第六章《机械加工工艺基础》电子教案PPT课件

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图6-11 激光选区烧结法
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6.1
五、掩膜固化法该法在成形过程中先由电子成像系统在一块特殊的玻璃板上
通过曝光和高压充电，产生与截面形状一致的静电潜像，并吸附上碳粉，再以此为“底片”，采用紫外光束对涂敷有一个薄层光敏树脂的基面进行曝光，形成与截面形状一致的薄化层；再将多余的液态树脂吸走，用石蜡填充截面中的空缺部分，再用铣刀将截面铣削平整。
(1) 成形效率高，不需要制作支撑就能加工大尺寸的零件，每一层均经过铣削，加工过程中树脂的收缩变形不会影响零
(2) 树脂和石蜡的浪费较大、工序较复杂。
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6.2 胶接技术
6.2.1 胶接原理及特点
一、胶接技术在机械制造中应用很广。它可以在一定条件下，用
胶粘剂将两个零件牢固地连接在一起，并使其接合处具有足够强度。胶粘剂能够将两
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6.1
二、叠层法（Laminated Object Manufacturing，LOM）也称实
体制造法，如图6－10，在成形过程中首先在基板上铺上一层箔材（如箔纸等），再用一定功率的CO2激光器在计算机控制下按分层信息切出轮廓，同时将非零件的多余部分按一定网格形状切成碎片去除掉。
6.1.2 液压成形
图6-3是液压成形示意图。坯料是一根通直光滑管子，油液注入管内。
当上、下活塞同时推压油液时，高压油液迫使原来的直管壁向模具的空腔处塑性变形，从而获得所需要的形状。
零件液压成形多用于大批大量生产中薄壁回转零件。图6-4（a）为自行车中接头零件，原来采用5 mm厚的低碳钢
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图6-7 喷丸成形示意图
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6.1
一、
立体打印法（Stereolithgraphy apparatus，SLA）也称光固化法、立体刻或称光造型法，是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成形制造方法。
它是使用液态光敏树脂作为成型材料。如图6-9所示，成形过程中，液槽中盛满液态光固化树脂，工作台在液面下，计算机控制紫外激光束聚集后的光点按零件的各分层截面信息在树脂表面进行逐步扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而硬化，形成零件的一个薄层。
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6.1
(1) (2)
Z 轴精度难以控制。
四、熔融沉积法（Fused Deposition Modeling，FDM）在成形过程中
X-Y 工作台的带动下，按截面形状铺在底版上，逐层加工，最后制作出所需零件。
(1) 成形零件的机械性能好、强度高；成形材料的来源广、成本
(2) 成形精度不高，不适合制作复杂精细结构的零件。
第六章其他加工技术
6.1 直接成形技术 6.2 胶接技术
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6.1
6.1.1 爆炸成形
爆炸成形有半封闭式和封闭式两种。图6-1（a）是半封闭式爆炸成形示意图。坯料钢板用压边圈压在模具上，并用黄油密封。将模具的型腔抽成真空，炸药放入介质中，介质多用普通的水。炸药爆炸，时间极短，功率极大，1 kg的炸药的爆炸功率可达450万千瓦。
钢板冲压、焊接而成，需要经过落料、冲4个孔、4个孔口翻边、卷管、焊缝等15道工序。
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图6-3 液压成形示意
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图6-4 液压成形的应用
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6.1
6.1.3 旋压成形
图6-5（a）所示为卧式车床上旋压成形示意图。旋压模型安装在三爪卡盘上，板料坯料顶压在模型端部，旋压工具形似圆头车刀（无刀刃），安装在方刀架上。
(1) 不需要制作支撑；激光只作轮廓扫描，而不需填充扫描，成形效率高；运行成本低；成形过程中无相变且残余应力小，
(2) 材料利用率较低，表面质量较差。
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图6-10 叠层法
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6.1
三、激光选区烧结法（SelectiVe Laser Sintering，SLS）采用
CO2激光器作为能源，成形材料常选用粉末材料（如蜡粉、塑料粉、金属粉和陶瓷粉等）。成形过程中，先将粉末材料预热到稍低于其熔点的温度，再在刮平辊子的作用下将粉末铺平，CO2激光器在计算机控制下按分层截面信息有选择地烧结，上一层完成后再作下一层烧结，直到整个零件成形完毕，最后去掉多余粉末材料。如图 6-11
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图6-6 旋压成形的应用
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6.1
6.1.4 喷丸成形
喷丸本来是一种表面强化工艺。这里的喷丸成形是指利用高速金属弹丸流撞击金属板料的表面，使受喷表面的表层材料产生塑性变形，逐步使零件的外形曲率达到要求的一种成形方法，如图6-7所示。
6.1.5 快速原型制造
快速原型制造（Rapid Prototype Manufacturing）技术问世于20世纪80年代中期，并在90年代末期得到了很大发展，是近二十年来制造技术领域的一次重大突破。
图6-1（b）是封闭式爆炸成形示意图。坯料管料放入上、下模的型腔中，炸药放入管料内。炸药爆炸后即可获得与模具
爆炸成形多用于单件小批生产中尺寸较大的厚板料的成形（图6-2(a)），或形状复杂的异形管子成形（图6-2(b)）。
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图6-1 爆炸成形示意图
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图6-2 爆炸成形应用实例
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6.1
个零件牢固地连接起来的原因在于胶粘剂和被黏物表面间发生了机械、物理及化学作用。 1 机械作用 2 扩散作用 3 吸附作用 4 化学作用
模型和工具的材料均比工件材料软，多用木料或软金属制成。坯料旋转，工具从右端开始，沿模型母线方向缓慢向左移动，
旋压成形要求工件材料具有很好的塑性，否则成形会很困难。旋压成形适用于壳状回转零件或管状零件，如日常生活中的铝锅、铝盆、金属头盔以及各种弹头、航空薄管等（图6-6）。
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图6-5 旋压成形示意
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图6-9 立体打印法成形原理
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(1）制造精度高（±0.1 mm）、表面质量好、原材料利用率接近100% （2）能制造形状特别复杂及特别精细的零件，尤其适合壳（3）适合用成形材料较脆（特别是加工零件时必须制作支撑）、材料固化中伴随一定的收缩（甚至可能导致零件变形）立体打印的主要缺点是光固化树脂有一定的毒性，不符合发