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The rotation of ball screw nut inside the ball from rolling motion as compared to the conventional sliding screw with high mechanical efficiency, the need to slide the screw torque is only 1 / 3 of the following, we can use a small twist have a great moment of the axial force. Ball Screw loop structure are: internal circulation structure, outside the loop structure, cover structure, back to the bead groove structure. Which, outside the circle of class size is generally connected to the installation of ball screw with the specifications than the internal cycled large. Loop structure within the shape of the reverse variety of devices, used mainly round and oval shape. The inverter with a floating circular adaptive function, also known as floating inverter internal circulation, better than the smooth elliptical structure of the oval-shaped structure of manufacturing is relatively simple, so the two forms has become mainstream. The graduation project is based on the outer loop based on ball screw geometry modeling
摘要:介绍了普通车床的数控改造条件,同时介绍了对CA6140车床的主传动系统和进给传动系统进行了数控化改造 的过程。改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。同时介绍了该车床机电联动调试的经验。 关键词:普通车床;数控改造 中图分类号: TG659 文献标识码: B 文章编号: 1001-3881 (2006) 4-208-2 企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学,对CA6140车床进行了数控化改造。 1 机床数控化改造的条件 1·1 机床基础件有足够的刚性 数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0·001~0·01mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。 1·2 机床数控改装的总费用合适,经济性好 机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为5·1万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。 2 系统配置及主要技术规格 该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下: (1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统,键盘和显示部分装在面板上。 (2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有 直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等,与加工指令配合,可加工出各种较复杂的零件。 (3)系统环境工作条件。温度-10~+40℃;湿度为40% ~80%。 (4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1·5A。 (5)步进电机。BYG550C-2型电机两台,驱动电压为110V;相电流为2·5A;步距角为0·36°/步;静力距为12N·m。 3 主传动的数控化改造 机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,如图1所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也 图1 主轴脉冲发生器安装示意图转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时,主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X,拆除挂轮留出空间,安装脉冲发生器,并用法兰盘固定。 4 进给传动的数控化改造 进给传动的作用是接受数控系统的指令,驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动,加工出符合要求的零件,对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控 图2 进给传动系统制,这样结构简单,安装调试和维修都非常方便。 4·1 进给传动链 图2为普通车床改造后的进给传动链,刀具纵向(Z轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向(X轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动横向移动丝杆而实现,该传动链与原机床的传动链相比,摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·3 传动滚珠丝杠副 数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行,采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中,用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧,通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙,提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿差调隙式结构(图3)。通过改变两个螺母的轴向相对位置,使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧来实现的。 图3 双螺母齿差调隙式结构 一般需要几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下,既消除间隙,又能灵活运转。 4·4 刀架 根据需要,拆除原方刀架,安装620型四方刀架(图4)。该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动,使刀架正转选刀,到预定刀位时,电机则反转,使刀架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在加工过程中需要换刀时,数控系统发出预先编制好的换刀控制指令,控制器接到换刀指令时,立即驱动刀架回转。手控时,按动面板上的按钮,刀架能转一个刀位(90°),也可连续按动按钮,直至任一刀位。 5 机电联动调试 5·1 机械调试 丝杠上,侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0·01mm/全长之内;转动丝杠,丝杠轴向窜动在0·01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0·01mm之内。 5·2 机电联动调试 (1)单坐标点动,主要调试其有无动作,运动方向是否符合要求,机械传动是否正常,有无不正常响声等。 1·上刀体 2·活动销 3·反靠盘 4·定轴 5·蜗轮 6·下刀体 7·螺杆 8·离合器盘 9·霍尔元件 10·磁钢 图4 四方刀架结构图 (2)点动合格后,做连续运动。反复多次,若出现故障或异常,排除后方可继续进行。 (3)先试Z坐标方向,后试X坐标方向,这是因为Z坐标方向调试方便。 (4)测量两坐标重复定位精度。在Z向坐标做连续移动时,若发现与丝杠相联的齿 额定转速: 2000r/min 额定输出功率: 2kW 编码器:绝对位置检测方式,分辨率1000000p/r 轴端形式:锥轴伺服放大器采用与电机配套的SJV2系列20型,其驱动能力为2kW。对于2kW电机,也可采用SJV2系列的10型放大器,但此时的输出扭矩要比20型减少1/3,不利于大功率切削。I/O设备选用型号为HR341的基本I/O单元,主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110,主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。 图2 电气连接原理图 2·2·2 主轴控制 主轴电机采用交流变频控制电机,由变频器进行控制,转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压,变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器,因此在发出转速命令后,系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题,我们利用变频器上的功能端子,将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态,并通过PLC检测此信号,从而实现对电机的运转进行监控。 2·3 教学功能的附加 本机改造后除保证加工功能和精度外,还要满足一定的教学功能。所谓的教学功能主要是针对学习数 控系统调试及维修人员而设立的附加功能。该功能通过参数设置及调整PLC程序人为地设置故障,让学生通过故障现象先判断故障种类,再分析故障产生的原因,直至排除故障。通过这种实训,学生可全面学习工业现场可能出现的故障现象,掌握故障排除方法,提高学生解决现场问题的综合能力。 3 结束语 我国现有机床中,近几年急需技术改造的约占25%,这将蕴藏着无限商机。机床改造主要是采用数控和计算机控制技术,我国数控机床发展和机床数控化改造应紧跟世界潮流,发展多轴联动数控系统,开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术,向智能化方向发展
课程设置主干学科：材料科学与工程主要课程：化工原理、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、精细高分子化工应用、高分子材料研究方法主要实践性教学环节：包括金工实习、生产实习、专业实验、计算机应用与上机实践、课程设计、毕业设计(论文)。主要专业实验：高分子化学实验、高分子合成、高分子材料成型等开设院校黑龙江：黑龙江大学、、齐齐哈尔大学、哈尔滨理工大学、哈尔滨工业大学、东北林业大学、东北石油大学、湖南：湖南大学、湘潭大学、中南大学。山西：太原工业学院、、太原理工大学、中北大学（原华北工学院）、陕西：西安工程大学 、西北工业大学、陕西科技大学、西安工业大学、山东：青岛科技大学、烟台大学、鲁东大学、威海职业学院、聊城大学、山东理工大学、山东科技大学、济南大学、山东大学、青岛大学、山东轻工业学院、中国海洋大学北京：清华大学、北京化工大学、北京工商大学、北京服装学院、北京石油化工学院、北京理工大学、北京航空航天大学、天津：天津大学、天津科技大学、吉林：吉林大学、长春工业大学（原吉林工学院）、长春科技大学、吉林化工学院、上海：复旦大学、华东理工大学、东华大学、上海工程技术大学、上海大学、浙江：浙江大学、嘉兴学院、杭州师范大学、绍兴文理学院、台州学院、衢州学院、浙江农林大学安徽：合肥工业大学、中国科学技术大学(五年)、安徽大学、安徽工程大学、安徽建筑工业学院、安徽理工大学、皖西学院湖北：武汉理工大学、武汉工程大学、湖北工学院、湖北大学、长江大学、武汉科技学院、孝感学院、江西：南昌航空大学、江西科技师范大学、南昌大学、东华理工大学、、华东交通大学、广东：华南理工大学、广东工业大学、中山大学、暨南大学、东莞理工学院、仲恺农业工程学院四川：四川大学、西南石油大学、四川理工学院、河北：燕山大学、河北工业大学、河北科技大学、河北联合大学辽宁：沈阳化工大学、大连工业大学、沈阳工业大学、沈阳工业学院、沈阳理工大学江苏： 江苏科技大学、南京工业大学、扬州大学、江苏石油化工学院、常州大学（原江苏工业学院）、南京理工大学、江南大学、南通大学、南京林业大学、淮海工学院河南：郑州大学、中原工学院、郑州轻工业学院、河南科技大学、河南工程学院广西：桂林理工大学（原桂林工学院）、桂林电子科技大学、湖南：中南林业科技大学、新疆：新疆大学、甘肃：兰州理工大学、重庆：重庆理工大学、重庆文理学院海南：海南大学等。就业方向专家谈专业高分子材料与工程专业面向方兴未艾的现代化战略性新材料研发与生产领域。在专业设置上采用学科研究方向为导向，以高性能高分子材料、功能高分子材料、塑料、纤维、环境材料、生物医用材料、纳米材料等新材料研究与开发为专业特色，加强教授负责制的教学与学术团队建设，设有高分子合成、聚合物成型加工、环境材料等专业方向；在培养方案上，以化学系列课程为主干学科基础，选修生物、环境、仪器等相关学科知识，强化高分子化学与物理、高分子合成、高分子材料成型加工、高分子材料研究方法等专业核心课程，突出聚合物制备工程、材料加工工程、环境材料、生物医用材料等专业方向的自主选修；在培养模式上，推行研究性学习和研究性实验教学，拥有北京燕山石化、秦皇岛科技园等实习基地，正在形成双语教学和计算机合成设计应用等专业选修特色课程。本专业为大中型规模以上企业和高新技术产业开发区以及研究院所提供应用型骨干技术人才，具有稳定、灵活的就业渠道。高分子材料与工程专业根据国家教委相关指导性文件精神，根据国家相关行业发展趋势，加大了除高分子外其它材料知识及实践的教学内容，使学生能在其它材料领域如复合材料、建筑材料、陶瓷材料、环境修复材料、电子信息材料、纺织材料领域一展才华。专业现状分析进入21世纪以来，我国高等教育从”精英教育”转向”大众化教育”。 社会发展对高分子 材料与工程专业人才的需求基本表现为：研究型、工程技术型、职业型。为此 2001 年，教育部调整、组建了新一届教学指导委员会，设置了高分子材料与工程教学指导委员会，强调 高分子材料与工程专业人才培养拓宽专业，打好基础，理工结合。对工科学校而言也强调进一步加强工程教育培养模式创新。1．我国高分子材料与工程专业的发展变化我国高分子类专业设置始于 1953 年，是从化学和化工类专业中形成和分离出来的。理科高分子化学教研室始建于北京大学化学系，工科的塑料工学教研室则建于成都工学院(今 四川大学)化工系。最早的高分子化学与物理系是在中国科技大学建立的。而北京化工大学 是在全国最早建立学科内容全面的“高分子系”的院校。20 世纪 50 年代以来，在我国高校 中陆续设置的高分子类专业是：高分子化学、高分子物理、高分子化工、塑料工学(塑料工程)、橡塑工程、高分子材料、复合材料、合成橡胶、化学纤维等三级学科专业。1998 年教育部本科专业目录调整将高分子材料相关的工科类专业统一为“高分子材料 与工程”专业，将理科类的高分子专业并入材料化学专业或化学专业；将高分子化工专业并入化学工程专业。使高分子材料类专业的办学口径拓宽到二级学科。就学科内涵而言，高分子材料的组成与结构、合成与制备、加工与应用、性能表征与方法，是高分子材料科学与工程的四大基本要素，是相互有机联系的统一体。2．我国高分子材料与工程专业布及就业到 2009 年，全国共有 142 所院校(所)以高分子材料与工程专业招生。专业设置院校数 按主管部门分类统计为：教育部 17 所，省属 117 所，国防科委 5 所，科学院 1 所，侨办 1 所，民族事委 1 所。高分子材料与工程专业招生布点除青海、西藏、内蒙、云南没有外，在 全国其他28 个省、市、自治区均有。按招生院校所在省份统计有：江苏 16 所，山东 12 所， 湖北 11 所，辽宁 10 所，河北 9 所，北京市 8 所，浙江7 所；安徽7 所，陕西7 所，湖南7 所，黑龙江 6 所，江西 6 所，．上海 5 所，广东 5 所，河南 5 所，吉林4 所，四川 3 所，山 西3 所，福建2 所，新疆 1 所，广西2 所，宁夏 1 所，重庆 1 所，贵州 1 所，海南l 所，甘 肃l 所，天津 1 所。附表 1 是按年度设置高分子材料与工程专业的院校数。全国开设高分子 材料与工程专业的主要院校见附件一。从表中可见全国开设本专业的高等院校呈现 高速的发展壮大中，特别是地方院校增长尤其明显，说明了我国国民经济的快速发展对高分子材料与工程专业的人才需求急迫。专业特色及优势（1）高分子材料与工程专业已经从教学型专业转变成为学科型专业。以高层次的学科建设构建高水平的教学平台，以高素质的学术队伍和前沿的科研工作确保高质量的教学与人才培养。（2）本专业已经形成高质量规模化培养高分子材料与工程专业的合格人才体系。全面覆盖高分子合成、高分子结构与性能、高分子表征、高分子成型加工和材料改性、树脂基复合材料、功能高分子、高分子化工的基础和应用基础知识。专业建设目标体现时代精神，适应社会、经济、科学、技术发展对于高等教育人才培养的要求，以科学的教育思想观念为指导，体现“严谨治学、因材施教、理工结合、鼓励创新”的办学传统，充分反映高分子材料学科的基本规律，发展方向，优化人才培养模式，优化课程体系和教学内容，培养具备高分子科学与工程的基础知识和专业知识、具有多学科综合知识和创新能力的、了解交叉学科的相关知识、具有国际视野、能在高分子材料设计、合成、改性、加工成型及应用等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计的全面发展型的高级研究和工程人才。
PARA刀具在石墨加工的应用 石墨电极与铜电极相比具有电极消耗小、加工速度快、机械加工性能好、加工精度高、热变形小、重量轻、表面处理容易、耐高温、加工温度高、电极可粘结等优点。尽管石墨是一种非常容易切削的材料，但由于用作EDM电极的石墨材料必须具有足够的强度以免在操作和EDM加工过程中受到破坏,同时电极形状(薄壁、小圆角、锐变)等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度提出较高的要求，这导致在加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损。刀具磨损是石墨电极加工中最重要的问题。磨损量不仅影响刀具损耗费用、加工时间、加工质量，而且影响电极EDM加工工件材料的表面质量，是优化高速加工的重要参数。石墨电极材料加工的主要刀具磨损区域为前刀面和后刀面。在前刀面上，刀具与破碎切屑区的冲击接触产生冲击磨粒磨损，沿工具表面滑动的切屑产生滑动摩擦磨损。影响刀具磨损的几点事项：1、刀具材料刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。对于石墨刀具，普通的TiAlN涂层可在选材上适当选择韧性相对较好一点的，也就是钴含量稍高一点的；对于金刚石涂层石墨刀具，可在选材上适当选择硬度相对较好一点的，也就是钴含量稍低一点的；PARA刀具结合多年的经验，选用欧洲著名品牌的刀具材料.2、刀具的几何角度石墨刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺；（1）前角，采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击和摩擦的性能好，随着负 前角绝对值的减小，后刀面磨损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角的增大，刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。（2）后角，如果后角的增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后，切削振动加强。（3）螺旋角，螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长最长，切削阻力最大，刀具承受的切削冲击力最大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是最大的。当螺旋角去较大时，铣削合力的方向偏离工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的，所以在选择方面一定要多加注意。通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试，PARA刀具优化了相关刀具的几何角度，从而使得刀具的整体切削性能大大提高。3、刀具的涂层金刚石涂层刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点，现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择，也最能体现石墨刀具优越的使用性能；金刚石涂层的硬质合金刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性；但是在国内金刚石涂层技术还处于起步阶段，还有成本的投入都是很大的，所以金刚石涂层在近期不会有太大发展，不过我们可以在普通刀具的基础上，优化刀具的角度，选材等方面和改善普通涂层的结构，在某种程度上是可以在石墨加工当中应用的。金刚石涂层刀具和普通涂层刀具的几何角度有本质的区别，所以在设计金刚石涂层刀具时，由于石墨加工的特殊性，其几何角度可适当放大，容削槽也变大，也不会降低其刀具锋口的耐磨性；对于普通的TiAlN涂层，虽然比无涂层的刀具其耐磨有显著的提高，但比起金刚石涂层来说，在加工石墨时它的几何角度应适当放小，以增加其耐磨性。对金刚石涂层来说，目前世界上众多的涂层公司均投入大量的人力和物力来研究开发相关涂层技术，但是至今为止，国外成熟而又经济的涂层公司仅仅限于欧洲；PARA作为一款优秀的石墨加工刀具，同样采用目前世界最先进的涂层技术对刀具进行表面处理，以确保加工寿命的同时，保证刀具的经济实用。4、刀具刃口的强化刀具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视，而又是十分重要的问题。金刚石砂轮刃磨后的硬质合金刀具刃口，存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。石墨高速切削加工刀具性能和稳定性提出了更高的要求，特别是金刚石涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理，才能保证涂层的牢固性和使用寿命。刀具钝化目的就是解决上述刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。5、刀具的机械加工条件选择适当的加工条件对于刀具的寿命有相当大的影响。（1）切削方式（顺铣和逆铣），顺铣时的切削振动小于逆铣的切削振动。顺铣时的刀具切入厚度从最大减小到零，刀具切入工件后不会出现因切不下切屑而造成的弹刀现象，工艺系统的刚性好，切削振动小；逆铣时，刀 具的切入厚度从零增加到最大，刀具切入初期因切削厚度薄将在工件表面划擦一段路径，此时刃口如果遇到石墨材料中的硬质点或残留在工件表面的切屑颗粒，都将引起刀具的弹刀或颤振，因此逆铣的切削振动大；（2）吹气（或吸尘）和浸渍电火花液加工，及时清理工件表面的石墨粉尘，有利于减小刀具二次磨损，延长刀具的使用寿命，减少石墨粉尘对机床丝杠和导轨的影响；（3）选择合适的高转速及相应的大进给量。综述以上几点，刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件，在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色，缺一不可，相辅相成的。一把好的石墨刀具，应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命、能够深雕刻加工、能节约加工成本。6、应用实例工件尺寸：600×400×90石墨材料：ISO-63 (东洋碳素)电极形状：家电散热外盖使用刀具：PARA ￠6 RO(精加工底部)PARA ￠6 R3(精加工侧壁)S=17 000 F= 6000mm/min加工时间：连续加工15小时磨损状况：刃尖部<0.02mm，涂层完好S=17 000 F= 6000mm/min加工时间：连续加工8小时磨损状况：刃尖部<0.03mm 数控石墨电极加工生产线简介王明岐INTRODUCTION OF NUMERICAL CONTROL TECHNIQUE IN MACHINING PROCESS OF GRAPHITE ELECTRODES Wang Mingqi （ Jilin Carbon Group Co Ltd,Jilin 132002） 1 前言 进入70年代以来，以大规模集成电路和微电子计算机为代表的微电子技术的飞跃发展，迅速应用到生产实践中，出现了种类繁多的计算机控制的机床以及具有柔性功能的自动化生产线。数控机床是机电一体化设备的一种。所谓数控就是数字控制，根据生产的程序采用电子计算机进行数字计算，然后对生产过程进行控制，以实现生产过程自动化的一种技术。随着电子计算机的发展，数控技术的应用也越来越普及，其中发展特别迅速的一个方面，就是数控机床。 石墨电极的机械加工是石墨电极生产的最后一道工序，其加工方法与金属制品的加工方法相似。数控电极加工机床以其效率高、精度高、自动化程度高和便于调整，成为电极机械加工机床的重要发展方向。 炭素企业从80年代末期开始使用数控电极加工机床，如吉林炭素集团有限责任公司和兰州炭素有限公司同时引进的美国英格索尔公司制造的数控电极加工自动线（以下简称美线），后来吉林炭素集团有限责任公司又引进日本不二越公司制造的数控电极加工自动线（以下简称日线）。从使用情况看，效果是明显的，不但降低了工人的劳动强度，改善了生产环境，提高了劳动生产率，而且由于采用数控技术，使石墨电极的加工质量明显提高。2 石墨电极的机械加工工艺 石墨电极在压型后，它的大小和形状就已经确定，但是压型后的生制品经过焙烧和石墨化后，由于产生了一定程度的变形，表面上还粘附一些填充料等杂质，显得形状不规则，表面粗糙不平，无法满足使用要求，必须经过机械加工，才能使用。 石墨电极的机械加工包括镗孔、车外圆和铣螺纹，与金属制品的加工相似。根据石墨电极加工的生产特点，数控电极加工机床一般采用3机组的结构，分别完成镗孔、车外圆和铣螺纹。 石墨电极机械加工的第1道工序是镗孔和粗平端面，端面的切削量一般设定为小于30mm，镗孔后孔壁要求给铣螺纹留一定的加工余量，约2mm。 镗孔和粗平端面以后，要进行外圆的加工，外圆的加工量一般小于15mm。这道工序工艺简单，只要调整好外圆加工车刀，使之满足加工质量要求就可以了。 石墨电极机械加工的最主要工序是铣螺纹，它的质量好坏直接关系到石墨电极的使用。在铣螺纹的加工中，对螺纹的锥度、孔径、扣形都有严格要求，并要进行连接试验。3 数控技术在石墨电极机械加工中应用3.1数控电极加工机床的结构 数控电极加工机床由数控系统（CNC）、伺服系统和机床本体3部分组成，如图1所示。图1 数控加工机床的结构 数控机床的可靠性主要取决于数控系统，数控系统的发展方向是提高处理速度和控制精度，增强抗干扰能力，增加可靠性，减小体积等。“日线”机床的FANUC－18TEA数控系统和“美线”机床的AB－7360数控系统相比在这些方面都有很大提高。 伺服系统也叫执行机构，它的性能好坏直接影响加工精度、进给速度和生产效率。伺服系统按控制原理分有开环、半闭环和全闭环系统；按采用的执行元件分有液压伺服、直流电气伺服和交流电气伺服系统。早期引进的数控电极加工机床多使用液压伺服系统驱动，传感器定位，只在高精度铣螺纹工位采用直流电气伺服系统驱动。新一代的数控电极加工机床全部采用交流电气伺服系统带滚珠丝杠驱动，增加对中、测长系统，这样的设计结构大大提高了加工系统的定位精度和加工精度。 数控电极加工自动线的机床本体部分一般采用3个机组的设计结构，分别完成镗孔、车外圆和铣螺纹。3.2石墨电极螺纹的2种加工方法 石墨电极机械加工的最主要工序是铣螺纹，从目前国内炭素工厂所使用的数控电极加工机床来看，可归结为2种加工方法：一种是美国英格索尔公司制造的“美线”，另一种是日本不二越公司制造的“日线”。 美国英格索尔公司设计制造的这台数控电极加工机床采用的是下面加工方法：如图2所示，开始加工时，装有梳刀的主轴以电极中心轴线为中心以60r／min的速度旋转，同时加工刀具在CNC的控制下，通过x方向和z方向的合成运动完成螺纹的加工。在整个加工过程中，电极保持不动。美线机床采用多次循环完成一根电极的螺纹加工，以主轴旋转720°为一个单循环。为了保证加工质量，可以选择循环次数，一般采用9次循环，每次循环的进刀量是递减的，以最后一次进刀量为最小，以保证螺纹的光洁度。图2“美线”机床铣螺纹加工原理图 这种方法的缺点是，完成一根电极的螺纹加工需要x轴、z轴多次频繁往复运动，大大增加了数控及伺服系统的工作量，螺纹的光洁度不好，虽然可以通过增加循环次数来改善螺纹的光洁度，但是会增加循环时间，降低工作效率。数控电极加工机床经过二十几年的发展，加工方法已日渐成熟，目前数控电极加工机床多采用“日线”的加工方法。 “日线”机床电极螺纹的加工方法与“美线”有很大不同，它在铣螺纹工序采用的加工方法是：电极本身以1.8r／min的速度旋转，加工刀具以1000r／min的速度高速自转，同时加工刀具在CNC的控制下通过x方向和z方向的合成运动完成螺纹加工，整个加工过程电极旋转365°。如图3所示，OO′为电极旋转中心线，PP′为刀具旋转中心线，PP′随刀具z方向运动而变化。图3“日线”机床铣螺纹加工原理图3.3工件程序设计 以日本不二越公司制造的数控电极加工自动线FANUC数控系统为例，研究一下工件程序的设计。3.3.1镗孔并粗平端面 石墨电极机械加工的第1道工序是镗孔并粗平端面。如图4所示是CNC控制的x轴，L1是孔底刀距毛坯表面的距离，它来自对中、测长的数据计算，L2是孔的深度，L3是通过数码开关设定的切削量。加工过程如下：图4镗孔并粗平端面加工过程示意图 加工开始x轴快速定位，孔底刀接近电极表面，然后x轴开始工进，工进一般采用2个进给速度，先以400mm／min的速度进给，当端面刀开始加工时，切削量增加，以200mm／min速度进给。 加工结束，主轴停止，x轴返回零点，再开始下一个循环。程序如下： N010 ＃501=L1； N020 ＃502=L1＋L2； N030 ＃503=L1＋L2＋L3； N040 M15；（主轴旋转） N050 G90G00X－＃501； N060 G01X－＃502F400； N070 G01X－＃503F200； N080 M11；（主轴停止） N090 G90G00X0.0； N0100 M30； 这个工序加工简单，CNC控制一个轴就可以完成，在硬件系统功能具备的情况下，工件程序可以编制得非常简单。3.3.2精平端面并铣螺纹 如图5所示为精平端面的加工原理图，＃100为x轴定位值，＃110为y轴定位值，＃111为y轴终位值。加工过程如下：图5 精平端面加工过程示意图 加工开始，x轴快速定位，然后卡具夹紧电极，主轴电机带动电极旋转，转速为12r／min，用于精平端面。精平端面开始，y轴快速定位，然后进行工进，进给速度为180mm／min，加工时间为5s。精平端面完了，y轴返回零点。 程序如下： N010 M16；（主轴定向） N020 M98P1632；（调子程序） N030 G00X－＃100； N040 M10；（夹紧电极） N050 S60M03； N060 G00Y－＃110； N070 G01Y－＃111F180； N080 G04X5.0； N090 G28Y0； 铣螺纹加工过程如图6所示。图6 铣螺纹加工过程示意图 说明：x轴快速吃刀量为＃122=－10mm，时间2s，2s主轴旋转1.8/60*2转，所以z轴快速吃刀量应为＃123=8.4667*1.8*2／60／COS（9.462322）mm，进给速度＃127=10/（1.8*2／60）。365°铣螺纹，z轴的进给量为＃124=8.4667*365／360／COS（9.462322），进给速度为＃128=8�4667／COS（9.462322）mm／r。快速退刀量与快速吃刀量相同。 铣螺纹加工开始，x轴快速定位到铣螺纹位置，z轴快速定位到距离加工位置50mm，再工进到加工位置，进给速度为500mm／min。开始铣螺纹，主轴转速为1.8r／min，x轴和z轴快速吃刀，然后是365°铣螺纹，x轴和z轴快速退刀。 铣螺纹加工完了，夹紧装置松开，各轴返回零点，准备开始下一个循环。程序如下： N110 M15； N120 G00X＃120； N130 G00Z〔－＃129＋50〕； N140 G01Z－＃129F500； N150 S9M03； N160 G99G32X＃122Z＃123F＃127； N170 Z＃124F＃128； N180 X＃125Z＃126F＃127； N190 G98G28Z0； N200 G00X0； N210 M30； 日线采用新的加工方法，提高了石墨电极的加工质量，出现质量问题易查找，易修正。4 数控电极加工机床使用情况分析 “美线”的引进，不仅降低了工人的劳动强度，改善了生产环境，而且使电极的产量和质量有了大幅度提高，满足了现代化、规模化生产的要求。“美线”可加工直径250～800mm的电极。为了扩大生产规模，吉林炭素集团责任有限公司又于1995年从日本不二越公司引进一条数控电极加工自动线。这套数控加工系统无论是数控装置、伺服系统，还是机床的整体设计水平都代表了国际90年代数控电极加工机床的先进水平。“日线”可加工直径400～700mm的电极，目前又经过改造具备了加工深孔电极的能力。“日线”机床1996年4月份投产，运行情况良好。石墨电极机械加工的最主要工序是铣螺纹，“日线”产品的螺纹，无论是锥度、孔径还是光洁度都比过去的产品要好，而且“日线”安装有非常强的操作系统，出现问题易于修正。5 结束语 中国炭素工业从20世纪50年代起步至今已发展了40多年，过去，大部分炭素厂都存在设备自动化程度不高、老化的问题，改革开放以来，许多大的炭素厂引进和开发了不少现代化设备，使用效果是明显的。就电极的机械加工来讲，国产加工线的设计水平和制造工艺还不过关，都存在自动化程度不高、加工质量不好、生产效率低和故障率高的缺点，有的甚至没能形成生产能力。希望通过本文的论述能对国产电极加工机床的发展起到推动和促进作用。作者简介：王明岐 男 1968年10月生，电气工程师。1991年毕业于华中理工大学电子系。现在在吉林炭素集团股份有限责任公司三零四车间工作，从事自动化机床计算机控制系统的维修管理工作，完成技术革新项目10余项。作者单位：王明岐（吉林炭素集团有限责任公司吉林132002）参考文献〔1〕吴祖育，秦鹏飞�数控机床�上海：上海科学技术出版社，1990〔2〕吴季良，李襄筠�微型计算机应用一百例�北京：机械工业出版社，1985浅谈石墨电极在模具加工中的应用来源：《CADCAM与制造业信息化 时间：2006-4-12 近年来随着精密模具及高效模具（模具周期越来越短）的推出，人们对模具制作的要求越来越高，由于铜电极自身种种条件的限制，已越来越不能满足模具行业的发展要求。石墨作为EDM电极材料，以其高切削性、重量轻、成形快、膨胀率极小、损耗小、修整容易等优点，在模具行业已得到广泛应用，代替铜电极已成为必然。 一、石墨电极材料特性 1.CNC加工速度快、切削性高、修整容易 石墨机加工速度快，为铜电极的3～5倍，精加工速度尤其突出，且其强度很高，对于超高（50～90mm）、超薄（0.2～0.5mm）的电极，加工时不易变形。而且在很多时候，产品都需要有很好的纹面效果，这就要求在做电极时尽量做成整体公电极，而整体公电极制作时存在种种隐性清角，由于石墨的易修整的特性，使得这一难题很容易得到解决，并且大大减少了电极的数量，而铜电极却无法做到。 2.快速EDM成形、热膨胀小、损耗低 由于石墨的导电性比铜好，所以它的放电速度比铜快，为铜的3~5倍。且其放电时能承受住较大电流，电火花粗加工时更为有利。同时，同等体积下，石墨重量为铜的1/5倍，大大减轻EDM的负荷。对于制作大型的电极、整体公电极极具优势。石墨的升华温度为4200℃，为铜的3~4倍(铜的升华温度为1100℃)。在高温下，变形极小（同等电气条件下为铜的1/3~1/5），不软化。可以高效、低耗地将放电能量传送到工件上。由于石墨在高温下强度反而增强，能有效地降低放电损耗（石墨损耗为铜的1/4），保证了加工质量。 3.重量轻、成本低 一套模具的制作成本中，电极的CNC机加工时间、EDM时间、电极损耗等占总体成本的绝大部分，而这些都是由电极材料本身所决定。石墨与铜相比，石墨的机加工速度和EDM速度都是铜的3～5倍。同时，磨损极小的特性与整体公石墨电极的制作，都能减少电极的数量，也就减少了电极的耗材与机加工时间。所有这些，都可大大降低模具的制作成本。 二、石墨电极机电加工要求与特点 1.电极的制作 专业的石墨电极制作主要采用高速机床来加工，机床稳定性要好，三轴运动要均匀稳定不振动，而且像主轴这些回转精度也要尽可能的好。对一般的机床也可以完成电极的加工，只是编写刀路的工艺与铜电极有所不同。 2.EDM放电加工 石墨电极就是碳电极。因为石墨的导电性能好，所以在放电加工中能节省大量时间，这也是用石墨做电极的原因之一。 3.石墨电极的加工特点 工业用石墨质硬而脆， 在C N C加工时对刀具的磨损较为严重，一般建议使用硬质合金或金刚石涂层的刀具。石墨在粗加工时刀具可直接在工件上下刀，精加工时为避免崩角、碎裂的发生，常采用轻刀快走的方式加工。一般而言，石墨在切深小于0.2mm的情况下很少发生崩碎，还会获得较好的侧壁表面质量。石墨电极CNC加工时产生的灰尘比较大，可能入侵到机床的导轨丝杆和主轴等，这就要求石墨加工机床有相应的处理石墨灰尘的装置，机床密封性也要好，因为石墨有毒。 三、加工石墨电极实例 如图1所示的是挂机面板注射模定模芯石墨电极，其毛坯尺寸为182mm×42mm×65mm，中间小槽最大宽度为3.1mm，最大槽深为5.1mm，整体加工高度为64mm。 这种类型电极的外形尺寸中等，形状较为复杂，在石墨电极中为较普遍的模型。整个模型采用Pro/ENGINEER的Wildfire2.0进行数控加工，不过，在加工之前先在煤油中浸泡数小时，降低其脆性。由于中间槽小且不规则，CAM的加工策略为：先粗加工整体外形，再精加工成形曲面及下端相连曲面，接着粗加工中间小槽，最后精加工中间小槽。 图1 挂机面板注射模定模芯石墨电极1.整体粗加工 使用D20（R1）涂层镶片铣刀，采用螺旋加工方式（TYPE_SPIRAL），切深(STEP_DEPTH)0.35mm，步距(SIDE_STEP)8mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）0.35mm，粗加工余量（ROUGH_STOCK_ALLOW）0.35mm，底部余量（BTTOM_STOCK_ALLOW）0.35mm，加工方式（ROUGH_OPTION）ROUGH_ONLY，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）2500r/min，进给速度(CUT_FEED)800mm/min。 使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图2所示。图2 粗加工整体外形同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（GougeCheck）。铣刀没有进入中间槽的内部，整个电极外形被铣出，符合工艺的要求。按完成序列（DoneS w q）退出。程序计算的时间为50s，加工时间为2.1h。 2. 精加工一 精加工选用D16（R8）球头铣刀，采用曲面铣削(SurfaceMilling)的加工方式，步距(SIDE_STEP)0.2mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，切削角度（CUT_ANGLE）45°，加工类型（SCAN_TYPE）TYPE_3，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）2500r/min，进给速度(CUT_FEED)650mm/min。使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图3所示。同时，对加工进行仿真模拟检查(NC Check)和过切检查（Gouge Check）。铣刀没有进入中间槽的内部，槽外部被定义的加工成型曲面的负余量（火花间隙即摇动量）都被去除了，符合工艺的要求。按完成序列（Done Swq）退出。程序计算的时间为130s，加工时间为1.5h。图3 精加工成型曲面3. 精加工二 使用D20（R1）涂层镶片铣刀，加工类型（SCAN_TYPE）TYPE_2，切深(STEP_DEPTH)0.35mm，步距(SIDE_STEP)8mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，粗加工余量（ROUGH_STOCK_ALLOW）0.35mm，底部余量（BTTOM_STOCK_ALLOW）0mm，加工方式（ROUGH_OPTION）PROF_ONLY，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）2500r/min，进给速度(CUT_FEED)800mm/min。使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图4所示。同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（Gouge Check）。铣刀进行侧面加工，电极侧部被铣到位，符合工艺的要求。按完成序列（Done Swq）退出。程序计算的时间为45s，加工时间为2h。图4 精加工侧面4. 粗加工中间小槽 使用D2（R0.4）涂层牛鼻铣刀， 采用螺旋加工方式（TYPE_SPIRAL），切深(STEP_DEPTH)0.25mm，步距( SIDE_STEP)0.8mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，粗加工余量（ROUGH_STOCK_ALLOW）-0.25mm，底部余量（BTTOM_STOCK_ALLOW）- 0 . 3 5 m m，加工方式（ROUGH_OPTION）ROUGH_ONLY，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）3500r/min，进给速度(CUT_FEED)450mm/min。 使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图5所示。 同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（GougeCheck）。铣刀进入中间槽的内部，槽的外形被铣出，符合工艺的要求。按完成序列（Done Swq）退出。程序计算的时间为30s，加工时间为1h。图5 粗加工中间小槽5. 精加工三 精加工选用D1（R0.5）球头铣刀，采用曲面铣削(SurfaceMilling)的加工方式，步距(SIDE_STEP)0.2mm，轮廓余量（PROF_STOCK_ALLOW）-0.25mm，切削角度（CUT_ANGLE）45°，加工类型（SCAN_TYPE）TYPE_3，安全高度（CLEAR_DIST）5mm，主轴转速（SPINDLE_SPEED）3500r/min，进给速度(CUT_FEED)400mm/min。使用屏幕演示（Screen Play）功能，加工刀具轨迹如图6所示。同时，对加工进行仿真模拟检查（NC Check）和过切检查（Gouge Check）。铣刀进入中间槽的内部，槽内部被定义的加工成形曲面的负余量（火花间隙即摇动量）都被去除了，符合工艺的要求。按完成序列（DoneS wq）退出。程序计算的时间为60s，加工时间为0.5h。图6 精加工中间小槽四、编辑加工作业指导书 数控加工作业指导书如图7所示。图7 加工作业指导书范例 五、结束语 针对未来模具行业的发展趋势，谁能在最短的时间里完成模具的制作，谁就赢得了客户，赢得了市场。由于石墨电极(与铜相比)有电极消耗少、放电加工速度快、机械加工性能好、重量轻、热膨胀系数小等优越性，已经被大家逐步认识并接受。拥有了石墨电极就拥有了模具的明天!（江苏春兰机械制造有限公司 张晓陆）
加工石墨电极一般用金刚石涂层的铣刀来加工，其寿命最起码是普通刀具的10倍以上，减少换刀，磨刀的时间，提高效率，另外，也是要看客户要求，客户要求高的话，一般都是要求干切（还要看石墨的硬度）干切对刀具要求就比较高，普通刀具很难承受这种加工条件，另外一种就是加工要求不高的石墨材料比如汽车石墨电极，要求不是很高，湿切就可以，普通刀具这是还可以勉强用一用，前提就是：石墨加工专用刀具的单价成本比较昂贵，一般客户用不起，因为成本太高，从而很多客户选用普通刀具。希望采纳，纯手打，。或者您也可以联系我，互相交流，昆山华刃。
石墨电极与铜电极相比具有电极消耗小、加工速度快、机械加工性能好、加工精度高、热变形小、重量轻、表面处理容易、耐高温、加工温度高、电极可粘结等优点。尽管石墨是一种非常容易切削的材料，但由于用作EDM电极的石墨材料必须具有足够的强度以免在操作和EDM加工过程中受到破坏,同时电极形状(薄壁、小圆角、锐变)等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度提出较高的要求，这导致在石墨机加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损
关于数控机床加工精度高的误解(原创) 从事CNC机床设计也有一段时候了,发觉不少机械从业人员甚至专业工程技术人员对数控机床的加工精度存在不小的误解,在生产中常能听到这个是用某某数控机床加工出来的,精度如何如何,其实是不科学的,作为专业的技术人员,在下觉得有必要说明下数控的精度是不是真的如传说中那样神忽其神,还是另有隐情。 那么所谓命题就在于数控机床的加工精度好是不是事实。。。在下的愚见是：是事实，但是不完全的事实。 首先，我们要搞清楚何谓精度。通常机械加工上的精度指的主要是四点：1、尺寸公差 2、形状度公差 3、位置度公差 4、表面光洁度（至于其他最大实体尺寸之流其实是近年才出现的概念，可参考本科教材，这些概念，在公差的教学中是提到的，而且他举例时花键的标注是用到这些概念的；但你参看《机械设计课程设计》以及《机械实用设计手册》他在花键的标注中没有使用到这些概念，可见其实他是可用可不用的锦上添花型概念。新手可能觉得奇怪，怎么可能呢？实际上机械中有很多概念都可以互换的，比如说平行度公差，也可以说成两个面同时对和他们垂直的面有处置度公差。） 回到精度问题上，既然现在搞清楚精度的概念，下个问题就是数控机床是否这些精度做的好呢。首先，要搞清楚数控机床的特点。数控机床，其实就是把数控系统（NC）装在机床上，所以叫CNC。我国很多好机床数控化改装的就是把普通机床装上数控装置和饲服系统就改装成功了（当然做的考究点的会加滚珠丝杆，提高下主轴轴承精度啊，但根据偶的经验其实机械部分的精度提高对整床加工精度提高影响不多，因为刀具的影响，这个以后再说）。那么加数控装置和饲服系统提高了什么精度呢？位置度公差！！！对其他公差等级的提高有帮助吗？我研究下来的结果是没有！！！！ 这就是我要阐述的第一个观点，那就是CNC机床的核心（也就是人们最神化的）数控装置和饲服系统提高的就是机床加工的位置度公差（其实整个数控机床比普通机床提高的主要也是这个，以后会说到）。因为你想想数字控制提高的是什么，是刀具或则工作台在进给是走的准确度，位置走的准了位置度公差也就提高了。但他能提高其他公差吗？不可能，你位置走准了就能提高表面光洁度吗？没门啊，光洁度是什么保证的，一是刀具，二是机床刚性好，震动下，你装了数控装置和饲服系统能改善他们啊，不能啊，无论数控车床还是镗铣床甚至加工中心是不可能做到磨床的表面光洁度的。 而形状度公差也一样啊，所谓形状度公差就是他这个平面做的平不平，圆做的圆不圆，那时靠工作台的位置准保证的了的吗，不可能啊，他归根结底靠的是你表面做得光洁啊，你想表面不光，平面怎么可能平呢。 至于尺寸公差，那更是没关系拉，高精度的尺寸公差其实就是靠机床机械部分的精度保证的，与电气上的控制（在高精度加工时）没有关系,所以你看一般介绍数控机床的加工精度是0.01mm,也就是统称的1丝,要知道这个公差你仪表车床也能做到,磨床更是随便搞搞啊。 也许有人要质疑，说数控机床主轴部件和主轴支承旋转精度高,刚性好,进给传动采用滚珠丝杆,且通过加预紧力消除方向间隙,所以机械部分精度高。那在下可以告诉你，一、机械部分精度的提高与电器无关，换而言之任何机床这样做都能提高精度何必非数控不可。二、其实这些对机床的光洁度以及形状度公差影响不大，因为精加工，关键是金属切削，而切削的最后一环在于刀具，磨床之所以精度高就在于砂轮和刀具存在本质上的区别，这个区别所造成的质量差异绝不是你提高下传动链精度所能够改观的，就好比再厉害在强壮的老虎能吃的了象吗？不可能，他也是老虎，最多老虎中厉害点，不可能变成象的；也就是说，你数控的车床、镗床甚至加工中心之流是都不可能做出磨床的品质，如光洁度、形状度等等。 说了这么多，恐怕有人要说在下反对先进生产了。不是的，在下写本文是希望各位能了解到什么是数控机床最适宜加工的零件，其实最典型的就是类似变速箱箱体这样有多个孔的孔系类零件，而其中各个孔之间都存在位置度公差关系的零件，而箱体无论是孔还是安装基准面其实它的表面光洁度以及圆度平面度公差要求都不是很高，一般的精铣精镗都可做到，这样就可以发挥数控机床加工位置度公差高的特点，而且由于编程后不需改变，加工效率也很高。反之，某些工件，加工曲线很简单，表面光洁度的要求较高（0.8要上磨床），又没有特殊位置度要求的（如减速箱的轴），就根本没必要上数车，那才叫劳命伤财，得不偿失呢． 工艺是一件复杂而严肃的事情，是科学的事，可是现在不少工艺员知识不多，还不负责任，动则数控机床、加工中心，是的，这些先进的设备是使现在的加工变得方便了许多，许多传统机械中的技术如样板等由于这些技术的出现已不需要了；但事情都有双向性，若一味强调简单而依赖数控，势必造成零件生产成本的高涨，要知道数控的设备价格是很贵的，远超普通设备；数控加工人员的学历一般是专科以上，人力成本也是高的；数控机床的功率及主轴转速远高于普通机床，机床运行的成本也是惊人的。 所以我的意见是，我们生产中做工艺要尽量避免设备使用的成本提高，在同样条件下一定应该选取成本小的加工方法，因为企业是赢利为目的的，那些叫嚣不计成本的是自欺欺人的书呆子看法，是不切实际的。所以切不可把数控当万宝全书，动则加工中心，这样对企业的发展、产品的成熟、市场的推广都是不利的，数控应该实实在在成为生产过程中的一把尖刀（好钢用在刀刃上），而不应该像不少公司那样成了工艺偷懒的代名词或抬高身价的名片，那才是机械业从业者的悲哀 我原创的，够实力吧!!!
摘要:介绍了普通车床的数控改造条件,同时介绍了对CA6140车床的主传动系统和进给传动系统进行了数控化改造 的过程。改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。同时介绍了该车床机电联动调试的经验。 关键词:普通车床;数控改造 中图分类号: TG659 文献标识码: B 文章编号: 1001-3881 (2006) 4-208-2 企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学,对CA6140车床进行了数控化改造。 1 机床数控化改造的条件 1·1 机床基础件有足够的刚性 数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0·001~0·01mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。 1·2 机床数控改装的总费用合适,经济性好 机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为5·1万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。 2 系统配置及主要技术规格 该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下: (1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统,键盘和显示部分装在面板上。 (2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有 直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等,与加工指令配合,可加工出各种较复杂的零件。 (3)系统环境工作条件。温度-10~+40℃;湿度为40% ~80%。 (4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1·5A。 (5)步进电机。BYG550C-2型电机两台,驱动电压为110V;相电流为2·5A;步距角为0·36°/步;静力距为12N·m。 3 主传动的数控化改造 机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,如图1所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也 图1 主轴脉冲发生器安装示意图转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时,主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X,拆除挂轮留出空间,安装脉冲发生器,并用法兰盘固定。 4 进给传动的数控化改造 进给传动的作用是接受数控系统的指令,驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动,加工出符合要求的零件,对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控 图2 进给传动系统制,这样结构简单,安装调试和维修都非常方便。 4·1 进给传动链 图2为普通车床改造后的进给传动链,刀具纵向(Z轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向(X轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动横向移动丝杆而实现,该传动链与原机床的传动链相比,摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·3 传动滚珠丝杠副 数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行,采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中,用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧,通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙,提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿差调隙式结构(图3)。通过改变两个螺母的轴向相对位置,使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧来实现的。 图3 双螺母齿差调隙式结构 一般需要几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下,既消除间隙,又能灵活运转。 4·4 刀架 根据需要,拆除原方刀架,安装620型四方刀架(图4)。该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动,使刀架正转选刀,到预定刀位时,电机则反转,使刀架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在加工过程中需要换刀时,数控系统发出预先编制好的换刀控制指令,控制器接到换刀指令时,立即驱动刀架回转。手控时,按动面板上的按钮,刀架能转一个刀位(90°),也可连续按动按钮,直至任一刀位。 5 机电联动调试 5·1 机械调试 丝杠上,侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0·01mm/全长之内;转动丝杠,丝杠轴向窜动在0·01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0·01mm之内。 5·2 机电联动调试 (1)单坐标点动,主要调试其有无动作,运动方向是否符合要求,机械传动是否正常,有无不正常响声等。 1·上刀体 2·活动销 3·反靠盘 4·定轴 5·蜗轮 6·下刀体 7·螺杆 8·离合器盘 9·霍尔元件 10·磁钢 图4 四方刀架结构图 (2)点动合格后,做连续运动。反复多次,若出现故障或异常,排除后方可继续进行。 (3)先试Z坐标方向,后试X坐标方向,这是因为Z坐标方向调试方便。 (4)测量两坐标重复定位精度。在Z向坐标做连续移动时,若发现与丝杠相联的齿 额定转速: 2000r/min 额定输出功率: 2kW 编码器:绝对位置检测方式,分辨率1000000p/r 轴端形式:锥轴伺服放大器采用与电机配套的SJV2系列20型,其驱动能力为2kW。对于2kW电机,也可采用SJV2系列的10型放大器,但此时的输出扭矩要比20型减少1/3,不利于大功率切削。I/O设备选用型号为HR341的基本I/O单元,主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110,主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。 图2 电气连接原理图 2·2·2 主轴控制 主轴电机采用交流变频控制电机,由变频器进行控制,转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压,变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器,因此在发出转速命令后,系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题,我们利用变频器上的功能端子,将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态,并通过PLC检测此信号,从而实现对电机的运转进行监控。 2·3 教学功能的附加 本机改造后除保证加工功能和精度外,还要满足一定的教学功能。所谓的教学功能主要是针对学习数 控系统调试及维修人员而设立的附加功能。该功能通过参数设置及调整PLC程序人为地设置故障,让学生通过故障现象先判断故障种类,再分析故障产生的原因,直至排除故障。通过这种实训,学生可全面学习工业现场可能出现的故障现象,掌握故障排除方法,提高学生解决现场问题的综合能力。 3 结束语 我国现有机床中,近几年急需技术改造的约占25%,这将蕴藏着无限商机。机床改造主要是采用数控和计算机控制技术,我国数控机床发展和机床数控化改造应紧跟世界潮流,发展多轴联动数控系统,开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术,向智能化方向发展
The rotation of ball screw nut inside the ball from rolling motion as compared to the conventional sliding screw with high mechanical efficiency, the need to slide the screw torque is only 1 / 3 of the following, we can use a small twist have a great moment of the axial force. Ball Screw loop structure are: internal circulation structure, outside the loop structure, cover structure, back to the bead groove structure. Which, outside the circle of class size is generally connected to the installation of ball screw with the specifications than the internal cycled large. Loop structure within the shape of the reverse variety of devices, used mainly round and oval shape. The inverter with a floating circular adaptive function, also known as floating inverter internal circulation, better than the smooth elliptical structure of the oval-shaped structure of manufacturing is relatively simple, so the two forms has become mainstream. The graduation project is based on the outer loop based on ball screw geometry modeling
数控机床诊断维修方法经验浅述摘 要:本文就近几年来在对进口数控设备的维护中,逐渐学习并掌握了CNC 系统的一些故障规律和快速诊断方法进行了整理。意在使其更好地为数控设备的使用与维修服务提供借鉴。关键词:数控机床;诊断维修;方法随着发达国家先进技术和装备的不断引进,使我们设备维护人员的维修难度越来越大,这是不可否认的事实。但怎样尽快适应和掌握它,是我们应该认真探讨并急需解决的课题,下面就自己多年的维修经验谈一点个人体会。笔者近年引进的日立精机VA 一65 和HC 一800 两台加工中心,不但具有交流伺服拖动、四轴联动功能,而且还配有磁栅全闭环位置反馈及自动测量、自动切削监视系统,其CNC 是当时国际上最先进的FANUC 一11M 系统。运行11 年来,虽然随着使用年限的增长,一些元器件的老化、故障期的到来,特别是加工任务的增多,设备每天24h 不停机的运转,出现了几乎每周都有故障报警的现象。但为保证任务的按期完成,我们在没有经过国内外培训且图纸资料不全的条件下,在无数次的维修测试中,认真分析故障规律,不断积累有关数据,逐渐掌握维修要领,尽量在最短的时间内查出故障点,用最快的速度修复调整完成。以下从几方面论述快速诊断和维修数控设备的方法:1 先观察问询再动手处置首先看报警信息,因为现在大多数CNC 系统都有较完善的自诊断功能,通过提示信息可以马上知道故障区域,缩小检测范围。像一次HC 一800 卧式加工中心在运行中出现5010 # spindle drive unitalarm 报警。我们根据提示信息马上按顺序检查了主轴电机及其执行元件、主轴控制板,查明过流断路点后恢复正常,仅用20min 完成。但从我们的经验中也有受报警信息误导的例子,因此说可依据它但不能依赖它。原文以及其他一些范文，请到这里看看
美术论文参考文献摘抄
当代，论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段，又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。下面是我整理的美术论文参考文献摘抄，欢迎大家分享。
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恩啊来帮你的，，行
"黄金有价玉有价"——翡翠质量等级鉴定与市场价格指数研究。
1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文：（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容：a.提出-论点；b.分析问题-论据和论证；c.解决问题-论证与步骤；d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是：（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
一、丝路明珠——新疆1.地理位置:新疆维吾尔自治区位于我国西北部,深入内陆,远离海洋。2.自然环境:高山与盆地相间分布,气候为温带大陆性气候,...
摘 要：本文通过对敦煌壁画仕女形象成因的分析，认为敦煌仕女人物造型特征在于从宗教逐渐演绎为世俗人物，其艺术特点在于完美地表现出了女性的灵动与自然形象，其服装造型与服饰特色在于能够充分体现女性娇柔婀娜的曲线和妩媚浓郁的色彩效果。关键词：敦煌壁画 仕女 服饰造型Abstract:In this paper,the author analyzed the reason why the beautiful women imagination of Dunhuang Murals look like that we saw it today.The possible conclusions have been presented by the author in this article.The author argue that the beautiful women imagination of Dunhuang Murals derived from the religionary imaginations which were finally transformed into the imagination of civil people.The artistic virtue of the beautiful women imagination of Dunhuang Murals is that it perfectly figured the lively and natural imagination of women,and its apparel modeling and color can effectively represent a charming and elegancy women.Key words:Dunhuang Murals,beautiful women,modeling of furnishings敦煌石窟，包括莫高窟、东西千佛洞、榆林窟等历经北魏、西魏、北周、隋唐、五代、直至夏和宋元等朝代一千余年的不断开凿，至今保存着五百五十个洞窟的五万余平方米的壁画，计有大大小小的彩塑和壁画佛像八千多尊。这是历代艺术匠师呕心沥血的艺术结晶，凝结着匠师们的艺术才华和设计智慧；它是集绘画、雕塑、建筑、舞乐、文化等方面于一身的综合性的民族史博物馆，是古丝路上一颗灿烂夺目的明珠和埋藏在大沙漠中的艺术圣殿。敦煌石窟艺术自被发现以来吸引了世界各国的研究者，敦煌学目前已经成为一个单独的研究领域，有关敦煌研究的论文、摄影或临摹等图文出版物已有很多，例如《敦煌佛像》、《敦煌菩萨》、《敦煌供养人》、《敦煌飞天》、《敦煌图案》等等。西方也有不少学者涉足研究敦煌艺术，但在敦煌石窟发现的早期甚至有人不择手段的进行破坏性的盗猎，把所盗的壁画和塑像经修复后，陈列于英国、美国、德国的一些博物馆。这一方面是偷猎者破坏敦煌艺术的罪证，另一方面也向世界人民展示了中华民族的古代文明和辉煌，让越来越多的西方人了解敦煌艺术。本文拟以敦煌壁画中的女性菩萨为视点，对其人物造型和服饰的审美特征及审美价值进行分析。一、敦煌壁画艺术的特征早在魏晋前后，就有佛教逐渐传到了中国。首先得到了当时的皇宫贵族和统治阶级的支持和推广，统治者希望处在战乱和苦难中的人们借助宗教尽快让他们找到精神寄托。敦煌莫高窟的开凿始于公元366年，是皇家贵族等有钱人出资开凿并把出资人的形象以壁画的形式画在每个洞窟之内，这就是“供养人”，或称“供养菩萨”。因此，当时有“帝身即佛身”之说。但北魏时期，壁画的形式和造像的故事情节，大都是按佛教发源地印度的宗教情节处理的。如“舍身饲虎”、“割肉贸鸽”、“挖眼舍人”之类充满惊恐、阴冷、悲惨的故事，让膜拜者从畏惧中产生施舍、行善、认命的信念，并相信自己只要虔诚行善便可来生转世，脱离苦海。我国当代著名的美学家、哲学家李泽厚博士在《美的历程》中指出：“宗教一方面麻痹人们于虚幻的幸福之中，另一方面，广大人民在一定时期如醉如狂地吸食它……”。到了隋唐时期，敦煌壁画在故事情节和人物造型上从宗教逐渐地走向了世俗。壁画人物造型和服饰主要以宫庭和贵族们的现实生活为原形和依据。于是，出现在匠师笔下的不再是悲苦和阴冷的主题。在绘制佛教故事或人物造型时，除源发地印度的某些姿式、手式、图式及布局的某些程式和规则必须保留外，在佛像和菩萨的形象、动态、服饰、色彩应用及用笔手法上，都已经融入了许多匠师们个人的艺术想像和才华。他们根据对当时丝路一带西域文化的感受和审美情趣，精心地构思、设计、塑造每一尊的菩萨和佛像，尤其是对其中的女性菩萨（我们称之为“敦煌仕女”）。如“供养菩萨”即供养人和众相多姿的观音菩萨、势至菩萨、胁侍菩萨及午伎、乐伎菩萨和飞天等等的造型和服饰，均已从宗教走向了世俗。这些菩萨已被塑造成为富有民族风情，蕴含青春活力的民间仕女，较之以前阴冷的宗教绘画，更具人情味和感染力，使膜拜者对优美欲出的菩萨和佛象在审美和陶醉中崇拜，向往之心由然而生。正如评论家史苇汀在《信仰与审美》一文中所说的朝拜是“通过审美进入信仰”。二、极力捕捉女性的灵动与自然之美是人物造型的突出特点在塑造众多女性菩萨中，匠师们的艺术天赋和设计智慧得到了充分的发挥。他们悉心研究西域各地女性人物的形象和风情，极力捕捉女性的灵动与自然之美。以具像的形式，工笔的手法赋予了作品中的每个人物以永恒的生命力和强烈的感染力。把一个个敦煌仕女画得女性十足、栩栩如生。这些洞窟匠师都是佛教的虔诚信徒，他们心中有佛，因此，甘愿献身洞窟；他们有的数十年或一辈子，有的父子两代甚至祖孙几代潜心于洞窟艺术，不图名，不为利，呕心沥血，精心打造每一个洞窟，塑造每一尊人物，使其造像既匠心独运，各具风采，又使众像整体统一，优美和谐。供养菩萨是敦煌仕女中出现最多的造像，她们绚丽多姿，富有审美个性，人物形象刻画细腻、面颊端丽，神情恬淡，看去娴静典雅，气质不俗；细品五官，则蛾眉高朗，凤眼灵秀，鼻如悬胆，唇若红樱；整体看去身材高挑，俨然西域民间丽人姿色；在注重脸部形象和身段塑造的同时，也从不忽略手与脚的描绘，手势自然优美，手指灵巧多变，无论空手作揖，或持花持物，或随意摆动，均与人物动态之节奏、韵律相谐调，与人物性别、年龄及风姿气质相统一。再如千呼千应，救苦救难的观音菩萨，有着各种不同的相貌和造型。但除少数男性观音和千手千眼观音之外，其他如送子观音，柳枝观音、水月观音、持花观音等等，都以仕女姿式造型和设色，服饰精致，色彩素雅，让人看去面善心慈、端庄高雅、神情自若、口目含悦，给人以宽厚博爱的气度。但敦煌壁画中最具独特创意的艺术形象无疑是“飞天”，“飞天”的创意思维或艺术灵感源于佛教中的“天堂、人间、地狱”之说。人能够在天上自由飞翔，是人们向往梦幻世界的一种理想追求。与西方相比，敦煌飞天人物的艺术手法和艺术形式大大高于西方的古罗马、古希腊时期的“飞天”，西方飞天的出现时间于我国大致相近，西方的飞天来自神话故事，但都长有翅膀，唯敦煌飞天全然不用翅膀，只用随风舞动的彩带和相应飘游的肢体，满天飞舞，自由自在。让观者觉得可亲可近，心灵神往，而且在画面视觉上由于配有许多舞动的彩带更增添了艺术的表现力和形式感，因此，国内外学者对敦煌飞天的艺术形式，审美情趣和审美价值都给予了高度的评价。如日本学者高梨隆雄在《以敦煌飞天为基准的美的设计方法》一文中指出：“飞天的天衣流线堪称世界设计美学之首”。三、敦煌壁画仕女服饰的特色如果说敦煌仕女在人物造型方面显示了历代匠师的艺术才华和绘画功底，那么，在服装款式，服装色彩和服饰纹样的绘制上，则更充分展现了匠师门的审美情趣，审美修养和设计智慧，同时，也让我们看到了古丝绸之路时期西域贵族的奢华现实和辉煌。敦煌仕女的衣冠服饰，形式多样，手法多变。归纳起来大致有：装束上应用了藏与露、披与挂、透与叠、松与紧、长与短的对比手法；色彩应用上随不同的时期呈现出不同的特色，既有冷暖对比、色相对比、纯度对比的色彩关系，又有温柔谐和、鲜艳明快的色调处理，富有很强的色彩感染力；配饰上进行了动与静、疏与密、多与少、明与暗的设计变化，这是艺术设计上了不起的构成原理和形式美法则的应用典范。例如把敦煌仕女设计为薄衣贴身，裙长拽地，袒胸露背，或大胆地袒胸露乳、露腰。并配以对称或不对称的丝绸披肩或肚围以美化人物，再以轻薄易飘的丝绢长巾或长带，挂于颈上或经手而绕或过腰而缠。从而在画面上收到了随势飘舞、穿插多变、风情万千的艺术效果。另外，饰品的点缀、服装的纹样、背景图案等方面的设计也都充分体现了敦煌壁画的实用装饰手法。其设计的规范程式和审美特征也是我们研究敦煌壁画审美价值不可忽视的一个重要组织部分。所以，敦煌仕女之美是集造型、服装、服饰、图案、纹样、色彩等艺术手法和审美情趣的综合效果。每尊佛像或菩萨，从头到脚整体布局、疏密相兼、生动和谐。头插饰花或戴珠冠，恰到好处。耳坠、项链，肩扣、臂钊，手镯等饰品都注重色彩和造型变化，画龙点晴；胸链、腰链、疏密长短，错落有致，安排得宜，整体显现了珠光宝气、富丽华贵的艺术效果，从而更进一步提升了审美趣味和审美品位，与人物和服装的色彩效果相映成趣，相得益彰。这样的设计和装束效果，不仅完美的呈现了女性娇美婀娜的体形，更增添了所画人物的许多妩媚和艺术魅力。敦煌石窟是荟萃千年的艺术圣殿，它是留给世界人民无比珍贵的文化遗产，对于它的壁画人物，色彩应用及雕塑、建筑等等方面均已有许多著名画家和各界学者如张大千、常书鸿等许多人长期潜心洞窟，作了富有成果的临摹、研究和发掘、修复及保护工作。如今敦煌艺术已被正式列入“世界文化遗产”目录，这是中华民族的光荣和自傲。这正如当代著名美学家王建疆教授在《全球化背景下的敦煌文化、艺术和美学》一文中指出：“敦煌艺术作为中华文化传统的现代生成，其艺术的启迪作用仍然会长存人间”。敦煌艺术无论在绘画、雕塑、设计、美学和其他相关领域，都是我们文化复兴取之不竭，用之不尽的艺术宝库。 参考文献[1] 王建疆.全球化背景下的敦煌文化、艺术和美学.西北师大学报,2004.06[2] 高阳.敦煌壁画中吉祥天女的服饰与中国传统服饰审美文化.敦煌研究,2005.06[3] 张亚莉.唐代前期敦煌壁画的服饰色彩艺术.敦煌研究,2005.06