机械制造技术基础—第七章新发展

1、 1. 1.适应发展现代高、精、尖军品和民品生产的需求，发适应发展现代高、精、尖军品和民品生产的需求，发展精密与超精密加工技术，发展纳米加工技术和微机电系统展精密与超精密加工技术，发展纳米加工技术和微机电系统制造技术；制造技术； 2. 2.以提高生产效率和加工质量为主要目标，发展多品种、以提高生产效率和加工质量为主要目标，发展多品种、中小批量生产机械制造自动化技术；中小批量生产机械制造自动化技术； 3. 3.适应市场快速多变的需求，发展快速响应制造技术；适应市场快速多变的需求，发展快速响应制造技术； 4. 4.适应建设资源节约型社会发展循环经济的需求，发展适应建设资源节约型社会发展循环经济的需

2、求，发展以绿色制造为主要内容的可持续发展技术。以绿色制造为主要内容的可持续发展技术。 发展超精密加工与纳米加工技术是发展超精密加工与纳米加工技术是2121世纪机械制造技术最为重要世纪机械制造技术最为重要的发展方向之一。的发展方向之一。 普通精度和高精度是个相对概念，两者的分界线是变化的。就当普通精度和高精度是个相对概念，两者的分界线是变化的。就当前工业发达国家制造水平分析：前工业发达国家制造水平分析： 制造公差大于制造公差大于3 3m（我国为（我国为5 5m）的加工称为普通精度加工；）的加工称为普通精度加工； 制造公差低于制造公差低于3 3m的加工称为高精度加工。的加工称为高精度加工。 制造公

3、差为制造公差为3.03.00.30.3m、表面粗糙度表面粗糙度RaRa为为0.30.30.030.03m的加工的加工称为精密加工；称为精密加工； 制造公差为制造公差为0.030.030.030.03m，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa为为0.030.030.050.05m的加的加工称为超精密加工；工称为超精密加工； 制造公差小于制造公差小于0.03m0.03m，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa小于小于0.05m0.05m的加工称为纳的加工称为纳米加工。米加工。 一种加工方法所能达到加工精度等级取决于这种加工方一种加工方法所能达到加工精度等级取决于这种加工方法能够切除的最小极限背吃刀量法能够切除的最

4、小极限背吃刀量pmin，能切除的，能切除的pmin越小，越小，它的加工精度就越高。它的加工精度就越高。 影响微量切除能力的主要因素有：影响微量切除能力的主要因素有： （1 1）切削工具的刃口锋利程度；）切削工具的刃口锋利程度； （2 2）机床加工系统的刚度；）机床加工系统的刚度； （3 3）机床进给系统的分辨力。）机床进给系统的分辨力。 实现精密切削总的要求是：由机床加工系统不准确引起实现精密切削总的要求是：由机床加工系统不准确引起的静态误差，连同由于力作用、热作用和外界环境干扰引起的静态误差，连同由于力作用、热作用和外界环境干扰引起的动误差，必须小于超精密加工规定的制造公差要求的动误差，必须

5、小于超精密加工规定的制造公差要求。 影响精密切除能力的主要因素有：影响精密切除能力的主要因素有： （1 1）机床加工系统的几何精度；）机床加工系统的几何精度； （2 2）机床加工系统的静刚度、动刚度和热刚度；）机床加工系统的静刚度、动刚度和热刚度； （3 3）加工环境条件。）加工环境条件。超精密磨削的主超精密磨削的主要工艺特征要工艺特征目前超精密磨削目前超精密磨削所能达到的水平所能达到的水平应用范围应用范围图图7-1 超精密油石磨削抛光超精密油石磨削抛光纳米级加工的材纳米级加工的材料去除过程的特点料去除过程的特点扫描隧道显微加扫描隧道显微加工原理工原理图图7-2 扫描隧道显微加工原理扫描隧道显

6、微加工原理 发展自动化制造技术对保证产品制造质量、提高生产效发展自动化制造技术对保证产品制造质量、提高生产效率、降低产品制造成本、提高企业的市场竞争能力均具有重率、降低产品制造成本、提高企业的市场竞争能力均具有重要意义。自动化技术是机械制造技术的重要发展方向之一要意义。自动化技术是机械制造技术的重要发展方向之一。一、大批大量生产自动化一、大批大量生产自动化二、多品种中小批量生产自动化二、多品种中小批量生产自动化一、大批大量生产自动化一、大批大量生产自动化 在大批大量生产中，常采用专用机床和单功能组合机床在大批大量生产中，常采用专用机床和单功能组合机床为主体的刚性自动化生产线。为主体的刚性自动化

7、生产线。刚性自动化生产刚性自动化生产 线示例线示例工艺特征工艺特征应用范围应用范围图图7-3 曲拐加工自动线曲拐加工自动线1-斗式切削提升机；斗式切削提升机；2-链板式排屑装置；链板式排屑装置；3-泵站；泵站；4-工工件输送带及工件装卸台；件输送带及工件装卸台；5-工件提升机；工件提升机；6-中央控制中央控制台台二、多品种中小批量生产自动化二、多品种中小批量生产自动化1.1.柔性制造单元（简称柔性制造单元（简称FMCFMC）柔性制造单元柔性制造单元工艺特点工艺特点应用范围应用范围图图7-4 带托盘库的柔性制造单元带托盘库的柔性制造单元1-装卸工位；装卸工位；2-切屑箱；切屑箱；3-托盘库；托盘

8、库；4-安全隔离栏；安全隔离栏；5-油箱；油箱；6-加工中心；加工中心；7-托盘；托盘；8-托盘控制台托盘控制台二、多品种中小批量生产自动化二、多品种中小批量生产自动化2.2.柔性制造系统（简称柔性制造系统（简称FMSFMS）柔性制造单元柔性制造单元工艺特点工艺特点应用范围应用范围图图7-5 曲拐加工自动线曲拐加工自动线1-半成品库；半成品库；2-刀具预调仪；刀具预调仪；3-空架轨道；空架轨道；4-刀具进出站；刀具进出站；5-立式加工中心；立式加工中心；6-中央刀库；中央刀库；7-换刀机器人；换刀机器人；8-卧式加工卧式加工中心；中心；9-三坐标测量机；三坐标测量机；10-工件装卸站；工件装卸

9、站；11-地面直线导轨；地面直线导轨；12-清洗机；清洗机；13-托盘缓冲站；托盘缓冲站；14-有轨自动运输小车；有轨自动运输小车；15-工工件装卸站；件装卸站；16-系统控制器系统控制器 3. 3.柔性制造线（简称柔性制造线（简称FMLFML）柔性制造线柔性制造线FMLFML与与FMSFMS的区别的区别工艺特点工艺特点应用范围应用范围图图7-6 柔性制造线柔性制造线 一、新产品的快速研制一、新产品的快速研制运用并行工程技术平行完成新产品开发过程中的各项工作运用并行工程技术平行完成新产品开发过程中的各项工作运用面向产品开发的虚拟制造技术考核产品设计的结构工运用面向产品开发的虚拟制造技术考核产品

10、设计的结构工艺性和产品工作性能艺性和产品工作性能采用快速原型制造技术，加快样件制造过程采用快速原型制造技术，加快样件制造过程二、制造资源的快速重组二、制造资源的快速重组新产品开发出来后，要尽快组建制造系统，迅速形成生产新产品开发出来后，要尽快组建制造系统，迅速形成生产能力。能力。敏捷制造敏捷制造采用组建虚拟企业的办法实采用组建虚拟企业的办法实现制造资源快速重组的优点现制造资源快速重组的优点图图7-7 虚拟企业结构虚拟企业结构一、绿色制造技术概念一、绿色制造技术概念二、绿色制造主要涵盖的内容二、绿色制造主要涵盖的内容1.1.绿色产品设计绿色产品设计2.2.清洁生产清洁生产3.3.再资源化技术再资源化技术1.1.绿色产品设计绿色产品设计 绿色产品设计除遵守一般产品设计原则外，尚须遵守下绿色产品设计除遵守一般产品设计原则外，尚须遵守下列原则：列原则：1 1）资源最佳利用原则）资源最佳利用原则2 2）能量最佳利用原则）能量最佳利用原则3 3）污染最小化原则）污染最小化原则2.2.