先进制造工艺特种加工课件

1、1超精密加工技术特种加工技术的特点快速原型制造技术 高速加工关键技术 绿色加工技术及其应用2345q 非传统加工方法特点6机械过程q 非传统加工方法分类按加工机理和采用的能源划分）热学过程电化学过程化学过程7复合过程工件（陶瓷滚柱）磁性材料磁极振动运动图7-61 磁力抛光示意图NS8q 发展趋势图7-62 EI 收录文章数比较70年代80年代90年代20841104232142244424214441321252353316激光加工 电火花加工 超声加工 电化学加工图7-62反映了学术界和工程界对几种非传统加工方法的关注程度。9q 工作原理：利用工具电极与工件电极之间脉冲性火花放电，产生瞬时高

2、温，工件材料被熔化和气化。同时，该处绝缘液体也被局部加热，急速气化，体积发生膨胀，随之产生很高的压力。在这种高压作用下，已经熔化、气化的材料就从工件的表面迅速被除去（图7-63）。 4个阶段： 1）介质电离、击穿，形成放电通道； 2）火花放电产生熔化、气化、热膨胀； 3）抛出蚀除物； 4）间隙介质消电离（恢复绝缘状态）。 图7-63 电火花加工原理图进给系统放电间隙工具电极工件电极直流脉冲电源工作液Real10图7-64 电火花加工机床11q 工作要素12q 电火花加工类型图7-65 电火花线切割原理图XY储丝筒导轮电极丝工件RealRealReal13电火花线切割机床图7-66 电火花线切割

3、加工加工过程显示14q 电火花加工特点q 电火花加工应用15工作原理：工件接阳极，工具（铜或不锈钢）接阴极，两极间加直流电压624V，极间保持0.11mm间隙。在间隙处通以 660m/S高速流动电解液，形成极间导电通路，工件表面材料不断溶解，溶解物及时被电解液冲走。工具阴极不断进给，保持极间间隙。 图7-67 电解加工原理图电解液直流电源泵工件阳极阴极进给工具阴极16q 电解加工特点q 电解加工应用17 导电磨轮电解液电刷工作台工件绝缘板导电基体磨料阳极膜q 电解磨削（图7-68）18图7-69 电子束加工原理图控制栅极加速阳极电子束斑点旁热阴极聚焦系统工件工作台工作原理（图7-69）19q

4、特点及应用20q 工作原理（图7-70）电源Real21混合气体：氦约80%，氮约15%， CO2 约5%通过高压直流放电进行激励波长10.6m，为不可见光能量效率5% 15%反射凹镜反射平镜电极放电管CO2气体冷却水进口冷却水出口激光高压直流电源图7-71 CO2激光器示意图q 激光器22q 激光加工特点23q 激光加工应用图7-72 焦点位置对孔形状影响Real24RealReal25图7-74 激光焊接车身图7-73 激光切割26q 工作原理（图7-75） 变幅杆超声波发生器图7-75 超声波加工原理图振动方向工具换能器工作液喷嘴工件Real27图7-76 超声波加工机床图7-77 超声

5、波加工样件28q 超声波加工特点及应用29q 工作原理：q 加工装置（图7-78）q 喷嘴材料及工作条件（表7-11） 项目 材料 孔径/mm 至工件距离/mm 喷射角度/ 参数金刚石，蓝宝石，淬火钢0.0750.42.550030表7-11 喷嘴材料及工作条件图7-78 水喷射加工装置示意图喷嘴阀控制器蓄能器供水器过滤器泵增压器液压装置排水器工件射流d利用超高压水（或水与磨料的混合液）对 工 件 进 行 切 割（或打孔），又称高 压 水 切 割 ， 或“水刀”。30q 工艺参数（表7-12，表7-13） 表7-12 水喷射加工常用工艺参数 工艺参数 常用值 工艺参数 常用值 压力/MPa 7

6、0450 喷射力/N 45135 流速/m/s 300900 功率/kW 1040 流量/L/s 2.5 7.5 磨料耗量/kg/min 0.10.3工艺参数、效率、精度 石材 玻璃 ABS塑料 皮革 工件厚度/mm 25 12 2.8 4.45 喷嘴孔径/mm 0.3 0.3 0.1 0.1 流体压力/MPa 400 400 258 300 切割速度/m/min 0.1 0.1 0.85 0.55 切缝宽度/mm 0.5 0.5 0.2 0.2 切割精度/mm 0.05 0.05 表面粗糙度/m Ra12.5 Ra12.5 表7-13 几种材料高压水切割参数31 323334 制造业技术及管

7、理水平与发达国家具有较大差距；产品结制造业技术及管理水平与发达国家具有较大差距；产品结构档次低，技术结构落后构档次低，技术结构落后 ；市场快速反应能力差；制造业不；市场快速反应能力差；制造业不能满足国内需求的情况比较严重；主导产品的技术来源大多能满足国内需求的情况比较严重；主导产品的技术来源大多依赖外国。依赖外国。3536 37原材料初级生产商制造商再制造商用户（维修）再制造再循环再利用图3- 机电产品的物流示意图3839退役发动机拆解清洗检测再制造加工检测装配包装整机测试再制造发动机报废原厂新配件报废易损件可再制造件完好件合格件不合格件不可再制造件发动机再制造拟采用的工艺流程图易损件：易损件

8、：主轴瓦、橡胶管、汽缸垫、油封完好件：完好件：进气管总成、前后排气歧管、油底壳、齿轮室可再制造件：可再制造件：缸体总成、连杆总成、曲轴总成、喷油泵总成、缸盖总成40废旧发动机回收进厂在拆解车间分解拆卸对零部件进行高温化学清洗利用热喷涂技术修复发动机机座利用纳米电刷镀技术修复曲面利用粘涂技术修复汽缸结合面绗磨缸套使其达到新品标准连杆加工设备使其达到新品标准再制造零部件检测后进行装配再制造发动机进行试车考核喷漆装箱，发动机再制造完成汽车发动机的再制造生产流程汽车发动机的再制造生产流程4142设计制造使用维修报废减量化再利用再制造再循环机电产品全寿命周期基础理论与共性技术机电产品全寿命周期评价指标体系与方法废旧机电产品循环利用决策理论及方法机电产品再循环回收和使用技术废旧机电产品再制造中的科学技术问题循环型制造和再制造循环型制造和再制造基于基于4R的基础理论和共性技术结构体系的基础理论和共性技术结构体系43 4445误差源e1e2.en现有系统被补偿对象运动合成误差信号发生同步反向输出误差预防误差预防误差补偿误差补偿(静态静态&动态动态)加工精度加工精度误差源误差源加工过程加工过程加工误差加工误差检测检测误差信号误差信号建模与预报建模与预报补偿补偿+_46 图3- 热喷涂原理4748 49 50绿色制造的体系结构绿色制造的体系结构51绿色加工工艺技术绿色加工工艺技术52 图