机械加工快速成型

1、机械加工快速成型第1页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四 机械加工基础知识切削加工:使用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)，在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数(尺寸、形状、位置)和表面质量的加工方法。切削加工的重要性:切削加工能获得较高的精度和表面质量，对被加工材料、工件几何形状及生产批量具有广泛的适应性，在机械制造业中占有十分重要的地位。第2页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四钳工的基本操作： 1)辅助性操作 即划线，它是根据图样在毛坯或半成品工件上划出加工界线的操作。 2)切削性操作 有錾削、锯削、锉削、攻螺纹

2、、套螺纹、钻孔(扩孔、铰孔)、刮削和研磨等多种操作。 3)装配性操作 即装配，将零件或部件按图样技术要求组装成机器的工艺过程。 4)维修性操作 即维修，对在役机械、设备进行维修、检查、修理的操作。第3页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四钳工的特点：钳工是一种比较复杂、细微、工艺要求较高的工作。所用工具简单，加工多样灵活、操作方便，适应面广，故有很多工作仍需要由钳工来完成。在机械制造及机械维修中有着特殊的、不可取代的作用。劳动强度大、生产效率低、对工人技术水平要求较高。第4页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四一、零件表面的形成基本表面：外圆面、内圆面（孔）

3、、平面成形面：螺纹、齿轮的齿形、各种沟槽 切削运动及切削要素第5页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四第6页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四各种切削加工的切削运动第7页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四特种加工工艺基础 特种加工不是采用常规的刀具或磨具对工件进行切削加工，而是直接利用电能、电化学能、声能、或光能等能量，或选择几种能量的复合形式对材料进行加工。特种加工是指切削加工以外的一些新的加工方法。第一节 特种加工 概述一、 特种加工的产生与发展1.特种加工的特点：(1)工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度；(2)可直接利用电能

4、、电化学能、声能或光能等能量对材料进行加工；(3)加工过程中的机械力不明显；(4)各种加工方法可以有选择的复合成新的工艺方法，使生产效率成倍地增长，加工精度也相应提高；(5)几乎，每产生一种新地能源，就有可能导致一种新地特种加工方法地产生。第8页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四2.特种加工可解决下列问题：（1）解决各种难切削材料的加工问题，如耐热钢、不锈钢、钛合金、淬火钢、硬质合金、陶瓷、宝石、金刚石以及锗和硅等各种高强度、高硬度、高韧性以及高纯度的金属和非金属的加工。（2）解决各种复杂零件表面的加工问题，如各种热锻模、冲裁模的模腔和型孔、整体涡轮、喷油嘴、喷丝头的微小异

5、型孔的加工问题。（3）解决各种精密的、有特殊要求的零件加工问题，如航空航天、国防工业中表面质量和精度要求很高的陀螺仪、伺服阀以及低刚度细长轴、薄壁筒和弹性元件等的加工。二、 特种加工的分类（按能量形式和作用原理划分）（1）电能与热能作用方式：电火花加工（EDM）、电火花线切割加工（WEDM）、电子束加工（EBM）、等离子束加工（PAM）（2）电能与化学能作用方式：电解加工（ECM）、电镀加工（ECM）、刷镀加工。第9页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四（3）电化学能与机械能作用方式：电解磨削（ECG）、电解珩磨（ECH）。（4）声能与机械能作用方式：超声波加工（USM）（5

6、）光能与热能作用方式：激光加工（LBM）（6）电能与机械能作用方式：离子束加工（IM）（7）液流能与机械能作用方式：挤压珩磨（AFH）和水射流切割（WJC）三、 特种加工对机械制造工艺技术产生的影响1.改变了对材料可加工性的认识；2.要重新衡量设计结构工艺性的优劣问题；3.对零件的结构设计带来重大变革；4.可以进一步优化零件的加工工艺过程。第10页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四 电火花加工一、电火花加工的原理与特点 电火花加工是在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导电材料的电蚀现象来蚀除材料，从而使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定技术要求的一种加工方法。1.电火花加工原

7、理：第11页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四 加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极。两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(煤油、矿物油)中。工具电极由自动进给装置控制，以保证工具和工件在正常加工时维持一很小的放电间隙（0.010.05mm)。当脉冲电压加到两极间，变将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中（106107W/mm2)，放电区域产生的高温使材料熔化甚至蒸发以致形成一个小凹坑。第一次脉冲放电结束后，经过很短的时间间隔，第二个脉冲又在极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率的循环下去，工具电

8、极不断的向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。2.电火花加工的条件（1）必须采用脉冲电源，以形成瞬时的脉冲放电。第12页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四（2）必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙。（3）火花放电必须在具有一定绝缘强度的液体介质（工作液）中进行，如煤油、造化液、去离子水等。工作液除有利于产生脉冲式的火花放电外，而且有利于排出放电过程中产生的电蚀产物和冷却电极以及工作表面。3.电火花加工的特点：（1）可加工任何高强度、高韧性、高硬度、高脆性以及高纯度的导电材料，如：不锈钢、钛合金、工业纯铁、淬火钢、硬质合金

9、、导电陶瓷、立方氮化硼、人造聚晶金刚石等。（2）加工时无明显切削力，适用于低刚度工件和细微结构的加工。（3）脉冲参数可根据需要进行调节，可在一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工。（4）在一般情况下，生产效率低于切削加工。（5）放电过程中工具电极损耗，影响成形精度。第13页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四3.表面质量：（1）表面粗糙度：单个脉冲能量、工件材料、工具电极表面粗糙度、加工方法（2）表面变质层：熔化凝固层、 热影响层、显微裂纹（3）表面力学性能：显微硬度、 耐磨性、残余应力、耐疲劳性能4.加工精度：机床制造误差、工具和 工件定位和安装误差（1）放电间隙的大小和一

10、致性（2） 工具电极的损耗（3）二次放电第14页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四快速成型快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。第15页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四快速成型技术简介 :快速成型制造技术，又叫快速成型技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOT

11、YPING MANUFACTURING，简称RPM RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是分层制造，逐层叠加， 类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台立体打印机。 第16页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四第17页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四第18页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四第19页，共25页，2022年，5月20日，2点34分，星期四第20页，共25页，20