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激光加工数控工作台设计毕业论文
1 绪论
1.1 本设计研究的目的和意义
机械制造业是国民经济的支柱产业。据统计，美国68％的社会财富来源于制造业，日本国民总产值的49％是由机械制造业提供的我国的机械制造业在工业总产值中也占40％可以说，没有发达的机械制造业，就不可能有国家的真正繁荣的富强。而机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。提高加工效率、降低生产成本、提高加工质量、快速更新产品，是机械制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志20世纪50年代初第一台数控机床的出现，使机械制造技术的发展出现了日新月异的局面，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的应用技术和最基本的装备。而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国机械制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术，已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控加工技术是一个国家繁荣昌盛的最根本的技术基础之一，其重要作用正越来越被人们所认识。数控加工技术是直接创造社会财富的重要手段，是一个国家经济发展的重要技术支撑，是发展各支柱产业及国民经济各部门的关键技术数控加工技术水平的高低，可直接影响国民经济的发展。
国防力量的竞争在一定程度上就是先进制造技术的竞争。数控加工技术是先进国防装备产业化的技术基础。新型国防装备的产业化常常落后于对其技术原理的掌握，这往往是受制于制造技术。重大制造技术的突破往往会带来一批新装备的出现。数控加工技术也是提高国防装备性能和威力的重要因素。数控加工技术对我国机械制造业已有了飞速发展，然而市场竞争力不强的问题却非常突出。这主要反映在机械产品国内市场占有率近年来节节下降，已经从改革初期的90％左右下降到70％左右。最突出的是机床，其国内市场占有率从1991年的62％下降到1997年的36％。美国的一些机械企业早在1990年就已做到了“三个三”，即产品的生命周期为三年，产品的试制周期为三个月，产品的设计周期为三个星期。
我国加工技术水平与工业发达国家存在着阶段性差距。只有加快发展数控加工技术，改变加工技术的落后状态，才能从根本上提高企业在市场的竞争能力。
1.2 本设计国内外研究现状与发展趋势
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当今美国不仅生产宇航等使用的高性能数控机床，也为中小企业生产廉价实用的数控机床（如Haas、Fadal公司等）。其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，於1982年被後进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。
德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。特别讲究“实际”与“实效”，坚持“以人为本”，师徒相传，不断提高人员素质。在发展大量大批生产自动化的基础上，於1956年研制出第一台数控机床後，一直坚持实事求是，讲求科学精神，不断稳步前进。德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统和Heidenhain公司之精密光栅，均为世界闻名，竞相采用。
日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规（如“机振法”、“机电法”、“机信法”等）引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出於蓝而胜於蓝。日本也和美、德两国相似，充分发展大量大批生产自动化，继而全力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。自1958年研制出第一台数控机床後，1978年产量（7342台）超过美国（5688台），至今产量、出口量一直居世界首位（2001年产量46604台，出口27409台，占59%）。战略上先仿後创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。在策略上，首先通过学习美国全面质量管理(TQC)，变为职工自觉群体活动，保产品质量。进而加速发展电子、计算机技术，进入世界前列，为发展机电一体化的数控机床开道。日本在发展数控机床的过程中，狠抓关键，突出发展数控系统。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3674人，科研人员超过600人，月产能力7000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。
我国的机械制造工业已具有一定的实力。机床工业高速发展，机床产品除满 足国内建设需要外，还有部分产品远销国外。我国现已能生产小型仪表机 床、重型机床，各种精密的、高度自动化的、高效率的机床。机床性能正在逐渐提高，有些机床性能已接近世界先进水平。我国目前已能生产100多种数控机床，
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并研制出六轴五联动的数控系统，可应用于更加复杂型面的加工。国产数控机床的分辨率已经提高到0.001mm。我国机械制造工业已经取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比还有很大差距。大部分高精度机床的性能还不能满足要求，精度保持性差，特别是数控机床的产量、技术水平和质量保证等方面都明显落后，这主要是管理落后、专业化生产水平低，工艺落后也是主要因素。由于工艺水平落后，使产品研制出来后也不能迅速转变成商品，即使从国外引进的机电产品技术，也不能形成批量生产。为此，机械工业部门提出了“加强工艺管理、严格工艺纪律为突破口，提高工艺水平，推行全面质量管理，打一场提高产品质量的硬仗”作为工艺工作的指导方针。这是振兴我国机械工业的重大战略措施之一。随着电子、信息等高新技术的不断发展，随着市场需求个性化与多样化，在未来的21世纪中，加工技术将向着超精密、超高速以及发展新一代加工设备的方向发展。而数控加工技术的一个重要发展趋势是：工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学，使工艺模拟技术得到迅速发展。
1.3 目前存在的主要问题
自动化加工在现代机械加工中起着重要的作用，数控机床加工的高速度、高精度也越来越受到机械行业的青睐，在对数控设备的使用过程中，我们对数控机床应用的认识也在逐步走向成熟，如何能最大限度的发挥数控机床的加工效率，我感觉有一些问题必须要解决。
一、目前在企业中，尤其是国企中的基层技术干部、管理干部对数控机床加工的原理、对数控系统的特性不了解，对零件加工工艺和程序的编制生疏，无法编制针对数控机床零件的加工工艺和科学性强的加工程序，也无法对数控设备进行科学的管理。先进的加工方法，落后的管理手段极大的影响了数控机床效率的发挥。
二、数控操作人员大部分来自普通机加工，文化素质参差不齐，在对数控设备的应用中套用普通设备加工的思路，对数控机床高速切削的特性、数控刀具的选择、切削参数的选择缺乏科学性，加工程序的优劣及加工效率的高低完全取决于操作工人素质的高低，也就不能最大限度的发挥数控设备的加工效率。 三、由于特定的原因，数控设备的引进系统繁杂，设备档次不齐，给技术人员、操作人员的应用和编程带来很大困难。大大限制了零件的转移加工。 四、一般的系统内存容量都不是很大，在加工零件种类繁多时，大量的加工程序因为无法存储而不得不进行反复的删除和键入,有限的系统资源有时甚至无
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法存储一个完整的复杂零件的加工程序。频繁的重复的零件准备工作浪费了大量的工作时间,直接影响了数控机床的效率。加工程序反复编制也影响了程序的稳定性。
五、由于大量的加工程序是使用手工编制的,对复杂面的计算难于保证它的准确性,也难于保证零件的加工要求,甚至出现废品。
六、现在企业大部分建立了自己的局域网,在计算机中大量使用了CAD/CAM计算机辅助设计及计算机辅助编程软件.而现在企业也正逐步实现CIMS管理体系,但基层缺乏与上层技术部门衔接的环境,因而无法获得技术部门的有力支持。
1.4 本设计拟解决的关键问题和研究方法
1）关键问题
(1)整体结构的设计计算：主要解决Z坐标平衡的技术难题。
(2)重要零部件选型设计：主要遴选国内能用于本项目的零部件，进行性能价格比较。在保证产品质量的前提下，达到性能价格比较好。
(3)重要零部件的强度校核与优化：本项目的一个重要内容是进行重要零部件的数字化设计。
(4)总装图与零件图的计算机绘制：本项目的所有图纸均采用电子文本，部分重要零部件采用三维图，并在计算机上进行模拟装配，以求减少设计失误。本项目的这个研究内容也是该产品的数字化设计重要内容之一，这项研究可以提升我国在这类产品设计中的设计水平。
(5)本项目的制造工艺研究：解决大型焊接件的焊接工艺；解决高精度数控系统制造工艺问题。
2）研究方法
文献查阅研究、实体操作、功能分析、调差法
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