现代制造工艺技术.doc

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1、第7章现代制造技术教学目标与要求◆了解现代制造技术的进展水平与趋势◆了解特种加工技术的原理、特点及应用◆了解现代制造生产模式及其进展趋势教学重点249/64◆现代制造技术的进展水平与趋势◆特种加工技术的原理、特点及应用7.1现代制造技术概述与传统制造技术比较，现代制造技术具有如下特征。（1）系统性由于计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术和先进治理等技术的引入，并与传统制造技术的结合，现代制造技术成为一个能够驾驭生产过程中的物质流、信息流和能量流的系统工程；而传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流。（2）广泛性传统制造技术通常只是指将原材料

2、变为成品的各种加工工艺；而现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维护的整个过程，成为“市场—设计开发—加工制造—市场”的大系统。（3）集成性249/64传统制造技术的学科专业单一、独立，相互间界限分明；而现代制造技术由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消逝，技术趋于系统化、集成化，已进展成为集机械、电子、信息、材料和治理技术为一体的新型交叉学科—制造系统工程。（4）动态性现代制造技术是针对一定的应用目标，不断汲取各种高新技术而逐渐形成和进展起来的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。反映在不同的时期、不同的国家和

3、地区，现代制造技术有其自身不同的特点、重点、目标和内容。（5）有用性现代制造技术的进展是针对某一个体的制造需求而进展起来的先进、有用的技术，有着明确的需求导向。现代制造技术不是以追求技术的高新度为目的，而是注重产生最好的实践效果，以促进国家经济的快速增长和提高企业的综合竞争力。249/647.2现代制造工艺技术7.2.1现代制造工艺现代制造工艺的进展要紧表现在如下几个方面。（1）制造加工精度不断提高随着制造工艺技术的进步与进展，机械制造加工精度得到不断提高。18世纪，加工第1台蒸汽机所用的汽缸镗床，其加工精度为1mm；19世纪末，机械制造精度也仅为0.05

4、mm；20世纪初，由于能够测量0.001mm千分尺和光学比较仪的问世，加工精度向微米级过渡，成为机械加工精度进展的转折点；到了20世纪50年代末，实现了微米级的加工精度；在最近的一二十年内，机械制造加工精度提高了1～2个数量级，有了较快的进展，达到10nm的技术水平。现在测量超大规模集成电路所用的电子探针，其测量精度已达到0.25nm。可能在不远的今后，可实现原子级的加工和测量。（2）切削加工速度迅速提高249/64随着刀具材料的进展和变革，在近一个世纪时期内，切削加工速度提高了一百至数百倍。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2

5、00℃，所同意的切削速度不超过10m/min；20世纪初，出现了高速钢，其耐热温度为500～600℃，可同意的切削速度为30～40m/min；到了20世纪30年代，硬质合金开始得到使用，刀具的耐热温度达到800～1000℃，切削速度专门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，而陶瓷刀具和立方氮化硼刀具，切削速度达到每分钟一千米至数千米。（3）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进展与应用，对制造工艺提出了新的挑战：一方面迫使在

6、通常机械加工工艺方法中要不断改善刀具材料的切削性能，改进机械加工制造设备，使之满足新材料的机械加工要求；另一方面探求应用更多的物理、化学、材料科学的现代知识来开发新型的制造工艺，以便更有效地适应新型工程材料的加工。249/64（4）自动化和数字化工艺装备的进展提高了机械加工的效率由于微电子、计算机、自动检测和操纵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操纵方式和手段发生了质的变化，能够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。（5）零件毛坯

7、成型在向少、无余量方向进展零件毛坯成型是机械制造的第1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约和爱护意识的提高，要求零件毛坯成型精度向少、无余量方向进展，使成型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。因而，出现了熔模周密铸造、周密锻造、周密冲裁、冷温挤压、周密焊接和周紧密割等新工艺。（6）优质清洁表面工程技术的形成和进展249/64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，以猎取与基体材料不同性能要求的一项应用技术。尽管人们使用表面技术已

8、有悠久的历史，然而形成一门表面工程独立学科只是近20年的事。7.2