先进制造工艺技术

《先进制造工艺技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《先进制造工艺技术（97页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、先进制造工艺技术先进制造工艺技术机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的基本概念 机械制造工艺机械制造工艺是将各种原材料通过改变是将各种原材料通过改变其形状、尺寸、性能或相对位置，使之其形状、尺寸、性能或相对位置，使之成为成品或半成品的方法和过程成为成品或半成品的方法和过程 机械制造工艺流程机械制造工艺流程是由原材料和能源的是由原材料和能源的提供、毛坯和零件成形、机械加工、材提供、毛坯和零件成形、机械加工、材料改性与处理、装配与包装、质量检测料改性与处理、装配与包装、质量检测与控制等多个工艺环节组成与控制等多个工艺环节组成机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的基本概念 按其功能的不同，可将机械制造工

2、艺分按其功能的不同，可将机械制造工艺分为如下三个阶段：为如下三个阶段： 零件毛坯的成形准备阶段零件毛坯的成形准备阶段，包括原材料切割、，包括原材料切割、焊接、铸造、锻压加工成形等焊接、铸造、锻压加工成形等 机械切削加工阶段机械切削加工阶段，包括车削、钻削、铣削、，包括车削、钻削、铣削、刨削、镗削、磨削加工等刨削、镗削、磨削加工等 表面改性处理阶段表面改性处理阶段，包括热处理、电镀、化，包括热处理、电镀、化学镀、热喷涂、涂装等学镀、热喷涂、涂装等先进制造工艺的产生和发展先进制造工艺的产生和发展 制造加工精度不断提高制造加工精度不断提高 1818世纪，加工第一台蒸汽机所用的汽缸镗床，世纪，加工第一

3、台蒸汽机所用的汽缸镗床，其加工精度为其加工精度为1 mm1 mm 1919世纪末，机械制造精度也仅为世纪末，机械制造精度也仅为0.05mm0.05mm 到了到了2020世纪世纪5050年代末，实现了年代末，实现了mm 级的加工级的加工精度精度 在最近的一二十年时间内，机械制造加工精在最近的一二十年时间内，机械制造加工精度提高了度提高了1 12 2个数量级，达到个数量级，达到lOnmlOnm的精度水的精度水平平先进制造工艺的产生和发展先进制造工艺的产生和发展 切削加工速度迅速提高切削加工速度迅速提高 在在2020世纪前，切削刀具是以碳素钢作为刀具材料，世纪前，切削刀具是以碳素钢作为刀具材料，由于

4、其耐热温度低于由于其耐热温度低于200200，所允许的切削速度不，所允许的切削速度不超过超过lOmlOmminmin 2020世纪初，出现了高速钢，其耐热温度为世纪初，出现了高速钢，其耐热温度为500500600600，可允许的切削速度为，可允许的切削速度为303040m40mminmin 到了到了2020世纪世纪3030年代，硬质合金开始得到使用，刀具年代，硬质合金开始得到使用，刀具的耐热温度达到的耐热温度达到80080010001000，切削速度很快提高，切削速度很快提高到每分钟数百米到每分钟数百米 随后，相继使用了陶瓷刀具、金刚石刀具和立方氮随后，相继使用了陶瓷刀具、金刚石刀具和立方氮化

5、硼刀具，其耐热温度均在化硼刀具，其耐热温度均在10001000以上，切削速度以上，切削速度可达每分钟一千至数千米可达每分钟一千至数千米 先进制造工艺的产生和发展先进制造工艺的产生和发展 新型工程材料的应用推动了制造工艺的新型工程材料的应用推动了制造工艺的进步和变革进步和变革 超硬材料、超塑材料、高分子材料、复合材超硬材料、超塑材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷、非晶与微晶合金、功能材料料、工程陶瓷、非晶与微晶合金、功能材料等新型材料的发展与应用，对制造工艺提出等新型材料的发展与应用，对制造工艺提出了新的挑战了新的挑战 近几十年来发展了一系列特种加工工艺方法，近几十年来发展了一系列特种加工工艺

6、方法，如：电火花加工、电解加工、超声波加工、如：电火花加工、电解加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工和激光加工等电子束加工、离子束加工和激光加工等先进制造工艺的产生和发展先进制造工艺的产生和发展 自动化和数字化工艺装备的发展提高了自动化和数字化工艺装备的发展提高了机械加工的效率机械加工的效率 由于微电子、计算机、自动检测和控制技术由于微电子、计算机、自动检测和控制技术与制造工艺装备相结合，使工艺装备实现了与制造工艺装备相结合，使工艺装备实现了从单机到系统、从刚性到柔性、从简单到复从单机到系统、从刚性到柔性、从简单到复杂等不同档次的多种自动化转变，使工艺过杂等不同档次的多种自动化转变，使工艺

7、过程的检测和控制方式和手段发生了质的变化，程的检测和控制方式和手段发生了质的变化，可以使整个工艺过程和工艺参数得到实时的可以使整个工艺过程和工艺参数得到实时的优化，大大提高了加工制造的效率和质量优化，大大提高了加工制造的效率和质量先进制造工艺的产生和发展先进制造工艺的产生和发展 零件毛坯成形在向少无余量发展零件毛坯成形在向少无余量发展 零件毛坯成形是机械制造的第一道工序，有零件毛坯成形是机械制造的第一道工序，有铸造、锻造、冲裁、焊接和轧制等常用工艺铸造、锻造、冲裁、焊接和轧制等常用工艺 随着人们对人类生存资源的节省和保护意识随着人们对人类生存资源的节省和保护意识的提高，要求零件毛坯成形精度向少

8、、无余的提高，要求零件毛坯成形精度向少、无余量方向发展，使成形的毛坯接近或达到零件量方向发展，使成形的毛坯接近或达到零件的最终形状和尺寸，磨削后即可参与装配的最终形状和尺寸，磨削后即可参与装配 出现了熔模精密铸造、精密锻造、精密冲裁、出现了熔模精密铸造、精密锻造、精密冲裁、冷温挤压、精密焊接和精密切割等新工艺冷温挤压、精密焊接和精密切割等新工艺先进制造工艺的产生和发展先进制造工艺的产生和发展 优质清洁表面工程技术的形成和发展优质清洁表面工程技术的形成和发展 表面工程技术是通过表面涂覆、表面改性、表面工程技术是通过表面涂覆、表面改性、表面加工及表面的复合处理，来改变零件表面加工及表面的复合处理，

9、来改变零件表面的形态、化学成分和组织结构，以获表面的形态、化学成分和组织结构，以获取与基体材料不同性能要求的一项应用技取与基体材料不同性能要求的一项应用技术术 近几十年来，出现了如电刷镀、化学镀、近几十年来，出现了如电刷镀、化学镀、物理气相沉积、化学气象沉积、热喷涂、物理气相沉积、化学气象沉积、热喷涂、化学热处理、激光表面处理、离子注入等化学热处理、激光表面处理、离子注入等一系列先进表面处理技术一系列先进表面处理技术先进制造工艺的特点先进制造工艺的特点 优质优质以先进制造工以先进制造工艺加工制造出的产品艺加工制造出的产品质量高、性能好、尺质量高、性能好、尺寸精确、表面光洁、寸精确、表面光洁、组

10、织致密、无缺陷杂组织致密、无缺陷杂质、使用性能好、使质、使用性能好、使用寿命和可靠性高用寿命和可靠性高高效高效与传统制造工与传统制造工艺相比，先进制造工艺相比，先进制造工艺可极大地提高劳动艺可极大地提高劳动生产率，大大降低了生产率，大大降低了操作者的劳动强度和操作者的劳动强度和生产成本生产成本 低耗低耗先进制造工艺先进制造工艺可大大节省原材料消可大大节省原材料消耗，降低能源的消耗，耗，降低能源的消耗，提高了对日益枯竭的提高了对日益枯竭的自然资源的利用率自然资源的利用率 洁净洁净应用先进制造应用先进制造工艺可做到零排放或工艺可做到零排放或少排放，生产过程不少排放，生产过程不污染环境，符合日益污染

11、环境，符合日益增长的环境保护要求增长的环境保护要求超高速加工技术超高速加工技术 超高速加工技术的研究背景超高速加工技术的研究背景19311931年年4 4月德国切削物理学家萨洛蒙月德国切削物理学家萨洛蒙( (Carl Carl SalomonSalomon) )曾根据一些实验曲线，即人们曾根据一些实验曲线，即人们常提及的著名的常提及的著名的“萨洛蒙曲线萨洛蒙曲线” ，提出，提出了超高速切削的理论了超高速切削的理论Salomon提出的切削速度与切削温度曲线提出的切削速度与切削温度曲线 超高速切削概念示意图超高速切削概念示意图 超高速加工技术的定义与特征超高速加工技术的定义与特征超高速加工技术超高