先进制造技术技术先进制造技术应用.pptx

先进制造技术应用;先进制造技术应用; 随着现代科学技术的进步，特别是微电子技术、计算机技术、信息技术等与制造技术的深度结合，制造工业的面貌发生了深刻的变化，形成了先进（现代）制造体系。先进制造技术的内涵及范围很广，本章扼要介绍先进制造工程技术中的数控加工技术、快速成形技术、超精密与纳米加工技术、工业机器人、柔性制造技术的概念和应用场合。;数控加工技术; 数控加工技术;数控机床的种类很多，从不同角度对其进行考查，就有不同的分类方法，通常有以下几种不??的分类方法：;;图3 b 点位直线控制加工示意图;图3c 轮廓控制加工示意图; 数控加工技术;开环数控系统 没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好。这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机床。 ;数控加工技术;数控加工技术;数控加工技术; 数控加工技术; 快速成形技术; 快速成形技术是综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。它采用软件离散——材料堆积的原理实现零件的成形，如图4所示。 2.3 快速成形技术的工艺方法 RP技术的具体工艺有很多种，根据采用的材料和对材料的处理方式不同，选择其中3种方法的工艺原理进行介绍。 1.选择性液体固化 又称光固化法，该方法的典型实现工艺有立体光刻（SL,StereoLithography），其工艺原理如图5所示。 光固化法是目前应用最广的快速成形制造方法。其主要特点是：制造精度高、表面质量好、原材料利用率接近100%；能制造形状复杂及特别精细的零件；能使用成形材料较脆、材料固化伴随一定收缩率的材料制造所需零件。;零件三维曲面或实体模型;激光器; 2.选择性层片粘结 选择性层片粘结又称分层实体制造、叠层制造法（LOM,Laminated Object Manufaturing），其工艺原理如图6所示。 叠层法的主要特点是：不需要制作支撑；激光只作轮廓扫描，而不需填充扫描，成形率高；运行成本低；成形过程中无相变且残余应力小，适合于加工较大尺寸零件；但材料利用率较低，表面质量差。 3.选择性粉末熔结/粘结 选择性粉末熔结/粘结又称烧结法（SLS，Selective Laser Sintering ），其工艺原理如图7所示。 激光选区烧结法的主要特点是：不需要制作支撑；成形零件的机械性能好，强度高；粉末较松散，烧结后精度不高，Z轴精度难以控制。;加工平面;图7 激光选区烧结法工艺原理图 ;2.4 快速成形技术的特点和用途 1.主要特点 1）高度柔性； 2）技术的高度集成； 3）设计制造一体化； 4）快速性； 5）自由成形制造(Free Form Fabrication，FFF)； 6）材料的广泛性。 2.用途 1）产品设计评估与功能测验； 2）快速模具制造； 3）医学上的仿生制造； 4）艺术品的制造； 5）直接制造金属型。 ;3.1 超精密加工技术 超精密加工是指被加工零件的尺寸精度为0.1～0.01μm，加工表面粗糙度达Ra0.03～0.0051μm数量级的加工技术。随着加工技术的发展，超精密加工的技术指标也在不断变化。 一般加工：精度10μm左右，Ra0.3～0.8μm； 精密加工：精度10—0.1μm左右，Ra0.3—0.03μm； 超精密加工：精度0.1—0.01μm左右，Ra0.03—0.05μm； 纳米加工：精度高于0.001μm，Ra小于0.005μm 。 超精密加工的主要方法有： 1）金刚石刀具超精密切削； 2）精密和镜面磨削； 3）精密研磨和抛光； ;1.金刚石刀具超精密切削； 金刚石刀具拥有很高的高温强度和硬度，而且材质细密，经过精细研磨，切削刃可磨得极为锋利，表面粗糙度值很小，因此可进行镜面切削。 金刚石刀具超精密切削主要用于加工铜、铝等有色金属，如高密度硬磁盘的铝合金基片、激光器的反射镜、复印机的硒鼓、光学平面镜，凹凸镜、抛物面镜等。 2.精密和镜面磨削 磨削时尺寸精度和几何精度主要靠精密磨床保证，可达亚微米级精度（指精度为1~10-2μm）。在某些超精密磨床上可磨出十纳米精度的工件。在精密磨床上使用细粒度磨粒砂轮可磨削出Ra=0.1～0.05μm的表面。使用金属结合剂砂轮的在线电解修整砂轮的镜面磨削技术可得到Ra0.01～0.002μm的镜面。;3.精密研磨和抛光； 精密研磨和抛光技术