《先进制造工艺技术》ppt课件

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1、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，使之成为成品或半成品的方法和过程机械制造工艺流程是由原材料和能源的提供、毛坯和零件成形、机械加工、材料改性与处理、装配与包装、质量检测与控制等多个工艺环节组成机械制造工艺的基本概念按其功能的不同，可将机械制造工艺分为如下三个阶段：零件毛坯的成形准备阶段，包括原材料切割、焊接、铸造、锻压加工成形等机械切削加工阶段，包括车削、钻削、铣削、刨削、镗削、磨削加工等表面改性处理阶段，包括热处理、电镀、化学镀、热喷涂、涂装等先进制造工艺的产生和发展制造加

2、工精度不断提高18世纪，加工第一台蒸汽机所用的汽缸镗床，其加工精度为1mm19世纪末，机械制造精度也仅为0.05mm到了20世纪50年代末，实现了µm级的加工精度在最近的一二十年时间内，机械制造加工精度提高了1～2个数量级，达到lOnm的精度水平先进制造工艺的产生和发展切削加工速度迅速提高在20世纪前，切削刀具是以碳素钢作为刀具材料，由于其耐热温度低于200℃，所允许的切削速度不超过lOm／min20世纪初，出现了高速钢，其耐热温度为500～600℃，可允许的切削速度为30～40m／min到了20世纪30年代，硬质合金开始得到使用，刀具的耐热

3、温度达到800～1000℃，切削速度很快提高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化硼刀具，其耐热温度均在1000℃以上，切削速度可达每分钟一千至数千米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进步和变革超硬材料、超塑材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷、非晶与微晶合金、功能材料等新型材料的发展与应用，对制造工艺提出了新的挑战近几十年来发展了一系列特种加工工艺方法，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机械加工的效率

4、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的最终形状和尺寸，磨削后即可参与装配出现

5、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术近几十年来，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、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先进制造工艺的特点优质以先进制造工艺加工制造出的产品质量高、性能好、尺寸精确、表面光洁、组织致密、无缺陷杂质、使用性能好、使用寿命和可靠性高高

6、效与传统制造工艺相比，先进制造工艺可极大地提高劳动生产率，大大降低了操作者的劳动强度和生产成本低耗先进制造工艺可大大节省原材料消耗，降低能源的消耗，提高了对日益枯竭的自然资源的利用率洁净应用先进制造工艺可做到零排放或少排放，生产过程不污染环境，符合日益增长的环境保护要求超高速加工技术超高速加工技术的研究背景1931年4月德国切削物理学家萨洛蒙(CarlSalomon)曾根据一些实验曲线，即人们常提及的著名的“萨洛蒙曲线”，提出了超高速切削的理论Salomon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加工技术的定义与特征超高速加工技

7、术是指采用超硬材料刀具和磨具，利用能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的先进加工技术不同加工工艺的切削速度范围各种材料的切削速度范围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经济效益指标是：在保证加工精度和加工质量的前提下，将通常切削速度加工的加工时间减少90％，同时将加工费用减少50％，以此衡量高切削速度的合理性超高速加工技术的定义与特征超高速加工技术主要包括超高速切削与磨削机理研究超高速主轴单元制造技术超高速进给单元制造技术超高速加工用刀具

8、与磨具制造技术超高速加工在线自动检测与控制技术等超高速加工技术的定义与特征超高速加工技术的特征切削力低热变形小材料切除率高高精度减少工序超高速加工技术的发展与应用超