數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告（精選6篇）
畢業(yè)設計（論文）題目確定后，學(xué)生應盡快征求指導教師意見(jiàn)，討論題意與整個(gè)畢業(yè)設計（論文）的工作計劃，然后根據課題要求查閱、收集有關(guān)資料并編寫(xiě)開(kāi)題報告。以下是小編整理的數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告，歡迎閱讀。
數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告 1
1.選題的背景與意義
1.1選題的背景
制造業(yè)是國民經(jīng)濟各部門(mén)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎，機械加工裝備直接制約了機械零件的發(fā)展。加工精度，產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率等一系列的因素都和機械加工裝備有著(zhù)直接聯(lián)系。而機械加工機床的不斷發(fā)展也依賴(lài)于進(jìn)給系統的不斷發(fā)展，其中機械系統的穩定性，傳動(dòng)精度是機械零件制造的精度基礎機床進(jìn)給系統的多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)是機械零件多樣性，復雜性的基礎。傳動(dòng)系統的速度與切削加工時(shí)的穩定性更是促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。而機床技術(shù)的發(fā)展在很大程度上也依賴(lài)于制造業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，機械零件精度的不斷提高。工程材料的不斷進(jìn)步，計算機科學(xué)的不斷發(fā)展。
水平控制滑臺是數控機床的水平方向的進(jìn)給傳動(dòng)系統連接滑臺做走向進(jìn)給運動(dòng)的裝置。主要由傳動(dòng)裝置(伺服電動(dòng)機，齒輪、帶或直連等方式連接絲桿)，滾珠絲杠螺母副，導軌與滑臺三個(gè)主要部分組成。機床在工作時(shí)，滑臺運動(dòng)控制x方向或者y方向的進(jìn)給運動(dòng)，使工件在所要求的方向進(jìn)行切削加工。因此，滑臺部分是數控機床最主要的部分之一，在加工裝備中也是最基礎的部分。本設計的主要任務(wù)：水平控制滑臺的研究與設計。
1.2選題的意義
水平控制滑臺設計是全面地綜合的運用有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的理論和實(shí)踐知識進(jìn)行機械傳動(dòng)系統設計的一次重要實(shí)踐，通過(guò)該畢業(yè)設計，綜合所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識，熟練的利用機械設計的基本理論知識和數控技術(shù)有機床結構的有關(guān)知識，正確的解決了伺服電動(dòng)機的同步帶傳動(dòng)，滑臺與導軌的定位與裝配，滾珠絲杠螺母副的裝配與承載等問(wèn)題。培養了分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，加深了對課本知識的理解，了解了機床的基本結構，強化了對CAD等計算機輔助制圖軟件的運用技能，并對設計實(shí)習有了一定的感性認識。在設計中，通過(guò)對遇到的各種問(wèn)題的不斷解決，促進(jìn)了對機械制造業(yè)的不斷認識，增強了對振興我國制造業(yè)的使命感，對數控機床領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚興趣。通過(guò)設計的系統訓練，培養了理論聯(lián)系實(shí)際的設計思想，學(xué)會(huì )了使用設計手冊，查詢(xún)相關(guān)資料。鞏固加深和擴展了機械設計與數控技術(shù)方面的知識。獨立完成產(chǎn)品的設計，實(shí)踐產(chǎn)品設計的全過(guò)程，為以后的實(shí)際工作奠定基礎。
1.3選題的目的
數控技術(shù)是現代機械制造的最主要技術(shù)，通過(guò)本次設計對數控機床的技術(shù)與結構作最全面的了解，不僅要了解機床的基本結構，而且要了解數控機床的發(fā)展概況和數控技術(shù)的發(fā)展趨勢，懂得我國發(fā)展數控機床的意義和必要性，對數控這門(mén)技術(shù)有較全面了解。對其設計的基本步驟，訓練如何收集和分析資料，如何定制設計方案，如何進(jìn)行工程圖設計與計算，撰寫(xiě)論文的能力，了解數控機床進(jìn)給傳動(dòng)系統的工作原理和基本結構。
1.4國內外的設計現狀與發(fā)展趨勢
隨著(zhù)現代材料工程，機械技術(shù)，計算機技術(shù)的發(fā)展，數控技術(shù)也在不斷的發(fā)展與完善，現在的制造技術(shù)對控制滑臺的設計提出了嚴格的要求：高速轉動(dòng)時(shí)不發(fā)生震動(dòng)，低速轉動(dòng)時(shí)不發(fā)生爬行，靈敏度高，耐磨性好，可在重載下長(cháng)期工作，精度保持性好。因此數控機床的導軌常用的有滑動(dòng)導軌滑臺，靜壓導軌滑臺和滾動(dòng)導軌滑臺。
目前市場(chǎng)上主要以上三種導軌為主，隨著(zhù)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)競爭的加劇，傳動(dòng)系統的滾動(dòng)部分也在不斷發(fā)展，國外滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)的總體水平和產(chǎn)品發(fā)展走勢有以下特點(diǎn)：
(1)生產(chǎn)規模大，信息化管理水平高，以大規模集約化制造的成本和速度，提供全方位滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化需要的眾多系列產(chǎn)品。
(2)企業(yè)資本雄厚，產(chǎn)業(yè)化的速度快。
(3)產(chǎn)品原創(chuàng )力強，新產(chǎn)品研發(fā)速度快，對市場(chǎng)需求反應十分靈敏，每年都推出一批具有時(shí)代氣息的自主知識產(chǎn)權的新品，并迅速申請專(zhuān)利。
我國需要重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)，科學(xué)技術(shù)是推動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)化的動(dòng)力。當前滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)面臨兩大急需解決的問(wèn)題：其一是迅速研制出高性能、高檔次的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足國產(chǎn)高檔數控機床產(chǎn)業(yè)化的需求。其二是迅速提升制造技術(shù)水平，從革新工藝入手，提高批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短制造周期，在此基礎上推出一批有競爭力的名牌產(chǎn)品。圍繞這兩大問(wèn)題，實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵是加大技術(shù)投入和資金投入。根據高速、精密、復合、智能、環(huán)保的發(fā)展方向，需要重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)包括：
在滾動(dòng)功能部件的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面：
(1)批量生產(chǎn)精密高速滾珠絲杠副的制造技術(shù)和裝備。
(2)與直線(xiàn)電機配套的高速、高剛度、低噪聲精密滾動(dòng)直線(xiàn)導軌副。
(3)根據主機的需要研發(fā)智能化、復合化、機電一體化的高性能滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品。
(4)用于重型數控機床的高精度、高剛度滾柱直線(xiàn)導軌副。
(5)開(kāi)發(fā)滾動(dòng)功能部件綠色產(chǎn)品。
在提升制造工藝水平方面：
(1)滿(mǎn)足尺寸穩定性、可靠性、易成型性和生產(chǎn)效率要求的.新材料及熱工工藝及其裝備的開(kāi)發(fā)。
(2)滾珠絲杠精密冷軋技術(shù)及裝備的國產(chǎn)化，P3級以下的滾珠絲杠全面推廣冷軋工藝。
(3)引進(jìn)并消化吸收"CNC精密旋風(fēng)硬銑削"技術(shù)，裝備國產(chǎn)化使P3級以下以旋風(fēng)銑手段部分取代螺紋磨削。
(4)滾珠返向裝置的優(yōu)化設計及一次成型制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
(5)提高滾道廓形精度的相關(guān)技術(shù)。
綜上所述，制造技術(shù)要走專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)道路，以專(zhuān)業(yè)化促進(jìn)規�；�;引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，并在此基礎上做好自主創(chuàng )新工作;建立行業(yè)的技術(shù)中心，制造高效實(shí)用、可靠的生產(chǎn)滾動(dòng)功能部件的專(zhuān)用裝備和檢測儀器。這不僅是對制造業(yè)的要求，更是對數控機床的要求。
2可行性分析
在大學(xué)本科階段系統的學(xué)習機械設計基礎，機械課程設計，機械制圖，互換性與測量技術(shù)，數控技術(shù)，數控編程，數控原理等基本課程。而且進(jìn)行過(guò)金工實(shí)習，生產(chǎn)實(shí)習等實(shí)習課程。接觸過(guò)數控加工機床，對設計有了一定程度的認識，而且在工程訓練中心提供機床的實(shí)物供參考，圖書(shū)館有非常豐富的關(guān)于數控的藏書(shū)，各種設計手冊和相關(guān)課程設計資料可以參考。相信在老師的指導和幫助下一定能順利完成設計。
3設計內容
3.1基本設計框架
(1) 參考和分析水平滑臺的各種零件圖紙
(2)查找各種零件的不同種類(lèi)和詳細資料
(3)確定機床底座結構
(4)選擇導軌形式
(5)根據導軌形式與設計參數確定滑臺形式
(6)確定滾珠絲杠的形式，絲杠螺母的預緊方式
(7)確定滾珠絲杠的支承方式與預緊方式
(8)根據支撐方式，決定所采用的軸承結構
(9)根據設計參數，確定工作滑臺行程
(10)確定電動(dòng)機類(lèi)型
(11)確定電動(dòng)機與絲杠的連接方式
3.2關(guān)鍵零件的設計與計算
(1)主切削力及其其切削分力計算
(2)導軌摩擦力計算
(3)計算滾珠絲杠螺母副的軸向負載荷
(4)滾珠絲杠的動(dòng)載荷計算與直徑估算
a)確定滾珠絲杠的導程
b)計算滾珠絲杠螺母副的平均轉速和平均載荷
c)確定滾珠絲杠預期的額度動(dòng)載荷
d)按精度要求確定允許滾珠絲杠最小螺紋底徑
e)初步確定滾珠絲杠的規格型號
f)確定滾珠絲杠螺母副的預緊力
g)計算滾珠絲杠螺母副的目標行程補償值與預拉伸力
h)確定滾珠絲杠螺母副支承用軸承的規格型號
3.3校驗與剛度計算
(1)滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗
(2)計算機械傳動(dòng)系統剛度
3.4設計的重點(diǎn)和難點(diǎn)
滑動(dòng)工作臺設計的重點(diǎn)為：(1)導軌的形式選擇;(2)滾珠絲杠的形式與固定方式;
(3)伺服電動(dòng)機與滾珠絲杠的連接方式;(4)電動(dòng)機的選型。
導軌的承載面和導向面與滑臺的接觸方式是重點(diǎn)，用什么樣的導軌，怎樣消除定位面之間的間隙需要在裝配圖中重點(diǎn)畫(huà)出。整個(gè)滾珠絲杠螺母副的支承形式，軸承結構用剖視圖表現出來(lái)。螺母與滑臺的連接也要在圖中重點(diǎn)表示出。電動(dòng)機的選擇關(guān)乎數控系統的控制方式，開(kāi)環(huán)系統選擇步進(jìn)電動(dòng)機，半閉環(huán)和閉環(huán)系統選擇伺服直流或伺服交流電動(dòng)機。為了滿(mǎn)足控制精度的要求，一般選擇半閉環(huán)的控制方式，交流伺服電動(dòng)機。
3.5擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
1)滑臺在導軌上運動(dòng)時(shí)的穩定問(wèn)題
可以通過(guò)采用貼塑滑動(dòng)導軌，在動(dòng)導軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其他化學(xué)材料組成的塑料薄膜軟帶，以提高導軌的耐磨性，降低摩擦系數，而支撐導軌則是淬火鋼導軌。貼膜導軌的優(yōu)點(diǎn)是：摩擦系數低，在0.03-0.05范圍內，動(dòng)靜摩擦系數接近，不易產(chǎn)生爬行現象。結合面抗咬合能力強，減振性好。耐磨性要比鑄鐵導軌高�；瘜W(xué)穩定性好�？杉庸ば院�，工藝簡(jiǎn)單，成本低。當有硬粒落入導軌面上時(shí)，也可擠入塑料內部，避免磨損和撕傷導軌。在機床導軌設計中廣泛使用。
2)滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)問(wèn)題
在滾珠絲杠螺母副的選擇過(guò)程中，要考慮到傳動(dòng)精度。在估算滾珠絲杠允許最小螺紋底徑時(shí)要考慮滾珠絲杠螺母副的螺距誤差和本身的彈性變形量。一般通過(guò)滾珠絲杠的預緊來(lái)保證滾珠絲杠反向傳動(dòng)精度和軸向剛度。預緊方法為雙螺母墊片調隙，通過(guò)調整墊片的厚度使左右兩螺母產(chǎn)生軸向的位移，即可消除間隙和產(chǎn)生預緊力，結構簡(jiǎn)單，剛度好。
滾珠絲杠在工作時(shí)會(huì )發(fā)熱，其溫度高于床身，絲杠的熱膨脹使導程加大，影響定位精度。為了補償熱膨脹，可將絲杠進(jìn)行預拉伸。預拉伸量應大于熱膨脹量，發(fā)熱后，熱膨脹量抵消了部分預拉伸量，使絲杠內的拉應力下降，但長(cháng)度卻沒(méi)有變化。
3)電動(dòng)機與絲杠連接的傳動(dòng)精度問(wèn)題
根據計算參數選擇合適的伺服電動(dòng)機，一般選擇精度較高的交流伺服電機，傳動(dòng)方式選擇圓弧齒同步帶傳動(dòng)，在傳動(dòng)過(guò)程中無(wú)相對滑動(dòng)，工作平穩，結構緊湊，無(wú)噪音，有良好的減震性能，無(wú)需潤滑，不用特別張緊，在軸和軸承上的載荷較小，傳動(dòng)效率高。
4設計的方案及措施
本畢業(yè)設計工作分為水平數控滑臺關(guān)鍵零件的設計與計算和整個(gè)滑臺的整體裝配。設計方法和措施擬定為，分析各種傳動(dòng)裝置圖紙，了解所需要用到的各零件參數，查找相關(guān)資料，詳細參閱《數控技術(shù)課程設計》，了解設計的一般步驟和設計實(shí)例，在設計前做到心中了然。收集傳動(dòng)系統主要零件的資料，全面了解各種零件的優(yōu)缺點(diǎn)，便于設計時(shí)優(yōu)化選取零件。根據任務(wù)書(shū)計算各種零件的必要參數，作為選取零件的標準參數。
根據設計要求，可以確定設計方案如下：
導軌：滑動(dòng)貼塑導軌，截面形狀為矩形。各接觸面采用貼塑，減少摩擦，在滑臺
與導軌之際采用鑲條進(jìn)行固定。
工作臺：840x1000
滾珠絲杠：p類(lèi)滾珠絲杠墊片雙螺母預緊，2級精度。
滾珠絲杠的預緊方式：螺母為雙螺母墊片預緊，絲杠進(jìn)行預拉伸。
支承方式：兩端固定。
采用軸承結構：首端采用三個(gè)60度接觸角推力接觸球軸承，按DFD方式安裝，
這種面對面方式可以使軸承間的受力作用線(xiàn)向內收斂，有效支點(diǎn)
距離縮小�？梢暂^多的降低軸承的極限轉速。同時(shí)用3個(gè)60度
接觸角推力角接觸球軸承也可以有效的增強承受傾斜力矩的能
力。用尾部固定端采用兩個(gè)60度接觸角推力接觸球軸承，按DF
方式安裝排列，也是同樣的原因。
行程：2000mm
電機類(lèi)型：伺服交流電動(dòng)機。
電機與絲杠的連接方式：同步帶傳動(dòng)連接。
降速比：0.5
控制方式：半閉環(huán)控制
完成設計方案后，根據設計方案選好各個(gè)零件，畫(huà)出各部分零件圖與裝配圖。
5預期研究成果
本設計及論文預計在四月份底能全部完成，并在五月上旬進(jìn)行答辯期，預期的設計成果如下：
(1)開(kāi)題工作，完成《文獻綜述》，《外文翻譯》，《開(kāi)題報告》;
(2)水平數控滑臺的設計，其中：裝配圖一張，主要零件圖(底座，滑臺，滾珠絲桿，
絲桿螺母副，絲桿軸承座等零件)各一張。
(3)伺服電動(dòng)機的選擇與計算，機械系統的剛性計算，滾珠絲杠的有關(guān)計算。
(4)撰寫(xiě)論文。
6設計工作進(jìn)度計劃
2022年2月13日——2月28日，完成《文獻綜述》。
2月19日——2月24日，完成《外文翻譯》。
2月24日——2月29日，完成《開(kāi)題報告》。
3月1日——3月15日，完成總體裝配圖和底座零件圖。
3月16日——3月18日，完成滑臺的零件圖。
3月19日——3月21日，完成電機支架的零件圖。
3月22日——3月25日，完成滾珠絲杠的零件圖。
3月26日——4月1日，完成絲杠螺母座和絲杠軸承座的零件圖。
4月2日——4月3日，完成伺服電機的選擇計算，機械系統的剛性計算和滾珠絲杠的有關(guān)計算。
4月4日——4月6日，寫(xiě)設計說(shuō)明書(shū)。
5月1日——5月4日，完成論文的撰寫(xiě)并裝訂;修改論文，準備答辯提綱。
(4)工藝水平高、裝備數控化率高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩定。
(5)擁有先進(jìn)的檢測儀器和產(chǎn)品性能試驗設備，為批量生產(chǎn)的產(chǎn)品和新產(chǎn)品的研發(fā)提供品質(zhì)保證，用檢測數據和性能對比曲線(xiàn)取信用戶(hù)。不但能向用戶(hù)提供所需硬件商品，還可為用戶(hù)提供解決方案的軟件服務(wù)。
近幾年來(lái)，國外一些知名企業(yè)都緊跟時(shí)代發(fā)展的潮流和主機發(fā)展的方向，滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品向高速、精密、重載、復合化、智能化、環(huán)�；较虬l(fā)展。目前市場(chǎng)流行的新產(chǎn)品有：空心強冷，線(xiàn)速度80~120m/min，高速精密滾珠絲杠副;螺母主驅動(dòng)高速直線(xiàn)驅動(dòng)裝置;智能型滾柱直線(xiàn)導軌副，配置阻尼滑座的高剛度、重載滾柱直線(xiàn)導軌副;滾珠絲杠、滾珠花鍵、滾動(dòng)直線(xiàn)導軌一體化的傳動(dòng)裝置;對滾珠絲杠和螺母同時(shí)實(shí)施強冷的低溫高速滾珠絲杠副;自潤式、免維修綠色滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品等。
數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告 2
一、課題設計選題來(lái)源：
來(lái)源：選題來(lái)源于自己所學(xué)加工中心的知識和對它的了解，介于自己對軸累零件的喜愛(ài)開(kāi)始研究該課題，提出自己的相關(guān)結論和數據。
二、課題設計目的和意義：
隨著(zhù)機械制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，車(chē)削加工已經(jīng)成為很多產(chǎn)品加工的方式，而此類(lèi)產(chǎn)品加工的精度和質(zhì)量要求都比較高。因此產(chǎn)品加工工藝的設計是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要的環(huán)節，選擇典型車(chē)削零件的數控加工工藝，能基本展示數控機床的基礎功能，也是檢驗這兩年多來(lái)學(xué)習數控車(chē)床的一個(gè)很好的途徑。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現代化程度決定著(zhù)整個(gè)國民經(jīng)濟的水平和現代化程度，數控技術(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)的使能技術(shù)和最基本的裝備。
馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟時(shí)代的區別，不在與生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數控技術(shù)又是當今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。隨著(zhù)電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機床業(yè)已進(jìn)入了以數控技術(shù)為核心的機電一體化時(shí)代，其中數控機床就是代表產(chǎn)品之一。
數控機床是一種高效的自動(dòng)化加工設備，它嚴格按照加工程序，自動(dòng)的對被加工工件進(jìn)行加工。我們把從數控系統外部數控系統外部屬入的直接用于加工的程序成為數控加工程序，簡(jiǎn)稱(chēng)數控程序，它是機床數控系統的`應用軟件。
三、設計（研究）方案
1。 數控車(chē)床概述
�。�1）數控車(chē)床的基本概念
�。�2）數控車(chē)床的組成
2。 數控車(chē)削工藝
�。�1）數控車(chē)削加工工藝性分析
�。�2）數控車(chē)削加工工藝過(guò)程的擬定
�。�3）數控車(chē)削加工工藝進(jìn)給路線(xiàn)的確定
�。�4）數控車(chē)削刀具
�。�5）切削用量的選擇
�。�6）對刀點(diǎn)的選擇
3。 典型零件數控車(chē)削加工工藝
�。�1）數控加工刀具卡片
�。�2）數控加工工藝卡片
�。�3）程序的數控手工編程
四、工作進(jìn)度安排
第1周查閱資料，完成開(kāi)題報告。
第2周研究設計任務(wù)書(shū)，熟悉設計目的，了解零件毛坯的制造方法和機械加工中的工藝規程，分析零件加工工藝，所使用的工裝和設備，搜集與設計有關(guān)的資料，繪制零件圖和組件配合圖。第3周制定加工工藝，選用加工設備和刀具，確定切削用量。第4周編制機械加工工藝卡、數控加工工序卡數控加工工序說(shuō)明卡。
第5周繪制機械加工和數控加工工序圖、數控加工走刀路線(xiàn)圖、數控加工刀具卡。
第6周編寫(xiě)工藝文件和數控加工程序，輸入零件的加工程序到數控車(chē)床，利用數控機床的圖像模擬功能，驗證加工程序。撰寫(xiě)設計說(shuō)明書(shū)，并準備答辯。
第7周提交設計說(shuō)明書(shū)一份，準備答辯
五、提綱
第一章概述
1.1數控加工的點(diǎn)
1.2數控機床
1.3 數控加工
1.4 數控編程系統
1.5 CAD/CAM系統
1.6利用CAXA制造工程師CAD/CAM系統進(jìn)行自動(dòng)編程的基本步
第二章各組成部分方案設計與計算
2.1 軸類(lèi)零件加工的特點(diǎn)
2.2 加工工藝分析
2.3 加工路線(xiàn)
2.4 選擇刀具
2.5 數控加工工序卡片
2.6 數學(xué)計算
第三章編制數控加工程序、仿真加工
3.1 制定加工程序清單
3.2 應用宇龍仿真軟件仿真加工
第四章實(shí)際操作加工
4.1 準備機床
4.2 準備工件
4.3 刀具準備
參考文獻：
【1】關(guān)雄飛主編�！稊悼丶庸すに嚺c編程》。機械工業(yè)出版社，2013
【2】劉華軍等編著(zhù)�！稒C械制造技術(shù)》。人民郵電出版社，2011
【3】陳偉珍等主編�！稒C械設計基礎》。清華大學(xué)出版社，2007
【4】孫艷萍羅建華主編�！稊悼丶庸すに嚒�。中國海洋大學(xué)出版社，2013
【5】謝云峰主編�！痘Q性與技術(shù)測量》。東北師范大學(xué)出版社，2013
數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告 3
課題研究的背景和意義
目前，大多數中職學(xué)生存在學(xué)習基礎普遍薄弱，行為習慣較差，專(zhuān)業(yè)課管理難度較大等特點(diǎn)，我校是國家級數控實(shí)訓基地，也是安康市機械類(lèi)技能大賽的賽點(diǎn)，所以提高數控技術(shù)應用專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量是我們專(zhuān)業(yè)老師必須思考的問(wèn)題，雖然《項目教學(xué)法在中職專(zhuān)業(yè)課(數控技術(shù)應用專(zhuān)業(yè))教學(xué)中的實(shí)踐研究》在縣級已結題，但在實(shí)施研究過(guò)程中，發(fā)現針對中職學(xué)生職業(yè)核心能力，如何設計項目子課題，是目前需要解決的問(wèn)題，因此，在我校數控車(chē)專(zhuān)業(yè)課進(jìn)一步研究項目教學(xué)，打破我校傳統的教學(xué)模式，構建“做中學(xué)，做中教”的新型教學(xué)模式，從而為我校打造高效課堂作嘗試研究
課題名稱(chēng)的界定和解讀
項目教學(xué)是將數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程按數控車(chē)操作工分為8個(gè)技能單元，每個(gè)技能單元作為一個(gè)教學(xué)項目，實(shí)行理論、實(shí)踐一體化的單元式教學(xué)，每個(gè)單元教學(xué)都以學(xué)生崗位技能完成一個(gè)作業(yè)來(lái)結束。通過(guò)由課題組教師設置的虛擬情景或任務(wù)項目，在教師指導學(xué)生實(shí)際操作訓練中，在發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得經(jīng)驗，實(shí)現職業(yè)技能訓練和職業(yè)行為養成的一體化，促進(jìn)學(xué)生獨立工作和合作學(xué)習的一體化，使教師成為學(xué)生學(xué)習過(guò)程的策劃者、組織者和咨詢(xún)者，真正突出學(xué)生學(xué)習的主體地位，提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力。
課題研究的步驟和舉措
一、研究方法：
擬在201 級數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)展項目教學(xué)，抽取2013級一個(gè)班為研究對象，采用問(wèn)卷調查法、實(shí)踐研究法等多種研究方法，在數控車(chē)實(shí)踐教學(xué)中嘗試項目教學(xué)法。
二、研究步驟
1.準備階段：學(xué)習項目教學(xué)---課題研究資料---修訂課題研究各種制度
2.項目制定：選取適合數控車(chē)教學(xué)的典型案例
3.項目計劃：抽取試點(diǎn)班學(xué)生參與項目實(shí)施，構建新型師生關(guān)系。
4.項目實(shí)施：運用“做中學(xué)，做中教”教學(xué)理念，開(kāi)展各項目實(shí)施
5.成果展示：項目完成后，形成學(xué)生自評、互評，讓學(xué)生獲得成功的喜悅，逐步建立學(xué)生強大自信心。
6.總結與推廣：將項目教學(xué)法的經(jīng)驗推廣到其他專(zhuān)業(yè)
三、措施
1.加強各項目成員的學(xué)習，提高課題研究的效率
2. 及時(shí)進(jìn)行總結和整理資料
課題成果的預期和呈現
課題成果的'主件：結題報告1份,全面反映課題組成員研究過(guò)程、措施、方法和研究成果。
論文：反映課題組成員研究心得
隨筆：反映課題組成員在研究過(guò)程中遇到的問(wèn)題
設計：反映數控車(chē)項目設計的具體過(guò)程
課件：反映數控車(chē)項目設計的具體實(shí)施
案例：反映數控車(chē)項目設計的典型案例
作品：反映數控車(chē)項目實(shí)施時(shí)學(xué)生技能成果
反思：反映數控車(chē)項目實(shí)施時(shí)題組成員的總結
照片：反映課題組成員在研究過(guò)程中的場(chǎng)景
證書(shū)：反映課題組成員在研究過(guò)程中業(yè)務(wù)能力的提高
數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告 4
一、課題概述、背景及意義
工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開(kāi)始大規模應用數控機床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統產(chǎn)業(yè)(包括軍、民機械工業(yè))進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過(guò)程中采用數控機床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS(管理信息系統)、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機械工業(yè)進(jìn)行深入改造(稱(chēng)之為信息化)，最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場(chǎng)上競爭力大為增強。而我們在信息技術(shù)改造傳統產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達國家約落后20年。如我國機床擁有量中，數控機床的比重(數控化率)到1995年只有1.9%，而日本在1994年已達20.8%，因此每年都有大量機電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀(guān)上說(shuō)明了機床數控化改造的必要性。
微觀(guān)上看，數控機床比傳統機床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來(lái)自數控系統所包含的計算機的威力。① 可以加工出傳統機床加工不出來(lái)的曲線(xiàn)、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時(shí)準確地計算出每個(gè)坐標軸瞬時(shí)應該運動(dòng)的運動(dòng)量，因此可以復合成復雜的曲線(xiàn)或曲面。 ②可以實(shí)現加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統機床提高3～7倍。③ 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”。④ 可實(shí)現多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。⑤ 擁有自動(dòng)報警、自動(dòng)監控、自動(dòng)補償等多種自律功能，因而可實(shí)現長(cháng)時(shí)間無(wú)人看管加工。由以上五條派生的好處如：降低了工人的勞動(dòng)強度，節省了勞動(dòng)力(一個(gè)人可以看管多臺機床)，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場(chǎng)需求作出快速反應等等。此外，機床數控化還是推行FMC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統)以及CIMS計算機集成制造系統)等企業(yè)信息化改造的基礎。數控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎技術(shù)。
機床的數控改造，主要是對原有機床的結構進(jìn)行創(chuàng )造性的設計，最終使機床達到比較理想的狀態(tài)。機床數控化改造有以下優(yōu)點(diǎn)：①節省資金。機床的數控改造同購置新機床相比一般可節省60%左右的費用，大型及特殊設備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結構進(jìn)行徹底改造升級也只需花費購買(mǎi)新機床60%的費用，并可以利用現有地基。②性能穩定可靠。因原機床各基礎件經(jīng)過(guò)長(cháng)期時(shí)效，幾乎不會(huì )產(chǎn)生應力變形而影響精度。③提高生產(chǎn)效率。機床經(jīng)數控改造后即可實(shí)現加工的自動(dòng)化效率可比傳統機床提高 3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準備周期。
在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長(cháng)行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機床改造是個(gè)"永恒"的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數控技術(shù)為主的`新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線(xiàn)具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機床和生產(chǎn)線(xiàn)數控改造的新的行業(yè)。
目前機床數控化改造的市場(chǎng)在我國還有很大的發(fā)展空間，現在我國機床數控化率不到3%。我國大量的普通機床應用于生產(chǎn)第一線(xiàn)，用普通機床加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(cháng)，從而在國際、國內市場(chǎng)上缺乏競爭力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，數控機床則綜合了數控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)檢測技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當變更加工對象時(shí)只需要換零件加工程序，無(wú)需對機床作任何調整，因此能很好地滿(mǎn)足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求，所以必須大力提高機床的數控化率。數控機床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能;另一方面是簡(jiǎn)單實(shí)用的經(jīng)濟型數控機床，具有自動(dòng)加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟型數控系統通常用的是開(kāi)環(huán)步進(jìn)控制系統，功率步進(jìn)電機為驅動(dòng)元件，無(wú)檢測反饋機構，系統的定位精度一般可達±0.01，已能滿(mǎn)足加工零件的精度要求。這幾年，國家加大了對這類(lèi)機床的改造力度，國防科工委更是推行了萬(wàn)臺機床數控化計劃，車(chē)床、銑床的數控化改造需求量很大。本課題以普通車(chē)床的數控改造為例，研究機床數控改造的方法，包括其結構的改造設計，機床改造后性能與精度的分析以及控制精度的措施等，普通車(chē)床應用微機控制系統進(jìn)行改造數控改造后，可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作者的勞動(dòng)強度�；谏鲜龇治�，本課題的研究具有較高的現實(shí)意義。
二、主要研究?jì)热?/strong>
1.普通車(chē)床數控改造方案的確定，進(jìn)行總體設計。
2.對普通車(chē)床數控改造進(jìn)行結構設計與計算，包括主軸進(jìn)給系統設計、機床縱、橫進(jìn)給伺服系統的設計等。
3. 對改造后的經(jīng)濟型數控車(chē)床伺服進(jìn)給系統建立控制原理模型。
4. 根據進(jìn)給系統的控制原理模型，對影響伺服系統系統的因素進(jìn)行分析。
5. 對影響伺服傳動(dòng)精度的因素齒輪傳動(dòng)精度、滾珠絲杠副傳動(dòng)精度等進(jìn)行深入研究，并提出相應的改進(jìn)方法。
6. 對影響伺服元件伺服精度的因素步進(jìn)電機步矩角精度等進(jìn)行深入研究，并提出相應的改進(jìn)方法。
三、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
1. 普通車(chē)床數控改造進(jìn)給伺服系統機械部分的設計與計算。
2. 對經(jīng)濟型數控車(chē)床伺服進(jìn)給系統建立控制原理模型。
3. 根據進(jìn)給系統的控制模型，分析系統的誤差來(lái)源及影響系統精度的因素。
4. 設計步進(jìn)電機細分驅動(dòng)電路，提高伺服進(jìn)給系統的控制精度。
四、擬解決方案及關(guān)鍵技術(shù)
1. 普通車(chē)床數控改造進(jìn)給伺服系統機械部分的設計與計算內容包括：確定系統的負載，運動(dòng)部件慣量計算，步進(jìn)電機的選擇，滾珠絲杠副的選擇和計算、滾珠絲杠副的剛度驗算等。
2. 對改造后的經(jīng)濟型數控車(chē)床伺服進(jìn)給系統建立控制原理模型。
3. 根據伺服進(jìn)給系統控制原理模型，分別對伺服驅動(dòng)元件的伺服精度、伺服機械傳動(dòng)元件傳動(dòng)精度進(jìn)行分析，分析影響經(jīng)濟型數控車(chē)床定位精度主要因素。
4. 在伺服進(jìn)給系統控制電路中加入步進(jìn)電機細分驅動(dòng)設計，改善步矩角特性，提高經(jīng)濟型數控車(chē)床的定位精度。
五、創(chuàng )新點(diǎn)
1. 運用機電一體化系統設計思路與方法進(jìn)行普通車(chē)床數控改造的結構設計，在設計上達到有高的靜動(dòng)態(tài)剛度;運動(dòng)副之間的摩擦系數小，傳動(dòng)無(wú)間隙;便于操作和維修。
2. 從經(jīng)濟型數控車(chē)床的控制原理模型分析影響整個(gè)系統精度的關(guān)鍵因素，分析影響機床機床定位精度的各項誤差來(lái)源，提出相應的改進(jìn)方法并應用于機床結構設計中。
3. 運用步進(jìn)電機細分驅動(dòng)技術(shù)，設計基于單片機控制的步進(jìn)電機的細分驅動(dòng)電路，減小步進(jìn)電機的步距角及機床的脈沖當量，提高經(jīng)濟型數控車(chē)床的加工精度，改善電機運行的平穩性，減小噪聲，增加控制的靈活性。
六、課題預計目標
1.普通車(chē)床數控改造的方案的研究，進(jìn)行總體設計。
2. 對經(jīng)濟型數控車(chē)床的伺服進(jìn)給系統建立控制原理模型，并根據進(jìn)給系統的控制原理模型，對影響系統精度的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析。
3. 研究提高機械傳動(dòng)部件的傳動(dòng)精度與剛度的方法，對普通車(chē)床數控改造進(jìn)行結構設計，改善伺服進(jìn)給系統的伺服特性。
4. 設計一種基于單片機控制的步進(jìn)電機的細分驅動(dòng)電路，提高伺服進(jìn)給系統的分辨率。
七、課題研究進(jìn)展計劃
預計本課題研究進(jìn)展主要分以下幾個(gè)階段：
1. 2007年11月～2007年12月 查看文獻資料并撰寫(xiě)開(kāi)題報告
2. 2007年12月～2008年03月 收集相關(guān)方面的資料，以普通車(chē)床數控改造為例進(jìn)行總體設計
3. 2008年03月～2008年04月 學(xué)習機床伺服進(jìn)給系統的設計等方面知識
4. 2008年04月～2008年07月 進(jìn)行結構設計，繪制普通車(chē)床數控改造縱、橫向進(jìn)給系統裝配圖
5. 2008年07月～2008年08月 學(xué)習機床控制精度等方面知識
6. 2008年08月～2008年09月 對機床進(jìn)行精度分析
7. 2008年09月～2008年10月 研究提高機床控制精度的措施
8. 2008年11月～2008年12月 完成畢業(yè)論文
9. 2008年12月 畢業(yè)答辯
參 考 文 獻
[1] 劉躍南.機床計算機數控及其應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997.
[2] 王愛(ài)玲.現代數控機床結構與設計[M].北京：兵器工業(yè)出版社，1999.
[3] 周文玉.數控加工技術(shù)基礎[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1999.
[4] 朱曉春.數控技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.
[5]張柱良. 數控原理與數控機床. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.
[6]]朱正偉. 數控機床機械系統. 北京：中國勞動(dòng)社會(huì )保障出版社，2004.
[7] C616車(chē)床經(jīng)濟型數控改造總體方案及主要部件的設計[J]，機床與液壓，1999，3：50~52.
[8] 楊祖孝.數控機床進(jìn)給滾珠絲杠的選擇和計算[J]，機床與液壓，1999，3：50~52.
[9] 徐樺.直線(xiàn)滾動(dòng)導軌副的選擇程序及壽命分析[J]，機械設計與制造，1999，3：3~5.
[10] 翁史烈.現代機械設備設計手冊-設計基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996.
[11] 吳宗澤.機械設計實(shí)用手冊[M].北京：化工出版社，2003.
[12] 劉曉宇.劉德平.普通機床數控化改造關(guān)鍵技術(shù)的設計與計算[J]，機械設計與制造，2007，9：42~44.
[13] 唐林.C616車(chē)床的經(jīng)濟型數控改造總體方案及主要零部件的設計 [J]，新技術(shù)新工藝，2007，6：48~50.
[14] 南京工藝裝備制造廠(chǎng) 精密滾珠絲杠副說(shuō)明書(shū)
[15] P.P.Acarnley.Stepping Motors.A Guid to Modern Theory and Practice.Short Run Press Ltd，1982
[16] H.J Van de Straete etal: Servo Motor Selection Criterion for Mechantronic Application, IEEE/ASME Trans.on Mechantronics,Vol.3,No.1 43~44,1998.
[17] Kuo B.C.and Wells B.H.Microcomputer Control of stepMotors.CSRL Report No.237，Control Systems Research Laboratory，University of Hlinois，p.17，August 1976
[18] Y.Koren, C.C.Lo. Advanced controllers for feed drive [J]，Annals of the CIRP, 1992,41 (2), 689-698.
[19] 遇天志.開(kāi)放式數控工作臺開(kāi)發(fā)[D].西安：西安交通大學(xué)機械學(xué)院，2002.
[20] 戴曙.數控機床進(jìn)給系統設計[J]，制造技術(shù)與機床，1994，10：45～49.
[21]徐杜，蔣永平，周韶勇等.全數字式步進(jìn)電機連續細分方法與實(shí)現[J].微特電機，1997， 2：25～29.
[22]王宗培.步進(jìn)電動(dòng)機及其控制系統[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1984.4～5.
[23]周尊源，S M歐文斯.正弦波細分步進(jìn)電機微步驅動(dòng)器[J].微特電機，1997，(5)：29～37.
[24]范正翹，劉進(jìn)，程勝.單片機控制的步進(jìn)電機綜合微步距驅動(dòng)系統[J].微特電機，1996，(3)：30～31.
[25] 張福榮,王鈞,李志梅.數控機床進(jìn)給運動(dòng)對加工精度的影響[J]，機床與液壓，2006，4：92~99.
[26] 程樹(shù)康.步進(jìn)電機細分控制電流的定量描述[J].電工電能新技術(shù)，1990，3：25～27.
[27] 肖本賢.步進(jìn)電機微步驅動(dòng)技術(shù)研究.[J].自動(dòng)化與儀表，1997，5：20～23.
[28] LiZhongJie, NingShouXin. Stepping motor application technology, Beijing: mechanical industry press, 2000.
[29] DingFeng. The open loop numerical control system precision analysis [J], machine and hydraulic pressure, 2001, 2:94 ~ 95.
數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告 5
一、數控漸進(jìn)成形技術(shù)介紹
學(xué)者Shoekel在他的著(zhù)作中預言隨著(zhù)自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，板料成形設備將會(huì )變得更加靈活。Lesak在其申請的專(zhuān)利中首次提出了利用簡(jiǎn)單成形工具對板件進(jìn)行加工的板料無(wú)模成形思想，但受限于當時(shí)的技術(shù)水平這種技術(shù)沒(méi)有進(jìn)一步向前發(fā)展。后來(lái)隨著(zhù)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，直到上個(gè)世紀90年代，松原才正式提出了板料數控漸進(jìn)成形技術(shù)。
板料數控漸進(jìn)成形技術(shù)引入“分層制造”的思想，首先將要加工的零件在高度上離散成若干層，再由AD/A軟件在每層沿零件輪廓生成相應的加工軌跡，簡(jiǎn)單的成形工具頭沿著(zhù)該軌跡對板件進(jìn)行逐層加工，得要想要加工的零件。由于數控漸進(jìn)成形是對板料進(jìn)行逐層逐點(diǎn)進(jìn)行加工，靠局部變形的積累獲得整個(gè)零件，因此具有加工方式靈活、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠成形出形狀復雜的鈑金零件。數控漸進(jìn)成形技術(shù)從零件的三維結構設計到零件的加工軌跡生成再到零件最終成形都具有很強的靈活性，零件的尺寸或者形狀變動(dòng)時(shí)只需在A(yíng)D/A軟件里改動(dòng)零件模型即可。因此，該技術(shù)特別適合用于鈑金類(lèi)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、試制及小批量生產(chǎn)。
板料數控漸進(jìn)成形技術(shù)按其加工方式分為單點(diǎn)（負）漸進(jìn)成形和雙點(diǎn)（正）漸進(jìn)成形。單點(diǎn)漸進(jìn)成（Sinle Point Inreental Forin—SPIF）是一種不需要任何模具支撐的漸進(jìn)成形方式。金屬板被夾具固定在支架上，板下面懸空，工具頭沿特定的軌跡由金屬板四周向中心逐漸加工，此時(shí)金屬板在力的拉伸作用下變形。零件成形過(guò)程中金屬板料只跟工具頭接觸，成形過(guò)程中不需要模具支撐，因此單點(diǎn)漸進(jìn)成形具有加工方式靈活、加工范圍廣、對設備依賴(lài)性不強、占用生產(chǎn)資源少等特點(diǎn)。此外，只需要在A(yíng)D軟件里改變零件幾何模型就可以獲得不同的成形軌跡，進(jìn)而加工出相應形狀的零件，所以單點(diǎn)漸進(jìn)成形的操作性較好，但是因為成形過(guò)程中只是工具頭和金屬板的接觸，系統剛度相對較小，成形后零件容易發(fā)生回彈，導致零件成形精度較差。
二、數控漸進(jìn)成形優(yōu)缺點(diǎn)
不同與沖壓等塑性加工工藝，數控漸進(jìn)成形是金屬板件塑性加工的一種新的成形方式，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、無(wú)模加工
漸進(jìn)成形不需要專(zhuān)門(mén)的成形模具即可對金屬板進(jìn)行加工，特別是單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)，真正實(shí)現了無(wú)模具加工；即使是雙點(diǎn)漸進(jìn)成形也僅僅需要簡(jiǎn)單的模具，而且模具的制作可以是代木、纖維等材料，相對于沖壓模的制作能大大節省時(shí)間成本和資金成本。
2、成形設備簡(jiǎn)單、成本低
漸進(jìn)成形技術(shù)對設備的依賴(lài)性不高，普通的數控銑床進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造后就可以達到專(zhuān)用漸進(jìn)成形機床的加工效果，對板料的漸進(jìn)成形可以在普通數控銑床、漸進(jìn)成形專(zhuān)用機床、數控加工中心等設備上實(shí)現；用來(lái)進(jìn)行漸進(jìn)成形刀具只是簡(jiǎn)單的圓形成形工具頭，工具頭不需要特殊的加工處理，只需保證硬度和表面粗糙度即可，這也降低了加工成本。
3、適合新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)
市場(chǎng)上常見(jiàn)的商用AD/A軟件里就可實(shí)現從零件結構設計到加工參數優(yōu)化再到成形軌跡生成整個(gè)過(guò)程的無(wú)縫銜接；當零件尺寸需要改動(dòng)時(shí)，只需在軟件中改動(dòng)相應的結構模型就可以實(shí)現成形軌跡的改變。
4、復雜板料零件成形
由于漸進(jìn)成形是對板料進(jìn)行逐點(diǎn)逐層成形因此可實(shí)現對復雜鈑金類(lèi)零件的成形且成形精度高。
5、成形力小
零件漸進(jìn)成形過(guò)程中只有工具頭底部很小的區域與板料相接觸，每層板料變形區域也僅限于該區域，且工具頭在相鄰加工層之間的進(jìn)給量Δ一般為0、2—1，因此所受成形力較小。
6、成形過(guò)程無(wú)噪音污染，對環(huán)境友好
零件漸進(jìn)成形時(shí)，特別是進(jìn)行單點(diǎn)漸進(jìn)加工時(shí)，金屬板和工具頭的接觸區域很小，加工過(guò)程中不會(huì )出現振動(dòng)、沖擊等現象，整個(gè)加工過(guò)程中幾乎無(wú)噪聲污染。
數控漸進(jìn)成形的缺點(diǎn)
漸進(jìn)成形的缺點(diǎn)主要包括：
1、零件尺寸精度差
金屬板料在工具頭的擠壓下發(fā)生彈塑性變形，加工完成后，塑性變形部分被保留下來(lái)，而彈性變形部分產(chǎn)生回彈，再加上零件成形后的殘余應力等因素，導致實(shí)際得到的零件形狀跟設計的零件形狀之間存在誤差。特別是對于單點(diǎn)漸進(jìn)成形，系統剛度較小，回彈更嚴重。此外，相關(guān)成形參數（增量步長(cháng)Δ、成形角度θ、運動(dòng)軌跡、工具頭直徑D等）的改變，也會(huì )影響到零件最終成形精度。
2、減薄嚴重，零件壁厚分布不均勻
零件壁厚跟金屬板初始厚度和成形角度有關(guān)，理論上，近似符合正弦定理。但在現實(shí)成形時(shí)，由于板材變形過(guò)程的復雜性和金屬塑性流動(dòng)不確定性等因素，正弦定理并不能很好的用來(lái)進(jìn)行板料厚度變化的預測，零件壁厚在某些位置減薄嚴重，其余位置厚度也不均勻，較薄的厚度往往達不到零件使用要求。
3、單件零件成形時(shí)間長(cháng)，成形效率低
漸進(jìn)成形所用時(shí)間跟零件尺寸大小、成形軌跡、進(jìn)給速度等因素有關(guān)。由漸進(jìn)成形原理可知，相對于沖壓成形，單個(gè)零件的成形效率要低很多。特別是當零件尺寸較大，采用增量步長(cháng)較小的情況下，成形效率更會(huì )大大降低。
三、數控漸進(jìn)成形研究現狀
板料數控漸進(jìn)成形技術(shù)是在現代社會(huì )消費者對產(chǎn)品多樣化、個(gè)性化需求越來(lái)越多的背景下提出的，是一種新型的適合新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試制的制造技術(shù)，該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展不僅可以豐富塑性加工理論的知識體系，還具有廣闊的工業(yè)應用空間。數控漸進(jìn)成形技術(shù)自被提出以來(lái)，便憑借自身的優(yōu)點(diǎn)引起國內外大量學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前，對該技術(shù)的研究主要集中在下幾個(gè)方面：
1、成形機理和性能
成形極限圖（FL）通常用來(lái)描述一種工藝的成形性能。大量研究表明漸進(jìn)成形技術(shù)的成形極限圖大致是一條位于第一象限負斜率的直線(xiàn)，而傳統的成形極限圖是一條V線(xiàn)，如圖1、6所示。因此，漸進(jìn)成形技術(shù)能顯著(zhù)提升材料的加工潛力，成形出大應變的零件。Haan和Jeswiet對比研究了旋轉成形、旋壓成形和漸進(jìn)成形三種板料成形技術(shù)的成形特征和成形機理，凸顯了板料漸進(jìn)成形技術(shù)的優(yōu)勢。Jakson和Allwood對拼焊銅板進(jìn)行了漸進(jìn)成形，研究零件成形過(guò)程中金屬板的變形過(guò)程和變形機理。作者分別測量了單點(diǎn)漸進(jìn)成形和雙點(diǎn)漸進(jìn)成形后零件厚度方向上的'應變分布，發(fā)現在與工具頭運動(dòng)方向相切的方向上，板料主要發(fā)生拉伸和剪切變形，與在工具頭運動(dòng)平行的方向上，板料主要發(fā)生剪切變形；作者還發(fā)現隨著(zhù)拉伸和剪切作用的不斷加劇，零件實(shí)際測量厚度跟正弦曲線(xiàn)預測厚度之間的誤差會(huì )逐漸增大。S.atea等研究了主要成形參數對板件成形性能的影響，發(fā)現零件經(jīng)多道次漸進(jìn)成形后壁厚分布更均勻；增量步長(cháng)對板件成形性能的影響還不十分明確；增加主軸轉速或者減小工具頭進(jìn)給速度都能使板件成形性能提高；小尺寸圓形工具頭螺旋軌跡加工時(shí)，板件極限成形角較大。Raju等將幾個(gè)薄銅板疊加在一起進(jìn)行單點(diǎn)漸進(jìn)成形，分別得到每塊薄銅板的成形極限圖，研究每塊薄銅板的成形性能。
劉兆兵等通過(guò)試驗驗證了板料的成形性能跟成形角度和刀具軌跡的垂直進(jìn)給量有關(guān)，作者還研究了不同成形參數對工具頭與金屬板之間成形力的影響。馬琳偉等數值模擬不同成形軌跡下零件漸進(jìn)成形過(guò)程，作者將零件分成四個(gè)不同的變形區，探討每個(gè)變形區的變形特點(diǎn)和變形過(guò)程。
2、數值模擬研究
Duou等數值模擬了零件多道次單點(diǎn)漸進(jìn)成形的成形過(guò)程，在零件尺寸精度、厚度分布等方面與試驗結果進(jìn)行對比研究。Arfa等通過(guò)試驗和數值模擬對比研究了板料初始厚度、成形角度、成形零件形狀和刀具軌跡等因素對成形過(guò)程中力的大小的影響。D.Neto等采用實(shí)體單元數值模擬了AA707—鋁合金圓錐零件單點(diǎn)漸進(jìn)成形過(guò)程，分析了板料變形機理和板料與工具頭接觸區域應力狀態(tài)。
李超等對同一截面圓錐零件分別進(jìn)行單道次和兩道次漸進(jìn)成形數值模擬，發(fā)現兩道次漸進(jìn)成形比單道次漸進(jìn)成形零件厚度分布更加均勻。范國強等模擬了自阻電加熱的情況下鈦合金板進(jìn)行漸進(jìn)成形的過(guò)程，并分析了成形過(guò)程中的溫度變化規律，發(fā)現自阻電加熱單點(diǎn)漸進(jìn)成形存在很大的內應力。李瓏果等借鑒數控加工中PY銑的思想提出虛擬靠模法，獲得復雜空間運動(dòng)軌跡，成形路徑可直接用于后續的數值模擬分析。李磊等應用韌性準則，基于有限元數值模擬技術(shù)，準確的預測了硬鋁板的成形極限。
3、成形軌跡優(yōu)化
Hu hu等提出一種基于零件三角網(wǎng)格模型，利用固定殘余波峰高度原理的螺旋路徑生成方法。這種螺旋路徑不僅使成形后零件厚度更均勻還能提高零件成形尺寸精度，且零件表面更加光滑。
B.Taleb Arahi等把傳統的拉伸成形同漸進(jìn)成形結合起來(lái)，大大提高了零件加工的可操作性，且有效改善了零件的使用性能。Rauh等討論了加工路徑類(lèi)型和其他工藝參數對零件漸進(jìn)成形質(zhì)量的影響，提出一種智能生成和控制加工軌跡的方法，該方法根據對成形過(guò)程的實(shí)時(shí)評估來(lái)設計、控制加工路徑。
莫建華等基于V++編程思想利用程序實(shí)現了工具頭壓入點(diǎn)均勻分布，消除了零件表面壓痕現象，提高了板料數控漸進(jìn)成形的質(zhì)量。李湘吉等把多點(diǎn)成形與漸進(jìn)成形結合起來(lái)，利用兩種不同技術(shù)的優(yōu)勢，提高成形效率和成形精度，改善零件成形性能。周六如采用平行線(xiàn)形軌跡路徑法，多道次成形出直壁零件，發(fā)現影響直壁矩形零件漸進(jìn)成形的主要參數是成形半錐角。史曉帆等通過(guò)自阻電阻加熱方法提高了板料的成形性能。
數控專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告 6
一、課題名稱(chēng)：
數控銑床及加工中心產(chǎn)品設計
二、選題理由
制造技術(shù)是各國經(jīng)濟競爭的重要支柱之一，經(jīng)濟的成功在很大程度上得益于先進(jìn)的制造技術(shù)，而機床是機械制造技術(shù)重要的載體，它標志著(zhù)一個(gè)國家的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。
機床工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個(gè)重要先行部門(mén)，擔負這為國民經(jīng)濟各部門(mén)提供現代化技術(shù)裝備的任務(wù)，以1994年為例，全世界基礎的消費額達261.7億美元。其中美國的消費額56億美元、中國33.6億美元。所以，在我國國民經(jīng)濟建設中，機床工業(yè)起著(zhù)重要的作用。然而在機械制造業(yè)中，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用專(zhuān)用機床、組合機床、專(zhuān)用自動(dòng)線(xiàn)等并配以相應的工裝，這些設備的初期投資費用大、生產(chǎn)準備時(shí)間長(cháng)，并且不適應產(chǎn)品的更新?lián)Q代。單件小批生產(chǎn)時(shí)，由于產(chǎn)品多變而不宜采用專(zhuān)用機床，特別是在國防、航空、航天和深潛的部門(mén)，其零件的精度要求非常高，幾何形狀也日趨復雜，且改型頻繁，生產(chǎn)周期短，這就要求迅速適應不同零件的加工。書(shū)空機床就是在這樣的背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的一種新型自動(dòng)化機床，它較好的解決了小批量、品種多變化、形狀復雜和精度高的零件的自動(dòng)化加工問(wèn)題。隨著(zhù)計算機技術(shù)，特別是微型計算機技術(shù)的發(fā)展及其在數控機床上的應用，機床數控技術(shù)正從普通數控向計算機數控發(fā)展。一個(gè)國家數控機床的擁有量（相對值），標志著(zhù)這個(gè)國家機械制造業(yè)的現代化程度。數控銑床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范圍廣在數控機床中占有重大的比例，因此研究《數控銑床及加工中心產(chǎn)品設計》具有重大意義。
三、國內外研究現狀
當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高質(zhì)量、高精、高效、自動(dòng)化先進(jìn)機床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。長(cháng)期以來(lái)，歐、美、亞在國際市場(chǎng)上相互展開(kāi)激烈競爭，已形成一條無(wú)形戰線(xiàn)，特別是隨微電子、計算機技術(shù)的進(jìn)步，數控機床在20世紀80年代以后加速發(fā)展，各方用戶(hù)提出更多需求，早已成為四大國際機床展上各國機床制造商競相展示先進(jìn)技術(shù)、爭奪用戶(hù)、擴大市場(chǎng)的焦點(diǎn)。中國加入WTO后，正式參與世界市場(chǎng)激烈競爭，今后如何加強機床工業(yè)實(shí)力、加速數控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)是緊迫而又艱巨的任務(wù)。數控機床出現至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗最多的國家。
例如：在19世紀初時(shí)是1mm級，到20世紀初時(shí)提高到了0.01mm級。而近30年來(lái)，普通機械加工的精度已從0.01mm提高到0.005mm級，精密加工的精度已從1um級提高到0.02um級，超精密加工的精度已從0～0.01um級進(jìn)入納米級。在表面粗糙度方面，日本用螢光碳素泡沫拋光劑和細微SiO2粉末拋光工作，成功獲得了小于0.0005um的表面粗糙度。過(guò)去們只注意表面粗糙度、波度和紋理等表面特征，忽視了表面之下0.38mm范圍內的內部效應，即次表面效應對零件可靠性的影響。這方面尚需深入研究，采取相應措施，方能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命及可靠性。
中國於1958年研制出第一臺數控機床，發(fā)展過(guò)程大致可分為兩大階段。在1958～1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質(zhì)差、基礎薄弱、配套件不過(guò)關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現欠佳，無(wú)法用於生產(chǎn)而停頓。主要存在的問(wèn)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)數控系統技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國（地區）引進(jìn)數控機床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩定性問(wèn)題，數控機床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。在20余年間，數控機床的設計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過(guò)合作生產(chǎn)先進(jìn)數控機床，使設計、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(guò)利用國外先進(jìn)元部件、數控系統配套，開(kāi)始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數控機床，供應國內市場(chǎng)的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的`試驗、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、數控系統依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上
處於從仿制走向自行開(kāi)發(fā)階段，與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問(wèn)題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引；嚴重缺乏各方面專(zhuān)家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統的科研工作；元部件和數控系統不配套；企業(yè)和專(zhuān)業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰，雖然廠(chǎng)多人眾，但形成不了合力。
四、研究?jì)热荩?/strong>
1.按圖紙要求制定真確的工藝方案
2.選擇合理的刀具和切削工藝參數
3.編寫(xiě)數控加工程序
五、研究方法：
首先閱讀大量相關(guān)文獻資料，教材及新聞背景資料，包括機械制造的原理及方法，質(zhì)量管理應用，數控機床現有技術(shù)水準，國際水平探討方面的書(shū)籍，報刊。以了解可靠性的內容，質(zhì)量管理的概況和數控機床領(lǐng)域的基本知識體系。然后通過(guò)調研，進(jìn)一步了解企業(yè)現狀及需求。接下來(lái)進(jìn)行分析與設計。確定數據來(lái)源的真實(shí)準確。再進(jìn)行系統設計由于現有設備所采用的是分析設計方法，因此可以首先對原有設備進(jìn)行適當的測試與調試，然后使用快速原型方法來(lái)提高加工質(zhì)量，等得到企業(yè)有效的反饋信息后再可以考慮用統計分析法和棕合法進(jìn)行接下去的再分析，再設計
六、進(jìn)展按排：
1、準備階段（12月15日～12月30日）。搜集有關(guān)資料，準備參考資料
2、完成開(kāi)題報告及論文大綱交老師批閱（1月1日～1月15日）
3、依據論文大綱完成論文一稿交老師批閱（1月16日～3月10日）
4、完成論文二稿交老師批閱（3月11日～4月10日）
5、完成三稿（4月11日～4月30日）
6、完成相關(guān)論文簡(jiǎn)介、答辯提綱，準備答辯階段（5月1日～5月10日）
7、畢業(yè)設計答辯階段（5月中旬）
七、主要參考資料：
1、周昌治，楊忠鑒，趙之淵，陳廣凌，機械制造工藝學(xué)，重慶大學(xué)出版社出版，2015年12月第6次印刷。
2、張麗華，馬立克，數控編程與加工技術(shù)，大連理工大學(xué)出版社，2015年7月第2版
3、楊建明，數控加工工藝與編程，北京理工大學(xué)出版社，2015年4月第3次印刷
4、呂天玉，宮波，公差配合與測量技術(shù)，大連理工大學(xué)出版社，2015年7月第3次印刷
5、高波，機械制造基礎，大連理工大學(xué)出版社，2015年8月第1次印刷
6、黃鶴汀，王芙蓉，金屬切削機床（上冊），機械工業(yè)出版社，2015年7月第1版第10次印刷
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