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

開題報告共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)定的程序自動地進行,那么這種設(shè)備就稱為數(shù)控設(shè)備。數(shù)控機床、數(shù)控火焰切割機、數(shù)控繪圖機、數(shù)控沖剪機等都是屬于這個范疇內(nèi)的自動化設(shè)備。在實際采用數(shù)控設(shè)備時,一定要充分考慮其技術(shù)經(jīng)濟效果。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,對于改進產(chǎn)品質(zhì)量、減輕工人勞動強度,提高經(jīng)濟效益等,都獲得顯著的效果。目前,數(shù)控技術(shù)已在機床行業(yè)、造船行業(yè)、飛機制造業(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,可以進行下述分類。（1）按工具運動軌跡分類1)點位控制。這類控方式只要求控制工具從一點移到另一點的準(zhǔn)確位置,而對運動軌跡原則上不加控制。采用這種控制系統(tǒng)的機床如鉆床、鏜床和沖床等。2)直線控制。這類控制方式除了控制點與點之間的準(zhǔn)確位置外,還要保證被控制的兩點之間移動的軌跡是一條直線,而且移動的速度是按照給定的速度進行控制的。采用這類控制系統(tǒng)的機床如加工中心機床、車床、銑床和磨床,以及數(shù)控火焰切割機和線切割機等。3)連續(xù)控制（或稱輪廓控制）。這類控制方式能夠?qū)蓚€以上坐標(biāo)方向的位移進行嚴(yán)格的不間斷控制。采用這類控制系統(tǒng)的機床如銑床、車床、磨床、齒輪加工機床和加工中心機床,以及線切割機和數(shù)控繪圖機等。（2）按伺服機構(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)動元件為步進電機或電脈沖馬達。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的運算,分配出指令脈沖,每一個脈沖送給步進電機或電脈沖馬達,它就轉(zhuǎn)過一個角度,再通過傳動機構(gòu)便被控制的工作臺移動。這種方式對實際傳動機構(gòu)的動作情況是不進行檢查的,沒有被控制對象的反饋值。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,此時若工作臺沒有移動,沒有反饋量,指令值使得開題報告共5頁第2頁伺服電機轉(zhuǎn)動,通過速度測量元件將速度反饋信號送到速度控制電路,通過位置測量元件工作臺將實際位移量反饋回去,在位置比較電路中與指令值進行比較,用比較的差值進行控制,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。這種控制方式對工作臺的實際位置不進行檢測,而是與伺服電機有聯(lián)系的測量元件,如測速發(fā)電機和光電編碼器或分解器等間接檢測出伺服電機的轉(zhuǎn)角,推算出工作臺的實際位移量,用此值與指令值進行比較,用差值來實現(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。混合控制。如果將以上三種控制方式的特點有選擇地集中起來,可以組成混合控制方案。現(xiàn)在幾乎所有的國家都在重視數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,因為它決定著整個國家經(jīng)濟水平的現(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)濟時代的區(qū)別不在與生產(chǎn)什么而在與怎樣生產(chǎn),用什么勞動資料生產(chǎn).制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本生產(chǎn)資料.而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進制造技術(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.提高對動態(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)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策.總之大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展,提高綜合國力和國家地位的重要途徑.1.2數(shù)控機床發(fā)展存在的問題1）近年來，我國數(shù)控機床生產(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)達國家相比，我國機床數(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)達國家大多在70左右。以金切機床為例，我國去年產(chǎn)量為23萬臺，其中數(shù)控機床只有24萬臺，僅為產(chǎn)量的十分之一強。高檔次的數(shù)控機床及配套部件只能靠進口。國產(chǎn)數(shù)控車床到2000年可供品種為700多種，接近數(shù)控機床品種的50，其中占產(chǎn)量70的是經(jīng)濟型數(shù)控車床。最高轉(zhuǎn)速一般在2000rmin，個別轉(zhuǎn)速達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，但國際上先進企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達8萬小時。國產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心MTBF有少數(shù)廠達500h，但國際先進水平已達800h。用戶對國產(chǎn)加工中心刀庫機械手、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)達國家產(chǎn)品有差距開題報告共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、滾珠絲杠副和滾動直線導(dǎo)軌副、刀庫和機械手、高速防護裝置等，它們是數(shù)控機床的重要組成部分。功能部件技術(shù)水平的高低、性能的優(yōu)劣以及整體的社會配套水平直接決定和影響著數(shù)控機床整機的技術(shù)水平和性能，也制約著主機的發(fā)展速度。相對數(shù)控機床主機來說，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床的整機性能，還占到整機成本的60左右，其發(fā)展?fàn)顩r直接關(guān)系到機床的競爭力水平。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)控機床的配套需要。衡量數(shù)控機床水平的高級數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電主軸、高速滾動功能部件和數(shù)控動力刀架等還依賴進口。理順功能部件生產(chǎn)企業(yè)的體制，做大做強一批功能部件生產(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)的機床。目前我國生產(chǎn)人工關(guān)節(jié)的水平遠遠比不上國外的一些發(fā)達國家，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項目。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，例如美國的強生公司有著先進設(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零件時的工藝改進從而帶來的優(yōu)點，從這種改進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，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)濟效益，同時也提高了在社會上的知名度。二.方案論證2.1工藝路線的設(shè)計數(shù)控加工工藝路線設(shè)計與通用機床加工工藝路線設(shè)計的主要區(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。開題報告共5頁第4頁數(shù)控加工工藝路線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個問題：1）工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：（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，會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機床連續(xù)工作時間的限制（如一道工序在一個工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會增加出錯與檢索的困難。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。對于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分，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。對于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對粗加工后可能發(fā)生的變形需要進行校形，故一般來說，凡要進行粗、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，中間穿插有通用機床加工工序的也應(yīng)綜合考慮；（2）先進行外輪廓加工，在進行內(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。因此在熟悉整個加工工藝內(nèi)容的同時，要清楚數(shù)控加工工序