《數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)開題報(bào)告文獻(xiàn)綜述4000字》

PAGE開題報(bào)告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述錐形螺桿主要應(yīng)用在螺桿擠出機(jī)，擠出機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用非常廣泛。圖1為錐雙螺桿實(shí)體圖。在醫(yī)藥行業(yè)，雙螺桿擠出工藝大多被用來生產(chǎn)藥物。目前，螺桿擠出機(jī)已經(jīng)具有生產(chǎn)各種劑型的能力，包括口服片劑、口服顆粒劑、皮下植入物等。在食品加工方面，螺桿擠壓機(jī)被應(yīng)用在生產(chǎn)出高蛋白質(zhì)的產(chǎn)品。在工業(yè)方面，螺桿擠壓機(jī)可以利用半固態(tài)金屬漿料的非枝晶顯微結(jié)構(gòu)和觸變特性，直接由熔體產(chǎn)生簡單的金屬型材料。因此，螺桿擠壓機(jī)的應(yīng)用與我們的生活息息相關(guān)。圖1錐雙螺桿實(shí)體圖錐形螺桿的發(fā)展現(xiàn)狀螺桿廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠和塑料工業(yè)。錐形雙螺桿是一種新型的螺桿工件，其主要用于擠出機(jī)械。在現(xiàn)代加工工業(yè)中，傳統(tǒng)的螺桿加工方法有兩種加工方式：成型方法和生成方法。隨著各種螺桿尺寸和形狀的越來越復(fù)雜，使得加工方法和加工工藝不斷更新和改變，有的甚至只能依靠數(shù)控方法來實(shí)現(xiàn)加工。此外，錐形雙螺桿具有復(fù)雜的幾何特征，如可變頂徑，可變底徑，可變槽深，可變頭數(shù)，可變導(dǎo)程等，其數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，加工困難。從全球來看，雙螺桿擠出技術(shù)正在迅速發(fā)展。20世紀(jì)50年代后，Pasquentai提出了擠出機(jī)采用錐形雙螺桿的設(shè)想。1967年，ANGER設(shè)計(jì)了第一臺錐形雙螺桿擠出機(jī)。其與平行雙螺桿擠出機(jī)相較，錐形雙螺桿特別適宜加工聚氯乙烯，尤其UPVC干混粉末直接擠出成型和造粒。20世紀(jì)70年代，德國KRAUSSMAFFEI研制了一種雙錐雙螺桿，其特征是螺桿的大端直徑與小端直徑之比大于2，沿螺桿全長，大端槽深、小端槽淺，槽徑與槽深之比恒定，構(gòu)成槽外徑的外錐角和槽底直徑的內(nèi)錐角，且兩個(gè)錐角不同，故稱為雙錐型，與KM公司的KMD-KK系列螺桿等普通型材相比，擠出產(chǎn)量可提高20%～30%左右。90年代研制的CMT系列高效雙錐型螺桿是錐形雙螺桿擠出機(jī)發(fā)展史上的一重大技術(shù)進(jìn)步，其擠出產(chǎn)量是同規(guī)格的兩倍以上。螺桿結(jié)構(gòu)在不斷變化，以滿足產(chǎn)品多樣性的需求。就錐形雙螺桿擠出機(jī)而言，我國自主研發(fā)的產(chǎn)品比較少，基本都是對國外產(chǎn)品進(jìn)行模仿，因此技術(shù)水平低于發(fā)達(dá)國家。研究深度和廣度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及單螺桿。自錐形雙螺桿擠出機(jī)發(fā)展的30多年里一共出現(xiàn)三種類型的螺桿結(jié)構(gòu)，如圖2所示：普通型，雙錐型（超錐型）和高效雙錐型。圖2錐雙螺桿類型(1)普通型普通型為錐形螺桿的初級結(jié)構(gòu)形式，大端直徑與小端直徑之比小于2，并且凹槽深度沿螺釘?shù)恼麄€(gè)長度保持不變。如20世紀(jì)90年代以前CINCINNATIMILACRON公司（以下簡稱CM公司）的CM系列機(jī)器的螺桿。(2)雙錐型雙錐型是由德國克勞斯·馬費(fèi)伊公司（以下簡稱KM公司）基于普通型發(fā)展起來的新型結(jié)構(gòu)[24]。其特征為大端直徑與小端直徑之比大于2，凹槽深度沿螺釘整個(gè)長度變化，直徑與深度之比凹槽保持不變。例如KM公司的KMDxKK系列機(jī)器的螺桿。(3)高效雙錐型高效雙錐體是CM公司在20世紀(jì)80年代后期在雙錐設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上開發(fā)的。除雙錐結(jié)構(gòu)外，螺桿長度適當(dāng)加長，不僅增加了螺桿尾部的直徑和強(qiáng)度，而且確保了物料于進(jìn)料段之內(nèi)有足夠的停留時(shí)間在外部加熱的作用下加速塑化。并且提高了擠出量和靈活性。20世紀(jì)90年代后，CM公司取消了原有的CM系列機(jī)型，并生產(chǎn)了CMT系列機(jī)型。與普通型相比，擠出產(chǎn)量可翻倍或超過一倍。目前，高效雙錐型螺桿已成為擠出螺桿市場的主流。錐形雙螺桿擠出機(jī)正在快速發(fā)展，在塑料機(jī)械市場占有重要地位。同時(shí)，我們也必須看到，中國的塑料機(jī)械行業(yè)在產(chǎn)品性能和控制技術(shù)上與國外同行相比有一定的差距[25]。但是，隨著國內(nèi)市場經(jīng)濟(jì)日漸完善和技術(shù)水平日益提高，錐形雙螺桿擠出機(jī)會(huì)有進(jìn)一步拓展。加工原理--螺旋面的加工方法圓柱形直柄立銑刀包絡(luò)法銑削圓柱形直柄立銑刀包絡(luò)法加工螺旋面主要是針對于直廓形螺旋面。目前，專用的螺桿加工機(jī)床所提供的編程系統(tǒng)均采用包絡(luò)法。工件的螺旋面是由銑刀回轉(zhuǎn)面相對于工件做螺旋運(yùn)動(dòng)所形成。該回轉(zhuǎn)面與工件螺旋槽的接觸線為一條空間曲線。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)并且刀具沿工件軸線移動(dòng)，此時(shí)相當(dāng)于接觸線做螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡即為螺旋面。本文采用圓柱形立銑刀包絡(luò)法加工錐形螺桿螺旋面，如圖3所示。圖3柱形立銑刀加工錐雙螺桿運(yùn)動(dòng)關(guān)系示意圖數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)控技術(shù)亦稱計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC），它是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)字程序的控制。這種技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)按照事先存儲(chǔ)的程序來完成控制動(dòng)作的。利用計(jì)算機(jī)代替原來的硬件電路，對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理實(shí)現(xiàn)控制動(dòng)作。數(shù)控技術(shù)相對于傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了革命性的改變，使制造業(yè)成為了工業(yè)化的象征。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，對IT、汽車、輕工、醫(yī)療等行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著越來越重要的作用，這些產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代發(fā)展的主要趨勢。從數(shù)控技術(shù)的發(fā)展以及世界的發(fā)展趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)如下：（1）高速、高精加工技術(shù)和設(shè)備的新動(dòng)向先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵就是效率。采用速度快、精度高的加工技術(shù)能夠提高效率、提高商品的檔次、提高市場的競爭力。高速加工中心的進(jìn)給速度非常之快，可以達(dá)到80m/min，空轉(zhuǎn)速度能夠達(dá)到100m/min，而在普通高速銑床上加工同一零件需要3h，大大的縮短了加工時(shí)間。目前，世界上大部分汽車廠已經(jīng)改成高速加工中心組成的生產(chǎn)線，取代了組合機(jī)床機(jī)床在加工精度方面都有所提高，普通數(shù)控機(jī)床精度從10μm提高到了5μm，而精密級的加工中心從3～5μm，提高到了1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。對于可靠性來說，國外數(shù)控設(shè)備的MTBF可以達(dá)到6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，可靠性非常高。（2）機(jī)床五軸同步加工與快速加工數(shù)控技術(shù)在加工曲面零件時(shí)采用了五軸聯(lián)動(dòng)。它能夠以最合適的刀具結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，加工精度非常高，并且提高了效率。通常認(rèn)為，五軸聯(lián)動(dòng)加工可以相當(dāng)于兩臺三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是在使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，更能體現(xiàn)出五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床發(fā)揮的效益。但是由于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本要比三軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床高出很多倍，并且編程難度較大，為此五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床沒有得到很好的發(fā)展?？萍歼M(jìn)步推動(dòng)著技術(shù)的不斷革新，電主軸的出現(xiàn)使得可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)得以簡化，其制造成本和加工難度也在一定程度上得以降低，進(jìn)而使得數(shù)控系統(tǒng)之間的價(jià)格差距不斷縮減，以此推動(dòng)符合加工機(jī)床與復(fù)合主軸頭五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。日本機(jī)械有限公司在某展會(huì)上使用五軸機(jī)床，該機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，不僅實(shí)現(xiàn)了傾斜面和倒錐孔的加工，而且展示了任意角度的四垂直平面的加工；同時(shí)德國DMG公司展出了可一次完成五軸同時(shí)加工的DMUVoution系列加工中心，該加工中心的可直接或間接由數(shù)控系統(tǒng)控制或由CAD/CAM控制。（3）智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢21世紀(jì)的數(shù)控設(shè)備將是一個(gè)特定的智能化系統(tǒng)，智能內(nèi)容包括數(shù)控系統(tǒng)的各個(gè)方面：如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)的自動(dòng)生成；如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題，許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC、歐共體的OSACA、日本的OSEC，中國的ONC等。數(shù)控設(shè)備的組網(wǎng)將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)的信息集成的需求。它也是實(shí)現(xiàn)敏捷制造、虛擬企業(yè)和全球制造等新制造模式的基本單位。近兩年來，國內(nèi)外一些著名的數(shù)控加工企業(yè)引入了新的數(shù)控機(jī)床概念和原型。（4）重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的公共性、靈活性、順應(yīng)性、可擴(kuò)展性。數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的趨勢。新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC）正在世界范圍內(nèi)進(jìn)行研究和制定。其目的是提供一種獨(dú)立于特定系統(tǒng)的中性機(jī)制，可以在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中描述統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過程甚至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，它將對數(shù)控技術(shù)和整個(gè)制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一個(gè)全新的制造理念。在傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序集中在一臺計(jì)算機(jī)上。

開題報(bào)告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：（1）主要研究內(nèi)容本課題針對現(xiàn)有的錐雙螺桿的加工方法的基礎(chǔ)上，提出使用圓柱形直柄立銑刀加工錐雙螺桿的方法。深入分析錐形螺旋面的成形原理與錐雙螺桿的加工原理，以螺旋面形成原理為理論基礎(chǔ)總結(jié)螺旋線以及螺旋面的成形規(guī)律，分析刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，精確地對數(shù)控加工參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，具體內(nèi)容可以分為以下幾點(diǎn)：分析螺旋面的成形原理，以及錐雙螺桿數(shù)控加工原理；研究螺桿的制造工藝方法，闡述圓柱形直柄立銑刀加工錐雙螺桿時(shí)刀具與工件的運(yùn)動(dòng)形式；推導(dǎo)并計(jì)算加工螺桿時(shí)刀具的實(shí)際切削半徑，并對刀具的安裝角與錐雙螺桿的齒形角關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算；根據(jù)理論計(jì)算與加工步驟中的刀具干涉的分析，選擇適合制造錐雙螺桿的圓柱形直柄立銑刀；通過試驗(yàn)驗(yàn)證分析驗(yàn)證理論推導(dǎo)的合理性與可行性；（2）重難點(diǎn)推導(dǎo)加工螺桿的切削半徑，CAD軟件的學(xué)習(xí)與掌握，機(jī)構(gòu)尺寸的確定于設(shè)計(jì)計(jì)算，三維模型的建立，機(jī)械設(shè)計(jì)方法的進(jìn)一步學(xué)習(xí)與實(shí)踐。（3）設(shè)計(jì)思路擬采用的研究手段及途徑包括：1、前期調(diào)研查找相關(guān)資料進(jìn)行整理分析；2、研究銑刀加工時(shí)刀具與工件的運(yùn)動(dòng)形式；3、計(jì)算切削半徑；4、確定好方案進(jìn)行軟件仿真，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性；5、利用電腦繪制2D、3D效果圖，確定最終方案稿。（4）預(yù)期效果通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，熟練掌握CAD在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并能完成規(guī)定的題目設(shè)計(jì)制作，并編寫一份完整的設(shè)計(jì)說明書，在完成上述的任務(wù)過程中緊密的結(jié)合實(shí)際，學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用已學(xué)過的課程知識，獨(dú)立地解決某些實(shí)際問題。在基本理論分析，基本計(jì)算方法和基本繪圖技能方面等獲得有益的鍛煉和提高。

開題報(bào)告指導(dǎo)教師意見：1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：