授课计划教学教材

授课计划

湖南怀化职业技术学院课时授课计划教师：唐健教研室主任： 2009年月日

第三章先进制造工艺技术

§3.1 制造工艺技术概述

1、制造工艺技术定义

制造工艺技术是指将原材料转化具有一定几何形状、一定材料性能和精度要求的可用零件的一切过程和方法的总称。

2、机械制造工艺分类：

1）电子工艺电子元件、部件和装置的制造工艺，其中最有代表性、特殊性，最有前途的是：单晶生长工艺、晶片制造工艺、超大规模集成电路制造工艺、微电子工艺、离子注入工艺、镀膜工艺、电子束焊、激光焊和贵重金属焊等。

2）通用机械制造工艺根据其分析的角度不同，它分类就有一定的不同，归纳起来将其可分类为：

A、成形工艺

定义：成形工艺主要是指将不定形的原材料（块状、颗粒状、液态或固态）转化成所需要形状的工艺，如铸造、粉未冶金、塑料成形等工艺。

形成：主要是用于获得的毛坯或不需要加工的制品，工艺过程中微粒子相互聚集。

过程：加热（碾磨）――变成液体（粉末）――冷却（烧结）――凝固成固体（聚集成固体）。

分类：见图3.1示讲解

B、变形工艺

定义：变形工艺是指将工件原始几何形状从一种状态改变为另一种状态的工艺过程。如锻造、冲压、轧制、挤压、拉拔等。

分类：见图3.2示讲解

C、切削工艺

定义：切削工艺是利用刀具或砂轮等工具在工件表面切去一层余量，使工件达到要求的尺寸精度、形状、位置精度和表面质量的加工方法。

作用：材料的切削加工是制造过程的主要内容，几乎占全部工艺劳动量的1/3以上，电脑是获得零件（包括精密零件）的最主要加工方法。

差距点：a、刀具材料方面；b、切削加工技术方面；c、磨削加工技术方面

D、联接工艺

定义：联接工艺是指将单个工件联接成组件或最终产品的加工工艺方法。如焊接、胶接、机械联接和装配等工艺方法。

过程：机加――零、部件――联接

E、材料改性工艺及表面处理工艺

定义：材料改性工艺及表面处理工艺是指不改变几何形状、仅改变工件材料性能，从而获得所希望指标的工艺。如材料的热处理、表面处理等工艺方法。

F、特种加工工艺

定义：特种加工工艺直接利用化学、电化学、物理（声、光、热、磁）等方法对材料进行加工的方法。

应用：主要是用于各种高硬难熔及具有特殊物理机械性能的材料和精密细小、形状复杂、难以用传统切削加工工艺加工的零件。

特点：能解决大量普通机械加工方法难以解决或不能解决的问题。

如：电火花、线切削、电腐蚀加工等，

电火花机如右图

G、快速成形工艺

定义：快速成形工艺是直接根据产品CAD的三维

实体模型，经计算机处理后，将三维模型为许多平面

模型的叠加，再通过计算机控制，制造一系列平面模

型并加以联结，形成复杂的三维实体零件的工艺方法。

工作原理：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或者固化一层又一层的液态光敏树脂，或者切割一层又一层的片状材

料，或者喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型

适用：快速成形适合于单件制造且制件材料为工艺规定的专用材料，有一定局限性，可以将RP 技术与真空注型技术或精密铸造技术结合起来应用，不仅可以满足产品设计对特定材质的要求，而且可以快速实现新产品的小批量生产。如在该工艺快速制造的金属铸件图：

作用：大大地缩短产品的研制周期，节省研制费用。

湖南怀化职业技术学院课时授课计划教师：唐健教研室主任： 2009年月日

§3.2 特种加工技术

3.2.1 概述

1、特种加工技术的产生与发展

随着科学技术、工业生产的发展及各种新兴产业的涌现，工业产品内涵和外延都在扩大；正向着高精度、高速度、耐高温、耐高压、大功率、小型化、环保（绿色）化及人本化方向发展，制造技术本身也应适应这些新的要求而发展，传统机械制造技术和工艺方法面临着更多、更新、更难的问题。体现在：1）新型材料及传统的难加工材料，如碳素纤维增强复合材料、工业陶瓷、硬质合金、钛合金、耐热钢、镍合金、钨钼合金、不锈钢、金刚石、宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、耐高温的金属或非金属材料的加工；

2）各种特殊复杂表面，如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣和锻压模的立体成型表面，各种冲模冷拔模上特殊断面的异型孔，炮管内膛线，喷油嘴、棚网、喷丝头上的小孔、窄缝、特殊用途的弯孔等的加工；

3）各种超精、光整或具有特殊要求的零件，如对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪，伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性组件等低刚度零件的加工。

上述工艺问题仅仅依靠传统的切削加工方法很难、甚至根本无法解决。特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。

2、特种加工工艺定义：

特种加工不是采用常规的刀具或磨具对工件进行切削加工，而是直接利用电能、电化学能、声能、或光能等能量，或选择几种能量的复合形式对材料进行加工。特种加工是指切削加工以外的一些新的加工方法。

3、特种加工与传统切削加工的特点：

1）不利用机械能，主要依靠机械能以外的能量(如电、化学、光、声、热等)去除材料，多数属于“熔溶加工”的范畴，如电火花加工、激光加工等。

2）非接触加工，加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，由于机械切削

小甚至没有机械切削力，因此工具硬度可以低于被加工材料的硬度，即能做到“以柔克刚”；

3）不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，尺寸稳定性好。

4）两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合成新的复合加工，综合效果明显。

5）特种加工工艺对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极影响；

6）可实现微细加工，工件表面质量高，如超声、电化学、水喷射等，加工余量很细微。

4、常用的特种加工方法的性能与适用范畴