jī)床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機(jī)床復(fù)合（一機(jī)多種功能）化方面，是世界第一。數(shù)控機(jī)床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面，日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一，主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進(jìn)電機(jī)，我們現(xiàn)在也能造，第二代用交流伺服電機(jī)?，F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件，交流伺服電機(jī)我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個(gè)光學(xué)、機(jī)械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機(jī)床的各軸運(yùn)動(dòng)，而這些軸是用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，一般的系統(tǒng)能同時(shí)控制3軸，高級系統(tǒng)能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統(tǒng)，但“做秀”的成份多，還沒實(shí)用化。我們的工

22、廠用的五軸和五軸以上機(jī)床，100進(jìn)口17。機(jī)床是一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的象征，其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進(jìn)口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內(nèi)的各大機(jī)床廠，數(shù)控系統(tǒng)100外購，各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng)，占80以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進(jìn)了不少，價(jià)格方面還是略高。德國人很不重視中

23、國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。就國產(chǎn)高級數(shù)控機(jī)床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個(gè)辛苦錢。美國為什么沒有能成為數(shù)控機(jī)床制造大國呢？這個(gè)和他們當(dāng)時(shí)制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關(guān)，再加上當(dāng)時(shí)美國的勞動(dòng)力貴，買比制造劃算。機(jī)床屬于投資大，見效慢，回報(bào)率底的產(chǎn)業(yè)，而且需要技術(shù)積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資，沒有它，飛機(jī)、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機(jī)床廠，規(guī)定了一些單位只能買國產(chǎn)設(shè)備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數(shù)控機(jī)床行業(yè)。美國機(jī)床在世界上沒有什么競爭力。歐洲的機(jī)床，除德國外，瑞士的也很好，

24、要說超高精密機(jī)床，瑞士的相當(dāng)好，但價(jià)格也是天價(jià)。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機(jī)床。西班牙為了讓中國進(jìn)口他們的機(jī)床，不惜貸款給中國，但買的人也很少?借錢總是要還的。韓國、的數(shù)控機(jī)床制造能力比大陸地區(qū)略強(qiáng)，不過水平差不多。他們也是在上世紀(jì)90年代引進(jìn)日本技術(shù)發(fā)展的。韓國應(yīng)該好一點(diǎn)，它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng)，但進(jìn)口到中國的機(jī)床，應(yīng)我們的要求，也換成了日本系統(tǒng)。我們對他們的系統(tǒng)信不過。韓國數(shù)控機(jī)床主要有兩家：大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國設(shè)有合資。臺灣機(jī)床和我們大體一樣，自己造機(jī)械部分，系統(tǒng)采購日本的。但他們的機(jī)床質(zhì)量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實(shí)他們比

25、我們國產(chǎn)的要好一點(diǎn)。但我們自己的差，我們還能容忍，臺灣的機(jī)床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺灣最主要的幾家機(jī)床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。這些廠目前在國內(nèi)的競爭中，也打著國產(chǎn)”的旗號。近來隨著中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注意，2000年，日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠，據(jù)說制造水平相當(dāng)高，號稱“智能化、化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺數(shù)控機(jī)床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。目前，國家制定了一些政策，鼓勵(lì)國民使用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，各廠家也在努力追趕。國內(nèi)

26、買機(jī)床最多的是軍工企業(yè)，一個(gè)購買計(jì)劃里，80是進(jìn)口，國產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi)，這個(gè)趨勢不會改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講，我國的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國家。因其社會條件不同，各有特點(diǎn)。1.美國的數(shù)控史美國政府重視機(jī)床，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成fms、1987年首創(chuàng)開

27、放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線，而且、機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí)，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，其存在的教訓(xùn)是，偏重於基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱茫a(chǎn)量又逐漸上升。2.德國的數(shù)控發(fā)展史德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)

28、床后，德國特別注重試驗(yàn)，理論與實(shí)際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。3.日本的數(shù)控發(fā)展史日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控

29、機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀(jì)80年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。日本fanuc公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內(nèi)約占70%，對加速日

30、本和世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。4.我國的現(xiàn)狀我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代， 于1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在19581979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定

31、性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，19982004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是

32、中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距18。 在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需

33、求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，19982

34、004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足

35、，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距19。2003年開始，中國就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是58，目前預(yù)計(jì)是1520之間。 一、 什么是數(shù)控機(jī)床 車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)

36、展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。 我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。 我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后1015年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝。， 近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。

37、日本不景氣，有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。 二、 數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向 六個(gè)方面：智能化、化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。三、 數(shù)控系統(tǒng)由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。 華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速

38、，軟件水平相當(dāng)不錯(cuò)，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍，但機(jī)床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯(cuò)。 我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。 四、 機(jī)床精度 1、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。 2、 機(jī)床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國vdi標(biāo)準(zhǔn)、日本jis標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)iso標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)gb，國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。 3、 看一臺機(jī)床水平的高低，要看它的重復(fù)定位精度，一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(iso標(biāo)準(zhǔn)

39、.、統(tǒng)計(jì)法),就是一臺高精度機(jī)床，在0.005mm(iso標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超高精度機(jī)床，高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。 ;4、 加工出高精度零件，不只要求機(jī)床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。 五、 目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況 1、2000年，世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克（mazak）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯(cuò)，目前效益良好，年產(chǎn)600臺，目前正在建2期工程，建成后可以年產(chǎn)1200臺。 2、2003年，德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立

40、式加工中心120臺左右。 3、2002年，日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為1000臺，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。 4、韓國大宇在山東青島投資建廠，目前生產(chǎn)能力不知。 5、臺灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力800臺。 5、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況 1、浙江日發(fā)公司，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺。 22004年，浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始，起點(diǎn)比較高。 32002年，西安北村投產(chǎn)，名字象日本的，其實(shí)老板是中國人，采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床

41、，水平相當(dāng)不錯(cuò)。 六、軍工企業(yè)技改情況 軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年“大使館被炸，后來臺灣阿扁上臺后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床。也從國內(nèi)機(jī)床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機(jī)床，國內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改，也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)，爭取軍工企業(yè)的高端訂單。 聽在軍工企業(yè)的朋友講，阿扁如果再能“頂”三年，我們的整體水平會上一個(gè)臺階。其實(shí)，胡錦濤總書記掌權(quán)以來，已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工

42、業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機(jī)床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國。 在即將完成的大學(xué)課程學(xué)習(xí)之際，進(jìn)行此次立式數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)，即檢驗(yàn)了自己在專業(yè)學(xué)習(xí)中所學(xué)到的相關(guān)知識，又提高了自己動(dòng)腦能力，為以后在工作中能熟練運(yùn)用所學(xué)知識打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。我十分珍惜這次難得的機(jī)會，廣泛查閱相關(guān)書籍，竭盡全力進(jìn)行該設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)包括：車身、立柱、工作臺、向進(jìn)給絲杠的計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，另外，還設(shè)計(jì)了主軸及主軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上還考慮了運(yùn)動(dòng)部件的潤滑和主軸箱配重問題9。1.1 立式銑床主要技術(shù)參數(shù)行程： x軸 ： 550mm y 軸 ： 450mm z 軸 ： 400m

43、m 工作臺： 450*350 x 、y 、z最快移動(dòng)速度：12m/min，脈沖當(dāng)量：0.001mm/pulse 主軸轉(zhuǎn)速：0600r/min 最大工件重量：500kg1.1.1 主要內(nèi)容查閱相關(guān)的資料設(shè)計(jì)立式數(shù)控銑床的機(jī)械部分包括：液壓自動(dòng)變速主軸箱、主軸機(jī)構(gòu)、夾刀機(jī)構(gòu)，x、y 、z方向的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，滾珠絲杠的選型計(jì)算，伺服電機(jī)及位置檢測裝置的選型計(jì)算，導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，集中潤滑系統(tǒng)選型計(jì)算。1. 1. 2 擬定方案確定本機(jī)床的結(jié)構(gòu)與選型的設(shè)計(jì)原則：總體布局流暢結(jié)構(gòu)合理不松散,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化,外型美觀；結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全、操作方便；滿足功能，造型和技術(shù)參數(shù)要求便于制造、安裝和維修。1. 1. 3

44、確定總體方案車身與立柱通過雙頭螺栓聯(lián)接，三軸運(yùn)動(dòng)均采用流動(dòng)導(dǎo)軌，三個(gè)進(jìn)給方向均采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主軸采用fanuczc8型支流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。整個(gè)機(jī)床用防護(hù)罩罩起，起到了防護(hù)床體和美觀的作用。三個(gè)進(jìn)給的方向通過伺服電機(jī)及聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工作臺做x、y向的直線運(yùn)動(dòng)，以上為總體設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)中會根據(jù)不同的實(shí)際問題和具體的情況作出改動(dòng)，力爭使設(shè)計(jì)達(dá)到完美。1. 1. 4 機(jī)床總體布局的基本要求1.機(jī)床總體布局首先必須滿足用戶提出的各種要求.如機(jī)床的加工范圍、工作精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。2.確保實(shí)現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀具的相對位置與相對運(yùn)動(dòng).在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，盡量采用較短的傳

45、動(dòng)鏈，以簡化機(jī)構(gòu)，提高傳動(dòng)精度的傳動(dòng)效率。3.確保機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度、抗震性、熱變形及噪聲水平。4.通用機(jī)床必須滿足參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和系列型譜中關(guān)于機(jī)床布局方面的規(guī)定。同時(shí)，還應(yīng)該最大限度地考慮機(jī)床的系列化和部件的通用化程度。5.對于生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高的機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床，應(yīng)力求便于自動(dòng)上下料及納入自動(dòng)線。6.應(yīng)便于觀察加工過程；便于操作、調(diào)整和維修機(jī)床；便于輸送、裝卸工件和排除切屑；注意機(jī)床防護(hù)，確保安全生產(chǎn)。7.機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，合理可靠，便于加工和裝配，并注意采用新技術(shù)。8.體積小，重量輕，節(jié)省原材料，降低制造成本，縮小機(jī)床的占地面積，外形美觀大方。21本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad

46、圖紙 qq 401339828 2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢2.1 數(shù)控機(jī)床的定義數(shù)字控制(numerical control)是用數(shù)字化信號對機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的一種控制方法。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，是現(xiàn)代化加工的一門新型的，發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)。數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備；其技術(shù)范圍所覆蓋的領(lǐng)域有：機(jī)械制造技術(shù)；微電子技術(shù)；信息處理、加工、傳輸拉術(shù)；自動(dòng)控制技術(shù)；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；檢測監(jiān)控技術(shù)、傳感器技術(shù)；軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)

47、及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。在提高牛產(chǎn)率、降低成本、保證加工質(zhì)量及改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面，都有突出的優(yōu)點(diǎn)；待別是在適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代、小批量、多品種生產(chǎn)方面，各類數(shù)控裝備是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵。數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會，對數(shù)控機(jī)床作如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能邏輯地處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。數(shù)控機(jī)床，是把數(shù)字化了的刀具移動(dòng)軌跡的信息輸入數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)控制工件與刀具相對運(yùn)動(dòng)，加工出所需零件的一種機(jī)床。國際

48、信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)控機(jī)床的定義是:數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。即數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床或裝備了數(shù)控裝置的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效的自動(dòng)化機(jī)床。為滿足制造業(yè)不斷追求優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、及時(shí)、清潔衛(wèi)生的目標(biāo)，作為現(xiàn)代制造業(yè)的主流制造裝備的數(shù)控機(jī)床，在高速、高效、精密化、工序復(fù)合、功能化、柔性化和系統(tǒng)化方面有了新的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主流制造裝備。在全世界現(xiàn)有的1400萬臺機(jī)床中，數(shù)控機(jī)床約占100萬臺，機(jī)床擁有量數(shù)控率約7%，數(shù)控機(jī)床己

49、成為我國制造業(yè)中的基礎(chǔ)制造裝備。工業(yè)部門對數(shù)控機(jī)床的要求，優(yōu)先考慮的側(cè)重點(diǎn)略有不同。例如，汽車工業(yè)主要要求速度更快，實(shí)現(xiàn)高速高效加工;而航空航天工業(yè)希望更多地實(shí)現(xiàn)零部件的完全加工，即能使工件在一次裝夾中完成全部或大部分加工;中小型企業(yè)則更重視機(jī)床的柔性14。2.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢主要發(fā)展趨勢如下：（一）、個(gè)性化的發(fā)展趨勢1.高速化和高速高效加工高速加工不但可以大幅度提高加工效率、縮短加工時(shí)間、降低加工成本，而且可以使零件加工質(zhì)量和加工精度達(dá)到更高水平。數(shù)控機(jī)床只有通過高速化，大幅度縮短切削工時(shí)，才可能進(jìn)一步提高其生產(chǎn)率。數(shù)控機(jī)床的全面高速化，主要體現(xiàn)在如下幾方面:高的主軸轉(zhuǎn)速、高的快速移動(dòng)

50、速度和進(jìn)給速度，各坐標(biāo)軸高的加減速度，高的換刀速度(換刀時(shí)間或刀架轉(zhuǎn)位時(shí)間短)，控制系統(tǒng)更高的數(shù)據(jù)處理速度。高速加工的切削速度比傳統(tǒng)的高5-6倍，進(jìn)給速度也相應(yīng)提高，目前，高速加工中心大部分采用高速電主軸。主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)40000 r/min -50000r/min，目前有資料介紹主軸速度甚至可達(dá)每分鐘20萬轉(zhuǎn)，主軸功率一般為40kw。2.高精密和超精密加工提高數(shù)控機(jī)床的加工精度，可通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，如提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率;使cnc控制單元精細(xì)化;提高位置檢測精度(日本交流伺服電動(dòng)機(jī)有的己安裝每轉(zhuǎn)可產(chǎn)生100萬個(gè)脈沖的內(nèi)藏位置檢測器，位置檢測精度能達(dá)到0.001mm

51、/脈沖)。目前加工中心的定位精度就已由過去的士5m 提高到士1m。3.工序復(fù)合化和復(fù)合加工銼銑類加工中心是工序復(fù)合化數(shù)控機(jī)床的典型代表，它把銑、鍵、鉆、鉸、攻螺紋等工序復(fù)合在一臺機(jī)床上，粗、精加工兼容，減少了工件在其加工過程中的裝夾次數(shù)和定位調(diào)整時(shí)間，提高了加工精度和效率。工序復(fù)合化在加工中心概念的帶動(dòng)下滲透到各類數(shù)控機(jī)床上，出現(xiàn)了車削中心、車銑中心、磨削中心、齒輪加工中心及各種復(fù)合加工中心。車削中心具備c軸功能和動(dòng)力刀架;車銑中心又增加了y軸和13軸功能，可使工件在一次裝夾后完成全部加工。復(fù)合加工的工藝范圍在不斷擴(kuò)大，如切削和磨削、切削與電加工，以及切削和激光加工復(fù)合在一起。對置式雙主軸雙轉(zhuǎn)

52、塔刀架的車削中心或車銑中心，解決了工件夾持端的加工問題，從而實(shí)現(xiàn)了全部加工。4.柔性化、系統(tǒng)化、智能化由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)更快地更新?lián)Q代。世界上許多cnc生產(chǎn)廠家利用pc機(jī)豐富的軟硬件資源，開發(fā)出開放式體系結(jié)構(gòu)，使cnc有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可適應(yīng)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代cnc系統(tǒng)，由于其硬、軟件規(guī)范都是對外開放的，這就使cnc制造商和用戶進(jìn)行系統(tǒng)集成都得到有利的支持，也為針一對用戶的二次開發(fā)帶來極大方便，促進(jìn)了cnc多檔次，多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，通過擴(kuò)展構(gòu)成不同類型數(shù)控機(jī)床的cnc系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床在控制性能上的發(fā)展趨勢

53、是智能化。cnc系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制，模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成，三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、前饋控制等功能。在運(yùn)行故障診斷中，專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。智能化伺服系統(tǒng)使主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給系統(tǒng)能自動(dòng)識別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。智能型cnc使數(shù)控系統(tǒng)通過全閉環(huán)的信息傳遞而具有自律控制能力，確保整個(gè)加工過程以最優(yōu)性能穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。各種自律控制器使智能型數(shù)控機(jī)床適應(yīng)智能控制系統(tǒng)的要求。5.先進(jìn)制造系統(tǒng)柔性制造單元(fmc-flexible manufacturing cell)是一種幾乎不用人參與而能連續(xù)地對同一類型零件中不同零件進(jìn)行自動(dòng)化加工的最小加工單

54、元，它既可以做為獨(dú)立使用的加工設(shè)備，又可以作為柔性制造系統(tǒng)或柔性自動(dòng)線的基本組成模塊。柔性制造系統(tǒng)(fms-flexible manufacturing system)是由加工系統(tǒng)、物料自動(dòng)儲運(yùn)系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)三者相結(jié)合并能自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的制造系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可按任意順序加工一組不同工序與不同加工節(jié)拍的零件，工藝過程隨加工零件的不同作適當(dāng)調(diào)整，能在設(shè)備的技術(shù)范圍內(nèi)自動(dòng)地適應(yīng)加工零件和生廠規(guī)模的變化。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(cims-computer intergratedmanufacturing system)是1974年美國的約瑟夫哈林頓博士首先提出的。cims是一種企業(yè)經(jīng)營管理的哲理，它強(qiáng)調(diào)企業(yè)的

55、生產(chǎn)經(jīng)營是一個(gè)整體，必須用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)來研究解決生產(chǎn)經(jīng)營中出現(xiàn)的問題。集成是核心，它不僅是設(shè)備的集成，更主要的是以信息為主導(dǎo)的技術(shù)集成和功能集成14 。（二）、個(gè)性化是市場適應(yīng)性發(fā)展趨勢 當(dāng)今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產(chǎn)品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個(gè)性化要求日趨強(qiáng)烈，專業(yè)化、專用化、高科技的機(jī)床越來越得到用戶的青睞。 （三）、開放性是體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢 新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)核心是開放性。開放性有軟件平臺和硬件平臺的開放式系統(tǒng)，采用模塊化，層次化的結(jié)構(gòu)，并通過形式向外提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口。 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題

56、。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究， 數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年的一個(gè)新的焦點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)。本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad圖紙 qq 401339828 3 機(jī)床機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)3.1 機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)床身是機(jī)床的基礎(chǔ)部件，要求具有足夠高的靜

57、、動(dòng)剛度和精度的保持性。床身設(shè)計(jì)受機(jī)床總體設(shè)計(jì)的制約，在滿足總體設(shè)計(jì)要求的前提下應(yīng)盡可能做到，既要結(jié)構(gòu)合理、助板布置恰當(dāng)，又要保證良好的冷熱加工工藝性。3.1.1 立式數(shù)控銑床的車身此種床身一般都采用固定立柱式，由溜板和工作臺實(shí)現(xiàn)平面上x、y兩坐標(biāo)的移動(dòng)，故床身結(jié)構(gòu)比較簡單。3.1.2 床身的支承一般來說，車身的高度與寬度之比應(yīng)小于1，為了增強(qiáng)車身在垂直平面內(nèi)的抗彎強(qiáng)度，通常要把車身固定在地基上，車身則支承在該車身周邊的墊片上，通過它們調(diào)整車床水平，使之達(dá)到 水平度：0.02 mm0.04 mm /1000mm 扭曲度：0.005 mm0.01 mm /1000mm然后擰緊地腳螺釘（具體詳見總裝配圖）。考慮到機(jī)