开题报告机械系（院）2008届题目AD35数控车床X向进给系统设计课题类型毕业设计课题来源其他学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化年级3班指导教师职称讲师填写日期：2012年4 月1日一、本课题研究的主要内容、目的和意义（1）课题研究的主要内容：AD-25数控车床适宜加工各种形状复杂的轴、套、盘类零件, 如车削内、外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、切槽、倒角、车螺纹等，工艺适应性强，加工效率高，精度高，加工质量稳定，可降低对工人技术熟练程度的要求。

编程容易，操作简单，可广泛适用于汽摩配件、家电、液压气动、轴承、仪器仪表、五金阀门等制造业中、小型零件的批量加工，是理想的中小型机械加工设备。

AD-25经济型数控机床X向进给系统的设计的主要内容包括：1、研究X轴进给系统中Z轴进刀箱的结构设计及其他支撑结构的设计丝杠采用高性能材料制造，对支撑丝杠的箱体及支架进行合理的设计，以使丝杠在工作时处于最佳状态。

2、研X轴进给系统中电机的选择及丝杠转矩与电机的转矩的校核根据对机床的功能要求，对电机进行选择，并对丝杠进行尺寸的计算，并对其进行最大扭转转矩及刚度进行校核，以符合机床的功能要求。

（2）课题研究的目的：提高机床的自动化程度，提高机床生产率及加工成品的一致性，降低操作者劳动强度，降低机床对操作者熟练程度的要求。

以数控机床为代表的数控设备的生产与应用水平反映了一个国家的机械与电子工业水平。

它的推广应用对提高劳动生产率和产品质量，改变我国制造技术落后的状况起着极为重要的作用。

（3）本课题研究的意义：AD-25数控车床X向进给系统的设计是数控车床设计进给系统的一部分，其设计的精确度，准确度直接影响着数控车床质量的好坏，特别是在科学技术日益发展的今天，进给系统设计的稳定性更为重要。

X向进给系统的设计再AD25数控车床的设计中占有着不可替代的作用。

我国的数控车床进给系统设计主要包括X,Z向的进给，其中X向主要用于切削，等加工工序中。

数控技术对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。

数控装备则是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品。

数控技术是制造自动化的关键基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备的拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。

数控机床是装备制造业的基础，振兴装备制造业首先要振兴数控机床业。

一个国家数控机床业的水平已经成为衡量该国制造业水平、工业现代化程度和国家综合竞争力的重要标志，直接关系到国家经济建设和国防安全及战略地位。

国务院发布的《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》的实施，为我国数控机床制造业提供了很好的发展机遇。

数控技术是实现机械制造自动化的关键，直接影响到一个国家的经济发展和综合国力。

数控系统作为数控技术的核心部件，其性能的改进及技术的发展给予了机械加工设备以“质”的变化。

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，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

数控技术已经成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素，其应用几乎遍及国民经济各个领域，数控技术应用的程度已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志之一，所以正确合理地提高设计与使用数控技术，对于提高机床装备的工作品质和技术经济性能具有重要意义。

同时能让我们学到的理论知识运用到实践中，提高实践能力,使我们的设计更具实用性。

二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）数控技术是典型的机电一体化技术，它将微型计算机的信息处理功能和机械的几何运动结合与一体。

微型计算机通过数字量去控制机械运动，实现生产过程自动化，从而较好地解决了复杂精密、多品种、中小批量机械零件加工问题，是一种通用、灵活、高效的自动化机床。

并且它与普通车床相比有的许多优点：1.自动化程度与生产效率高。

2.具有较大的柔性。

当加工对象改变时，只需重新编制程序就能非常迅速地从一种零件加工过渡到另一种零件的加工，特别使用于目前品种多、批量小、变化的生产特征。

3.加工精度高、加工质量稳定。

数控加工的尺寸精度一般在0.005~~0.01之间，不受零件结构复杂程度和操作者的技术水平的影响。

从而废品率大大下降。

4.易于建立计算机通信网络。

数控机床是使用数字信息作为控制信息，易于与CAD或AM系统连接形成CAD/CAM一体系统，它是柔性制造技术（FMS）、计算机集成系统（CIMS）等现代制造技术的基础。

5.便于现代化产管理。

这些特点使数控机床在50年代问世后，应用范围从小批量生产发展到大批量生产领域。

在未来的制造领域随着技术的不短完善，数控机床价格的下降以及操作维修技术的提高，数控机床将迅速普及。

1.我国数控机床技术的发展历程、现状与趋势我国从1958年由北京机床研究所和清华大学等单位首先研制数控机床，并试制成功第一台电子管数控机床，从1965年开始研制晶体管数控系统，直到20世纪60年代末和70年代初，研制的数控劈锥铣床、非圆插齿机等获得成功。

在引进吸收国外先进技术的基础上北京研究所又开发出BSO3经济型数控技术和BSO4全功能数控系统，航空航天部706所研制出MNC864数控系统等，进而推动了我国数控技术的发展，使我国数控机床在品种、性能上以及水平上均有了新的飞跃。

我国数控机床已跨入一个新的发展阶段。

我国数控机床产量虽然持续高速增长，而进口量仍很旺盛，我国应根据市场需求和技术发展趋势，积极推进高效、精密为核心的数控机床“um”级工程，加强发展高性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床，超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等相关的关键技术。

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。

机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。

随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。

本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势。

2.当前世界数控技术现状和发展趋势国际机床市场的消费主流是数控机床。

1998年世界机床进口额中大部分是数控机床，美国进口机床的数控化率达70，我国为60%。

目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。

国外数控机床的网络化。

随着计算机技术、网络技术日益普遍运用，数控机床走向网络化、集成化已成为必然的趋势和方向，互联网进入制造工厂的车间只是时间的问题。

从另一角度来看，目前流行的ERP即工厂信息化对于制造业来说，仅仅局限于通常的管理部门（人、财、物、产、供、销）或设计、开发等等上层部分的信息化是远远不够的，工厂、车间的最底层加工设备——数控机床不能够连成网络或信息化就必然成为制造业工厂信息化的制约瓶颈，所谓的ERP就比较“虚”没有能够真正地解决制造工厂的最关键的问题。

所以，对于面临日益全球化竞争的现代制造工厂来说，第一是要大大提高机床的数控化率，即数控机床必须达到起码的数量或比例；第二就是所拥有的数控机床必须具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在工厂、车间之间流通。

以FANVC和西门子为代表的数控系统生产厂商已在几年前推出了具有网络功能的数控系统。

在这些系统中，除了传统的RS232接口外，还备有以太网接口，为数控机床联网提供了基本条件。

由于国外企业的发展水平，数控机床的网络接口功能被定义为用于远程监控、远程诊断。

数探机床是支撑先进制造技术的基础，是发达国家竞相培育的宠儿。

世界数控机床的发展动向可归纳为下述几点：工序复合化工序复合化是指在一台数控机床上经一次装夹完成多个工序和多表面的加工，以提高加工精度和效率，减少形位误差和加工时间。

最先出现的加工中心即是典型的工序复合化机床，它能在一次装夹中完成镗、铣、钻、铰和攻丝等多个工序。

其后，车削中心，钻削中心，磨削中心和电加工中心等相继问世。

加工中心可通过各类立卧转换的主轴对工件实现除底面以外的五面加工；机床推向市场，使用户得以比原价格低30%－40%的价格买到所需的机床。

由车削中心能完成回转零件的全部加工。

发展较慢的磨床也出现了磨削中心，可在一次装夹中完成内外圆、沟槽、端面、非圆表面的全部磨削工序。

精密化的高速化精密化是数控机床发展中始终追求的目标。

高速是实现高效加工的重要途径。

近十年来，数控机床的高速化成效显著，如加工中心的主轴转速、工作台移动速度和换刀时间分别从80年代中的3000－40000r／min，10m ／min和五至十秒，提高到90年代中的15000－50000r／min，80－120r／min 和一至三秒。

不少加工中心的主轴转速甚至达到10000r／min。

机床制造厂通过对新型主轴和运动部件的研制，振动和热变形的消减乃至开发如虚拟六轴加工中心和直线电机这类有创新意义的机床或部件，来提高数控机床的精度和速度。

低价格化只有在适用前提下追求高精尖才是有生命力的；低价格应是产品开发的重要一环。

在这种思想指导下，美国率先而日本紧跟着将低价而实用的数控机床推向市场，使用户得以比原价格低30%－40%的价格买到所需的机床。

由于采用了诸如零部件通用化，选用价廉物美的配套件，剔除多余功能及采用新技术等措施，机床虽然降价但性能并不降低，有的甚至超过原有的功能。

结构和部件的创新为求得数控机床的更大的发展，欧美和日本等国均极为重视机床结构和部件的创新。

美国吉丁·路易斯公司于1994年首先推出的虚拟六轴无导轨加工中心即是一例。

机床以三角形的构架取代了传统的床身和立柱，用可伸缩六条“腿”来支撑并移动主轴对固定的工件加工。

比之传统的加工中心，其刚度高五倍，轮廓加工速度高三倍以上，而空间精度要比坐标测量机高五倍以上。

直线电机是创新的又一实例。

它具有高速和定位准确的优点，因此在美国和日本开始实际应用。

柔性化和系统化自80年代起，以数控机床为主体和各类柔性生产系统应运而生。

按其规格、自动化程度和控制方式不同，可分为柔性制造单元，柔性制造系统，柔性流水线，独立制造岛，计算机集成制造系统的智能制造系统等。

总而言之，目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。