ch09先进机械制造技术

先进机械制造技术普通高等教育机电类“十三五”规划教材机械制造工艺与装备第九章01机械制造工艺的发展特征数字化计算机技术的普遍应用推动机械制造工艺朝数字化的方向发展。机械制造工艺的数字化包括以下三个组成部分。1）设计环节数字化;2）生产过程数字化;3）生产过程管理数字化。智能化智能化是21世纪机械制造工艺技术发展的主要方向，遍布生产制造的各个环节。机械制造工艺的发展特征精密化精密化对机械制造尖端技术的发展起着非常重要的作用。集成化集成化是机械制造高度自动化的产物。绿色化21世纪的主题词是“环境保护”，绿色化是时代的趋势。机械制造工艺的发展特征网络化网络通信技术的迅速发展和普及为企业的生产、经营等活动带来了新的变革，零件制造、产品设计、产品销售与市场开拓都可在异地或不同国家进行。02增材制造技术增材制造的原理自20世纪80年代开始，增材制造技术（AdditiveManufacturing，AM）逐步发展起来，期间也被称为快速原型技术（RapidPrototyping），现俗称3D打印。增材制造技术是依据三维CAD设计数据，采用离散材料（液体、粉末、丝、片、板、块等）逐层累加原理制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除（如切削等）技术，增材制造技术是一种自下而上材料累加的制造工艺。增材制造技术2）适合个性化定制。与传统大规模、批量生产需要做大量的工艺技术准备，以及需要大量的工装、复杂而昂贵的设备和刀具等制造资源相比，增材制造在快速生产和灵活性方面极具优势。增材制造技术增材制造的优势：1）适合复杂结构的快速制造增材制造的局限从国内外的研究和应用情况看，增材制造较传统机加工、铸、锻、焊及成型工艺的技术成熟度低，离大范围应用尚有一定差距。增材制造技术增材制造技术光固化成型工艺过程如图9-1所示。增材制造技术激光选区烧结工艺过程如图9-2所示。增材制造技术熔融沉积制造其工作原理如图9-3所示。增材制造技术分层实体制造其工作原理如图9-4所示。03复合材料制造技术复合材料制造技术复合材料成型典型工艺流程如图9-5所示。材料成型与结构成型一次完成。材料、设计和制造技术的选用有较大的自由度。成型工艺比较简单。复合材料制造技术复合材料制造技术如图9-6和图9-7所示，热压罐是一个具有整体加热系统和加压系统的大型圆柱形金属容器，一般为卧式装置。复合材料制造技术复合材料制造技术真空袋成型工作原理如图9-8所示。复合材料制造技术压力袋成型工作原理如图9-9所示。复合材料制造技术缠绕成型（windingforming）的工作要点是将浸渍树脂的连续纤维（或布带、预浸纱）在张力控制下，按预定路径高速而精确地缠绕在转动的模芯上，按一定的规范固化，固化后脱模即可，其工作原理如图9-10所示。复合材料制造技术①产品质量高，可以根据产品的受力状况设计缠绕方式，实现等强度结构产品的制造，并且制件纤维含量高，纤维直径小，使得纤维表面的微裂纹的尺寸较小、数量较少，避免了布纹交织点和短切纤维末端的应力集中，能够充分发挥连续纤维增强材料的强度；②可靠性高，缠绕机可以根据设计的工艺程序将浸渍纤维精确地缠绕在芯模上，属于机械化和自动化生产方式；③可整体成型，生产效率高，缠绕速度快，并且需要的操作人员少，生产成本低。缠绕成型的优点包括复合材料制造技术①适用范围窄，仅适用于具有规则外形的简单制件的成型，不适合制造外形复杂的大型复合材料制件；②设备投资大，需要配备缠绕机、固化加热炉、脱模机及芯模等设备；③技术要求高，纤维缠绕过程要合理设计牵引工艺、缠绕方式、缠绕张力等，而固化过程还需考虑固化工艺与残余热应力对制件的影响。缠绕成型的缺点包括复合材料制造技术树脂转移模塑成型（ResinTransferMoulding，RTM）是一种闭合模塑技术，其工作原理如图9-11所示。04智能制造技术智能制造具有以下三大特点。（1）生产过程高度智能。（2）资源的智能优化配置。（3）产品高度智能化、个性化。智能制造技术智能制造技术智能制造有十