现代机械制造技术论文综述

现代机械制造技术论文

摘要

随着科学技术的发展，现代机械制造技术已不单单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。本论文简单介绍了现代机械制造技术中的特种加工技术、精密加工和超精密加工技术、计算机辅助设计与制造技术等。

关键词：特种加工技术；精密加工和超精密加工技术；计算机辅助设计与制造技术；

目录

现代机械制造技术论文 (1)

摘要 (1)

1 现代制造技术介绍 (3)

1.1 现代制造技术的体系结构 (3)

1.2现代制造技术的分类 (3)

2 特种加工 (4)

2.1 特种加工概述 (4)

2.2 电火花加工（EDM） (4)

2.3电解加工 (5)

2.4 超声波加工 (6)

2.5 激光加工 (6)

3 精密加工和超精密加工 (7)

3.1 精密、超精密加工的概念 (7)

3.2 精密加工和超精密加工的工艺特点 (7)

4 计算机辅助设计与制造技术 (8)

4.1 CAD/CAM基本概念 (8)

4.2 CAD/CAM系统的工作过程 (8)

1 现代制造技术介绍

1.1 现代制造技术的体系结构

现代制造技术所涉及的学科较多，所包含的技术内容较为广泛，1994年美国联邦科学、工程和技术协调委员会将现代制造技术分为三个技术群：主技术群、支撑技术群和制造技术环境。这三个技术群体相互联系、相互促进，组成一个完整的体系，每个部分均不可缺少，否则就很难发挥预期的整体功能效益。

1.2现代制造技术的分类

根据现代制造技术的功能和研究对象，可将现代制造技术归纳为以下几个方面。

1、现代设计技术

现代设计技术是根据产品功能要求，应用现代技术和科学知识，制定方案并使方案付诸实施的技术。现代设计技术包括：计算机辅助设计、性能优良设计基础技术、竞争优势创建技术、全寿命周期设计、可持续发展产品设计、设计试验技术等。

2、现代制造工艺技术

现代制造工艺技术包括精密和超精密加工、精密成形与特种加工技术等几个方面。

3、制造自动化技术

制造自动化是指用机电设备工具取代或放大人的体力，甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特定的作业，包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。制造自动化技术设计数控技术、工业机器人技术和柔性制造技术，是机械制造业最重要的基础技术之一。

4、先进生产制造模式和制造系统

先进生产制造模式和制造系统是面向企业生产全过程，是将现代信息技术与生产技术相结合的一种新思想、新哲理，其功能覆盖企业的市场预测、产品设计、加工制造、信息与资源管理直到产品销售和售后服务等各项活动，是制造业的综合自动化的新模式。

2 特种加工

2.1 特种加工概述

特种加工是相对于一切传统的加工方法而言的。随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高韧性的新型材料不断涌现，而且结构复杂和工艺要求特殊的机械零件也越来越多。这样，仅仅采用传统的机械加工方法来加工这些零件，就会感到十分困难，甚至无法加工。因此，人们除进一步完善和发展传统的机械加工方法外，还借助于现代科学技术的发展，开发了一种有别于传统机械加工的新型加工方法——特种加工，也称为电加工或非传统加工。它与机械加工有本质不同，它不要求工具材料比工件材料更硬，也不需要在加工过程汇总施加明显的机械力，而是直接利用电能、化学能、光能、声能对工件进行加工，以达到一定的形状尺寸和表面粗糙度要求。特种加工的种类很多，主要包括电火花加工、电解加工、点解磨削加工、超声波加工、激光加工、离子束加工、电子束加工等。

2.2 电火花加工（EDM）

电火花加工的原理是基于工具电极与工件电极（正极与负极）质检脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来对工件进行加工，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度要求。要将电腐蚀现象用于金属材料的尺寸加工，必须具备如下条件：（1）放电点必须有足够的火花放电强度，即局部集中的电流密度须高达102～106A/cm2，以使局部金属熔化和气化。

（2）放电是短时间的脉冲放电，放电的持续时间为10-7～10-8S，由于放电持续时间短促，放电时所产生的热量将来不及传散到电极材料内部，以保证良好的加工精度和表面质量。

（3）先后两次脉冲放电之间，要有足够的停歇时间使极间介电液充分电离，恢复其介电性能，以保证每次放电不在同一重复进行，避免发生局部烧伤现象。

（4）工具与工件质检始终维持一定的间隙。

（5）极间充有一定的液体介质，并使脉冲放电产生的电蚀产物及时扩散、排出，使重复性脉冲放电顺利进行。

电火花加工时利用脉冲放电时的电腐蚀现象来进行尺寸加工的，它与机械加工相比，有如下特点：

（1）由于脉冲放电的能量密度很高，故可加工任何硬、脆、韧及高熔点的导

电材料，在一定条件下还加工半导电和非导电材料，从而扩大了工程材料的选择范围。

（2）加工时，工具电极与工具不接触，二者质检不存在明显的宏观作用力，而且工具材料也不必比工件硬。这不仅有助于工具电极的制造，而且也有利于包括小孔、窄槽在内的各种复杂精密零件的加工，并能在淬火后进行。

（3）脉冲放电的持续时间短，放电时所产生的热量传播范围小，工件表面的热影响区也很小。

（4）脉冲参数可在一个加大范围内调节，故可以在同一台机床上连续进行粗、中、精及精微加工。精加工时的精度能控制其误差小于±0.01mm，表面粗糙度Ra0.63～1.25μm，精微加工时精度可达0.002～0.004mm，表面粗糙度为Ra0.04～0.16μm。

（5）直接利用电能进行加工，便于实现自动化。

2.3电解加工

电解加工是利用金属在电解液中可以产生阳极溶解的电化学原理来进行尺寸加工的。这种电化学现象在机械工业中早已被用来实现电抛光和电镀，电解加工是在电抛光基础上发展起来的。

电解液时电解加工的关键因素。电解液的种类、浓度、温度、压力及流速等直接影响电解过程，从而影响生产率和加工质量。其主要作用是：（1）作为导电介质传递电流；

（2）在电场作用下进行电化学反应，使阳极溶解能顺利而有控制地进行；

（3）及时带走电解产物及热量，起更新冷却作用。

电解加工的特点如下：

（1）加工范围广。电解加工能加工各种高强度、高硬度、高韧性的导电材料，如硬质合金、淬火钢、不锈钢、耐热合金等难加工材料。

（2）生产效率高。电解加工是特种加工中材料去除速度最快的方法之一，约为电火花加工的5～10倍。

（3）加工过程中无机械切削力和切削热，没有因为力与热给工件带来的变形，可以加工刚性差的薄壁零件，加工表面无残余应力和毛刺，能获得较小的表面粗糙度和一定的加工精度。

（4）加工过程中工具电机理论上无损耗，可长期使用并保持其精度。

（5）电解加工不需要复杂的成形运动就可以加工复杂的空间曲面，而且不会