数控轴类零件加工工艺设计样本

题目数控轴类零件加工工艺设计

摘要随着数控技术不断发展和应用领域扩大，数控加工技术对国计民生某些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）发展起着越来越重要作用，由于效率、质量是先进制造技术主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选取适当刀具，拟定切削用量，对某些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做某些解决。并在加工过程掌握控制精度办法,才干加工出合格产品。本文依照数控机床特点，针对详细零件，进行了工艺方案分析，工装方案拟定，刀具和切削用量选取，拟定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺过程制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面优势。核心词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录TOC\o"1-2"\h\u7597第1章前言 112118第2章工艺方案分析 2111512.1零件图 2161212.2零件图分析 2228892.3拟定加工办法 213462.4拟定加工方案 225770第3章工件装夹 4246553.1定位基准选取 460713.2定位基准选取原则 4191093.3拟定零件定位基准 4240233.4装夹方式选取 4148493.5数控车床惯用装夹方式 4223243.6拟定合理装夹方式 420923第4章刀具及切削用量 5302624.1选取数控刀具原则 5279714.2选取数控车削用刀具 5144804.3设立刀点和换刀点 6275184.4拟定切削用量 624996第5章典型轴类零件加工 7107655.1轴类零件加工工艺分析 723585.2典型轴类零件加工工艺 9224645.3加工坐标系设立 11103705.4手工编程 1216331第6章结束语 1524879第7章道谢词 1631607参照文献 17第1章前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生理解有关工种先进技术，同步培养工作岗位前瞻性；在讲授数控知识同步，必要规定学生掌握基本机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间联系，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位多面手。数控车工基本工艺理论及技能有机融合，涉及夹具使用、量具识读和使用、刃具刃磨及使用、基准定位等，分类论述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作初、中级内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，惯用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必要掌握知识和技能训练途径。对涉及与数控专业有关基本知识、专业计算，都进行了有针对性阐述，目在于塑造理论充实、技能夯实专业技能型人才。本文以与切削用量选取，工件定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工特点，分别进行工艺方案分析，机床选取，刀具加工路线拟定，数控程序编制，最后形成可以指引生产工艺文献。在整个工艺过程设计过程中，要通过度析，拟定最佳工艺方案，使得零件加工成本最低，合理选用定位夹紧方式，使得零件加工以便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件加工在保证零件精度状况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最后形成工艺文献要完整，并能指引实际生产。第2章工艺方案分析2.1零件图图1-2典型轴类零件图2.2零件图分析该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面构成。尺寸标注完整，选用毛坯为45#钢，Φ55mm×150mm，无热解决和硬度规定。2.3拟定加工办法加工办法选取原则是保证加工表面加工精度和表面粗糙度规定。由于获得同一级精度及表面粗糙度加工办法普通有许多，因而在实际选取时，要结合零件形状、尺寸大小和形位公差规定等全面考虑。图上几种精度规定较高尺寸，因其公差值较小，因此编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。在轮廓线上，有个锥度10度坐标P1、和一处圆弧切点P2，在编程时规定出其坐标，P1（45.29，75）P2（35，56.46）。通过以上数据分析，考虑加工效率和加工经济性，最抱负加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。依照加工零件外形和材料等条件，选用CJK6032数控机床。2.4拟定加工方案零件上比较精密表面加工，经常是通过粗加工、半精加工和精加工逐渐达到。对这些表面仅仅依照质量规定选取相应最后加工办法是不够，还应对的地拟定从毛坯到最后成形加工方案。毛坯先夹持左端，车右端轮廓113mm处，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、R9mm、Φ35mm、锥度为10度外圆，Φ52mm.调头装夹已加工Φ52mm外圆，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mm×1.5mm.该典型轴加工顺序为：预备加工车端面粗车右端轮廓精车右端轮廓切槽工件调头车端面粗车左端轮廓精车左端轮廓切退刀槽粗车螺纹精车螺纹。第3章工件装夹3.1定位基准选取在制定零件加工工艺规程时，对的地选取工件定位基准有着十分重要意义。定位基准选取好坏，不但影响零件加工位置精度，并且对零件各表面加工顺序也有很大影响。合理选取定位基准是保证零件加工精度前提，还能简化加工工序，提高加工效率。3.2定位基准选取原则 1）基准重叠原则。为了避免基准不重叠误差，以便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。2）便于装夹原则。所选取定位基准应能保证定位精确、可靠，定位、夹紧机构简朴、易操作，敞开性好，可以加工尽量多表面。3）便于对刀原则。批量加工时在工件坐标系已经拟定状况下，保证对刀也许性和以便性。3.3拟定零件定位基准以左右端大端面为定位基准。3.4装夹方式选取为了工件不致于在切削力作用下发生位移，使其在加工过程始终保持对的位置，需将工件压紧夹牢。合理选取夹紧方式十分重要，工件装夹不但影响加工质量，并且对生产率，加工成本及操作安全均有直接影响。3.5数控车床惯用装夹方式1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘三个卡爪是同步运动，能自动定心，普通不需要找正。该卡盘装夹工件以便、省时，但夹紧力小，合用于装夹外形规则中、小型工件。2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多轴类工件，为了保证每次装夹时装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式合用于多序加工或精加工。3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大切削力，安装刚性好，轴向定位精确，应用较广泛。4）专心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大切削力，安装刚性好，轴向定位精确。3.6拟定合理装夹方式装夹办法：先用三爪自定心卡盘毛坯左端，加工右端达到工件精度规定；再工件调头，用三爪自定心卡盘毛坯右端Φ52，再加工左端达到工件精度规定。第4章刀具及切削用量4.1选取数控刀具原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应一方面选取合理刀具寿命，而合理刀具寿命则应依照优化目的而定。普通分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者依照单件工时至少目的拟定，后者依照工序成本最低目的拟定。选取刀具寿命时可考虑如下几点依照刀具复杂限度、制造和磨刀成本来选取。复杂和精度高刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，普通取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序生产率限制了整个车间生产率提高时，该工序刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完毕一次走刀，避免切削时半途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来拟定。与普通机床加工办法相比，数控加工对刀具提出了更高规定，不但需要冈牲好、精度高，并且规定尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同步规定安装调节以便，这样来满足数控机床高效率规定。数控机床上所选用刀具常采用适应高速切削刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。4.2选取数控车削用刀具数控车削车刀惯用普通提成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件轮廓形状完全由车刀刀刃形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常用成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特性车刀。此类车刀刀尖由直线形主副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(重要是几何角度)选取办法与普通车削时基本相似，但应结合数控加工特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面考虑，并应兼顾刀尖自身强度。二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小圆弧形切削刃为特性车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)成型面。选取车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃圆弧半径应不大于或等于零件凹形轮廓上最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不适当选取太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。4.3设立刀点和换刀点刀具究竟从什么位置开始移动到指定位置呢?因此在程序执行一开始，必要拟定刀具在工件坐标系下开始运动位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动起点，因此称程序起始点或起刀点。此起始点普通通过对刀来拟定，因此，该点又称对刀点。在编制程序时，要对的选取对刀点位置。对刀点设立原则是:便于数值解决和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引起加工误差小。对刀点可以设立在加工零件上，也可以设立在夹具上或机床上，为了提高零件加工精度，对刀点应尽量设立在零件设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”重叠。所谓“刀位点”是指刀具定位基准点，车刀刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面交点。球头铣刀是球头球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时位置，换刀点应设在工件或夹具外部，以换刀时不碰工件及其他部件为准。4.4拟定切削用量数控编程时，编程人员必要拟定每道工序切削用量，并以指令形式写人程序中。切削用量涉及主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同加工办法，需要选用不同切削用量。切削用量选取原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理刀具耐用度，并充分发挥机床性能，最大限度提高生产率，减少成本。第5章典型轴类零件加工5.1轴类零件加工工艺分析（1）技术规定轴类零件技术规定重要是支承轴颈和配合轴颈径向尺寸精度和形位精度，轴向普通规定不高。轴颈直径公差级别普通为IT6-IT8，几何形状精度重要是圆度和圆柱度，普通规定限制在直径公差范畴之内。互相位置精度重要是同轴度和圆跳动；保证配合轴颈对于支承轴颈同轴度，是轴类零件位置精度普遍规定之一。图为特殊零件，径向和轴向公差和表面精度规定较高。（2）毛坯选取轴类零件除光滑轴和直径相差不大阶梯轴采用热轧或冷拉圆棒料外，普通采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图典型轴类直径相差不大，采用直径为60mm，材料45#钢，在锯床上按150mm长度下料。（3）定位基准选取轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面同轴度，以及端面对轴中心线垂直度是其互相位置精度重要项目，而这些表面设计基准普通都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重叠原则，并且可以最大限度地在一次装夹中加工出多格外圆表面和端面，因而惯用中心孔作为轴加工定位基准。当不能采用中心孔时或粗加工是为了提高工作装夹刚性，可采用轴外圆表面作定位基准，或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大切削力，但重复定位精度并不太高。数控车削时，为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸精确性，或为了端面余量均匀，工件轴向需要定位。采用中心孔定位时，中心孔尺寸及两端中心孔间距离要保持一致。以外圆定位时，则应采用三爪自定心卡盘反爪装夹或采用限未支承，以工件端面或台阶儿面作为轴向定位基准。（4）轴类零件预备加工车削之前常需要依照状况安排预备加工，内容普通有:直--毛坯出厂时或在运送、保管过程中，或热解决时常会发生弯曲变形。过量弯曲变形会导致加工余量局限性及装夹不可靠。因而在车削前需增长校直工序。切断用棒料切得所需长度坯料。切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进行，也可以在普通车床切断或在冲床上用冲模冲切。车端面和钻中心孔—对数控车削而言，普通将她们作为预备加工工序安排。（5）热解决工序铸、锻件毛坯在粗车前应依照材质和技术规定安排正火火退火解决，以消除应力，改进组织和切削性能。性能规定较高毛坯在粗加工后、精加工前应安排调质解决，以提高零件综合机械性能；对于硬度和耐磨性规定不高零件，调质也常作为最后热解决。相对运动表面需在精加工前或后进行表面淬火解决或进行化学热解决，以提高其耐磨性。（6）加工工序划分普通可按下列办法进行：①刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完毕部位。再用第二把刀、第三把完毕它们可以完毕其他部位。这样可减少换刀次数,压缩空程时间，减少不必要定位误差。②以加工部位分序法对于加工内容诸多零件，可按其构造特点将加工某些提成几种某些，如内形、外形、曲面或平面等。普通先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简朴几何形状，再加工复杂几何形状；先加工精度较低部位，再加工精度规定较高部位。③以粗、精加工分序法对于易发生加工变形零件，由于粗加工后也许发生变形而需要进行校形，故普通来说凡要进行粗、精加工都要将工序分开。综上所述，在划分工序时，一定要视零件构造与工艺性，机床功能，零件数控加工内容多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中原则还是采用工序分散原则，要依照实际状况来拟定，但一定力求合理。（7）工时在加,加工顺序安排应依照零件构造和毛坯状况，以及定位夹紧需要来考虑，重点是工件刚性不被破坏。顺序普通应按下列原则进行：①上道工序加工不能影响下道工序定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序也要综合考虑。②先进行内形内腔加工序，后进行外形加工工序。③以相似定位、夹紧方式或同一把刀加工工序最佳连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。④在同一次安装中进行多道工序，应先安排对工件刚性破坏小工序。在数控车床上粗车、半精车分别用一种加工程序控制。工件调头装夹由程序中M00或M01指令控制程序暂停，装夹后按“循环启动”继续加工。（8）走刀路线和对刀点选取走刀路线涉及切削加工轨迹，刀具运动到切削起始点、刀具切入、切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹。由于半精加工和精加工走刀路线是沿其零件轮廓顺序进行，因此拟定走刀路线重要在于规划好粗加工及空行程走刀路线。合理拟定对刀点,对刀点可以设在被加工零件上，但注意对刀点必要是基准位或已精加工过部位，有时在第一道工序后对刀点被加工毁坏，会导致第二道工序和之后对刀点无从查找，因而在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系地方设立一种相对对刀位置，这样可以依照它们之间相对位置关系找回原对刀点。这个相对对对刀位置普通设在机床工作台或夹具上。5.2典型轴类零件加工工艺（1）拟定加工顺序及进给路线加工顺序按粗到精、由近到远（由右到左）原则拟定。工件右端加工：既先从右到左进行外轮廓粗车（留0.5mm余量精车），然后从右到左进行外轮廓精车，最后切槽；工件调头，工件左端加工：粗加工外轮廓、精加工外轮廓，切退刀槽，最后螺纹粗加工、螺纹精加工。（2）选取刀具1）车端面：选用硬质合金45度车刀，粗、精车用一把刀完毕。2)粗、精车外圆：（由于程序选用G71循环因此粗、精车选用同一把刀）硬质合金90度放型车刀，Kr=90度,Kr＇=60度;E=30度,（由于有圆弧轮廓）以防与工件轮廓发生干涉,如果有必要就用图形来检查.3)车槽：选用硬质合金车槽刀（刀长12mm，刀宽3mm）4)车螺纹:选用60度硬质合金外螺纹车刀.（3）选取切削用量表3-5切削用量选取主轴转速s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗车外圆8000.11.5精车外圆8000.050.2粗车螺纹701.50.4精车螺纹701.50.1切槽1150.04数控加工刀具卡片表3-1刀具卡片产品名称或代号零件名称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金端面45度车刀1粗、精车端面2T02硬质合金90度放型车刀1粗、精车外轮廓左偏刀3T03硬质合金车槽刀1切槽4T0460度硬质合金外螺纹车刀1粗、精车螺纹用以上数据编制工艺卡如下：表3-2数控加工工艺卡单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O1111三爪自定心卡盘Cjk6032数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度防型刀8000.11.5自动3精车外圆轮廓T0290度防型刀8000.050.2自动4切槽T03切槽刀1150.04自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间00202222三爪自定心卡盘Cjk6032数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度防型刀8000.11.5自动3精车外圆轮廓T0290度防型刀8000.050.2自动4切退刀槽T03切槽刀1150.04自动5粗车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.4自动6精车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.1自动编制审核批准年月日共页第页5.3加工坐标系设立（1）建立工件坐标系图1-3坐标系设定（2）试切法对刀在数控加工中，工件坐标系拟定后，还要拟定刀尖点在工件坐标系中位置，即普通所说对刀问题。在数控车床上，当前惯用对刀办法为试切对刀法。将工件安装好之后，先用MDI方式操作机床，用已选好刀具将工件端面车一刀，然后保持刀具在纵向（Z）尺寸不变，沿横向（x）退刀。当取工件右端面O为工件原点时，对刀输入为Z0，如图3-4（a）用同样办法，再将工件表面车一刀，然后保持刀具在横向上尺寸不变，从纵向退刀，停止主轴转动，再量出工件车削后直径如图3-4（b）依照长度和直径，既可拟定刀具在工件坐标系中位置。其她各刀都需要进行以上操作，从而拟定每把刀具在工件坐标系中位置。图3-4（a）Z轴方向对刀图3-4（b）X轴方向对刀（3）选取切削用量表3-5切削用量选取主轴转速s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗车外圆8000.11.5精车外圆8000.050.2粗车螺纹701.50.4精车螺纹701.50.1切槽1150.04为了螺纹容易配合，螺纹M25×1.5在车削大径时，加工到直径Φ24.7mm，总背吃刀量去0.65P=（0.65×1.5）mm=0.975mm.5.4手工编程工件右端加工O1111；M06X200Z100；建立工件坐标系T0202；调用2号刀M03S800；主轴以800r/min正转G00X60Z5；到循环加工起点G71U.1.5R1P01Q02X0.2Z0.08F80；粗加工循环N01G00X39Z2；到精加工起点G01X39Z0F40；精加工轮廓开始G01X39Z0C2倒角C2Z-26；加工Φ39G03X35Z-56.46R24；加工SΦ48圆弧G02X35Z-70R9；加工R9圆弧G01Z-75；加工Φ35X45.29；加工Φ35外径左端面至斜线某些X52Z-94；加工斜线某些N02Z-113；精车循环结束G00X55Z100；到换刀点M06T0303M03S115M08；换3号切槽刀,打开切削液G00X55Z2； 刀具起切安全点G00X55Z-89；切槽切入点G01X39F5；切槽G01X55F20；切槽退刀G01Z-82；切槽切入点G01X39F5；切槽G01X55F20；切槽退刀G00Z-18；切槽切入点G01X35F5；切槽切入点G01X50F20；切槽退刀G00X55Z100M09；回换刀点,关闭切削液M05；主轴停止M30；程序结束工件左端加工O2222T0202M03S800；换2号外圆刀主轴800r/minG00X55Z2；刀具起切安全点G71U1.5R1P01Q02X0.2Z0.08F80；外径粗精车循环N01G00X50Z2；精车循环开始G01X0Z0F40；开始加工G01X24.7Z0C2；倒角G01Z-33；车Φ25G01X52Z-33C2；倒角N02G01Z-35；精车循环结束G00X100Z100；换刀点M05；主轴停止M30；程序结束T0303M03S115；换3号切槽刀G00X30Z2；刀具起切安全点G00Z-28；切槽切入点G01X21F5；切槽G01X30F20；退刀G00X50Z100；回换刀点M05；主轴停止M30；程序结束T0404M03S70；换4号螺纹刀G00X25Z2；刀具起始安全点G76C1A60X23.056Z-26K0.974U0.1V0.1Q0.4F1.5;螺纹车削循环,C为精车次数,螺纹刀具角度,X为最后螺纹X轴小径,Z为最后螺纹Z轴长度,,K为牙型高,U精加工余量,V最大加工量,Q第一刀最大背吃刀量,F为导程.G01X40；退刀G00X100Z100；回换刀点M05；主轴停止M30；程序结束第4章数控技术发展总体战略制定符合中华人民共和国国情总体发展战略，对21世纪国内数控技术与产业发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势分析和对国内数控领域存在问题研究，咱们以为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合国内国情发展数控技术和产业总体战略。4.1以科技创新为先导中华人民共和国数控技术和产业通过40近年发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立自主版权，获得了相称大进步。但回顾这几十年发展，可以看到咱们在数控领域进步重要还是按国外某些模式，按部就班地发展，真正创新成分不多。这种局面在发展初期起步阶段，是无可非议。但到了世界数控强手如林今天和知识经济即将登上舞台新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模仿伺服快过时时，咱们开始搞模仿伺服，还没等咱们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动数字式伺服打入国内市场时，咱们就跟着搞此类所谓数字伺服，但至今没形成大市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，咱们又跟着发展此类系统，前程仍不乐观。这种老是跟在别人背面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在国内境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使咱们产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因而要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。为变化这种现状，咱们必要深刻理解和认真贯彻“科学技术是第毕生产力”伟大论断，大力加强数控领域科技创新，努力研究具备中华人民共和国特色实用先进数控技术，逐渐建立自己独立、先进技术体系。在此基本上大力发展符合中华人民共和国国情数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全数控机床整机完整产业体系。这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人制约，才有也许用先进、实用数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中华人民共和国数控技术和数控产业在21世纪走在世界前列。4.2在商品化上狠下工夫近几年国内数控产品虽然发展不久，但真正在市场上站住脚却不多。就数控系统而言，国产货仍未真正被广大机床厂所接受，因而浮现国产数控系统用于旧机床改造例子较多，而装备新机床却很少，机床厂出产国产数控机床大多数用都是国外系统。这固然不是说旧机床数控化改造不重要，而是阐明从商品角度看，咱们数控系统与国外相比还存在相称大差距。影响数控系统和数控机床商品化重要因素除技术性能和功能外，更重要就是可靠性、稳定性和实用性。以往，某些数控技术和产品研究、开发部门，所追求往往是某些体现技术水平指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米进给速度等等），而对影响实用性某些指标和某些小问题却不太注重，在产品稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花精力相对较少。从而浮现某些产品鉴定期水平都很高，甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能产品到顾客哪儿却由于某些小问题而体现不尽人意，最后丧失了信誉，打不开市场。这阐明，高指标、高性能样机型产品离顾客真正需要实用、可靠商品是有相称大距离，将一种高指标、高性能产品变为一种有市场商品还需作出大量艰难努力。转贴于中华人民共和国论文联盟另一方面，数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产，应用环境也不那么简朴。数控产品是在生产环境中使用，面临是五花八门工艺问题。如果开发部门对这些问题掌握得不透，就难以将产品设计得很完善。并且数控产品某些问题在开发、试用，甚至鉴定期都难以发现。这就导致，同样型号数控机床在有顾客那儿运营得较好，而在别顾客那儿却体现欠佳。或者同样型号数控机床用于加工某些零件工作得较好，但用于加工其她零件时却不尽人意。浮现这种状况，有时是顾客操作人员水平问题，但有时就是数控产品自身潜在问题暴露。为解决这一问题，国外某些公司设立了专门机构来测试考验自己产品，如为考验新开发数控系统，厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序，让数控系统运营各种各样程序，一旦发现问题，即及时反馈给开发部门予以解决。通过这样测试考验过程后，数控系统潜在问题就大为减少。以往，咱们产品就很少进行这样严格全面自我测试考验。好些问题要等到顾客去给咱们挑出来。这样，虽然一种小问题也将严重影响国产数控产品名誉。因而，咱们应充分注重上述问题，在商品化上切实狠下工夫，将其作为数控产业主干来抓，贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等全过程中，从而将咱们已有技术水平较高数控产品变成真正有市场好商品。4.3将管理和营销作为产业发展重点通过20来年市场风雨冲击，国人已越来越结识到，技术固然重要，但在市场经济环境下，要在激烈全球竞争中获胜，管理和营销就显得更为重要。例如，国内台湾生产数控机床不但占领了大陆市场相称大份额，并且还打进了美国市场。是台湾数控机床技术和质量超过美国了吗？显然不是。那她们靠是什么？重要一条就是在公司管理和产品营销上下了工夫。而咱们长期以来把重要精力放在开发技术和提高水平上，忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面工作，成果在新技术、新产品开发出来后来，在产品质量提高后来，公司依然处在产品销售不畅困境［1］。国内外经验阐明，数控产品竞争力不但取决于技术，更取决于经营管理能力和营销能力。因而，从当前起咱们应将管理和营销作为产业发展重点，真正挣脱筹划经济时代所遗留下来思维方式和工作习惯束缚，建立适应市场高效、敏捷运营机制和有效勉励机制。通过这种机制，一方面切实加强公司管理，激发公司负责人和广大职工负责精神、创造精神和献身精神，努力提高产品竞争能力；另一方面充分调动公司内外、行业内外一切积极因素，大力加强市场开拓力度，奋力打通营销渠道。可以坚信，有过硬竞争力产品，再加上北京开关厂那样“找、挣、钻、抢”精神，咱们就一定能在市场竞争中获得胜利。4.4大力加强技术支持和服务数控系统和数控机床作为典型高技术产品，对顾客技术支持和服务是相称重要。此前国产数控产品丧失信誉因素，除可靠性问题外，另一大问题就是缺少有力技术支持和服务。顾客花了诸多钱买数控机床或数控系统，一旦浮现问题却叫每天不应，叫地地不灵，后来谁还敢买咱们产品。因而，应将对顾客技术支持和服务当成重要寻常工作来抓，使咱们在市场上向纵深挺进时，有一种强大后方。因而，为了获得数控产品市场竞争全面胜利，必要建立以技术支持和服务为核心强大后方。固然，为赢得积极，后方也须积极出击。当前，运用先进信息技术手段（如网络和多媒体），将为建立新一代立体化技术支持和服务体系开辟新途径。4.5坚持可持续发展道路可持续发展是下一世纪公司发展重要战略，国内数控产业要有大发展也必要坚持走可持续发展道路。绿色是实现可持续发展重要途径，其重要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品开发，加速增进数控产品、数控产业以及整个制造业绿色化，重要战略办法应考虑如下几方面：①有效减少产品制造及使用过程中环境污染。如减少数控机床铸件构造，消除锻造对环境污染；将数控机床主轴润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑，减少对生产环境污染；在精密数控机床及其运营环境温度控制中取消氟利昂制冷恒温技术；以电传动代替机械传动，减少噪声污染。②大幅度减少资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件，从而减少硬件制造资源和能源消耗及污染，并减少产品寿命结束后硬件装置拆卸回收问题；以永磁驱动代替感应驱动，提高效率和功率因数，节约能源；以电传动代替机械传动，提高效率，减少能源消耗。③加强用数控技术改造老式机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造老式产业，使老式产业生产技术和装备当代化这一产业可持续发展目的得以实现，又可获得巨大经济效益。国内拥有普通机床数百万台，加强用数控技术改造老式机床将成为下世纪国内数控领域重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染，寿命长且便于拆卸回收新型机床。例如，以并联构造代替串联构造就是开发绿色数控机床一条途径，这是由于并联构造机床消耗金属材料仅为常规串联构造机床几分之一，其加工量也比常规机床大幅度减少，特别是消除了大型构造件锻造，这将明显减少机床制造过程中能源消耗和对环境污染。此外，并联构造机床有助于采用电传动，效率高，可有效减少使用中能源消耗。转贴于中华人民共和国论文联盟第5章数控机床技术途径5.1发展具备中华人民共和国特色新一代PC数控系统数控系统是各类数控装备核心，因而通过科技创新一方面发展具备中华人民共和国特色新型数控系统，将是推动数控产业化进程有效技术途径。实践证明，来咱们所走PC数控道路是完全对的。PC机（涉及工业PC）产量大、价格便宜，技术进步和性能提高不久，且可靠性高（工业PC主机MTBF已达30年［3］）。因而，以其作为数控系统软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统性能价格比，并且还可充分运用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域最新成果，如大容量存储器、高辨别率彩色显示屏、多媒体信息互换、联网通讯等。此外，以通用微机作为数控平台还可获得迅速技术进步，当PC机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上优势，在竞争中立于不败之地。当前，PC数控系统体系构造有2种重要形式：（1）专用数控加PC前端复合式构造；（2）通用PC加位控卡递阶式构造。此外尚有一种正在发展数字化分布式构造。其方案是将由DSP等构成数字式伺服通过以光缆等为介质网络与数控装置连接起来，构成一完整数控系统。这种系统虽然性能较好，但由于开发和生产成本太高，近期难以被国内广大顾客所接受。咱们以为，上述构造并不是符合中华人民共和国国情最佳方案，适合中华人民共和国国情应是将所有数控功能全软件化集成式构造，由于这种构造硬件规模最小，不但有助于减少系统成本，并且更重要是可以有效提高系统可靠性。几十年经验表白，可靠性好坏是国产数控系统能否发展核心。虽然影响数控系统可靠性因素诸多，但过大硬件规模和较低硬件制造工艺水平往往对可靠性导致最大威胁。以往，国产数控系统在总体设计时由于种种因素限制，不得不选用技术指标不太高普通CPU，这样，为完毕数控复杂功能往往需要由各种CPU来构成系统，有时还需另加某些专用或通用硬件电路来实现数控系统某些高实时性功能（如细插补、位置伺服控制等），从而导致系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大产品，在国内既有工艺条件下，很难从硬件制造角度保证系统可靠性，因而使得国产数控系统在生产现场体现不佳，对国产数控系统形象和名誉导致严重影响，使得不少顾客当前还心有余悸。因而，咱们在开发新型数控系统时，应优先选用新型高性能CPU（如高主频PentiumII、PentiumIII等）作为系统运算和控制核心，并尽量用软件来实现数控所有功能。这样，可大幅度减小系统硬件规模。此外，还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术，从而全面提高系统可靠性。由于一种新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU（如80286、80386等），因而，在基于高性能CPUPC平台上不但可以完毕数控系统基本功能（如信息解决、刀补计算、插补计算、加减速控制等）和开关量控制功能（内装PLC），并且还可以完毕伺服控制功能。这样，此前由DSP完毕数字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量变换控制等）均可由PC中CPU完毕，从而实现内装式伺服控制，这不但有效缩小了数控某些硬件规模，并且还大幅度缩小了伺服控制某些硬件规模。这种具备内装PLC和内装伺服控制全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除一种PC平台外，剩余只有驱动机床运动功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性，又消除了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同步还可明显减少系统成本，使系统（涉及电机）售价将可降至既有数控系统一半左右。显然，这种高性能、高可靠性、低成本新型数控系统将具备极强竞争力，有望为开创中华人民共和国数控新局面作出贡献。此外，集成化PC数控系统尚有一大长处，就是容易实现开放式构造。这是由于，这种系统硬件自身已经是完全开放，构成开放式数控系统工作完全在软件上，只要制定好原则和合同，从信息解决、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放，从而可大大以便顾客使用。

5.2推动数控功能部件专业化生产

解决数控系统问题后，如何实现数控机床模块化设计与制造便是国内机床制造公司迅速响应市场需求，在竞争中获胜另一核心。要实现数控机床模块化设计制造，必要解决数控机床功能部件专业化生产问题。当前国内在这方面离实际需求尚有相称大差距。因而，在此后若干年内，咱们必要大力增进数控机床功能部件开发和专业化生产。其要点如下：

1新型永磁电主轴单元电主轴已成为国际市场上最热门数控机床功能部件。但当前此类产品几乎都为感应异步型，存在如下突出问题：①转子上存在绕组，有大电流流过，因而转子发热严重，直接影响主轴精度；②低速出力小且转矩脉动大，难以满足宽范畴切削规定；③效率和功率因素低，不但电机体积和重量大并且规定逆变器容量大、耗能多；④控制系统复杂、成本高。

因而，运用国内稀土永磁材料优势，开发新型大功率、高效率、宽调速范畴永磁同步型交流电主轴单元，将可有效解决既有电主轴存在问题，形成具备中华人民共和国特色新一代电主轴产品。由于永磁电主轴机械构造和控制系统都较感应异步型电主轴简朴，因而易于进行专业化大规模生产。固然，这还要攻克主轴支承（陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承）技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等核心技术。

2便宜高性能伺服系统当前，一套进给交流伺服系统（驱动器+电机）价格普通都在万元以上，主轴伺服系统价格高达数万元，已成为减少国产数控机床成本一大障碍。因而，应配合新型集成化国产数控系统发展，大力开发便宜高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服硬件某些只有电机和功率接口，充分运用国内永磁资源优势，通过专业化生产可以把电机造价降下来，而采用智能化IPM模块作为功率接口也很便宜，因而将内装式进给伺服价格控制在数千元以内，将内装式主轴伺服价格控制在2万元以内，将是完全也许。

3直线交流伺服系统直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少功能部件，当前国内还没有成熟产品，因而应加强研究、开发和推广应用。考虑到常规机床防磁问题较难解决，而并联机床防磁相对容易，因而可为常规构造机床开发感应异步型直线电机，为并联构造机床开发永磁同步型直线电机，从而扬长避短，构成符合实际应用规定新型高速高精度进给系统。在此基本上，可进一步开发将驱动与支承合二为一磁悬浮工作台。

4零传动数控转台与摆头数控转台与摆头是多坐标数控机床核心部件，老式采用高精度蜗杆蜗轮等传动转台与摆头不但制造难度大、成本高，并且难以达到高速加工所需速度和精度，因而必要另辟蹊径开发新型零传动（无机械传动链）数控转台和摆头，以增进国内高速高精度多坐标数控机床发展。

5高速高精度检测装置高速高精度是下世纪数控机床发展主题，这不但需要高性能控制和驱动，同步还需要高品质检测环节，因而应在既有技术基本上，进一步开发0.1μm以上精度高速(60m/min以上)线位移传感器和100万脉冲/r角位移传感器，此类技术国外对国内是封锁。

5.3加速数控机床全国产化，打好市场翻身仗

数控产业化最后成功将体当前数控机床全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指引下，采用抓两头（低价位数控机床和高速高效数控机床）、带中间（