学士学位论文--立式钻削中心的机械结构设计.doc

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1、立式钻削中心的机械结构设计第1章绪论1.1数控机床的概念数字控制是利用数字化信息对机械运动以及加工过程进行控制的一种方法，简称数控(NumericalControl,NC).数控机床是指采用了数控技术控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床，也可称作NC机床。由于现在数控系统是通过计算机进行控制的，因此，数控机床又称CNC机床。1.2数控机床的组成数控机床主要由数控系统、伺服系统、程序载体、输入输出装置、强电控制装置、辅助装置、和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上，由程序读入装置接收，或由数控装置的键盘直接手动输入。1.3数控技术发展状况及发展趋势我国的机床制造工

2、业完全是在解放后建立起来的，现在，我国的机床工业已经从无到有，从小到大的成长起来了，形成了比较完整的机床体系。目前我国的机床产量不断的上升，完全的可以满足社会的需求，并有大量的机床出口，但是我国的机床技术水平和世界现进的水平还有一定的差距，主要表现在生产率低，寿命短和质量不稳定，此外在掌握某些重型机床，精度高的机床及数控机床方面，还需要进一步的努力，我国想达到发达的水平就必须发奋图强，努力的工作，还需做进一步的努力，深入广泛的开展科学的研究技术的革命，要善于吸取国外的先进技术，并和自己的创新结合起来，以加快我们的发展速度，把我国的机床事业推向辉煌。55随着电子技术和自动化技术的发展

3、，数控技术的应用越来越广泛。大地推动了数控机床的发展，但是结合我国的国情普遍机床仍占有很突出的地位，普通车床的万能性大，它适用加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转面，如外圆柱面，圆锥面，环槽类及成型回转表面；车削端面及加工各类常用的公制，英制，模数制和节制螺纹；在普通车床上还能作钻孔，扩孔，铰孔，滚花等工作。用处很广，考虑到我国的劳动力众多，和一些企业的资金和技术能力普通机床还是很有市场的，普通机床按照它们的万能程度分为(1)专门化机床，这类机床重要用于加工不同尺寸的一类或几类零件的特定工序。(2)通用机床，这种机床的加工范围广，在这种机床上可以加工各种零件的不同工序，例如普通车

4、床，卧式车床，万能升降台铣床等，都属于通用机床，通用机床由于万能性较大，它的结构往往比较复杂，通用机床主要适用于单量小批生产。(3)专用机床，这类机床是加工某一种零件的特定工序，例如：加工汽车后桥盖的组合镗床，机床主轴箱专用镗床等等，都是专用机床，专用机床是根据工艺要求专门设计的，它的生产率比较高，机床的自动化的程度往往也比较高，所以专用机床主要用于成批及大量生产[1-3]。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着它的发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数

5、字化已是现代发展的大趋势。当前世界上数控系统的发展呈现如下发展趋势：(1)高速度高精度化速度和精度是数控系统地两个重要技术指标，它直接关系到加工效率和产品质量。对于数控系统，高速度化，首先是要求计算机数控系统在读入加工指令数据后，能高速度处理并计算出伺服电机的位移量，并要求伺服电机高速度的作出反应；其次，要是下生产系统的高速度化，必须使主轴转速、进给率、刀具交换、托盘交换等各种关键部件实现高速度化。提高数控机床的加工精度，一般是通过减少数控系统的误差和采用补偿技术来达到。在减少数控系统误差方面，一般采取三种方法：提高数控系统的分辨率，以微小程序段实现连续进给；提高位置检测精度；55

6、位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制。在采用补偿技术方面，除采用间隙补偿、丝杠螺距补偿和刀具补偿等技术外，还可以采用热变形补偿技术[4]。(2)多功能化一机多能的数控系统，可以最大限度的提高设备的利用率。数控加工中心（MachiningCenter-MC）便是一种能实现多工序加工的数控机床。这类数控系统控制的机床，一般配有机械手和刀具库（可存放16~100把刀具）。工件一经装夹，数控系统就能控制机床自动的更换刀具，连续对工件的各个加工面完成铣削、铰孔、扩孔及攻螺纹等多工序加工，从而可以避免多次装夹所造成的定位误差。这样减少了设备台数、工件夹具和操作人员，节省了占地面积和辅助时间。为

7、了提高效率，新型数控机床在控制系统和机床结构上也有所改革。例如，采取多系统混合控制方式，用不同的切削方式（车、钻、铣、攻螺纹等）同事加工零件的不同部件等。现代数控系统控制轴数多达15轴，同事联动的轴数已达到6轴[5]。(3)智能化数控系统应用高技术的重要目标是这能化。智能化技术主要体现在以下几个方面：(a)引进自适应控制技术引进自适应控制技术（AdaptiveControl-AC）的目的是要求在随机的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作特征、状态，按照给定的