CK6163數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計文獻(xiàn)綜述

1、XXXX屆本科生畢業(yè)論文 學(xué)號：xx大學(xué)CK6163型數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 姓 名： 指導(dǎo)教師： CK6163主傳動系統(tǒng)設(shè)計文獻(xiàn)綜述專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及自動化班 級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已日趨普及，機(jī)械制造業(yè)正在越來越多地采用數(shù)控技術(shù)來改善其生產(chǎn)加工方式，用以解決現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、緊密、批量小、多變零件的加工問題。然而，從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價格昂貴，一次性投資較大，使有些企業(yè)難以承擔(dān)。因此，對數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)設(shè)計就顯得非常必要，這種必要性主要體現(xiàn)

2、在：數(shù)控機(jī)床可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件；可以實(shí)現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高37倍；加工零件的精度高，尺寸分散度小。使裝配容易，不再需要“修配”；可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)；擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時間無人看管加工。通過改造CK6163數(shù)控車床，解決一些加工中出現(xiàn)的的問題：自動化程度提高，減輕操作者的勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件；提高加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定；提高生產(chǎn)效率；易于建立計算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)。（本文獻(xiàn)內(nèi)容摘自于數(shù)控機(jī)床加工工藝、華茂發(fā)主編，中國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀、數(shù)控技術(shù)論壇，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)

3、業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃、百科，國外數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀點(diǎn)評、中國行業(yè)研究網(wǎng)，<數(shù)控技術(shù)論壇>，<中國金屬加工網(wǎng)>，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀分析、數(shù)控機(jī)床網(wǎng)，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、中華機(jī)械網(wǎng)等）； 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢自從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)以來，數(shù)控系統(tǒng)大致經(jīng)歷了以下四個階段： 19521969年研究開發(fā)階段典型應(yīng)用：數(shù)控車床、銑床、鉆銑床工藝方法：簡單工藝數(shù)控功能：NC控制、3軸以下驅(qū)動特點(diǎn)：步進(jìn)、液壓電機(jī) l97Ol985年推廣應(yīng)用階段典型應(yīng)用：加工中心、電加工、鍛壓工藝方法：多種工藝方法數(shù)控功能：CNC控制、刀具自動交換、五軸聯(lián)動較好的人

4、-機(jī)界面驅(qū)動特點(diǎn)：直流伺服電機(jī) 1982年系統(tǒng)化階段典型應(yīng)用：性制造單元（FUC）、柔性制造系統(tǒng)(FUS)工藝方法：完整的加工過程數(shù)控功能：多臺車床和輔助設(shè)備協(xié)同。多坐標(biāo)控制，高精度、高速度，友好的人-機(jī)界面驅(qū)動特點(diǎn)：交流伺服電機(jī) 1990年性能集成化階段典型應(yīng)用：計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、無人化工廠工藝方法：復(fù)合設(shè)計加工數(shù)控功能：多過程、多任務(wù)調(diào)度、模板化和復(fù)合化驅(qū)動特點(diǎn)：數(shù)字智能化直線驅(qū)動1、國外數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀（1）高速高精與多軸加工成為數(shù)控機(jī)床的主流，納米控制已經(jīng)成為高速高精加工的潮流。（2）多任務(wù)和多軸加工數(shù)控機(jī)床越來越多地應(yīng)用到能源、航空航天等行業(yè)。（3）機(jī)床與機(jī)器人的集成應(yīng)

5、用日趨普及，且結(jié)構(gòu)形式多樣化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，運(yùn)動速度高速化，多傳感器融合技術(shù)實(shí)用化，控制功能智能化，多機(jī)器人協(xié)同普及化。（4）智能化加工與監(jiān)測功能不斷擴(kuò)充，車間的加工監(jiān)測與管理可實(shí)時獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測機(jī)床的狀態(tài)，提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，避免事故的發(fā)生，減少機(jī)床的故障率，提高機(jī)床的利用率。（5）最新的機(jī)床誤差檢測與補(bǔ)償技術(shù)能夠在較短的時間內(nèi)完成對機(jī)床的補(bǔ)償測量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高34倍，同時效率得到大幅度提升。（6）最新的CAD/CAM技術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控機(jī)床的加工提供了強(qiáng)有力的支持，可以大幅度提高加工效率。（7）刀具技術(shù)發(fā)展迅速，眾多刀具

6、的設(shè)計涵蓋了整個加工過程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。（摘自于國外數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀點(diǎn)評、中國行業(yè)研究網(wǎng)）2、我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀 我國數(shù)控技術(shù)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19581979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)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(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)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(shù)控技術(shù)在研究、開發(fā)和產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家

7、“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10。目前我國一部分普及型數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)已經(jīng)形成一定規(guī)模，產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)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(shù)控機(jī)床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)較成熟，并已有成熟產(chǎn)品走向市場。同時，我國也已進(jìn)人世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國的行列。我國現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家100多家，生產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品幾千種以上。產(chǎn)品主要分為經(jīng)濟(jì)型、普及型和高檔型三種類型。在CIMT2003上，

8、中國內(nèi)地共展出機(jī)床700多臺，在600多臺金屬切削機(jī)床和近100臺金屬成形機(jī)床展品中，數(shù)控機(jī)床分別占75和54。這既體現(xiàn)了中國機(jī)床市場的需求趨勢，也反映了中國在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化方面取得了突破性進(jìn)展。雖然我國在數(shù)控產(chǎn)品的研究開發(fā)生產(chǎn)各方面有了較大的進(jìn)步，但目前我國占據(jù)市場的產(chǎn)品主要集中在經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品上，而在中檔、高檔產(chǎn)品上市場比例仍然很小，與國外一些先進(jìn)產(chǎn)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(dá)國家相比，我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上仍然存在很多不足。其主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1、核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)

9、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國90%需要國外進(jìn)口。如在上海設(shè)廠的德國吉特邁集團(tuán)和意大利利雅路機(jī)床集團(tuán)，在煙臺建廠的韓國大宇綜合機(jī)械株式會社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機(jī)床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴進(jìn)口，國內(nèi)真正大而強(qiáng)的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 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)有華中數(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)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高。 數(shù)控功能部件是另外一

10、個薄弱環(huán)節(jié)。某種意義上說，功能部件將構(gòu)筑21世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。功能部件的性能和價格決定了數(shù)控機(jī)床的性能和價格。功能部件不是機(jī)床附件，它是數(shù)控機(jī)床的核心代表。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主要故障大多出在功能部件上，它是影響國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用的主要根源。從國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開發(fā)和使用來看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯后現(xiàn)象反映相當(dāng)強(qiáng)烈。國產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶要求。2、民族品牌與國際品牌差距明顯 2004年 6月一份廣東機(jī)床用戶的抽查情況透露，在數(shù)控機(jī)床的各個品牌之中，用戶對歐洲、日本、美國、韓國和中國臺灣等數(shù)控機(jī)床品牌的關(guān)注度已占全部市場的60%

11、以上。品牌知名度上的差距，導(dǎo)致用戶在選擇加工設(shè)備時把更多的機(jī)會給了海外數(shù)控機(jī)床行業(yè)的一些“實(shí)力派”。如哈爾濱某發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動加工線，其粗加工選用韓國大宇重工的專機(jī)自動線，精加工則選用了英國CROSS HULLE公司的專機(jī)自動線，缸蓋加工線是由德國Cross. Huller公司制造的高速加工中心和專機(jī)自動線、德國產(chǎn)的全自動在線測量機(jī)、日本產(chǎn)的全自動密封檢測機(jī)和清洗機(jī)組成的。曲軸生產(chǎn)線為全自動柔性流水生產(chǎn)線，精加工線由日本的數(shù)控高速CBN 磨床、動平衡機(jī)、拋光機(jī)等組成。（摘自于<數(shù)控技術(shù)論壇>）根據(jù)2004年10月，完成的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃。國內(nèi)數(shù)

12、控機(jī)床大致發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面： 1、智能、高速、高精度化 新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機(jī)、LM直線滾動系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15,000r/min以上。計算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。2、設(shè)計、制造綠色化 綠色設(shè)計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周

13、期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計時要考慮：綠色材料設(shè)計；可拆卸性設(shè)計；節(jié)能性設(shè)計；可回收性設(shè)計；模塊化設(shè)計；綠色包裝設(shè)計等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床在制造時要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計；節(jié)約能源的工藝設(shè)計；環(huán)保型工藝設(shè)計等。數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢，加大綠色設(shè)計與制造的研制，將是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要要素之一。3.復(fù)合化與系統(tǒng)化 工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機(jī)床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能

14、發(fā)展。機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。（摘錄于數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃、百科） 總結(jié)我的的畢業(yè)設(shè)計課題是對數(shù)控車床改造，基于現(xiàn)在國內(nèi)以及國外的數(shù)控車床的性能以及發(fā)展趨勢，對數(shù)控車床進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造符合我國國情，是國內(nèi)許多企業(yè)提高生產(chǎn)設(shè)備自動化水平和精密程度的主要途徑，在我國有著廣闊的市場。根據(jù)摘錄的文獻(xiàn)及資料，對于未來數(shù)控車床的發(fā)展趨勢提出以下幾點(diǎn)方向：1、數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展：2、數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展3、數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展4、數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展5、數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展6、數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展7、數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展參考文獻(xiàn)：1金屬切削機(jī)床設(shè)計指導(dǎo) 上海交通大學(xué)編 上海：上海交通大學(xué)出版社 19862機(jī)床設(shè)計手冊 上/下冊 機(jī)床設(shè)計手冊編寫組 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 19863機(jī)械設(shè)計圖冊 華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 19794金屬切