第7章 机械制造工艺理论和技术的发展.ppt

1、第7章机械制造工艺理论和技术的发展，第1节现代制造工艺理论和技术第2节先进制造工艺理论和方法第3节制造单位针织面料和制造系统第5节先进制造模型第6节智能制造技术，第1节现代制造工艺理论和技术一，制造技术的重要技术是制造技术的灵魂， 核心和关键技术是生产中最活跃的因素二、现代制造技术理论和技术的发展(一)现代制造技术理论的形成和特征计算机技术、数控技术、控制论和系统工程科学与制造技术的结合，制造系统的出现，形成了现代制造技术。 现代制造技术的特点主要表现在三个方面： (1)制造已经成为一个系统；(2)设计与工艺一体化；(3)形成制造科学；(2)现代制造技术的内容和发展方向现代制造技术的内容和发展

2、方向大致从五个方面来论述。 1 )制造系统自动化、集成化和智能化2 )精密工序3 )特种工艺方法4 )快速成形(零配件)制造5 )传统加工技术的改造和革新、第二节先进制造技术理论、一、用于加工成形反应历程分层加工内的加工手工工具材料的能源； 精度原理机械加工原则定位原理尺寸链原理质量统计分析原理第二节先进制造技术理论、第三、相似性原理和分组技术四、技术决策原理五、优化原理、第二节先进制造技术理论、第三节现代制造技术方法、第一、特种工艺技术(第一)特种工艺的领域特种工艺是非传统的加工，是针对常规加工的。 (2)特种工艺方法的种类1 )力学加工2 )电学物理加工3 )电化学加工4 )激光加工5 )

3、化学加工6 )复合加工3 )特种工艺的特征和应用范围，第3节现代制造技术，2，特种工艺方法(1)电火花加工。 电火花加工原理电火花加工利用手工工具电极与工件电极之间的脉冲火花放电，在瞬时高温下蚀刻去除金属，又称电火花加工、电腐蚀加工、电脉冲加工。 二、特种工艺方法、电火花加工的基本工艺)极性效果单位时间内工件的金属材料的体积和重量称为蚀刻去除量和蚀刻速度，根据正负极性的接合法，蚀刻去除量不同，称为极性效果。 工作液)电极材料必须是导电材料，要求加工中的损失小、稳定、机械加工性好。 (2)电解加工.电解加工的基本原理.电解加工是在手工工具和工件之间连接直流电源，工件与阳极连接，手工工具与阴极连接

4、.电火花加工.电火花加工的特征电火花加工可以加工任何导电材料，无论其硬度、脆性、熔点如何. 电解加工的特点.电解加工方法及其应用，二、特种工艺方法，(三)超声加工超声加工利用手工工具作为超声震荡，在工件和手工工具之间的磨料混悬剂进行加工。 超声加工的基本原理.超声加工设备主要由超声波发生器、超声震荡系统、研磨剂悬浮系统和基本体构成. 超声加工的特点.超声加工方法的应用，二、特种工艺方法，(四)电子束加工.电子束加工原理.电子束加工装置主要由电子枪系统、真空系统、控制系统和电源系统等组成。电子束加工的应用范围、二、特种工艺方法、(五)离子束加工。 络离子溅射加工的原理离子束加工与电子束加工不同，

5、在离子束加工情况下，络离子质量比电子质量的千倍至万倍大，但由于速度低，主要以力效应进行加工。 离子束加工装置由络离子源系统、真空系统、操纵系统和电源构成。离子束加工的应用范围、二、特种工艺方法、(六)激光加工。 激光加工的反应历程激光是通过激光照射而放大的光。激光加工设备主要有激光、电源、光学系统和机械系统等。 激光加工的特点和应用范围、二、特种工艺方法、(一)快速原型和成形制造原理(二)快速原型和成形制造方法1、层叠实体制造2、光固化立体声造型3、选择激光烧结4、熔融堆积制造5、注射成型工艺6、滴下成形、三、快速原型原理(一)概念(二) 高速加工的特点和应用1、提高加工效率、降低加工成本2、

6、提高加工精度和表面质量3、加工范畴大4、提高手工工具、磨刀石寿命5、不加切削液、绿色环保6、需要安全保护具4、高速加工和超高速加工；(3)高速加工的反应历程；(4)高速加工的体系结构和相关技术4； 高速加工和超高速加工，(一)精密加工和超精密加工1，概念目前，精密加工的精度为1-0.1m，精密加工的精度为0.1m 2，精密和超精密加工的特征1 )“脱化”和“进化”的加工原则一般在加工时，“工作母机”的精度必须始终高于被加工零配件的精度，这一规则是“脱化”的原则、规定。 2 )微量切除(极薄切除)超精密加工的刃量极小，为微量切除和超微量切除，对刃磨、磨刀石修整和工作母机有较高要求。 3 )形成综

7、合制造工业系统的精密加工和超精密加工是综合较高的技术，要实现高精度和高表面质量，需要加工方法的选择、加工手工工具及其材料的选择、被加工材料的结构和质量、加工设备的结构和技术性能、测试手段和测试设备的精度、恒温净化防振的工作环境； 由于必须考虑工件定位、夹紧方式和人类技术等许多因素，精密和超精密加工是系统工程科学，不仅复杂而且困难。 4 )与自动化有密切关系5 )特种工艺方法和复合加工方法的出现6 )加工检查的一体化、5 )精密工序和纳米技术、(1)精密加工和超精密加工3、精密和超精密加工方法、5 )精密工序和纳米技术、(1)精密加工和超精密加工3、精密和超精密加工方法、5 )精密工序和纳米技术

8、、(1)金刚石手工工具超精密切削1 ) 金刚石手工工具超精密切削反应历程由于金刚石手工工具超精密切削为超薄切削，其反应历程与普通切削有很大不同。 2 )影响金刚石刀具超精密切削的因素；(1)精密加工和超精密加工3、精密和超精密加工方法；5 )精密工序和纳米科学；(2)精密磨削精密磨削是指加工精度达到10.1um、表面粗度达到Ra0.20.025um的磨削方法，也称为低粗糙度磨削。 1 )精密磨削反应历程a .微刃的微切削作用，磨粒的微刃性和高度。 b .微刃的高切削作用。 c .微刃的滑动、摩擦、研磨作用。 2 )精密磨削磨刀石及其修整精密磨削磨刀石的修整方法有单粒金刚石修整、金刚石粉末烧结型

9、修整和金刚石医学超声修整等。 3 )精密磨床的结构；(1)精密加工和超精密加工3、精密和超精密加工方法、5、精密工序和纳米科学；(3)超硬磨削磨刀石精密和超精密磨削1 )超硬磨削磨刀石磨削的特征；a .可用于各种高硬度、高脆性金属和非金属难加工材料的加工。 b、磨削能力强，耐磨性好，耐久性高，加工尺寸控制和加工自动化容易。 c .磨削效率高d .加工综合成本低e .硬质合金磨刀石修整结构，(1)精密加工和超精密加工3，精密和超精密加工方法，5，精密工艺和纳米技术，(4)精密和超精密录音带磨削1 )录音带磨削方式可分为闭式和开放式。 砂带振动磨削通过接触论使砂带沿接触轴振动，可以降低表面粗度值，

10、提高效率。2 )砂带磨削的特点及其应用范围，(1)精密加工和超精密加工3，精密和超精密加工方法，5，精密工序和纳米科学，(5)精密研磨方法1 )将磁研磨工件置于两磁极之间，在工件和极之间放入含铁元素的金刚砂等磁研磨材料，在直流磁场的作用下，磁研磨材料沿磁力线方向排列，如刷子一样被加工表面2 )软磨粒研磨软磨粒研磨的特征是能够用比较柔软的磨粒，进而用比工件材料柔软的磨粒进行研磨。 (二)微细加工技术，五，精密工程和纳米技术，一.微细加工概念及其特征微细加工技术，是制造微细尺寸零配件加工的生产加工技术。 2 .微细加工方法微细加工方法与精密加工方法一样，可分为切削加工、磨料磨具加工、特种工艺和复合

11、加工，许多方法是共通的。第四节制造尤针织面料和制造系统、第一、制造尤针织面料和制造系统自动化(第一)制造尤针织面料和制造系统自动化的目的和措施(第一)单一产品的大批量生产自动化产品单一、大量时，可以采用专用设备、专用生产线和自动线等刚性自动化措施实现，产品变化不适应。 通常采用的自动化措施有：1)通用工作母机的自动改造。 (2)自动工作母机和半自动工作母机；(3)复合工作母机；(4)自动生产线、第四节制造针织面料和制造系统；(2)多品种少量生产自动化；(1)分组技术是机械加工中分组技术和分组夹具的综合，根据零配件的几何形状、尺寸等几何特征与工艺特征的相似性进行分组，制作分组技术，设计分组夹具2

12、 )数字控制是一个制造过程，数字控制技术主要控制工作母机的运动，保证工件的尺寸和形状，其控制的运动以脉冲数计算，各脉冲信号工作母机的运动零配件移动的距离称为脉冲当量，因此称为数字控制。 3 )自适应控制机械加工中，用上线了检测加工状态，及时修正控制残奥表，实现加工过程的最佳化，得到规定的加工目标和效果的控制称为自适应控制。 4 )柔性制造系统是目前应用最广泛的制造系统，一般指可变、自动化程度高的制造系统。 5 )计算机集成制造系统也被称为计算机集成制造系统，一般是以计算机辅助设计为核心的产品建模情报系统。 一、制造尤针织面料和制造系统自动化(一)制造尤针织面料和制造系统自动化的目的和措施，第四

13、节制造尤针织面料和制造系统，(一)，柔性制造系统的特征和适用范围有以下特征：一)具有高柔性，实现了多种工艺要求不同的“族”零配件加工，工件、夹具、工具和卡盘2 )具有高度自动化的程度、稳定性和可靠性，能够实现长期的无人连续作业。 3 )提高设备利用率，减少调试、准备完成等辅助时间。 4 )具有高生产率。 5 )降低直接人工费用，增加经济收益。 二、柔性制造系统(FMS )、第四节制造单针织面料和制造系统、(二)柔性制造系统的类型(1)柔性制造单针织面料(2)柔性制造系统(3)柔性制造生产线、二、柔性制造系统(FMS )、第四节制造单针织面料和制造系统、(三) 柔性制造系统的构成和机构柔性制造系

14、统由物质系统、能源系统和情报系统三部分构成。 柔性制造系统的主要加工设备是加工中心和数控机床。二、柔性制造系统(FMS )、第五节先进的制造模式，(一)计算机集成制造系统(CIMS )概念计算机集成制造系统基于自动化技术、信息技术和制造技术，通过计算机及其软件，有机地集成制造厂全生产活动所需的各种分散的自动化系统一、计算机集成制造(CIM )，第五节先进的制造模式，(二)计算机集成制造系统的构成1 .功能构成1 )设计功能2 )加工制造功能3 )生产经营管理功能。 一、计算机集成制造(CIM )、第五节先进制造模式、(二)计算机集成制造系统的构成2 .结构构成3 .学科构成，一、计算机集成制造(CIM )、第五节先进制造模式(3)计算机辅助设计/计算机鼎力相助工艺设计/计算机辅助制造的综合1 .计算机辅助设计/计算机鼎力相助过程设计/计算机辅助制造的集成关系是计算机集成制造系统，计算机辅助设计是计算机鼎力相助过程设计的输入，其注意力主要是机械零件的设计，因此涉及到机械零件的图纸和几何形状。