《数控铣床及加工中心产品设计》开题报告

《数控铣床及加工中心产品设计》开题报告
一、课题名称：
数控铣床及加工中心产品设计
二、选题理由
制造技术是各国经济竞争的重要支柱之一，经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平。

机床工业是国民经济的一个重要先行部门，担负这为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，以1994年为例，全世界基础的消费额达261.7亿美元。

其中美国的消费额56亿美元、中国33.6亿美元。

所以，在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。

然而在机械制造业中，大批大量生产时采用专用机床、组合机床、专用自动线等并配以相应的工装，这些设备的初期投资费用大、生产准备时间长，并且不适应产品的更新换代。

单件小批生产时，由于产品多变而不宜采用专用机床，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何形状也日趋复杂，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工。

书空机床就是在这样的背景下产生和发展起来的一种新型自动化机床，它较好的解决了小批量、品种多变化、形状复杂和精度高的零件的自动化加工问题。

随着计算机技术，特别是微型计算机技术的发展及其在数控机床上的应用，机床数控技术正从普通数控向计算机数控发展。

一个国家数控机床的拥有量（相对值），标志着这个国家机械制造业的现代化程度。

数控铣床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范围广在数控机床中占有重大的比例，因此研究《数控铣床及加工中心产品设计》具有重大意义。

三、国内外研究现状
当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。

长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成
为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。

中国加入WTO后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。

数控机床出现至今的50年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。

美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。

例如：在19世纪初时是1mm级，到20世纪初时提高到了0.01mm 级。

而近30年来，普通机械加工的精度已从0.01mm提高到0.005mm 级，精密加工的精度已从1um级提高到0.02um级，超精密加工的精度已从0～0.01um级进入纳米级。

在表面粗糙度方面，日本用萤光碳素泡沫抛光剂和细微SiO2粉末抛光工作，成功获得了小于0.0005um 的表面粗糙度。

过去们只注意表面粗糙度、波度和纹理等表面特征，忽视了表面之下0.38mm范围内的内部效应，即次表面效应对零件可靠性的影响。

这方面尚需深入研究，采取相应措施，方能提高产品的质量和使用寿命及可靠性。

中国於1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。

在1958～1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。

第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用於生产而停顿。

主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。

在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国（地区）引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。

在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。

至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不
能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。

存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。

四、研究内容：
1.按图纸要求制定真确的工艺方案；
2.选择合理的刀具和切削工艺参数；
3.编写数控加工程序。

五、研究方法：
首先阅读大量相关文献资料，教材及新闻背景资料，包括机械制造的原理及方法，质量管理应用，数控机床现有技术水准，国际水平探讨方面的书籍，报刊。

以了解可靠性的内容，质量管理的概况和数控机床领域的基本知识体系。

然后通过调研，进一步了解企业现状及需求。

接下来进行分析与设计。

确定数据来源的真实准确。

再进行系统设计。

由于现有设备所采用的是分析设计方法，因此可以首先对原有设备进行适当的测试与调试，然后使用快速原型方法来提高加工质量，等得到企业有效的反馈信息后再可以考虑用统计分析法和棕合法进行接下去的再分析，再设计
六、进展按排：
1、准备阶段（12月15日～12月30日）。

搜集有关资料，准备参考资料。

2、完成开题报告及论文大纲交老师批阅（1月1日～1月15日）。

3、依据论文大纲完成论文一稿交老师批阅（1月16日～3月10日）。

4、完成论文二稿交老师批阅（3月11日～4月10日）。

5、完成三稿（4月11日～4月30日）。

6、完成相关论文简介、答辩提纲，准备答辩阶段（5月1日～5月10日）。

7、毕业设计答辩阶段（5月中旬）。

七、主要参考资料：
1、周昌治,杨忠鉴,赵之渊,陈广凌,机械制造工艺学,重庆大学出版社出版,2015年12月第6次印刷.
2、张丽华,马立克，数控编程与加工技术，大连理工大学出版社,2015年7月第2版.
3、杨建明,数控加工工艺与编程,北京理工大学出版社,2015年4月第3次印刷.
4、吕天玉,宫波,公差配合与测量技术,大连理工大学出版社，2015年7月第3次印刷.
5、高波,机械制造基础,大连理工大学出版社,2015年8月第1次印刷.
6、黄鹤汀,王芙蓉,金属切削机床（上册）,机械工业出版社，2015年7月第1版第10次印刷.。