毕业设计(论文)-数控电火花线切割机床设计.doc
XXX学院本科生毕业设计
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第1章绪论
1.1选题的背景、目的及意义
近几年由于国民经济发展很快,国内对机床的需求量每年都在以两位数增长,中国正在成为拉动世界机床生产的发动机。从2002年到2004年,国产数控机床产量每年以约50%的速度递增,2004年底产量突破5万台;但其中以低档产品(如线切割机)居多,约占总量的70%,高档产品只占1%~2%,年中国机床消费量为67.3亿美元,2004年为94.6亿美元,占世界当年生产量的1/5。中国在生产和消费上已成为机床大国,但还远远不是机床制造的强国。
中国机床市场目前分为中低端和高端两大块。众多的中国企业,通常是国有企业占据低端市场,“低端混战”愈演愈烈;但高端市场则主要由外国制造商,特别是欧洲、日本甚至中国台湾的制造商垄断,我国汽车、航空和航天、发电(核、风、水)、船舶,特别是军工等增长行业急需的高技术数控机床甚至70%,依赖进口。国内机床市场已陷入了“高端失守”的局面。
世界机床强国日本已有11家机床生产商在华设厂,如THK、阿玛达等。国内方面,沈阳机床股份有限公司全资收购德国希斯公司(SCHIESS)全部净资产;大连机床集团2002年成功收购美国英格索尔生产系统公司,2004年底又以近千万欧元的价格完成了对德国兹默曼有限公司70%,股权的收购,迈出了中国机床企业实施全球化经营战略的重要一步。
数控机床将沿着“高速、复合、精密、智能、环保”的方向发展;加工中心目前需求量很大,近几年还会有所发展;而高档产品在今后一段时间内还会依赖进口。数控机床是一个国家的支柱产业及国防工业必须的工艺装备。发展数控机床,应该提高到振兴民族工业的高度来认识。
在国产加工中心中,立式加工中心的技术比较成熟,性能水平已与国际相当。当度的稳定性,而我国生产的卧式加工中心都没有该项技术。环保意识的提高,让制造商更加重视环保和劳保,同时也重视节能和降耗。在这种形势下,对机床的精度和环保要求都很高。
我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。国产的数控系统70%为经济性、低档的产品。国内的用户已形成习惯,低档的产品用国产数控系统,高档的产品用进口的数控系统。为什么?主要是因为技术水平上,国产数控系统与国外先进水平落后10~15年,国外数控系统的技术从产品构思到成熟需要十年,如德国伦茨公司从产品开发到销售经历了)年,而国内同类产品只需半年,技术水平可想而知。同时我国对数控技术相关标准规范的研究、制定滞后。目前我国对伺服系统的评价体系急需完善,由于没有建立相应的检测体系,市场上销售的控制器往往是十几年前的技术。这一点,我国与国外差距很大。应该建立专门的伺服检测实验室,对相应的产品进行检测,并建立评价系统,这对提高国产数控伺服系统的质量和档次非常有利。同时还应进一步完善数控机床的试验、检测手段,提高数控机床的质量稳定性。制造技术必须具有较强的灵活性,不仅能适应大中批量生产用户的装备需求,也能满足单件小批量生产用户的装备需求;既要有适应大企业需求的高档成套成线产品,也要有适应民营企业发展需要的经济高效产品。开拓市场不仅要关注国内市场的需求,更要研究国际市场的需求,充分发挥我国制造业的劳动力成本低和具有一定技术基础的优势,向着跨国经营的方向迈进。国内目前生产数控机床的厂家不少,但产品质量参差不齐。
在国内市场需求旺盛的条件下,数控机床进入快速发展时期,面对世界机床市场的强烈冲击,我们迫切需要研制出新一代的高技术含量的数控机床,本设计就是在这种背景下产生的。
1.2国内外发展状况
我国数控线切割机床的拥有量占世界首位,技术水平与世界先进水平差距也逐渐缩小,尤其近年来计算机技术的应用和线电机电火花技术结合实现了各种复杂形状的模具和零件加工的自动化,其控制精度可达1mm实际加工精度可达0.01mm,表面粗糙度可达Ra1.25~2.5μm.电火花线切割加工技术作为一种特种加工技术,具有很强的使用价值,其工艺手段在许多情况下是常规制造技术无法取代的,其中主要的原因是电火花线切割加工具有任何硬度的导电金属材料,且加工过程中不受宏观力的作用,从而可保证较好的加工精度与表面质量。随着现代化技术的飞速发展,电火花线切割机床不仅产量急剧增加,技术水平也明显提高,主要表现在加工指标、加工工艺及其自动化程度方面。
⑴加工指标大大提高
目前线切割机床加工精度可达直线度1~2μm,椭圆度2μm,拐角处的塌角近似0;加工粗糙度可达=2~3μm,加工速度可达200mm2·min-1电火花切割加工技术跨入精密、高效、表面粗糙度低的领域。
工艺日趋完善
为了追求加工指标的进一步提高,除了改进机床结构脉冲电源以及控制系统外,