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数控加工设备范文1
关键词 工学结合 汽车发动机支架 齿轮室盖
中图分类号：G451 文献标识码：A
1 背景
作为青年教师，笔者积极响应学院的号召，为了锻炼和提高自身的教学水平及道德素质，到学院数控实训中心进行实践锻炼。经过这些天的工作，笔者对相关企业的运行模式，企业对人才的需求有更深刻的了解，对于学院以后人才培养问题以及人才培养方向有了更清楚的认识。在这次的工作经历中，不但锻炼了专业技能，同时也培养了理论联系实际的能力，提高了分析问题和解决问题的能力。另外，最重要的是培养了与其他同事团结合作、共同探讨、共同前进的精神。
根据校企合作协议，由良昌科技有限公司牵头，委托机电技术系设计或校企强强联合攻关开发新产品，互相学习，共同提高。今年主要的加工业务是江铃模具厂提供汽车发动机支架、齿轮室盖的零件图纸和毛坯，由学院机电技术系数控实训中心负责加工。
2 实践锻炼内容
根据校企合作协议，如遇技术难题等，模具厂提供必要的技术指导，由江铃模具厂的工程技术人员的牵头，我们实训中心教师配合下解决。在外协加工汽车发动机支架、齿轮室盖零件的过程中，产品毛坯为铸件，零件结构比较复杂，工艺比较繁琐。
我们数控实训中心主要加工任务，一是加工汽车发动机支架，其工艺有矩形型腔的挖槽、垂直侧面的铣削和八个定位孔的钻孔；二是加工齿轮室盖，其工艺有型腔的铣削、定位孔的钻孔和丝锥攻丝。
3 实践体会与提高
（1）自身的教学理念的突破。笔者发现在实践的过程中，自身的理论知识和实际加工需求存在的距离，特别是在数控加工工艺和数控设备维修方面存在很大差异。笔者对数控加工和数控设备维修的教学理念上有了更深的认识。通过到数控实训中心加工实践，与江铃模具厂的工程技术人员的工作上的合作，自身的实践工作能力得到了训练和提升。
（2）自身工作能力的突破。通过这次实践，笔者了解江铃模具厂的生产实际，也带着很多教学工作中的问题，向有丰富实践经验的工程技术人员请教，提高了自身的实践操作水平和理论知识应用新技术、新工艺、新方法的能力，掌握了汽车发动机支架和齿轮室盖生产工艺和新的技术信息。
（3）提高了专业实践技能。通过实践锻炼学习，增强了笔者对理论知识的理解，也学习到了江铃模具厂各方面的知识和技能，充分了解了该企业各方面的操作流程，也使自身理论教学的针对性、应用性和实践性大大增强，同时也提高了自身的实践开发能力和指导学生解决难题的能力。在外协加工期间我们也遇到很多问题，但是在校企双方的努力下问题还是得以顺利解决。
例如，在外协加工齿轮室盖中，其中的4-M10的攻丝工艺是加工的难点。由于实践加工中，加工中心攻丝的时候丝锥容易断，为此我们报废了许多零件，造成了不小的损失。为了解决问题，江铃模具厂的工程技术人员和我们实训教师进行了技术讨论，在讨论中，我们学校的蔡群老师和江铃模具厂的王云霄科长有比较大的分歧。蔡群老师认为钻孔、攻丝都在加工中心的话可以减少工装次数，提高产品精度和生产效率，解决丝锥容易断的方法为购买刀具性能更好的丝锥和优化攻丝时的加工参数，降低丝锥折断率。王云霄科长则认为将钻孔工艺和丝锥攻丝分开最好，将 8.5钻孔的工艺还是留在了加工中心这块，攻丝工艺放到了金工车间，用单臂钻床进行4-M10的攻丝，这样就能较好地解决丝锥在加工时的容易断的问题。王科长的解决办法虽然较好地解决了丝锥这段问题，但是由于攻丝工序放到单臂钻床进行，为此攻丝还专门制造夹具，这样工装成本增加了，工序也增加了，生产效率也降低了。经过校企双方较长时间的讨论，最终还是采取了王云霄科长的办法。虽然工序麻烦了，但是产品因丝锥折断而报废的问题却很好地解决了。
实践加工期间，笔者的数控机床操作水平日益熟练，对数控加工工艺的认识越来越深刻，但是收获最大的就是自身的数控设备维修水平日益提高。由于在外协加工过程中，由于产品量较大，设备负担较重，数控机床的损耗很大，所以数控设备故障时有发生。每次数控机床出现设备故障问题，就会由江铃模具厂的工程技术人员的牵头，我们实训中心教师配合下解决设备故障。这样不仅保证加工任务的顺利完成，也让笔者在处理设备故障期间学到了很多数控设备维修的知识。
例如，主轴旋转时发热、主轴工作时噪声大、刀具不能松开、刀库转动不到位、气缸不能动作、滚珠丝杠螺母副螺距误差过大或反想间隙过大等等一系列数控设备故障问题，这些问题以前只是在书本中看到过，但是在实践加工时出现时感觉无从下手。到后来，在江铃模具厂的工程技术人员指导下，这些数控设备故障都能自己解决，笔者自身的设备维修能力显著提高。
（4）对工学结合下的教学模式有了新的认识。这次深入数控实训中心实践，不仅体验了企业工作的艰辛，更重要的是发现了教学内容和实际工作需求的脱节，为机电技术系课程教学内容的改革，重构工学结合下的职业教育课程体系，建构以工作过程为导向的符合职业能力形成规律的高职教育新模式奠定了良好的基础。
4 结束语
在与江铃模具厂工作人员的共同研究探讨下，本人的专业知识有很大提高，能将数控专业很多理论知识融入到实践工作中去，对自身的实践专业水平的信心也大大提高，更进一步激发了自己对专业的兴趣，并能够结合生产实际，在专业领域进行更深入的学习，为今后的发展打下良好的基础。
参考文献
数控加工设备范文2
关键词：取能线圈；气隙磁阻；在线监测；电池管理策略
中图分类号：P258 文献标识码：A
引言
高压架空输电线路在线监测中一些需要监测的重要状态量(如导线温度以及导线接头温度等数据采集单元)安装在高压侧,采集装置电子电路的电源获取是监测系统实用化必须解决的一个关键问题。一些学者和开发人员提出了多种供电方式,如利用太阳能加上锉电池来供电、激光供电、微波供电、利用特制TA 在线取能等,其中利用特制的TA 在线取能给高压侧电子电路供电,由于高压侧电子电路及光电器件功耗极少,不会对电网的电能质量产生影响,其本身即可认为是一台隔离设备,是最具有发展前景的供电方式,但是此供电方式也存在一些需要解决的问题,包括:(1)如何在一次侧电流I,较大的变化范围内(l%一120% I),电源部分能够给电子线路部分提供稳定的电压,这是目前急需解决的问题。(2) 取能方式的稳定性问题。(3) 取能铁心线圈的饱和问题。针对这些问题,本文提出一种应用于高压测量系统中的电源解决方案, 在取能线圈上采取增加气隙、引入气隙磁组的方法,避免了取能铁心线圈在一次侧电流较大时的饱和问题,使得后端电路明显简化,提高了可靠性。并且在在线取能电源中增加了铿离子电池组,使得其供电更加可靠,在一天24h 内没有任何死区,使得该电源模块得到了广泛的应用。
1 在线感应取能电源系统的工作原理
在线感应取能电源系统的基本框图如图1 所示。
图1 在线感应限能电源系统的基本框图
由于一次侧电流变化范围较大,在正常的电流变化60 ~ 1OOO A 范围内,特制的TA 直接从一次侧感应出交流电压,经过前端冲击保护电路、整流滤波电路后输出6 ~ 75 V 直流电,为后端系统提供足够的能量。当一次侧电流较小,感应出的电能不能满足后端采集系统的需要时, 运用电池组供电管理来满足这种需求;当一次侧电流较大, 感应出的电能大大超过后端采集系统的需要时,可通过电压取样和保护电路来保证后端采集系统的安全运行,通过电池组充电管理来给锉离子电池组充电储能,以便在感应取电电能不足时使用。当一次侧发生短路故障时暂态电流可能达到数十千安,会在感应线圈中产生冲击电流,但在经过前端冲击保护电路以及后续电路的多重保护后,完全可以将输人到D C/D C模块的电压值嵌位到允许电压75V 以内,保护了后端电子电路的安全。
2 特制TA 的结构参数设计
比较各种磁性材料的应用场合和各种性能指标,最终我们选择了日本生产的硅钢片H,这种材料初始磁导率高,能够尽量降低启动电流;饱和磁感应强度值大, 能够保证铁心在一次侧电流较大的情况下不饱和;损耗小,提高了铁心能量传递的效率。符合在线取能的基本要求。
选择通过增加铁心气隙来减小整个磁路的磁阻和选择高性能的铁心材料后,在满足后端电路所需功率的前提下尽量使得铁心体积和重量减小。所选定的硅钢片铁心内径d =55 mm , 外径D =95 mm , 高度h=20 mm ,饱和磁感应强度B=1.85 T ,则平均磁路长度π,若铁心气隙长度取,则增加气隙后的铁心等效相对磁导率,磁导率大大降低。此时,使铁心饱和的励磁电流值,电流有效值为1016 A ,表明采用这种结构后,导线电流在1016A 以内铁心都不会饱和。而110 kV 架空线电流一般不会超过1000 A,这就避免了采用复杂的磁通控制电路,使后端电路设计大大简化。
实际上,为了便于固定气隙,我们在2 个C 形铁心中间垫了2 片厚度为0.5mm的非磁性材料,由于其相对磁导率约为1,故其效果与空气隙相同,如图2 所示。
图2 取能铁心实物图
在空载情况下,当导线电流有效值I=4OA时,为使二次侧线圈感应出有效值为9V 电压,则有:
（1）
式中,为二次侧电压,f 为电流频,N为二次侧线圈匣数,B为磁感应强度幅值,S为铁心的有效截面积,为铁心盈片系数,为真空磁导率。整理得: （2）
在铁心结构和气隙长度己定的情况下,式(2) 约等·号右边为常数,将设计值代人, 得: （匝）
由于110 kV 架空线路的电流有效值一般不会超过1000A,所以二次侧感应电流最大值约为.选用钢心漆包线,载流密度按照8A/m m,计算,播用截面积为 0.08337 5 耐的导线,对应的直径为0.326 mm,考虑一定的裕度,最终选择铜心直径为0.45mm 的导线。
3 试验结果和分析
3 .1 试脸平台搭建
试验平台如图3 所示,调压器翰人端接220 V/50 H交流电,通过升流器提升电流大小,通过调节调压器可以改变升流器二次侧翰出的电流,为了方便观察通过取能线圈的线路电流的大小,用高精度的TA 来监测模拟的线路电流。
圈3 试验平台示意图
这个实验平台最大能提供2000A 的电流, 但当电流较大时,其持续的时间不能过长。
3 . 2 侧试结果与分析
首先要考虑启动电流时要有足够的功率,实验表明,取能线圈的输出功率与负载有关,当I为43A 左右时,取能线圈翰出功率的最值出现在负载左右,功率可达122 mW,如图4.
圈4 取能线圈输出功率与负载曲线图
取能线圈输出电压U与线路电流I拟和曲线图如图5 所示。
由图5 可见,线路电流I与取能线圈的输出电压有效值之间有很好的线性关系。实验时,用示波器侧量取能线圈的二次侧输出电压波形,当I=1000A时,波形未出现畸变,说明铁心仍然没有饱和,证明了铁心气隙设计的正确性。
圈5 取能找圈输出电压与线路电流拟和曲线图
取能线圈输出功率与线路电流I拟和曲线图如图6 所示。由图6 可见,线路电流I与取能线圈二次侧输出功率的关系近似为一条抛物线。
圈6 取能线圈输出功率与线路电流拟和曲线圈
当I=4OA 时,取能线圈的空载电压有效值U=9.4V ,接近设计值9V。而当I=1000A 时,空载电压可达332.4V (峰值),因此需严防取能线圈开路。当负载电阻R时,启动电流(U>9V,P>200mW)大概为60A,可通过增加铁心截面积的方法降低启动电流,这样便会增加铁心的体积和重量,要综合考虑后确定启动电流的大小;在低于启动电流的情况下,利用锉离子电池组向系统供电,监测每个锉电池的电压以及进行剩余电量的统计;当正在给系统供电的锉电池电量降到总容量15 %或电压值低于一定阀值后,由主控CPU 控制切换到下一块锉电池给系统供电,采用安时法计算剩余电量,每隔一段时间可以对锉电池满放满充进行维护,同时进行电量校准,当一次侧电流大于400A 时,控制器把充电开关打开给锉电池充电,根据锉电池剩余电量和电压的不同分别进行涓流充电、恒流充电、恒压充电,直到充电电流小于0.01C (C为电池容量)为止。
此外,充一放电控制器还在硬件上实现过流保护和过压保护功能,在软件上设定了最低放电电压和最高充电电压,防止过充和过放,实现对铿电池的多重保护。
4 结束语
针对现有取能电源在铁心设计上存在的一些问题,通过设计一种特种TA,合理选择气隙长度以及导线参数,使得在一次侧电流正常的范围内该TA 工作在不饱和区;在该电源模块辅以充放电管理后,使得该电源模块工作时没有死区。
由于该电源解决方案是采用了悬浮电位,与一次电流大小有关,而与电压等级无关,所以该电源模块可以用在110kV 以上电压等级输电线路在线监测设备中,具有广泛的应用前景。
参考文献
数控加工设备范文3
【关键词】职业教育 数控加工 实训教学场所
一、传统数控加工实训教学场所设计的不足
（一）学生观看不到演示操作的具体过程
数控加工类实训具有较高的技能水平要求，对学生人身安全、设备安全等各方面要求比较多，故大多数教师采用教师理论讲解—学生观看操作—学生动手实践—教师指导讲解之类的项目化教学方法。由于学校教学无法达到工厂中师徒一对一的模式，教师演示的时候，学生围在设备周边，不利于安全的保障，且站在后面的大多数学生也无法观看到演示操作的具体过程，教学效果不尽如人意。
（二）不利于收集教学资源
数控加工类的实训课由于技能过程的重复性对时间、资金等方面要求较高，不可能对同一个训练项目重复多次训练。传统的实训教学又不能对以往的教学过程进行录制与保存，所谓的纠错只能在项目教学的实施过程中当场完成。多年教学之后，能让后期学生借鉴的教学实际影像内容很不完善。
二、初级改革方案设计
2010年，我校建设新实训基地，针对之前数控加工类实训的传统教学场所存在的不足，我校提出了建设多媒体辅助教学岛的方案。
（一）基础设施
方案中的基础设施有3个摄像头、2台投影仪、1台电视机。在实训场所选择一台数控加工设备确定为教学机，在设备自身密闭加工区域的内侧安装2个摄像头，再在数控操作面板前安装1个摄像头。这3个摄像头分别监控加工区域内部和数控操作面板的加工及操作过程。教学岛前方由2台投影仪与1台电视机通过视频分配器由教师控制，分别显示3个摄像头采集的视频信息，同时利用电视机与投影仪不同的表现效果选择展示的主次。3路视频信息可以通过配备监控设备或计算机进行控制和保存。
（二）实训班级分配
由于班容量相对数控加工实训设备较多，可以考虑将班级分成数控车工与数控铣工或加工中心两大组，分别进行数控加工的技能实训，以保证每台机床上不多于3名学生。这样不仅能保证学生的实践操作时间，还能更有效地安排每个学生的工作任务，同时还能保证学生更安全地进行实训。
三、简易升级方案
（一）摄像头配备云台
如果资金许可，可考虑为加工区域内的摄像头配备云台，这样可随时调整观察的角度和方位，以便于观察。
（二）教学岛计算机与数控加工设备联网
联网后，教师可在教学过程中将设计的数控程序直接上传到数控加工设备的数控系统中，从而验证程序的正确与否。设计的过程可以由教师进行，也可以由学生代表根据教师备课的安排来进行。
四、综合型改革方案设计
随着职业教育的大力发展，很多公司都针对职业院校的数控加工实训开发了大量的软件，其中有一类基于网络的“数字化实训工厂”方案。该方案将实训场所的所有数控设备通过有线或无线网络技术连接在一起，并规划有场地的监控、设备状态的监控、数据传输、教学资料整理等多个模块。
我校在规划新实训基地建设时，确定了数字化实训工厂的建设，同时将数控加工实训场地的教学岛概念与其进行整合，提出了综合性方案。
（一）整合监控资源
利用数字化实训工厂的监控系统，再加装所需数控加工设备内部的摄像头。教学过程中的观察点较多，甚至可以达到多台数控设备作为教学机使用。监控系统本身就带有录像保存功能，每节课上完都可以将教学过程的资料备份。数字化实训工厂方案中可视化项目的触摸屏，大大提升了教学过程的便利性。
（二）整合网络资源
利用数字化实训工厂的网络系统和体验中心的计算机资料，所有的计算机与数控设备都可以进行通讯、传输。学生编程的上机操作可以在体验中心内的计算机上完成，并传输到指定的数控加工设备中，大大提高了教学的效率。
单机实训过程中，计算机可另配并单独与数控加工设备连接，也可以选择像技能大赛那样的单机运行模式，学生在设备边完成实训课项目的完整操作内容。
（三）整合配件管理
数控加工实训中学生不仅要学会操作机床进行加工，还要学会例如刀具选用、量具选用、夹具选用与制作等一系列配件的选择与管理。利用数字化实训工厂的库房管理模块，可以在实训安排的前期环节上，针对这些方面的内容让学生亲身体验，以丰富他们的经验。
（四）整合多元化评价体系
利用网络资源和教学资源管理、学生成长过程管理，每个实训项目完成后师生之间、生生之间，包括学生自己都可以对项目的最终结果进行评判，在不断地积累经验中提高自身的技能水平。个别实训项目中空闲的学生还可以对以前班级实训同学的作品进行研究，以增加自己的工作经验。
五、使用过程中的注意点
数控加工实训教学场所重新设计改造后，实训教学的过程也在逐步发生变化。教师在教学过程中不断总结提高，实训的教学效果进一步得到保证。实际教学过程中使用整个系统时有三个方面需要注意：
第一，安装在加工区域内部的摄像头要注意保护和保持清洁。由于加工环境下使用切削液等因素，加工区域内应选用防水防爆型的摄像头，不用的时候尽量将其转向加工位置的后方。日常机床保养时要清洁摄像头及镜头，不得使用擦机床的布去擦拭镜头前的防爆玻璃，以免弄脏镜头。
第二，教学过程设计时，每个学生要有具体的任务，多人一组时分工要明确。
第三，加强实训基地的6S管理，保证学生的人身安全和设备安全。设施设备要安排专人专管。
六、反思
教学资源处于数字化实训工厂的平台当中，将其并入学校校园网也是一个可实施的工程。这样相关专业的学生在学校的任何一个校园网终端都可以对实训项目进行预习、复习等学习任务。
由于班级分散进行实训，为不加重学生学业负担和家长的支出，学生应该在完成实训项目并取得职业技能鉴定后交换一次实训的设备，了解另一类设备的操作基础。
数控加工实训教学场所的硬件建设是一个相对容易实施的项目，如何用好这些资源，开发出更能挖掘硬件和软件利用率的设计方案，是现代职业教育要研究的内容。各校对数控加工实训的教学投入较大，作为职业教育的实施部门，各校的相关系部都应该群策群力，努力研究如何使这些投入获得更大的效益。
【参考文献】
[1]罗平尔.数控车工实训教学改革的探索与实践[J].常熟理工学院学报（教育科学），2011（12）
数控加工设备范文4
【关键词】数控加工；机床；质量
中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)02-116-01
数控技术是一门先进的加工技术，它在复杂、高精度零件加工方面有着独特的优势，因而被广泛应用到电子工业、航空航天、高端设备制造等领域。数控加工对产品质量有着很高的要求，而机床、刀柄、刀具等机械设备以及数控编程、机床操作者等主观因素都可能会影响到数控加工的质量。也就是说，加工过程中的每一点误差都会影响加工零件的精密程度。
一、 机床的选用上
虽然在数控机床的操作流程、设备维护等有了严格而具体的规定，但是，由于机器自身的磨损而带来精度损失是在所难免的。为了减少产品质量误差、保证设备的加工精度，我们必须严格按照设备检测与维修标准对设备进行检测。同时，还应对设备的使用进行严格地区分。因为粗加工设备追求的速度和效率，而精加工设备追求的是加工的精确度，粗加工可能给设备带来严重的损害，因而应将使用时间较长、精度较差的设备作为粗加工设备，将精度高的新设备作为精加工设备。这种明确的分工、合理的搭配既可以保证产品的质量，又可以降低加工成本，还有利于价格昂贵机床设备。
二、 刀柄和刀具的选择和使用
（一）刀柄的选择
除了机床之外，刀柄、刀具对数控加工质量也有着重要的影响。在旋转刀具数控加工中，夹头与主轴的质量至关重要。BT刀柄与HSK刀柄是企业数控加工中使用最多刀柄。前者与机床主轴接口的锥柄锥度是7:24,因而这种刀柄只能用于低速加工，如果刀柄的旋转速度过高，可能会在离心力的作用下产生较大的锥面配合间隙，从而影响到产品质量。在机床加工中，如果转速超过1.5万转每分时就应使用HSK刀杆进行定位。①
刀柄与刀具的联结是确定刀具质量的重要指标，包含加工时的平衡质量、跳动精度等，通常要求径向跳动精度小于0.003毫米。刀具、刀柄以及主轴的重量往往也是越少越好，因为这样可以产生良好的切割效果。常用的刀柄主要是液压刀柄、侧固式刀柄等。液压刀柄采用的是刀具夹紧系统，可以将径向跳动误差控制在3%em之下。由于刀柄内部有较高的液压，刀柄被夹紧是会产生较大的结构阻尼，这样可以大大减少刀具的震动。侧固式刀柄有着安全性高、使用方便、操作简单等特点，因而在机床加工中也有着广泛的应用。
（二）刀具的选择和使用
当前在企业机床加工中，使用最为广泛刀具的是硬质合金刀，它逐步代替了丝锥、钻头等通用刀具。同样，硬质合金也在刀具材料中占据了主导地位。在数控加工中，应根据实际情况选择刀具。②例如，在粗加工中应采用大直径的牛鼻刀，以实现多排屑的目的；半精加工中可采用高转速的镶片立铣刀，实现走刀快的目的；精加工中应使用硬质合金刀杆与球头镜面刀片，以确保加工零件的精准度。由此可见，在数控机床加工中应当高度重视刀具的选择和使用。
三、 数控编程和机床操作环节
数控加工技术是一门与机械制造、计算机技术相关的综合性技术，因而数控机床是一种技术含量很高的机电一体化设备。数控加工的质量不仅与机床、刀柄、刀具等硬件设施有着密切的联系，同时也和操作人员的技术水平、计算机编程技术等密切相关。
（一）在数控编程环节上
程序是数控机床的操作系统，它控制着机床的操作步骤，决定着机床的零件加工质量和效率。只有全面了解机床的性能以及具体的操作程序，并在此基础上掌握编程的相关知识，才能使用好数控机床。
编程是数控机床操作的一项基本工作，只有按照产品图样的要求科学地进行计算机编程，才能使数控机床安全高效的运行，从而加工出高质量、高精度的产品。数控程序的编制的一般流程有分析零件图样和定制工艺方案、数学处理、编写程序、程序校检、修改。在程序设计完成之后，应让部门技术主管进行审核，然后填写加工程序单，绘制加工图纸。在具体的操作过程中应对数控加工程序进行优化。在数控程序编制过程中，应注意零件数字化模型、加工方案确定、加工参数选择、刀具轨迹生成、后置处理等关键环节，确保加工程序不出现问题。③例如，在加工方案的确定上，应充分考虑产品质量要求和具体情况制定加工方案，确定是用放射加工还是用投影加工。
（二）在机床操作者方面
数控机床的操作者是人，因而操作人员的技术水平、熟练程度等对加工质量有着明显的影响。④在具体的操作中，加工人员应对刀柄、刀具、机床、切削参数等信息有着准确的了解，对操作程序、技术的使用方式等有着熟练的掌握。此外，操作人员的职业道德素质、责任心、敬业程度等也对数控加工产生着重要的影响。
综上所述，影响数控加工质量的因素是多方面的，既有机床、刀具等客观因素，又有程序编制、操作人员素质等主观因素。因而，只有控制好机床操作的每一个环节，对操作过程进行全面优化，才能确保数控加工的质量。
注释：
①霍苏萍,解金榜.数控加工的工艺与编程优化[J].煤矿机械,2005(9).
②许广芳.关于数控加工中的若干问题[J].机械管理开发,2008,23(3).
数控加工设备范文5
关键词：航空数控加工机床 技术 发展方向 探讨
在航空制造业中，先进的数控加工技术转变了飞机设计理念，使零件设计趋向于复杂化、整体化。同时，也对数控机床提出了新的挑战，要求高精度、高效、环保、智能化等。因此，掌握其发展方向与关键技术显得尤为重要。
一、航空数控加工机床发展的关键技术
1、高精度、高效难加工材料机床技术
在现代航空中，对飞机的性能要求也越来越高。因此，在飞机设计的结构选材中，其主要材料应具有突出的优势，即耐高温、比强度高、抗腐蚀性好。如高温合金、钛合金等。其中，钛合金最为主要。如美国F-22 军用飞机，其钛合金所占比值达到41%，是此飞机材料使用比值最高的。而在波音-777中，钛结构约占11％，据估算，每架波音-777飞机中钛结构材料与零件约采用12～13t。钛合金等材料特性致使其切削加工性能不高，因此，将其称作难加工材料，其加工效率低，相对切削加工性为0.05～0.4。因而，若想使难加工材料的加工更高精度、高效，不但依靠进步的刀具技术，还向数控设备提出了更高的要求。
2、直接驱动技术
在高速加工设备的生产应用中，除了得益于计算机技术的飞速发展外，还有直接驱动技术的完善与成熟。直接驱动技术即执行元件与驱动元件间无传动环节，为驱动元件直接带动执行元件。其应用典型为直线电机、电主轴等。因无传动环节，极大地改善了传动链中磨损、噪声、间隙、低速度等问题，提高了机床的刚性、精度及运动速度。现阶段，不少专业制造商对直驱产品开展专业化生产，并配有专业的研发、生产及维修队伍。此外，现代机床设计过程中，直接驱动技术不但大量应用与高速加工设备中，还开始应用到某些难加工材料机床中，由于直接驱动技术的不断完善，特别是关键技术方面的突破进展，如使用寿命及工作温度等，在今后的数控机床中，直接驱动技术将取代原有的传动技术。
3、开放式数控系统
因数控设备的数字化与智能化生产要求，开放式数控仍是今后数控系统的发展趋势。其特点为功能可伸缩性、功能模块互操作性与可替代性、软硬件平台可移植性。在开放式数控系统中，用户可选配、扩展或更改功能模块，从而满足各种应用需求。其典型数控系统代表为SINUMERIK 与SIEMENS 系例，提供了数控机床网络化、智能化与集成化的技术平台。
4、自动化卧式加工设备技术
在航空制造中，其整体结构件的材料利用率不高，约为10%，且切削加工量大。在立式加工设备中进行零件加工时，在零件上会出现大量切屑，切屑热量则会传递到零件中导致零件变形；其次，因切屑堆积于加工部位容易导致切屑进入二次切削，易导致质量事故。而在卧式加工过程中，工件加工是在竖直平面内，在重力作用下将切屑迅速排放，从而防止切屑进行二次切削，这样，使刀具的使用寿命得以延长，零件表面加工质量及切削效率得以提高，因而，在整体结构件生产中，卧式加工有很大的优越性。
二、航空数控加工机床的发展方向
1、高精度数控机床
设计飞机结构件时，不仅应与其他零件装配相协调，更应符合自身零件重量与结构尺寸精度等要求。在现代飞机制造中，为促使飞机整体性能的提高，飞机结构零件则趋向于高精度、大尺寸、多数量。因而，制造精确将为今后飞机制造的新热点。对数控机床而言，在飞机结构件中进行精密加工将是一个挑战，而航空制造业与机床制造业在加工精度的提高中，其关注焦点则为各种不确定要素，如环境温度控制、结构特性与热稳定性等。
2、高速加工机床
整体结构设计是提高飞机性能，减轻飞机重量的重要方法。在现代的飞机设计飞机过程中，有突出的特点：结构件数量多，结构复杂，尺寸大。如F-22 战机，其机身的整体框毛坯尺寸就高达4000mm×2000mm。而其零件的材料使用率则只为2%～10%。所以，在飞机零件加工中，提高加工效率是亟待解决的。随着刀具技术与计算机技术的飞速发展，具有高进给、高转速的高速加工机床应用到航空加工领域中，这有利于改善零件加工精度与质量，提高生产效率，还解决了常规加工中难题，如钛合金等加工问题。所以，高速加工数控机床仍是提高飞机整体零件高效性的主要装备。
3、智能化
高精密加工的实现依赖于数控设备实时监控实时监控，同时，依据监控情况来自动调整或自动补偿，以便达到零件精密加工的目的。加工过程对各因素的监控就需借助于智能技术，如故障的自诊断、零件的在线检测及智能维护等。
4、环保
数控加工设备范文6
平均无故障时间:平均无故障时间指的是可修复性较高产品,相邻两个故障期间工作时间的平均值,简称为“MTBF”,能够较为准确的衡量出数控机床的可靠程度,具体数值一般体现在产品标准中。一般来说,国外数控加工设备的MTBF为5000h~22000h,这是国产数控系统所无法比拟的该项指标主要反映的数控机床的无故障参数。故障指的是数控机床无法实现规定功能,平均无故障工作时间能够准确的反映出在无故障情况下数控机床正常工作周期,
平均修复周期平均修复周期:指的是数控机床从发现故障到恢复到规定功能期间的时间周期,与上述评定指标正好相反,其计算的是数控机床故障停留时间参数,英文缩写为“MTTR”。它包括确认系统故障发生的时间参数,数控机床维护时间、维护准备时间,维修团队响应时间、设备重新投入使用时间等。可见,平均修复时间周期的参数大小不仅与产品本身设计参数相关联,与设备的使用方式、维修水平、维护准备充足性也有一定联系。
数控机床可靠性的影响因素
数控机床的可靠性并不是根据相关参数的运算推理得出的,而是产品本身所固有的特性,即便数控机床的可靠性可以通过零部件以及元器件的故障率参数加以评定,但是所得出的结论并不一定与数控机床真实运行状态相符,其中存在着设计与实际制造的差距,在数控机床零部件制造以及装配过程中避免不了会出现一定的误差,此时数控加工设备的可靠性设计参数不再准确。此外,对于数控机床零部件以及元器件的故障率数据库也存在着数据不足的缺陷,以现有的技术水平还不能够制造出与可靠性设计的理论水平一致的产品。影响数控机床可靠性的因素可以归结为数控机床的规定使用条件、数控机床规定使用时间,数控机床规定使用功能,数控机床各个组成部分的参数影响等等。
提升数控机床可靠性的途径
1)正确体现数控机床的使用价值
一件产品只有合理的加以利用才能够真正的发挥效能,数控加工设备亦是如此,只有在使用,安装过程中依照相关的执行标准才能够维持其稳定性,数控机床可靠性的价值才能够得以体现。不正确的参数设置、不完善的逻辑控制程序均能够影响数控机床的使用性能,进而能够影响数控机床的可靠性,因此正确合理的运用数控机床的系统,按照相关标准设定参数,并考虑到数控机床内部结构与参数之间的关系是提升数控机床可靠性的基本条件。
2)注重数控机床控制系统和零部件的质量性
数控机床的可靠性与PLC控制的自动化程度、伺服驱动装置、配套功能部件、电气元件、检测元件的质量性具有密切的联系。选择功能全面,稳定性较高的数控机床控制系统是保证数控机床可靠性的基础,目前市面上主流应用的PLC控制系统包括FANUC系统、西门子系统等,这些系统均由国外厂商设计完成,其控制功能较为完备,且自身的可维护性也较高。
3)重视数控机床维修信息
作为数控机床的使用者,应该及时将设备的运行状态反应到数控机床的制造厂商,方便于产品设计单位对设备运行状态的数据收集,进而也为数控机床的更新改造提供一定的数据支持。如数控机床每次出现故障,其中不仅包括外界环境的影响以及人为因素,也存在着产品本身的设计问题。因此,只有将数控机床的维修信息以及运行数据及时得以反馈,才能够促使数控机床的功能更为完善,这也是提升数控机床可靠性的关键。
