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![毕业设计(论文)-基于刀具寿命的高速切削参数优化研究[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/55dbc2375fbfc77da369b120.png)
摘要高速切削加工是近几十年来迅速发展起来的先进制造技术，以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征，具有综合效益好、对市场响应速度快的能力。
而切削参数的优化选择是高速加工工艺研究中的重要内容，对高速加工技术的发展和应用有着重要的意义。
切削参数的选择直接影响到产品的质量、生产率、加工成本等。
实际加工中影响切削参数的因素较多并且相互制约，因而确定最佳的加工参数较为困难。
本文将灰色关联分析和模糊控制运用于加工参数优化选择，进而得到最优的加工参数组合。
针对不同的加工参数组合，实施了高速切削实验，获得了刀具磨损的数据。
通过对实验数据进行灰色关联分析和模糊控制分析，明确了切削速度、进给量、轴向切削深度和径向切削深度等切削参数对刀具寿命和材料去除率的影响规律。
最后通过试验验证，使用本论文提出的方法得到的切削参数的优化组合，高速侧铣加工的性能特性刀具寿命和金属材料的去除率同时得到了改善。
经优化的切削参数与最初的切削参数相比，刀具寿命和材料去除率分别提高了。
关键词：高速加工，切削参数，材料去除率，刀具寿命，灰色关联，模糊控制目录第一章绪论 5 高速切削技术的简介 5高速切削的特点5高速加工的关键技术 6高速切削技术的研究概况 6国外高速切削技术研究概况 6国内高速切削技术的研究状况 7课题的研究内容及其研究现状 8课题的研究意义9课题的研究现状9课题的研究内容 9论文架构9第二章高速加工试验设计10刀具磨损理论基础 10刀具磨损的概念与磨损的形式10刀具磨损的形成机理 10影响刀具磨损的因素 11刀具的磨损过程 12刀具磨损量的测量 13材料的去除率 13试验设计基础 13高速加工试验设计 14试验设计思路 14试验设备及材料 14试验设计 15第三章灰色系统和模糊控制理论 17灰色系统理论简介 17灰色系统的基本概念 17灰色系统的基本原理 18灰色系统理论与传统数理统计相比的优点 19模糊控制理论 20模糊现象及模糊概念 20模糊控制的特点 21几种不确定性方法的比较 21灰色关联分析的操作 22数据的归一化 22灰色关联系数的计算 23模糊逻辑 23模糊集合的定义 23 .确定隶属函数的方法 23常见隶属函数的图形 24模糊逻辑推理 24解模糊判决25第四章切削参数优化26灰色关联分析 26模糊控制 27切削参数的优化组合 29试验验证29第五章结论与未来展望30结论 30未来展望 30谢辞参考文献第一章绪论机械制造业是科学技术物化的基础,是高新技术产业化的载体,是国防建设的基础工业,也是为提高人民生活质量提供消费类机电产品的行业,是一个国家和地区工业化水平的标志,在国民经济发展中有着非常重要的地位。
机械制造中的机械加工高速切削技术高速切削是机械加工领域中的一项重要技术，它在工件加工过程中使用高速切削工具，以较大的进给速度和转速进行切削，提高了加工效率和加工质量。
本文将介绍机械加工高速切削技术的原理、特点以及在机械制造中的应用。
一、高速切削技术的原理高速切削技术是基于高速运动的切削工具和工件之间的相对运动原理。
在高速切削过程中，切削工具以较高的转速和进给速度与工件接触，形成切屑并进行切削。
相比传统的慢速切削，高速切削具有以下特点：1. 切削速度较快：高速切削在保持刀具刃口整齐的情况下，增大刀具转速和进给速度，从而大幅提高了切削效率。
2. 切削温度较低：高速切削由于切削时间短，切削工具与工件接触时间减少，从而减少了热量在切削区域的积累，使得切削温度低于常规切削。
3. 切削力较小：高速切削采用较高的转速和进给速度，在单位时间内切削的材料量相对较大，切削力得到了有效分散，从而降低了切削力的大小。
二、高速切削技术的应用1. 提高生产效率：高速切削技术在机械制造中广泛应用，能够显著提高生产效率。
通过提高切削速度和进给速度，生产厂商可以在较短时间内完成更多的加工任务，提高了机械加工的效率。
2. 提高加工精度：高速切削技术具有切削温度低、切削力小等特点，能够减小热变形和机械振动对工件加工精度的影响，提高了加工精度和表面质量。
3. 增加工件材料种类：高速切削技术在闪光电火花加工、超硬材料和薄壁工件高速切削等领域应用广泛。
高速切削通过较高的转速和进给速度，能够更好地适应不同材料的加工需求。
4. 降低加工成本：高速切削技术通过提高加工效率和降低切削力，可以减少切削时间和刀具磨损，从而降低了加工成本。
三、机械加工高速切削技术的挑战与发展高速切削技术在机械制造中的应用受到了一些挑战，如切削热问题、切削润滑和冷却问题等。
同时，随着高速切削技术的发展，一些新的切削方式如超声波切削、激光切削等也受到了广泛关注。
为了进一步推动高速切削技术的发展，需要加强研究，探索新的切削理论和方法。
超高速切削技术论文随着社会的不断进步,技术的日益完善,人们对超高速切削加工技术有了更高的要求。
这是店铺为大家整理的超高速切削技术论文，仅供参考!超高速切削技术论文篇一超高速切削的技术体系、技术现状和发展趋势摘要沿袭数十年的普通数控机床的传动与结构已远远不能适应要求，必须进行全新设计。
因此，有人称高速与超高速机床是2l世纪的新机床，其主要特征是实现机床主轴和进给的直接驱动，是机电一体化的新产品。
关键词超高速切削;技术;体系;现状;发展中图分类号TG506 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0124-02现代工业技术的发展技术不断发展，车床加工的工艺也逐渐向精细化、自动化发展。
在这种环境下，机床材料与结构、机床设计、快速给进系统、自动化制造技术、高性能刀架系统、高速轴承系统、高性能切削技术、高性能刀具等多方面的软硬件技术充分发展，以此为基础综合发展而出现了较为复杂的工业系统工程的高速切削技术。
1 超高速切削技术的优越性在现代工业科学技术的不断发展进步中，高速与超高速切削刀具与机床设备等关键技术取得了突破性的进展，使得朝高速切削工艺逐渐走向成熟。
超高速切削工艺技术不断进步，切削速度范围不断扩展，在实际的生产应用过程中，铝合金的超高速切削速度已经能够达到每分钟1 500m～5 500m，铸铁的超高速切削速度为每分钟750m～4 500m，普通刚的切削速度为每分钟600m～800m，给进速度达到每分钟20m～40m。
随着现代工艺的发展，超高速切削的技术还在不断发展，实验室中铝合金的切削速度已经超过了每分钟6 000m，给进加速度已经能够达到3倍重力加速度。
超高速切削的具体特点与优势包括以下几点。
1.1 可提高生产效率在机床加工的切削过程中，生产效率的提高是核心。
而生产效率的主要影响因素包括加工系统的自动化程度、机床机械的动作时间与辅助加工时间。
根据文献资料，机床主轴给进与转动的速度大幅度提高，使得加工时间减少一半，从而简化了机床的机械结构，减少了1/4的零件数量，简化了维护的过程。
高速切削技术对金属切削效果的提升及挑战随着现代制造业的迅速发展，对金属切削工艺的要求也越来越高。
高速切削技术作为一种先进的金属切削加工方式，极大地提升了金属切削的效果和效率。
然而，高速切削技术也面临着一些挑战。
本文将就高速切削技术对金属切削效果的提升及面临的挑战进行探讨。
高速切削技术通过增加切削速度，缩短了切削时间，提高了金属切削的效率。
其核心思想是在提高切削速度的同时，保持刀具与工件之间的切割力和摩擦力在较低的水平上，以减少切削时产生的热量和切削力。
这一技术的应用使得金属切削中的切削时间大幅缩短，生产效率大大提高。
高速切削技术对金属切削效果的提升主要表现在以下几个方面：首先，高速切削技术能够实现更高的表面质量。
传统的切削加工会在切削过程中留下很多痕迹和划痕，导致工件表面质量较低。
而高速切削技术通过提高切削速度和合理选择刀具材料，可以有效减少划痕和痕迹的产生，从而提高金属表面的质量。
其次，高速切削技术可以实现更高的切削精度。
传统切削加工通常需要进行二次加工或者精修来达到所需的尺寸精度。
而高速切削技术通过控制刀具的运动速度和切削参数，能够在一次加工中达到更高的切削精度，从而减少了加工的工序，提高了生产效率。
此外，高速切削技术还可以实现更高的加工精度。
高速切削技术在切削过程中，由于切削速度高，所以切削时产生的切削力相对较小，这就减少了工件的变形和热膨胀，提高了加工精度。
同时，高速切削技术可通过调整切削参数提高切削的稳定性和一致性，从而减少加工误差，提高了加工的精度。
然而，高速切削技术也面临着一些挑战。
首先是刀具磨损问题。
高速切削技术要求刀具在高速运动下具有较长的工作寿命和较高的耐磨性。
然而，由于切削速度高，切削时的温度和切削力也较大，这会导致刀具磨损更快。
因此，选择合适的刀具材料和涂层技术，以及合理的冷却和润滑措施，对于提高刀具的耐磨性非常重要。
其次是加工精度和稳定性问题。
高速切削技术对刀具的刚性和动态平衡性要求较高，要保证加工的精度和稳定性。
高速切削加工技术论文(2)高速切削加工技术论文篇二浅谈高速切削加工技术的发展摘要:高速切削技术是近十几年来迅速崛起的一项先进制造技术,已成为现代制造业的重要组成部分。
从高速切削的特点和机理入手,分析这项高新技术发展状况和目前的应用。
关键词:高速切削;机床;刀具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,有时也称为超高速切削Utra一ligh Speed Machining)。
高速切削是一个相对的概念,当使用不同的加工方法和工件材料与加工刀具时,Hsc的切削速度会有很大的不同。
高速切削强调的是高的速度,即要有高的主轴转速,高速切削中的高速不是一个技术指标,而应是一个经济指标。
高速切削时由于切削速度的大幅度提高,决定了高速切削具有以下特点:一是生产效率提高;二是切削力降低;三是工件的热变形减小;四是工件振动减小;五是可加工各种难加工材料;六是生产成本降低。
一、高速切削的机理在高速切削过程中,由于切削速度足够快,使应变硬化来不及发生,变形只发生小范围内会使切削力小于传统速度的切削力。
高速切屑变形机理在很大程度上与热量有关,随着切削速度的增加,切屑流受到的阻力减小,从而使切屑变薄、切削力减小。
高速切削机理主要包括高速切削中切削力、切削热变化规律.刀具磨损的规律.切屑的成型机理以及这些规律和机理对加工的影响。
目前对铝合金的高速切削机理的研究与应用比较成功,但对黑金属和难加工材料的高速切削机理的研究与应用尚处于不断探索之中,应用也是在不成熟的理论指导下进行。
另外,高速切削机理的研究与应用已进入钻铰、攻丝等的切削方式中,但还处于探索阶段。
随着科学技术的发展,对高速切削的切削力、切削热、切屑成型、刀具磨损、刀具寿命、加工的精度和表面质量等的变化规律将做更加深入的分析与研究。
二、高速切削的发展高速切削缘起自航空铝合金零件的加工。
在该领域,高速加工主要用于铣削高强度铝合金整体构件、薄壁类零件,切除其90%,的材料。
高速切削加工技术摘要：介绍高速切削加工的定义，高速切削加工中机床的选择，高速切削加工刀具材料的介绍及高速切削加工工艺的有关知识。
关键词：高速切削加工；高速切削刀具；高速切削工艺；高速切削技术是近十年来迅速崛起的一项先进制造技术。
由于高速切削技术具有切削效率高、加工质量高、能直接加工淬硬钢件和良好的经济性,使航空、模具、汽车、轻工和信息等行业的生产效率与制造质量显著提高,并引起加工工艺及装备相应的更新换代。
因此如同数控技术一样,高速切削和高速加工已成为21世纪机械制造业一场影响深远的技术革命。
目前,适应HSC要求的高速加工中心和其他高速数控机床在发达国家已呈普及趋势,我国近来也在加快发一、高速切削技术高速切削加工的特点是高效、高精度和低成本。
在当今社会已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。
高速切削技术特征主要表现在如下方面：与传统加工相比，高速切削提高了切削速度，工件与前刀面的摩擦增大，切屑和刀具接触面温度急剧升高，很容易达到工件材料的熔点，使得工件变软甚至液化，大大减小了对切削刀具的阻力，使得切削变得中国金属加工在线版权所有轻快。
由于加工产生热量的70% ~80%都集中在切屑上，而高速切屑的去除速度很快，热量很难传导到工件上，从而提高了加工精度和质量、提高了生产效率。
因此，高速切削加工是一种在不增加设备数量的同时，大幅度提高加工效率的一种高科技。
论文发表，高速切削技术。
论文发表，高速切削技术。
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。
刀具设计论文高速切削论文：提高切削效率的途径摘要：文章介绍了提高切削效率的几种主要途径，主要有合理选择切削用量，选择性能好的刀具材料，合理选择加工路线与加工方式等，为提高加工效率，降低制造成本提供了技术保障。
关键词：刀具设计；高速切削；切削效率；切削用量数控加工作为现代制造业先进生产力的代表，在机械、航空航天和模具等行业发挥着极为重要的作用。
而新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用与超高速切削紧密相关。
因此，如何提高加工效率，降低废品率成了众多企业共同探讨的问题。
一、提高切削效率的途径（一）合理选择切削用量研究证明，当切削速度提高10倍，进给速度提高20倍，远远超越传统的切削“禁区”后，切削机理发生了根本的变化。
其结果是：单位功率的金属切除率提高了30%～40%，切削力降低了30%，刀具的切削寿命提高了70%，大幅度降低了留在工件上的切削热，切削振动几乎消失；切削加工发生了本质性的飞跃。
根据目前机床的情况来看，要充分发挥先进刀具的高速加工能力，需采用高速加工，增大单位时间材料被切除的体积。
（二）选择性能好的刀具材料在数控机床切削加工中，金属切削刀具的作用不亚于瓦特发明的蒸气机。
制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性（切削加工、锻造和热处理等），并不易变形。
目前国内外性能好的刀具材料主要有：金属陶瓷、硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石（pcd）和立方氮化硼（cbn）刀具等。
它们各具特点，适应的工件材料和切削速度范围各不相同。
cbn适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等，如加工高硬钢件（50～67hrc）和冷硬铸铁时主要选用陶瓷刀具和cbn刀具，其中加工硬度60～65hrc以下的工件可用陶瓷刀具，而65hrc以上的工件则用cbn刀具进行切削；pcd适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等，加工铝合金件时，主要采用pcd和金刚石膜涂层刀具；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具；硬质合金涂层刀具（如涂层tin、tic、ticn、tiain等）虽然硬度较高，适于加工的工件范围广，但其抗氧化温度一般不高，所以切削速度的提高也受到限制，一般可在400～500m/min范围内加工钢铁件，而al2o3涂层的高温硬度高，在高速范围内加工时，其耐磨性较tic、tin涂层都好。
硬质金属材料高速切削加工探讨[摘要]在金属加工行业，硬质金属材料的高速切削加工一直摆在从业者面前的一道难题。
本文阐述利用高速切削工艺加工硬质金属材料的相关特点，详细解析高速切削的基础技术，分析高速切削的具体加工工艺以及切削过程中存在的问题，以便于高速切削技术在生产实践中具备更好的实用性。
【关键词】硬质金属材料；高速切削加工；特点与技术1、前言上世纪初期，欧洲物理学家萨洛蒙博士在实验室进行了超高速模拟实验，他根据实验所得的结果，提出了一个理论----高速切削理论。
依据萨洛蒙博士的相关理论，高速切削指的是每一种材料在进行切削时，都存在一个特定的速度范围，一旦切削速超出这一范围，切削温度就会急剧升高，破坏切削刀具，迫使切削加工的停止；在研究中，萨洛蒙博士发现了一种奇特的现象，当刀具的切削速度渐渐增大，达到一个区域范围后，加工所产生的切削温度和切削力并不再升高，反而会出现下降的趋势。
在这样一个切削速度下进行硬质金属材料的加工，能大幅度提高加工效率，减少切削加工时间。
2、硬质金属材料高速切削加工的特点通常情况，硬质金属材料很难进行切削加工，因为材料本身的强度比较高，传递热量的性能又差，易在加工过程中出现损害材料的现象。
切削加工因其特殊性，成功地解决了硬质金属材料切削加工的难题。
在高速切削硬质金属材料时，短时间内产生的切削热量是极大的。
高热量导致切削层温度瞬间升高，软化了硬质金属材料切削层处的硬度，有利于减小材料塑性变形的抵抗力，从而进一步降低材料切削难度。
高速切削具有以下优点：一、能轻松的实现硬质金属材料的切削加工。
针对镍基合金、高锰钢、钛合金等高硬度高强度的硬质材料，通过应用高速切削技术，能将材料的加工速度大幅度提高，一般而言高速切削的速度为100到1000米每分钟，十倍于常规切削方法的速度。
高速切削加工有效地提升了材料的加工品质，极大地减轻了材料加工刀具的磨损程度。
二、硬质金属材料加工过程中，材料切除率高。
诚信声明标题：POWERMILL高速切削数控编程策略与实例研究本人重声明：本论文与其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：年月日毕业设计任务书设计题目：Powermill高速切削数控编程策略与实例研究系部：机械工程系专业：机械电子工程学号：学生：指导教师（含职称）：专业负责人：1．设计的主要任务与目标Powermill高速切削数控编程策略与实例研究分析Powermill CAM软件的高速切削CN编程的思路、方法和工艺处理等问题；熟悉软件的基本操作和常用造型指令的使用、各种刀轨形式的编程步骤、方法、参数设置与实用技巧；结合实例进行高速数控编程与模拟加工。
2.设计的基本要求和容（1）学习Powermill软件的基本操作和常用造型指令的使用。
（2）学习Powermill各种刀轨形式的编程步骤、方法、参数设置与实用技。
（3）采用其它三维软件，设计至少三个中等难度零件高速铣削数控编程与模拟加工实例研。
（4）AutoCAD绘制的零件图一（A4）。
（5）外文资料翻译一篇。
（6）撰写设计说明书。
3．主要参考文献[1]朱克忆。
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[2]朱克忆。
Powermil多轴数控加工编程实用教程[M]。
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[3]朱克忆。
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普通高等教育规划教材。
2004。
基于POWERMILL的高速切削数控编程策略与应用研究摘要：高速切削是世界制造业中的一项综合性的高新技术。
从高速切削的特殊工艺性与自动控制出发，阐述了POWERMILL软件所特有的经典加工策略。
试论数控高速切削加工技术的发展与应用数控高速切削技术(High Speed Machining,HSM，或High Speed Cutting,HSC)，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一，相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向。
我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步落后。
研究先进技术的理论和应用迫在眉睫。
1、数控高速切削加工的含义高速切削理论由德国物理学家Carl.J.Salomon在上世纪三十年代初提出的。
他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。
随着制造工业的发展，这一理论逐渐被重视，并吸引了众多研究目光，在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，数控高速切削加工技术在发达国家的研究相对较早，经历了理论基础研究、应用基础研究以及应用研究和发展应用，目前已经在一些领域进入实质应用阶段。
关于高速切削加工的范畴，一般有以下几种划分方法，一种是以切削速度来看，认为切削速度超过常规切削速度5－10倍即为高速切削。
也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准，认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。
还有从机床主轴设计的角度，以主轴直径和主轴转速的乘积DN定义，如果DN值达到（5～2000）×105mm.r/min，则认为是高速加工。
生产实践中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相应不同。
一般认为车削速度达到（700～7000）m/min，铣削的速度达到（300～6000）m/min，即认为是高速切削。
目录第一章制造业与机械制造技术装备1.1 制造业在国民经济中的地位和作用1.1.1 制造业1.1.2 技术装备1.2 机械制造技术装备（普通机床和数控机床）在制造业中的地位和作用第二章数控技术与数控机床2.1 数控技术的产生2.2 数控机床的组成和工作原理（图2-1）2.2.1 数控机床组成2.2.2 数控机床的工作原理是2.3 数控机床的特点第三章（数控机床的无级变速）主传动系统设计3.1 数控机床的无级变速主传动系统设计第四章数控车床的传动系统与典型结构4.1 数控车床的传动系统4.1.1 主运动传动系统4.1.2 纵、横向进给传动系统4.1.3 回转刀架传动系统4.2 数控车床的典型结构4.2.1 主轴箱4.2.2 纵向进给传动装置4.2.3横向进给传动装置4.2.4 卧式回转刀架4.2.5 自动定心卡盘4.2.6 机床尾座第五章数控车床加工螺纹的实现5.1 卧式车床5.2数控车床加工零件实例：5.2.1 零件一的加工5.2.1.1零件分析5.2.1.2工艺分析第一章制造业与机械制造技术装备1.1制造业在国民经济中的地位和作用1.1.1制造业将原材料转化（或物化）为产品，以满足人类生产和生活的全过程，称为制造。
这种创造物质文明的创造活动，是人类社会的主要生产活动。
而从事这种生产活动的群体（企业、集团、机构等）所属的行业，则统称为制造业。
任何国家的制造业都是国民经济的基础产业，也是国民经济的主要来源。
如美国有68%的财富是由制造业提供的。
日本1990年国民经济总产值的49%来源于制造业。
我国制造业对国民经济的贡献也达40%以上。
可见没有发达的制造业，就不可能有国家真正的繁荣和强大。
在当今时代，任何一个具备完整工业体系的国家，都会有相当数量的制造工业，如汽车、机车、电力、船舶、航空航天、冶金、矿山、石油化工、机床工具、通信、轻工、建材、家电、食品、仪器仪表、计算机等。
上述这些部门大都与机械工业有关，有的实质上就是机械工业，他们都使用机械设备制造各种各样的产品。
所以说机械工业是国民经济的装备部，是国民经济的先导，是国家重要的基础工业。
马克思深刻指出：“大工业必须掌握它特有的生产资料，即机器的本身，必须用机器生产机器，这样，大工业才建立起与自己适应的技术基础，才得以自立。
”如果一个国家的机器工业水平不高，它生产的产品在国际市场上是很难有竞争力的，也是很难立于世界民族之林的！1.1.2技术装备生产技术、试验设备、仪器仪表与工艺装备（包括刀具、卡具、量具、检具和工位器具等）的总称。
技术装备率是指年末企业自有机械设备净值与年末全部职工或全部工人人数的比值。
装备制造业是技术密集产业，产品技术含量高，附加价值大。
随着装备制造业不断吸纳高新技术，以及信息技术、软件技术和先进制造技术在装备制造业中的普及应用，技术装备日趋软件化，先进的装备制造业将有更多的产业及其产业进入高技术产业范畴。
装备制造业的发展水平反映出一个国家在科学技术、工艺设计、材料、加工制造等方面的综合配套能力。
特别是一些技术难度大、成套性强，需跨行业配套制造的重大技术装备制造能力，反映了一个国家的经济和技术实力。
因此，装备制造业的发展有利于提高国民经济各行各业的技术水平和劳动生产率，从而提高国家竞争力。
许多工业化国家，在工业化成熟阶段都把装备制造业作为主导产业。
1.2机械制造技术装备（普通机床和数控机床）在制造业中的地位和作用车床：车削用来加工回转体零件，把零件通过三抓卡盘夹在机床主轴上，并高速旋转，然后用车刀按照回转体的母线走刀，切出产品外型来。
车床上还可进行内孔，螺纹，咬花等的加工，后两者为低速加工。
数控车床可进行复杂回转体外形的加工。
数控车床、车削中心：是一种高精度、高效率的自动化机床。
它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。
具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
第二章数控技术与数控机床2.1数控技术的产生1946年世界上第一台电子计算机问世，揭开了人类进入信息时代的序幕。
1948年美国帕森斯公司提出了采用电子计算机控制机床，加工飞机螺旋桨叶片轮廓样板曲线的设想，立即得到美国空军的支持和麻省理工学院伺服机构研究室的响应，终于在1952年研制成功世界上第一台三坐标数控铣床。
这便是用数字化信息控制机床的运动，是实现复杂零件加工的数控技术的开始。
人们把这种电子计算机以数字方式控制机床工作的技术称为数字控制技术，简称数控（缩写为NC）。
由于数控是与机床控制密切相关发展起来的，因此，通常讲的“数控”就是指“机床数控”，用这种控制技术控制的机床称为“数控机床”，用这种控制技术控制的机床称为“数控机床”，人们习惯称为“NC机床”，甚至就叫“NC”。
2.2数控机床的组成和工作原理（图2-1）数控车床组成(图2-1)2.2.1数控机床组成数控机床是普通机床演变而来的，它的控制采用计算机数据控制方式，它各个坐标方向的运动均采用单独的伺服电动机驱动，取代了普通机床上联系各坐标方向运动的复杂齿轮传动链。
数控机床由信息输入、信息运算机控制、伺服驱动和位置检验反馈、机床本体、机电接口等五大部分组成。
1、信息输入信息输入是将加工零件的程序、各种参数和数据通过输入设备送到运算和控制部分，它相当于人的各种感觉器官，输入方式有穿孔纸带、磁盘、按键（MDI）、手摇脉冲发生器等。
一般现场均采用按键方式；复杂零件程序较长，则采用磁盘（磁带）输入。
纸带是一种比较传统的基本输入方式，手摇脉动发生器是一种手动调整运动的较好方式。
每一种输入方式都由相应的硬件和软件支持来共同完成一种功能。
2、信息运算及控制信息运算及控制实际上是一种专用计算机，一般由CPU、存储器、总线、输入输出接口等构成。
为了完成各种形状的零件加工，系统软件必须具有曲线、曲面的插补功能，即能进行轨迹插补运算和刀具补偿运算，并根据曲线的不同情况，计算每时每刻各个坐标方向的分量。
用这些分量去驱动各坐标方向的伺服电动机作进给运动，，完成各个坐标的协调运动。
这一部分是整个数控机床数控系统的核心，决定了机床数控系统功能的强弱，好似人的“大脑”。
3、伺服驱动和位置检测反馈伺服驱动部分接受计算机运算处理结果的信号，经过驱动电路将信号进行转换、放大驱动各个坐标的伺服电动机，并且随时检测运动末端件（伺服电动机或工作台）的实际运动情况，进行严格的速度和位置反馈控制。
从接受计算机输出的微弱信号到驱动工作台（或刀架）做微小的位移（0.001mm）这一过渡过程，仅为几十毫秒至二百毫秒，而且计算机输出的微弱信号为毫安、毫伏级。
经放大后驱动工作台（或刀架）移动时，信号达到伏特、安培级（即功率放大近百万倍）。
这一部分影响数控机床的动态特性和轮廓加工精度。
所以，伺服驱动和位置检测反馈环节是数控机床的关键，它好似人的强健“四肢”。
4、机床本体机床本体被控机床的主运动部件、进给运动部件和其他相关的底座、立柱、滑鞍、工作台（或刀架）等。
数控机床是一种高度自动化的高效、高精度机床。
它要求基础部件的刚度（静刚度和动刚度）要好，精度保持性要好，，主运动、进给运动部件的运动精度要高，当然相应的制造精度要求也高。
为保证机床部件运动不滞后，并获得精确移动位置（0.001mm），数控机床的进给传动系统一般都采用精密滚珠丝杠、精密滚动导轨副、摩擦特性良好的贴塑（滑动）导轨副，以保证进给运动的灵敏和精确。
所以高刚度、高精度的机床本体是保证数控机床高度自动化、高效、高精度的基础。
它相当于人的强壮“躯体”。
5、机电接口数控机床除了实现加工零件轮廓轨迹控制外，还有其他许多动作。
如数控车床上刀架的自动回转，加工中心上刀库的自动换刀，冷却液开、停，各坐标的行程限位、各个运动的互锁、联锁，机床的急停，循环启动，进给保持，程序停止，以及各种离合器的开、合，电磁铁的通、断，电磁阀的开、闭等。
这些属于开关量控制，一般采用可编程控制器（简称PC），也称顺序控制器来实现。
2.2.2数控机床的工作原理是将加工零件的几何学性和公益学校编制成程序，由输入部分送入计算机，经过计算机处理、运算，按各坐标轴的分量送到各轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动伺服电动机，带动各轴运动，并进行反馈控制，使各轴精确走到要求的位置。
如此继续下去，各个运动协调进行，一直加工完零件的全部轮廓。
数控机床比普通机床的传动简单，传动件少，但要求零部件的制造精度高、刚度高，进给传动系统应轻快、灵敏，并采用无间隙传动。
从计算机的硬件体系结构看，与一般计算机没有什么区别，主要区别在于软件。
这里的软件应能支持计算机完成零件形状轨迹的插补运算，而对其科学计算和文字处理功能不作具体要求。
普通计算机的外设多为打印机、绘图机等，而在数控机床上的计算机输出微弱信号后，要放大近百万倍才能驱动工作台（或刀架）移动，而且这种过程的响应时间是在毫秒级，最小位移量约为0.001mm。
一般将信息输入、运算及控制，伺服驱动中的位置控制、PC控制合称为数控系统，将它们安装在一个类似柜的装置中，称为数控装置。
伺服驱动（常指速度控制环）单一、伺服电机、机械传动环节合称为伺服系统。
伺服电动机（带检测反馈元件）及伺服驱动单元常有配套产品在市场上供应。
2.3数控机床的特点数控机床是一种高度自动化、高效率、高精度的机床。
它按照被加工零件的数控加工程序进行自动加工。
当加工对象（产品零件）改变时，只要改变数控加工程序，而不必改变凸轮、靠模、样板或钻、镗、磨等专用工艺装备。
数控机床占用工装夹具少；可减少在制品，有利于提高企业的经济效益。
数控机床加工零件的一致性好，加工精度高，加工质量稳定。
数控机床按预定的加工程序自动加工，加工过程不需要人工干预。
数控机床本身的刚度好、精度高，而且还可利用软件进行精度校正和补偿，因此可以获得比机床本身精度还要高的加工精度和重复精度。
数控机床能加工很多普通机床难以完成或者根本无法实现的复杂曲面零件。
因此数控机床首先在航空、航天领域获得应用；在复杂型面的磨具加工中、在蜗轮叶片及螺旋桨叶片的加工中也都得到了广泛的应用。
数控机床的生产率高。
在数控机床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动时间，还具有自动变速、自动换刀、自动交换工件和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间缩短，而且无需工序间的检测和测量，故比普通机床的生产率提高3-4倍，甚至更高；尤其是对于某些复杂理解(如箱体）和劳动量大、易疲劳、溢出差错的印刷电路板的加工，生产率可提高十几倍，且大大减轻了工人的劳动强度。
一机多用，工序高度集中。
一些数控机床将几种机床功能（钻、铣、镗）合一，加上自动交换刀具系统，形成加工中心，再配上分度转台或数控转台则可以实现在一次装夹的情况下，几乎完成零件的全部加工。
