机械制造技术基础第七章

1、第七章 先进制造技术教学内容：1. 快速成形制造技术2. 精密超精密加工技术3. 微机械及微细加工技术重点及难点：快速成形技术；精密超精密加工技术1第一节 快速成形制造技术一、简介2快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验

2、等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。3二、基本原理快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。4三、快速成形的工艺方法RP工艺方法液体材料液体树脂固

3、化SLBISLTPHISSGC熔融材料固化BMPFDM3DWSDMES粉状材料激光熔合材料SLSGPD粘结剂粘结材料3DPSFTSF片状材料粘性片材LOMUV粘结片状材料SFP5第二节 精密超精密加工技术一、概念 现在，精密加工的精度为1-0.1m，精密加工的精度高于0.1m2、精密和超精密加工的特点 1）“蜕化”和“进化”加工原则一般加工时，“工作母机”（机床）的精度总是要比被加工零件的精度高，这一规律称之为“蜕化”原则，或称“母性”原则。 2）微量切除（极薄切除）超精密加工时，吃刀量极小，是微量切除和超微量切除，因此对刀具刃磨、砂轮修整和机床均有很高要求。 63）形成了综合制造工业系统精密

4、加工和超精密加工是一门综合性高技术，要达到高精度和高表面质量，要考虑加工方法的选择、加工工具及其材料的选择、被加工材料的结构及质量、加工设备的结构及技术性能、测试手段和测试设备的精度、恒温净化防振的工作环境、工件的定位与夹紧方式和人的技艺等诸多因素，因此精密和超精密加工是一个系统工程，不仅复杂，而且难度很大。4）与自动化联系十分紧密5）特种加工方法和复合加工方法的出现6）加工检测一体化 一、概念7精密加工和超精密加工方法8（1）金刚石刀具超精密切削1）金刚石刀具超精密切削机理由于金刚石刀具超精密切削是极薄切削，故其机理与一般切削有较大的差别。2）影响金刚石刀具超精密切削的因素 精密加工和超精密

5、加工方法9精密加工和超精密加工方法（2）精密磨削精密磨削是指加工精度为10.1um、表面粗糙度达到Ra0.20.025um的磨削方法，它又称低粗糙度磨削。1）精密磨削机理a.微刃的微切削作用，磨粒的微刃性和等高性。b.微刃的等高切削作用。C.微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。2)精密磨削砂轮及其修整精密磨削砂轮的修整方法有单粒金刚石修整、金刚石粉末烧结型修整器修整和金刚石超声波修整等。3)精密磨床结构10精密加工和超精密加工方法11精密加工和超精密加工方法（3）超硬磨料砂轮精密和超精密磨削1)超硬磨料砂轮磨削特点a.可用来加工各种高硬度、高脆性金属和非金属难加工材料。b.磨削能力强，耐磨性好，耐用度

6、高，易于控制加工尺寸及实现加工自动化。C.磨削效率高d.加工综合成本低e.超硬磨料砂轮修整构12精密加工和超精密加工方法（4）精密和超精密砂带磨削1)砂带磨削方式可分为闭式和开式两大类。砂带振动磨削是通过接触论带动砂带作沿接触轮轴向振动，可降低表面粗糙度值和提高效率。 2)砂带磨削特点及其应用范围 13精密加工和超精密加工方法（5）精密研磨抛光方法1）磁性研磨工件放在两磁极之间，工件和极间放入含铁的刚玉等磁性磨料，在直流磁场的作用下，磁性磨料沿磁力线方向整齐排列，如同刷子一般对被加工表面施加压力，并保持加工间隙。2）软质磨粒抛光软质磨粒抛光的特点是可以用较软的磨粒，甚至比工件材料还要软的磨粒来

7、抛光。 14精密加工和超精密加工方法1.微细加工概念及其特点微细加工技术是指制造微小尺寸零件加工的生产加工技术。2.微细加工方法微细加工方法和精密加工方法一样，也可分为切削加工、磨料加工、特种加工和复合加工，大多数方法是共同的。15第三节 微机械及微细加工技术一、特点1）体积小，精度高，质量小；2）性能稳定，可靠性高；3）能耗低，灵敏性和工作效率高；4）多功能和智能化；5）适于大批量生产，制造成本低廉。16二、微细加工技术微细加工 - 特点1、精度的表示方法 在微小尺寸加工时，由于加工尺寸很小，精度就必须用尺寸的绝对值来表示，即用取出的一块材料的大小来表示，从而引入加工单位尺寸的概念。 2、微观机理 以切削加工为例，从工件的角度来讲，一般加工和微细加工的最大区别是切屑的大小。一般为金属材料是由微细的晶粒组成，晶粒直径为数微米到数百微米。一般加工时,吃刀量较大，可以忽略