机床技术论文范文参考关于机床技术的优秀论文范文【10篇】

机床技术论文范文参考关于机床技术的优秀论文范文【10篇】 高速高精度机床是当今的主要发展趋势之一.伴随着制造业对数控加工高速高精度方面的要求,人们对高速高精度机床的研究也不断深入.高速高精度机床不仅要有高的主轴转速和进给速度,而且还需要具有高的主轴和进给系统运动加速度.对于高速高精度机床,主轴系统性能的优劣将直接影响机床的最终性能,直接影响机床所加工零件的质量.因此,对机床主轴系统的性能进行研究,建立机床主轴系统动力学模型,在产品的设计阶段对其性能进行评价,对于提高机床产品的设计质量非常重要. 数控机床是装备制造业的加工母机.数控机床产业是国家经济的基础性、支柱性和战备性产业之一,是衡量一个国家综合国力和工业现代化程度的高低的标志.一些工业发达国家还将数控技术和数控装备作为国家战略物资,在大力发展的同时封锁和限制“高精尖”数控关键技术.我国高度重视高档数控机床产业的发展,国家中长期科学和技术发展规划纲要(xx-2020)确定“高档数控机床与基础制造装备专项”为十六个国家科技重大专项之一,明确指出,大重型数控机床技术突破是实现高档数控机床技术发展的关键. 在国家各项政策的推动下,数控机床产业成为湖北经济新的增长点,特别是以武重为代表的企业在大重型数控机床技术领域居于国内领先地位.但是,由于市场化改革、市场竞争等因素的影响,湖北大重型数控机床产业发展仍存在的不足.如何制定更为行之有效的发展战略,提升湖北大重型数控机床产业技术实力,促进湖北经济发展,是湖北当前亟待解决的主要需要问题. 技术路线图,是一种有效的管理工具,能够从消费者角度出发,预见未来技术,制定技术发展战略.目前,在美、英、韩、日等技术比较发达的国家和地区使用相当广泛,并取得很好的效果,但在我国理论和应用研究还较少.据此,本文运用技术路线图,按照“市场需求产业目标技术壁垒研发需求资源状况”总体思路,研究了湖北大重型数控机床产业发展战略.本文主要内容包括： (1)在技术路线图理论综述的基础上,阐明了大重型数控机床产业背景和发展历程,围绕产业环境、产业资源和产业关联度,分析了湖北省大重型数控机床产业发展现状,为后面的研究工作奠定基础. (2)在总体分析湖北省数控机床产业需求状况基础之上,运用基于三角模糊数的群决策法,识别市场需求要素,绘制市场需求要素技术路线图,明确产业发展趋势以及驱动力,准确进行产业发展定位. (3)根据湖北省大重型数控机床产业目标总体分析和产业技术发展趋势,以市场需求要素为依据,在专家访问的基础上,运用主成分分析法,分析市场需求要素与产业目标关联度,识别产业目标,绘制产业目标技术路线图,为产业选择技术创新战略、确定技术创新组织形式以及研发计划的组织管理提供依据. (4)提出基于XML的专利文档分析方法,运用该方法识别湖北省大重型数控机床关键技术,绘制出产业关键技术路线图,获得新技术的发展动向,遴选优先发展的技术,为优化科技资源配置提供依据. (5)根据湖北省大重型数控机床关键技术风险的结果,凝练相关研发项目,确定研发项目的优先级,运用改进的风险矩阵重点分析顶级项目研发过程风险,绘制优先研发需求风险利润技术路线图.其次,对研发主体和研发模式进行分析,绘制研发风险、研发主体和研发模式的相关技术路线图.此外,运用基于AHP和SWOT方法,客观评价大重型数控机床产业研发资源能力,确定产业资源需求. (6)总结市场需求分析技术路线图、产业发展目标技术路线图、关键技术技术路线图和研发项目等成果并找出其关联点以综合起来,绘制湖北省大重型数控机床产业综合技术路线图,并以此为依据提出产业发展总体构想和建议,为产业发展提供决策和参考依据. 绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源消耗的现*造模式,其目标是使得产品在整个寿命周期中对环境负面影响极小,资源利用率极高,并使企业经济效益和社会效益协调优化.作为资源消耗和环境排放严重的典型行业,机床制造业实施绿色制造是其实现可持续发展的迫切要求,对机床行业的长远发展具有重要的指导意义. 首先,针对我国机床制造业面临的机遇与绿色挑战,在分析机床制造业的绿色制造运行模式需求的基础上,提出了一种包括目标体系、特征主线和支撑系统等三层结构的机床制造业绿色制造运行模式,其中,目标体系包括企业战略目标与企业过程目标；特征主线包括机床产品的设计过程主线、多生命周期过程主线及物流过程主线；支撑系统包括绿色设计、清洁化生产、物能资源优化运行、管理信息、环境影响评估和质量保证等系统. 然后,对机床制造业绿色制造运行模式的三条特征主线进行阐述与分析. （1）机床产品设计过程主线中,分析了产品设计主线的主导特性,论述了机床产品绿色设计过程框架,包括绿色设计过程、设计内容及技术体系；重点对机床总体布局设计技术、传动系统设计技术、床身及排屑系统设计、主轴及工作台主轴高速旋转的设计、刀具安装部位及工件接触部位的设计技术、安全防护设计等高速干切机床设计支持技术进行了研究. （2）机床产品多生命周期过程主线中,分析了机床多生命周期的内涵,提出了机床多生命周期工程的概念,并对其体系结构、过程模型及特征模型进行了论述；重点研究了多生命周期过程的机床再制造环节,对其定义及特点、工艺过程、工艺技术及典型模式进行了详细论述. （3）机床产品物流过程主线中,分析了铸造、锻造、机械加工、热处理、涂装、装配等典型工艺的环境排放及其处理方式；重点对机床产品物流过程碳排放特性进行了分析,建立了基于Petri网的机床制造过程碳排放模型,进而提出了一种机床产品物流过程碳排放量化方法. 最后,将所研究的机床制造业绿色制造运行模式应用于重庆机床集团的生产实践中,为其机床产品绿色设计以及废旧机床再制造提供了重要的理论与技术支持,取得了较好的应用效果. 随着机械制造业的快速发展,数控系统变得越来越复杂,相应的价格成本也变的越来越高.这些价格高昂的数控机床一旦发生故障,将给数控加工企业带来巨大的经济损失,同时机床生产厂商也需要对售出的数控机床进行远程监测以向客户提供更为全面的售后服务,因此数控机床的状态监测与故障诊断一直受到机床生产厂商和数控加工企业的高度重视.为了满足数控机床的设备健康管理需求,本文对数控机床实时监测预警技术开展了深入的研究并建立了一种基于物联网的数控机床实时监测预警系统.论文的主要研究内容包括以下几方面:1.多通道En Dat2.2接口的研究.为了获得机床旋转轴的绝对位置值以及故障信息,开展了支持En Dat2.2协议的多通道双向数字接口技术的研究.利用片上可编程技术(So PC)构建了多通道En Dat2.2接口的软硬件系统,通过分析En Dat2.2协议转换IP软核的读写时间约束与*alon总线从端口的读写过程规范,设计出基于*alon总线的En Dat2.2端口逻辑,并在此基础上完成了So PC系统的软件驱动设计.2.机床无线传感器网络的研究.针对无线通信技术在数控机床实时监测预警系统中的应用,开展了机床无线传感器网络的研究.根据机床监测的具体需求,对机床无线传感网中使用的射频芯片进行了选型,并设计了采集节点与汇聚节点的硬件结构.提出了一种基于握手通信和绝对生存时间的机床无线自组织网络协议,设计了协议的数据包格式并在此基础上分别实现了采集节点和汇聚节点的网络协议.通过使用机床无线自组网协议,机床无线传感网可以将网络范围内活跃的采集节点并入网络,并删除一段时间内未响应的已入网节点.3.机床物联网多线程通信机制的研究.为了解决传统多线程通信机制在机床物联网中出现的问题,开展了物联网环境中线程间同步与通信机制的研究.通过对几种常用线程间同步工具的比较,选择邮箱作为机床物联网中解决线程间通信问题的实现方式.针对传统邮箱调度算法无法优先处理紧急邮件以及在邮箱已满时无法替换实时性较低的普通邮件等问题,分别提出了基于紧急邮件的调度算法以及基于普通邮件的LRU调度算法.对比实验表明,通过上述两种算法的配合使用可以满足数控机床实时监测预警系统的实时性要求.4.基于线性回归的温度特征提取算法.针对渐变性故障和突发性故障引起的机床设备温度变化建立了相应的线性回归模型,并在此基础上提出了基于渐变性故障的线性特征提取算法以及基于突发性故障的线性特征提取算法,实现了下一时刻温度值的最小二乘估计.仿真实验表明,基于线性回归的温度特征提取算法不仅能够对渐变性故障和突发性故障进行在线监测和故障预警,还可以有效消除“毛刺”现象对于温度特征提取结果的干扰.5.基于小波包分解的振动特征提取算法.针对小波变换理论进行了相关研究,提出了基于小波包分解的振动特征提取算法.通过小波包分解算法将振动信号在频域上的信息分解到小波包分解树同一层的各个子频带上,并对子频带对应的系数序列进行了能量统计以得到某一时间窗口内振动信号的能量特征向量.由于机床旋转机械在同类故障发生时振动能量分布的相似性较大,而在不同故障发生时振动能量分布的差异性较大,因此可以通过计算能量特征向量之间的相似程度对机床旋转机械的故障类型进行在线诊断. 数控机床是实现装备制造业现代化的关键设备,是装备制造业发展的重中之重.目前,由于国产数控机床的可靠性与国际先进水平存在较大差距,导致中高档数控机床及其数控系统和关键功能部件主要依赖进口.可靠性水平已成为严重制约国产中高档数控机床发展的关键因素,提高国产数控机床的可靠性迫在眉睫. 对于数控机床这类可修复产品来说,不但要求产品少发生故障,还要在发生故障后能够快速修复,所以需开展既包含可靠性也包含维修性的广义可靠性研究.国内外开展可靠性工作的经验表明：要提高产品的可靠性,关键在于做好产品的可靠性设计工作.其中,可靠性分配和预计作为可靠性设计中的指导性和基础性工作,需要在设计的各个阶段大量运用,从而推动各项可靠性设计工作有效开展,以确保设计并生产出满足规定可靠性指标要求的产品.目前,国内的机床企业虽然开展了一些具体的可靠性设计工作,但由于现有数据的缺失和方法的不完善,多数企业并没有开展有效的可靠性分配和预计工作,从而导致机床各组成部分的可靠性要求不明确.分散的可靠性工作花费了大量的人力和物力,但是效果却并不显著.针对上述情况,本文结合国家科技重大专项课题“高速/精密数控机床可靠性设计与性能试验技术”的任务需求,通过对数控机床设计阶段应开展的广义可靠性（可靠性和维修性）工作进行分析,研究制定了数控机床设计阶段的可靠性和维修性工作流程,将可靠性建模、故障分析、定量指标的制定、可靠性及维修性的分配与预计等工作联系起来,并重点研究了数控机床可靠性及维修性的分配和预计技术.论文的研究工作主要包括以下几个方面： （1）根据数控机床设计过程各个阶段的任务分析,制定了相应的可靠性和维修性设计工作流程,归纳了制定数控机床可靠性和维修性指标时需要考虑的因素.结合可靠性工作的特点对数控机床进行了层次划分,明确了各个子系统的结构和组成,为开展故障分析、可靠性分配和预计等工作打下了基础. （2）分析了可靠性数据的,制定了数控机床现场数据的收集方法,结合该方法对现有同类机床进行了现场可靠性试验,采集了大量的故障和维修数据.基于采集到的故障数据建立了故障间隔时间的分布模型,并通过图形法和解析法两种方法进行了模型检验,得出该批产品故障间隔时间服从尺度参数563.21,形状参数1.057的两参数威布尔分布.通过对产品进行FMECA分析,求出了各个子系统的危害度.其中进给系统是危害度最大的子系统,其次依次为自动换刀系统、电气系统和主轴系统.在新产品研发时应重点分析如何降低这些子系统的故障率. （3）结合数控机床的层次划分情况建立了整机的可靠性框图及其数学模型.为了解决数控机床可靠性分配过程中存在多种影响因素,且有些因素难以定量分析的问题,研究了一种将区间分析、模糊综合评判和层次分析法相结合的数控机床可靠性分配方法.综合考虑了故障频繁性、故障危害性、维修性、复杂性、技术水平、费效比等多种影响因素,根据影响程度的大小给每个因素赋予相应的权重；综合利用现场试验信息和专家经验,使用模糊区间数代替实数表达不确定信息,建立了数控机床可靠性分配模型.使用该方法对研制对象进行了可靠性分配.结果表明该方法是可行的,能有效解决目前数控机床可靠性分配中存在的主要问题. （4）针对传统相似比较法用于数控机床可靠性预计时,预计对象和相似产品之间可靠性水平的差异程度难以准确评定的问题,提出了一种引入区间层次分析的数控机床可靠性预计方法.首先分析了整机和子系统的可靠性关系,建立了整机的可靠性预计模型.在子系统可靠性预计过程中,充分利用了相似产品的可靠性数据.建立了可靠性修正因子评估模型,从设计、生产、使用、管理、产品结构等方面综合分析了评价对象和相似产品之间的差异,并通过使用区间层次分析法求出了可靠性修正因子,实现了确定 _和模糊信息的互补.结合四台相似产品进行了主轴部件的可靠性预计,验证了该方法的可行性. （5）针对传统的按故障率和设计特性的维修性分配法对所有维修性设计特性等同考虑,且这些设计特性难以定量分析的问题,本文对这一方法进行了改进.在传统方法只考虑故障检测方式、可达性、可更换性、可调整性四种定性因素的基础上,增加了复杂程度和危害程度两种定量因素.综合考虑上述因素,建立了维修性加权因子综合评判模型；按各个因素对维修性影响程度的大小,采用区间层次分析法为各个因素赋予了权重,使用模糊综合评判的方法求出了各个子系统的加权因子；结合各子系统的可靠性分配值和维修性加权因子计算出了各个子系统应分配的维修性指标.使用该方法对研制对象进行了维修性分配,有效解决了传统方法存