高速切削技术综述
机制092 刘维娟 201090403
摘要：介绍高速切削技术的兴起和发展现状，高速切削的速度范围，高速切削的主要关键技术，高速切削的展望。
关键词：高速切削技术; 发展现状；主要关键技术；发展趋势
Summary of High Speed Cutting Technology Abstract：In this paper, the rise , development current situation ,extent of speed ,main critical technology , development trend of high speed cutting technology are introduced.
Keywords：High speed cutting technology ; Development current situation; Main critical technology ; Development trend
高速切削的兴起和发展现状
高速切削是指在比常规切削速度高出很多的速度下进行的切削加工，因此有时也成为超高速切削（Ultra-High Speed Machining）。
高速切削是20世纪20年代末德国的切削物理学家萨洛蒙（Carl Salomon）提出来的，在1931年4月发表了著名的超高速切削理论。他指出：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高。对于每一种工件材料，存在一个速度范围，在这个范围内由于切削温度太高，任何刀具都无法承受，切削加工不可能进行，但是当切削速度再增大，超过这个速度范围以后，切削温度反而降低，同时切削力也会大幅下降。
德国在1984年组织了以Darmstadt工业大学的生产工程与机床研究所（PTW）为首的等机构，全面而系统的研究超高速切削机床、刀具、控制系统以及相关的工艺技术，取得了国际公认的高水平研究成果，并在德国工厂内广泛应用，获得了良好的经济效益。
1979年美国防卫高技术研究总署（DARPA）发起了“先进加工研究计划”（Advanced Machining Research Program）研究切削速度比塑性波还要快的超高速切削，为快速切削金属材料提供科学依据，并取得丰硕成果。
20世纪60 年代日本着手超高速切削机理研究，吸取了各国研究成果，现已跃居世界领先地位。
我国的高速切削技术进入20世纪90年代以来已普遍引起关注。现在高速切削技术日趋成熟。目前全国大约有300多万台机床，大部分还是通用机床，数控机床包括经济型在内大致占10%左右，在航空、航天、汽车、模具、机床和工程高速切削的速度范围
一根据切削速度
通常把切削速度比常规高出5~10倍以上的切削加工叫做高速切削或者超高速切削。
（1）按不同的加工工艺划定超高速切削范围。
车削700～7000m/min，铣削300～6000m/min，钻削200～1100m/min，拉削30～75m/min铰削20～500m/min，磨削5000～10000m/min。
（2）按加工不同的材料划定超高速切削范围。（1ft=0.3048m）
对端铣和钻削而言，灰铸铁1200ft/min,球墨铸铁800ft/min,碳钢1200ft/min,
合金钢800ft/min,不锈钢500ft/min,淬硬钢400ft/min,钛合金200ft/min.
对平面铣和曲面铣而言，灰铸铁1000ft/min,球墨铸铁3000ft/min,碳钢2000ft/min,合金钢1200ft/min,不锈钢900ft/min,淬硬钢150~600ft/min,钛合金300ft/min.
二根据机床主轴转速、功率等标准划分。
（1）按照主轴的Dn值换分（主轴轴颈和主轴能达到的最高转速的乘积）。
高速切削的Dn值一般为500 000~2 000 000
（2）按照主轴的功率P与转速n之间的关系来划分。（1hp=745.700）
100hp时，为10 000r/min以上（即P/n为0.01）;75hp为15 000r/min以上（即P/n为0.005）;40hp为30 000r/min以上（即P/n为0.0013）;15hp为60 000r/min 以上（即P/n为0.001）。
（3）对加工中心来说按主轴锥孔大小来划分。
采用ISO刀具标准，50号锥—10 000~20 000r/min，40号锥—20 000~ 40 000r/min，30号锥—25 000~40 000r/min，HSK锥—20 000~40 000r/min,
KM锥—35 000r/min以上。
（4）根据ISO—1940,主轴要达到规定的平衡标准，主轴速度约为8000r/min，也就是说，主轴的转速至少要8000r/min。
高速切削的关键技术
一高速切削的研究机理的研究
（1）高速切削过程和切屑成形机理的研究。
对高速切削过程中切屑成形机理、切屑过程的动态模型、基本切削参数等反映切削过程原理的研究。
（2）告诉加工基本规律的研究。
对高速切削加工中的切削力、切削温度、刀具磨损、刀具耐用度和加工质量等现象及加工参数对这些现象的影响规律的研究。
（3）各种材料的高速切削机理研究。
由于不同的材料在高速切削中表现不同的特性，所以要研究各种工程材料在高速切削下的切削机理，包括轻金属、钢和铁、复合材料、难加工合金材料等。通过研究和分析，建立告诉切削数据库，以便指导生产。
（4）高速切削虚拟技术的研究。
在实验研究的基础上，利用虚拟和仿真技术，虚拟告诉切削加工中刀具和工件的相对运动的作用过程来预测被加工工件的质量、进给量等对加工的影响。
二高速切削刀具
高速切削技术的关键是高速切削刀具，高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。高速切削的切削速度很快,加工线速度主要受刀具限制,在目前机床所能达到的高速范围内,速度越高,刀具的磨损越快。因此,高速切削对刀具材料提出了更高的要求,除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外,还应突出表现在高速切削刀具具备更高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及更高的可靠性。高速切削技术的发展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出现及发展。目前常用的高速切削的刀具材料包括钛基硬质合金、涂层刀、陶瓷、聚晶立方氮化硼、具及金刚石等。
（1）硬质合金刀具硬质合金刀具有极高的抗压强度，其材料性能全面提高钛基硬质合金刀具的硬度，硬度、强度、韧性和抗崩刃性都能得到明显提高，抗月牙洼磨损和抗粘结能力也明显增强。
（2）涂层刀具刀具的涂层技术是提高刀具性能的关键技术，在现代切削加工和刀具的发展中起着十分重要的作用。采用涂层技术不仅有效地提高刀具的使用寿命，还能大幅度的提高切削加工效率，因此涂层刀具成为高速切削技术中发展速度最快的刀具，在刀具中的比例已超过50% .涂层刀具的工艺主要应用在钻头、铰刀、丝锥、滚刀、插刀和硬质合金刀片等。
（3）超硬刀具超硬刀具材料陶瓷的使用将明显增加陶瓷刀具有氧化铝基Al2O3 和氮化硅基Si3N4 两大类，有很高的硬度和耐磨性，耐热性高达1200℃以上，化学稳定性好，与金属的亲和力小，可提高切削速度3 ~5 倍，可以加工65HRC 的高硬度材料。
（4）聚晶立方氮化硼刀具聚晶立方氮化硼是由软的六方氮化硼在高温高压下加入催化剂转化而成，化学稳定性优于金刚石，硬度高达8000 ~9000HV,耐磨性好，耐热性高达1400℃，与铁元素的化学惰性较大，适宜于加工硬度较高的材料，将成为高速切削黑色金属、难加工材料以及进行干切削、硬切削的主要刀具材料。
（5）金刚石刀具用于生产切削的金刚石绝大多数是人造金刚石。人造金刚石分为三种：聚晶金刚石、化学气相沉积金刚石和高温人工合成的单晶金刚石。聚晶金刚石和单晶金刚石是高效精密加工有色金属、陶瓷、玻璃、石墨等非金属材料最佳的刀具。
三高速切削机床技术
高速机床是实现高速加工的前提和基本条件。高速机床技术主要包括高速单元技术、机床整机技术、单元技术包括高速主轴、高速进给系统、高速CNC控制系统等，机床整机技术包括机床床身、冷却系统、安全措施、加工环境等。
（1）高速主轴单元高速主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架四部分，是高速加工机床的核心部分，一般做成电主轴的结构形式，其关键技术包括高速主轴轴承、无外壳主轴电动机及其控制模块、润滑冷却系统等。
（2）高速进给系统高速进给系统包括伺服驱动技术、滚动元件导向技术、高速测量技术与反馈控制技术等。
目前常用高速进给系统有3种驱动方式：高速滚珠丝杠、直线电机和虚拟轴机构。
（3）CNC控制系统CNC控制系统的关键技术包括快速处理刀具轨迹、预先前馈控制、快速反应的伺服等。
（4）床身、立柱和工作台要降低运动部件的惯量，同时要保持基础支撑部件高的静精度、动刚度和热刚度。
（5）切屑处理和冷却系统在加工时会产生大量的切屑，要及时的清除切屑。切削液的使用并不是对高速切削的任何场合。
（6）安全装置机床运动部件的高速运动、大量高速流出的切屑以及高压喷洒的切削液都要求高速机床要有足够大的封闭空间，要保证操作人员在不直接接触切削区的情况下操作安全。
四高速切削的工艺技术
高速切削的工艺技术包括切削方法和切削参数的选择优化，对各种不同材料的切削方法、刀具材料和刀具几何参数的选择等。
（1）切削方法和切削参数的选择优化在高速切削中，切削方法和切削参数的选择优化包括优化切削刀具控制，如刀具接近工件的方向、接近的角度、移动的方向和切削过程等。
（2）对各种不同材料的切削方法根据不同加工材料来研究高速切削工艺方法也是高速切削工艺技术研究的重要内容。
（3）刀具材料和刀具几何参数的选择在研究高速切削工艺技术中，切削方法和技术必须紧密结合刀具材料和刀具几何参数的选择综合进行。
四高速加工的测试技术
高速加工的测试技术包括传感技术、信号分析和处理技术等。现在使用的有主轴发热情况测试、滚珠丝杠发热测试、刀具磨损状态测试、工件加工状态监测等。
高速切削技术的展望
高速切削发展趋势和未来研究方向归纳起来主要有：
（1）新一代高速大功率机床的开发与研制；
（2）高速切削动态特性及稳定性的研究；
（3）高速切削机理的深入研究；
（4）新一代抗热振性好、耐磨性好、寿命长的刀具材料的研制及适宜于高速切削的刀具结构的研究；
（5）进一步拓宽高速切削工件材料及其高速切削工艺范围；
（6）开发适用于高速切削加工状态的监控技术；
（7）建立高速切削数据库，开发适于高速切削加工的编程技术以进一步推广高速切削加工技术；
（8）基于高速切削工艺，开发推广干式(准干式)切削绿色制造技术；
（9）基于高速切削，开发推广高能加工技术。
参考文献
1.倪小青.高速切削的关键技术与研究展望[J]机械，2007。
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5.高速切削技术及应用.南京工程学院，2012.8。
成绩：
网络仿真文献综述 摘要:网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型, 并模拟网络流量的传输, 从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。网络仿真技术以其独有的方法能够为网络的规划设计提供客观、可靠的定量依据，缩短网络建设周期，提高网络建设中决策的科学性，降低网络建设的投资风险。 网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型, 并模拟网络流量的传输, 从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。由于仿真不是基于数学计算, 而是基于统计模型，因此，统计复用的随机性被精确地再现。 关键词：网络仿真；统计模型；仿真技术
1.前言 目前，数据网络的规划和设计一般采用的是经验、试验及计算等传统的网络设计方法。不过，当网络规模越来越大、网元类型不断增多、网络拓扑日趋复杂、网络流量纷繁交织时，以经验为主的网络设计方法的弊端就越来越显现出来了。网络规划设计者相对来说缺乏大型网络的设计经验，因此在设计过程中主观的成分更加突出。 数学计算和估算方法对于大型复杂网络的应用往往是非常困难的，得到的结果的可信性也是比较低的，特别是对于包交换、统计复用的数据网络，情况更是如此。因此，随着网络的不断扩充，越来越需要一种新的网络规划和设计手段来提高网络设计的客观性和设计结果的可靠性，降低网络建设的投资风险。网络仿真技术正是在这种需求拉动下应运而生的。网络仿真技术以其独有的方法能够为网络的规划设计提供客观、可靠的定量依据，缩短网络建设周期，提高网络建设中决策的科学性，降低网络建设的投资风险。 网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型, 并模拟网络流量的传输, 从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。由于仿真不是基于数学计算, 而是基于统计模型，因此，统计复用的随机性被精确地再现。它以其独有的方法为网络的规划设计提供客观、可靠的定量依据，缩短网络建设周期，提高网络建设中决策的科学性，降低网络建设的投资风险。 2.网络仿真软件比较分析 网络仿真软件通过在计算机上建立一个虚拟的网络平台，来实现真实网络环境的模拟，网络技术开发人员在这个平台上不仅能对网络通信、网络设备、协议、以及网络应用进行设计研究，还能对网络的性能进行分析和评价。另外，仿真软件所提供的仿真运行和结果分析功能使开发人员能快速、直观的得到网络性能参数，为优化设计或做出决策提供更便捷、有效的手段。因此运用网络仿真软件对网络协议、算法等进行仿真已经成为计算机网络通信研究中必不可少的一部分。 2.1 OPNET仿真软件介绍
高速加工技术现状及发展趋势 1引言 对于机械零件而言，高速加工即是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍：零件送进--定位夹紧--刀具快进--刀具工进(在线检测)--刀具快退--工具松开、卸下--质量检测等七个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5～10倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统；对于整条生产自动线而言，高速加工技术表征是以较简捷的工艺流程、较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺(方式)：或采用一工位多工序、一刀多刃，或以车、铰、铣削替代磨削，或以拉削、搓、挤、滚压加工工艺(方式)替代滚、插、铣削加工…等工艺(方式)，尽可能地缩短整条生产线的工艺流程；对于某一产品而言，高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈信息。这与敏捷制造工程技术理念有相同之处。 高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。在激烈的市场竞争中，要求企业产品质量高、成本低、上市快、服务好、环境清洁和产品创新换代及时，由此牵引高速加工技术不断发展。自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业(如现代轿(汽)车生产企业)；随着个性化产品的社会需求增加，其生产条件为多品种、
单件小批制造加工(机械制造业中，这种生产模式将占到总产值的70%)，高速加工技术必将在生产工艺离散型或混和型企业中(如模具、能源设备、船舶、航天航空…等制造企业)得到进一步应用和发展。 二十世纪末期，我国变革计划经济体制，改革开放，建成有中国特色社会主义市场经济体制。实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备)，在机械制造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。企业家们对现代信息技术和企业制度、机制在未来可持续发展、市场竞争中的重要地位和作用，认识日益深刻。社会主义市场经济环境，不仅促进企业转制、调整产业、产品结构和技改，还给企业展现出应用和发展高速加工技术良好而广阔的前景。 2我国引进数控轿车自动生产线中的高速加工技术 二十世纪八十年代以来，我国相继从德国、美国、法国、日本…等国引进了多条较先进的轿车数控生产自动线，使我国轿车制造工业得到空前发展。其中较典型的是来自德国的一汽--大众捷达轿车和上海大众桑塔纳轿车自动生产线，其处于国际二十世纪九十年代中期水平。其中应用了较多较实用的高速加工技术。从中可部分了解到世界高速加工技术的现状与发展趋势。本文重点介绍一汽--大众捷达轿车传、发生产线。 引进的捷达数控轿车自动生产线概况 一汽--大众捷达轿车自动生产线由冲压、焊接、涂装、总装、发动机及传动器等高速生产线组成。同步引进德国大众汽车公司并行工程管理模式与管理技术，
文献综述 前言 从20世纪40年代起，特别是第二次世界大战以来，自动化随着工业发展和军事技术需要而得到了迅速的发展和广泛的应用。如今，自动控制技术不仅广泛应 用于工业控制中，在军事、农业、航空、航海、核能利用等领域也发挥着重要的 作用。例如，电厂中锅炉的温度或压力能够自动恒定的不变，机械加工中数控 机床按预定程序自动地切削工件，军事上导弹能准确地击中目标，空间技术中人 造卫星能按预定轨道运行并能准确地回收等，都是应用了自动控制技术的结果。 自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用控制装置对机器设备或生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能要求。 双容水箱液位控制系统就是自动控制技术在液位控制方面的应用。其在化工，能源（电厂）等工业工程控制中得到了广泛应用。 过程控制的发展历程 随着过程控制技术应用范围的扩大和应用层次的深入，以及控制理论与技术的进步和自动化仪表技术的发展，过程控制技术经历了一个由简单到复杂，从低 级到高级并日趋完善的过程。 1过程控制装置的发展 1.1基地式控制阶段（初级阶段） 20世纪50年代，生产过程自动化主要是凭借生产实践经验，局限于一般的控制元件及机电式控制仪表，采用比较笨重的基地式仪表（如自力式温度 控制器、就地式液位控制器等），实现生产设备就地分散的局部自动控制。在设 备与设备之间或同一设备中的不同控制系统之间，没有或很少有联系，其功能往 往限于单回路控制。其过程控制的主要目的是几种热工参数（温度、压力、流量 及液位）的定值控制，以保证产品质量和产量的稳定。 1.2单元组合仪表自动化阶段 20世纪60年代出现了单元组合仪表组成的控制系统，单元组合仪表有电动和气动两大类。所谓单元组合，就是把自动控制系统仪表按功能分成若干 单元，依据实际控制系统结构的需要进行适当的组合。单元组合仪表之间用标准 统一的信号联系，气动仪表（QDZ系列）信号为0.02～0.1MPa气压信号，电动 仪表信号为0～10mA直流电流信号（DDZ-II系列）和4～20mA直流电流信号 （DDZ-III系列）因此单元组合仪表使用方便、灵活。由于电流信号便于远距离 传送，因而实现了集中监控和集中操纵的控制系统，对于提高设备效率和强化生 产过程有所促进，适应了工业生产设备日益大型化于连续化发展的需要。
压力加工技术概述 近十年来,由于工业的蓬勃发展,压力加工工艺规程大量地被采用着,为了完成这些工艺规程,又创造了大量的锻压机器,如自动机,机械化、自动化装置和自劫线。 随着现代化生产过程的出现,‘劳动生产率不断得到提高,这主要是依靠成批和大量生产零件,同时合理采用最先进的工艺规程和符和这些工艺规程要求的高效率机器与工具。 成批和大量生产机器和仪器,首先要使零件的结构符合机械化、自动化的要求，并要能最大限度地缩短这些零件的生产周期。生产经验证明,符合这些要求的大多是板料冲压件。如:在拖拉机制造部件中板料冲压件,占35~40%;汽车制造部件中占60~75%;电机制造部件中占60~70%;仪表制造部件中占70~75%;精密工业(打字机等)中占80~85%；日用品工亚中占95~98%。这些数据,不但说明板料冲压在许多重要工业部件中所占比重很大,而且不能想象,没有压力加工,会使这些部件作出一系列对工业发展有极其重要意义的产品来。这些教据同样也说明，压力加工对许多重要工业部件在提高劳动生产率上起着重要的作用。和切削加工比较,压力加工有下列优点: 1.生产率高。装有连续动作模具的自动机,在许多情况下,一分钟可以制造2500~3000个零件,而且这些零件并不需要再在金属切削机床上继续加工。 2.不需要技水水平很高的工人操作锻压机器,因为冲压工人的业务较简单,操作技术也容易掌握。.
3.材料损失少。例如采用锻压设备加工一百万吨轧制钢材,可以节约25~30万吨钢材，同时可以节省3千万个机床小时，节省1万台金属切削机床和将近3万个工人。 4.达到良好的互换性。因为现代化的压力加工方法能够使零件达到很高的精度，几乎不再需要机床来加工了。一般冲压精度为4~5级，而精整、精压和冷减经的精度为2~3级。 5.生产系统实现专业化为了满足产量和质量的要求，往往把轧机分为大批量专业化轧机和小批量多品种轧机两类。前者为主要生产力量，采用专用设备及专用加工线进行生产，以利于提高产量、质量和降低成本。 6.采用自动控制不断提高产品精度计算机自动控制，大大提高了对钢材尺寸、形状和表面质量的控制精度。例如，能使厚5mm以下的热轧宽带钢的厚度精度控制到±0.025 mm，冷轧带钢厚度精度控制到±0.004mm，使带钢宽度公差控制到5mm；能使盘重4.4t的线材直径精度控制在0.1mm以内；冷加工钢管外径偏差达±0.05 mm，壁厚偏差±0.01 mm，表面特性达到极光表面的镜状光泽面。 7.发展合金钢种与控制轧制工艺以提高钢材性能利用锰、硅、铌、钛、钒等微量合金元素生产低合金钢种，配合控制轧制或形变热处理工艺，可以显著提高钢材性能，延长使用寿命。近年来，由于工业发展的需要，对石油钻采用管、造船钢板、深冲钢板和硅钢片等生产技术的提高特别注意，所以，在这方面取得的进步也特别显著。 8.不断扩大钢材品种规格及增加板带钢和钢管的产品比重钢材
高速加工技术论文高速加工论文 高速加工技术在模具加工中的应用初探 摘要：文章在概述高速加工的技术优势的基础上，探讨模具高速加工工艺技术与策略，并论述模具高速加工对加工系统的要求。 关键词：高速加工技术模具加工应用 随着数控加工设备和高性能加工刀具技术的发展而日益成熟，模具加工的速度也大大提高，加工工序也随之减少，缩短甚至消除了耗时的钳工修复工作，从而大大的缩短了模具的生产周期。高速加工技术在模具加工中的使用逐渐成为模具工业技术改造最主要的内容之一。 1 高速加工的技术优势 与传统加工方式相比，在常规切削加工中备受困扰的一系列问题，通过高速切削加工的应用得到了解决。高速加工时间短，产品精度高，可以获得十分光滑的加工表面，能有效地加工高硬度材料和淬硬钢，避免了电极的制造和费时的电加工 (EDM)时间，大幅度减少了钳工的打磨与抛光量。同时，模具表面因电加工 (EDM)产生白硬层消失了，提高了模具的寿命，减少了返修。因为电极的制造工作不需要了，所以模具改型只需通过CAD／CAM，使改型加快。一些市场上越来越需要的薄壁模具工件，高速加工可又快又好地完成。而且在高速铣削CNC加工中心上模具一次装夹可完成多工步加工。
大量生产实践表明，应用高速切削技术可节省模具后续加工中约80％的手工研磨时间，节约加工成本费用近30％，模具表面加工精度可达1μm，刀具切削效率可提高一倍。 2 模具高速加工工艺技术与策略 2．1 粗加工时采用的加工策略 模具粗加工的主要目标是追求单位时间内材料的去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。在切削过程中因切削层金属面积发生变化，导致刀具承受的载荷发生变化，使切削过程不稳定，刀具磨损速度不均匀，加工表面质量下降。可通过以下措施保持切削条件恒定，从而获得良好的加工质量： (1)通过计算获得恒定的切削层面积和材料去除率，使切削载荷与刀具磨损速率保持均衡，以提高刀具寿命和加工质量。 (2)应避免刀具轨迹中走刀方向的突然变化，以免因局部过切而造成刀具或设备的损坏。 (3)应保持刀具轨迹的平稳，避免突然加速或减速。 (4)下刀或行间过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀，避免垂直下刀直接接近工件材料。 (5)采用攀爬式切削可降低切削热，减小刀具受力和加工硬化程度，提高加工质量。 2．2 半精加工采用的加工策略
文献综述 ——机床状态监控系统的设计 1．前言 为了使数控机床加工过程安全、可靠、高效、高质量地进行，对加工设备进行状态监测就变得非常重要。本文分析了数控机床状态监测的主要内容，论述了设备状态监测系统的基本组成和状态监测系统实现的关键技术，并针对数控机床的加工过程，总结数控机床状态监测系统的工作流程和系统实现的具体结构。 2．主题 目前，国内大多数机床监控系统属于专用系统，其开放性较差，已不能满足当今制造业的发展需求，属于工厂内部典型的“自动化孤岛”。而计算机软件技术及工业控制网络技术的发展，使得工厂自动化设备的互联成为可能。机床信息采集与监测技术研究已经得到许多科技工作者的高度重视。 数控机床多用PLC控制，同时计算机网络是快捷、高效、广普的信息传递媒介。PC—PLC网络因而成为数控机床数据采集与监控的主要研究方向。但是一方面由于数控机床的封闭性，实际应用中很难直接从PLC读取机床的各种信息；另一方面，一些数控机床厂商如SIEMENS，FANUC等开发有针对自己机床数据采集与监测的软件，但是大多价格昂贵[1～5]。 随着技术的进步，制造业设备的复杂程度和智能化程度不断提高，然而复杂设备因其结构的复杂性，而使其在提高功能或性能时，给系统的可靠性、安全性、可用性、经济性等方面带来了一系列难题，系统发生故障或失效的潜在可能性也越来越大[6]。对设备自动化加工过程进行状态监测的主要目的就是要保证加工系统的安全运行，合理并优化使用自动化设备，避免设备故障，保证加工工件质量，减少额外的辅助工作时间，提高生产效率和设备利用率。同时，设备的状态监测也是对设备进行故障诊断的基础[7]。 数控机床状态监测是指对数控机床加工过程中的某些工作状态数据进行数据采集和处理，通过将实际特征参数与正常值进行比较，从而掌握数控机床的实际工作状态，了解设备工作是否正常合理，同时为故障诊断和预测提供依据。主要包括机床状态监测、刀具状态监测、加工过程监测和加工工件质量监测等4个方面。数控机床的加工过程是一个复杂的物理化学过程，对其进行状态监测涉及很多相关技术。一般的设备状态监测与故障诊断系统主要包括信息获取、特征提取和状态识别3个主要方面。其实无论是状态监测还是故障诊断与预测，数据采集、传输与处理是基础。设计一个状态监测系统，其关键是要设计一个合理的数据采集与处理系统来实现状态监测。
先进制造技术综述 Prepared on 22 November 2020
先进制造技术产生的背景 摘要 随着科学的发展与技术的进步，先进的制造技术越来越成为在科技竞争中成功的一个重要条件。先进制造技术是制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化，在传统制造技术基础上通过不断吸收科学技术的最新成果而逐渐发展起来的一个新兴技术群。本文主要在社会经济发展、科学技术发展、可持续发展战略等几个方面分析了先进制造技术产生的背景。 关键词先进制造技术背景社会发展科学技术可持续发展 1 制造技术的进步与发展 制造技术 制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其它生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品、半成品和技术服务的技术群[1][2]。制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。 制造技术的发展时期 ⑴工场式生产时期 18世纪后半叶，蒸汽机和工具机的发明，揭开了近代工业的历史，促成了制造企业的雏形——工场式生产的出现，标志着制造业以完成从手工作坊式向以机械加工和分工原则为中心的工厂式的艰难转变。 ⑵工业化规模生产时期 19世纪电气化技术的发展，开辟了电气化新时代，制造业得到了飞速发展，出现了大批量生产的局面。 ⑶刚性自动化发展时期 20世纪初内燃机的发明、泰勒科学管理方法的应用、福特公司的流水生产线，引起了制造业的革命，降低了生产成本。然而，这也仅仅适用于单一品种的大批量生产的自动化。 ⑷柔性自动化发展时期 二次大战之后，计算机、微电子、信息和自动化技术有了迅速的发展，推动了生产模式由中大批量生产向多品种小批量柔性生产自动化转变。期间形成了一批新型的柔性制造的技术，如数控技术（CNC）、FMC、FMS等。同时，现代化的生产管理模式开始应用到生产中，如JIT 、TQM 等。 ⑸综合自动化发展时期
2011 年春季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:微细超精密机械加工技术原理及系统设计学生所在院（系）:机电工程学院 学生所在学科:机械设计及理论 学生姓名:杨嘉 学号:10S008214 学生类别:学术型 考核结果阅卷人
微细加工技术概述及其应用 摘要 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法，现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，从微细加工的发展来看，美国和德国在世界处于领先的地位，日本发展最快，中国有很大差距。本文从用电火花加工方法加工微凹坑和用微铣削方法加工微小零件两方面描述了微细加工技术的实际应用。 关键词：微细加工；电火花；微铣削 1微细加工技术简介及国内外研究成果 1.1微细加工技术的概念 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中，从尺寸角度，微机械可分为1mm~10mm的微小机械，1μm~1mm的微机械，1nm~1μm的纳米机械，微细加工则是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工，其方式十分丰富，几乎涉及现代特种加工、微型精密切削加工等多种方式，微机械制造过程又往往是多种加工方法的组合。从基本加工类型看，微细加工可大致分为四类：分离加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式，如分解、蒸发、溅射、切削、破碎等；接合加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工方式，如蒸镀、淀积、生长等；变形加工——使材料形状发生改变的加工方式，如塑性变形加工、流体变形加工等；材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作，正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前，微细加工技术已逐渐被赋予更广泛的内容和更高的要求，已在特种新型器件、电子零件和电子装置、机械零件和装置、表面分析、材料改性等方面发挥日益重要的作用，特别是微机械研究和制作方面，微细加工技术已成为必不可少的基本环节。 现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，微细超精密加工的主要方法如下： 微细电火花加工技术的研究起步于20世纪60年代末，是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来熔化和汽化蚀除金属的一种加工技术。由于其在微细轴孔加工及微三维结构制作方面存在的巨大潜力和应用背景，得到了
高速铣削加工的现状和发展趋势综述 高速加工是面向21世纪的一项高新技术，它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在航天、汽车、制造、光电工程和仪器仪表等行业中获得越来越广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。 一般来说能称为高速的，其切削速度和进给速度为常规的10倍左右，也就是说主轴的转速超过20000r/min，甚至能达到60000 r/min；切削速度达到60m/min，甚至120m/min。不仅如此，为了降低辅助时间要求能在瞬间达到高速和在高速行程中瞬间准停。对于多轴联动的加工中心而言，同时要求在最短的时间内实现自动换刀，并最大限度地缩短切削-切削的时间。回转工作台和叉形主轴的运动速度，要高出传统传动方式5~6倍。要满足上述要求，就需要主机在具有高动、静刚度的同时，还要配备高性能的功能部件，如高速电主轴、直线电机、转矩电机、高速自动换刀机构和控制系统等。 高速加工中心主要功能部件的发展现状和趋势 1.主轴系统 对于高速加工中心而言电主轴已成为机床的核心部件，由于在高速加工领域中多采用小直径的（直径仅0.1~2mm），而要满足150m/min以上的切削速度就要求提高主轴的转速。目前，主轴转速在20000~40000 r/min的加工中心已经越来越普及，如瑞士Mikro公司的XSM400U。该设备的主轴转速已达到54000r/min，为了适应高转速所产生的温升、振动和位移，主轴轴承采用陶瓷轴承、磁力轴承和空气轴承替代了传统轴承；同时对主轴高转速带来的温升、位移和振动进行测量、修正和补偿，以确保主轴系统的高速度和高精度。目前德国的Kugler公司已生产出采用空气轴承的主轴最高转速达160000r/min的5轴高精度，德国Fruanhofer正在研制300000r/min的高速主轴。 2.进给系统 对于高速加工中心而言，高的切削速度固然是主导因素，然而要实现真正的高效加工，提高进给速度和降低辅助时间尤为重要。 由于直线电机技术的迅猛发展，其速度高、加速度大、定位精度和跟踪精度高及行程不受限制的优势已充分体现在高速加工中心上，如德国德马吉公司的DMC75Vinear型高速加工中心，其快速进给速度已达到90m/min，加速度达到2g，相应的定位精度和重复定位精度也有大幅度提高，目前直线电机的发展已经提高到120m/min，甚至200m/min，加速度达到6g，当然如此高的加速度情况下提高机床的刚度就显得尤为重要。 对于多轴联动的高速加工中心、回转工作台和叉形主轴的摆动和回转是通过转矩电机实现的，它就和直线电机一样采用了直接驱动的方式来实现高转速和高加速度，其能达到的角加速度是传统蜗轮蜗杆传动的6倍，加速度可达到3g。
数控技术文献综述（论文）题目：塑料模具的设计与制造技术 院系： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
摘要：现代生产、生活中越来越多的产品特别是各种塑料制品及大型覆盖件等产品形状结构比较复杂，单使用图纸已很难正确和详尽地表达产品的形状和结构，这就要求模具设计制造者必须使用计算机辅助设计文件描述的手段，同时要求模具制造者必须充分掌握产品的各种资料，包括产品的形状、尺寸、原料的特性、精度要求、特殊表面效果等。有些产品还需客户提供实物或模型。当前，我国工业生产的特点是产品品种多，更新换代快，市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是制件质量好，交货期越短越好，模具精度越高越好，模具价格越低越好，由此，现代塑料模具的制造应与当前经济发展的形势及以上要求相适应。 关键词：塑料压圈单分型面一模一腔注射模具轮辐式浇口尼龙1010、聚奎二栈奎二胺及纤维
前言： (4) 一、模具的重要意义 (5) 二、现代塑料模具的设计 (6) 1、塑料模具设计的内容 (6) 1、1制件工艺分析与设计 (6) 1、2 模具总体方案设计 (7) 1、3 总体结构设计 (7) 1、4 施工图设计 (7) 2、 CAD/CAE技术的应用 (8) 三、现代塑料模具的制造 (9) 1、 CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化 (9) 2、先进设备的作用 (9) 3、手工加工的作用 (10) 4、检测手段 (10) 四、反向工程的应用 (10) 五、快速成型制造的应用 (11) 六、发展方向和前景 (12) 七、模具在我国的发展历程 (12) 八、结束语 (13) 参考文献： (14)
先进制造技术课程论文 学院：机电学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号： 2014年4月20
自动化立体仓库的基本设施与特点 摘要:自动化立体仓库又称自动化高架仓库和自动存储系统。它是一种基于高层货架、采用电子计算机进行控制管理、采用自动化存储输送设备自动进行存取作业的仓储系统。自动化立体仓库是实现高效率物流和大容量的关键系统，在自动化生产和商品流通中具有举足轻重的作用。 自动化立体仓库系统最早在美国诞生。20世纪50年代初美国开发了世界上第一个自动化立体仓库，并在60年代即采用计算机进行自动化立体仓库的控制和管理。日本在1967年制造出第一座自动化立体仓库，并在此后的20年间使这一技术得到广泛应用。进入20世纪80年代，自动化立体仓库在世界各国发展迅速，使用的范围涉及几乎所有行业。 关键字:自动化；立体仓储；发展；高效率； 正文： 一、自动化立体仓库的概述 （一）、自动化立体仓库的发展 随着现代工业发展的发展，柔性制造系统、计算机集成制造系统和工厂自动化对自动化仓库提出更高的要求，搬运存储技术要具有更可靠更实时的信息，工厂和仓库中的物流必须伴随着并行的信息流。无线数据通信、条形码技术和数据采集越来越多的应用于自动化立体仓库系统。 在自动化立体仓库发展过程中，经历了自动化、集约化、集成化和智能化几个发展过程。自动化时期主要在20世纪60到70年代，随着计算机技术的发展，自动化立体仓库得到了迅猛发展。在1967到1977年 10年中，日本建设超过了8000套自动化立体仓库系统。集约化发展是伴随大规模生产需求而发展的。其 规模曾经发展到超过100个巷道，货位数超过20万个。但事实表明，大型自动化立体仓库系统已不再是发展方向。美国Hallmark公司安装的多达120个巷道的系统已经达到巅峰。为了适应工厂发展的新趋势，出现了规模更小，反应速度更快，用途更广的自动化仓库系统。它结合先进的控制技术，应用到分段输送和按预定线路输送方面保持了高度的柔性和高生产率，满足了工业库存搬运的需要。儿大规模的立体仓库系统一般应用于大型配送中性。集成化的标志是随着信息系
先进制造工艺技术 摘要：随着市场竞争的日趋激烈化，生产规模、生产成本、产品质量和市场响应速度相继成为企业的经营目标，先进制造工艺应运而生。先进制造工艺是在不断变化和发展的传统机械制造工艺基础上逐渐形成的一种制造工艺技术。 With the increasingly fierce market competition, production scale, production costs, product quality and market responsiveness have become the business objectives, advanced manufacturing technology came into being. Advanced manufacturing technology is a manufacturing technology in the traditional mechanical manufacturing process based on a constantly changing and evolving development. 先进制造工艺技术旨在粗加工时获得高生产率，精加工时获得高精确度和高表面质量。它是实现优质、高校、低耗、清洁生产的基础，是保证产品参与市场竞争的基础。随着科技的不断发展，制造工艺亦日新月异。（1）先进制造工艺技术的代表性技术有材料受迫成形工艺技术、超精密加工技术、高速加工技术、快速原型制造技术、现代特种加工技术等。 （1）精密和超精密加工已经成为全球市场竞争取胜的关键技术。超精密加工是一个十分广泛的领域，它包含了所有能使零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。超精密加工方法主要有传统的切削、磨削，还有利用声、光、电等能源对材料进行加工和处理的方法，以及综合了多种加工方法的复合加工方法。（2）超精密加工机床是实现超精密加工的重要机械设备。 目前，国外超精密机床的发展在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本,这3 个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高,而且商品化的程度也非高。（3）1962年美国UnionCarbide公司研制成功半球车床,它是最早使用金刚石刀具实现超精密镜面切削的机床,可用于加工球形和半球形零件,机床为立式布局,电动机通过带轮带动主轴旋转,主轴采 用高精度空气轴承,加工件尺寸精度为0.6μm,表面粗糙度Ra为0.025μm以内（4）。美国LLNL 实验室于20世纪80年代研制成功两台大型超精金刚石车床。一台是卧式DTM-3超精密金刚石车床（5）,该机床为T形结构,采用多路激光干涉测量系统,可对各轴进行直线和偏移误差补偿。其系统分辨率为2.5nm,最大加工直径为Φ2100mm,加工精度方面:形状误差可达28nm, 圆度和平面度可达12.5nm,表面粗糙度Ra可达4.2nm。另一台是立式大型光学金刚石车床LODTM[5],机床主轴系采用液体静压轴承,位置测量系统采用分辨率为0.625nm的7路双频激 光测量系统,50r/min时的主轴回转精度小于51nm,加工精度可达28nm,可加工直径1.65m、高0.5m、质量1360kg的工件。[6]现在仍被公认为世界上精度最高的超精密机床。 (2)高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业。 高速磨削加工是高速加工技术中具有代表性的一种，高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。它与普通磨削的区别在于很高的磨削速度和进给速度，而高速磨削的定义随时间的不同在不断推进。20世纪60年代以前，磨削速度在50 m/ s 时即被称为高速磨削；而20世纪90年代磨削速度最高已达500 m/s。在实际应用中，磨削速度在100 m/ s以上即被称为高速磨削。[7] 以砂轮高速、高进给速度和大切深为主要特点的高效深磨技术是高速磨削在高效加工方面的应用之一。[8]高效深磨技术起源于德国，1979年德国P.G.Werner博士预言了高效深磨区的存在合理性，开创了高效深磨的概念，并在1983年由德国Guhring Automation公司创造了当时世界上最具威力的60 kW强力磨床，转速为10000 r/min砂轮直径为400 mm，砂轮 圆周速度达到100～180 m/s，标志着磨削技术进入了一个新纪元。1996年由德国Schaudt
燕山大学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称：顺序动作机械手 学院（系）：机械工程学院 年级专业：机电控制 学生姓名：杨忠合 指导教师：郑晓军 完成日期： 2014.03.25
一、课题国内外现状 目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。 国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量新产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。 二、研究主要成果 机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。 搬运机械手仿真设计和制作，机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的气缸来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的进退运动，并利用ADAMS 软件对搬运机械手进行建模，对其进行运动学及动力学仿真，
机电一体化文献综述定 CA6150普通卧式车床机电一体化改造文献综述专业:机械设计制造及其自动化班级:08机械设计制造及其自动化班作者:程斌指导老师:朱海燕一、前言常规CA6150普遍车床的对于高速发展的制造业已经有很大的不足，因此提出机电一体化改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的机电一体化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6150机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8051为CPU的控制系统，由 I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。根据刘勇军《机电一体化技术》西北工业大学出版社2009我们了解了机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括机身、框架、支撑、联接等。 动力驱动部分(动力组成要素):依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素):对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分(职能组成要素):将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令，控制整个系统有目的的运行。执行机构(运动组成要素):根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。 机电一体化技术发展机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力。 二、文献资料综述
先 进 制 造 技 术 综 述 学院：机械工程学院 专业：机械制造及其自 动化
《先进制造技术》试题 在课程学习和检索文献资料的基础上,撰写一份先进制造技术综述论文,包括以下具体内容： 1.绿色制造的关键技术。 2.超高速切削和超高速磨削技术，包括：超高速切削和超高速磨削的机理、关键技术和应用范围。 3.超周密加工技术，包括：超周密车削、超周密砂轮磨削、超周密砂带磨削、电泳磨削的加工原理、技术特点和应用范围。 4.特种加工，包括： （1）电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花表面强化等加工技术的加工原理与特点、应用范围。 （2）激光加工、电子束加工、离子束加工、水喷射加工等加工技术的加工原理、技术特点和应用范围。 5. 先进生产治理的技术，包括：敏捷制造、精益生产、智能制造等先进制造模式的定义、内涵、特点和关键技术等。 6.你自己对先进制造技术进展与创新历程的理解和观点。 答题要求： 1.论文包括题目、摘要、关键词、正文、结语、参考文献等部分。
2.论文正文字数许多于3000字，参考文献许多于30篇。 3.综述时应尽可能提供加工实例及其示图。 4.要按参考或引用的顺序列出文献资料的出处，并在引用处标注。 5.本试题页符在答卷上一并交回，提交试卷时，同时提交电子文档。 6.参照《西安科技大学学报》排版格式。试卷用A4纸，一级标题用黑体四号字，二级标题用仿宋体小四号字，行间距为1.5倍。 7.卷面不得雷同，否则不记成绩。
先进制造技术综述 摘要：本文通过大量列举典型的先进制造工艺和先进 的治理系统来介绍先进制造技术的进展现状及特点，其 中包括典型的先进制造工艺有：绿色制造技术、超高速 加工技术、超周密加工技术以及特种加工技术；典型的 先进治理系统有：敏捷制造、精益制造以及智能制造等 先进制造技术。文中分析了以上各种先进技术的加工原 理、技术特点、关键技术以及该技术的应用范围。最后， 阐述了本人对先进制造技术进展与创新历程的理解和 观点。 关键词：先进制造；绿色制造；超高速加工；超周密加 工；先进生产治理系统 0 引言 先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断汲取机械、电子、信息(计算机与通信、操纵理论、人工智能等)、能源及现代系统治理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、治理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，提高
国内并联机床的发展 并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度重视。并联机床克服了传统串联机床移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷。并联机床可完成从毛坯至成品的多道加工工序，实现并联机床加工的复合化。 并联机床是近年来发展起来的一种新型结构机床。因没用实体坐标轴，固又称为虚拟轴机床。并联机床是空间机构学研究成果在数控机床领域中的创造性应用，它集机构学理论﹑机器人技术和数字控制技术于一体，是多学科交叉的新兴产物。它的发展可以分为3个阶段：模拟器阶段、并联机器人阶段和并联机床阶段。 并联机床的优点 并联机床是新一代的数控机床。它完全打破了传统机床结构的概念，采用了多杆并行驱动方式。从机床整体来说，传统的串联机构机床是属于位置求解简单而机构复杂的机床而相对于并联机构机床，则机构简单而位置求解复杂。在并联机构的位置分析中，位置反解比较简单，位置正解却非常复杂，与串联机构截然相反。与串联机构机床相比，并联机床主要有以下优点。 （1）刚度重量比大。因采用并联闭环静定或非静定杆系结构，且在准静态情况下，传动构件理论上为仅受拉压载荷的二力杆，故传动机构的单位重量具有很高的承载能力。 （2）动态性能好。运动部件惯性的大幅度降低有效地改善了伺服控制器的动态品质，允许动平台获得很高的进给速度和加速度，因而特别适合各种高速数控作业。 （3）机床结构简单，集成化、模块化程度高。这使得并联机床结构设计和加工等多方面得以简化。 （4）变换坐标系方便。由于没有实体坐标系，机床坐标系与工件坐标系的转换全部靠软件完成，非常方便。 （5）技术附加值高。并联机床结构看起来很简单，但设计、控制却很复杂，具有“硬件”简单、“软件”复杂的特点，是一种技术附加值很高的机电一体化产品。 （6）使用寿命长。并联机床由于没有传统机床导轨，避免了导轨磨损、锈蚀、划伤等现象。从以上分析可以看出，并联机床具有许多传统机床无法替代的优点,弥补了串联机床的不足。虽然不会成为传统机床的替代者,但我们完全可以预见在不远的将来并联机床将会在一些专业领域里成为传统机床强有力的补充者。 并联机床在国内的发展状况 我国并联机床的研究与开发几乎与世界同步。1994年并联机床在国际上首次展出之后，国内许多高校和科研单位也纷纷投入力量进行研究。由清华大学和天津大学合作开发的我国第一台并联机床，在1998年的北京机床展览会上展出。在1999年北京CIMT’99中国国际机床展览会上，展出了哈尔滨工业大学研制的BJ-30型并联机床，该机床还成功地进行了叶轮加工的演示。同时，在这次展
1课题的背景和意义 扫描式三维形貌检测系统即为三坐标测量机，是经过40多年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器，有着非常广泛的用途。 20世纪60年代以来，工业生产有了很大的发展，特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业兴起后，各种复杂零件的研制和生产需要先进的检测技术与仪器，因而体现三维测量技术的三坐标测量机应运而生，并迅速发展和日趋完善。作为近40年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器，三坐标测量机已广泛地用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、齿轮、形体等空间型面的测量。此外，还可用于划线、定中心孔、光刻集成线路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。 三坐标测量机主要由四大部分组成：主机机械系统（X、Y、Z三轴或其它）、测头系统、电气控制硬件系统、数据处理软件系统（测量软件）。 三坐标测量机的出现是标志计量仪器从古典的手动方式向现代化自动测试技术过渡的一个里程碑。三坐标测量机在下述方而对三维测量技术有重要作用: （1）解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量，例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺寸检测； （2）提高了三维测量的精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米长度内可达1μm以内，三维空间精度可达1μm一2μm。对于车间检测用的三坐标测量机，每米测量精度单轴也可达3μm一4μm； （3）由于三坐标测量机可与数控机床和加工中心配套组成生产加工线或柔性制造系统，从而促进了自动化生产线的发展； （4）随着三坐标测量机的精度不断提高，自动化程度不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高了测量效率。尤其是电子计算机的引入，不但便于数据处理，而且可以完成CNC的控制功能，可缩短测量时间达95%以上。 2本课题相关技术的国内外发展概况 2.1三坐标测量机的发展历程 三坐标测量机是集机械、光学、控制技术、计算机技术为一体的大型的精密测量仪器，由于它的通用性强，测量范围大、精度高、效率高、性能好，因此自1959年
ZQ350减速器传动轴键槽铣夹具设计文献综述机械电子工程专业机械A1321班李雪指导老师：张玉英 前言 夹具最早出现在18世纪后期，随着人们生活水平的提高，科学的不断发展进步，从辅助工具慢慢发展为门类齐全的加工装备的夹具，在机械加工焊接，热处理，装配中有着不可取代的地位，在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占在正确位置以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具。其组成包括定位元件、夹紧装置、夹具与机床之间的连接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件、夹具体。使用机床夹具可以保证工件的加工精度，减少辅助工时，大幅提高生产效率，还能扩大机床使用范围，实现“一机多能”。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量、生产效率和成本。夹具不仅用于金属切削加工，还可以应用在检验、装配、焊接零件、生产线制造等过程中，是机械加工过程中必不可少的工艺装备。机床夹具设计的效率和质量对产品的上市时间和质量的影响很大，在产品生产制造中具有重要的意义，各个企业都在不断地增加人力和物力来加快其设计和生产速度。 机床夹具的功能 （1）保证加工精度工件加工过程通过机床夹具进行定位、加紧，以保证加工表面稳定的位置精度。 （2）缩短辅助时间，提高生产率夹具的使用，可以减少划线、找正、对刀等辅助时间，多件，多工位的夹具及气动、液动的夹紧装置能进一步减少辅助时间，提高生产率。 （3）扩大了机床的使用范围有的机床夹具实质上对机床进行了局部改造，扩大了原来机床的功能和使用范围。 （4）降低了对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。夹具的发展历程,大约可以分为三个阶段: 第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,使得加工过程进一步提高效率和趋于完善.这一阶段使用夹具旨在提高生产率。 第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。 第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备，夹具是实现工艺的手段之一。 夹具分类 随着机械制造业的不断发展，机床夹具的种类日趋繁多，常可按照应用范围、使用机床、夹具动力源来分类。 （1）按夹具的应用范围分类 根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调整夹具和组合夹具等。