机床工具领域 冯天路 第4稿

1、数控机床领域的系统认知-棠湖中学 高2014级 数控机床领域的系统认知棠湖中学 高2014级小组组长：冯天路小组成员：冯天路徐婷李浩然刘培指导老师：张子健何明二零一二年七月目 录一、课题研究41.1、课题背景41.2、意义41.3、目的4二、机床介绍42.1、机床简介42.2、机床发展简史42.3、机床分类52.4、机床组成6三、数控机床73.1、数控机床的产生、发展与背景73.2、数控机床的适用范围83.3、数控机床的特点83.4、数控机床的分类8 按控制系统的特点分类8 按进给伺服系统的类型分类8 按工艺用途分类9 按所用数控装置的构成方式分类103.5、数控机床系统10 数控技术的定义1

2、0 数控系统的分类10 国外数控系统10 国内外数控系统的发展概况11 国内数控的发展规划113.6、数控机床刀具11 数控车刀的材料11 数控车刀分类12 常用铣刀材料12 刀具材料的进展12 刀具结构的变化及发展趋势13 数控切削技术的发展对刀具提出的要求13 国内外数控加工技术的发展趋势14四、实地考察16五、研究结论23六、本次论文感受24七、参考文献26八、致谢27摘 要本文从机床发展简史、机床分类、数控机床的产生、发展与背景等等，对机床进行初步介绍；还专门介绍了当今流行的数控机床，包括数控机床的分类，尤其是对其数控系统的分类，对国内外数控系统的发展概况作了介绍；还对国内外数控加工技

3、术的发展趋势进行了简要描述；刀具在机床中占有绝对的重要位置，因此对刀具结构的变化及发展趋势也有所涉及；此外，还深入现场，进行了实地考察，对机械厂老板进行了访谈。最终得出了我们自己的关于机床工业发展的研究结论。机床工具领域课题研究一、课题研究1.1、课题背景为适应新课改以及人生规划课的要求我们进行了对于国家十二五计划中的新兴产业的宏观课题研究，以培养我们对于这方面的兴趣爱好，对以后的成长成才，创新创业，和培养创造性思维都有极大的帮助。1.2、意义全国科技创新大赛在北京举行，要在“中国制造”的前面再加上“中国设计”，“中国创造”并且在2020年进入创新型国家行列，而经济和产业格局将发生根本性变化。

4、为提前适应这种变化，做一个有准备的投入到新的社会生产方式中的年轻人，我们必须有计划地，有组织地进行此次课题的研究，将其收获最大化，为以后的发展做好一定的准备。1.3、目的对机床的历史发展简介、分类、结构组成、的大致的了解对现在发展较快的数控机床的较为详细的宏观研究：数控机床的分类、各类数控机床的优缺点、结构组成、数控系统、工作原理、加工方式、适用加工范围和零件、数控机床的国内外发展情况、国内数控机床的知名公司。以便现在规划好自己的人生，为以后的就业创业打下一定的基础，做好准备投入到社会中去。二、机床介绍2.1、机床简介金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器

5、，所以又称为”工作母机”或”工具机”，习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40-60，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。2.2、机床发展简史公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。十五世纪由于制造钟表和武器的需要，

6、出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中国明朝出版的天工开物中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。1797年，英国人莫兹利创制成的车床由

7、丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。19世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床相继出现。1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；1876年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后又广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。

8、随着电子技术的发展，美国于1952年研制成第一台数字控制机床；1958年研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。从此，随着电子技术和计算机技术的发展和应用，使机床在驱动方式、控制系统和结构功能等方面都发生显著的变革。2.3、机床分类 普通机床：包括普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等。 精密机床：包括磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种精密机床。 高精度机床：包括坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、高精度刻线机和其他高精度机床等。 数控机床：数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并

9、将其译码，从而使机床动作并加工零件。 按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 按自动化程度可分为手动操作机床、半自动机床和自动机床。 按机床的控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数控机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 按机床的适用范围，又可分为通用、专用机床。金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。 按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。每类中又按其结构或加工对象分为若干组

10、，每组中又分为若干型。 按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 按自动化程度可分为手动操作机床、半自动机床和自动机床。 按机床的自动控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 按机床的适用范围，又可分为通用、专门化和专用机床。 专用机床中有一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。 对一种或几种零件的加工，按工序先后安排一系列机床，并配以自动上下料装置和机床与机床间的工件自动传递装

11、置，这样组成的一列机床群称为切削加工自动生产线。 柔性制造系统是由一组数字控制机床和其他自动化工艺装备组成的，用电子计算机控制，可自动地加工有不同工序的工件，能适应多品种生产。2.4、机床组成各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。三、数控机床3.1、数控机床的产生、发展与背

12、景 随着社会生产和科学技术的不断进步，各类工业新产品层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础，其产品更是日趋精密复杂，特别是在宇航、航海、军事等领域所需的机械零件，精度要求更高，形状更为复杂且往往批量较小，加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时，随着市场竞争的日益加剧，企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率，提高产品质量及降低生产成本。一种新型的生产设备数控机床就应运而生了。 帕森斯公司正式接受委托，与麻省理工学院伺服机构实验室（Servo Mechanism Laboratory of the Massachusetts Instit

13、ute of Technology）合作，于1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。 1959年，美国克耐·杜列克公司（Keaney & Trecker）首次成功开发了加工中心（Machining Center）。 数控机床的发展简况第1代数控机床：1952年1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NC）。第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第3代数控机床：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。第4代数控机床：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统（CNC）。第5代数控机床：从1974年开始采用微型计算

14、机控制的系统（MNC）。 我国数控机床发展概况1958年开始并试制成功第一台电子管数控机床。1965年开始研制晶体管数控系统，直到20世纪60年代末至70年代初成功。从20世纪80年代开始，先后从日本、美国、德国等国家引进先进的数控技术。如北京机床研究所从日本FANUC公司引进FANUC3、FANUC5、FANUC6、FANUC7系列产品的制造技术；上海机床研究所引进美国GE公司的MTC-1数控系统等。 数控机床的发展趋势从数控机床技术水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要发展趋势。数控系统都采用了16位和32位微处理器，标准总线及软件模块和硬件模块结构，内存容量扩大

15、到1MB以上，机床分辨率可达0.1mm，高速进给可达100m/min，控制轴数可达16个。3.2、数控机床的适用范围一般来说，数控机床特别适合于零件比较复杂，精度要求较高，产品更新频繁，生产周期要求短的场合。根据加工零件的生产批量及复杂程度区分。当零件简单，生产批量又较小时，宜采用普通机床；当生产批量非常大，宜采用专用机床；而随着零件复杂程度的提高，数控机床越发显得适用。目前，数控机床随着其性能的提高和价格的下降而日渐普及，其应用也向零件复杂性较低的范围扩大。根据零件加工批量与生产成本的关系。在多产品，中小批量的情况下，采用数控机床，总费用更为合理。根据零件数控加工的优缺点及国内外大量的应用实

16、践，一般可按照其适用程度将零件分为三类：最适用数控机床加工零件，较适用数控机床加工零件，不适用数控机床加工零件。3.3、数控机床的特点具有高柔性；生产效率高，减少辅助时间和机动时间；加工精度高，产品质量稳定；自动化程度高，劳动强度低；能加工形状复杂零件。3.4、数控机床的分类 按控制系统的特点分类点位控制数控机床: 这类机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控点焊机和数控折弯机等，其相应的数控装置称为点位控制数控装置。直线控制数控机床: 这类机床主要有数控车床、数控磨床和数控镗铣床等，相应的数控装置称为直线控制装置。 3>轮廓控制数控机床: 属于这类机床的有数控车床、数控铣床、加工中心等。

17、其相应的数控装置称为轮廓控制装置。轮廓数控装置比点位、直线控制装置结构复杂得多，功能齐全得多。 按进给伺服系统的类型分类开环进给伺服系统数控机床: 开环进给伺服系统通常不带有位置检测元件，伺服驱动元件一般为步进电动机。闭环进给伺服系统数控机床 : 闭环进给控制系统带有位置检测元件，随时可以检测出工作台的实际位移，并反馈给数控装置，并与设定的指令值进行比较，利用其差值控制伺服电动机，直至差值为零为止。半闭环进给伺服系统数控机床:半闭环进给伺服系统是将位置检测元件安装在伺服电动机的轴上或滚珠丝杠的端部，不直接反馈机床的位移量，而是检测伺服机构的转角，将此信号反馈给数控装置进行指令值比较，用差值控制

18、伺服电动机。 按工艺用途分类金属切削类数控机床:金属切削类数控机床包括数控车床、数控钻床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。金属成型类数控机床:金属成型类数控机床包括数控折弯机、数控组合冲床和数控回转头压力机等。这类机床起步晚，但目前发展很快。数控特种加工机床:数控特种加工机床如数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、火焰切割机和数控激光切割机床等。其他类型的数控机床:其他类型的数控机床如数控三坐标测量机等。 按所用数控装置的构成方式分类硬线数控系统；软线数控系统3.5、数控机床系统 数控技术的定义数控技术是一门集现代计算机技术、现代自动化控制技术、现代测量技术、现代机械制造技术、

19、现代微电子技术、现代信息处理技术等多科学交叉的综合应用技术，它是现代应用领域中迅速发展起来的一项高综合性的新兴技术。它是为了适应现代高质量、高互换性、高复杂度零件的高速加工而出现的，它是自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的，是现代机床装备的大脑中枢，其应用领域广泛拥有广阔的应用前景。 数控系统的分类现代的数控系统可分为三类，即专用封闭系统，通用式封闭系统，和开放式CNC系统。专用封闭系统其特点就是专机专用根本不提供给第三方机床生产厂商。通用封闭式系统它大量提供给第三方机床生产商做集成之用但它们依然还使用自己的专用计算机芯片。开放式CNC系统国内的华中数控系统为开放式CNC系统它们则

20、往往使用通用芯片，依靠普通工业计算机平台与NC系统组成一个完整的数控系统由于开放式CNC系统具有低廉的成本高度的硬件通用性和便利的系统可移植性以及非常灵活的系统编程方式和极强的第二次开发能力而备受欢迎它已成为数控系统的发展方向。 国外数控系统国外的数控系统主要有日本的FANUC系列数控系统、德国的SINUMMERIK系列数控系统、法国的NUM施耐德数控系统日本的MAZATROLFUSION数控系统、日本的三菱系列系统、日本东芝公司的TOSNUC数控系统。国外的数控系统品牌较多从相关资料统计结果来看国内比较常见的主要为FANUC、SIEMENS系统等，FANUC和SIEMENS系统具有质量稳定性

21、能高、功能全、适用于各类机械设备的特点。首先其系统结构在设计中采用了大量的模块；其次具有极强的DNC功能和串行传输接口，高档的SIEMENS数控系统还配备USB接口使机器设备与通用计算机之间的数据传输更加方便和可靠，从而实现高速的DNC操作；再次还具有较完善的安全保护措施；还有其他数控系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和可选功能。 国内外数控系统的发展概况随着现代计算机技术的快速发展，它为传统的加工制造业带来了根本性变革，世界上所有工业发达的国家都投入巨额资金把现代计算机技术与加工制造技术进行有机的融合创造出全新的加工制造模式。 数控加工技术是现代制造系统中的关键技术，它是集计算机技术

22、、信息处理技术、微电子、激动检测技术、自动控制技术为一体，使加工生产具有高质量、高互换性、高效率、柔性自动化等特点，对制造业起着举足轻重的作用。 国内数控的发展规划党中央、国务院高度重视装备制造业的发展，已经将高档数控机床确定为重点发展的16个领域之一，加大了政策支持力度。北京产学研“联盟”攻关数控系统2007年为推动我国数控产业技术从初级向中高级发展打破国外技术封锁的局面4月29日北京市科委宣布，北京数控装备创新联盟正式成立。政府部门将拿出2100万元，用于资助“高效精密数控关键技术研究与应用”项目以“优势的”“高档的”和“关键的”部件为基础以未来重点发展的瓶颈技术为重点，北京数控装备创新联

23、盟将目标定为“解决和替代进口设备的关键技术问题和培养骨干企业的创新能力。3.6、数控机床刀具 数控车刀的材料高碳钢：高碳钢车刀是含碳的质量分数为0.8%1.5%的一种碳钢经淬火硬化后使用，适合加工软金属材料。高速钢：其碳的质量分数为0.7%0.85%并加入W, Cr，V，及Co等合金元素。高速钢车刀在切削时产生的摩擦热可使刀具温度高达600摄氏度高性能高速钢的切削速度可达50100m/min。硬质合金刀具：指碳化刀具为粉末冶金的刀具产品碳化钨刀具主要成分是质量分数为50%90%的钨，并加入钼，钛等以钴粉作为结合剂经加热烧结而成。适用于切削有较高硬度的石材和金属，因其质脆硬故只能制成刀片然后再经

24、焊接或装夹于较具韧性的刀柄上。陶瓷车刀：陶瓷车刀是以氧化铝粉末为基添加少量其他元素，经高温烧结而成，其耐热性、硬度和允许的切削速度比碳化钨高，但因其质脆故不适用于强力车削和断续车削只适用于高精速车削。金刚石刀具：金刚石刀具目前是已知的最硬的刀具材料，主要用于铝合金和铜合金的精密车削在车削时必须使用高速，通常切削速度为200300m/min最低60100m/min。立方氮化硼刀具：立方氮化硼（CBN)的硬度仅低于金刚石此刀具适用于加工硬且耐磨的镍基合金、鈷基合金和铁族合金。 数控车刀分类按形状一般分尖形车刀和圆弧形车刀尖形车刀：尖形车刀的特征是切削刃为直线的车刀。数控车削用的刀尖通常是由直线形的

25、为主、副切削刃构成。圆弧形车刀：圆弧形车刀的特征是切削刃为圆弧形的车刀这种车刀每一点都是刀尖圆弧形车刀特别适合车削各种光滑连接的凹形成型面。按数控切削工艺分类可分为外圆、内孔、螺纹和切断刀等多种。外圆和端面车刀：主要用于车削工艺外圆表面及端面按刀具的前角分为正前角和负前角两种。内孔车刀：主要用于加工内孔表面，按孔的形式可分为普通孔车刀和不同孔车刀。螺纹车刀：主要用于车削三角形内、外螺纹，梯形内，外螺纹。 常用铣刀材料常用铣刀材料与车刀基本相同。 刀具材料的进展当前数控刀具材料进展的主要特点是：一方面硬质合金取代高速钢成为主要的刀具材料；另一方面超硬刀具材料使用比重大幅增加。长期以来立铣刀钻头和

26、丝锥属于量大面广的通用刀具，主要用高速钢制造切削效率偏低。近年来，由于刀具材料尤其是超细颗粒硬质合金材料性能的提高和应用的普及，刀具数控磨削技术和涂层技术的的不断发展进步，使通用刀具发生了翻天覆地的变化。通用刀具的重大进展标志着立铣刀、钻头、丝锥等传统通用刀具的发展已进入了高速切削的新阶段。首先是整体硬质合金数控铣刀的性能成倍提高；其次是整体硬质合金数控刀具的品种增加应用领域进一步扩大，涵盖了钻头、立铣刀、丝锥等众多的品种。以硬质合金基体的刀具材料的发展，硬质合金刀具新产品的开发越来越具有很强的针对性加工材料也因此被细分并采用相对应的切削刀具进行加工。硬质合金刀具新产品开发中重视涂层和基体的组

27、合，对于高速加工的数控刀具产品应是在较高抗塑性形变的基体上涂有富鈷的表层及抗月牙洼磨损的涂层；对于断续切削的刀具产品其涂层和基体都应具有较好的韧性。超硬刀具材料随着硬切削和干切削的快速发展，近年来，推出了大量的超硬材料及陶瓷刀具新产品。刀具涂层技术取得重大进展，为提高加工非铁金属或非金属材料的效率金刚石涂层刀具进一步得到了应用产品包括整体硬质合金刀具和机夹可转位硬质合金刀具。与此同时先进的涂层技术和涂层设备尤其是PVD涂层工艺技术，在高等离子体密度、高磁场强度、改进阴极靶的形状、实现过程的计算机全自动控制等关键技术上均取得了重大进展，使刀具在涂层的性能、涂层与基体的结合强度有显著提高进一步提高

28、了切削加工的效率。此外降低涂层表面粗糙度值也是涂层技术的一个发展方向它是以提高涂层刀具抗摩擦、抗粘结的能力为目的。 刀具结构的变化及发展趋势数控工具磨床的普及使刀具在结构方面产生了巨大的变化，理论上讲，当前刀具加工制造企业所使用的五轴联动数控工具磨床几乎可以加工出任何形状的刀具，从而使刀具切削部分的几何参数，几何形状和刀具的结构能突破传统标准刀具千篇一律的旧样式，并充分体现出切削过程内在规律的创新设计，实现了刀具的多样化。近年来，可转位刀具在切削负荷的合理分、布刀杆结构的优化、刀片三维断屑槽形开发、带前角的螺旋形切削刃铣削刀片的问世和小规格浅孔钻的开发等方面，都取得了明显的成效。现代刀具发展的

29、另一个重要特征是复合化、专业化和功能多样化。开发多功能的数控复合刀具是当前刀具发展中的趋势。为了发挥充分发挥以复合类加工中心为代表的数控加工技术的优势在一次安装中对复杂零件中进行多工序的集中加工是当前提高数控加工生产率和加快产品的开发周期的重要手段。为此对刀具提出了除了刀具模块化以外的的新要求，要求能用一种数控切削刀具尽可能多地完成对零件的不同工序的加工以减少数控机床的换刀次数，同时还可以减少刀具的数量、种类和库存量，有利于管理和降低制造成本。 数控切削技术的发展对刀具提出的要求高可靠性、高效率、高精度和高专用化是先进数控加工技术的基本特征，它要求现代刀具具有综合的高可靠性、高硬度、高耐磨和高

30、专用化等高科技特征，在这样一个最终目标提高切削效率的推动下，现代数控刀具已成为涉及基础工艺、刀具材料工程、表面处理技术和成组服务等综合高科技特征的产品。其表现在：首先，数控刀具新材料的研究和生产已经成为现代刀具的重要部分；其次，数控刀具涂层技术的开发与应用成为现代刀具中与新材料发展齐驾并驱的技术；再次，先进的数控加工技术的开发和应用已经成为现代刀具确保产品品质的必备手段。同时现在的机械加工制造业已充分认识到采用高效率刀具是提高劳动生产率降低成本最有效的方法远远胜于单纯节省刀具费用，因而现在的刀具制造和使用方面“效率优先”已经代替了传统的性价比老概念。 国内外数控加工技术的发展趋势进入20世纪9

31、0年代以来，随着科学技术的不断发展世界上先进的加工制造技术不断兴起和成熟，对数控加工技术也提出了更高的要求，超高速的高效切削技术和超精密加工技术等的应用对数控加工设备也提出了更高的功能和性能指标。当今的数控加工设备不断采用控制理论、计算机等领域的最新理论和技术成就，朝着高速度、高精度、高智能、高可靠、柔性化和系统化等方向快速发展，整体数控加工技术向CIMS（计算机集成制造系统）方向发展，具体表现在以下几个方面。高速度与高精度速度已是现代数控加工技术的一个重要指标。速度的高低直接影响到产品的加工效率和劳动生产率，机床高速化表现为主轴高转速，机床运动部件的快速移动、快速进给、刀具和托盘更换的时间短

32、。高速切削机床主轴的转速在提高后在加工余量相等的情况下减小了背吃刀量从而降低了切削力，它有利于克服数控机床产生的振动，从而切屑排除的速度也大大提高，切削的热量被切屑大量带走，使传入零件的热量大为降低，热性变也大大减小。在提高速度的同时也提高了加工精度和降低了表面粗糙值。因此经高速加工的零件一般不需要进行精加工。当今最著名的数控系统的进给率都有了很大幅度的提高，目前的最高水平是分辨率为1微米到0.01微米。数控系统随着计算机软硬件的快速发展，芯片的价格越来越便宜其性能越来越高且稳定，功能越来越强大因此采用更高档的微处理器芯片，以提高系统的数据处理能力和运算速度，提高插补运算的高速度和高精度成为可

33、能。对数字交流伺服控制系统也同样，即伺服系统中的控制信息用数字量处理。随着处理数字信号的微处理器性能的大幅提高，便大幅提高了系统的进给速度、定位精度和进给位移精度。数字伺服系统就是利用计算机的软硬件技术电动机是在采用专用CPU基础上结合现代的控制理论，以计算机软件媒介，通过计算机处理位置、速度和电流构成三反馈来实现最佳最优的数字控制。由于数控机床的数字伺服系统具有较高的动态精度因此在检测漂移、灵敏度、温度时间噪声和外部干扰等方面具有极大的优势。高速大功率电主轴的应用在超高速加工中， 对数控机床的主轴转速提出了更高的技术要求，要达到10000-75000r/min的转速，传统的数控系统已不能满足

34、其要求，因此便大量的采用了内装式电动机主轴简称“电主轴”它是把数控机床的主轴与主轴驱动电机合二为一,即将空心转子直接套装在数控机床主轴上的无外壳电动机上，带有冷却套的定子则安装在主轴单元的壳体内，机床主轴单元的壳体就是电动机机座，从而实现了电动机和数控机床主轴的有机结合。高速度功能强大的内装式可编程序控制器（PLC）的应用采用高运行速度的可编程序控制器来满足数控机床对高速切削加工的速度要求。复合化数控加工技术的应用机床高速化是从提高数控机床的运行速度的角度来提高机床的加工生产率的，而机床的复合化加工则是通过增加数控机床的功能来提高机床利用率，即通过减少工件在加工过程中的夹装次数、重新定位次数、

35、对刀次数等减少辅助时间来提高生产率。智能化引进自适应控制技术，它的目的就是要求数控机床根据切削加工过程中随机变化的工作状态和特性，根据给定的评价技术指标自动校正正加工的工作参数，以达到接近最佳的工作状态和特性。采用故障自诊断和自修复功能它主要是指利用数控系统的内置程序实现在线的故障诊断，一旦故障出现时，立即自动停止机床，并通过数控系统进行报警提示故障发生部位和原因，并利用系统的"冗余"技术，接通机床的备用模块。刀具寿命自动检测和自动换刀功能 利用光电声等检测手段对所加工的工件和切削刀具进行检测，若发现因刀具磨损或破损使工件超差时，系统及时报警，自动进行补偿或更换备用刀具，从

36、而保证工件的质量。高可靠性高可靠性一直是的最最重要的技术指标，它取决于整个数控机床系统的可靠程度整个数控机床系统任何一个环节出了问题都不行，目前采取以下几个方面的措施提高可靠性：1.提高数控机床整个系统的硬件质量。2.硬件结构采用标准化、模块化、通用化的制造和组装。3.软件系统主要是通过增强故障自我诊断、自我保恢复和保护功能来保证。互联网化随着整个计算机技术和网络技术的快速发展，尤其是网络的迅猛发展世界正经历这一场革命性的“变革”。在信息和网络为基本特征的时代在新的加工制造理论影响下，新世纪的加工制造观念和加工制造模式都发生了巨大的变化。而作为装备制造业母机的数控机床也必须变革以适应新的形势，

37、即必须能满足网络环境下的制造要求。目前网络功能的日益发展正逐渐成为现代数控系统的特征之一。四、实地考察研究过程怀揣着激动的心情，我们来到了我们今天的体验之地，XX机械加工工厂：这是我们实地考察的一个机床加工点这张图中我们可以根据机床下的刨花形状判断出他是一台水平机身的数控车床正忙着组装工件的师傅一些待加工的材料（1）一些待加工的材料（2）这是一台普通的车床忙着加工零件的师傅一些加工好的工件这就是传说中的车床了，虽然不是数控的加工后的废料，当然可回收的，从它们的材料来看，其中有木料和各种硬度不同的金属，可见机床的加工范围是比较广的，这要得益于其刀具了。五、结论数控机床正向着高精度、高速度、高柔性

38、、多功能和高自动化方向发展。数控加工技术是集计算机技术、信息处理技术、微电子、激动检测技术、自动控制技术为一体，使加工生产具有高质量、高互换性、高效率、柔性自动化等特点，对制造业起着举足轻重的作用。数控技术是一门集现代计算机技术、现代自动化控制技术、现代测量技术、现代机械制造技术、现代微电子技术、现代信息处理技术等多科学交叉的综合应用技术，是现代应用领域中迅速发展起来的一项高综合性的新兴技术。国外的数控系统，在其系统结构在设计中采用了大量的模块；还配备USB接口使机器设备与通用计算机之间的数据传输更加方便和可靠。刀具涂层技术取得重大进展，进一步提高了切削加工的效率。刀具结构的变化，充分体现出切

39、削过程内在规律的创新设计，实现了刀具的多样化。现代刀具发展的另一个重要特征是复合化、专业化和功能多样化。开发多功能的数控复合刀具是当前刀具发展中的趋势。当今的数控加工设备不断采用控制理论、计算机等领域的最新理论和技术成就，朝着高速度、高精度、高智能、高可靠、柔性化和系统化等方向快速发展，整体数控加工技术向CIMS（计算机集成制造系统）方向发展。尤其值得一提的是，正向着智能化、故障自诊断和自修复、互联网化方向发展。国内数控与国外相比差距仍大，北京数控装备创新联盟将目标定为“解决和替代进口设备的关键技术问题和培养骨干企业的创新能力”。数控机床的高自动化，数控技术的高综合性的多学科交叉复合，数控加工

40、技术集合计算机技术、信息处理技术、微电子、自动控制技术为一体，使加工生产高度柔性自动化。在本次的学习中，我们深深体会到了机床行业的魅力，我们也想在日后从事这个行业，继续完善更新机床技术。本次论文感受十六岁的时光过去，我们不再是嚷嚷自己要成为什么的孩童。我们将接受高中的洗礼，用高考这块敲门砖，敲开人生职业的大门。很感谢这次学校给我们这个提示，让我们有机会去体验自己所感兴趣的职业，并对之有一定的了解；让我们有机会踏入自己所喜欢的行业的大门，并感受她的魅力之处。接下来我想说说在这次的调查体验中我的感受。 团队的力量无疑是强大的。我们组有四个人，我们虽同在一个学校却不曾相识，但我们因同样的爱好而聚集，

41、因机床而聚集。刚开始时我们互相找对方的QQ号，找对方的手机号然后敲定在新源书店碰面，在书店里我们第一次相识，冯元路，李浩然，刘培，我，我们四个便开始我们的探索大道了。我们先将自己看书所得到的专业知识进行交流，之后我们在书店里依据老师给的报告格式，决定我们做什么，谁去做什么，分工，讨论，实践，再讨论。在初步的制定计划的过程中，我们意见有所不一，大家想关注的重点不一样，大家的想法有差异，而后我们各自为自己的观点阐述理由，大家再一起完善制定出了我们的初步计划。之后的第三天我们便开始了我们的实地体验。我们去了当地的一家机床加工工厂，在哪儿开始我们的实地体验，入眼的是一台台只有在网上所见过的机床等，还有那些正在辛勤工作的工人们。我们在安全的情况下观看了操作人员为我们展示的加工过程，在加工房中大家都很小心，操作人员们也都很认真，一丝不苟的加工态度，以及熟练的技术。都让我们受益匪浅。我们再一次感受到机床的魅力之处，不过我们将这次的实地体验和国外的机床操作过程做了个比较，发现我国在这方面还有许多不足之处。我国大部分工厂表现为人工制作产品，而国外尤其是德国和日本基本实现机械化生产。我国与外国的差别在于核心运行部件的技术水平和运行速度，产品精度保持性，机床可靠性，以及整体机床制造工艺水平与质量几个方面。虽然我国对机床行业已有很大的重视，低级工人也很用功，但是没有精确的机械化操作，我国的机床领域