Z535立式钻床的总体布局及主轴箱设计.doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计 PAGE 6 第1章 绪 论 1.1机床的发展趋势 近些年以来，随着电子技术，计算机技术，信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代，人不仅不需要提供动力，连操作都交给机器人了。人只需规定电脑的工作秩序，由电脑去操作机床。紧张的、重复的操作都可以由电脑完成，而且不会出错。自动化、精密化、高效化的多样化成为这一时代机床发展的特征，用以满足社会生产多种多样越来越高的要求，推动社会生产力的发展。 随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用，告诉加工已成为制造技术的重要发展趋势。高速加工具有缩短加工时间、提高加工精度和表面质量等优点，在模具制造等领域的应用也日益广泛。机床的高速化需要新的数控系统，高速电主轴和高速伺服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。高速加工不仅是设备本身，而使机床、刀具、刀柄、夹具和数控编程技术，以及人员组织的集成。高速化的最终目的是高效化，机床仅是实现高效的关键之一，绝非全部，生产效率和效益在“刀尖”上。 按照加工进度，机床可分为普通机床，精密机床和超级机床，加工精度大约每8年提高一倍。数控机床的定位精度即将告别微米时代，超精密数控机床正在向纳米进军。在未来10年，精密化以高速化、智能化和微型化汇合而成新一代机床。机床的精密化不仅是汽车、电子、医疗器械等工业的迫切需要，还直接关系到航空航天、导弹卫星、新型武器等国防工业的现代化。 不断提高劳动生产率和自动化程度是机床发展的基本方向，近年来，数控机床已成为机床发展的主流。数控机床无需人工操作，而使靠数控程序完成加工循环。因此调整方便，适应灵活多变的产品，使得中小批生产自动化成为可能。同时，数控机床在防护罩封闭的条件下自动加工，不用怕切削飞出伤人，不用怕切削液飞溅在操作者身上。可用大流量切削液喷射冷却，从而实现高速切削，充分发挥刀具的切削性能。块移速度大大提高，不用担心人工操作过度紧张的问题，从而缩短了加工辅助时间。工序集中，一次装夹完成尽可能多的工序，检查合格后在进行加工。这样可避免编程错误。只要程序不出错，就不会出现加工错误，免除了人工操作的偶然错误，从而使废品率大大下降。这就是说，数控机床不仅实现了柔性自动化，而且提高了生产率，降低了废品率。它以由中小批生产进入了大量生产领域。当然，改型方便，易于实现产品的更新换代，也是数控机床进入大量生产领域的重要原因。70年代出现的加工中心开多工序集成之先河，现已发展到“完整加工”，即在一台机床上完成复杂零件的全部加工工序。完整加工通过工艺过程集成，一次装卡就把一个零件加工过程全部完成。由于减少装卡次数，提高了加工精度，易于保证过程的高可靠性和实现零缺陷生产。此外完整加工错段了加工过程链和辅助时间，减少了机床太熟，简化了物料流，提高了生产设备的柔性，生产总占地面积小，使投资更加有效。 机床信息化的典型案例是 Mazak 410H，该机床配置有信息塔，实现了工作地的自主管理。信息塔具有语音、文本和事项等通讯功能。与生产计划调度系统联网，下载工作指令和加工程序。工件试切时，可在屏幕上观察加工过程。信息塔实时反映机床工作状态和加工进度，并可以通过手机查询。信息塔同时进行工作地数据统计分析和刀具寿命管理，以及故障报警显示、在线帮助排除。机床操作权限需经指纹确认。 机床智能化包括在线测量、监控和补偿。数控机床的位置检测及其闭环控制就是简单的应用案例。为了进一步提高加工精度，机床的圆周运动精度和刀头点的空间位置，可以通过球杆仪和激光测量后，输入数控系统加以补偿。未来的数控机床将会配备各种微型传感器，以监控切削力、振动、热变形等所产生的误差，并自动加以补偿或调整机床工作状态，以提高机床的工作精度和稳定性 随着纳米技术和微机电系统的孙素进展，开发加工微型零件的机床已经提到日程上来了。微型机床同时具有高速和精密的特点，最小的微型机床可以放在掌心之中，一个微型工厂可以放在手提箱中。操作者通过手柄和监视屏幕控制整个工厂的运作。 传统机床是按笛卡尔坐标将沿3个坐标轴线的移\动X、Y、Z和绕3个坐标中线转动A、B、C依次串联叠加，形成需哦徐的刀具运动轨迹，并联运动机床具有结构简单紧凑、刚度高、动态性能好等一系列优点，应用前景广阔。 除了金属切削和锻压成型外，新的加工工艺方法和过程层出不穷，机床的概念正在变化。激光加工领域日益扩大，除激光切割、激光焊接外，激光孔加工、激光三维加工，激光热处理、激光直接金属制造等应用日益广泛。电加工、超声波加工、叠层铣削、快速成型技术、三维打印技术各显神通。机床高速化和精密化要求机床的结构简化和清零花，以减少机床部件运动惯量对加工