先进制造技术的发展背景.pptx

先进制造技术;一、先进制造技术的发展背景;机械制造中即待解决的问题; 要解决上述一系列问题，仅仅依靠传统的切削方法很难实现，有些根本无法实现。在生产的迫切需求下，人们不断研究和探索新的加工方法和手段。 目前，先进制造技术已经是一个国家经济发展的重要手段之一，许多发达国家都十分重视先进制造技术的水平和发展，利用它进行产品革新、扩大生产和提高国家经济竞争能力。 ;二、先进制造技术主要内容;1、数控技术;1。高速、高精加工技术;　从EMO2001展会情况来看，???速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*1000r/mm和1g。 　　在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。 ;2。五轴联动加工和复合加工机床快速发展 ; 当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 ;2、并行技术;并联机床;并联机床的特点;结构简单、价格低 　　机床机械零部件数目较串联构造平台大幅减少，主要由滚珠丝杠、虎克铰、球铰、伺服电机等通用组件组成，这些通用组件可由专门厂家生产，因而本机床的制造和库存成本比相同功能的传统机床低得多，容易组装和搬运。 结构刚度高 　　由于采用了封闭性的结构(closed-loop structure)使其具有高刚性和高速化的优点，其结构负荷流线短，而负荷分解的拉、压力由六只连杆同时承受，以材料力学的观点来说，在外力一定时，悬臂量的应力与变形都最大，两端插入(build-in)次之，再来是两端简支撑(simply-supported)，其次是受压的二力结构，应力与变形都最小的是受张力的二力结构，故其拥有高刚性。其刚度重量比高于传统的数控机床。 ;加工速度高 惯性低 　　如果结构所承受的力会改变方向，(介于张力与压力之间)，两力构件将会是最节省材料的结构，而它的移动件重量减至最低且同时由六个致动器驱动，因此机器很容易高速化，且拥有低惯性。 加工精度高 　　由于其为多轴并联机构组成，六个可伸缩杆杆长都单独对刀具的位置和姿态起作用，因而不存在传统机床(即串联机床)的几何误差累积和放大的现象，甚至还有平均化效果(averaging effect)；其拥有热对称性结构设计，因此热变形较小；故它具有高精度的优点。 多功能灵活性强 　　由于该机床机构简单控制方便，较容易根据加工对象而将其设计成专用机床，同时也可以将之开发成通用机床，用以实现铣削、镗削、磨削等加工，还可以配备必要的测量工具把它组成测量机，以实现机床的多功能。这将会带来很大的应用和市场前景，在国防和民用方面都有着十分广阔的应用前景。 ;使用寿命长 　　由于受力结构合理，运动部件磨损小，且没有导轨，不存在铁屑或冷却液进入导轨内部而导??其划伤、磨损或锈蚀现象。 变换坐标系方便 　　由于没有实体座标系，机床坐标系与工件坐标系的转换全部靠软件完成，非常方便。 　　 ;3、快速成形技术;快速成形技术;快速成形技术的特点;RP技术产生背景;RP技术基本原理;RP技术的类型;4、虚拟技术;虚拟现实技术;虚拟制造技术（VM）;三项核心技术; VM 可以在不使用原材料，也没有生产出真实产品之前，对新产品及其全生产过程进行仿真，以达到一次性生产成功，减少了材料的浪费，优化了生产过程，它为绿色制造提供了一 种实现手段虚拟制造技术有巨大的应用潜力。 基于产品的数字化模型，实现了从产品的设计、加工、制造到检验全过程的动态模拟。虚拟制造的关键技术是对产品与制造过程的拟实仿