第九章其他先进制造技术-PowerPoint演示文稿

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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.1603 :07:320 3:07Oc t-2016- Oct-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。03:07:3203 :07:320 3:07Friday , October 16, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 1620.1 0.1603:07:3203 :07:32 October 16, 2020
等)； 5）超精密加工的测控技术。
9.3.3 超精密加工机床
超精密加工机床是超精密加工水平的标志，它应满足以 下一些要求：
1）高精度； 2）高刚度； 3）高稳定性； 4）高自动化。
9.3.4 超精密加工的测控技术
精密检测是超精密加工的必要手段，误差补偿是提高加 工精度的有效措施。关键技术主要有：
SL方法是目前快速成形技术领域中研究得最多的方法， 也是技术上最为成熟的方法。SL工艺成形的零件精度较高。 多年的研究改进了截面扫描方式和树脂成形性能，使该工 艺的加工精度能达到0.1mm。但这种方法也有自身的局限 性，比如需要支撑，树脂收缩导致精度下降，光固化树脂 有一定的毒性等。
9.4.3 分层实体制造（LOM ）
2）在恒温室内，一般湿度应保持在55%～60%；
3）通常洁净度要求l0000级至l00级；
4）超精密加工设备要安放在带防振沟和隔振器的防振地 基上，并可使用空气弹簧(垫)来隔离低频振动。
第4节 快速成形技术
9.4.1 概述
快速原型/零件制造（RPM）技术是综合利用CAD技术、 数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术等各 种技术集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的 系统技术。
9.2.1 高速主轴单元
交流变频电动机和主轴单元之间有三种传动方式： 1）主轴电动机和主轴单元作平行轴布置，其间用高速 带传动； 2）主轴电动机和主轴单元作同轴布置，其间用联轴器 联接并传动； 3）采用电主轴，实现“零传动 ”。
9.2.2 高速进给系统
旋转伺服电动机＋滚珠丝杠
直线电动机快速进给单元
粉末
图9-4 选择性激光烧结工艺原理图
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喷头
喷头 成形工件
料丝
图9-5 熔融沉积成形工艺原理图
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1620 .10.16Friday , October 16, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 3:07:32 03:07:3 203:07 10/16/2 020 3:07:32 AM
FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等， 以丝状供料。如图9-5所示，材料在喷头内被加热熔化,喷 头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤 出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。
FDM工艺不用激光，因此使用、维护简单，成本较低。 用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。用ABS制造 的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面 得到广泛应用。由于以FDM工艺为代表的熔融材料堆积成形 具有一些显著优点，该工艺发展极为迅速。
LOM工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等作为材料， 工艺如图9-3所示。
LOM工艺只需在片材上切割出零件截面的轮廓，而不 用扫描整个截面。因此成形厚壁零件的速度较快，易于制 造大型零件。工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起 翅曲变形，零件的精度较高。工件外框与截面轮廓之间的 多余材料在加工中起到了支撑作用，所有LOM工艺无需加支 撑。
2.超高速切削的应用 1）大批量生产领域； 2）用于加工刚性较小的工件； 3）用于复杂曲面零件加工，如模具制造； 4）用于加工难切削的材料； 5）用于超精密微细切削加工领域。
第3节 超精密加工技术
9.3.1 概述
超精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的精 密加工工艺。随着加工技术的发展，超精密加工的技术指标 也在不断变化。 一般加工：精度10μm左右，Ra0.3～0.8μm； 精密加工：精度10—0.1μm左右，Ra0.3—0.03μm； 超精密加工：精度0.1—0.01μm左右，Ra0.03—0.05μm； 纳米加工：精度高于0.001μm，Ra小于0.005μm 。
第9章 其它先进制造技术
9.1 引言 9.2 超高速加工技术 9.3 超精密加工技术 9.4 快速成形技术 9.5 先进制造工艺发展趋势
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第1节 引言
机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工成为产品 的方法和过程。从材料成形的角度上看，材料加工成形方 法可分为以下四种：
1）去除成形；
2）压迫成形；
零件三维曲面或实体模型
CAD
二维层片
数控代码
三维实体
图 9-1 快速成形基本过程
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激光器
零件
光敏树脂 刮平器
液面
Z
升降台
图9-2 立体印刷工艺原理图
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加工平面 升降台 收料轴
CO2激光器 热压辊
控制计算机
料带 供料轴
图9-3 分层实体制器
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月16日 星期五3 时7分3 2秒Friday , October 16, 2020
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相信相信得力量。20.10.162020年10月 16日星 期五3 时7分32 秒20.1 0.16
谢谢大家！
快速成形的基本过程如图9-1所示。
快速成形技术具有以下特点： 1）高度柔性； 2）技术的高度集成； 3）设计制造一体化； 4）快速性； 5）自由成形制造(Free Form Fabrication，FFF)； 6）材料的广泛性。
9.4.2 立体印刷（SL ）
SL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这 种液态材料在一定波长和强度的紫外光的照射下能迅速发 生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变成 固态。如图9-2为SL工艺原理图。
1）几何尺寸的纳米级测量； 2）表面质量检测技术及其测量仪器的研究； 3）测量集成技术的研究； 4）空间误差补偿技术的研究。
9.3.5 超精密加工的环境控制
超精密加工的工作环境是达到其加工质量的必要条件， 主要有温度、湿度、净化和防振等方面的要求。
1）环境温度可根据加工要求控制在±(1～0.02)℃，甚 至达到±0.0005℃；
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 0月16 日星期 五3时7 分32秒0 3:07:32 16 October 2020
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午3时7 分32秒 上午3时 7分03:07:3220 .10.16
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 1620.1 0.1603:0703:07 :3203:0 7:32Oc t-20
9.3.2 超精密加工主要方法
1.超精密加工的主要手段 1）金刚石刀具超精密切削； 2）金刚石砂轮和CBN砂轮超精密磨削； 3）超精密研磨和抛光； 4）精密特种加工和复合加工。
2.超精密加工的主要高新技术 1）超精密加工机床与工装、夹具； 2）超精密切削刀具，刀具材料； 3）超精密加工工艺； 4）超精密加工环境控制(包括恒温、隔振、洁净控制
3）堆积成形；
4）生成成形。
目前主要的新型加工方法有：精密加工和超精密加工、 超高速加工、微细加工、特种加工及高密度能加工、快速 原型制造技术、新型材料加工、大件和超大件加工、表面 功能性覆层技术和复合加工技术等。
第2节 超高速加工技术
超高速加工技术是指采用超硬材料刀具、磨具和高速 运动的自动化制造设备，以极高的切削速度来达到提高材 料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。
9.4.4 选择性激光烧结(SLS）
SLS工艺是利用粉末状材料成形的，工艺原理如图9-4 所示。
SLS工艺的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零 件，还能制造陶瓷、蜡等材料的零件。特别是可以直接制 造金属零件。这使SLS工艺颇具吸引力。SLS工艺无需加支 撑，因为没有烧结的粉末起到了支撑的作用。
9.4.5 熔融沉积成形（FDM）
9.2.3 高速加工的优点和应用领域
1.超高速加工的优点
1）生产效率高；
2）切削力减小30%以上，有利于提高加工精度；
3）切削过程极其迅速，95％以上的切削热被切屑带走， 工件基本可以保持冷态，特别适合加工容易热变形的零件；
4）机床作高速运转，振动频率特别高，远离了“机床 －工件－刀具”工艺系统的固有频率范围，工作平稳，振 动小，因而能加工非常精密、非常光洁的零件。
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月16 日上午3 时7分2 0.10.16 20.10.1 6
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月16 日星期 五上午3 时7分3 2秒03:07:3220 .10.16
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 上午3时 7分20. 10.1603 :07October 16, 2020
9.4.6 快速成形技术的应用
1）产品设计评估与功能测验； 2）快速模具制造； 3）医学上的仿生制造； 4）艺术品的制造； 5）直接制造金属型。
第5节 先进制造工艺发展趋势
1）采用模拟技术，优化工艺设计； 2）成形精度向近无余量方向发展； 3）成形质量向近无“缺陷”方向发展； 4）机械加工向超精密、超高速方向发展； 5）采用新型能源及复合加工，解决新型材料的加工和表面改 性难题； 6）采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制； 7）采用清洁能源及原材料，实现清洁生产； 8）加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋向集成及一体化； 9）工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产 模式获得不断发展。