《智能制造系统感知分析与决策 》 课件 第5、6章 智能制造过程监测与质量管理、 设备故障预测与健康管理.ppt

2024第5章智能制造过程监测与质量管理

加工工艺技术01加工在线监测02目艺质量关联分析工艺优化质量管理系统本章小结

智能制造过程监测与质量管理导读

加工是智能制造系统的核心步骤，精准的加工过程在线监测与工艺-质量关联分析是保证产品质量的关键分析技术，基于此可以实现工艺优化改善，提升产品质量性能。本章将围绕制造加工过程，介绍常见的加工工艺类型、加工在线监测技术手段、工艺-质量关联分析、基于优化的工艺优化技术，实现工艺改善提升以及质量管理系统。通过对这些技术的系统学习，读者将能够掌握在智能制造过程中如何利用大数据及优化技术进行加工质量的分析与工艺提升。

智能制造过程监测与质量管理?工艺优化分析技术流程，设计试验设计、回归设计、稳健设计及多目标优化问题3124?常见的加工工艺技术类型?加工在线监测方法，包括无损缺陷检测与机器视觉检测技术?工艺质量关联分析，实现质量缺陷根源的定位本章知识点：

01PARTONE加工工艺技术

1加工工艺技术加工工艺技术是使用特定的加工方法，按照预先设定的需求改变原材料的形状、尺寸、性能或相对位置，使之成为成品或半成品的加工方法和技术。加工工艺技术的实质是与物料处理过程相关的技术，机械产品的制造过程就是一类典型的物料处理过程。

机械制造过程需要多个工艺环节，包括原材料及能源准备、零件毛坯成形、毛坯切削加工、表面改性与处理、装配、包装以及成品质量检测控制等。其中零件毛坯的成形环节包括原材料切割、焊接、铸造、锻压等加工成形技术；表面改性与处理包括热处理、电镀、化学镀、涂装、热喷涂等。

1加工工艺技术按照加工工艺技术中成品或半成品的成形原理，可以将加工工艺大致分为下列三类：（1）受迫成形(CompelledForming)。受迫成形是塑性加工工艺，通过模具或压力将半固化材料成形，包括铸造、锻压、挤压等。此工艺材料利用率高，但能耗大，难以制造复杂内部结构，材料流动性差时成形更难，能耗增加。

（2）去除成形(DislodgeForming)。去除成形是机械或特种加工方法，通过移除材料满足设计需求，包括车、铣、刨、磨和激光、线切割等。此方法能耗大，材料浪费多。

1加工工艺技术（3）添加成形(AddingForming)。添加成形是材料累加制造过程，通过计算机模型和自动化实现分层制造，具有高灵活性。能快速制造复杂零件，缩短周期，提高材料利用率，减少能耗。但材料选择有限，适合样品制造，不适合大规模生产。

1加工工艺技术1.1经典加工工艺经典加工工艺是经过长期的发展和完善，已经基本成熟可靠并广泛应用于各种制造业领域的加工工艺。经典加工工艺以受迫成形和去除成形方法为主，主要包括热加工工艺、切削加工工艺和特种加工工艺三类。

1.1加工工艺技术1.1.1热加工工艺热加工是将原材料进行加热、保温、冷却，改变原材料的物理或化学性质，从而达到预期的形状或性能要求的一种金属加工过程。常用的热加工工艺包括铸造、塑性成形和焊接等。

1.1加工工艺技术铸造铸造是将液态金属倒入铸型，冷却后制成毛坯或零件的方法，分为砂型铸造和特种铸造。优点包括适应性强和成本低。铸造可制造复杂形状和内部结构的零件，设备简单，原材料易得。常见缺陷有气孔、浇不足、夹渣和裂纹，会影响力学性能。

1加工工艺技术塑性成形塑性成形是通过外力使金属原料塑性变形，以获得所需形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯。包括自由锻造、冲压、轧制和模型锻造等。这种方法比铸造件有更好的力学性能，因为它能细化晶粒并减少内部缺陷。

1加工工艺技术焊接焊接是经典加工工艺中的一类添加成形方法，它是利用加热或加压手段将分离的金属材料连接在一起的加工工艺焊接可以分为熔焊、压焊和钎焊三类。与其他连接方法相比具有气密性好、节约金属材料等优点。

1加工工艺技术1.1.2切削加工工艺切削加工在机械制造过程中占有十分重要的地位，是典型的去除成形方法。切削加工是用不同刀具从毛坯等原材料上去除多余材料，使零件达到设计需要的形状、尺寸、公差及表面质量的加工过程。传统的切削加工方法有车削、铣削、刨削、磨削和钻削等。

1加工工艺技术车削车削是应用非常普遍的一种切削加工方法，在车削加工中主运动是工件回转，车刀作进给运动，一般用于加工机械零件的回转表面。

1加工工艺技术铣削铣削加工中铣刀旋转为主运动，待加工工件作进给运动。铣刀是多刃刀具，每个刀齿相当于一把车刀，在铣削加工过程中根据加工表面需要选择不同的铣刀刃进行加工。

1加工工艺技术刨削刨削和铣削都是加工平面和沟槽表面的常用方法，刨削是用刨刀在工件待加工表面作水平相对直线进给运动进行切削的加工方法。

1加工工艺技术钻削钻削是常用的孔加工方法，是用钻头或铰刀、锪刀在工件上加工孔的切削加工技术。钻削的加工场所可以