【正文】 、二軸、齒輪、齒套、差殼等，而軸類零件和盤類零件占汽車零部件的主體。 數(shù)控機(jī)床在整車生產(chǎn)中的應(yīng)用 汽車整車生產(chǎn)的四條線，即沖壓、焊接、涂裝和總裝線，無一不用到數(shù)控機(jī)床。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也出現(xiàn)了一些完全不需要人干預(yù)的無人自動化生產(chǎn)線，最典型、應(yīng)用最廣泛的應(yīng)該是自動化車身前板生產(chǎn)線，完全由機(jī)器完成，不需人手持板件沖壓，減少了對人體的傷害。最值得一提 的是美國通用的無人汽車生產(chǎn)車間，整個(gè)生產(chǎn)車間不需工人，完全自動運(yùn)行。發(fā)動機(jī)作為汽車的心臟，制造加工精度要求相當(dāng)高，而且制造工藝復(fù)雜。氣缸體先鑄造，再用數(shù)控機(jī)床銑“三孔四面”，最后還要用數(shù)控機(jī)床精鏜缸筒。連桿先用滾鍛的工藝鍛造，再數(shù)控加工。發(fā)動機(jī)上最復(fù) 雜的氣缸蓋就更要用數(shù)控機(jī)床加工了?，F(xiàn)在汽車制造中，變速箱中所有的齒輪和軸都由數(shù)控機(jī)床加工。軸在加工成階梯軸后，還有銑鍵槽，拉花鍵等。變速箱的殼體在鑄造完后，必須在數(shù)控加工中心中銑端面和軸孔，以保證各軸間的間距。 驅(qū)動橋也是很重要的傳動機(jī)構(gòu)。差速器中的錐齒輪也要用數(shù)控機(jī)床加工?，F(xiàn)代汽車車身的美觀性越來越受到人們的重視?，F(xiàn)代車身雖然全部沖壓而成，但是哪個(gè)沖壓也離不了數(shù)控加工中心。比如 大批量汽車發(fā)動機(jī)， 變速箱 ，底盤主要零部件 需要中五軸的加工中心加工。汽車工業(yè)也會促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。 伺服控制系統(tǒng)最初用于船舶的自動駕駛、火炮控制和指揮儀中，后來逐漸推廣到很多領(lǐng)域，特別是自動車床、天線位置控制、導(dǎo)彈和飛船的制導(dǎo)等?；鹋诳刂坪痛婵刂凭褪堑湫偷睦印?③ 使輸出機(jī)械位移精確地跟蹤電信號，如記錄和指示儀表等。頻帶寬度簡稱帶寬，由系統(tǒng)頻率 響應(yīng)特性來規(guī)定，反映伺服系統(tǒng)的跟蹤的快速性。伺服系統(tǒng)的帶寬主要受控制對象和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的慣性的限制。一般伺服系統(tǒng)的帶寬小于 15 赫，大型設(shè)備伺服系統(tǒng)的帶寬則在 1～ 2赫以下。伺服系統(tǒng)的精度主要決定于所用的測量元件的精度。此外，也可采取附加措施來提高系統(tǒng)的精度，例如將測量元件（如自整角機(jī)）的測量軸通過減速器與轉(zhuǎn)軸相連，使轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角得到放大，來提高相對測量精度。通過減速器與轉(zhuǎn)軸嚙合的測角昆明冶金高等?？茖W(xué)校機(jī)電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 9 線路稱精讀數(shù)通道，直接取自轉(zhuǎn)軸的測角線路稱粗讀數(shù)通 。 在醫(yī)療行業(yè)中，許多現(xiàn)代化的醫(yī)療診斷、治療設(shè)備都采用了數(shù)控技術(shù)，如 CT診斷儀、全身刀治療機(jī)以及基于視覺引導(dǎo)的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人等。 4 數(shù)控機(jī)床的思考發(fā)展趨勢及展望 隨著微電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，精密機(jī)械技術(shù)，自動控制技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，人工智能技術(shù)等新 技術(shù)的發(fā)展，致使數(shù)控機(jī)床不斷升級而逐漸成為評價(jià)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要指標(biāo)，我國在加入 WTO 參與世界市場激烈競爭中，國內(nèi)外市場對數(shù)控機(jī)床的需求逐漸增多，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展前景非常廣闊。近幾年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造商通過技術(shù)引進(jìn)、海內(nèi)外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，但缺乏對機(jī)床結(jié)構(gòu)與精度、可靠性、人性化設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)性技術(shù)的研究，忽視了自主開發(fā)能力的培育，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與國外還有較大差距，同樣難以得到大多數(shù)用戶的認(rèn)可。另外很多國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造商的生產(chǎn)管理依然沿用原始的手工臺賬管理方式，工藝水平和管理效率低下使得企業(yè)無法形成足夠生產(chǎn)規(guī)模。因此我們在引進(jìn)技術(shù)的同時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)自身工藝 技術(shù)改造和管理水平的提升 。有些企業(yè)派出的人員對生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床缺乏足夠了解，不會使用或使用不好數(shù)控機(jī)床，更不能指導(dǎo)用戶使用好機(jī)床；有的對先進(jìn)高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對制造商缺乏信心。 （ 4） 加大數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)力度 從我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展形式來看需要三種層次的數(shù)控技術(shù)人才：第一種是熟悉數(shù)控機(jī)床的操作及加工工藝、懂得簡單的機(jī)床維護(hù)、能夠進(jìn)行手工或自動編程的車間技術(shù)操作人員；第二種是熟悉數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)軟硬件知識的中級人才，要掌握復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)和制造知識，能夠熟練應(yīng)用 UG、 PRO/E 等 CAD/CAM 軟件，同昆明冶金高等專科學(xué)校機(jī)電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 11 時(shí)有扎實(shí)的專業(yè)理論知識、較高的英語水平并積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；第三種是精通數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及數(shù)控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)、能夠進(jìn) 行數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品開發(fā)及技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)控技術(shù)高級人才。 隨著世界科技進(jìn)步和機(jī)床工業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床作為機(jī)床工業(yè)的主流產(chǎn)品，已成為實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵設(shè)備，是國防軍工裝備發(fā)展的戰(zhàn)略物資。加快發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)也是我國裝備制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求。 高速化發(fā)展新趨勢 目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá) 80m/min，空運(yùn)行速度可達(dá) 100m/min 左右。美國 CINCINNATI 公司的 HyperMach 機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá) 60m/min，快速為 100m/min，加速度達(dá) 2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá) 60000r/min。 由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下，主軸高速化日益普及。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及應(yīng)用研究 12 精密化加工發(fā)展新趨勢 由于各組件加工的精密化，微米的誤差已不是問題。 在加工精度方面，近 10 年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10μ m 提高到 5μ m，精密級加工中心則從 3～ 5μ m，提高到 1～ m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級 ( m)。同時(shí)，由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間必須具備的條件。 開放化發(fā)展新趨勢 數(shù) 控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品。如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。我國在 2021 年也開始進(jìn)行中國的 ONC 數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。新日本工機(jī)的 5 面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn) 4 個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。 虛擬數(shù)控機(jī)床的研究 隨著虛擬制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 的深入，仿真技術(shù)已廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的評估工藝計(jì)劃和設(shè)備，以及新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它的最終目的是為虛擬制造建立一個(gè)真實(shí)的加工環(huán)境，在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)加工過程的仿真，以增強(qiáng)制造過程的各級決策與控制能力，優(yōu)化制造過程。 虛擬數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及功能 1. 虛擬數(shù)控機(jī)床應(yīng)具備的特點(diǎn) a)良好的結(jié)構(gòu)：包括三個(gè)方面： 1)與真實(shí)機(jī)床相似的結(jié)構(gòu)。2)機(jī)床各模塊的顆粒性。3)各模塊合適的顆粒度。 b)完善的圖形接口：完善的圖形接口使用戶既能像在真實(shí)環(huán)境中那樣完全操作數(shù)控機(jī)床，又能完全真實(shí)地以圖像的形式觀察機(jī)床運(yùn)行的各種狀態(tài)和各種機(jī)床運(yùn)行參數(shù)，從而最大限度的提高人機(jī)融合度 。外界也能通過輸人符號數(shù)據(jù)對虛擬機(jī)床進(jìn)行控制 。 e)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式：虛擬機(jī)床由于采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式存儲、傳輸和處理數(shù)據(jù)因而能夠在語義意義上提高與外界制造資源的相互操作性。因此系統(tǒng)要求具有如下功能： a)模擬加工過程：顯示和仿真 CNC 控制功能、動畫加工過程，檢查刀具軌跡和干涉、過切、碰撞等并給予警告 。 c)估算加工成本：通過仿真加工過程，能進(jìn)行加工成本的估算 。 昆明冶金高等專科學(xué)校機(jī)電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 15 虛擬數(shù)控機(jī)床的體系結(jié)構(gòu) 虛擬機(jī)床與實(shí)際機(jī)床一樣，可以認(rèn)為是一組相互連接的活動部件的集合，它們完成要求的相對運(yùn)動，提供工件和工件刀具系統(tǒng)上相關(guān)點(diǎn)的瞬間空間位置關(guān)系。各模塊應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化、并具有互換性、相容性和相關(guān)性，使系統(tǒng)具有開放性和適應(yīng)性。 b)運(yùn)動控制模塊：運(yùn)動控制模塊根據(jù) NC 程序決定機(jī)床刀具和各個(gè)軸的運(yùn)動狀態(tài)，向各個(gè)運(yùn)動部件發(fā)送運(yùn)動指令并采集各軸的反饋信息 。 d)切削計(jì)算模塊：根據(jù)工件與刀具的相對位置，進(jìn)行干涉判斷，對發(fā)生干涉的工件進(jìn)行切削計(jì)算并重新生成工件模型 。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及應(yīng)用研究 16 虛擬機(jī)床不能脫離實(shí)際機(jī)床而獨(dú)立存在，它是真實(shí)機(jī)床在計(jì)算機(jī)內(nèi)的模擬，虛擬機(jī) 床與真實(shí)機(jī)床是密不可分的。 虛擬數(shù)控機(jī)床的的應(yīng)用及展望 虛擬數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用將給制造業(yè)帶來革命性的飛躍。采用虛擬數(shù)控機(jī)床技術(shù)，可以為產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的可制造性分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，能夠迅速完成在機(jī)床上不方便操作的各項(xiàng)任務(wù)，如完成數(shù)控程序的調(diào)試、測量產(chǎn)品加 工誤差、評定加工效率和檢驗(yàn)干涉碰撞情況等。利用機(jī)床加工的全過程與用戶的交互功能，可以為企業(yè)、學(xué)校的數(shù)控人才培訓(xùn)提供快速、安全且不消耗資源的有效手段，并幫助機(jī)床制造商向遠(yuǎn)程客戶逼真地演示其產(chǎn)品。虛擬數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)功能為真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程合作提供保證。由于多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬數(shù) 控技術(shù)將獲得更快的發(fā)展。虛擬機(jī)床軟件的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該是根據(jù)國內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況和國外軟件的發(fā)展趨勢，針對具體的機(jī)床開發(fā)面向工程的實(shí)用化小型軟件。虛擬數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，將為制造技術(shù)帶來勃勃生機(jī)，并將虛擬數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)推向一個(gè)更加嶄新的階段。 在競爭面前，數(shù)控技術(shù)方面必須強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)，裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。通過本次畢業(yè)論文我收獲很大，在此過程中我查閱了很多相關(guān)資料豐富了自己在數(shù)控機(jī)床技術(shù)方面的知識，也使自己對數(shù)控機(jī)床技術(shù)有了更深的了解。所以我們要時(shí)刻加強(qiáng)自己對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方面的了解，這樣才不會被這個(gè)發(fā)展 的社會所淘汰！ 致謝 本論文的完成是在代若愚老師精心指導(dǎo)下進(jìn)行的。從論文的選題到開題報(bào)告及搜集資料至最后論文修改的整個(gè)過程，花費(fèi)了代老師工作以外的很多寶貴時(shí)間和精力，看到老師白天工作了之后晚上還在線上等待給我們修改論文，幫助我們完成畢業(yè)論文工作到很晚 ，我們非常的感動。代老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心讓我學(xué)到了很多，這將使學(xué)生受益數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及應(yīng)用研究 18 終生。CAD／ CAM 與制造業(yè)信息化 [D]． ． [6] 陳志雄 .數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù) [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021． [7] 顧京．?dāng)?shù)控機(jī)床加工程序編制 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021． [8] 楊偉群 .數(shù)控工藝培訓(xùn)教程 [M].清華 大學(xué)出版社 .2021. [9] 張運(yùn)強(qiáng) .淺談宏程序的應(yīng)用 [J].甘肅科技 .. [10] 申小龍 ,張來希 ,龍華 .宏程序在數(shù)控加工中的應(yīng)用 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)制造 .. [11] 林紅梅 .宏編程技術(shù)探析及其在數(shù)控加工中的應(yīng)用 [J].閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院院報(bào) .2021.