洛阳理工学院毕业论文刀具设计要求是什么
近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展， 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。 2 数控机床组成结构及工作过程 本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，如图1所示。图1 数控机床组成机构图输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰;目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。检测反馈装置由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。数控机床的工作过程如图2所示。图2 数控机床的工作过程框图数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。该项指标直接影响对机床利用率的评价(即机床实动率)。 3 机床数控系统需要解决的几个问题 机床是由机械和电气两部分组成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床各种功能的实施方案，数控机床的机械要求和数控系统的功能都很复杂，所以更应机电沟通，扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应该比较合理，精度和稳定性都必须满足使用要求。同时为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。PLC按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作，另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的主要产品，在机床的电气控制中应用也比较普遍。 在实际控制中如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作相应的修改，为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用;所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。另外为了防止电压过高损坏PLC，电源输入端加上压敏电阻。为了防止过热， PLC不许安装在变压器等发热元件的正上方，变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。在元件间留有适当的空隙，以便散热，并且在配电箱上安装风扇降温。此外，为保证控制系统的安全与稳定运行，还应解决控制系统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。 4 永宏FBs系列PLC的NC机床定位伺服控制系统分析 数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为:产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。数控机床的功能部件对机床的功能扩展和性能的提升起着极为重要的作用，因此，它不同于一般配套件和附件的选用，不仅须与数控机床的整体结构谐和协调，融入整机系统具有最佳的匹配性能，而且还能很好地彰显出该数控机床的个性化特征。用于高速化的数控系统不能仅是提高数据处理能力，而是应具备热误差补偿单元以及能实现速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制等先进控制技术的功能。所以必须选择稳定可靠的控制单元才能保证数控机床正常高效运行。 鉴于以上各项要求，笔者采用台湾永宏电机股份有限公司的FBs-44MN PLC作为该机床控制主单元，该型机具有较高的性价比，体积小，使用起来非常方便，接线简捷。其编程软件WinProladder有梯形图大师之称，易学易用且功能强大，编辑、监视、除错等操作非常顺手，按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指引，使编辑、输入效率倍增。同时配以人机界面进行程序参数修改、设定以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。该控制系统具有可靠性高，价格便宜，结构紧凑等特点，非常适合机床的控制要求，具体控制思路如图3所示。图3 采用永宏PLC FBs-44MN 的NC 机床定位电气控制系统图可编程逻辑控制器是该机床各项功能的逻辑控制中心，集成于数控系统中，主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。由图3可以看出，系统控制中心采用永宏PLC FBs-44MN控制，并配以人机界面进行程序参数修改、设定，以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头，其定位准确，速度快。主轴铣头由变频器控制，根据刀具及工件和进给量，来设置主轴合理的转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器和原点传感器，冷却和润滑也都有异常检测，在报警灯和人机界面处显示报警信息由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。早期使用一般电机作为定位控制，由于速度不快、或者精度要求不高，所以足够应对所需场合;当机械运转为了获取效率而将速度加快时，当产品质量、精度要求越来越高时，电机停止位置的控制就不是一般电机所能达到的了。解决这一问题的最佳方法是采用NC定位控制配合步进或伺服电机作定位控制。但在过去，由于它的价格很高，而限制了它使用的普遍性，近年来由于技术的发展及成本的降低，其价位已被用户所接受，使用数量也越来越多。为配合这一趋势，永宏PLC FBs系列将目前市面上专用的NC定位控制器功能整合在PLC内部SoC芯片内，除了免掉PLC与专用NC 定位控制器之间复杂的数据交换与连结程序外，更大幅降低整体成本，为用户提供一种价廉物美、简单方便的PLC整合NC定位控制的方案。永宏PLC FBs-44MN内部的SoC芯片含有多轴高速脉冲输出以及高速硬件计数器，并且提供简易使用和设计的定位程序编辑，对于这方面的应用，更是如虎添翼、如鱼得水、得心应手了。PLC结合伺服驱动器所构成的NC闭环回路控制系统中，PLC负责发送高速脉冲命令给伺服驱动器，除了装在伺服电机的位移检测信号直接反馈到伺服驱动器外，外加位移检测器装在传动机构之后，真正反映实际位移量，并将此信号反馈到PLC 内部的高速硬件计数器，这样就可作更精确的控制，并且可避免上述半闭环回路的缺点。永宏PLC FBs系列的定位功能将市面上专用NC定位控制器整合在PLC内，使PLC与NC控制器能共享相同的数据区，而不需要作两个系统之间的数据交换与同步控制等复杂的工作，但仍可用一般常用的NC 定位控制指令(例如DRV、SPD…等)。PLC控制4轴的定位工作，并可作多轴同动控制，除了提供点对点的定位速度控制，还提供了各轴间直线插补功能。当系统应用超过4轴时还可利用永宏PLC的CPU LINK功能达到更多的定位运动控制。数控机床对位置系统要求的伺服性能包括:定位速度和轮廓切削进给速度;定位精度和轮廓切削精度;精加工的表面粗糙度;在外界干扰下的稳定性。这些要求主要取决于伺服系统的静态、动态特性。对闭环系统来说，总希望系统有较高的动态精度，即当系统有一个较小的位置误差时，机床移动部件会迅速反应。在数控机床的加工中，伺服系统为了同时满足高速快移和单步点动，要求进给驱动具有足够宽的调速范围。 单步点动作为一种辅助工作方式常常在工作台的调整中使用。伺服系统最高速度的选择要考虑到机床的机械允许界限和实际加工要求，高速度固然能提高生产率，但对驱动要求也就更高。此外，从系统控制角度看也有一个检测与反馈的问题，尤其是在计算机控制系统中，必须考虑软件处理的时间是否足够。全闭环伺服系统是将位置检测元件置于被测坐标轴的终端移动部件上，以检测机械传动链中螺距误差、间隙及各种干扰所造成的传动误差，并进行反馈补偿控制，从而提高机床的位置控制精度。在全闭环伺服控制系统中，对位置检测元件和反馈元件的选择很关键。感应同步器具有精度高、重复性好、抗干扰能力强，耐油耐污及维护简单等优点，特别适合于高精度全闭环数控机床的工作场合。数控机床要求具备稳定性、快速性和准确性，而大型数控机床的机械传动装置转动惯量较大，固有频率低，要使其大大高于系统截止频率很困难，全闭环包括了该进给系统轴几乎所有不稳定的非线性因素，调整不当很容易使机床产生抖动现象。 因此数控机床全闭环伺服系统在保证快速性的基础上主要是解决机床进给运动的稳定性而获得比半闭环伺服系统高的位置精度。伺服电机的编码器将位移检测信号反馈到伺服驱动器，驱动器将输入信号的脉冲频率和脉冲数与回馈信号的频率和脉冲数，经内部的偏差计数器与频率转电压电路处理后，得到脉冲偏差值与转速误差值，这样使控制伺服电机实现高速、精密的速度与位置闭环回路处理系统。伺服电机的转速与输入信号的脉冲频率成正比，而电机的移动量则由脉冲数决定。图4是PLC控制下的伺服电机工作示意图。图4 数控机床伺服电机工作示意图5 相关程序设计与操作 PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，所以程序执行速度很快。另外软件故障检测设计在采用硬件设计的基础上采用软件检测外部行程开关状态，当行程开关失灵后，通过程序控制停止机床的运行，有效地减少了机床因元件失灵造成的事故。 图5是使用编程软件WinProladder编辑定位程序参数设定指令图，图6是具体操作加工程序图。图5 定位程序参数设定指令图图6 加工程序图6 结束语 我国是一个机床生产和应用大国，但数控技术的应用水平还不高，严重制约着我国制造业水平的提高。国际上的相关开发计划对我国的数控技术的发展提出了严峻的挑战，同时也带来了机遇。只有选择合适的PLC才能使定位达到预期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在机床数控系统设计中占有重要的地位，该机床经过长期运行表明，整个系统设计合理，控制精度高，运行可靠，提高了生产的自动化水平，减小了操作人员的劳动强度。 由于采用了PLC控制，使电气部分的抗干扰能力增加，提高了机床的运行可靠性，因而增加了设备的柔性，提高了设备的使用效率。
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根据“洛阳理工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，为指导毕业设计说明书（论文）撰写得更加规范，特制定本规范要求。 一、内容要求 设计类选题完成设计任务后，需要撰写毕业设计说明书；研究论文类选题需要撰写毕业论文。 （一）毕业设计说明书应包括以下内容要求： 1、标题：要求简洁、确切、鲜明，字数不宜超过 20 个字。 2、摘要：扼要叙述本设计的主要内容、特点，文字要精练。中文摘要约 300 汉字；英文摘要约 250 个实词。 3、关键词：从说明书标题或正文中挑选 3 ～ 5 个最能表达主要内容的词作为关键词，同时有中、英文对照，分别附于中、英文摘要后。 4、目录：列出目录，标明页码。 5、正文：包括前言（引言）、本论、结论三个部分。 （1）前言（引言）：说明本设计的目的、意义、范围及应达到的技术要求；简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题；本设计的指导思想和应解决的主要问题。 （2）本论 ①设计方案论证：说明设计原理并进行方案选择。说明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）；阐述所采用方案的特点（如采用了何种新技术、新措施、提高了什么性能等）。 ②计算部分：此部分在设计说明书中应占有相当的比例。要列出各计算公式及各主要参数计算的详细步骤和计算结果；并对计算结果进行分析比较。 ③结构设计部分：包括机械结构设计、工程结构设计、各种电气控制线路设计及功能电路设计、计算机控制的硬件配置设计等，以及以上各种设计所绘制的图纸。 ④样机或试件的各种实验及测试情况：包括实验方法、线路及数据处理等。 ⑤方案的校验：说明所设计的系统是否满足各项性能指标的要求，能否达到预期效果。校验的方法可以是理论验算（即反推算），包括系统分析；也可以是实验测试或计算机模拟等。 （3）结论：概括说明设计的结果和价值，分析其性能指标，指出其优点和特色，并说明其中存在的问题和今后改进的方向。 6、谢辞：简述自己通过设计的体会，并对指导教师和协助完成设计的有关人员表示谢意。 7、参考文献：在毕业设计说明书末尾要列出在论文中所参考的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按论文参考或引证的先后顺序排列。参考文献中每条项目应齐全。文献中的作者不超过三位时全部列出；超过三位时只列前三位，后面加“等”字或“etc”；作者姓名之间用逗号分开；中外人名一律采用姓在前、名在后的著录法。 参考文献中著录格式示例： ①期刊 序号 作者题名刊名，出版年份，卷号（期号），起止页码 ②专著 序号 作者书名版本（第1版不标注）出版地：出版者，出版年：起止页码 ③论文集 序号 作者题名论文集名出版地，出版年：起止页码 ④毕业论文 序号 作者题名：[毕业论文]（英文用[Dissertation]）保存地点：保存单位，年份，起止页码 ⑤专利 序号 专利申请者题名国别，专利文献种类，专利号出版日期 ⑥技术标准 序号 起草责任者标准代号标准顺序号—发布年标准名称出版地：出版者，出版年度 8、附录：将各种篇幅较大的图纸、数据表格、计算机程序等材料附于说明书的谢辞之后。 （二）毕业论文应包括以下内容： 1、题目 2、摘要 3、关键词 4、目录 （1- 4部分要求同毕业设计说明书相应部分） 5、正文：包括前言、本论、结论三个部分。 （1）前言（引言）：是论文的开头部分，主要说明论文撰写的目的、国内外研究现状及现实意义、对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。前言要写得简明扼要，篇幅不要太长。 （2）本论：是毕业论文的主体，包括研究内容与方法、结果与分析（讨论）等。在本部分要运用相应的研究方法，分析问题、论证观点，尽量反映出自己的科研能力和学术水平。 （3）结论：是毕业论文的收尾部分，是围绕本论所作的结束语。其基本的要点就是总结全文、加深题意，突出研究的新进展或主要结论性成果。 6、谢辞：（同毕业设计说明书相应部分） 7、参考文献：（同毕业设计说明书相应部分） 8、注释：在论文写作过程中，有些问题需要在正文之外加以阐述和说明（放在当页页脚）。 9、附录：（同毕业设计说明书相应部分） 二、书写规范 1、毕业设计（论文）中所使用的度量单位应采用国际标准单位，专业符号符合国标或行标。 2、文字：论文中汉字应采用《简化汉字总表》规定的简化字，并严格执行汉字的规范。所有文字字面清晰，采用计算机打印 。 3、表格：论文的表格应有表名、表号，表号应按章单独编序（如：表6-10 XXX）。表号必须连续，不得重复或跳跃。表格的结构应简洁。表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐，相邻栏内的数值相同时，不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词，应一一重新标注。表名和表号置于表格上方中间位置。 4、图：插图要有图名、图号，图号应逐章单独编序（如：图 6-10 XXX）。图号必须连续，不得重复或跳跃。仅有一图时，在图名前加‘附图'字样。毕业论文、毕业设计说明书中的插图以及图中文字符号应打印，无法打印时一律用钢笔绘制。由若干个分图组成的插图，分图用 a，b，c， ……标出。图号和图名置于图下方中间位置。 5、公式： 论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号，序号一律用阿拉伯数字按章编序（如：（6-10）），序号排在版面右侧，且与右边距离相等。公式与序号之间不加任何线段 ( 直线、虚线、点线 ) 。 6、数字用法：公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量，均用阿拉伯数字。年份不能简写，如 1999 年不能写成 99 年。数值的有效数字应全部写出，如： 50:00 不能写作 5:2 。 7、软件：软件程序清单要按软件文档格式附在论文后面，不附在论文内。 三、排版格式规范 毕业设计说明书（论文）的格式、图纸绘制、实验数据、各种标准的运用和引用都要符合各学科、各专业国家标准的规定。毕业设计说明书（论文）应采用汉语（外语专业用外语）撰写，一律使用计算机编辑，用A4规格纸输出，页面设置上、下页边距54厘米，左、右页边距5厘米，装订线1厘米，文档网格设为中文小四号宋体、西文小四号Times New Roman字体，指定行网格，每页31行，栏数为1，页码置于页面的底部并居中放置，用统一封面装订成册。各部分的具体要求如下： 封面（统一印制） 任务书（专用表格，由指导教师提供） 中英文摘要 （1）毕业设计（论文）中文题目为三号黑体字，可以分成1或2行居中打印。 （2）题目下空一行居中打印“摘要”二字(三号黑体)，字间空一格。 （3）“摘要”二字下空一行打印摘要内容(小四号宋体)。每段开头空二格。 （4）中文摘要内容下空一行打印“关键词”三字(小四号黑体)，其后为关键词(小四号宋体)。关键词数量为4-6个，每一关键词之间用逗号分开，最后一个关键词后不打标点符号。 （5）英文题目采用三号大写字母，可分成1-3行居中打印。每行左右两边至少留2个字符空格。 （6）英文题目下空一行居中打印“ABSTRACT”（三号Times New Roman字体），再下空一行打印英文摘要内容。 （7）英文摘要内容采用小四号Times New Roman字体，每段开头留两个字符空格。 （8）英文摘要内容后下空二行打印“KEY WORDS”（小四号），其后关键词用小四号Times New Roman字体，每一关键词之间用逗号分开，最后一个关键词后不打标点符号。 目录 “目录”二字用三号黑体居中打印，两字中间空一格，下空一行接章、节、小节及其开始页码。章、节、小节分别以第*章、**、***等形式依次标出，并与相应的内容之间空半格。第*章及标题以及参考文献、谢辞等同一级别的目录均采用四号黑体，其他级别的目录内容采用四号宋体字。 正文前言部分 “前言”二字用三号黑体居中打印，两字中间空一格，上下空一行用小四号宋体打印前言内容。 正文本论部分 标题：每章标题以三号黑体居中打印(“第*章”与“标题”之间空一格)；“章”下空两行为“节”，以四号黑体左起打印；“节”下空一行为“小节”，以小四号黑体左起打印。换行后打印论文正文，其中章、节、小节与各自的标题之间空一格。 正文：采用小四号宋体，文中若需要四级标题，则用“1、2……”至“（1）、（2）……”再至“a、b……”的方式。 图：图下方必须加图标题。图标题采用中文，字体为五号楷体。引用图应在图题右上角标出文献来源。 图表号按章顺序编号，如图3－2为第三章第二图。如果图中含有几个不同部分，应将分图号标注在分图的左上角，并在图题下列出各部分内容。 绘图必须工整、清晰、规范。其中机械零件图按机械制图规格要求；示意图应能清楚反映图示内容。 表格：表格按章顺序编号，如表5-4为第五章第四表。表应有标题，采用中文五号楷体，表内必须按规定的符号标注单位，表内汉字用五号宋体。 公式：公式书写应在中文中另起一行。后续内容需要引用的公式后应注明序号，该序号按章顺序编排，如公式（5-4）为第五章第四个公式。 正文结论部分 结论打印格式同前言。 谢辞 谢辞打印格式同前言。 参考文献 （1）“参考文献”四个字以三号黑体居中打印，下空一行按顺序列出参考文献的内容（用小四号宋体），每条参考文献的编号单独对齐，具体内容按行左对齐。 （2）在正文中按参考文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编号，并将序号置于方括号内作为上角标，例如：“……建立了模拟加载实验台[5]”。 （3）参考文献中每条项目应齐全。文献中的作者不超过三位时全部列出；超过三位时只列前三位，后面加“等”字或“etc”；作者姓名之间用逗号分开；中外人名一律采用姓在前、名在后的著录法。 附录 “附录”二字用三号黑体居中打印，两字中间空一格，下空一行是附录题目（四号黑体居中打印），下空一行是附录内容（用小四号宋体）。若有多项附录，可按顺序编号。 11、外文资料翻译 “外文资料译文”用三号黑体居中打印，下空一行打印外文原文内容（小四Times New Roman字体），另起新页打印中文翻译（小四宋体）。 封底 四、装订要求 按以下顺序装订毕业设计说明书或毕业论文： 1、毕业设计（论文）封面 2、毕业设计（论文）任务书 （专用表格，由指导教师提供） 3、中文摘要（含关键词） 4、英文摘要（含关键词） 5、目录 6、正文 7、谢辞 8、参考文献 9、注释 10、附录 11、外文资料翻译 12、封底 各系（部）可以结合本专业特点参照执行。 二〇〇九年二月十八日
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洛阳理工学院毕业论文刀具设计要求是什么意思
数控专业的毕业论文叶片五轴联动加工刀位轨迹的生成 针对大型混流式叶片各曲面的特点，进行合理的刀位轨迹规划和计算，是使所生成的刀位轨迹无干涉、无碰撞、稳定性好、编程效率高的关键。由于五轴加工的刀具位置和刀具轴线方向是变化的，因此五轴加工的是由工件坐标系中的刀位点位置矢量和刀具轴线方向矢量 组成，刀轴可通过前倾角和倾斜角来控制，于是我们可 根据曲面在切削点处的局部坐标计算出刀位矢量和刀轴 矢量。从加工效率、 表面质量和切削工 艺性能来看，选择 沿叶片造型的参数 线作为铣削加工的 方向分多次粗铣和 一次精铣，然后划 分加工区域，定义 与机床有关的参数， 根据以上所选叶片 的加工部位、装夹 图， 混流式叶片的刀轨生成 定 位 方 式 、 机 床 、 刀具及切削参数和余量分布情况将叶片分为多个组合面 分别进行加工。通过对曲面曲率的分布情况的分析对于 不同的区域采用不同的面铣刀。粗加工给出每次加工的 余量，精加工采用同一直径的铣刀，根据粗糙度要求给 定残余高度，根据具体情况选择切削类型、切削参数、 刀轴方向、进退刀方式等参数，生成的刀位轨迹如图， 所示。但是对于像叶片这样的曲率变化很大而又不均匀 的雕塑曲面零件我们还要根据情况作大量的刀位编辑， 并且必须进一步通过切削仿真做干涉和碰撞检查修改和 编辑刀轨。!"#叶片五轴联动数控加工仿真 数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切除过程来检验并优化加工程序。在计算机上仿真验证多轴联动加工的刀具轨迹，辅助进行加工刀具干涉检查和机床与叶片的碰撞检查，取代试切削或试加工过程，可大大地降低制造成本，并缩短研制周期，避免加工设备与叶片和夹具等的碰撞，保证加工过程的安全。加工零件的"!代码在投入实际的加工之前通常需要进行试切，水轮机叶片是非常复杂的雕塑曲面体，开发利用数控加工仿真技术是其成功采用五轴联动数控加工的关键。在此，我们首先进电子商务资料库，8:'/%1&'-/:8(行工艺系统分析，明确机床!"!系统型号、机床结构形式和尺寸、机床运动原理和机床坐标系统。用三维!，-软件建立机床运动部件和固定部件的实体几何模型，并转换成仿真软件可用的格式，然后建立刀具库，在仿真软件中新建用户文件，设置所用!"!系统，并建立机床运动模型，即部件树，添加各部件的几何模型，并准确定位，最后设置机床参数。 接下来将叶片模型变换到加工位置计算出刀具轨迹，再以此轨迹进行叶片切削过程、刀位轨迹和机床运动的三维动态仿真。这样就可以清楚的监控到叶片加工过程中的过切与欠切、刀杆和联接系统与叶片、机床各运动部件与叶片和夹具间的干涉碰撞，从而保证了数控编程的质量，减少了试切的工作量和劳动强度，提高了编程的一次成功率，缩短了产品设计和加工周期，大大提高生产效率。如在数控加工行业进行推广，可产生巨大的经济和社会效益。叶片的切削仿真如图所示，叶片的机床加工仿真如图/所示。图 混流式叶片的切削仿真图/ 混流式叶片的机床加工仿真!"$叶片刀位轨迹的后置处理 后置处理是数控编程的一个重要内容，它将我们前面生成的刀位数据转换成适合具体机床的数据。后处理最基本的两个要素就是刀轨数据和后处理器。我们应首先了解龙门移动式五坐标数控铣镗床的结构、机床配备的附属设备、机床具备的功能及功能实现的方式和机床配备的数控系统，熟悉该系统的"!编程包括功能代码的组成、含义。然后应用通用后置处理器导向模板，根据以上掌握的知识，开发定制专用后置处理器。然后将我们已得刀位源文件进行输入转换成可控制机床加工的"!代码。% 结束语 复杂曲面的多轴联动数控编程是一涉及到众多领域知识的复杂流程，是数字化仿真及优化的过程。本文介绍的大型水轮机叶片的多轴联动编程技术，已用于工程实际大型叶片的数控编程中，实现了大型转轮叶片的五轴联动数控加工的刀位轨迹计算和加工仿真，保证了后续数控加工的质量和效率，已作为大型水轮机叶片五轴联动数控加工的编程工具用于实际生产中。 雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术摘要：转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件，也是最难加工的零件，目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究，开发实现了大型叶片的多轴联动加工。关键词：数控编程 引言 水轮机是水力发电的原动机，水轮机转轮叶片的制造，转轮的优劣，对水电站机组的安全、可靠性、经济性运行有着巨大的影响。水轮机转轮叶片是非常复杂的雕塑面体。在大中型机组制造工艺上，长期以来采用的“砂型铸造—— —砂轮铲磨——立体样板检测 —的制造工艺，不能有效地保证叶片型面的准确性和制造质量。目前采用五轴联动数控加工技术是当今机械加工中的尖端高技术。大型复杂曲面零件的数控加工编程则是实现其数字化制造的最重要的技术基础，其数控编程技术是一个数字化仿真评价及优化过程。其 关键技术包括：复杂形状零件的三维造型及定位，五 轴联动刀位轨迹规划和计算，加工雕塑曲面体的刀轴 控制技术，切削仿真及干涉检验，以及后处理技术等。 大型复杂曲面的多轴联动数控编程技术使雕塑曲面体 转轮叶片的多轴数控加工成为可能，这将大大推动我 国水轮机行业的发展和进步，为我国水电设备制造业 向着先进制造技术发展奠定基础。" 大型混流式水轮机叶片的多轴数控加工编程过程大型复杂曲面零件的五轴联动数控编程比普通零件编程要复杂得多，针对混流式叶片体积大并且型面曲率变化大的特点，通过分析加工要求进行工艺设计，确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线及切削用量等；建立叶片的几何模型、计算加工过程中的刀具相对于叶片的运动轨迹，然后进行叶片的切削仿真以及机床的运动仿真，反复修改加工参数、刀具参数和刀轴控制方案，直到仿真结果确无干涉碰撞电子商务资料库:7-1%"(63;63&;-发生，则按照机床数控系统可接受的程序格式进行后处理，生成叶片加工程序。其具体编程过程如图-所示。 图-大型混流式叶片的五轴联动数控加工编程流程!"! 混流式水轮机叶片的三维几何建模 混流式叶片这一复杂雕塑曲面体由正面、背面、与上冠相接的带状回转面、与下环相接的带状回转面、 大 ， 可 编 写 一 个*/0程序读入这些三维坐标点，然后采用双三次多补片曲面片通过自由形式特征的通过曲线的方法进行曲面造型，如图1所示。叶片的毛坯形状可从设计数据点进行偏置计算处理，或者从三维测量得到的点云集方式确定对叶片的各个曲面分别进行"234$曲面造型，并缝合成实体。!"# 叶片加工工艺规划 加工方案和加工参数的选择决定着数控加工的效率和质量。我们根据要加工叶片的结构和特点可选择大型龙门移动式五坐标数控铣镗床，根据三点定位原理经大量的研究分析，决定在加工背面是采用通用的带球形的可调支撑，配以叶片焊接的定位销对叶片定位，在叶片上焊接必要的工艺块，采用一些通用的拉紧装置来装夹。加工正面时，采用在加工背面时配合铣出的和背面型面完全一致的胎具，将叶片背面放入胎具，利用焊接的工艺块进行调整找正，仍然采用通用的拉压装置进行装夹。由于叶片由多张曲面组合而 成，为了解决加工过程中的碰撞问题，我们采用沿流线 走刀，对于叶片的正背面进行分区域加工，根据曲面各 处曲率的不同采用不同直径的刀具、不同的刀轴控制方 式来加工。对每个面一般分多次粗铣和一次精铣。在机 床与工件和夹具不碰撞和不干涉情况下，尽量采用大直 径曲面面铣刀，以提高加工效率。叶片正背面我们选用 刀具直径!-56曲面面铣刀粗铣、!-16曲面面铣刀精铣， 叶片头部曲面采用!76的曲面面铣刀加工，出水边采用!76螺旋玉米立铣刀五轴联动侧铣。根据后续仿真情况 反复做刀位编辑，以寻求合理的加工方案。在满足加工 要求、机床正常运行和一定的刀具寿命的前提下尽可能
楼上说的已经够详细了其实说实际一点儿就是到时候有东西就中了页面设置统一如果想要得优秀毕业论文的话就要好好按照楼上的细则慢慢修改了
就河南省的二本而言，洛阳理工刚升的本，教学经验尚不够丰富。。。但专科教学相当nb，去年专科收3000多，报了12000多。。乖乖。。 它的材料专业和机械专业很强悍。如果你是男生的话建议你报这两个专业，将来就业刚刚的。。但若是女生的话就劝你别动这心思，女的太吃苦了。 不要被现在的学校排名所左右，兄弟（姑且把你当哥们儿），有句话很经典：不要嫌你们现在的学校垃圾，其实每个学校都很垃圾，（包括北大清华）都有很多不足，只是你们没到那之前不了解而已。你在大学里会发现那里的情况和你理想中的象牙塔差别很大。但你要振作，大学要靠自己，大学再好，不好好学，将来还是庸才一个，相反，你可以在名不见经传的学校里找到属于自己的天地。大学是属于个人的，控制住了你就飞升了。我祝愿你能够飞升到自己的天堂。。 洛阳理工的发展空间还是非常大的，将来你会看到的。听我的在那里念书的同学说它的学校硬件设施不错，校园风景迷人，冬天下雪时最美…呵呵。。要去那里念书也有很多好处啊，可以看白马寺龙门石窟牡丹什么的 我是河南的，我目前就读于一所二流大学我在一年的大学生活中悟出不少在高中悟不到的东西，希望能够给你点帮助。
形成形车刀设计举例 一．已知条件 加工零件如右图 材料：Y15 易切钢，σb＝49Gpa 选取前角 γf ＝15° 后角 αf ＝12° 二．设计要求 设计计算棱形成形车刀截形，绘制成形车刀及样板图 三． 设计计算过程： 1、零件计算分析图 2、零件平均尺寸计算： 取刀具上 1，(2，) 为刀具轮廓形设计计准点。节点 1、2、3、4、5、6、7平均直径分别为： d7 ＝(25＋4)／2 ＝325 r7 ＝663 B 2、7 ＝10 d1、2 ＝2×（6632－102）5 r1、2 ＝769 B 2、1 ＝20 d3、4 ＝2×（85＋18）／2 ＝925 r3、4 ＝963 B 2、3 ＝48 d5、6 ＝2×（9＋20）／2 ＝95 r5、6 ＝975 B5、6 ＝(85＋3) ／2 ＝075 3、计算刀具廓形深度： h ＝r 1、2 Sinγf ＝769×Sin15°＝011 h2＝044 r 1、2 Cosγf ＝769×Cos15°＝504 Cos（γf ＋αf）＝Cos（15°＋12°）＝891 P x ＝[ ( rx2－（r1、2 Sinγf ）2 － r1、2 Cosγf）5 ] Cos（γf ＋αf） P 3、4 ＝[( 9632－044）5 － 504] 891 ＝ 096 P 5、6 ＝[( 9752－044）5 － 504] 891 ＝ 019 P 7 ＝[( 6632－044）5 － 504] 891 ＝ 453 计算近似圆弧半径R 7 Tanθ＝P 7／2 ” 7 ” ＝453／3 ＝4453 θ＝24° R 7＝2 ” 7 ”／ Sin 2θ＝10／Sin48°＝459 圆心的位置对称圆弧中心线 4、校验： 校验4 ” 5 ” 切削刃上后角αo 4 ” 5 ” 因 κr 4 ” 5 ” ＝0 ， 故αo 4 ” 5 ” ＝0 改善措施，磨出κr 4 ” 5 ” ＝8° 校验刀具廓形宽度 ∑L <= 3d min ∑L＝49+7＝56 （7 附加刀刃宽度） 56＝∑L <= 3×18＝54 5、刀体尺寸 Tmax ＝T7 ＝894 B＝14， H＝75， E＝6， A=25， F=10 ， r＝5 燕尾测量尺寸为： d＝6，M＝46 6、廓形深度尺寸标注 刀具廓形深度设计基准为 d 1、2 ， 刀具廓形深度标注基准为 d 5、6 基准不重合，故标注廓形深度应为： P 5、6 ＝019 ≈02 P 5、6 －P 3、4＝019－096＝923 ≈92 P 7－P 5、6 ＝453 －019＝434 ≈43 四． 棱形车刀设计图 五．样板设计图 组合式圆孔拉刀设计举例 一．已知条件 加工零件如右图 +10 0 材料：40Cr钢，σb＝98Gpa 硬度 210HBS 拉前孔径 φ19 +021 0 拉后孔径 φ20 拉后表面粗糙度 Ra 8 μm 拉床型号 L6110 拉刀材料 W6Mo5Cr4V2 许用应力 [σ]=350Mpa 二．设计要求 设计计算组合式圆孔拉刀，绘制拉刀工作图 三．设计计算过程： 1、直径方向拉削余量 A A=Dmax –dmin =021-19=021mm 齿升量 fz （Ⅰ－粗切 Ⅱ－过渡 Ⅲ－精切 Ⅳ－校正 ） 选 fzⅠ=03 fzⅡ=025、02、015 fzⅢ=01 fzⅣ=0 3．计算齿数 Z 初选 ZⅡ=3 ZⅢ=4 ZⅣ=6 计算ZⅠ ZⅠ=[A－(A ZⅡ+A ZⅢ)]／2×fzⅠ =[021－(2×(025+02+015) +(4×01)]／2×03 =68 取ZⅠ= 13 余下未切除的余量为： 2A={021－[13×2×03＋2×(025＋02＋015)＋(4×2×01)]}} =041 mm 将041未切除的余量分配给过渡齿切，则过渡齿数ZⅡ=5 过渡齿齿升量调正为： fzⅡ=025、02、015、01、01 最终选定齿数 ZⅠ= 13＋1 ZⅡ=5 ZⅢ= 4＋1 ZⅣ= 6 Z ＝ZⅠ＋ZⅡ＋ZⅢ＋ZⅣ ＝ 30 4．直径 Dx ⑴ 粗切齿Dx1＝dmin =00 Dx2 ＝Dx1＋2fzⅠ …………………… Dx2 －Dx14＝06、12、18、24、30、36、42、48、54、 60、66、72、78 ⑵ 过渡齿Dx15 －Dx19 ＝83、87、90、92、94 ⑶ 精切齿Dx20 －Dx24 ＝96、98、00、02、021 ⑷ 校准齿Dx25 －Dx30 ＝021 5．几何参数 γo=15° αo=5°～5° bα1=1～3 6．齿距 P/mm P=5× L5 =5 ×5=6 选取P=11 mm 检验同时工作齿数 Ze Ze =L / P＋1 =50 / 11＋1 =5 >3 计算容屑槽深度 h h = 13 × (k L hD )5 = 13 × (3×50×06 )5 = 39 容屑槽形式和尺寸 形式：圆弧齿背形 尺寸： 粗切齿： p=11、g=4、h=4、r=2、R=7 精切齿、校准齿：p=9、g=3、h=5、r=8、R=5 分屑槽尺寸 弧形槽：n=6、R=25 角度槽：n=8、bn =7、ω=90° 槽底后角：αn =5° 11．检验 检验拉削力：Fc< FQ Fc = Fc’ × bD × Ze × k ＝ 195×πD/2 ×Ze ×k = 195 ×1416 ×20/2 ×5 ×10－3 kN ＝ 6 kN FQ ＝ 100×75 kN ＝75 kN Fc< FQ 检验拉刀强度： σ< [σ] [σ] =350 MPa σ= Fc / Amin Amin =π(Dz1－2h)2/4 = 1416（19－8）2／4＝ 942 mm σ = 30615 N／94 Mpa =325 Mpa < 350 MPa 前柄 -018 -018 -043 D1 = 18 0 -016 D1 = 18 d1 = 5 L1=16＋20＝36 13． 过渡锥与颈部 过渡锥长：l3 =15 颈部： D2=18 l2 =100 前导部与后导部 -02 -053 前导部：D4 = dmin =00 l 4 ＝ 50 -02 -041 后导部：D6 = Dmin =00 l 6 ＝ 40 长度 L L ＝前柄＋过渡锥＋颈部＋前导部＋刀齿部＋后导部 ＝36＋15＋100＋50＋（18×11＋11×9）＋40 ＝538 ≈540mm 中心孔 两端选用带护准中心孔 d=2 d1= 3 t1 = 54 t =2 材料与热处理硬度 材料：W6Mo5CrV2 刀齿与后导部 63～66HRC 前导部 60～66HRC 柄部 40～52HRC 18．技术条件 参考国标确定。（GB3831-83 JB/T6457-92 ） 19．绘图 -018
洛阳理工学院毕业论文刀具设计方案是什么
就河南省的二本而言，洛阳理工刚升的本，教学经验尚不够丰富。。。但专科教学相当nb，去年专科收3000多，报了12000多。。乖乖。。 它的材料专业和机械专业很强悍。如果你是男生的话建议你报这两个专业，将来就业刚刚的。。但若是女生的话就劝你别动这心思，女的太吃苦了。 不要被现在的学校排名所左右，兄弟（姑且把你当哥们儿），有句话很经典：不要嫌你们现在的学校垃圾，其实每个学校都很垃圾，（包括北大清华）都有很多不足，只是你们没到那之前不了解而已。你在大学里会发现那里的情况和你理想中的象牙塔差别很大。但你要振作，大学要靠自己，大学再好，不好好学，将来还是庸才一个，相反，你可以在名不见经传的学校里找到属于自己的天地。大学是属于个人的，控制住了你就飞升了。我祝愿你能够飞升到自己的天堂。。 洛阳理工的发展空间还是非常大的，将来你会看到的。听我的在那里念书的同学说它的学校硬件设施不错，校园风景迷人，冬天下雪时最美…呵呵。。要去那里念书也有很多好处啊，可以看白马寺龙门石窟牡丹什么的 我是河南的，我目前就读于一所二流大学我在一年的大学生活中悟出不少在高中悟不到的东西，希望能够给你点帮助。
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摘要:介绍了普通车床的数控改造条件，同时介绍了对CA6140车床的主传动系统和进给传动系统进行了数控化改造 的过程。改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。同时介绍了该车床机电联动调试的经验。 关键词:普通车床;数控改造 中图分类号: TG659 文献标识码: B 文章编号: 1001-3881 (2006) 4-208-2 企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展，它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前，采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学，对CA6140车床进行了数控化改造。 1 机床数控化改造的条件 1·1 机床基础件有足够的刚性 数控机床属于高精度机床，工件移动或刀具移动的位置精度要求很高，必须在0·001~0·01mm之间，高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好，机床基础件刚性满足要求。 1·2 机床数控改装的总费用合适，经济性好 机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件，调试大型基础零件，增加新的功能装置，提高机床的精度和性能，另一方面是舍弃原有的一部分进给系统，用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时，该机床数控改造在经济上适宜。经过考查，若购买同样配置的车床约需10万元，而我校机床数控改造的总费用为5·1万元，仅占51%，因此该机床数控改造在经济上是合适的。 2 系统配置及主要技术规格 该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成，另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等，系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下: (1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统，键盘和显示部分装在面板上。 (2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有 直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等，与加工指令配合，可加工出各种较复杂的零件。 (3)系统环境工作条件。温度-10~+40℃;湿度为40% ~80%。 (4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1·5A。 (5)步进电机。BYG550C-2型电机两台，驱动电压为110V;相电流为2·5A;步距角为0·36°/步;静力距为12N·m。 3 主传动的数控化改造 机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴，使工件以不同的速度运动，主传动性能的好坏，直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性，可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时，电机的转速也会随之波动，直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度，实现主轴自动无级变速，在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统，从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能，在主轴部位安装主轴脉冲发生器，如图1所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转，即主轴转一周，主轴脉冲发生器也 图1 主轴脉冲发生器安装示意图转一周，主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时，主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X，拆除挂轮留出空间，安装脉冲发生器，并用法兰盘固定。 4 进给传动的数控化改造 进给传动的作用是接受数控系统的指令，驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动，加工出符合要求的零件，对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控 图2 进给传动系统制，这样结构简单，安装调试和维修都非常方便。 4·1 进给传动链 图2为普通车床改造后的进给传动链，刀具纵向(Z轴)移动由步进电机，经接口箱内一对减速齿轮，转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向(X轴)移动由步进电机，经接口箱内一对减速齿轮，转动横向移动丝杆而实现，该传动链与原机床的传动链相比，摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm， X向为0·0025mm，即当执行一个脉冲指令时，工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°，每周步距数为360/0·36=1000(步/周)， X向丝杠螺距为4mm，脉冲当量为0·0025mm，Z向丝杠螺距为6mm，脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm， X向为0·0025mm，即当执行一个脉冲指令时，工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°，每周步距数为360/0·36=1000(步/周)， X向丝杠螺距为4mm，脉冲当量为0·0025mm，Z向丝杠螺距为6mm，脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·3 传动滚珠丝杠副 数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行，采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中，用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧，通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿差调隙式结构(图3)。通过改变两个螺母的轴向相对位置，使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧来实现的。 图3 双螺母齿差调隙式结构 一般需要几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下，既消除间隙，又能灵活运转。 4·4 刀架 根据需要，拆除原方刀架，安装620型四方刀架(图4)。该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动，使刀架正转选刀，到预定刀位时，电机则反转，使刀架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在加工过程中需要换刀时，数控系统发出预先编制好的换刀控制指令，控制器接到换刀指令时，立即驱动刀架回转。手控时，按动面板上的按钮，刀架能转一个刀位(90°)，也可连续按动按钮，直至任一刀位。 5 机电联动调试 5·1 机械调试 丝杠上，侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0·01mm/全长之内;转动丝杠，丝杠轴向窜动在0·01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0·01mm之内。 5·2 机电联动调试 (1)单坐标点动，主要调试其有无动作，运动方向是否符合要求，机械传动是否正常，有无不正常响声等。 1·上刀体 2·活动销 3·反靠盘 4·定轴 5·蜗轮 6·下刀体 7·螺杆 8·离合器盘 9·霍尔元件 10·磁钢 图4 四方刀架结构图 (2)点动合格后，做连续运动。反复多次，若出现故障或异常，排除后方可继续进行。 (3)先试Z坐标方向，后试X坐标方向，这是因为Z坐标方向调试方便。 (4)测量两坐标重复定位精度。在Z向坐标做连续移动时，若发现与丝杠相联的齿 额定转速: 2000r/min 额定输出功率: 2kW 编码器:绝对位置检测方式，分辨率1000000p/r 轴端形式:锥轴伺服放大器采用与电机配套的SJV2系列20型，其驱动能力为2kW。对于2kW电机，也可采用SJV2系列的10型放大器，但此时的输出扭矩要比20型减少1/3，不利于大功率切削。I/O设备选用型号为HR341的基本I/O单元，主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110，主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。 图2 电气连接原理图 2·2·2 主轴控制 主轴电机采用交流变频控制电机，由变频器进行控制，转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压，变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器，因此在发出转速命令后，系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题，我们利用变频器上的功能端子，将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态，并通过PLC检测此信号，从而实现对电机的运转进行监控。 2·3 教学功能的附加 本机改造后除保证加工功能和精度外，还要满足一定的教学功能。所谓的教学功能主要是针对学习数 控系统调试及维修人员而设立的附加功能。该功能通过参数设置及调整PLC程序人为地设置故障，让学生通过故障现象先判断故障种类，再分析故障产生的原因，直至排除故障。通过这种实训，学生可全面学习工业现场可能出现的故障现象，掌握故障排除方法，提高学生解决现场问题的综合能力。 3 结束语 我国现有机床中，近几年急需技术改造的约占25%，这将蕴藏着无限商机。机床改造主要是采用数控和计算机控制技术，我国数控机床发展和机床数控化改造应紧跟世界潮流，发展多轴联动数控系统，开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术，向智能化方向发展
洛阳理工学院毕业论文刀具设计要求高吗
先把论文弄好，时间又不长，耽误不了多少，这样毕业后也轻松
楼上说的已经够详细了其实说实际一点儿就是到时候有东西就中了页面设置统一如果想要得优秀毕业论文的话就要好好按照楼上的细则慢慢修改了
形成形车刀设计举例 一．已知条件 加工零件如右图 材料：Y15 易切钢，σb＝49Gpa 选取前角 γf ＝15° 后角 αf ＝12° 二．设计要求 设计计算棱形成形车刀截形，绘制成形车刀及样板图 三． 设计计算过程： 1、零件计算分析图 2、零件平均尺寸计算： 取刀具上 1，(2，) 为刀具轮廓形设计计准点。节点 1、2、3、4、5、6、7平均直径分别为： d7 ＝(25＋4)／2 ＝325 r7 ＝663 B 2、7 ＝10 d1、2 ＝2×（6632－102）5 r1、2 ＝769 B 2、1 ＝20 d3、4 ＝2×（85＋18）／2 ＝925 r3、4 ＝963 B 2、3 ＝48 d5、6 ＝2×（9＋20）／2 ＝95 r5、6 ＝975 B5、6 ＝(85＋3) ／2 ＝075 3、计算刀具廓形深度： h ＝r 1、2 Sinγf ＝769×Sin15°＝011 h2＝044 r 1、2 Cosγf ＝769×Cos15°＝504 Cos（γf ＋αf）＝Cos（15°＋12°）＝891 P x ＝[ ( rx2－（r1、2 Sinγf ）2 － r1、2 Cosγf）5 ] Cos（γf ＋αf） P 3、4 ＝[( 9632－044）5 － 504] 891 ＝ 096 P 5、6 ＝[( 9752－044）5 － 504] 891 ＝ 019 P 7 ＝[( 6632－044）5 － 504] 891 ＝ 453 计算近似圆弧半径R 7 Tanθ＝P 7／2 ” 7 ” ＝453／3 ＝4453 θ＝24° R 7＝2 ” 7 ”／ Sin 2θ＝10／Sin48°＝459 圆心的位置对称圆弧中心线 4、校验： 校验4 ” 5 ” 切削刃上后角αo 4 ” 5 ” 因 κr 4 ” 5 ” ＝0 ， 故αo 4 ” 5 ” ＝0 改善措施，磨出κr 4 ” 5 ” ＝8° 校验刀具廓形宽度 ∑L <= 3d min ∑L＝49+7＝56 （7 附加刀刃宽度） 56＝∑L <= 3×18＝54 5、刀体尺寸 Tmax ＝T7 ＝894 B＝14， H＝75， E＝6， A=25， F=10 ， r＝5 燕尾测量尺寸为： d＝6，M＝46 6、廓形深度尺寸标注 刀具廓形深度设计基准为 d 1、2 ， 刀具廓形深度标注基准为 d 5、6 基准不重合，故标注廓形深度应为： P 5、6 ＝019 ≈02 P 5、6 －P 3、4＝019－096＝923 ≈92 P 7－P 5、6 ＝453 －019＝434 ≈43 四． 棱形车刀设计图 五．样板设计图 组合式圆孔拉刀设计举例 一．已知条件 加工零件如右图 +10 0 材料：40Cr钢，σb＝98Gpa 硬度 210HBS 拉前孔径 φ19 +021 0 拉后孔径 φ20 拉后表面粗糙度 Ra 8 μm 拉床型号 L6110 拉刀材料 W6Mo5Cr4V2 许用应力 [σ]=350Mpa 二．设计要求 设计计算组合式圆孔拉刀，绘制拉刀工作图 三．设计计算过程： 1、直径方向拉削余量 A A=Dmax –dmin =021-19=021mm 齿升量 fz （Ⅰ－粗切 Ⅱ－过渡 Ⅲ－精切 Ⅳ－校正 ） 选 fzⅠ=03 fzⅡ=025、02、015 fzⅢ=01 fzⅣ=0 3．计算齿数 Z 初选 ZⅡ=3 ZⅢ=4 ZⅣ=6 计算ZⅠ ZⅠ=[A－(A ZⅡ+A ZⅢ)]／2×fzⅠ =[021－(2×(025+02+015) +(4×01)]／2×03 =68 取ZⅠ= 13 余下未切除的余量为： 2A={021－[13×2×03＋2×(025＋02＋015)＋(4×2×01)]}} =041 mm 将041未切除的余量分配给过渡齿切，则过渡齿数ZⅡ=5 过渡齿齿升量调正为： fzⅡ=025、02、015、01、01 最终选定齿数 ZⅠ= 13＋1 ZⅡ=5 ZⅢ= 4＋1 ZⅣ= 6 Z ＝ZⅠ＋ZⅡ＋ZⅢ＋ZⅣ ＝ 30 4．直径 Dx ⑴ 粗切齿Dx1＝dmin =00 Dx2 ＝Dx1＋2fzⅠ …………………… Dx2 －Dx14＝06、12、18、24、30、36、42、48、54、 60、66、72、78 ⑵ 过渡齿Dx15 －Dx19 ＝83、87、90、92、94 ⑶ 精切齿Dx20 －Dx24 ＝96、98、00、02、021 ⑷ 校准齿Dx25 －Dx30 ＝021 5．几何参数 γo=15° αo=5°～5° bα1=1～3 6．齿距 P/mm P=5× L5 =5 ×5=6 选取P=11 mm 检验同时工作齿数 Ze Ze =L / P＋1 =50 / 11＋1 =5 >3 计算容屑槽深度 h h = 13 × (k L hD )5 = 13 × (3×50×06 )5 = 39 容屑槽形式和尺寸 形式：圆弧齿背形 尺寸： 粗切齿： p=11、g=4、h=4、r=2、R=7 精切齿、校准齿：p=9、g=3、h=5、r=8、R=5 分屑槽尺寸 弧形槽：n=6、R=25 角度槽：n=8、bn =7、ω=90° 槽底后角：αn =5° 11．检验 检验拉削力：Fc< FQ Fc = Fc’ × bD × Ze × k ＝ 195×πD/2 ×Ze ×k = 195 ×1416 ×20/2 ×5 ×10－3 kN ＝ 6 kN FQ ＝ 100×75 kN ＝75 kN Fc< FQ 检验拉刀强度： σ< [σ] [σ] =350 MPa σ= Fc / Amin Amin =π(Dz1－2h)2/4 = 1416（19－8）2／4＝ 942 mm σ = 30615 N／94 Mpa =325 Mpa < 350 MPa 前柄 -018 -018 -043 D1 = 18 0 -016 D1 = 18 d1 = 5 L1=16＋20＝36 13． 过渡锥与颈部 过渡锥长：l3 =15 颈部： D2=18 l2 =100 前导部与后导部 -02 -053 前导部：D4 = dmin =00 l 4 ＝ 50 -02 -041 后导部：D6 = Dmin =00 l 6 ＝ 40 长度 L L ＝前柄＋过渡锥＋颈部＋前导部＋刀齿部＋后导部 ＝36＋15＋100＋50＋（18×11＋11×9）＋40 ＝538 ≈540mm 中心孔 两端选用带护准中心孔 d=2 d1= 3 t1 = 54 t =2 材料与热处理硬度 材料：W6Mo5CrV2 刀齿与后导部 63～66HRC 前导部 60～66HRC 柄部 40～52HRC 18．技术条件 参考国标确定。（GB3831-83 JB/T6457-92 ） 19．绘图 -018
现在转设计有点难了，转销售把
洛阳理工学院毕业论文刀具设计要求多少字
根据“洛阳理工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，为指导毕业设计说明书（论文）撰写得更加规范，特制定本规范要求。 一、内容要求 设计类选题完成设计任务后，需要撰写毕业设计说明书；研究论文类选题需要撰写毕业论文。 （一）毕业设计说明书应包括以下内容要求： 1、标题：要求简洁、确切、鲜明，字数不宜超过 20 个字。 2、摘要：扼要叙述本设计的主要内容、特点，文字要精练。中文摘要约 300 汉字；英文摘要约 250 个实词。 3、关键词：从说明书标题或正文中挑选 3 ～ 5 个最能表达主要内容的词作为关键词，同时有中、英文对照，分别附于中、英文摘要后。 4、目录：列出目录，标明页码。 5、正文：包括前言（引言）、本论、结论三个部分。 （1）前言（引言）：说明本设计的目的、意义、范围及应达到的技术要求；简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题；本设计的指导思想和应解决的主要问题。 （2）本论 ①设计方案论证：说明设计原理并进行方案选择。说明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）；阐述所采用方案的特点（如采用了何种新技术、新措施、提高了什么性能等）。 ②计算部分：此部分在设计说明书中应占有相当的比例。要列出各计算公式及各主要参数计算的详细步骤和计算结果；并对计算结果进行分析比较。 ③结构设计部分：包括机械结构设计、工程结构设计、各种电气控制线路设计及功能电路设计、计算机控制的硬件配置设计等，以及以上各种设计所绘制的图纸。 ④样机或试件的各种实验及测试情况：包括实验方法、线路及数据处理等。 ⑤方案的校验：说明所设计的系统是否满足各项性能指标的要求，能否达到预期效果。校验的方法可以是理论验算（即反推算），包括系统分析；也可以是实验测试或计算机模拟等。 （3）结论：概括说明设计的结果和价值，分析其性能指标，指出其优点和特色，并说明其中存在的问题和今后改进的方向。 6、谢辞：简述自己通过设计的体会，并对指导教师和协助完成设计的有关人员表示谢意。 7、参考文献：在毕业设计说明书末尾要列出在论文中所参考的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按论文参考或引证的先后顺序排列。参考文献中每条项目应齐全。文献中的作者不超过三位时全部列出；超过三位时只列前三位，后面加“等”字或“etc”；作者姓名之间用逗号分开；中外人名一律采用姓在前、名在后的著录法。 参考文献中著录格式示例： ①期刊 序号 作者题名刊名，出版年份，卷号（期号），起止页码 ②专著 序号 作者书名版本（第1版不标注）出版地：出版者，出版年：起止页码 ③论文集 序号 作者题名论文集名出版地，出版年：起止页码 ④毕业论文 序号 作者题名：[毕业论文]（英文用[Dissertation]）保存地点：保存单位，年份，起止页码 ⑤专利 序号 专利申请者题名国别，专利文献种类，专利号出版日期 ⑥技术标准 序号 起草责任者标准代号标准顺序号—发布年标准名称出版地：出版者，出版年度 8、附录：将各种篇幅较大的图纸、数据表格、计算机程序等材料附于说明书的谢辞之后。 （二）毕业论文应包括以下内容： 1、题目 2、摘要 3、关键词 4、目录 （1- 4部分要求同毕业设计说明书相应部分） 5、正文：包括前言、本论、结论三个部分。 （1）前言（引言）：是论文的开头部分，主要说明论文撰写的目的、国内外研究现状及现实意义、对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。前言要写得简明扼要，篇幅不要太长。 （2）本论：是毕业论文的主体，包括研究内容与方法、结果与分析（讨论）等。在本部分要运用相应的研究方法，分析问题、论证观点，尽量反映出自己的科研能力和学术水平。 （3）结论：是毕业论文的收尾部分，是围绕本论所作的结束语。其基本的要点就是总结全文、加深题意，突出研究的新进展或主要结论性成果。 6、谢辞：（同毕业设计说明书相应部分） 7、参考文献：（同毕业设计说明书相应部分） 8、注释：在论文写作过程中，有些问题需要在正文之外加以阐述和说明（放在当页页脚）。 9、附录：（同毕业设计说明书相应部分） 二、书写规范 1、毕业设计（论文）中所使用的度量单位应采用国际标准单位，专业符号符合国标或行标。 2、文字：论文中汉字应采用《简化汉字总表》规定的简化字，并严格执行汉字的规范。所有文字字面清晰，采用计算机打印 。 3、表格：论文的表格应有表名、表号，表号应按章单独编序（如：表6-10 XXX）。表号必须连续，不得重复或跳跃。表格的结构应简洁。表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐，相邻栏内的数值相同时，不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词，应一一重新标注。表名和表号置于表格上方中间位置。 4、图：插图要有图名、图号，图号应逐章单独编序（如：图 6-10 XXX）。图号必须连续，不得重复或跳跃。仅有一图时，在图名前加‘附图'字样。毕业论文、毕业设计说明书中的插图以及图中文字符号应打印，无法打印时一律用钢笔绘制。由若干个分图组成的插图，分图用 a，b，c， ……标出。图号和图名置于图下方中间位置。 5、公式： 论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号，序号一律用阿拉伯数字按章编序（如：（6-10）），序号排在版面右侧，且与右边距离相等。公式与序号之间不加任何线段 ( 直线、虚线、点线 ) 。 6、数字用法：公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量，均用阿拉伯数字。年份不能简写，如 1999 年不能写成 99 年。数值的有效数字应全部写出，如： 50:00 不能写作 5:2 。 7、软件：软件程序清单要按软件文档格式附在论文后面，不附在论文内。 三、排版格式规范 毕业设计说明书（论文）的格式、图纸绘制、实验数据、各种标准的运用和引用都要符合各学科、各专业国家标准的规定。毕业设计说明书（论文）应采用汉语（外语专业用外语）撰写，一律使用计算机编辑，用A4规格纸输出，页面设置上、下页边距54厘米，左、右页边距5厘米，装订线1厘米，文档网格设为中文小四号宋体、西文小四号Times New Roman字体，指定行网格，每页31行，栏数为1，页码置于页面的底部并居中放置，用统一封面装订成册。各部分的具体要求如下： 封面（统一印制） 任务书（专用表格，由指导教师提供） 中英文摘要 （1）毕业设计（论文）中文题目为三号黑体字，可以分成1或2行居中打印。 （2）题目下空一行居中打印“摘要”二字(三号黑体)，字间空一格。 （3）“摘要”二字下空一行打印摘要内容(小四号宋体)。每段开头空二格。 （4）中文摘要内容下空一行打印“关键词”三字(小四号黑体)，其后为关键词(小四号宋体)。关键词数量为4-6个，每一关键词之间用逗号分开，最后一个关键词后不打标点符号。 （5）英文题目采用三号大写字母，可分成1-3行居中打印。每行左右两边至少留2个字符空格。 （6）英文题目下空一行居中打印“ABSTRACT”（三号Times New Roman字体），再下空一行打印英文摘要内容。 （7）英文摘要内容采用小四号Times New Roman字体，每段开头留两个字符空格。 （8）英文摘要内容后下空二行打印“KEY WORDS”（小四号），其后关键词用小四号Times New Roman字体，每一关键词之间用逗号分开，最后一个关键词后不打标点符号。 目录 “目录”二字用三号黑体居中打印，两字中间空一格，下空一行接章、节、小节及其开始页码。章、节、小节分别以第*章、**、***等形式依次标出，并与相应的内容之间空半格。第*章及标题以及参考文献、谢辞等同一级别的目录均采用四号黑体，其他级别的目录内容采用四号宋体字。 正文前言部分 “前言”二字用三号黑体居中打印，两字中间空一格，上下空一行用小四号宋体打印前言内容。 正文本论部分 标题：每章标题以三号黑体居中打印(“第*章”与“标题”之间空一格)；“章”下空两行为“节”，以四号黑体左起打印；“节”下空一行为“小节”，以小四号黑体左起打印。换行后打印论文正文，其中章、节、小节与各自的标题之间空一格。 正文：采用小四号宋体，文中若需要四级标题，则用“1、2……”至“（1）、（2）……”再至“a、b……”的方式。 图：图下方必须加图标题。图标题采用中文，字体为五号楷体。引用图应在图题右上角标出文献来源。 图表号按章顺序编号，如图3－2为第三章第二图。如果图中含有几个不同部分，应将分图号标注在分图的左上角，并在图题下列出各部分内容。 绘图必须工整、清晰、规范。其中机械零件图按机械制图规格要求；示意图应能清楚反映图示内容。 表格：表格按章顺序编号，如表5-4为第五章第四表。表应有标题，采用中文五号楷体，表内必须按规定的符号标注单位，表内汉字用五号宋体。 公式：公式书写应在中文中另起一行。后续内容需要引用的公式后应注明序号，该序号按章顺序编排，如公式（5-4）为第五章第四个公式。 正文结论部分 结论打印格式同前言。 谢辞 谢辞打印格式同前言。 参考文献 （1）“参考文献”四个字以三号黑体居中打印，下空一行按顺序列出参考文献的内容（用小四号宋体），每条参考文献的编号单独对齐，具体内容按行左对齐。 （2）在正文中按参考文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编号，并将序号置于方括号内作为上角标，例如：“……建立了模拟加载实验台[5]”。 （3）参考文献中每条项目应齐全。文献中的作者不超过三位时全部列出；超过三位时只列前三位，后面加“等”字或“etc”；作者姓名之间用逗号分开；中外人名一律采用姓在前、名在后的著录法。 附录 “附录”二字用三号黑体居中打印，两字中间空一格，下空一行是附录题目（四号黑体居中打印），下空一行是附录内容（用小四号宋体）。若有多项附录，可按顺序编号。 11、外文资料翻译 “外文资料译文”用三号黑体居中打印，下空一行打印外文原文内容（小四Times New Roman字体），另起新页打印中文翻译（小四宋体）。 封底 四、装订要求 按以下顺序装订毕业设计说明书或毕业论文： 1、毕业设计（论文）封面 2、毕业设计（论文）任务书 （专用表格，由指导教师提供） 3、中文摘要（含关键词） 4、英文摘要（含关键词） 5、目录 6、正文 7、谢辞 8、参考文献 9、注释 10、附录 11、外文资料翻译 12、封底 各系（部）可以结合本专业特点参照执行。 二〇〇九年二月十八日
呵呵 这个很简单啊 只要写1500字就好了啊 “这个CVD金刚石涂层刀具的热力研究”你去网上查下他的用处 怎么做出来的。。。然后在说明哪里哪里设计的好 哪里哪里设计的不好（说不好的时候一定要加个我认为） 再提出改进方案 这样就OK了啊 1500个字一定超的了呵呵~~ 还有就是你在网络上“借鉴”网络资源时要小心哦 国家规定两篇论文里面有连续500个字不变动（不包括标点符号）的话 你的论文就当抄袭的。。呵呵不过一般学校也不会怎么在意你的论文的。。楼主如果是转科毕业 只要你填好了就业协议书 就基本能过了 不需要太担心的 。。。。毕业论文可以赶时间赶出来的 一先开始是这样的 你不会人家也都不会的啊 学校一定会给你某个时间段。。和同学。指导老师一起把这项艰巨的任务完成的 呵呵 （本文纯属笔录 绝无抄袭 谢谢） 不想从网上找来的资料来回答你的问题 我觉得楼主既然知道从百度上发布问题就应该知道从这里找到答案 而且学。。要学习方法
最佳答案数控机床发展现状分析 论文摘要：作为机械系的一名学生，将来工作学习都会以机械为主，所以必须掌握好各种机械的专业知识，从这学期开始，开始接触机械专业基础课。我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的认识。 关键字：数控 机床 发展 20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0381mm（±0015in），达到了当时的最高水平。 1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。 这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。 在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此
前言 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。 1， 国内外数控技术发展状况 世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。 20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。 世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。 我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50％，库存超过4个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题： （1） 低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销； （2） 高技术水平、全功能产品主要靠进口； （3） 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口； （4） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用； （5） 自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。 当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1．9％左右，这与西方工业国家一般能达到20％的差距太大。日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床3000～4000台，日本1年产5万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口7000～9000台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达8～10万台，需投入80～100亿资金，但得到的经济效益将是投入的5～10倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。“十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2～1．8万台机床的数控化改造。 数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展： 第1阶段：硬件数控（NC） 第1代：1952年的电子管 第2代：1959年晶体管分离元件 第3代：1965年的小规模集成电路 第2阶段：软件数控（CNC） 第4代：1970年的小型计算机 第5代：1974年的微处理器 第6代：1990年基于个人PC机（PC－BASEO） 第6代的系统优点主要有： （1） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到5万小时以上； （2） 基于PC平台，技术进步快，升级换代容易； （3） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）； （4） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占15％以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的NUM，日本的三菱、安川。 国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过300～400套。 近10年数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。 （1） 高速化 由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由3000～4000r／min提高到8000～10000r／min，铣床和加工中心主轴转速由4000～8000r／min提高到12000r／min、24000r／min、40000r／min以上�快速移动速度由过去的10～20m／min提高到48m／min、60m／min、80m／min、120m／min在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机床的0．5G（重力加速度）提高到1．5～2G，最高可达15G，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。 （2） 高精度化 数控机床的定位精度已由一般的0．01～0．02mm提高到0．008mm左右，亚微米级机床达到0．0005mm左右，纳米级机床达到0．005～0．01μm，最小分辨率为1nm（0．000001mm）的数控系统和机床已有产品。 数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到1μ的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角处理等。 （3） 复合加工、新结构机床大量出现 如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。也派生出各新颖的机床结构，包括6轴虚拟轴机床，串并联铰链机床等。采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程要求。 （4） 使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”。如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑，在钻深孔时大大提高效率。加工钢件切削速度能达1000m／min，加工铝件能达5000m／min。 （5） 数控机床的开放性和联网管理，已是使用数控机床的基本要求，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为21世纪制造业发展的一个主要潮流。 2， 数控技术的发展趋势 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，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）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字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面〔1～8〕。 2．1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(01μm)。 在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 2 5轴联动加工bsp; 采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。 在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Op 和复合加工机床en System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 4 重视新技术标准、规范的建立 1 关于数控系统设计开发规范 如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。 2 关于数控标准 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。 STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。 目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1～31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。 5 柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。 6 工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。(4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 7 功能发展方向 (1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 (2)科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。 (3)插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。 (4)内装高性能PLC 数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。 (5)多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。 2 8 体系结构的发展 (1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。 (2)模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。 (3)网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。 (4)通用型开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。 3， 智能化数控系统 1 国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造