机械工程导论-基于智能制造（第2版） 第四章 机械制造工艺技术

第4章机械制造工艺技术本章提要本章主要介绍机械制造过程中常用加工工艺技术。其中受迫成形加工工艺和去除材料加工工艺是生产中最常用的技术。内容提纲4.14.24.34.4受迫成形加工工艺（△m=0）机械制造工艺概述去除成形加工工艺（△m<0）

添加成形加工工艺（△m＞0）先进制造工艺简介4.4本章重点和难点重点：各种受迫成形加工工艺和去除成形加工工艺难点：各种加工工艺的生产特点和适用场合一辆红旗轿车大约由1万多个零件组成，一架C919飞机共需100多万个零件构成，还有很多很多的生产和生活用品，也都是由很多零件组成，这些零件是如何从原材料被加工成形的呢，这将是本章所要介绍的主要内容。4.1机械制造工艺概述本节课主要内容有：

一、机械制造工艺及其阶段划分（理解）

二、机械制造工艺的成形学分类（理解）

三、机械制造工艺的发展特征（了解）

四、机械制造工艺中的新技术（了解）4.1机械制造工艺概述4.1.1机械制造工艺及其阶段划分零件毛坯的成形准备阶段表面改性处理阶段机械加工阶段4.1.2机械制造工艺的成形学分类受迫成形铸造、锻压、粉末冶金和高分子材料注塑成形等多用于毛坯成形和特种材料成形去除成形车、铣、刨、磨、镗及现代的电火花加工、激光切割等目前最主要机械制造成形方法添加成形快速原型制造技术（3D打印）、表面覆层技术等便于实现自动化，适合加工复杂的零件4.1.3机械制造工艺的发展特征机械制造工艺发展特征智能化精密化集成化网络化绿色化数字化4.1.4机械制造工艺中的新技术新技术自动化激光加工高精度4.2受迫成形加工工艺4.2.1铸造成形4.2.2压力加工4.2.3粉末冶金4.2.4高分子材料塑性成形4.2.1铸造成形铸造概念：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法，称为铸造。固态金属材料→熔化→液体→浇注→铸型型腔→冷却凝固→出模→毛坯。4.2.1铸造成形特点：适应性广泛；可制造形状复杂工件；成本较低、效率高。力学性能较低；工艺过程难控制，废品率高；劳动条件差。优点：缺点：各种铸件4.2.1铸造成形应用：铸造在工业生产中应用广泛，机械零件中铸件所占的比重非常大，如在机床和内燃机产品中，铸件占总重量的70%—90%,，在拖拉机和农用机械中占50%—70%。机床床身发动机缸体4.2.1铸造成形分类：砂型铸造特种铸造金属型铸造：我国发明低压铸造压力铸造熔模铸造：我国创造真空密封造型铸造消失模铸造离心铸造4.2.1铸造成形----砂型铸造砂型铸造概念：就是在砂型中生产铸件的方法。是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小、批量及各种常用合金的生产。4.2.1铸造成形----砂型铸造造型：铸型造型：手工造型——单件、小批量生产或小型铸件机器造型——中、小铸件的大批量生产或大型铸件手工造型机器造型铸造生产线4.2.1铸造成形----特种铸造熔模铸造金属型铸造压力铸造低压铸造离心铸造特种铸造：生产中采用的铸型用砂较少或不用砂，使用特殊工艺装备进行铸造的方法，统称为特种铸造。常用特种铸造方法4.2.1铸造成形----熔模铸造概念：

熔模铸造是是用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂耐火材料，经硬化之后，再将模样熔化排出型外，从而获得无分型面的铸型。也称为失蜡铸造。4.2.1铸造成形----熔模铸造特点：铸件无需分型面；铸件精度高、表面质量好；可制造形状复杂铸件；铸造合金种类不受限制；生产批量不受限制。工序繁杂、生产周期长生产成本较高铸件一般限于25kg以下优点：缺点：熔模铸造叶轮4.2.1铸造成形----金属型铸造将液体金属浇注到用金属材料制成的铸型中，获得铸件的铸造方法称为金属型铸造,又称为永久型铸造或重力铸造。金属型结构结构分类垂直分型式水平分型式复合分型式概念4.2.1铸造成形----金属型铸造特点铸件精度高、表面质量好；铸件晶粒细，性能好；可一型多铸。生产成本较高；不宜生产大型、形状复杂和薄壁铸件铸件易产生白口，难切削；不适宜熔点高合金。优点：缺点：金属型铸造主要用于铜合金、铝合金等非铁金属铸件的大批量生产4.2.1铸造成形----压力铸造提问如图摩托车发动机箱体、轮毂、缸盖等复杂铸，能用金属型铸造吗？

4.2.1铸造成形----压力铸造概念：在专用机器（压铸机）的高压作用下使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模具型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法，叫压力铸造,简称压铸。特点：高压：几十～几百大气压高速：0.5～50m/s压铸机类型热压室压铸机冷压室压铸机冷压室卧式压铸机冷压室立式压铸机4.2.1铸造成形----压力铸造冷压室卧室压铸机工作原理4.2.1铸造成形----压力铸造冷压室立式压铸机工作原理4.2.1铸造成形----压力铸造工艺过程4.2.1铸造成形----压力铸造特点：铸件精度高、表面质量好；可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小孔和螺纹的铸件；压铸件的强度和表面硬度较高；生产率高，可实现半自动化及自动化生产。压铸件皮下易产生气孔；易产生缩孔和缩松；造价高，不宜小批量生产。优点：缺点：4.2.1铸造成形----压力铸造压力铸造应用广泛，可用于生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸件。在压铸件产量中，占比重最大的是铝合金压铸件，约为30%~50%。应用压铸件最多的是汽车、拖拉机制造业，其次为仪表和电子仪器工业。压铸气缸盖4.2.1铸造成形----低压铸造概念：低压铸造是用较低压力（一般为0.02～0.1MPa）将金属液由铸型底部注入型腔，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。与压力铸造相比，所用的压力较低，故称为低压铸造。4.2.1铸造成形----低压铸造工艺过程合型压铸开模，取铸件4.2.1铸造成形----低压铸造特点浇注时的压力和速度可以调节；采用底注式充型，金属液充型平稳、排气顺畅；铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰，力学性能高；浇注系统简单，金属利用率可达90%以上。铸件形状不受限制，内腔可用金属型芯，也可用砂芯成型。低压铸造目前广泛应用于铝合金铸件的生产，如汽车发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等。还可用于铸造各种铜合金铸件（如螺旋桨等）以及球墨铸铁曲轴等4.2.1铸造成形----离心铸造概念：离心铸造是指将熔融金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力作用下充填铸型并凝固成型的一种铸造方法。立式离心铸造卧式离心铸造特点铸件组织致密，力学性能好；不用型芯和浇注系统，简化生产，节约金属；金属液的充型能力强，便于流动性差的合金及薄壁铸件；铸件易产生偏析，内孔不准确且内表面粗糙。应用

离心铸造是铸铁管、气缸套、铜套、双金属轴承的主要生产方法，铸件最大可达十多吨。此外，在耐热钢辊道、特殊钢的无缝管坯、造纸机干燥滚筒等生产中得到应用。本节课要点小结1、机械制造工艺及其阶段划分

毛坯成形→机械加工→表面改性2、机械制造工艺的成形学分类

受迫成形、去除成形、添加成形3、机械制造工艺的发展特征（了解）4、机械制造工艺中的新技术（了解）5、铸造成形常用方法、特点及应用

砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造。课后安排课后作业：复习思考题1、2、4、5题。课后思考题：

1、铸造成形主要用在零件加工的什么阶段？

2、自行车的链轮是如何制造出来的？

3、我们平时所用的水笔笔杆是用什么技术成型的？

4.2.2压力加工引例：提问：成形方法？铸造内部组织铸造成形不能满足锻造内部组织

4.2.2压力加工概念：金属塑性成形是利用金属材料所具有的塑性变形规律，在外力作用下通过塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。由于外力多数情况下是以压力的形式出现的，因此也称为金属压力加工。

基本生产方式有：

自由锻、模锻、板料冲压、挤压、拉拔、轧制等。4.2.2压力加工----锻造锻造：将金属坯料放在上、下砧铁或锻模之间，使之受到冲击力或压力而变形的加工方法。锻造：零件毛坯自由锻模锻4.2.2压力加工----自由锻自由锻造：是利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸以及内部质量的锻件的一种加工方法。大型压力机上自由锻造4.2.2压力加工----自由锻工具简单，不需造价昂贵的模具可以锻造各种重量的锻件，对于大型锻件几乎是唯一的锻造方法；自由锻所需设备的吨位较小锻件的尺寸精度低，加工余量大锻件形状简单，生产率低，劳动强度大单件和小批量生产自由锻特点:自由锻应用:4.2.2压力加工----模锻模锻：是使金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模模膛内变形，从而获得锻件的工艺方法。分类:锤上模锻：胎模锻：适用于形状较简单工件。压力机上模锻：适用于大型锻件。适用中、小型锻件的中、小批量生产模锻优点：锻件的尺寸和精度比较高，机械加工余量较小，材料利用率高；可以锻造形状较复杂的锻件；锻件内部流线分布合理。操作方便，劳动强度低，生产率高；模锻生产由于受模锻设备吨位的眼制，锻件质量不能太大，一般在150kg以下。模锻缺点：制造锻模成本很高，所以模锻不适合于单件小批量生产，而适合于中小型锻件的大批量生产。4.2.2压力加工----模锻1－拔长模膛2－滚压模膛3－终锻模膛4－预锻模膛5－弯曲模膛弯曲连杆弯曲连杆的模锻过程4.2.2压力加工----板料冲压金属板料产生分离、变形冲压件冲床——冲压设备冲模——冲压模具金属板料冲模和冲床产生分离、变形冲压件冲压件动画演示4.2.2压力加工----板料冲压分离工序分类冲孔落料切断切口切边成形工序弯曲拉深翻边起伏胀形统称“冲裁”板料冲压：是通过装在压力机上的模具对板料施压，使之产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件或毛坯的加工方法。4.2.3粉末冶金粉末冶金：是用金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作原料，经过压制、烧结以及后续处理等工序，制造某些金属制品或金属材料的工艺技术。粉末冶金的优点：1.粉末冶金制品种类繁多；2.粉末冶金法可直接制造出尺寸准确、表面光洁的零件，是一种少无切削的生产工艺。粉末冶金的缺点：1.由于制品内部总有孔隙，普通粉末冶金制品的强度比相应的锻件或铸件要低约20%—30%。2.由于成形过程中粉末的流动性远不如液态金属，因此对产品的结构形状有一定的限制。3.压制成形所需的压强高，因而制品一般小于10kg。粉末冶金的应用：压模成本高，一般只适用于成批或大量生产。4.2.3粉末冶金粉末冶金制造工艺过程4.2.4高分子材料塑性成形高分子材料的主要成型方法有：

注射成型、挤出成型

吹塑注射成形成型

压延成型等。4.2.4高分子材料塑性成形----注射成型注射成型：也称注塑，是将熔融塑料，在柱塞或螺杆推压下，快速压入闭合模具，经冷却定型得到各种塑料制品的成型方法。

动画演示过程注塑产品注塑工艺过程4.2.4高分子材料塑性成形----挤出成型挤出成型，又称挤塑，使受热熔化的高分子材料在挤压作用下，强行通过出口模，而成为具有某种截面的连续型材的一种塑料成型方法。

挤塑产品挤塑工艺4.2.4高分子材料塑性成形----其它工艺1、吹塑成型技术：是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法。吹塑制品吹塑工艺吹塑用的模具只有阴模(凹模)，与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好(如低应力)、可成型具有复杂起伏曲线(形状)的制品。4.3去除成形加工工艺主要内容：切削加工特种加工去除工艺4.3.1切削加工----金属切削基础知识切削加工：利用刀具和工件作相对运动，从毛坯（铸件、锻件、条料等）上切去多余的金属，以获得尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗造度完全符合图纸要求的机器零件。图4.3.1机械加工零件示例4.3.1切削加工----金属切削基础知识切削运动：指在切削加工中刀具与工件的相对运动，也称为表面成形运动。主运动切下金属所必须的最主要的运动使新的金属不断投入切削的运动4.3.1切削加工----金属切削基础知识一、切削刀具：1、刀具材料应具备的性能作为刀具材料应满足以下基本要求：（1）高的硬度和耐磨性刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC62以上。耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质、数量、大小和分布。（2）足够的强度和韧性为了承受切削中的压力冲击和振动，避免崩刃和折断，刀具材料应该具有足够的强度和韧性。一般强度用抗弯强度来表示，韧性用冲击值表示。（3）高的耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。（4）良好的工艺性为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性，如切削加工性、铸造性、锻造性、热处理性等。（5）良好的经济性4.3.1切削加工----金属切削基础知识二、常用刀具材料主要有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等，其中使用最广泛的是高速钢和硬质合金。4.3.1切削加工----金属切削基础知识高速钢是一种综合性能好、应用最广泛的刀具材料。特别适合制造结构复杂的成形刀具、钻头、滚刀、拉刀和螺纹刀具等。但由于高速钢的硬度、耐磨性、耐热性不及硬质合金，因此只适于制造中、低速切削的各种刀具。4.3.1切削加工----金属切削基础知识硬质合金：由高硬度的难熔金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等）经粉末冶金方法制成的。硬质合金在800°C～1000°C时仍能进行切削，其切削性能优于高速钢

4.3.1切削加工----金属切削基础知识涂层刀具：在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢基体表面上，涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物制备而成。涂层刀具表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦系数小，切削时可比未涂层刀具寿命提高3-5倍以上，切削速度和工件加工精度均可提高。但价格较贵。涂层刀具已成为现代切削刀具的标志，在刀具中的使用比例已超过50%4.3.1切削加工----金属切削基础知识2）刀具切削部分的组成本节课要点小结1、压力加工

自由锻、模锻、板料冲压（工艺特点和应用）2、粉末冶金（了解）

特点和应用3、高分子材料塑性成形

注塑、挤塑、吹塑（工艺特点和应用）4、切削加工基础知识

切削运动、刀具材料、刀具组成课后安排课后作业：复习思考题9、10、14题。课后思考题：1、一般零件的平面、外圆和内孔是用什么机床加工的？4.3.1切削加工----金属切削原理金属切削：就是用刀具把工件表面上多余的金属切掉，以获得需要的工件形状、尺寸和位置的加工过程。切削过程的实质是工件表层材料在刀具前刀面的挤压下产生塑性变形，最后变成切屑的复杂过程。在金属切削过程中，工件和刀具间有强烈的挤压和摩擦作用，会产生切削热和切削温度。4.3.1切削加工----金属切削机床1、金属切削机床的分类与型号编制传统的分类方法

按加工性质和所用刀具分为12大类4.3.1切削加工----金属切削机床1、金属切削机床的分类与型号编制同类型机床按应用范围又可分为：

通用机床加工范围较广，通用性较强，如普通车床、铣床、钻床等专门化机床工艺范围较窄，滚齿机专用机床它的工艺范围最窄，导轨磨床按工作精度分：普通精度机床、精密机床和高精度机床按重量与尺寸：仪表机床、重型机床4.3.1切削加工----金属切削机床1、金属切削机床的分类与型号编制机床型号的编制是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数等。通用机床型号的表示方法：（△）○（○）△△△（×△）（●）/

（●）（-●）企业代号其它特性代号重大改进顺序号主轴数或第二主参数主参数或设计顺序号系代号组代号通用特性、结构特性代号类代号分类代号注：△表示阿拉伯数字；〇表示大写的汉语拼音字母；括号中表示可选项，当无内容时不表示，有内容时不带括号；●表示大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。4.3.1切削加工----金属切削机床CM6140:精密卧式车床，最大加工直径400mmx5032:立式升降台铣床，工作台面宽度mmZ5125：立式钻床：可加工最大孔的直径为25mm4.3.1切削加工----金属切削机床2、典型切削机床及加工工艺----车床与车削加工1－主轴箱2—刀架3—尾座4—床身5、9—床腿6—光杆7—丝杠8—溜板箱10—进给箱11—挂轮变速机构4.3.1切削加工----金属切削机床2、车刀与车削加工车床上常用焊接车刀1.切断刀2、3.90°偏刀4.弯头刀5.直头刀6.成形车刀7.宽刃精车刀8、10.螺纹车刀9.端面车刀11.内槽车刀12.通孔车刀13.盲孔车刀4.3.1切削加工----金属切削机床2、车刀与车削加工机夹式车刀1—刀片2—刀垫3—卡簧4—杠杆5—弹簧6—螺钉7—刀杆4.3.1切削加工----金属切削机床2、车刀与车削加工车床常见的加工表面（各种外圆、内孔、螺纹等回转面）4.3.1切削加工----金属切削机床2、铣床与铣削加工卧式铣床立式铣床铣床主要用于加工各种平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮、凸轮等表面。由于铣刀加工时有多个刀齿同时参加切削，所以生产率较高。4.3.1切削加工----金属切削机床2、铣床与铣削加工4.3.1切削加工----金属切削机床3、钻床与钻削加工钻床分为台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床、中心孔钻床等等4.3.1切削加工----金属切削机床3、钻床与钻削加工钻孔扩孔铰孔攻螺纹锪锥孔刮平面4.3.1切削加工----金属切削机床4、镗床与镗削加工1－床身2—下滑座3—上滑座4—后支架5—后立柱6—工作台7—镗轴8—平旋盘9—径向刀架10—前立柱11—主轴箱卧式镗床4.3.1切削加工----金属切削机床4、镗床与镗削加工卧式镗床的主要加工方法镗床的主要工作是用镗刀镗孔，合适加工各种大型箱体、床身、机壳、机架等工件。4.3.1切削加工----金属切削机床5、磨床与磨削加工磨床是用磨料或磨具（砂轮、砂带、油石、或研磨料等）作为工具对工件表面进行磨削加工的机床。常见的有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、万能磨床、无心磨床、各种工具磨床和各种专门化磨床（如曲轴磨床、螺纹磨床、导轨磨床）等。万能外圆磨床1—床身2—工作头架3—工作台4—内圆磨具5—砂轮架6—尾座7—液压控制箱4.3.1切削加工----金属切削机床5、磨床与磨削加工4.3.1切削加工----金属切削机床5、磨床与磨削加工磨削应用广泛，精加工精度IT7～IT5级，也可粗加工，高速磨、强力磨；可磨普通材料，又可磨高硬度难加工材料；适应各种工件形状、表面及生产批量。4.3.1切削加工----金属切削机床6、齿轮加工机床与齿形加工成形法加工：加工精度和生产率较低，

适于单件小批生产，

在普通铣床上即可加工。展成法：加工精度和生产率较高，一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。4.3.1切削加工----金属切削机床6、齿轮加工机床与齿形加工插齿机插内齿轮滚齿机滚齿轮展成法加工齿轮用于高精度、各种批量生产磨齿机磨齿4.3.1切削加工----金属切削机床7、数控机床及数控加工（a）数控车床

（b）数控铣床

（c）加工中心4.3.1切削加工----金属切削机床7、数控机床及数控加工数控加工的特点适应性强，适合加工单件或中小批量复杂工件

加工精度高，产品质量稳定自动化程度高，劳动强度低生产效率高良好的经济效益

有利于生产管理的现代化

本节课要点小结1、金属切削机床的分类和型号编制

2、典型切削机床及加工工艺特点和应用

车床及车削

铣床及铣削

钻床及钻削

磨床及磨削

齿轮加工机床及齿形加工

数控机床课后安排课后习题：复习思考题第15、16、17题。课后思考题：1、火花放电大概能产生多高的温度？

2、在生活中哪里见到过激光加工？3、3D打印有哪些应用？4.3.2特种加工去除工艺特种加工是指传统切削加工以外的加工方法。

由于特种加工主要不是依靠机械能、切削力进行加工，因而可以用软的工具（甚至不用工具）加工硬的工件，可以用来加工各种难加工材料、复杂表面和有某些特殊要求的零件。常见的特种加工方法有：

电火花加工、超声波加工、

激光加工、电子束与离子束加工等4.3.2特种加工去除工艺----电火花加工1、电火花加工基本原理4.3.2特种加工去除工艺----电火花加工2、电火花加工的基本工艺一、极间介质的电离、击穿，形成放电通道

二、介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀

三、电极材料的抛出

四、极间介质的消电离4.3.2特种加工去除工艺----超声加工4.3.2特种加工去除工艺----超声加工超声加工时利用工具作超声（频率在16000Hz以上）振动，通过工件与工具之间的磨料悬浮液而进行的加工。超声波加工的应用范围十分广泛。除一般加工外，还可进行超声波旋转加工，这时用烧结金刚石材料制成的工具绕其本身轴线作高速旋转，因此除超声撞击作用外，尚有工具回转的切削作用，易成功地用于加工小深孔、小孔槽等，加工精度大大提高，生产率较高。此外还有超声波机械复合加工、超声波焊接和涂覆、超声清洗等。动画演示4.3.2特种加工去除工艺----激光加工激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高的能量密度靠光热效应加工各种材料的一种新工艺。

加工原理演示1

4.3.2特种加工去除工艺----激光加工激光加工特点：1）激光聚焦后，几乎可以融化、气化任何材料。如陶瓷、玻璃、宝石、金刚石等各种材料都能加工。2）激光光斑大小可以聚焦到微米级，输出功率可以调节，因此可用于精密微细加工。3）加工所用工具是激光束，是非接触加工，没有工具损耗问题。容易实现加工过程自动化。还能通过透明体进行内部加工。4）激光加工进行精微加工时，必须进行反复试验，寻找合理的参数，才能达到一定的加工要求。由于光的反射作用，对于表面光泽或透明材料的加工，必须预先进行色化或打毛处理，才能加工。5）加工速度快，效率高。6）价格比较昂贵。4.3.2特种加工去除工艺----激光加工激光加工应用：

激光焊接

激光切割

激光打孔4.3.2特种加工去除工艺---电子束与离子束加工1、电子束加工

电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高（106~109W/cm2）的电子束，以极高的速度冲击到工件表面极小面积上，在极短的时间（几分之一微秒）内，其能量的大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料的局部熔化和气化，被真空系统抽走。

录像电子束加工原理4.3.2特种加工去除工艺---电子束与离子束加工1、电子束加工电子束加工常应用于加工微细小孔、异型孔及特殊曲面。电子束加工的喷丝头异形孔4.3.2特种加工去除工艺---电子束与离子束加工电子束加工曲面、穿孔4.3.2特种加工去除工艺---电子束与离子束加工2、离子束加工离子束的加工原理与电子束加工原理基本类似，也是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速、聚焦后投射到工件表面的加工部位以实现加工的。离子束加工是靠微观机械撞击能量转化为热能进行的。离子刻蚀离子溅射沉积离子镀(又称离子溅射辅助沉积)离子注入常用离子束加工方法各类离子束加工示意图离子刻蚀b)溅射沉积c)离子镀d)离子注入1-离子源2-吸极（吸收电子，引出离子）3-离子束4-工件5-靶材4.4添加成形加工工艺本节要求：了解常见添加成形加工工艺的特点和应用。主要工艺：

累积加工结合加工4.4.1累积加工（3D打印或增材制造）材料累积制造工艺是将零件以微元叠加方式逐渐累积生长出来的。3D打印3D打印叶轮此类工艺方法的优点是无需刀具、夹具等生产准备活动,就可以成形任意复杂形状的零件。此技术用于产品样件的制造、模具制造和少量零件的制造,成为加速新产品开发及实现并行工程的有效技术,使企业的产品能快速响应市场,提高企业的竟争能力。4.4.2结合加工结合加工成形工艺包括表面覆层、表面化学热处理以及连接成形等工艺。4.4.2结合加工----表面涂覆技术表面涂覆是在基质表面上形成一种膜层，以改善表面性能的技术。电刷镀这一类表面工程技术主要包括电镀、电刷镀、化学镀、物理气相沉积、化学气相沉积、热喷涂、堆焊、激光束或电子束表面熔覆、热浸镀等。电刷镀热喷涂4.4.2结合加工----化学热处理化学热处理是将工件放入一定的化学介质中，经过加热保温，使介质中分解产生一种或几种元素的活性原子被工件表面吸收，并向表层一定深度扩散，从而改变其表层化学成分、组织和性能的一种热处理工艺方法。井式气体渗碳电阻炉结构示意图生产中常用的化学热处理方法有：渗碳、渗氮（氮化）、碳氮共渗（氰化）、渗硼、渗金属（如渗铝、渗铬）等化学热处理可以提高工件表层的硬度、耐磨性和疲劳强度，也可以提高工件表层的耐蚀性及抗氧化性等。4.4.2结合加工----连接成形技术在制造金属结构和机器过程中，经常要把两个或两个以上的构件组合起来，而构件之间的组合必须通过一定的连接方式，才能成为完整的产品。按拆卸时是否损坏被连接件，连接可分为：可拆连接：螺纹连接不可拆连接：焊接或铆接螺纹连接焊接无钉铆接4.5先进制造工艺简介本节内容：了解常见先进制造工艺及其特点。主要工艺：研磨抛光珩磨精密磨削滚压加工4.5.1光整加工技术----研磨研磨是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料