先进制造技术考点(下).doc

第三章 一、机械制造工艺的定义及内涵：机械制造工艺:是指在生产过程中，改变生产对象（一般包括材料，半成品）的形状、尺寸、性能及相互位置关系的方法和过程，也称机械制造工艺过程。 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、焊接、压制、烧结、注塑、压塑…机械加工——切、铣、刨、磨，特种加工等热处理及表面处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、热喷涂…机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起，组合成部件和整台机械产品，包括零件的固定、连接、调整、平衡、检验和试验等工作。机械加工方法按成型原理可分为：受迫成形在特定边界和外力约束下成形，如铸造、锻压、粉末冶金和注射成形等；去除成形将材料从基体中分离出去成形，如车、铣、刨、磨、电火花、激光切割；堆积成形将材料有序地合并堆积成形，如快速原形制造、焊接等。生长成型利用材料的活性进行成型的方法。如生物个体的发育。 二、先进制造工艺的技术体系先进制造工艺技术就是传统机械制造工艺不断优化和发展后所形成的，包括常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。主要技术：先进成型技术、精密、超精密加工技术、超高速加工技术、微细加工技术、特种加工技术、快速原型制造技术、表面工程技术等。 三、先进制造工艺技术的发展方向：采用模拟技术，优化工艺设计应用模拟技术，可在计算机上虚拟显示材料热加工工艺过程，预测工艺结果，并通过不同参数的比较优化工艺设计，提高制造质量和效率。毛坯成型向近无余量及近无“缺陷”的方向发展使毛坯成型从接近零件形状向直接制成工件的精密成形或称净成形（无余量）的方向发展。成形方法有传统方法：铸造、锻造、冲裁、焊接和轧制。先进方法：熔模精密铸造、精密锻造、精密冲裁、精密焊接和精密切割等。机械加工向超精密、超高速方向发展——以超精密、超高速加工为代表加工精度进入纳米加工时代加工速度成为克服难加工材料加工问题的一条途径。特种加工方法和应用领域不断拓展——以激光加工技术为代表加工工艺——将电、热、光、声、磁作为能源施加到被加工部位，形成特种加工工艺。加工对象——超硬材料、超塑材料、高分子材料等的加工。 加工方法——激光、电子束、离子束、高压水射流等新方法。采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制——以微机械加工为代表单机自动化→ 系统自动化?刚性自动化→ 柔性自动化→ 综合自动化?工艺过程和工艺参数得到实时优化，提高加工制造效率和质量。绿色制造工艺的研究与应用? 研究原则——在不牺牲质量、成本、可靠性、功能或能量利用率的前提下，采用能减轻对环境产生有害影响的制造过程。? 主要分类——节约资源的工艺技术，节省能源的工艺技术，环保型的工艺技术。加工与设计趋于集成和一体化——以快速原型制造为代表CAD/CAM、FMS、CIMS、CE、快速原型制造等的提出，淡化了设计与加工的界限，使之趋于集成和一体化。冷热加工之间、加工过程、物流过程、装配过程之间的界限也趋于消失。 四、概念：精密、超精密加工的概念精密和超精密加工是相对于特定的发展时期而言的。一般来说，精密加工是指在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺；超精密加工是指加工精度和表面质量达到最高程度的加工工艺。 常用精密加工和超精密加工： 超精密加工技术的地位与作用：超精密加工技术是机械制造工艺技术中的前沿技术，是发展其他高技术的基础和关键。发展尖端技术、国防工业、微电子工业都需要超精密加工出来的仪器设备。?? 超精密技术在国家军事领域、宇航领域及民用工业中起着不可代替的重要作用。?? 超精密加工技术的发展状况对一个国家的真正强大有着十分重要的作用。（1）超精密加工是国家制造工业水平的重要标志之一（2）超精密加工是国防工业的需求（3）信息产品中的需求（4）民用产品中的需求。密、超精密加工的技术特点1. 进化加工原则，械加工中，保证零件加工精度的途径主要有两条：“母性原则”即“蜕化原则”——要求加工设备的精度高于工件加工精度。?? “进化加工原则”——在精度比工件精度要求低的加工设备上，直接或间接加工出高精度的工件。要求加工机床必须具备在线监测和误差补偿技术。2. 微量加工机理与普通加工机理不同，超精密加工要达到亚微米级（0.01μm）及其以上的精度，切削时背吃刀量（切削深度）可能小于晶粒的大小，切削就在晶粒内进行，是对晶粒的破坏，相当于是将晶体一部分一部分的切除。因此，切削力一定要超过晶体内部非常大的分子和原子的结合力，才能形成微量或超微量切削。3. 在线检测与误差补偿精密检测是超精密加工的必要手段，误差补偿是提高加工精度的有效措施。工件加工的同时进行检测，称为在线检测。采用修正、抵消、均化等措施减小或消除加工中的误差，称为误差补偿。测量仪器的精度一般要求比机床的加工精度高一个数量级。误差补偿可分为静态补偿和动态补偿两种。??静态补偿是根