人關(guān)節(jié)防脫位臼襯的模具的數(shù)控加工開題報(bào)告.doc

開題報(bào)告共5頁第1頁一.前言數(shù)控是數(shù)字控制或數(shù)值控制的簡稱,它是以數(shù)字的形式實(shí)現(xiàn)控制的一門技術(shù)。如果一種設(shè)備的操作命令是以數(shù)字的形式來描述,工作過程是按照規(guī)定的程序自動(dòng)地進(jìn)行,那么這種設(shè)備就稱為數(shù)控設(shè)備。數(shù)控機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控沖剪機(jī)等都是屬于這個(gè)范疇內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備。在實(shí)際采用數(shù)控設(shè)備時(shí),一定要充分考慮其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。目前,選用數(shù)控設(shè)備主要考慮三種因素,即單件,中小批量的生產(chǎn)；形狀比較復(fù)雜,精度要求高的加工；產(chǎn)品更新頻繁、生產(chǎn)周期要求短的加工。凡是符合上述三種因素之一的情況,采用數(shù)控設(shè)備,對(duì)于改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高經(jīng)濟(jì)效益等,都獲得顯著的效果。目前,數(shù)控技術(shù)已在機(jī)床行業(yè)、造船行業(yè)、飛機(jī)制造業(yè)以及其它軍用、民用行業(yè)。獲得了廣泛的應(yīng)用。1.1.數(shù)控的分類數(shù)控的分類數(shù)控化的設(shè)備在使用上雖然各自控制的對(duì)象不同,但是在原理上卻都是由數(shù)據(jù)處理和控制電路,以及伺服機(jī)構(gòu)等組成的數(shù)控系統(tǒng)。按照數(shù)控系統(tǒng)的基本原理,可以進(jìn)行下述分類。（1）按工具運(yùn)動(dòng)軌跡分類1)點(diǎn)位控制。這類控方式只要求控制工具從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確位置,而對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡原則上不加控制。采用這種控制系統(tǒng)的機(jī)床如鉆床、鏜床和沖床等。2)直線控制。這類控制方式除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置外,還要保證被控制的兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是一條直線,而且移動(dòng)的速度是按照給定的速度進(jìn)行控制的。采用這類控制系統(tǒng)的機(jī)床如加工中心機(jī)床、車床、銑床和磨床,以及數(shù)控火焰切割機(jī)和線切割機(jī)等。3)連續(xù)控制（或稱輪廓控制）。這類控制方式能夠?qū)蓚€(gè)以上坐標(biāo)方向的位移進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷控制。采用這類控制系統(tǒng)的機(jī)床如銑床、車床、磨床、齒輪加工機(jī)床和加工中心機(jī)床,以及線切割機(jī)和數(shù)控繪圖機(jī)等。（2）按伺服機(jī)構(gòu)的控制方式分類1)開環(huán)控制。這種控制方式通常不帶有位置測量元件,伺服驅(qū)動(dòng)元件為步進(jìn)電機(jī)或電脈沖馬達(dá)。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算,分配出指令脈沖,每一個(gè)脈沖送給步進(jìn)電機(jī)或電脈沖馬達(dá),它就轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,再通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)便被控制的工作臺(tái)移動(dòng)。這種方式對(duì)實(shí)際傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況是不進(jìn)行檢查的,沒有被控制對(duì)象的反饋值。指令發(fā)送出去不再反饋回來,稱為開環(huán)控制。這種控制方式容易掌握、調(diào)試方便、維修簡單,但控制精度和控制的速度受到限制。2)閉環(huán)控制。這種控制方式必須具備測量元件。包括速度測量元件,位置測量元件。當(dāng)指令值發(fā)送到位置比較電路時(shí),此時(shí)若工作臺(tái)沒有移動(dòng),沒有反饋量,指令值使得開題報(bào)告共5頁第2頁伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),通過速度測量元件將速度反饋信號(hào)送到速度控制電路,通過位置測量元件工作臺(tái)將實(shí)際位移量反饋回去,在位置比較電路中與指令值進(jìn)行比較,用比較的差值進(jìn)行控制,直到差值消除為止,這就是閉環(huán)控制。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是精度高、速度快,但是調(diào)試和維修比較復(fù)雜。3)半閉環(huán)控制。這種控制方式對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位置不進(jìn)行檢測,而是與伺服電機(jī)有聯(lián)系的測量元件,如測速發(fā)電機(jī)和光電編碼器或分解器等間接檢測出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角,推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量,用此值與指令值進(jìn)行比較,用差值來實(shí)現(xiàn)控制。由圖上可以看出,由于工作沒有完全包括的控制回路內(nèi),因而稱之為半閉環(huán)控制。這種控制方式介于開環(huán)與閉環(huán)控制之間,精度雖然沒有閉環(huán)高,但調(diào)試卻較閉環(huán)方便?；旌峡刂啤Ｈ绻麑⒁陨先N控制方式的特點(diǎn)有選擇地集中起來,可以組成混合控制方案?，F(xiàn)在幾乎所有的國家都在重視數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,因?yàn)樗鼪Q定著整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)水平的現(xiàn)代化程度.數(shù)控技術(shù)是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè),生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),航空航天國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使用技術(shù)和最基本的裝備.馬克思說過各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別不在與生產(chǎn)什么而在與怎樣生產(chǎn),用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn).制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本生產(chǎn)資料.而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù).當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛使用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平.提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場適用能力和競爭能力.此外,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅采取正大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在高精尖數(shù)控技術(shù)和裝備方面對(duì)我國實(shí)行封鎖和限制政策.總之大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高綜合國力和國家地位的重要途徑.1.2數(shù)控機(jī)床發(fā)展存在的問題1）近年來，我國數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)一直保持兩位數(shù)增長。2002年產(chǎn)量居世界第四。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)床數(shù)控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率不到30；消耗值數(shù)控化率還不到50，而發(fā)達(dá)國家大多在70左右。以金切機(jī)床為例，我國去年產(chǎn)量為23萬臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床只有24萬臺(tái)，僅為產(chǎn)量的十分之一強(qiáng)。高檔次的數(shù)控機(jī)床及配套部件只能靠進(jìn)口。國產(chǎn)數(shù)控車床到2000年可供品種為700多種，接近數(shù)控機(jī)床品種的50，其中占產(chǎn)量70的是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。最高轉(zhuǎn)速一般在2000rmin，個(gè)別轉(zhuǎn)速達(dá)8000rmin，坐標(biāo)定位精度一般在001mm，重復(fù)定位精度在0005mm，工作精度圓度在0010005mm之間，表面粗糙度Ra08161xm。長城機(jī)床廠CK7815C主軸最高轉(zhuǎn)速3500rmin，快速行程X軸9mmin，z軸12mmin，定位精度X軸0016mm，z軸0025mm，工作精度圓度0007mm，表面粗糙度Ra16m。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)MTBF可靠性大都超過1萬小時(shí)，但國際上先進(jìn)企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達(dá)8萬小時(shí)。國產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心MTBF有少數(shù)廠達(dá)500h，但國際先進(jìn)水平已達(dá)800h。用戶對(duì)國產(chǎn)加工中心刀庫機(jī)械手、數(shù)控車床刀架仍不放心，其定位精度、特別是重復(fù)定位精度也有待提高。此外，外觀、漏油等老問題也與工業(yè)發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品有差距開題報(bào)告共5頁第3頁2）功能部件的差距數(shù)控功能部件是指數(shù)控系統(tǒng)、主軸單元、數(shù)控刀架和轉(zhuǎn)臺(tái)、滾珠絲杠副和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、刀庫和機(jī)械手、高速防護(hù)裝置等，它們是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。功能部件技術(shù)水平的高低、性能的優(yōu)劣以及整體的社會(huì)配套水平直接決定和影響著數(shù)控機(jī)床整機(jī)的技術(shù)水平和性能，也制約著主機(jī)的發(fā)展速度。相對(duì)數(shù)控機(jī)床主機(jī)來說，我國功能部件生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展更顯滯后。功能部件不僅決定著機(jī)床的整機(jī)性能，還占到整機(jī)成本的60左右，其發(fā)展?fàn)顩r直接關(guān)系到機(jī)床的競爭力水平。目前，我國的功能部件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，布局分散，有些還依附于主機(jī)廠或研究所。從整體上看，我國功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢，品種少，產(chǎn)業(yè)化程度低，從精度指標(biāo)和性能指標(biāo)都還不過硬。滾珠絲杠、數(shù)控刀架、數(shù)控系統(tǒng)、電主軸等數(shù)控機(jī)床功能部件雖已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，但僅能滿足中低檔數(shù)控機(jī)床的配套需要。衡量數(shù)控機(jī)床水平的高級(jí)數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電主軸、高速滾動(dòng)功能部件和數(shù)控動(dòng)力刀架等還依賴進(jìn)口。理順功能部件生產(chǎn)企業(yè)的體制，做大做強(qiáng)一批功能部件生產(chǎn)企業(yè)已迫在眉睫。我們單位做的是人工關(guān)節(jié)，它要求的精度是非常高的，因此我們用的是閉環(huán)控制系統(tǒng)的機(jī)床。目前我國生產(chǎn)人工關(guān)節(jié)的水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上國外的一些發(fā)達(dá)國家，我們還處在起步狀態(tài)，這就需要我們花大力氣來做好這個(gè)項(xiàng)目。在國外，特別是在美國，他們的人工關(guān)節(jié)已經(jīng)廣泛使用，生產(chǎn)水平也處在世界的前列。有的企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到我國，例如美國的強(qiáng)生公司有著先進(jìn)設(shè)備和精湛的技術(shù)，他們的工藝已經(jīng)成熟甚至穩(wěn)定了。正以為這樣他們正逐步成為我國人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。在我國，這方面的企業(yè)不是太多，現(xiàn)有的幾家也比不上國外的水平。就象我所在的單位（常州康輝人工關(guān)節(jié)有限公司），雖然在國內(nèi)是處于中上等水平，但是我們的產(chǎn)品拿到國際市場上，價(jià)格還是大打折扣。原因就是我們的生產(chǎn)工藝還不成熟，因此我們正逐步改進(jìn)工藝，以便更好的適用國際市場。本課題主要探討了我們在做其中一個(gè)零件時(shí)的工藝改進(jìn)從而帶來的優(yōu)點(diǎn)，從這種改進(jìn)我們可以看到它提高了我們的生產(chǎn)效率，不僅如此，就是由于這種改進(jìn)，零件的質(zhì)量也提高了。正是這種質(zhì)量和效率的提高，使得我們獲得了比以前更大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也提高了在社會(huì)上的知名度。二.方案論證2.1工藝路線的設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別,加工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序。數(shù)控加工工藝一般都穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程中，因而要與其它加工工藝銜接好比如我現(xiàn)在的零件就是作為一個(gè)中間連接的零件，它的內(nèi)球要與球頭連接而外球要與我們做的一種臼罩連接。開題報(bào)告共5頁第4頁數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1）工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：（1）以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。（2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。（3）以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。我們是將外球車削做為一道工序，而將內(nèi)球鏜削做為一道工序來做。（4）以粗、精加工劃分工序。對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對(duì)粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來說，凡要進(jìn)行粗、精加工的過程，都要將工序分開。2）順序的安排順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮；（2）先進(jìn)行外輪廓加工，在進(jìn)行內(nèi)型的加工（車床）（3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)；3）數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序