精密与特种加工技术 第1章

.,精密加工与特种加工技术,参考教材精密与特种加工技术张建华主编机械工业出版社,.,第1章概论,精密与特种加工的产生背景精密与特种加工的特点精密与特种加工对机械制造领域的影响精密与特种加工的方法精密与特种加工的分类精密与特种加工技术的地位和作用,.,机械产品的设计制造流程,制造业是将制造资源(物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等)通过制造过程转化为可供人们使用与利用的工业品和生活消费品的行业，是国民经济的基础。,.,1.1精密加工与特种加工的产生背景,1.1.1制造技术的发展,石器时代,.,1.1精密加工与特种加工的产生背景,1.1.1制造技术的发展,铜器时代,.,1.1精密加工与特种加工的产生背景,1.1.1制造技术的发展,铁器时代,.,1.1精密加工与特种加工的产生背景,1.1.1制造技术的发展,合成高分子时代,.,1.1精密加工与特种加工的产生背景,1.1.1制造技术的发展,机器制作,手工制作,智能控制自动化制作制作,.,1.1精密加工与特种加工的产生背景,1.1.1制造技术的发展,精密加工,一般精度加工,原子级加工,超精密加工,纳米加工,.,1.1精密加工与特种加工的产生背景,（1）.解决各种难加工材料的加工问题。（2）.解决各种特殊复杂型面的加工问题。（3）.解决各种超精密、光整零件的加工问题。（4）.解决需要特殊要求零件的加工问题。,1.1.2机械制造技术面临的新课题,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,1.精密加工的定义精密加工是指加工精度和表面质量达到极高精度的加工工艺。精密加工的范畴包括微细加工、光整加工和精整加工。加工方法通常包括精密切削加工和精密磨削加工。2.精密加工的特点(技术指标）目前，精密加工的技术指标为加工精度0.11m，表面粗糙度0.020.1m；超精密加工的加工精度为0.1m以上，加工表面粗糙度小于0.01m。,1.2.1.精密加工的定义及特点,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,1.特种加工的定义特种加工是将电能、热能、光能、声能和磁能等物理能量及化学能量或其组合乃至与机械能组合直接施加到被加工的部位上，从而实现材料去除的加工方法，也称为非传统加工技术。,1.2.2特种加工的定义及特点,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,2.特种加工的特点（1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量去除工件材料。（2）工具硬度可以低于被加工工件材料硬度。（3）属于非接触式加工。（4）利用简单的进给运动，可加工复杂型面的工件。（5）可实现微细加工，获得高尺寸精度和高表面质量的工件。,1.2.2特种加工的定义及特点,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,3.特种加工存在的不足及有待解决的问题（1）不少加工的机理（超声波、激光）不十分清楚，工艺参数选择、加工过程稳定性均需提高。（2）有些加工（电化学加工）加工过程中的废渣、废气排放不当，会污染环境，影响人体健康。（3）有些加工（等离子弧加工、快速成型）加工精度、生产率有待提高。（4）有些特种加工（激光）所需设备投资大，使用维修费用高，有待进一步解决。,1.2.2特种加工的定义及特点,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,1.改变对材料可加工性的认识难加工材料不再难加工。可采用金刚石、立方碳化硼、刚玉、金刚砂等材料进行精密与超精密切削及磨削加工，或者采用电火花、电解、激光等特种加工方法进行加工2.可优化零件的加工工艺过程传统：加工淬火加工（磨削加工）非传统：淬火加工工序集中,1.2.3精密与特种加工对机械制造领域的影响,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,3.大大缩短新产品的试制周期,1.2.3精密与特种加工对机械制造领域的影响,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,4.对产品零件结构设计带来变革例如为了减少应力集中，花键孔、轴以及枪炮膛线的齿根部分最好做成小圆角，但拉削加工时刀齿做成圆角对排屑不利，容易磨损，刀齿只能设计与制造成清棱清角的齿根。而采用电解加工技术时，由于存在尖角变圆的现象，非采用小圆角的齿根不可。各种复杂冲模，例如山形硅钢片冲模，以往由于难以制造，经常采用镶拼式结构，现在采用电火花、线切割加工技术后，即使是硬质合金的模具或刀具，也可以制成整体式结构。喷气发动机涡轮也由于电解加工技术的出现可以采用整体式结构。,1.2.3精密与特种加工对机械制造领域的影响,.,1.2精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响,5.重新衡量结构工艺性的优劣,1.2.3精密与特种加工对机械制造领域的影响,.,1.3精密与特种加工的方法及分类,1.3.1按加工成形的原理分类,.,1.3精密与特种加工的方法及分类,从加工方法的机理来分类，精密与特种加工可以分为传统加工、非传统加工、复合加工。传统加工是指使用刀具进行的切削加工以及磨削加工；非传统加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的特种加工方法。复合加工是指采用多种加工方法的复合作用，其中包括传统加工和非传统加工方法的复合、非传统加工与非传统加工的复合，进行优势互补、相辅相成的加工。,1.3.2按加工方法的机理分类,.,1.3精密与特种加工的方法及分类,补：非传统加工的发展方向（1）向微细加工，纳米加工方向发展（微细电火花、超声波、激光、电化学等）例如，电火花打孔10m，激光打孔微米级（2）自动化、柔性化、集成化、智能化概念和技术渗透到非传统加工领域（加工质量和效率高、多品种小批量、设计制造一体化、智能决策等）（3）新方法、新技术（新的加工方法、复合加工）（4）绿色制造（用水基