導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關(guān)鍵詞]數(shù)控銑刀分類應(yīng)用

中圖分類號：TG21文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1671－7597(2008)0110042－01

近年來，隨著數(shù)控機床的不斷發(fā)展，數(shù)控機床刀具種類越來越多，其劃分也越來越細，但無論樣式如何改變，從總體上看，數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，而數(shù)控刀具中又以數(shù)控銑刀應(yīng)用最為廣泛，現(xiàn)就目前數(shù)控刀銑刀的類型總結(jié)如下。

一、數(shù)控銑刀的分類

（一）按制造銑刀所用的材料可分為

1．高速鋼刀具；

2．硬質(zhì)合金刀具；

3．金剛石刀具；

4．其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

（二）按銑刀結(jié)構(gòu)形式不同可分為

1．整體式：將刀具和刀柄制成一體。

2．鑲嵌式：可分為焊接式和機夾式。

3．減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具。

4．內(nèi)冷式：切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部；

5．特殊型式：如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。

（三）按銑刀結(jié)構(gòu)形式不同可分為

1．面銑刀（也叫端銑刀）：面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；

2．模具銑刀：模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。

3．鍵槽銑刀：用于銑削鍵槽。

4．成形銑刀：切削刃與待加工面形狀一致。

二、常用數(shù)控銑刀

現(xiàn)就幾種目前比較常用的銑刀類型就其應(yīng)用場合加以說明。

（一）單刃銑刀

該刀具加工效率高，采用優(yōu)質(zhì)的硬質(zhì)合金作刀體，一般采用刃口銳磨工藝，以及高容量的排屑，使刀具在高速切割中有不粘屑，低發(fā)熱，光潔度高等特點。它廣泛應(yīng)用于工藝品、電子、廣告、裝飾和木業(yè)加工等行業(yè)，適合工廠批量加工以及高要求的產(chǎn)品。

（二）兩刃立銑刀和四刃立銑刀

該類刀具一般采用整體合金結(jié)構(gòu)，其特點是擁有很強的穩(wěn)定性，刀具可在加工面上穩(wěn)固地工作，使加工質(zhì)量得以有效的保證。適用材料范圍廣，如碳素鋼、模具鋼、合金鋼、工具鋼、不銹鋼、鈦合金、鑄鐵、適用于一般模具、機械零件加工。（三）螺紋銑刀

隨著中國數(shù)控機床的發(fā)展，螺紋銑刀越來越得到人們的認可，它很好的加工性能，成為降低螺紋加工成本、提高效率、解決螺紋加工難題的有力加工刀具。由于目前螺紋銑刀的制造材料為硬質(zhì)合金，加工線速度可達80～200m/min，而高速鋼絲錐的加工線速度僅為10～30m/min，故螺紋銑刀適合高速切削，加工螺紋的表面光潔度也大幅提高。高硬度材料和高溫合金材料，如鈦合金、鎳基合金的螺紋加工一直是一個比較困難的問題，主要是因為高速鋼絲錐加工上述材料螺紋時，刀具壽命較短，而采用硬質(zhì)合金螺紋銑刀對硬材料螺紋加工則是效果比較理想的解決方案．可加工硬度為HRC58～62。對高溫合金材料的螺紋加工，螺紋銑刀同樣顯示出非常優(yōu)異的加工性能和超乎預(yù)期的長壽命。對于相同螺距、不同直徑的螺紋孔，采用絲錐加工需要多把刀具才能完成，但如采用螺紋銑刀加工，使用一把刀具即可。在絲錐磨損、加工螺紋尺寸小于公差后則無法繼續(xù)使用，只能報廢；而當(dāng)螺紋銑刀磨損、加工螺紋孔尺寸小于公差時，可通過數(shù)控系統(tǒng)進行必要的刀具半徑補償調(diào)整后，就可繼續(xù)加工出尺寸合格的螺紋。同樣，為了獲得高精度的螺紋孔，采用螺紋銑刀調(diào)整刀具半徑的方法，比生產(chǎn)高精度絲錐要容易得多。對于小直徑螺紋加工，特別是高硬度材料和高溫材料的螺紋加工中，絲錐有時會折斷，堵塞螺紋孔，甚至使零件報廢；采用螺紋銑刀，由于刀具直徑比加工的孔小，即使折斷也不會堵塞螺紋孔，非常容易取出，不會導(dǎo)致零件報廢；采用螺紋銑削，和絲錐相比，刀具切削力大幅降低，這一點對大直徑螺紋加工時，尤為重要，解決了機床負荷太大，無法驅(qū)動絲錐正常加工的問題。

螺紋銑刀作為一種采用數(shù)控機床加工螺紋的刀具，成為一種目前廣泛被采用的實用刀具類型。

三、結(jié)論

數(shù)控銑刀的種類多種多樣，隨著數(shù)控行業(yè)的日益發(fā)展，數(shù)控銑刀的類型和應(yīng)用條件和場合也必將發(fā)生變化，我們?nèi)砸^續(xù)對其動態(tài)進行關(guān)注和研究，這是很有現(xiàn)實意義的。

參考文獻：

[1]梁海、黃華劍，螺紋銑刀在數(shù)控加工中心上的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造工程.2006，10：2931.

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案例工件加工面積較大，機加工會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力較大而未及時予以去除時，會導(dǎo)致工件在運動過程中容易產(chǎn)生變形甚至形成裂紋，因而需要熱處理去應(yīng)力，這就需要機加工時考慮熱處理后的裝夾、碰數(shù)問題，將整個加工過程分成兩個階段：熱處理前及熱處理后。熱處理前需去除大部分材料，只留精加工余量；熱處理后需要清除預(yù)留的材料，并得到在精度要求范圍內(nèi)的最終零件，精加工使用加工精度較高的德馬吉DMC64Iinear加工中心，有效行程640mm×600mm，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC180i-MB，主軸最高轉(zhuǎn)速12000r/min。熱處理前的粗加工分正面、背面、及兩側(cè)面四個方位的加工，因熱處理去應(yīng)力后，工件會有所變形，需重新以一個準(zhǔn)確的參考基準(zhǔn)作為加工碰數(shù)基準(zhǔn)，像這種大滑塊一般以基準(zhǔn)角碰數(shù)，這就需要一個準(zhǔn)確的基準(zhǔn)角。粗加工時，預(yù)留頂面材料，其平面作為熱處理后研磨支撐平面，熱處理后可通過磨床，研磨加工出基準(zhǔn)角的三個基準(zhǔn)面，研磨量為0.2mm，保證其垂直度。熱處理后的精加工時，加工方位與熱處理前一樣，但因背部材料已去除，工件正面加工時（膠位面方向）如何裝夾是要考慮的問題。如果用虎鉗夾住尾部平位加工，其尾部平位與高度比為60∶322，大概為其總高度的1/6，有2/3的重量處于懸空狀態(tài)，且正面有較多的材料需要去除，受力不均勻，容易在角位處產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，有可能會產(chǎn)生變形或裂紋，并且這么大的滑塊裝夾、拖表不方便，對機床要求也較高，需要考慮其他裝夾工藝。解決方案是在加工背部耐磨片槽時預(yù)留工藝凸臺，這樣在正面加工時可用工裝板及墊塊緊固裝夾固定，其好處是裝夾、對數(shù)方便，并能較好地平衡加工時的作用力，實用性強。熱處理后精加工時，因正面已粗加工，按精加工時的方法將無法裝夾固定，這時可考慮使用直角彎板裝夾，在數(shù)控銑床上去除工藝臺背面粗加工時，耐磨片槽后部有一大塊相邊區(qū)域需要去除材料，其尺寸達到261.5mm×174.8mm×280mm，常規(guī)的數(shù)控加工，需要用刀具一層層的切削，必定會占去較長的加工時間，并且損耗刀具，生產(chǎn)效率不高。通過分析對比，用線切割加工較為合適，不但能得到一塊實用的材料，而且省下很多的時間，同時考慮工藝臺，這樣線割時將一起切割出來，留0.5mm作為熱處理后精加工余量，這樣背面方位加工只需加工耐磨片槽，大大節(jié)省時間，一舉多得。

2滑塊的數(shù)控加工

編程分熱處理前的粗加工及熱處理后的精加工，按不同的方位加工頂面方位、背面方位及正面方位。熱處理前粗加工需要去除大部分材料，考慮裝夾加工工藝，預(yù)留部分材料到熱處理后，粗加工整體留預(yù)量0.3mm。因篇幅關(guān)系，下文重點介紹正面方位的數(shù)控編程加工，編程軟件為UGNX7.5，機床使用德馬吉DMC64Iinear加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC180i-MB，主軸最高轉(zhuǎn)速為12000r/min。正面裝夾如圖4所示，將已線切割余料的工件，通過螺釘與工裝板、墊塊緊固為整體，并固定于機床工作臺上，基準(zhǔn)角對刀。

（1）熱處理前粗加工

加工編程前先設(shè)定加工坐標(biāo)系、安全平面、材料毛坯及加工工件，粗加工使用型腔銑削加工，該模塊提供粗切單個或多個型腔、沿任意形狀切去大量毛坯材料以及可以加工出型芯的全部功能，最突出的功能是對非常復(fù)雜的形狀產(chǎn)生刀具運動軌跡，確定走刀方式。零件正面方位的型腔銑削粗加工，加工余量0.3mm，用40R6的圓鼻刀完成主體大部分材料的去除工作，切削模式為跟隨部件，封閉區(qū)域用螺旋進刀，開放區(qū)域用圓弧進刀，區(qū)域間的快速移刀為到達安全平面，區(qū)域內(nèi)為前一平面；切削深度為頂面開始深70mm，每刀公共深度為恒定0.3mm，主軸轉(zhuǎn)速為1800r/min，進給為2000mm/min。再采用35R5的圓鼻刀完成次級窄角位的材料的去除工作，加工方法設(shè)置與上述40R6刀具一樣，控制切削范圍，使用參考刀具42R8，對40R6未能加工的區(qū)域進行補刀。接著可用更小的刀具進行更小窄角位的材料去除工作，但因粗加工后需要熱處理去應(yīng)力，去應(yīng)力并不會增加材料硬度，部分更窄角位的余料對整體應(yīng)力影響不大，為減少工作量，提高加工效率，可不需要進一步粗加工。

（2）熱處理后半精加工

熱處理后材料已去除應(yīng)力，可完全去除多余材料，但工件表面有變形，需通過磨床研磨加工，重新定好基準(zhǔn)。研磨好三個基準(zhǔn)面及工藝臺面后，按圖4所示正面裝夾好，整體固定于德馬吉DMC64Iinear加工中心上。因滑塊正面為產(chǎn)品的表面，要求較高，且正面各層陡峭不一樣，可通過切削層深度控制切削范圍，分段進行加工，減少移刀時間，優(yōu)化刀路。如圖9所示，先用30R5圓鼻刀進行半精加工，去除熱處理前的窄角位材料，切削模式使用輪廓銑加工，切削層深度0.3mm，切削余量為0.3mm，控制切削層深度為0～60mm，完成頂部較凸出部分的清角加工；接著用同樣的刀具及加工參數(shù)控制切削深度為60～70mm，完成中間較平表面的加工；延續(xù)刀具及加工方法，控制切削深度為70～140mm，完成側(cè)面垂直面的加工。完成上述刀路后，正面大部分余料已去除，但更窄角位處還有余量，延續(xù)上述的加工方法，使用型腔銑模塊輪廓銑進一步清角，如圖10所示，先用16R0.8的圓鼻刀，再用10R5、6R3的圓鼻刀逐級遞減更換更小的刀具進行清角，進一步減少余量。完成窄角位半精加工后，延續(xù)半精加工的裝夾方法，在同一機床上進行整體表面精加工，以減少裝夾對刀過程中的誤差。這里采用固定軸銑削加工，該模塊提供了完全和綜合的，用于產(chǎn)生3軸運動的刀具路徑，實際上它能加工任何曲面模型和實體模型，可以用功能很強的方法來選擇零件需要加工的表面或加工部位。有多種驅(qū)動方法和走刀方式可供選擇，如沿邊界、徑向、螺旋線以及沿用戶定義的方向驅(qū)動，此外，還可以容易地識別前道工序未能切除的區(qū)域和陡峭區(qū)，快速完成清除上一次加工的余量，提高工件的加工質(zhì)量，使精加工時均勻切削。

3結(jié)束語

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【論文摘要】：隨著計算機業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也發(fā)生了根本性的變革，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術(shù)，文章結(jié)合國內(nèi)外情況，分析了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。

1.引言

數(shù)控技術(shù)是一門集計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術(shù)。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。

2.國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況

隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。

長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

3.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：

3.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢

盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。

效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

3.25軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。3.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。

目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

4.結(jié)束語

隨著人們對數(shù)控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻

[1]王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學(xué)院學(xué)報.2007.

[2]董淳.數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.

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相信現(xiàn)如今大家的畢業(yè)論文已經(jīng)撰寫到尾聲了吧，但是撰寫論文時少不了遇到很多困難，那么你知道數(shù)控畢業(yè)論文致謝詞應(yīng)該怎么寫嗎？下面是學(xué)術(shù)參考網(wǎng)小編的分享，歡迎閱讀！

在本論文的撰寫過程中，從論文選題到搜集資料，從開題報告、寫初稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了發(fā)愁不知如何著手、急躁、彷徨，到最終完成論文的那種喜悅心情。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。鐘海雄老師他作為我的指導(dǎo)老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。在鐘海雄老師身上我不僅學(xué)到了許多的專業(yè)知識，更感受到他工作中的兢兢業(yè)業(yè)，生活中的平易近人。此外，鐘老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和忘我的工作精神值得我去學(xué)習(xí)。正是由于他在百忙之中多次審閱全文，對細節(jié)進行修改，并為本文的撰寫提供了許多中肯而且寶貴的意見，本文才得以成型。在此向×老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。

隨著畢業(yè)論文的完成，意味著我即將告別這所學(xué)校，即將告別我的學(xué)生時代。心中有太多太多的不舍。但人應(yīng)該向前看，迎接下一個程途。很感謝這三年來在我的成長道路上扶持過我，指點過我的人。感謝所有在大學(xué)期間傳授我知識的老師。同時我想特別感謝×××老師，她給了我很多幫助。趙老師在我眼里是個很有耐心很樂于幫助學(xué)生解決問題的老師，她平易近人，教學(xué)認真嚴謹。此外還要感謝我的家人以及我的同學(xué)們，是他們給了我關(guān)懷，幫助，給了我力量。同時還再次感謝我的指導(dǎo)老師——鐘海雄老師。

現(xiàn)在已經(jīng)是踏入社會。這就要求自己得多一份責(zé)任和承擔(dān)。我知道要面對的抉擇和困難會很多，但是不管前途多么的未知和艱難，我會毫無畏懼地前行!我相信我自己。

篇5

為了提高齒輪加工精度和加工效率，到了20世紀80年代以后，國內(nèi)外開始對齒輪加工機床進行數(shù)控化改造和生產(chǎn)數(shù)控齒輪加工機床。特別是近年來，由于微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的高精度、高速響應(yīng)交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，為齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的條件和機遇。我們將齒輪加工系統(tǒng)分為全功能和非全功能兩大類。

差動掛輪箱

非全功能齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

配這類數(shù)控系統(tǒng)的機床進給軸為數(shù)控軸，多采用伺服系統(tǒng)。由于80年代齒輪加工數(shù)控化剛開始起步，當(dāng)時數(shù)控技術(shù)無法滿足齒輪加機床展成分度鏈的高同步性的要求,因此展成分度鏈和差動鏈仍為傳統(tǒng)的機械傳動。這種數(shù)控加工方式，調(diào)整比機械式齒輪加工機床要方便的多。它們可以通過幾個坐標(biāo)軸的聯(lián)動來實現(xiàn)齒向修形齒輪的加工，省去了傳統(tǒng)加工修形齒輪所需要的靠模等裝置，提高了生產(chǎn)率和加工精度。但是這類齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)屬經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，由于其展成分度鏈和差動鏈仍為傳統(tǒng)的機械式，齒輪加工精度取決于機械傳動鏈的精度。目前這種齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)多用于對現(xiàn)有機械式齒輪加工機床的數(shù)控改造。

全功能齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

近年來，由于計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和高精度、高速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，全功能數(shù)控齒輪加工機床已成為國際市場上的主流產(chǎn)品。全功能數(shù)控指不僅齒輪機床的各軸進給運動是數(shù)控的，而且機床的展成運動和差動運動也是數(shù)控的。目前展成分度鏈和差動鏈的數(shù)控處理方法不盡相同，有基于軟件插補以及基于硬件控制的兩種類型。

分度掛輪箱

基于軟件差補的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)

這類數(shù)控系統(tǒng)的刀具主軸一般采用變頻裝置控制，工件主軸通過數(shù)控指令經(jīng)伺服電動機直接驅(qū)動。目前國產(chǎn)數(shù)控齒輪加工機床所配置的數(shù)控系統(tǒng)大多為國外知名品牌的通用數(shù)控系統(tǒng)，因而都是采用這種基于軟件插補的數(shù)控加工方式。

基于軟件插補方法的優(yōu)點是工件主軸的轉(zhuǎn)速完全由數(shù)控系統(tǒng)的軟件控制，因此，可以通過編制適當(dāng)?shù)能浖?，用通用的刀具來高精度快速地加工非圓齒輪、修形齒輪，且加工精度遠遠高于傳統(tǒng)的機械靠模加工方法。

目前，由于控制精度、動態(tài)響應(yīng)等方面的原因，基于軟件插補的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)還不能勝任高速高精度磨齒機的要求。隨著計算機速度的不斷提高、新控制方法的出現(xiàn)和控制精度的提高，這種方法的應(yīng)用面越來越廣?；谟布刂频凝X輪加工數(shù)控系統(tǒng)在傳統(tǒng)齒輪機床的展成分度鏈中，刀具和工件是由同一個電動機來拖動的，傳動鏈很長，并常需要采用精度不易提高的傳動元件(如錐齒輪、萬向聯(lián)軸節(jié)等)，所以提高機床精度受到限制。

目前多采用光電盤脈沖分頻分度傳動鏈。砂輪主軸以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并帶動發(fā)信元件(如光電盤)，光電盤信號經(jīng)數(shù)字分頻后，控制工件軸伺服電機以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)精確分度傳動關(guān)系。同時把機床的差動鏈也納入控制系統(tǒng)。

基于硬件控制的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點：采用硬件控制，特別是采用高同步精度的鎖相伺服控制時，精度高，響應(yīng)速度快。缺點：機構(gòu)上比較復(fù)雜，比軟件插補的方式多一個硬件控制電路部分。硬件控制的電子齒輪比(差動系數(shù)、主傳動比)，目前還不能做到實時修改，即不能實時改變工件主軸的轉(zhuǎn)速，因而不能用于加工非圓齒輪等。

非全功能數(shù)控系統(tǒng)由于加工精度取決于機械傳動鏈，仍存在交換掛輪，操作較繁，已較少使用。目前多用于現(xiàn)有機械式齒輪加工機床的數(shù)控化改造；基于軟件插補的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)具有柔性大的優(yōu)點，可以很方便地通過程序控制，能加工非圓齒輪和各種修形齒輪，因而在加工精度不高的滾齒機和插齒機中有廣泛的應(yīng)用；基于硬件控制的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)，由于展成運動是直接采用硬件控制，特別是采用跟蹤精度極高的鎖相伺服技術(shù)時，能很好地保證齒輪機床差動和展成運動精度，響應(yīng)速度快，但柔性差，適于加工精度要求高的磨齒機。

全功能的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)在國際上已是主流產(chǎn)品，也必將在國內(nèi)成為主流產(chǎn)品。

磨削技術(shù)除向超精密、高效率和超硬磨料方向發(fā)展外，自動化也是磨削技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。

目前磨削自動化在CNC技術(shù)日趨成熟和普及基礎(chǔ)上，正在進一步向數(shù)控化和智能化方向發(fā)展，許多專用磨削軟件和系統(tǒng)已經(jīng)商品化。磨削是一個復(fù)雜的多變量影響過程，對其信息化的智能化處理和決策，是實現(xiàn)柔性自動化和最優(yōu)化的重要基礎(chǔ)。目前磨削中人工智能的主要應(yīng)用包括磨削過程建模、磨具和磨削參數(shù)合理選擇、磨削過程監(jiān)測預(yù)報和控制、自適應(yīng)控制優(yōu)化、智能化工藝設(shè)計和智能工藝庫等方面。近幾年來，磨削過程建模、模擬和仿真技術(shù)有很大發(fā)展，并已達到適用水平。

我國在磨削過程建模與模擬，聲發(fā)射過程監(jiān)測與識別，工件表面燒傷及殘余應(yīng)力預(yù)報，磨削加工誤差在線檢測、評價與補償?shù)确矫娑加性S多成果，并已開發(fā)出了新型磨削機器人。

篇6

（一）企業(yè)調(diào)研

天津航空機電有限公司，天津市杰立信模具有限公司，天津龍舟工控設(shè)備有限公司，光電集團有限公司，天津汽車模具有限公司，三星電子顯示器有限公司，中環(huán)三峰電子有限公司，東華醫(yī)療系統(tǒng)有限公司，天津索思儀表測控系統(tǒng)有限公司等十多家企業(yè)的數(shù)控技術(shù)專業(yè)的用人方向和崗位需求數(shù)據(jù)表明：目前，高職畢業(yè)生整體技能水平偏低、就業(yè)質(zhì)量不高，不能在技能上適應(yīng)企業(yè)的技術(shù)崗位。大中型企業(yè)對高職院校數(shù)控技術(shù)技能型人才的需求方向主要集中在：數(shù)控機床操作、數(shù)控編程與工藝、CAD／CAE／CAM設(shè)計、數(shù)控機床的維護與保養(yǎng)等。這也為數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)指明了方向。

（二）院校調(diào)研

針對需求方向，分析了多所院?，F(xiàn)開設(shè)相關(guān)職業(yè)技術(shù)課程如下：數(shù)控編程、數(shù)控操作、數(shù)控加工工藝、CAD／CAM（自動編程）、數(shù)控原理、數(shù)控機床的維修與維護等。院校開設(shè)課程的合理性調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：69％的被調(diào)查者認為“數(shù)控加工工藝”與“數(shù)控編程”為專業(yè)核心課程；41％認為“數(shù)控加工工藝與編程”課程應(yīng)加大實踐操作比例；61％認為仿真加工與機床操作的課時應(yīng)增加；49％被調(diào)查者認為目前最感興趣的課程為數(shù)控機床操作；認為數(shù)控機床的維修與維護知識在未來數(shù)控行業(yè)更重要的占被調(diào)查總數(shù)的42％。數(shù)據(jù)表明，圍繞零件設(shè)計與加工及機床維修與保養(yǎng)等專業(yè)技能相關(guān)的課程，理論與實踐脫節(jié)，畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量不高，達不到應(yīng)有的教學(xué)效果，與現(xiàn)存教學(xué)模式和課程體系安排有直接的關(guān)系。院校教學(xué)調(diào)研中暴露的問題主要有：課程體系缺乏職業(yè)性；理論與實踐課程脫節(jié)；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式趨于形式化。這就要求學(xué)校針對現(xiàn)行課程進行調(diào)整，將理論內(nèi)容融于實際操作之中，重視操作技能的培養(yǎng)，重視關(guān)鍵能力的提高。

二、調(diào)研成果初探

教育部關(guān)于加強高職高專人才培養(yǎng)工作的意見中指出：高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)為高素質(zhì)勞動者和高技能專門人才。以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建課程體系和教學(xué)模式；實踐教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力。針對企業(yè)用人方向和現(xiàn)有課程中理論與實踐脫節(jié)的問題，我們結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將數(shù)控技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)分為兩方面：零件設(shè)計與加工人員，機床維修與保養(yǎng)人員。根據(jù)這一目標(biāo)把本專業(yè)核心知識作模塊細分：機械制造基礎(chǔ)、數(shù)控車工實訓(xùn)、數(shù)控銑工實訓(xùn)、計算機輔助設(shè)計與制造、數(shù)控機床調(diào)試與維修。在教學(xué)上改進單一的“理論＋實訓(xùn)”模式，根據(jù)企業(yè)的技能需求，采取“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式。

（一）教學(xué)改革實施

教師結(jié)合企業(yè)用人方向，制定教學(xué)目標(biāo)，針對數(shù)控機床維護與維修模塊進行了大膽的教學(xué)改革嘗試。在數(shù)控機床維修實訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生通過親自打開機床，自己動手拆卸零部件，認識各種零部件及其安裝結(jié)構(gòu)特點，先形成感性認知，后作理論理解，之后教師再引導(dǎo)學(xué)生對零部件做功能分類。先分出：機械部件、電器部件、液壓控制元件等，再結(jié)合不同零件進行細化分析。機械部件又分為機床主體、主軸組件、導(dǎo)軌、滾珠絲杠螺母副等。與機械部分相關(guān)的理論，如零部件的工作原理、材料、裝配關(guān)系、強度與剛度的校核等，盡可能在學(xué)生拆卸零部件環(huán)節(jié)中進行講解。液壓控制部件，主要明確液壓系統(tǒng)的控制原理，要求學(xué)生能夠看懂液壓回路圖，能分析執(zhí)行元件的工作過程。電器部分在學(xué)生直觀電器控制柜后，講解柜中的所有電器元件的功能、作用以及電路的連接，要求學(xué)生看懂電路圖。這樣，可以將學(xué)科知識重新整合，將理論融于實踐，使學(xué)生學(xué)有所獲，迅速掌握專業(yè)技能。例如，在講解機床機械結(jié)構(gòu)部分時，把滾珠絲杠螺母副作為教學(xué)的基本載體，演示部件運動過程，講解其傳動原理，再講零件結(jié)構(gòu)，及其它相關(guān)類型的機械傳動結(jié)構(gòu)并繪制其零件圖，從而學(xué)習(xí)零件的測量與繪制，認識零件材料的區(qū)別及用途。有了實踐動手經(jīng)驗，再加上理論知識的學(xué)習(xí)，再次讓學(xué)生動手，將拆卸的機床復(fù)原。這樣，將所學(xué)多門課程的知識融合于實踐操作訓(xùn)練之中，達到獲取知識有深度、培養(yǎng)技能有特點的綜合目標(biāo)，滿足企業(yè)高素質(zhì)、技能型人才培養(yǎng)的需求。

（二）課程體系模塊化

課程改革中，我們堅持“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”的高等職業(yè)教育改革發(fā)展方向，不斷探索，將專業(yè)知識和技術(shù)技能融合為一體，對陳舊的單科課程重新整合，改為模塊化教學(xué)，建立“基于工作過程”教學(xué)模式，突出技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的特點，制作了數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案。根據(jù)就業(yè)方向不同，將本專業(yè)知識與技能劃分為五個核心模塊：機械制造基礎(chǔ)、數(shù)控車工實訓(xùn)、數(shù)控銑工實訓(xùn)、計算機輔助設(shè)計與制造、數(shù)控機床維護與維修。每個核心模塊涉及不同的專業(yè)基礎(chǔ)知識與實踐操作技能，面對不同的就業(yè)崗位。其中針對普通機加工人員，需要以機械制造基礎(chǔ)為核心模塊，包含：機械制圖與公差配合、材料及熱處理、普通機械加工實訓(xùn)（車、銑、鉗工）、刀具與機床、切削原理等為基本知識與技能；數(shù)控加工人員，分為兩個典型方向：數(shù)控車工和數(shù)控銑工，分別對應(yīng)兩個核心模塊，包括：數(shù)控加工工藝知識、數(shù)控加工編程知識、數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用、數(shù)控機床操作等基本知識和技能；零件設(shè)計與自動編程人員，核心模塊為計算機輔助設(shè)計與制造，包括：機械制圖與公差配合、材料及熱處理、數(shù)控加工工藝、計算機輔助設(shè)計（AutoCAD軟件應(yīng)用）、計算機輔助制造（UG三圍造型與自動編程）等基本知識和技能；機床維修與保養(yǎng)人員，核心模塊為數(shù)控機床的調(diào)試與維修，包括：電工基礎(chǔ)知識（電器元件介紹、電路圖的繪制與識讀）、安全用電常識、機床電氣控制與PLC應(yīng)用、液壓與氣壓傳動、數(shù)控機床與數(shù)控原理、數(shù)控機床使用及維護等基本知識和技能。綜上，構(gòu)建了數(shù)控技術(shù)專業(yè)以職業(yè)崗位（群）知識能力為核心的模塊化教學(xué)內(nèi)容，為實現(xiàn)理實結(jié)合的一體化教學(xué)提供了依據(jù)。

三、構(gòu)建高職院校數(shù)控技術(shù)專業(yè)技能型人才培養(yǎng)模式

（一）實施“三明治”人才培養(yǎng)模式

“三明治”人才培養(yǎng)模式由教育家杜威提出，其核心是：“從活動中學(xué)，從經(jīng)驗中學(xué)”，即把知識的學(xué)習(xí)與具體的活動聯(lián)系起來，充分體現(xiàn)了學(xué)與做的結(jié)合，知與行的統(tǒng)一。遵循“三明治”精神，以“實踐—理論—實踐”教學(xué)模式組織專業(yè)課程教學(xué)，要求學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識，先有感性認識，再上升到理論高度，最后用所學(xué)理論知識，指導(dǎo)實踐操作，解決實踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)的一些問題，達到學(xué)有所用。在機械制造基礎(chǔ)模塊中，新模式教學(xué)將原有的車工實訓(xùn)、銑工實訓(xùn)及機械制造基礎(chǔ)課程深層次結(jié)合，將原有的實踐與理論知識點具體化。課程中先安排車工、銑工等實踐操作練習(xí)，其間，學(xué)生認識機床、練習(xí)磨刀、加工小軸、六面體等，通過這些基本實操練習(xí)，學(xué)生了解切削加工的一般過程，理解刀具角度的定義及不同角度對加工的影響。先獲得車削、銑削加工的感性認識；再學(xué)習(xí)切削原理知識，了解切削過程中的受力、變形、溫度變化、刀具磨損等現(xiàn)象發(fā)生的原因，從而能夠自己想辦法，改變切削條件，控制加工過程，使得切削狀態(tài)達到最佳，生產(chǎn)效率提高，加工質(zhì)量提高等等。學(xué)習(xí)理論過程，結(jié)合第一階段面臨的諸如“抗刀”等實際問題，重點分析原因，明確加工條件的重要性，在方向上為第二階段的實踐練習(xí)奠基，從而提升下一階段的實踐操作練習(xí)的技能。通過知識遷移，會舉一反三，學(xué)生根據(jù)零件質(zhì)量要求，合理選擇切削用量、刀具角度，加工出中等難度的零件，滿足企業(yè)需求。這種“實踐－－理論－－實踐”交替的“三明治”教學(xué)模式，為企業(yè)培養(yǎng)技能型人才提供了可靠保證。學(xué)生畢業(yè)后，基本上能夠動手操作，憑借學(xué)到的專業(yè)知識分析研究產(chǎn)品的加工方法，改進生產(chǎn)技術(shù)，凸顯課程設(shè)置的職業(yè)化，對接崗位需求，能夠為企業(yè)輸送高素質(zhì)高技能人才。

（二）編寫任務(wù)驅(qū)動型教材

教學(xué)改革中注重深化基于工作過程的“做中學(xué)、學(xué)中做”的人才培養(yǎng)模式，與企業(yè)深度融合，使企業(yè)參與學(xué)生培養(yǎng)全過程，共同構(gòu)建基于工作過程的實踐教學(xué)課程體系。教學(xué)改革的核心任務(wù)是依據(jù)企業(yè)需求，編寫任務(wù)驅(qū)動型教材。技能就像教材的骨骼一樣，而知識是肉，要根據(jù)骨骼的狀況來生長。傳統(tǒng)教材以＂肉＂為主線，“骨頭”居次，這樣的教材基本是沒有技能訓(xùn)練的。任務(wù)驅(qū)動型教材根據(jù)培養(yǎng)技能，分析學(xué)習(xí)需要，然后讓學(xué)生學(xué)習(xí)這些知識并掌握這種技能。任務(wù)驅(qū)動型教材的特點是以任務(wù)為載體，以任務(wù)實施過程為線索，將專業(yè)知識穿插到任務(wù)實施過程中，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成任務(wù)，從而掌握所學(xué)知識點，并具備實踐操作能力。針對這五門核心課程，本著工學(xué)結(jié)合的原則，本課題選用企業(yè)代表性產(chǎn)品，編寫了任務(wù)驅(qū)動教材，配合實際教學(xué)。數(shù)控實訓(xùn)課程是集數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程等多門理論課知識于一體的操作性很強的綜合實訓(xùn)課程，是培養(yǎng)數(shù)控機床操作人員的核心課程。學(xué)生利用任務(wù)驅(qū)動型教材，不僅懂得了相關(guān)專業(yè)知識點，而且具備一定的實踐操作能力，同時了解了企業(yè)常見的產(chǎn)品類型。任務(wù)驅(qū)動型教材使學(xué)生在加工產(chǎn)品的過程中獲得成就感，有利于實踐技能的獲得。

（三）實施項目教學(xué)法

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以課本為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式不能滿足現(xiàn)今的教學(xué)要求；理實一體化教學(xué)因脫離企業(yè)項目和生產(chǎn)產(chǎn)品而流于形式。教師通過編寫與企業(yè)技能需求對接的任務(wù)驅(qū)動型教材，開展與企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的產(chǎn)品項目教學(xué)法?！绊椖拷虒W(xué)法”的特點是“以項目為主線、教師為指導(dǎo)、學(xué)生為主體”，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動參與、自主學(xué)習(xí)、開發(fā)創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。項目教學(xué)法注重理論與實踐相結(jié)合。每一個項目中包含來自生產(chǎn)車間的實際產(chǎn)品，與之相關(guān)的知識點，仿真加工，車間操作，實訓(xùn)報告等多個環(huán)節(jié)的內(nèi)容，要求學(xué)生從認識項目開始，結(jié)合相關(guān)知識分析項目、制定工藝、編寫程序、仿真加工、機床操作等最終加工出產(chǎn)品。通過轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，將課堂理論教學(xué)轉(zhuǎn)為理實結(jié)合的一體化教學(xué)，營造了實踐教學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造力，培養(yǎng)了他們分析和解決實際問題的能力。教師通過對學(xué)生的指導(dǎo)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的灌輸式的教育觀念和教學(xué)方式，從單純的知識傳遞者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和組織者。建立了全新的教學(xué)理念，提升了辦學(xué)目標(biāo)，通過項目教學(xué)法的實施，探索教學(xué)過程的組織形式，逐步完善核心課程在專業(yè)教學(xué)中的作用。

四、結(jié)語

篇7

1.1機架結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析（1）材料選取與有限元模型的建立機架采用GB/T3094-2000里的冷拔異型鋼管，材料為Q235A鋼。其主要性能參數(shù)如下：抗拉強度σb=375MPa，屈服強度σs=235MPa，彈性模量E=2.1×1011Pa，泊松比μ=0.25，密度ρ=7850kg/m3[3]。為了適應(yīng)有限元計算，必須本體機構(gòu)機架進行簡化處理，略去許多不影響床身剛度的細微結(jié)構(gòu)（如小倒角，小圓弧，小凸臺，安裝螺紋孔等）。計算立柱，床鞍，主軸箱等構(gòu)件的重量并將上述重量均作為作用在床身上的附加質(zhì)量處理，即在相應(yīng)坐標(biāo)位置創(chuàng)建質(zhì)量單元模擬其質(zhì)量，或者作為作用在床身上的附加載荷處理。簡化后的模型如圖2所示。本次網(wǎng)格劃分方式同上述Y軸有限元網(wǎng)格劃分方式。共得到18135個單元，75404個節(jié)點。劃分結(jié)果如圖3所示。（2）約束及載荷條件設(shè)置機架通過地腳螺釘與地基固定，簡化為在地腳螺釘面上加全約束以達到約束的目的。機架受到的外力為運動系統(tǒng)的重力，運動系統(tǒng)工作時的反作用力，收到切削力作用時的扭矩。（3）有限元結(jié)果分析機架的變形對于運動系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位與安裝以及精確加工來說影響較大，設(shè)計時比較關(guān)心。由圖4可知，最大變形主要發(fā)生在上端橫梁的兩支撐腿之間，最大變形量為0.077287mm，這是因為上端橫梁的鋼管內(nèi)無加強筋加固，這樣就造成其抗彎和抗扭能力稍微薄弱。應(yīng)力最大處發(fā)生在機架上端橫梁中部上，大小為8.0461MPa，遠小于材料的屈服強度值。綜上，機架的最大應(yīng)變和應(yīng)力都發(fā)生在上方橫梁處，但是各自的值都很小，都在企業(yè)機床標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍以及材料的屈服強度范圍之內(nèi)，故此可知機架的結(jié)構(gòu)剛度和強度都能滿足機床的正常使用要求。

1.2機架模態(tài)分析對于長期承受動力載荷的結(jié)構(gòu)部件，一般需對其進行模態(tài)分析。因為模態(tài)分析不僅可以評價該結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，還能夠清楚認識該結(jié)構(gòu)振動的形態(tài)，并了解其阻尼分布情況，進而提前避免可能會引起的共振。由于機架是一個連續(xù)體，質(zhì)量和彈性是連續(xù)分布的，所以，應(yīng)具有無窮多個自由度，也就有無窮多階模態(tài)。由于激振力的頻率一般都不太高，因而，只有最低階的幾階頻率才有可能與本體機構(gòu)機架頻率接近或重合產(chǎn)生共振。高階模態(tài)的頻率已高于可能出現(xiàn)的激振頻率，一般不可能產(chǎn)生共振，對于加工質(zhì)量的影響不大，所以只研究最低階的幾階模態(tài)。本次研究對機架的前四階模態(tài)進行了研究，其振型云圖見圖5。由上圖5可以看出，一階振型的共振頻率是53.49Hz，大于35.35Hz的數(shù)控機床最低設(shè)計安全頻率。一階振型越高，本體機構(gòu)機架的剛性越好。故此可知機架的設(shè)計能滿足機床的使用要求[5]。

2運動系統(tǒng)設(shè)計及有限元分析

與普通數(shù)控機床的運動系統(tǒng)相比，消失模數(shù)控加工運動系統(tǒng)具有自己的特點，由于消失模加工的切削力較小，一般為10~50N左右，而且工件表面加工質(zhì)量高，因而切削刀具轉(zhuǎn)速很高，這就要求運動系統(tǒng)的重量要小，以便減小慣性力[6]。故此本次研究對運動系統(tǒng)采用輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過有限元分析指導(dǎo)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化與設(shè)計。

2.1運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計在運動系統(tǒng)的設(shè)計上，采用龍門式大跨度結(jié)構(gòu)，具有5個運動軸，如圖6所示，雙X軸、單Y軸以及單Z軸均為絲杠傳動，C軸固定于Z軸下方，A軸固定于C軸上。

2.2運動系統(tǒng)主承載軸有限元分析在消失模數(shù)控加工成形設(shè)備的運動系統(tǒng)中，Y軸的直線運動單元屬于運動部件，Z軸單元是Y軸單元的負載，而X軸作用于主體機構(gòu)機架上，故Y軸是運動系統(tǒng)的主承載軸。為滿足加工精度的要求，Y軸的基座必須具有足夠的剛度。而Y軸作為運動部件，為了降低慣性力需要降低自身重量。因此，主承載軸Y軸設(shè)計時，加入帶孔的筋板以加強橫梁的剛度，其不僅滿足了使用性能，而且達到了減重的目的。對于運動系統(tǒng)主承載軸Y軸的結(jié)構(gòu)，在切削加工時，通常會產(chǎn)生些許變形，這對于機床的加工精度非常不利。為此在設(shè)計運動系統(tǒng)時就需要合理布置橫梁加強筋及截面導(dǎo)軌的布置方式。為了能夠更好進行運動系統(tǒng)主承載軸結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計，采用有限元方法進行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是很必要的。

2.2.1主承載軸結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析（1）材料選取及有限元模型的建立考慮到輕量化設(shè)計要求，運動系統(tǒng)主承載軸Y軸也采取Q235A鋼，其主要性能參數(shù)如1.1。本次研究對主承載軸Y軸的機械結(jié)構(gòu)進行幾何建模，建模過程中做了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡化，如忽略過渡圓角、螺紋孔以及直徑小于10mm孔等處，建立好的幾何模型如圖7所示。網(wǎng)格劃分運用的是四面體與六面體結(jié)合的自動網(wǎng)格劃分方式，并且采用了局部細化網(wǎng)格的方法來劃分，得到28313個單元，63153個節(jié)點。建立好的有限元模型如圖8所示。（2）邊界條件設(shè)置及加載對主承載軸Y軸的有限元模型施加了如下的邊界條件及載荷：考慮到運動系統(tǒng)的重力，施加了重力加速度條件；對主承載軸Y軸的底部施加了固定約束；考慮到主承載軸Y軸會在移動時產(chǎn)生加速度，對整個結(jié)構(gòu)施加了最大為0.5mm/s的加速度載荷；Z軸通過滑塊固定于Y軸側(cè)面，Z軸和雙擺頭的重量對Y軸產(chǎn)生了力矩，故此對Y軸施加了力矩載荷。（3）有限元結(jié)果分析如圖9所示主承載軸Y軸的最大變形量為0.025454mm，發(fā)生在主承載軸Y軸正中間靠前面的部位。最大變形值在企業(yè)機床標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍之內(nèi)。主承載軸Y軸的最大主應(yīng)力為4.091MPa，發(fā)生在主承載軸Y軸與Z軸的連接部位。最大應(yīng)力值小于Q235A材料的屈服強度235MPa。由上可知，在靜態(tài)受力分析中，受自重和Z軸重力對主承載軸Y軸的作用，最大應(yīng)力點和最大變形處都處于主承載軸Y軸與Z軸連接處，這是因為主承載軸Y軸在中間部位受到來自Z軸的扭轉(zhuǎn)力矩的緣故。綜上，Y軸的最大變形和最大主應(yīng)力都在允許范圍內(nèi)，故此其結(jié)構(gòu)的剛度和強度皆能滿足機床的使用要求和許用條件。

2.2.2主承載軸模態(tài)分析由圖10看出，一階振型的共振頻率是95.882Hz，大于35.35Hz的數(shù)控機床最低設(shè)計安全頻率。一階振型越高，主承載軸Y軸的剛性越好。其次由于在高速切削設(shè)備中，主承載軸Y軸的振動模態(tài)相對位移量的大小主要影響到加工精度，所以要求主承載軸Y軸的振動模態(tài)相對位移量小。計算結(jié)果顯示主承載軸Y軸的變形量非常小，對加工精度的影響微乎其微[5]。

3小結(jié)

篇8

虛擬樣機產(chǎn)品涵蓋了真實產(chǎn)品的全部關(guān)鍵特性，是產(chǎn)品的多領(lǐng)域數(shù)字化模型的集合，而虛擬樣機技術(shù)就是一種以虛擬樣機為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計方法。為降低成本，提高效率，我們就需要從源頭抓起，在產(chǎn)品研發(fā)的初始期就應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的缺陷，在開始便加以改善，而通過對虛擬樣機技術(shù)的運用，就可以快捷高效地達到該目的。相比較于傳統(tǒng)的技術(shù)，虛擬樣機技術(shù)更注重系統(tǒng)性，包括產(chǎn)品的整個生命線，對于各領(lǐng)域的虛擬化起到協(xié)同作用。在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，研究的主要是創(chuàng)新設(shè)計方法和虛擬樣機仿真技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進一步研究有關(guān)于新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，已在方案的創(chuàng)新設(shè)計、修改、整機性能預(yù)測等多個方面進行了應(yīng)用。

2、多軸聯(lián)動復(fù)合數(shù)控機床的新型研發(fā)

多軸聯(lián)動復(fù)合數(shù)控機床憑借其高精度，優(yōu)工藝以及廣用途，得到了愈來愈多的業(yè)界人士的高度關(guān)注，研制開發(fā)出了多類型具有不同作業(yè)功效的合成型數(shù)控機床。而比較具有代表性的多軸聯(lián)動復(fù)合機有六軸聯(lián)動混聯(lián)數(shù)控機床、六軸聯(lián)動臥式復(fù)合數(shù)控機床、五軸聯(lián)動復(fù)合激光加工機床，以下對其進行逐個淺析。

（1）六軸聯(lián)動混聯(lián)數(shù)控機床所謂混聯(lián)機床就是將串聯(lián)與并聯(lián)原理相結(jié)合。串聯(lián)原理，具有大作業(yè)尺度、簡潔運動算法的優(yōu)越性;但其各軸的運動誤差積累、懸臂結(jié)構(gòu)難以達到更高的剛度、運動件質(zhì)量過大就會影響速度的提升。而并聯(lián)機構(gòu)則有效地彌補了串聯(lián)機構(gòu)的缺點，運動誤差不累加，剛度也較高運動件質(zhì)量小，速度快。將這兩者相結(jié)合的混連數(shù)控機床取其利，去其弊，其發(fā)展與應(yīng)用前景都值得期待。

（2）六軸聯(lián)動臥式復(fù)合數(shù)控機床HC80絕大部分的工序在一次裝夾過程中就可以完成,特別是對于有相對位置要求的工序。這種設(shè)計解決了物流長度過長、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多，定位誤差過大，工裝夾具數(shù)量過大，占地面積過大，新產(chǎn)品實驗周期過長等一系列重大問題?？梢杂行У靥岣吡松a(chǎn)效率。

（3）五軸聯(lián)動復(fù)合激光加工機床SLC-1是以三軸聯(lián)動復(fù)合激光加工機床為基礎(chǔ)，進行的進一步的開發(fā)研究成果，可實現(xiàn)空間復(fù)雜曲面激光淬火、激光切割、激光焊接等激光加工。在創(chuàng)新過程中，將五軸和三軸的本質(zhì)區(qū)別作為了一個重點考慮方向。三軸加工時，在工件坐標(biāo)系中其刀具周線固定不變；而五軸加工中卻做了相應(yīng)的創(chuàng)新改變，刀具軸線設(shè)計成了相應(yīng)變化的，既保證了加工質(zhì)量也提高了切削效率，同時避免其它因素的影響。但需要注意的是，自主研發(fā)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度的增加所需求解的非線性優(yōu)化問題也會復(fù)雜化，我們需要選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展大跨步發(fā)展，出現(xiàn)了多種組合的復(fù)合加工機床，有效地提高了加工效率。

3、機器人創(chuàng)新開發(fā)

機器人主要分為固定機器人和移動機器人兩大類。其中的移動機朱志榮陜西榮天電氣有限公司719000器人又可再分為輪式移動機器人、履帶式移動機器人、步足移動機器人。自動導(dǎo)航輪式移動機器人包含了輪式移動機構(gòu)和作業(yè)操作機構(gòu)。而對于只含輪式移動機構(gòu)的AGWMR也可將其稱之為“自動導(dǎo)航車”。

（1）自動導(dǎo)航輪式移動物流機器人研發(fā)的輪式移動機器人主要分為兩類:①2自由度和3自由度的AGV，導(dǎo)航方法包括視覺、超聲波、無線遙控、激光掃描、陀螺、電子羅盤;②物流AGWMR，是由輪式移動機構(gòu)和作業(yè)機器人相結(jié)合,其移動機構(gòu)與AGV一樣，1~6個自由度的物流作業(yè)機器人組成了作業(yè)部分。

（2）自動導(dǎo)航牽引車AGT50AGT50是輪式移動機器人，具有牽引移動功能，5000N的牽引力可以拖動多輛無人駕駛的拖車行駛。其導(dǎo)航方式與AGV相同，可作為參考選擇配置。其自主開發(fā)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，可以根據(jù)現(xiàn)實情況智能性選擇可開環(huán)控制或閉環(huán)控制；其自動校正定位功能使作業(yè)更安全準(zhǔn)確。

（3）作業(yè)機器人目前研發(fā)的作業(yè)機器人主要分為四大類，分別為:噴漆機器人、焊接機器人、切削機器人以及檢測機器人。其中焊接機器人采用激光焊縫跟蹤技術(shù)，而噴漆機器人采用的則是軌跡規(guī)劃技術(shù)。在大尺寸長距離的情況下進行作業(yè)時，如大型罐、大型集裝箱、長管道等的噴漆、焊接、局部切削加工及檢測作業(yè)，上述機器人可以獨立進行作業(yè)或者與AGV組成輪式移動運動機器人進行作業(yè)。為滿足大尺寸、長距離情況下的作業(yè)位置和姿態(tài)定位要求，可將AGV與作業(yè)機器人自身位姿定位相結(jié)合，因為輪式移動機器人的作業(yè)精度低于上述作業(yè)的精度要求。

4、結(jié)語

篇9

1.1數(shù)控機床的工作場地選擇

(1)避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮

濕或粉塵過多的場所,盡量在空調(diào)環(huán)境中使用,保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風(fēng)影響、溫

度差異大,對于精度高、價格貴的數(shù)控機床,應(yīng)置于有空調(diào)的房間中使用。(2)要避免有腐蝕氣體的場所。因

腐蝕氣體易使電子元件變質(zhì),或造成接觸不良,或造成

元件短路,影響機床的正常運行。(3)要遠離振動大的設(shè)備(如沖床、鍛壓設(shè)備等)。對于高精度的機床還應(yīng)采用防振措施(如防振溝等)。(4)要遠離強電磁干擾源,使

機床工作穩(wěn)定。

1.2數(shù)控機床的電源

數(shù)控系統(tǒng)對電源要求較嚴,一般要求工作電壓為220V±10%。針對我國供電工況,對于有條件的企業(yè),可

為數(shù)控機床采取專線供電或增設(shè)穩(wěn)壓裝置,以減少供電品質(zhì)差的影響,為數(shù)控系統(tǒng)的正常運行提供有力保證。

1.3數(shù)控機床配置合適的自動編程系統(tǒng)

手工編程對于外形不太復(fù)雜或編程量不大的零件

程序,簡單易行。當(dāng)工件比較復(fù)雜時(如凸輪或多維空

間曲面等),手工編程周期長(數(shù)天或數(shù)周)、精度差、易

出錯。因此,快速、準(zhǔn)確地編制程序就成為提高數(shù)控機床使用率的重要環(huán)節(jié);為此,有條件的用戶最好配置必

要的自動編程系統(tǒng),提高編程效率。

1.4數(shù)控機床配置必要的附件和刀具

為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的加工能力,必須配備必要

的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數(shù)控機床,因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整

機的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價,因此,有條件的企業(yè)盡量在購買主機時一并購置易損部件及其它附件。

1.5加工前的準(zhǔn)備

加工前要審查工件的數(shù)控加工工藝性,應(yīng)重視生

產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作(包括工件數(shù)控加工工藝分析、加工程

序編制、工裝與刀具配置、原材料準(zhǔn)備及試切加工等)

以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間,充分提高數(shù)控機床的使用效率。

合理安排適合在數(shù)控機床加工的各種工件,安排好數(shù)控機床加工運轉(zhuǎn)所需的節(jié)拍。

1.6為維修保養(yǎng)做好準(zhǔn)備

建立一支高水平的維修隊伍,保存好設(shè)備的完整

2.數(shù)控機床的常見故障

2.1故障發(fā)生的階段

故障是指設(shè)備或系統(tǒng)因自身原因而喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。發(fā)生故障具有相同的規(guī)律,一般分為三個區(qū)域:

(1)初期運行區(qū),故障率較高,故障曲線呈上升趨勢,此區(qū)故障多數(shù)屬于設(shè)計制造和裝配缺陷造成的。(2)正常

運行區(qū),此時故障曲線趨近水平,故障率低,此區(qū)故障一

般是由操作和維護不良造成的偶發(fā)事故。(3)衰老區(qū),此區(qū)故障率大,故障曲線上升快,主要原因是運行過久、機

件老化和磨損過度造成的。

2.2故障的分類

按結(jié)構(gòu)分為機械和電氣兩類;按故障源分為機械故障和控制故障兩類;就其數(shù)控系統(tǒng)而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類。要判斷是機械方面故障

還是控制系統(tǒng)故障,其分析方法是:先檢查控制系統(tǒng),

看程序能否正常運行,顯示和其它功能鍵是否正常,有無報警現(xiàn)象等;再檢查電機和檢測元件,是否能正常運轉(zhuǎn),有無間歇或抖動現(xiàn)象,有無定位不準(zhǔn)等問題。如果沒有上述問題,則可初步判斷故障原因在機械方面,著重檢查傳動環(huán)節(jié)。檢查傳動環(huán)節(jié)時應(yīng)使電機斷電,用手動并配合打表檢查機器。

3.數(shù)控系統(tǒng)的常見故障分析

(1)位置環(huán)。這使數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令,并與位

置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較,進一步完成控制任務(wù)的

關(guān)鍵環(huán)節(jié);它有很高的工作頻度,并與外設(shè)相聯(lián)接,容易發(fā)生故障。常見的故障有:1)位控環(huán)報警:可能是測量回路開路,測量系統(tǒng)損壞,位控單元內(nèi)部損壞。2)不

發(fā)指令就運動,可能是漂移過高,正反饋,位控單元故

障,測量元件損壞。3)測量元件故障,一般表現(xiàn)為無反饋值;機床回不了基準(zhǔn)點;高速時漏脈沖產(chǎn)生報警,可

能的原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。

(2)伺服驅(qū)動系統(tǒng)。它與電源電網(wǎng)、機械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián),工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態(tài),也是故

障多發(fā)部位。其主要故障有:1)系統(tǒng)損壞。一般由網(wǎng)絡(luò)電壓波動太大或電壓沖擊造成。地區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量不好,會給

機床帶來電壓超限,尤其是瞬間超限,若無專門的電壓監(jiān)控儀,則很難測到。在查找故障原因時,要加以注意,

還有一些是由于特殊原因造成的損壞。2)加工時工件表面達不到要求,走圓弧插補軸換向時出現(xiàn)凸臺,電機低

速爬行或振動,這類故障一般是由于伺服系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng),各軸增益系統(tǒng)不相等或與電機匹配不合適引起,解

決辦法是進行最佳化調(diào)節(jié)。3)保險燒斷,或電機過熱,以至燒壞,這類故障一般是機械負載過大或卡死。

(3)電源部分。電源失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機或毀壞整個系統(tǒng)。一般在歐美國家,這類問

題較少,在設(shè)計方面的因素考慮的不多;但在中國由于電源波動較大、質(zhì)量差,還隱藏有高頻脈沖類的干擾,加上人為的因素(如突然拉閘斷電等),這些原因可造成電源故障失控或損壞。再者,數(shù)控系統(tǒng)部分運行數(shù)

據(jù)、設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi),系統(tǒng)斷電后依靠電源的后備蓄電池或鋰電池保持。

因而,停機時間比較長,拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失,使系統(tǒng)不能運行。

(4)可編程序控制器邏輯接口。數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制(如刀庫管理,液壓啟動等),主要由PLC實現(xiàn),必須采

集各控制點的狀態(tài)信息(如斷電器,伺服閥,指示燈等),它與外界繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接,

變化頻繁,發(fā)生故障的可能性較多,故障類型較多。

(5)其它。由于環(huán)境條件,例如干擾,溫度,濕度超過允許范圍,操作不當(dāng),參數(shù)設(shè)定不當(dāng),都可能造成停

機或故障。不按操作規(guī)程拔插線路板,或無靜電防護措施等,也可能造成停機故障甚至毀壞系統(tǒng)。

4常見故障的排除方法

(1)初始化復(fù)位法。一般情況下,由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警,可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次清

除故障;若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統(tǒng)進行初始化清除,清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄;若初始化后故障仍無排除,則需進行硬件診斷。

(2)參數(shù)更改、程序更正法。系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)功能的依據(jù),參數(shù)設(shè)定有誤可能造成系統(tǒng)的故障或某功能

無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機,對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查,改正所有錯誤,確保正常運行。

(3)調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)簡單易行的辦法,可通過對電位計的調(diào)節(jié),修正系統(tǒng)故障。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)

節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間,可使伺服系統(tǒng)達到既有較高的動態(tài)響應(yīng)特性,又不發(fā)生振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下,根據(jù)經(jīng)驗,先正向調(diào)節(jié)使電機起振,然后向反向慢慢調(diào)節(jié),直到消除震蕩即可。

(4)備件替換法。采用好的備件替換診斷出的壞線路板,并做相應(yīng)的初始化啟動,使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn),

然后將壞板修理或返修,這是目前最常用的排故辦法。

(5)改善電源質(zhì)量法。目前一般采用穩(wěn)壓電源,以改善電源波動。對于高頻干擾可用電容濾波法,通過這

些預(yù)防性措施可減少電源板的故障。

(6)維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實際工作中屬于設(shè)計缺陷造成的偶然故障,可以不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員,以此做為故障排除的依據(jù),有利于正確徹底地排除故障。

礎(chǔ)上已設(shè)計了一套新型應(yīng)力應(yīng)變測試系統(tǒng),該系統(tǒng)集

數(shù)據(jù)采集和處理功能于一體,減少了中間環(huán)節(jié),操作更便捷、更簡單且測試結(jié)果更精確[22]。

結(jié)束語

SHPB裝置是研究材料動載特性的理想工具,SHPB

測試裝置的發(fā)展是力學(xué)、材料學(xué)、計算機等技術(shù)在應(yīng)用

領(lǐng)域的綜合集成。各學(xué)科的協(xié)同發(fā)展將有力地推動

SHPB技術(shù)應(yīng)用范圍的擴大以及SHPB測試技術(shù)的提高。

參考文獻

[1]馬嘵青.沖擊動力學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1992.

[2]KolskyH.Aninvestigationofthemechanicalpropertiesofmaterials

atveryhighratesofloading[C].Proc.Phys.Soc.B62,1949:676～700.

篇10

機床建模是虛擬仿真加工系統(tǒng)的關(guān)鍵模型，是實際機床在虛擬仿真加工系統(tǒng)中的數(shù)字化模型，包括幾何模型和運動模型。幾何模型是在CAD系統(tǒng)中建立的，首先根據(jù)實測得到的機床部件尺寸，建立相應(yīng)的模型，然后再根據(jù)相互關(guān)系進行“裝配”，形成機床的幾何模型。虛擬仿真加工系統(tǒng)中，通過改變機床幾何模型各運動零部件的相對位置來模擬加工中虛擬機床的切削運動。運動模型是處理機床幾何模型在數(shù)控程序控制下如何改變各運動零部件模型相對位置的模型，與機床的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。以DMU125P五軸加工中心為例，在運動模型建立過程中，機床各部件都視為剛體，這樣機床的結(jié)構(gòu)可抽象為一個運動鏈模型。在運動鏈各組成環(huán)節(jié)的剛體上固接坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)變換，可以分析整個運動鏈的運動形式，建立運動鏈的依賴關(guān)系，即運動鏈的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，如圖3所示。

2虛擬仿真數(shù)控加工功能的實現(xiàn)

a)系統(tǒng)框架的建立

在虛擬仿真加工開始之前，針對工藝信息，選擇相應(yīng)的虛擬機床、虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型組成虛擬仿真加工系統(tǒng)。在虛擬仿真加工中，虛擬機床在數(shù)控指令的驅(qū)動下帶動虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型等模擬切削過程，實現(xiàn)對數(shù)控程序的正確性和可靠性的驗證，其系統(tǒng)框架如圖4所示。虛擬仿真加工系統(tǒng)主要包括數(shù)控程序檢查、數(shù)控程序翻譯、運動仿真、刀具軌跡檢查、碰撞檢測等模塊。

b)程序檢查模塊

數(shù)控程序檢查模塊包括詞法、語法檢查，主要檢查程序中是否有數(shù)控指令集外的非法字符、數(shù)控指令的參數(shù)是否有效、語法上是否合乎邏輯等。

c)程序翻譯模塊

數(shù)控程序翻譯模塊以機床的數(shù)控程序規(guī)范為基礎(chǔ)，用以提取G指令、M指令、坐標(biāo)、進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、換刀、循環(huán)定義等信息，轉(zhuǎn)換為仿真數(shù)控代碼。這樣在虛擬仿真加工中，才能控制虛擬仿真加工系統(tǒng)的運動仿真和狀態(tài)設(shè)置，為運動仿真模塊提供必要的信息。

d)運動仿真模塊

該模塊是虛擬仿真加工系統(tǒng)最關(guān)鍵的一個模塊，決定了后續(xù)的刀具軌跡檢查、碰撞檢查結(jié)果的正確性。在該模塊中，首先根據(jù)機床的運動模型，建立虛擬仿真加工系統(tǒng)各運動組件(包括虛擬機床各運動零部件、虛擬刀具、虛擬夾具和工件模型)的運動模型(即變換矩陣);然后根據(jù)翻譯模塊所提供的坐標(biāo)值計算各運動組件的變換矩陣并應(yīng)用以改變各運動組件的位置，從而可以模擬虛擬仿真加工系統(tǒng)的運動，具體步驟如圖5所示。

e)刀具軌跡檢查模塊

該模塊主要用于刀軸矢量的檢查，以避免刀軸的劇烈變化。大多數(shù)的CAM系統(tǒng)都提供了加工仿真和刀位軌跡(刀具軌跡數(shù)據(jù)包括刀位數(shù)據(jù)和刀軸矢量)仿真檢查功能。但對多坐標(biāo)加工而言，加工仿真和僅顯示刀位軌跡是遠遠不能滿足要求的。在虛擬仿真加工系統(tǒng)運動模擬的過程中，該模塊在顯示刀位軌跡的同時，也顯示刀軸矢量，這樣可以準(zhǔn)確地檢查刀具相對于工件位置及刀軸的變化。

f)碰撞檢測模塊

對五坐標(biāo)加工而言，刀具相對于工件的運動軌跡很復(fù)雜，難以預(yù)測，通常需要進行仿真檢驗數(shù)控程序中可能出現(xiàn)的碰撞干涉。大多數(shù)CAM系統(tǒng)提供的加工仿真功能僅考慮刀具與工件、夾具間的碰撞檢查，而不能檢查可能出現(xiàn)的刀具與工作臺間、主軸與工件、夾具間的碰撞。在該模塊中，根據(jù)經(jīng)運動仿真模塊處理后的各運動零部件的相對位置，全面檢查可能出現(xiàn)的碰撞。

3應(yīng)用實例

DECKELMAHO公司的DMU125P機床是五軸五聯(lián)動加工中心，具有立臥轉(zhuǎn)換功能。在立式狀態(tài)下，其結(jié)構(gòu)形式如，a軸為工作臺擺動，c軸為工作臺轉(zhuǎn)動。在臥式狀態(tài)下，主軸繞b軸旋轉(zhuǎn)90°，其他狀態(tài)與立式結(jié)構(gòu)相同。在該機床上進行五軸五聯(lián)動的加工時，刀具相對于工件的空間運動軌跡復(fù)雜，加工前必須進行虛擬仿真加工。本文以VERICUT軟件為平臺，構(gòu)建了DMU125P加工中心的虛擬仿真加工系統(tǒng)，用來檢驗數(shù)控加工程序、刀具軌跡與潛在的碰撞危險。在構(gòu)建125P加工仿真環(huán)境時，首先根據(jù)運動鏈關(guān)系建立機床拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系;然后建立機床的數(shù)字模型;最后根據(jù)工件、刀具、夾具和機床的數(shù)字模型構(gòu)建虛擬仿真加工環(huán)境。

4結(jié)語