數(shù)控加工技術(shù)論文(2)
數(shù)控加工技術(shù)論文篇二
淺談數(shù)控加工技術(shù)
【摘 要】數(shù)控加工技術(shù)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造加工技術(shù)的發(fā)展起到了重大的推動(dòng)作用，本文淺談了數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展歷史、特點(diǎn)及現(xiàn)狀等。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控加工;技術(shù)
自從第一臺(tái)數(shù)控加工機(jī)床誕生后，數(shù)控加工技術(shù)在全世界各國(guó)得到迅速發(fā)展，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造加工技術(shù)的發(fā)展起到了重大的推動(dòng)作用。數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用凸顯在航空航天技術(shù)、汽車(chē)制造、模具制造、輪船制造、機(jī)械制造、電子制造等各個(gè)制造行業(yè)中，和我們?nèi)粘９ぷ鳌⑸蠲芮邢嚓P(guān)。
1.數(shù)控加工技術(shù)的誕生及發(fā)展
1946年，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生了，這表明人類(lèi)創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具，它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，發(fā)生了質(zhì)的飛躍，為人類(lèi)進(jìn)入信息化社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。在以后的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，這同時(shí)也帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。
第二次世界大戰(zhàn)后，美國(guó)為了革新飛機(jī)制造業(yè)中樣件的加工設(shè)備，開(kāi)始研制新型機(jī)床。1949年美國(guó)Parson公司與麻省理工學(xué)院開(kāi)始合作，歷時(shí)三年，也就是在1952年，研制出能進(jìn)行三軸控制的數(shù)控銑床樣機(jī)，取名“Numerical Control”，其捅補(bǔ)裝置采用脈沖乘法器，，整個(gè)控制裝置由電子管組成，第一代數(shù)控系統(tǒng)宣告誕生。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化，這一研制的成功標(biāo)志著數(shù)控加T時(shí)代的來(lái)臨，數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控加工技術(shù)的核心是數(shù)控系統(tǒng)，半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。
2.數(shù)控(NC)階段(1952～1970年)
早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求，人們不得不采用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺(tái)機(jī)床專(zhuān)用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱(chēng)為硬件連接數(shù)控(HARD—WIRED NC)，簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控(NC)。隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段歷經(jīng)了三代，即1952年的第一代—電子管;1959年的第二代—晶體管;l965年的第三代—小規(guī)模集成電路。
3.計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)階段(1970年～現(xiàn)在)
到l970年，通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)階段(把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的“通用”兩個(gè)字省略了)。到l971年，美國(guó)INTEL公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件—運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱(chēng)之為微處理器(MICROPROCESSOR)，又可稱(chēng)為中央處理單元(簡(jiǎn)稱(chēng)CPIJ)。
到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕(故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床，稱(chēng)之為群控)，不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理。而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過(guò)多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。
到了1990年，PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱(chēng)微機(jī))的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿(mǎn)足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于PC的階段。
總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即1970年的第四代—小型計(jì)算機(jī);1974年的第五代—微處理器和1990年的第六代—基于PC(國(guó)外稱(chēng)為PC-BASED)。
4.數(shù)控加工的特點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床與通用機(jī)床的區(qū)別在于數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)控裝置或電子計(jì)算機(jī)，全部或部分地取代一般通用機(jī)床在加工零件時(shí)對(duì)機(jī)床的各種動(dòng)作，如啟動(dòng)、加工順序、改變切削用量、主軸變速、選擇刀具、冷卻液開(kāi)停以及停車(chē)等人工控制。相比之下，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比有以下特點(diǎn)：(1)適應(yīng)性強(qiáng)，為多品種小批量的生產(chǎn)和新產(chǎn)品的研制提供了有利條件;(2)加工精度高，質(zhì)量好;(3)加工生產(chǎn)率高，經(jīng)濟(jì)效益好;(4)減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，加工自動(dòng)化和操作簡(jiǎn)單化;(5)有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化;(6)數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，維修較難。所以，數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行小批量、復(fù)雜零件生產(chǎn)時(shí)，具有極其顯著的優(yōu)越性。
5.我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀及不足
我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來(lái)說(shuō)，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國(guó)家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到50%，庫(kù)存超過(guò)4個(gè)月。從1995年“九五”以后國(guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng)，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在1999年以后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。
但長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹、中檔進(jìn)展緩慢、高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。究其原因，國(guó)內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比落后了5-10年;在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10-15年。同時(shí)中國(guó)在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后，國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒(méi)有形成品牌效應(yīng)。同時(shí)，中國(guó)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)能力和經(jīng)營(yíng)管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
國(guó)外公司在中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)銷(xiāo)量中的80%以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破，中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就有望從根本上實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。同時(shí)，還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系，提高中國(guó)的自主設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和成套生產(chǎn)能力，創(chuàng)建國(guó)產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品，提高中國(guó)高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術(shù)水平。
6.數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提m了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)床的各個(gè)組成部分提出了更高的性能指標(biāo)。當(dāng)今的數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新技術(shù)成就，朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。 [科]
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