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篇一：数控机床设计-开题报告

开题报告

1课题研究内容和意义

1.1课题研究内容

数控机床设计主要内容：其一是运动功能设计，包括确定数控车床所学运动的个数、形式（直

线运动、回转运动）、功能（主运动、进给运动、其他运动）及排雷顺序，最后画出数控车床

的运动功能图。其二是基本参数设计，包括尺寸参数、运动参数、和动力参数设计。其三是

传动系统设计，包括传动方式、传动原理图及传动系统图的设计。其四是总体结构布局的设

计，包括运动功能分配、总体布局结构形式及总体结构方案图设计。其五是控制系统的设计，

包括控制方式及控制原理、控制系统图设计。

1.2课题意义

1.2.1理论意义

数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的的发展进入了一个崭新的

阶段。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结

构等方面的技术成果具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此它提高了机械制造的制

造水平，解决了接卸制造中的常规加工技术难以解决甚至无法解决的发杂型面零件加工，为

社会提供了高质量、多品种及高可靠的机械产品已取得了巨大的经济效益。

目前，数控技术已逐步晋级，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机械自动化的

一个重要发展方向。

1.2.2现实意义

随着可续技术和社会生产的不断进步，机械产品日趋复杂。对机械产品的质量和生产率的要

求也越来越高，在航空航天、微电子、信息技术、汽车、造船、建筑、军工和计算机技术等

行业中，零件形状复杂、结构改型频繁、批量小、零件精度高加工困难、生产效率低已成为

日益突出的现实问题，机械加工工艺过程的自动化和智能化是适应上述发展特点的最重要手

段。

2国内国外数控技术发展趋势

2.1数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业it、汽车、轻工、

医疗等的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其

主要研究热点有以下几个方面：其一是高速、高精加工技术及装备的新趋势，效率、质量是

先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩

短生产周期和提高市场竞争能力。从emo2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/

min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上

海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。在加工精度方

面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～

5μm，提高到1～1.5μm并且超精密加工精度已开始进入纳米级0.1μm。为了实现高速、高

精加工，与这配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

其二是五轴联动加工和复合加工机床快速发展，采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用

刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。但过去因5轴联动数

控系统、主机结构复杂等原因，其价格要3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较

大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主

轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了

复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床含5面加工机床的发展。其三是智能化、开放

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