本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、吊臂的设计、整体稳定性计算等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。

2、毕业设计（论文）任务内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

（1）设计任务：

①总体参数的选择（QTZ40级别）

②结构形式

（2）总体设计

①主要技术参数性能

②设计原则

③平衡重的计算

④塔机的风力计算

⑤整机倾翻稳定性的计算

（3）吊臂的设计和计算

①吊臂的形式及尺寸（变截面）（双吊点）

②吊臂的强度、稳定性及刚度验算

（4）设计要求

①主要任务：学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制机械与电气工程图纸，独立撰写一分毕业论文，并绘制有关图表。

②知识要求：学生在毕业设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践，深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。

③能力培养要求：学生应学会依据技术课题任务，完成资料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。

④综合素质要求：通过毕业设计，学生应掌握正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工程设计中，应能树立正确的生产观、经济观与全局观。

⑤设计成果要求：

凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图纸现象。

1）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等也有一定了解。

2）说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。

3）对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。

其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。

3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：

① 计算说明书一份

内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、批准，字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。

② 图纸一套

不少于四张零号图纸量。

4、主要参考文献：

[1] 哈尔滨建筑工程学院主编.工程起重机.北京：中国建筑工业出版社

[2] 董刚、李建功主编.机械设计.机械工业出版社

[3] 机械设计手册.化学工业出版社（5册）

[4] GB/T9462—1999 塔式起重机技术条件

[5] GB/T13752—1992 塔式起重机设计规范

[6] GB5144—1994 塔式起重机安全规程

[7] 濮良贵、纪名刚主编.机械设计（第八版）.高等教育出版社

[8] 弹簧·起重机运输件·五金件作者: 成大先出版社: 化学工业出版社

[9] 吴振顺液压控制出版社:高等教育出版社

[10] 张红俊,熊光荣,苏明液压传动出版社: 华中科技大学出版社

[11] 华玉洁起重机与吊装北京：化学工业出版社

5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：

起迄日期工作内容

2013.3.25-2013.3.28

2013.3.29-2013.4.13

2013.4.14-2013.4.20

2013.4.21-2013.5.15

2013.5.16-2013.6.5

2013.6.6-2013.6.19

2013.6.20-2013.6.21

熟悉整理资料

方案选择及总体设计

绘制总图

臂架设计

绘制臂架装配及结构图纸

绘制零件图纸

准备论文及答辩

摘要

本次设计在参照同类塔式起重机基础上，对QTZ40型塔式起重机进行总体设计及吊臂的设计。在吊臂设计工程中，采用了有限元法对其进行分析计算，采用了ANSYS10.0软件进行分析。

按照整机主要性能参数，确定各机构类型及钢结构型式，主要确定了吊臂的结构参数，并按照吊臂端部加载、跨中加载及根部加载三种工况分析。通过对吊臂作适当的简化，应用ANSYS10.0软件建立吊臂有限元模型，施加各工况载荷，进行求解，进而可得各工况下各节点受力情况及各单元所受轴向力、轴向应力大小及各工况下吊臂的变形挠度大小，并能演示吊臂加载过程的动画，清晰的展现了各工况下吊臂的受力性能。

通过修改模型参数，对不同模型进行分析比较。由比较不同模型在相同工况下的受力状况及刚度状况，综合分析强度和刚度条件，可得出受力最为合理的一组模型参数，通过对此组参数下模型进行强度及刚度校核，进而获得吊臂的最终参数结果。

关键词：QTZ40型塔式起重机吊臂有限元分析 ANSYS10.0

Abstract

Refers to the similar tower crane, this design is composed by the system design and the lazy arm design to the QTZ40 tower crane. In the lazy arm design progress, it has carried Finite Element method on the analysis computation, and used ANSYS10.0 software.

According to the entire machine main performance parameter, various organizations type and the steel structure pattern has been determined. The design parameter of operating modes which are composed of nose increase, the cross center increase and the root increase. Through the suitable simplification to the lazy arm, the lazy arm finite element model is establishment applied ANSYS10.0 software, and then exerted various operating modes load, carried on the solution. Then ANSYS10.0 software can calculate various pitch points stress situation, various units receive the axial stress size, and the lazy arm distortion size under various operating modes. Also it can demonstrate the animation in the process of the lazy arm increase. It has clearly displayed the lazy arm stress performance under various operating modes.

Through the revision for model parameter, the analysis comparison is carried on the different model. Because the stress condition and rigidity condition of different model is compared under the same operating mode, and the generalized analysis intensity and the rigidity condition is carried on, a most reasonable model parameter can be obtained, though the intensity and the rigidity examination regarding this model, then the final parameter result of the lazy arm can be obtained.

Key words: QTZ40 tower crane Lazy arm Finite element analysis ANSYS10.0

第1章前言1

1.1 概述1

1.2 发展趋势1

第2章总体设计2

2.1 概述2

2.2 确定总体设计方案2

2.3 总体设计原则29

2.4 平衡臂与平衡重的计算30

2.5 起重特性曲线32

2.6 塔机风力计算33

2.7 整机的抗倾覆稳定性计算43

2.8 固定基础稳定性计算49

第3章吊臂的设计计算50

3.1 分析单吊点与双吊点的优缺点50

3.2 吊臂吊点位置选择51

3.3 吊臂结构参数参数52

3.4 有限元模型建立过程的几点简化53

3.5 吊臂结构的有限元分析计算54

3.6 计算结果分析69

3.7吊臂强度校核76

3.8 吊臂稳定性校核76

毕业设计小结87

致谢88

参考文献89

第1章前言

1.1 概述

塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家九十年代末期水平并跻身于当代国际市场。

QTZ40型塔式起重机简称QTZ40型塔机，是一种结构合理，性能比较优异的产品，比较国内同规格同类型的塔机具有更多的优点，能够满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和预制构件的吊运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。高层建筑施工中，它的幅度利用率比其他类型起重机高，其幅度利用率可达全幅度的80%。

QTZ40型塔式起重机是400kN·m上回转自升式塔机。上回转自升塔式起重机是我国目前建筑工程中使用最广泛的塔机，几乎是万能塔机。它的最大特点是可以架得很高，所以所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程，都可以用它去完成。这种塔式起重机适应性很强，所以市场需求很大。

1.2 发展趋势

塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。在六十年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机。并在工作机构中采用了比较先进的技术，如可控硅调速、涡流制动器等。进入七十年代后，它的服务对象更为广泛。因此，幅度、起重量和起升高度均有了显著的提高。

就工程起重机而言，今后的发展主要表现在如下几个方面：①整机性能：由于先进技术和材料的应用，同种型号的产品，整机重量要轻20%左右；②高性能、高可靠性的配套件，选择余地大、适应性好,性能得到充分发挥；③电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用；④操作更方便、舒适、安全，保护装置更加完善；⑤向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展。

第2章总体设计

2.1 概述

总体设计是毕业设计中至关重要的一个环节，它是后续设计的基础和框架。只有在做好总体设计的前提下，才能更好的完成设计。它是对满足塔机技术参数及形式的总的构想，总体设计的成败关系到塔机的经济技术指标，直接决定了塔机设计的成败。

总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行，一般由总工程师负责设计。在接受设计任务以后，应进行深入细致的调查研究，收集国内外的同类机械的有关资料，了解当前的国内外塔机的使用、生产、设计和科研的情况，并进行分析比较，制定总的设计原则。设计原则应当保证所设计的机型达到国家有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，经济性好，工艺简单，工作可靠。

2.2 确定总体设计方案

QTZ40塔式起重机是上回转液压自升式起重机。尽管其设计型号有各种各样，但其基本结构大体相同。整台的上回转塔机主要由金属结构，工作机构，液压顶升系统，电器控制系统及安全保护装置等五大部分组成。

2.2.1 金属结构

塔式起重机金属结构部分由塔顶，吊臂，平衡臂，上、下支座，塔身，转台等主要部件组成。对于特殊的塔式起重机，由于构造上的差异，个别部件也会有所增减。金属结构是塔式起重机的骨架，承受塔机的自重载荷及工作时的各种外载荷，是塔式起重机的重要组成部分，其重量通常约占整机重量的一半以上，因此金属结构设计合理与否对减轻起重机自重，提高起重性能，节约钢材以及提高起重机的可靠性等都有重要意义。

1. 塔顶

自升塔式起重机塔身向上延伸的顶端是塔顶，又称塔帽或塔尖。其功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部载荷，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件或直接通过转台传递给塔身结构。

自升式塔机的塔顶有直立截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑式等形式。截锥柱式塔尖实质上是一个转柱，由于构造上的一些原因，低部断面尺寸要比塔身断面尺寸为小，其主弦杆可视需要选用实心圆钢，厚壁无缝钢管或不等边角钢拼焊的矩形钢管。人字架式塔尖部件由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。而斜撑式塔尖则由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。这两种型式塔尖的共同特点是构造简单自重轻，加工容易，存放方便，拆卸运输便利。

塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系，一般取为臂架长度的1/7-1/10，长臂架应配用较高的塔尖。但是塔尖高度超过一定极限时，弦杆应力下降效果便不显著，过分加高塔尖高度不仅导致塔尖自重加大，而且会增加安装困难需要换用起重能力更大的辅助吊机。因此，设计时，应权衡各方面的条件选择适当的塔顶高度。

本设计采用前倾截锥柱式塔顶，断面尺寸为1.36m×1.36m。腹杆采用圆钢管。塔顶高6.115米。塔冒用无缝钢管焊接而成，顶部设有连接平衡臂拉杆和吊臂拉杆的铰销吊耳，以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮，顶部应装有安全灯和避雷针。其结构如图2-1所示：

图2-1 塔顶结构图

2. 起重臂

1）构造型式

塔式起重机的起重臂简称臂架或吊臂，按构造型式可分为：小车变幅水平臂架；俯仰变幅臂架，简称动臂；伸缩式小车变幅臂架；折曲式臂架。

小车变幅水平臂架，简称小车臂架，是一种承受压弯作用的水平臂架，是各式塔机广泛采用的一种吊臂。其优点是：吊臂可借助变幅小车沿臂架全长进行水平位移，并能平稳准确地进行安装就位。因此此次设计采用小车变幅水平臂架。

小车臂架可概分为三种不同型式：单吊点小车臂架，双吊点小车臂架和起重机与平衡臂架连成一体的锤头式小车臂架。单吊点小车变幅臂架是静定结构，而双吊点小车变幅臂架则是超静定结构。幅度在40m以下的小车臂架大都采用单吊点式构造；双吊点小车变幅臂架结构一般幅度都大于50m。双吊点小车变幅臂架结构自重轻，据分析与同等起重性能的单吊点小车变幅臂架相比，自重均可减轻5%-10%。小车变幅臂架拉索吊点可以设在下弦处，也可设在上弦处，现今通用小车变幅臂架多是上弦吊点，正三角形截面臂架。这种臂架的下弦杆上平面均用作小车运行轨道。

2）分节问题

臂架型式的选定及构造细部处理取决于塔机作业特点，使用范围以及承载能力等因素，设计时，应通盘考虑作出最佳选择，首先要解决好分节问题。

小车臂架常用的标准节间长度有6、7、8、10、12m五种。为便于组合成若干不同长度的臂架，除标准节间外，一般都配设1~2个3~5m长的延接节，一个根部节，一个首部节和端头节。端头节构造应当简单轻巧，配有小车牵引绳换向滑轮、起升绳端头固定装置。此端头节长度不计入臂架总长，但可与任一标准节间配装，形成一个完整的起重臂。本次设计选用标准节长度为6m，另加上3.84m长的延接节。其示意图见图2-2：

图2-2臂架分节

3）截面形式及截面尺度

塔机臂架的截面形式有三种：正三角形截面、倒三角形截面和矩形截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面，本次设计的QTZ40采用正三角形截面。选用这种方式的优点是：节省钢材，减轻重量，从而节约成本。其尺寸截面形式如图2-3所示：

图2-3 臂架截面及其腹杆布置

1-水平腹杆2-侧腹杆3-上弦杆4-下弦杆

臂架1-7节：B=1020mm H=800mm

臂架截面尺寸与臂架承载能力、臂架构造、塔顶高度及拉杆结构等因素有关。截面高度主要受最大起重量和拉杆吊点外悬臂长度影响最大。截面宽度主要与臂架全长有关。设计臂架长度为40m，共七节。

4）腹杆布置和杆件材料选用

矩形截面臂架的腹杆体系宜采用人字式布置方式，而三角形截面起重臂的腹杆体系既可采用人字式布置方式，也可采用顺斜置式。此两种布置方式各有特点。

当采用顺斜置式式，焊缝长度较短、质量不易保证。焊接变形不均匀，节点刚度较差，且不便于布置小车变幅机构。因此本设计选用人字式布置方式。其优点在于，这种布置方式应用区段不受限制，焊缝长度较长，强度易于保证，焊接变形较均匀，节点刚度较好，便于布置小车变幅机构。

臂架杆件材料有多种选择可能性。一般情况下，上吊点小车变幅臂架的上弦以选用Q345实心钢为宜，但造价要高。因此本设计选用20号无缝圆钢管。其特点是：惯性矩、长细比要小，抗失稳能力高。下弦采用等边角钢对焊的箱型截面杆件，经济实用，具有良好的抗压性能。因此上弦杆选用83×6、89×7、108×8，下弦选用的角钢型号为：63×5、70×6，臂间由销轴连接。

5）吊点的选择与构造

吊点可分为单吊点和双吊点。其设计原则是：臂架长度小于50m，对最大起吊量并无特大要求，一般采用单吊点结构。若臂架总长在50m以上，或对跨中附近最大起吊量有特大要求应采用双吊点。采用单吊点结构时，吊点可以设在上弦或下弦。吊点以左可看作简支梁，以右可看作悬臂梁。在设计中采用双吊点。

3. 平衡臂与平衡重

QTZ40塔式起重机是上回转塔机。上回转塔机均需配设平衡臂，其功能是支撑平衡重（或称配重），用以构成设计上所需要的作用方向与起重力矩方向相反的平衡力矩，在小车变幅水平臂架自升式塔机中，平衡臂也是延伸了的转台，除平衡重外，还常在其尾端装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大钢丝绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。

参考文献

[1] 哈尔滨建筑工程学院主编.工程起重机.北京：中国建筑工业出版社

[2] 董刚、李建功主编.机械设计.机械工业出版社

[3] 成大先．机械设计手册.化学工业出版社（5册）

[4] GB/T9462—1999 塔式起重机技术条件

[5] GB/T13752—1992 塔式起重机设计规范

[6] GB5144—1994 塔式起重机安全规程

[7] 邢静忠．ANSYS应用实例与分析．科学出版社．2006．

[8] 刘坤．ANSYS有限元方法精解．国防工业出版社．2005．

[9] GB/5144—94 塔式起重机安全规程．

[10] JG/T1 5037—93 塔式起重机分类．

[11] 孙在鲁. 塔式起重机应用技术. 北京：中国建材工业出版社. 2003.

[12] 刘鸿文．材料力学．北京：高等教育出版社．2002．

[13] 李柱，徐振高．互换性与测量技术．北京：高等教育出版社．2002．

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[16] 吴庆鸣，何小新．工程机械设计．武昌：武汉大学出版社.2006．

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[19] 范俊祥．塔式起重机．北京：中国建材工业出版社．2004．

[20] 王金诺，于兰峰．起重运输机金属结构．北京：中国铁道出版社.2002．

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内容简介：: 在开放CAM牙科系统基础上的国产5轴联动轮廓加工数控机床和工业CAM软件鲁莉，刘树生，施生根，杨建中1，北京朝阳医院口腔科，首都医科大学，北京100000，中国2，北京胜维弘技数控设备有限公司，北京100002，中国3，中国人民解放军306医院，北京10000，中国4，华中科技大学科学与技术学院工程研究中心，武汉430060，中国华中科技大学科技出版社与柏林海德堡施普林格出版社2011摘要：中国制造的5轴联动轮廓加工数控机床与国内发达的工业计算机辅助制造技术（CAM）被用于全冠的制作和冠的精度测量，试图建立一个开放的牙科CAM系统以处理和推进国内牙科引进计算机辅助设计CAD/ CAM系统。市售的扫描设备是用于制备冠后做一个基本的数字牙模型，与CAD软件自带的扫描装置设计冠采用国产工业CAM软件为冠数据的过程中产生固体模型，然后国产五轴联动轮廓数控机床来完成整个树冠的加工，采用三维CT测量的树冠内部的内部精度。测量结果表明,中国实现了五轴联动轮廓数控机床与工业CAM技术对于冠制作的结合运用，而且冠可在模具内很好的定位。利用三维CT测量内部精度的结论是一个在开放的牙科CAM系统的基础上，中国制造的5轴联动轮廓加工数控机床和国内工业CAM软件已经建立。该系统的发展将推动牙科CAD /CAM系统的国产进程。关键词：牙科计算机辅助设计与制造；五轴联动轮廓数控机床；CAM软件；开放牙科CAM系统随着生活标准的提高，中国对假牙的需求一直在上升。计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术，统称为CADCAM可广泛应用于工业自动化、航空航天领域。在20世纪70年代，被成功地引入到假牙制作。上世纪80年代以来，该技术的应用在临床实践中大大缩短了处理时间，降低了口腔修复体的价格，并美化了牙齿修复结果的外观，精度及适用性。与CAD / CAM技术在其他工业领域中的应用相比，到目前为止，CAD / CAM技术的牙科发展保持在一个过渡阶段，仍然有很长的路要走，以满足临床医生和患者的需求。此外，在中国大多数医院都买不起进口的CAD / CAM系统，可行的解决方案是引进国内开发的系统。如Lu et al等一些中国学者一直致力于研究和开发的CAD/ CAM而且已取得了一些令人鼓舞的成就。然而到目前为止，在中国还没有CAD / CAM系统的工业化。在这项研究中，我们研究组与中国武汉数控工程中心和北京胜维弘技数控设备有限公司合作，采用了国产工业CAM系统和五轴联动轮廓加工数控机床处理人工冠并测试人造冠与微型CT的适应。试图在中国国内的CAD / CAM系统中引进推广。1材料和方法1.1材料3Shape的牙科系统扫描仪2009，内置口腔CAD软件，3shape A / S丹麦有限公司产。 CAM软件包（中国多轴同步轮廓编程系统，2.0版），由华中科技大学工程研究中心，武汉，中国。五轴数控机床（TX-5/2200五轴联动叶片加工中心），由北京胜维弘技数控设备有限公司制造。三维微型电脑（XM-TRACER-225）由中国科学院高能物理研究所提供。1.2 CAD / CAM制备牙冠1.2.1牙体预备临床上提取自然上颌牙冠修复和常规治疗。1.2.2模具制造选择一个完整的牙列和咬合正常的右上颌第一磨牙全冠修复可动模具。然后模具被取下，并取代前述的天然齿。1.2.3制作数字印模天然齿进行粉末喷涂（西诺德公司，德国），和石膏模具被扫描，以获得数字模型，在模具和目标齿咬合面。1.2.4计算机辅助设计 CAD软件，它与扫描仪被用来生成的数字化模型的表冠进行处理。在保存STL格式的文件。1.2.5计算机辅助制造上述国内CAM软件，用于处理数字冠模型的STL文件。由此，在IGES格式文件的基础上生成和保存处理冠模型。通用机床是用来处理IGES文件从而评级的刀具路径文件的机器（CAM）。 TX-5/2200五轴联动叶片加工中心机树脂块（也称为工业胶木）完成冠的生产。为提高模型的准确性一个逆处理应用于STL格式模型转换成IGES。此外，IGES格式模型是兼容与所有的CAD / CAM，可用于生成刀具路径文件，之后可用任何5轴联动轮廓加工机床处理。1.3冠的精度测验天然牙的替换模型和3D-微型电脑扫描仪用于选择测量点（图1）和表冠计算出和模具之间的公差投入处理树脂冠。图1冠间隙测量示意图：A1，A2制备体边缘；B1，B2：肩轴平面的交点；C1，C2，D1，D2：轴平面三等分点；E1，E2：轴的壁和咬合平面的交点；G1，G2：咬合平面的三节点2.结果通过使用国产5轴联动轮廓加工数控机床和国产CAM系统制作完整的冠，数字冠模型在经审核后被证明是非常吻合的。冠内部精度由三维CT测量（图2）表1中给出。表1冠内部的三维CT精度检测结果位置A1A2B1B2C1C2D1D2E1E2G1G2距离147.6120.8270.2192.4100.0198.086.0169.7158.1172.6311.4320.1图2三维CT检测后得到的冠内部精度的剖视图3.讨论3.1牙科修复处理工业机床和CAM软件的优点传统牙科CAD / CAM系统主要有两种类型：厂房生产和实验室生产。他们大多是封闭的系统：同一品牌的设备进行数据传输的文件只能被读取，在某些系统中，即使是金属和陶瓷材料的使用也是系统特定的。电池技术的进步和互联网的发展带来了一个新的牙科CAD/ CAM模式集中生产和制造业中心，这是一个由Beuer等为代表的开放的系统。在这种模式下，CAD为专业人士在牙科技工室完成设计论文，这样产生的数字文件发送到一个生产中心。冠修复部分将被生产制造中心加工，之后除了修复所有的其他部分将在牙科实验室进行。一个牙科实验室可以处理多个生产中心，反之亦然。随着越来越多先进的扫描和处理细胞技术领域的口腔修复体被引入，STRUB等人认为，这种开放的模式将得到更广泛的应用前景。CAD / CAM在装备制造业是一个普遍的概念，牙科CAD / CAM加工系统有着广阔的前景，已经吸引了许多的机床制造商和软件供应商。而牙科CAD / CAM系统继续开放，促进更多的牙科CAD / CAM系统中使用工业机床和CAM软件。德国软件供应商OPENMIND已经开发出一种开放的智能编程系统称为Hyper-DENT TM，这也使数字牙科模型与数字高精密加工密切结合起来。该公司还开发了一种牙科修复过程中使用的特殊高性能刀具。世界领先的专业CAD / CAM软件公司英国Delcam公司也推出了其最新版本的牙科软件DentCAD和DentMILL的系统。世界著名的工业机床制造商，Roeders（德国）和DMG已经开发出先进的加工技术，如超声波处理技术的牙科工业机床等更专业的牙科CAD / CAM数控加工机床。航空业的出现使多轴工业机床有更高的功率，效率，精度和适应性强等优点。与传统的牙科CAM系统处理的单元相比，工业机床加工的材料和工艺工范围更广，包括目前假牙制作使用的所有材料。此外，他们更灵活，不仅可以做冠和假体的固定桥接而且也可植入一些对象，假牙冠内冠外精密附着体以及其他不能由传统CAM加工的部位。牙科修复工业机床CAM系统的应用还可以使牙修复处理工业化，从而提高了牙科修复处理的工作效率，减少加工设备的使用降低相关的成本，更有效地挖掘社会资源。3.2 五轴联动轮廓加工牙科CAD / CAM系统拥有的高级功能尽管引进了牙科CAD / CAM系统的材料加工快速成形技术，但目前主流的加工形式仍然是CNC多轴联动轮廓切割。三轴联动轮廓加工系统的代表是inLab（德国西诺德），它是可以仅沿一个轴向切割的机器，所以其切刀轴线的曲率不对准一致矢量方向，并且由于切割器的内径尺寸，所以有些工件部分切下，一些过切。因此，由三轴加工的成品表面只是形成近似曲面。该系统用于修复的简单形式是高效的，它是昂贵的和易于使用的。但是，只沿一个方向其切刀精度较低。四轴联动轮廓加工以芝诺（维兰德-IMES，德国）为代表，它配备了三轴联动轮廓系统，它允许整个冠在一个夹紧加工的基础上附加一个旋转的轴。此外，4轴联动轮廓加工通过旋转工件可以实现更好的切削条件和内部的一些表面处理，从而减少齿形误差。然而，与五轴联动轮廓加工相比刀具轴方向在大多数情况下与弯曲表面的矢量方向不一致，并且处理仍然是一个近似值。相对于3轴联动轮廓加工，4轴联动轮廓加工节省材料和辅助时间，而其剖面轮廓加工精度不高，这导致无法处理凹表面。五轴加工的代表是珠穆朗玛峰的Everest Engine of KaVo和ESPE KaVo熔岩数控500 3M，它在四轴的基础上增加了一个摆动轴系统。刀具轴在弯曲表面加工过程中的参考矢量是在任何点上的，所以它可以精确地计算更新，通过选择适当直径的切削工具以改善的机械加工精度以及弯曲表面的加工效率和加工质量10，11。因此，它可以具有更宽的加工范围，并达到较高的加工效率和加工精度12-14。目前很少有牙科CAD / CAM系统使用5轴联动轮廓加工技术，可牙科CAD / CAM系统的五轴联动加工技术有许多先进的功能。事实上，当一些五轴机床用于假牙的加工时，采用三轴粗加工可实现更高的加工效率，同时为了获得更高的加工精度和加工质量，五轴加工过程通常在收尾阶段。3.3使用微型电脑和改进的刀具准确评估冠的精度假牙加工要求的精度为0.05毫米，而目前大多数数控机床的定位精度（行程范围在500毫米）的机械制造精度是0.012毫米，重复性0.008毫米（根据ISO230/ 2标准），他们可以充分满足假牙加工的要求。重要的是该精度是指静态精度，不是加工精度也不是轮廓精度15。到现在为止机床工具行业的曲面轮廓精度没有评价标准。这是因为还没有有效的测量装置对小尺寸自由曲面进行精确测量。与传统的测量装置相比接触式探针可实现的测量精度高得多，一般为0.002毫米。但是探头直径超过1毫米，这使得它不适合牙冠内部的测量。另一方面，非接触式测量一般采用线性激光扫描，其测量精度为0.015毫米，这是在相同的精度等级的测量对象，是不正确的测量16。假牙加工精度难以测量的另一个原因是，冠只能处理后进行测量，而它被设置在天然牙之间。测量的目的是评估适应，这是不同于机械行业相对于基准的测量。所以，常规测量评价标准是不适用的。冠内部检测精度的常用方法包括印象的复制和剖面的方法，印象复制技术具有很多版本。近年来一些学者采用硅橡胶印模结合Photoshop软件的方法封装，以评估假体的适应性。这个方法是具有局限性，因为它不能够提供一个精确确定的间隙尺寸17。用剖面的方法，假体被固定在（通过胶合）基模后从不同的方向测量的边缘吻合度与水泥的厚度，在立体显微镜下包裹和嵌入18,19。其缺点在于：该方法可能破坏铸件和模具，并可能会导致假体的变形。显微CT技术基于微焦点X射线成像，三维成像技术是一种新型的超高分辨率技术。高精度的3D图像显示样品内的详细信息，可以得到不损坏样品20。在这项研究中，三维微型电脑来衡量适应的冠，冠后的模具投入到剖开的横截面。这种方法不仅解决了假牙与模具之间的测量问题，而且还提供了冠横截面特征尺寸，使机床设计轮廓精度更高。McLean等人提出，临床上可接受的的边缘间隙应为120微米。但一些研究人员认为，可接受的内部间隙在200-300微米的范围内。不过到目前为止，还没有科学证据支持这些假设21,22。研究表明，全冠边缘的Cerec3的差距是27-162微米23-26，内冠的差距是73-320微米。在这个实验中测得的冠的边缘间隙和内间隙均略高于现有的商用牙科CAD / CAM系统所测得结果27，这种差异可能归因于机床设计的不同，切削工具和加工过程中的使用问题等。参考文献：1 Duret F, Preston JD. 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