機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)(完整版)ppt課件

.,中南大學(xué)CentralSouthUniversity,機(jī)械制造工程訓(xùn)練,中南大學(xué)工程訓(xùn)練中心,多媒體教學(xué)課件,.,制造技術(shù)是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)，它既是科學(xué)技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用的接口和橋梁，又是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)向前發(fā)展的基礎(chǔ)。先進(jìn)的制造技術(shù)對(duì)于創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)富和發(fā)展科學(xué)技術(shù)，具有十分重要的意義。世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都無(wú)不擁有先進(jìn)的制造技術(shù)和龐大的制造業(yè)，制造業(yè)已成為各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的基本支柱產(chǎn)業(yè)。所創(chuàng)造的物質(zhì)財(cái)富達(dá)到國(guó)民經(jīng)濟(jì)總值的一半以上。所以，要使國(guó)家繁榮富強(qiáng)，必須大力創(chuàng)新制造技術(shù)，大力發(fā)展現(xiàn)代制造業(yè)。機(jī)械制造工程訓(xùn)練是一門(mén)以工藝?yán)碚摻虒W(xué)與制造工程實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科基礎(chǔ)課程，本課程包括“材料成形工藝基礎(chǔ)”、“機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)”兩大部分。,.,材料成形工藝基礎(chǔ)：主要介紹機(jī)械零件毛坯成形方法的工藝特點(diǎn)、工藝參數(shù)的選擇、各類(lèi)零件毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性、零件的材料選擇與成形方法選擇的基本原則。,機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)：主要介紹機(jī)械加工的基本概念、切削基本原理、切削機(jī)床與刀具、切削加工基本工藝過(guò)程、選擇切削加工方法的基本原則，以及零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性。,.,機(jī)械加工工藝基礎(chǔ),中南大學(xué)工業(yè)訓(xùn)練中心,中南大學(xué)CentralSouthUniversity,.,第一章.切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)第二章.金屬切削機(jī)床第三章.機(jī)械加工工藝過(guò)程第四章.零件表面的加工方案第五章.零件的結(jié)構(gòu)工藝性第六章.數(shù)控加工技術(shù)第七章.加工中心自動(dòng)編程與操作第八章.裝配第九章.快速第九章成形制造技術(shù)第十章.先進(jìn)制造技術(shù),索引,.,第一章切削加工的基礎(chǔ)知識(shí),返回索引,.,切削加工是利用刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，刀具從毛坯或型材上切除多余的材料，以便獲得精度和表面粗糙度均符合要求的零件的加工過(guò)程。切削加工分為機(jī)械加工和鉗工。,26.04.2020,1.切削加工的概念,.,1.1鉗工與機(jī)械加工,鉗工：通過(guò)工人手持工具進(jìn)行切削加工。機(jī)械加工：采用不同的機(jī)床（如車(chē)床、銑床、刨床、磨床、鉆床等）對(duì)工件進(jìn)行切削加工。,.,2.零件表面質(zhì)量的概念,零件幾何參數(shù)：宏觀幾何參數(shù)：包括：尺寸、形狀、位置等要素。微觀幾何參數(shù)：指：微觀表面粗糙程度。,26.04.2020,.,2.1加工精度,加工精度：指零件經(jīng)切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：零件尺寸參數(shù)的準(zhǔn)確程度。b.形狀精度：零件形狀與理想形狀接近程度。c.位置精度：零件上實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。,26.04.2020,.,26.04.2020,2.1加工精度,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度等級(jí)分為20級(jí)，分別用IT01、IT0、IT1、IT2IT18表示。數(shù)字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。高精度：IT5、IT6通常由磨削加工獲得。中等精度：IT7-IT10通常由精車(chē)、銑、刨獲得。低精度：IT11-IT13通常由粗車(chē)、銑、刨、鉆等加工方法獲得。,.,2.1.1尺寸精度,25,0-0.04,零件尺寸要素的誤差大小。問(wèn)：精度的高低與哪兩個(gè)因素有關(guān)？,基本尺寸和公差大小。,.,2.1.2形狀精度,25軸加工后可能產(chǎn)生的形狀誤差,00.013,.,2.1.2形狀精度,指零件上實(shí)際要素的形狀與理想形狀相符合的程度；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六類(lèi)形狀公差（見(jiàn)下表）形狀精度的標(biāo)注：框格分為2格，箭頭指向待表達(dá)的表面，數(shù)字表示允許誤差的大小，單位為毫米。,.,2.1.3位置精度,指零件的實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。,圓圈中的英文字母表示基準(zhǔn)，框格分3格，箭頭指向待表達(dá)的表面,.,零件精度等級(jí)及其相應(yīng)的加工方法,.,2.2表面粗糙度,表面粗糙度：零件微觀表面高低不平的程度。產(chǎn)生的原因：1）切削時(shí)刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨擦；2）機(jī)床、刀具和工件在加工時(shí)的振動(dòng)；3）切削時(shí)從零件表面撕裂的切屑產(chǎn)生的痕跡；4）加工時(shí)零件表面發(fā)生塑性變形。,.,2.2表面粗糙度,表面粗糙度對(duì)零件質(zhì)量的影響：零件的表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件的性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個(gè)方面：1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快；2)表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對(duì)于間隙配合，表面粗糙易磨損，造成間隙迅速加大；對(duì)于過(guò)盈配合，在裝配時(shí)，可使微小凸峰擠平，有效過(guò)盈量減少，使配合件強(qiáng)度降低；3）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易清除，造成表面腐蝕；4）當(dāng)零件承受載荷時(shí)，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而造成零件斷裂。,.,2.2表面粗糙度評(píng)定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra,.,2.2表面粗糙度,26.04.2020,Ra,h1h2h3hn,.,2.2表面粗糙度,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度分為14個(gè)等級(jí)，分別用表示，數(shù)字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符號(hào)上的數(shù)值Ra,單位是微米（m）。,26.04.2020,.,2.2表面粗糙度表面粗糙度符號(hào)的意義及應(yīng)用,.,2.3常見(jiàn)加工方法的Ra表面特征,.,2.4零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系,精度：宏觀幾何參數(shù)的誤差表面粗糙度：微觀幾何參數(shù)的誤差加工精度高，必須采用一系列的高精度的加工方法，而經(jīng)過(guò)高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必須采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度的加工方法。實(shí)例：各種機(jī)床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度不高。,26.04.2020,零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系如何？,提問(wèn),.,機(jī)器零件的基本表面包括：外圓、內(nèi)圓（孔）、平面和成型面基本表面主要由如下的加工方法獲得,3.切削運(yùn)動(dòng)與切削用量,.,要完成零件表面的切削加工，刀具和工件應(yīng)具備形成表面的基本運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)：刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：提供切削可能性的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：提供連續(xù)切削可能性的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有多個(gè),3.1切削運(yùn)動(dòng),.,3.1切削運(yùn)動(dòng),機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng),.,3.2切削用量,切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量切削速度：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度,用V表示，單位為m/s進(jìn)給量：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量，用f表示，車(chē)、鉆和銑削時(shí)單位為mm/r背吃刀量:已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，用ap表示，單位為mm，如下圖：,.,3.2.1車(chē)削切削速度、背吃刀量的計(jì)算,V:切削速度d:工件直徑n:工件轉(zhuǎn)速,背吃刀量：,切削速度：,dmax:待加工表面直徑dmin:已加工表面直徑ap:背吃刀量,.,3.3切削用量的合理選擇問(wèn)題,(1)粗加工按apfv的順序選擇a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次數(shù)盡快切除多余金屬，只留后續(xù)工序的加工余量，所以應(yīng)根據(jù)毛坯尺寸首先選擇apb、粗加工不必考慮表面粗糙度，在ap確定后，選取大的f，減少走刀時(shí)間c、ap和f確定后，在機(jī)床功率和刀具耐用度允許的前提下選擇v(2)精加工按vfap的順序選擇精加工的主要目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低零件的表面粗糙度。因此首先應(yīng)選擇盡可能高的v，然后選擇達(dá)到表面粗糙度要求的f，最后再根據(jù)精加工余量決定ap,.,4.切削刀具,刀具性能的好壞也是直接影響切削效果的一個(gè)重要因素，刀具性能主要取決于兩個(gè)因素：即刀具材料和刀具的幾何角度,4.1刀具材料應(yīng)具備如下五個(gè)基本特性：,1.高硬度：HRC60以上;2.高的強(qiáng)度與韌性：保證能夠承受切削力的作用而不破壞；3.高的熱硬性：材料在高溫下仍然保持高硬度的性能，熱硬性用熱硬溫度表示；4.良好的耐磨性；5.良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性；,.,碳素工具鋼：如T7、T8、T9T13等。適合于制造簡(jiǎn)單的手工工具，如銼刀、手用鋸條等；合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐、板牙；高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具，如銑刀、鉆花；硬質(zhì)合金：成分由WC、TiC和Co組成，采用燒結(jié)方法獲得,4.1.1常用的刀具材料,.,4.1.1常用的刀具材料,常用的硬質(zhì)合金有：鎢鈷鈦類(lèi)（牌號(hào)YT）硬質(zhì)合金：適合于加工鋼等塑性材料，其代號(hào)有YT5、YT15、YT30等，粗加工用YT5,精加工用YT30;鎢鈷類(lèi)（牌號(hào)YG）硬質(zhì)合金：適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號(hào)有YG3、YG6、YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。,.,4.1.2其它刀具材料,陶瓷：常用的刀具陶瓷有兩種：Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點(diǎn)是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主要缺點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性很差，不能承受較大的沖擊載荷。金剛石：它分三種天然單晶金剛石刀具整體人造聚晶金剛石刀具金剛石復(fù)合刀片立方氧化硼：由軟的立方氧化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成,.,常用的刀具材料,.,各種多齒刀具或復(fù)雜刀具，就其一個(gè)刀齒而言，都相當(dāng)于一把車(chē)刀。車(chē)刀分為切削部分和夾持部分，切削部分由三個(gè)刀面組成：前刀面、主后刀面、副后刀面。,前刀面和主后刀面的交線叫主切削刃前刀面和副后刀面的交線叫副切削刃兩條切削刃的交點(diǎn)叫刀尖，但刀尖并非絕對(duì)尖銳,為了研究刀具的幾何角度，建立三個(gè)輔助平面：基面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向垂直的平面。切削平面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切的平面。正交平面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與主切削刃在基面上的投影垂直的平面,4.2刀具的幾何角度(車(chē)刀的基本形狀),.,前角。：在正交平面中，前刀面與基面之間的夾角；后角。：在正交平面中，主后刀面與切削平面之間的夾角；主偏角Kr：在基面上，主切削刃的投影與進(jìn)給方向的夾角。副偏角Kr：在基面上，副切削刃的投影與進(jìn)給反方向的夾角。刃傾角s,4.2.1車(chē)刀的幾何角度,.,4.2.2前角的正與負(fù)一般加工韌性材料，應(yīng)取較大的前角；加工脆性材料，應(yīng)取較小的前角；前角的取值范圍常在-5+25之間。,.,4.2.3刃傾角s,刃傾角s：在切削平面中，主切削刃與基面之間的夾角。它主要影響刀頭的強(qiáng)度和排屑方向。一般取s=10+10,粗加工時(shí)常取負(fù)值，增加刀頭強(qiáng)度；精加工時(shí)常取正值，避免切屑擦傷已加工表面。,.,4.2.4刃傾角s的正與負(fù),當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩献罡唿c(diǎn)時(shí)，s為正值，反之為負(fù)值。,.,4.3刀具角度的合理選擇問(wèn)題,原則：粗加工時(shí)，為了提高切削效率，切削力會(huì)較大，因此強(qiáng)度要高；精加工時(shí)，切削力較小，為了保證零件質(zhì)量因此刀具較鋒利。粗加工：前角、后角均小，強(qiáng)度高精加工：前角、后角均大，刀具鋒利主偏角：車(chē)臺(tái)階軸：取90度既車(chē)外圓又車(chē)端面，取45度副偏角：為降低表面粗糙度，取小值：一般為：5-15度刃傾角：粗加工常取負(fù)值，精加工取正值,.,麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分又包括導(dǎo)向部分和切削部分,4.4麻花鉆的基本形狀,.,螺旋角：刃帶切線與鉆頭軸線的夾角,一般=18-30度；前角：。后角：f頂角2：兩個(gè)主切削刃在垂直鉆頭軸線平面上投影的夾角，通常2=116-120度之間；橫刃斜角：它是橫刃與主切削刃在鉆頭垂直軸線平面上投影的夾角。通常為47-55度；,4.4.1麻花鉆的主要幾何角度,.,砂輪：是磨削加工的刀具，它是由磨料和結(jié)合劑燒結(jié)而成的。磨料：磨料是砂輪的主要組成因素，擔(dān)負(fù)切削作用，所以磨料有很高的硬度。粒度：是指磨料顆粒的大小。結(jié)合劑：結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用。硬度：指砂輪上的磨粒脫落的難以程度。,4.5砂輪的材料及形狀,.,4.5.1常用的磨料的特性及用途,.,4.5.2砂輪的形狀、代號(hào)及用途,.,5.刀具磨損和刀具耐用度,刀具經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用后，由于摩擦和切削熱的作用，使刀具變鈍，切削溫度上升，影響加工精度和表面質(zhì)量，因此必須及時(shí)刃磨。刀具耐用度是刀具從開(kāi)始切削至達(dá)到磨損限度為止的切削時(shí)間。例：硬質(zhì)合金焊接刀具的耐用度規(guī)定為60分鐘。,26.04.2020,.,刀具使用,磨鈍,刃磨刀具,包括：三種磨損形式與三個(gè)磨損階段,5.1刀具的使用過(guò)程,.,金屬切削過(guò)程是指從工件表面切除一層多余的金屬，從而形成切屑的過(guò)程：1.金屬在刀具前刀面的作用下，受到擠壓產(chǎn)生彈性變形。2.應(yīng)力逐漸變大，產(chǎn)生塑性變形滑移。3.應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限，剪切滑移被擠裂形成切屑。4.切離。,1彈性變形2塑性變形3擠裂切屑,6.金屬的切削過(guò)程,.,常見(jiàn)的切屑有如下三種：a.帶狀切屑：用大前角刀具、高切削速度、小進(jìn)給量加工塑性材料時(shí)出現(xiàn)。形成帶狀切屑時(shí)，切削力平穩(wěn)，表面光潔，但切屑連續(xù)不斷，不安全或容易刮傷已加工表面。b.節(jié)狀切屑：用低切削速度，大進(jìn)給量加工中等硬度的鋼材時(shí)出現(xiàn)。形成這種切屑時(shí)，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段，是典型的切削過(guò)程，但切削力波動(dòng)大，工件表面粗糙。c.崩碎切屑：加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)出現(xiàn)，形成這種切屑時(shí)，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨損。,6.1金屬的切屑類(lèi)型,.,6.2積屑瘤,積屑瘤：當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí)，與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形成滯流層，于是，金屬粘附在切削刃附近，形成了積屑瘤。,積屑瘤的影響：1、保護(hù)切削刃，粗加工時(shí)，希望產(chǎn)生積屑瘤2、本身不斷形成和脫落，會(huì)引起振動(dòng)，影響工件表面粗糙度，精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。,.,6.3切削力,1、切向力（切削力）Fz：總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，其大小約占總切削力的9599%,是三個(gè)分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是機(jī)床動(dòng)力、重要零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)和校核的主要依據(jù)；2、軸向力（進(jìn)給力）Fx:總切削力在進(jìn)給方向上的正投影，其大小約占總切削力的15%,它是設(shè)計(jì)和驗(yàn)算機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須的參數(shù)；3、徑向力（背向力）Fy:總切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件剛性較差的方向，容易使工件變形，同時(shí)引起振動(dòng)，影響加工精度。所以加工剛性較差的工件（如細(xì)長(zhǎng)軸）時(shí)，應(yīng)該力求減少切削力。,.,6.3切削力,Fy,切削力Fr的方向如左下圖：可以沿三個(gè)方向分解為：1.切向力Fz2.軸向力Fx3.徑向力Fy,.,6.3切削力,主偏角影響徑向力的分配：,.,6.4切削熱,切削熱產(chǎn)生原因：1.切屑變形；2.工件與刀具的摩擦；切削熱傳出途徑：a.由切屑帶走，帶走越多越有利；b.由周?chē)諝夂屠鋮s介質(zhì)帶走，同樣帶走越多越有利；c.傳入工件，使工件溫度升高，引起工件變形，產(chǎn)生誤差；d.傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降低，磨損加快。,.,6.5降低切削溫度的措施,1.減少切削熱的產(chǎn)生：包括選擇合理的刀具幾何角度和切削用量，比如適當(dāng)增大刀具的前角以減少切屑變形，選用大的背吃刀量和小的進(jìn)給量。2.改善散熱條件：包括使用冷卻液等各種冷卻措施；冷卻液一般有：水溶液：比熱大，導(dǎo)熱性好，但不能起潤(rùn)滑作用，如蘇打水，蘇打用于防銹。用于粗磨。切削油：如礦物油；比熱小，但有潤(rùn)滑作用。乳化液：具有良好的流動(dòng)性和導(dǎo)熱性，它由乳化油加水稀釋而成，應(yīng)用最廣泛。,.,第八章零件表面的加工方案,復(fù)習(xí)思考題1、試說(shuō)明下列加工方法的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：（1）車(chē)端面；（2）在車(chē)床上鉆孔；（3）在鉆床上鉆孔；（4）在銑床上銑平面；（5）在平面磨床上磨平面；（6）在外圓磨床上磨孔。2、試說(shuō)明車(chē)削的切削用量（包括名稱(chēng)、定義、代號(hào)和單位），簡(jiǎn)述切削用量選擇的原則。,.,3、對(duì)刀具材料的性能有那些要求？4、高速鋼和硬質(zhì)合金在性能上的主要區(qū)別是什么？各適合做什么刀具？5、積屑瘤是如何形成的？它對(duì)切削加工有何影響？6、試分析車(chē)外圓時(shí)各切削分力的作用和影響。7、切削熱對(duì)切削加工有什么影響？8、簡(jiǎn)述車(chē)刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角的作用及選擇原則。,.,第八章零件表面的加工方案,9、切削液的主要作用是什么？常根據(jù)哪些主要因素選用切削液？10、已知下列車(chē)刀的主要角度，試畫(huà)出它們切削部分的示意圖：（1）外圓車(chē)刀：o=10o=8=60=10s=4(2)切斷刀：o=10o=6=90=2s=011、車(chē)削外圓時(shí)，工件轉(zhuǎn)速n360r/min，切削速度v=150m/min,試求工件直徑d。12、為什么不宜用碳素工具鋼制造銑刀、鉆花等復(fù)雜刀具？為什么目前常采用高速鋼制造這類(lèi)刀具？而較少采用硬質(zhì)合金？,.,課間休息,.,第二章金屬切削機(jī)床,返回索引,.,1、機(jī)床的類(lèi)型,金屬切削機(jī)床是用來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)器，故稱(chēng)為“工作母機(jī)”，習(xí)慣上稱(chēng)機(jī)床。按加工性質(zhì)和所用刀具分類(lèi)：分為車(chē)床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床等12大類(lèi)；按精度分類(lèi)：分為普通精度、精密和高精度三種；按重量分類(lèi)：分為一般機(jī)床、大型機(jī)床和重型機(jī)床。機(jī)床的型號(hào)：如：C6136表示,.,2、機(jī)床的基本結(jié)構(gòu),1.主傳動(dòng)部件：用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)；2.進(jìn)給傳動(dòng)部件：主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；3.工件安裝裝置：用來(lái)安裝工件；4.刀具安裝裝置：用來(lái)安裝刀具；5.支承件：用來(lái)支承和連接機(jī)床各零部件，是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件；6.機(jī)床動(dòng)力部件：為機(jī)床提供動(dòng)力。,.,3、機(jī)床的傳動(dòng),機(jī)床的傳動(dòng)有機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電氣等多種形式，最常見(jiàn)的是機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)包括皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)和絲桿螺母?jìng)鲃?dòng),.,3.1皮帶傳動(dòng),皮帶傳動(dòng)是靠膠帶與帶輪之間的磨擦作用，將主動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到另一個(gè)被動(dòng)皮帶輪上去的。皮帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)、軸間距較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造維修方便，過(guò)載時(shí)皮帶打滑。不易引起機(jī)器損壞；其缺點(diǎn)是不能保證精確的傳動(dòng)比，且磨擦損失大，傳動(dòng)效率較低。,.,3.1皮帶傳動(dòng),如果考慮皮帶與皮帶輪之間的滑動(dòng)，其傳動(dòng)比為：i=(d1/d2)=(n2/n1)式中：d1主動(dòng)皮帶輪的直徑d2被動(dòng)皮帶輪的直徑n1主動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速n2被動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速滑動(dòng)系數(shù)，約為0.98,.,3.2齒輪傳動(dòng),齒輪傳動(dòng)是目前機(jī)床中應(yīng)用最多的一種傳動(dòng)方式，這種傳動(dòng)方式種類(lèi)多，如直齒、斜齒、人字齒、圓弧齒輪傳動(dòng)等，最常見(jiàn)的是直齒圓柱齒輪。設(shè)：z1和n1分別為主動(dòng)輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速z2和n2分別為被動(dòng)輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比i=(z1/z2)=(n2/n1),.,3.3渦輪、蝸桿傳動(dòng),采用這種方式，只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：可獲得較大的降速比，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小，結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低，并需要良好的潤(rùn)滑條件,.,3.4齒輪、齒條傳動(dòng),齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)（當(dāng)齒輪為主動(dòng)輪時(shí)），也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（當(dāng)齒條為主動(dòng)件時(shí)），在實(shí)際運(yùn)用中，以前者居多。齒輪齒條傳動(dòng)的效率很高，但制造精度不高時(shí)，傳動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性較差。,.,3.5絲桿、螺母?jìng)鲃?dòng),絲桿、螺母?jìng)鲃?dòng)可使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，例如在車(chē)床上車(chē)螺紋時(shí)，絲桿旋轉(zhuǎn)，合上開(kāi)合螺母后，刀架便作縱向運(yùn)動(dòng)。其傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是工作平穩(wěn)，無(wú)噪音，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低。,.,4、機(jī)床的變速機(jī)構(gòu),在一般的通用機(jī)床上通過(guò)變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)接近理想值的切削速度。變換機(jī)床轉(zhuǎn)速的主要裝置是機(jī)床的齒輪箱，齒輪箱變速機(jī)構(gòu)的形式多樣，最常見(jiàn)的為滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)和離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu),.,4.1滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu),帶長(zhǎng)鍵的從動(dòng)軸上裝有滑動(dòng)齒輪z2,z4,z6,通過(guò)手柄上的撥叉可使它們分別與固定在主動(dòng)軸上的齒輪z1,z3,z5相嚙合，其傳動(dòng)比i1=z1/z2i2=z3/z4i3=z5/z6軸的轉(zhuǎn)速分別為：n2=i1n1或n2=i2n1或n2=i3n1（式中n1為軸的轉(zhuǎn)速,n2為軸的轉(zhuǎn)速）,.,4.2離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu),從動(dòng)軸兩端空套有齒輪z2和z4，它們分別與固定在主動(dòng)軸上的齒輪z1和z3嚙合。軸中部帶有鍵3，并裝有壓嵌式離合器4。當(dāng)手柄左移或右移離合器時(shí)，離合器的爪1與齒輪z2嚙合或爪2與齒輪z4嚙合，這樣軸可得到兩種不同的轉(zhuǎn)速，其傳動(dòng)比是：i1=z1/z2i2=z3/z4,.,5、車(chē)床的基本結(jié)構(gòu),主電機(jī)及變速機(jī)構(gòu),掛輪箱,床頭箱,進(jìn)給箱,卡盤(pán),中心架,溜板箱,尾架,絲桿,光桿,.,5.1車(chē)床的主傳動(dòng),.,5.1.1車(chē)床的傳動(dòng)框圖,.,車(chē)削的進(jìn)給量,如果工件的轉(zhuǎn)速加快，進(jìn)給量是否會(huì)變化？答：所謂進(jìn)給量，是指主軸轉(zhuǎn)一圈（一個(gè)工作循環(huán)）、刀架沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，只要進(jìn)給箱的掛輪手柄沒(méi)有調(diào)整，主軸到進(jìn)給箱的傳動(dòng)比沒(méi)有變化，進(jìn)給量就不會(huì)發(fā)生變化。,.,5.2車(chē)削的加工范圍,車(chē)削是以加工回轉(zhuǎn)體為主要加工目的。在車(chē)床上可以加工：外圓、端面、錐度、鉆孔、鉆中心孔、鏜孔、鉸孔、切斷、切槽、滾花、車(chē)螺紋、車(chē)成型面、繞彈簧等。,.,5.3車(chē)削的工藝特點(diǎn),粗加工：經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)到IT10，表面粗糙度在25-12.5之間;精加工：經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)IT7左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6之間。2.易于保證相互位置精度要求。一次裝夾可加工幾個(gè)不同的表面，避免安裝誤差。3.刀具簡(jiǎn)單，制造、刃磨和安裝方便，容易選用合理的幾何形狀和角度，有利于提高生產(chǎn)率。4.應(yīng)用范圍廣泛，幾乎所有繞定軸心旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外回轉(zhuǎn)體表面及端面，均可以用車(chē)削方法達(dá)到要求。5.可以用精細(xì)車(chē)的辦法實(shí)現(xiàn)有色金屬零件的高精度的加工（有色金屬的高精度零件不適合采用磨削）,.,6銑削加工,主軸箱,主軸,橫溜板,工作臺(tái),升降臺(tái),底座,6.1立式銑床的基本結(jié)構(gòu),.,6.2銑削的主要加工范圍,.,6.3銑床的分度加工功能,在銑削六方、齒輪、花鍵和刻線等加工中，工件每銑過(guò)一個(gè)面（或一個(gè)齒）之后，需要轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，再銑第二個(gè)面（或第二個(gè)齒），這種工作叫做分度。分度頭就是根據(jù)加工需要，對(duì)工件在水平、垂直和傾斜位置進(jìn)行分度的附件。,.,6.3銑床的分度加工功能,分度頭手柄,工件,銑刀,卡盤(pán),尾架,扇形夾,1.分度頭手柄與卡盤(pán)中心軸之間的傳動(dòng)比為40：1，即手柄轉(zhuǎn)40圈，卡盤(pán)或工件轉(zhuǎn)1圈。2.孔圈和扇形夾的張開(kāi)角度用于非整數(shù)圈的定位,孔圈,.,問(wèn)題：今欲在銑床上加工一個(gè)12等分的零件，分度手柄應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈，用分度盤(pán)的哪個(gè)孔圈，扇形夾應(yīng)張開(kāi)多少個(gè)孔距？（已知：分度盤(pán)孔圈孔數(shù)有：24、25、28、30、37）解：因?yàn)橹鬏S上固定有齒數(shù)為40的蝸輪，它與單頭蝸桿相嚙合。當(dāng)分度手柄轉(zhuǎn)一圈的同時(shí)，主軸(工件)轉(zhuǎn)動(dòng)了1/40轉(zhuǎn)即設(shè)工件等分?jǐn)?shù)為Z，則每次分度時(shí)，工件應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)1/Z，因此手柄轉(zhuǎn)數(shù)根據(jù)題中已知條件，可選孔圈數(shù)24、扇形夾張開(kāi)孔距為8孔，可選孔圈數(shù)30，扇形夾張開(kāi)孔距為10孔,6.3銑床的分度加工功能,.,6.4逆銑和順銑,逆銑：銑刀旋向（或銑削力）與進(jìn)給方向相反順銑：銑刀旋向與進(jìn)給方向一致,F,F,V,V,.,6.5銑削的工藝特點(diǎn),1.銑削加工的精度可達(dá)IT10-IT7，表面粗糙度可達(dá)6.3-1.6左右2.生產(chǎn)效率高，銑刀是多刀齒刀具，銑削時(shí)有幾個(gè)刀齒同時(shí)參加切削，主運(yùn)動(dòng)是刀具的旋轉(zhuǎn)，所以銑削的生產(chǎn)效率比刨削高。3.容易產(chǎn)生振動(dòng)，銑刀的刀齒切入和切出時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，加工過(guò)程中切削面積和切削力變化較大。4.刀齒的散熱條件較好，在刀具旋轉(zhuǎn)過(guò)程的不切削時(shí)間內(nèi)，刀具可以得到一定的冷卻。5.與刨床相比，銑床價(jià)格高，適用于批量生產(chǎn)。,.,7.刨（插）削加工,刨床主要有牛頭刨床和龍門(mén)刨床兩種,牛頭刨床:刨刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工件在刨刀返回行程將結(jié)束時(shí)作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。牛頭刨床主要用于加工中小型零件,龍門(mén)刨床:工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橫梁上的刀架可以水平或垂直運(yùn)動(dòng)龍門(mén)刨床主要用于加工大型零件,.,7.1牛頭刨床的擺桿機(jī)構(gòu),牛頭刨床的擺桿機(jī)構(gòu)擺桿齒輪帶動(dòng)搖桿左右擺動(dòng)，搖桿帶動(dòng)滑枕做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。擺桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：返回行程比工作行程時(shí)間快。,.,7.2刨削加工的范圍,.,3.1插削加工,插床又稱(chēng)立式刨床，其運(yùn)動(dòng)原理與牛頭刨床相似，主要用于孔內(nèi)表面加工，如方孔、多邊形孔、鍵槽等的加工。,工件在工作臺(tái)上可做縱向、橫向和回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，滑枕做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。,.,7.3插削主要加工范圍,.,7.4刨削加工的工藝特點(diǎn),1.加工精度通常為：精刨：IT7-IT10，粗糙度Ra為6.3-1.6之間。2.通用性好，刨床簡(jiǎn)單、價(jià)格低、調(diào)整和操作簡(jiǎn)便，刨刀形狀簡(jiǎn)單，制造、刃磨方便。3.生產(chǎn)率一般比較低，主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，返回行程不參加切削。4.適用于單件小批生產(chǎn)。,.,8.鉆削加工,鉆床包括臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。如圖：工件直徑12mm的孔一般使用臺(tái)式鉆床加工，孔徑0;若點(diǎn)（X,Z）在直線下方，則：ZXe-XZe0時(shí)，NC發(fā)出移動(dòng)微指令，使控制軸向+X方向移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)；當(dāng)F移動(dòng)”，選擇該菜單后，系統(tǒng)彈出如圖6所示的對(duì)話框。該對(duì)話框設(shè)定工作臺(tái)中心點(diǎn)坐標(biāo)沿當(dāng)前CLI模型的中心點(diǎn)坐標(biāo)沿XY方向平移的距離（均為相對(duì)坐標(biāo)）。,圖5工具菜單,圖6移動(dòng)菜單對(duì)話框,.,（4）造型菜單造型菜單如圖7所示，造型的第一步就是初始化系統(tǒng)，然后應(yīng)按照工藝要求一步步進(jìn)行操作，造型過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按操作步驟進(jìn)行。系統(tǒng)初始化：?jiǎn)螕簟霸煨拖到y(tǒng)初始化”后，系統(tǒng)將自動(dòng)測(cè)試各電機(jī)的狀態(tài)；X、Y軸回原點(diǎn)；上圖左圖為未進(jìn)行系統(tǒng)初始化時(shí)的菜單狀態(tài)；右圖為進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)初始化后的菜單狀態(tài)；系統(tǒng)初始化后運(yùn)動(dòng)命令和造型等命令才可使用。,圖7造型菜單,.,控制面板：?jiǎn)螕簟霸煨涂刂泼姘濉被騿螕粲覀?cè)的控制面板圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖8所示窗口；該窗口分為三個(gè)區(qū)域:XY軸掃描區(qū)域、噴頭區(qū)域、工作臺(tái)區(qū)域。,圖8控制面板,.,造型：?jiǎn)螕簟霸煨驮煨汀?，系統(tǒng)彈出是否加熱和選擇造型層確認(rèn)對(duì)話框，“選擇造型層”可以設(shè)定造型的起始層和結(jié)束層,如圖9。,圖9,.,“Start”按鈕啟動(dòng)造型過(guò)程。啟動(dòng)后該按鈕變?yōu)椤癙ause”，單擊該按鈕可以讓系統(tǒng)隨時(shí)暫停造型，按“Stop”按鈕則停止造型，XY軸電機(jī)回零點(diǎn)。,當(dāng)用戶(hù)全部選擇確定后，彈出如圖10所示的造型對(duì)話框。,圖10造型狀態(tài),.,（5）系統(tǒng)菜單系統(tǒng)菜單如圖11所示，單擊“系統(tǒng)工藝參數(shù)菜單可以設(shè)定系統(tǒng)的工藝參數(shù)。,圖11系統(tǒng)菜單,.,單擊后系統(tǒng)狀態(tài)欄（參數(shù)欄）為激活可寫(xiě)入狀態(tài)，見(jiàn)圖12所示。單擊“系統(tǒng)系統(tǒng)參數(shù)菜單可以設(shè)定系統(tǒng)的基本參數(shù),見(jiàn)圖13所示；,圖12系統(tǒng)工藝參數(shù)欄圖13系統(tǒng)參數(shù)欄,.,2、操作說(shuō)明,使用控制軟件進(jìn)行造型步驟如下：,.,（1）成形準(zhǔn)備打開(kāi)電源材料及成形室預(yù)熱數(shù)控初始化擠絲工作臺(tái)水平校準(zhǔn)工作臺(tái)高度校準(zhǔn)（2）造型設(shè)定好參數(shù)后，選擇菜單“造型造型”，此時(shí)彈出如圖14所示的提示對(duì)話框，此時(shí)又彈出如圖9所示的“選擇造型層”提示對(duì)話框，如需要請(qǐng)輸入起始層和結(jié)束層的層數(shù)。單擊“Start”，系統(tǒng)開(kāi)始估算造型時(shí)間。造型時(shí)如果需要修改參數(shù),選擇菜單“系統(tǒng)工藝參數(shù)”，修改后的下一層會(huì)按照新參數(shù)進(jìn)行加工。,圖14造型準(zhǔn)備提示對(duì)話框,.,（3）后處理后處理包括設(shè)備降溫、零件保溫、去除支撐、表面處理等步驟。設(shè)備降溫原型制作完畢后，如不繼續(xù)造型。即可直接關(guān)閉溫控按鈕。零件保溫零件加工完畢，下降工作臺(tái)，將原型留在成形室內(nèi),保溫一段時(shí)間，保溫時(shí)間視零件的大小及形狀確定，否則過(guò)早取出零件會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力變形。,.,模型處理用小鏟子小心取出原型。關(guān)閉系統(tǒng)其它按鈕和電源，關(guān)閉計(jì)算機(jī)。小心去除支撐，避免破壞零件。,.,三、大法師軟件的應(yīng)用,大法師（Daphne）是專(zhuān)門(mén)針對(duì)MEM、SLA等多種工藝而研究開(kāi)發(fā)的快速成形數(shù)據(jù)處理軟件，它以STL文件為數(shù)據(jù)接口，將數(shù)字CAD造型轉(zhuǎn)化為快速成形制造系統(tǒng)接受的層片模型，用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、功能測(cè)試、模具制造等領(lǐng)域。,.,（一）軟件啟動(dòng),軟件啟動(dòng)后的界面如圖15所示。大法師工作界面由三部分構(gòu)成：上部為菜單和工具條，左側(cè)為工作區(qū)窗口，顯示STL模型列表等，右側(cè)為圖形窗口，顯示三維STL或CLI模型。,圖15大法師工作界面,.,載入STL模型的方式有多種：選擇菜單“文件輸入STL模型”；在工作區(qū)窗口的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出如圖16的彈出式菜單，選擇“STL模型”；或者按快捷鍵“CTRLL”。,圖16載入菜單,（二）載入STL模型,.,選擇一個(gè)STL文件后，系統(tǒng)開(kāi)始讀入STL模型，并在最下端的狀態(tài)條顯示已讀入的面片數(shù)和頂點(diǎn)數(shù)，如圖17所示。,圖17STL模型讀入進(jìn)程,.,（三）查看STL模型,如果STL模型顯示的比較小，則可以選擇菜單中“顯示重置窗口”項(xiàng)或工具條中的重置按鈕，刷新圖形。系統(tǒng)會(huì)選擇一個(gè)合適的縮放比例顯示該模型。,圖18重置窗口后顯示,.,觀察STL模型有關(guān)的命令集中在“查看”菜單和查看工具條中。要有關(guān)STL模型的信息，可以選擇菜單“查看模型信息”，系統(tǒng)彈出如圖19所示對(duì)話框，其中包括尺寸及面片數(shù)，頂點(diǎn)數(shù)。,圖19查看菜單、查看工具條、模型信息對(duì)話框,.,（四）STL模型操作,坐標(biāo)變換是對(duì)STL模型進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像等。坐標(biāo)變換命令集中在“模型變換”菜單中，分別為：平移、旋轉(zhuǎn)、移至底板、移至中心等。1、平移：平移是最常用的坐標(biāo)變換命令，它將模型從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。選擇“模型變換平移”命令后，系統(tǒng)彈出如圖20所示的對(duì)話框。,圖20平移對(duì)話框,.,2、旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)也是一個(gè)常用的坐標(biāo)變換命令，該命令以某點(diǎn)為中心點(diǎn)對(duì)模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。選擇“模型變換旋轉(zhuǎn)”命令后，系統(tǒng)彈出如圖21所示的對(duì)話框。,圖21旋轉(zhuǎn)對(duì)話框,.,圖22為以中心點(diǎn)繞X軸旋轉(zhuǎn)90度的結(jié)果。,原模型旋轉(zhuǎn)90,圖22旋轉(zhuǎn)模型,.,3、移至底板：將模型移動(dòng)到工作臺(tái)面上，將模型的最低點(diǎn)Z坐標(biāo)變?yōu)榱?，XY坐標(biāo)不變。4、移至中心：將模型幾何中心移動(dòng)到工作臺(tái)的成形中心處，模型的Z坐標(biāo)不變。,.,（五）MEM工藝模型處理,1、MEM模型處理基本步驟（1）載入原型的STL文件。（2）將模型放置在合適的位置和方向。一般將模型放在距工作臺(tái)23毫米的高度上、工作臺(tái)面的中心處。（3）提取支撐面。MEM工藝必須添加支撐，選擇菜單“支撐處理支撐參數(shù)”，系統(tǒng)彈出如圖28所示對(duì)話框。在該對(duì)話框中設(shè)定支撐角度，支撐填充線的角度和間距。,.,圖23支撐參數(shù)對(duì)話框,.,設(shè)定完參數(shù)后，選擇“支撐處理提取支撐面”，系統(tǒng)自動(dòng)提取需要添加支撐的表面，并將其寫(xiě)入工作區(qū)窗口的樹(shù)形列表中，如圖24所示。,圖24提取支撐面,.,（4）顯示支撐面選擇“支撐處理顯示支撐面”，圖形窗口中將顯示各個(gè)支撐面,圖25顯示支撐面,.,（5）分層填充。選擇“STL模型處理MEM模型處理（精確）”或“STL模型處理MEM模型處理（快速）”，系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)STL模型添加支撐，進(jìn)行分層。一般使用“MEM模型處理（快速）”命令，以獲得更快的處理速度。,.,（6）系統(tǒng)開(kāi)始分層狀態(tài)條將顯示分層的進(jìn)程，可以看到層片高度不斷降低，直至起始高度。,（7）分層完畢系統(tǒng)彈出提示對(duì)話框，單擊“確定”按鈕，MEM模型處理結(jié)束,.,第十章先進(jìn)制造技術(shù),.,10.1非傳統(tǒng)加工技術(shù),10.1.1激光加工10.1.2高壓水射流加工10.1.3高速加工,.,10.1.1激光加工,定義：激光加工技術(shù)是涉及光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)和材料等多個(gè)學(xué)科的綜合性高新技術(shù)。激光加工是利用能量密度很高的激光束使工件材料熔化、汽化和蒸發(fā)而予以去除的高能束加工。原理激光束照射材料材料吸收光能光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁共牧霞訜峤?jīng)由熔融和氣化使材料去除或破壞。激光加工的特點(diǎn)（1）可以加工任何材料。（2）可用于精密微細(xì)加工。（3）激光加工是屬于非接觸性加工。（4）激光加工裝置比較簡(jiǎn)單。（5）是一種熱加工，影響因素很多。,.,激光加工的應(yīng)用激光切割可切割任意的自由形狀，不需要更換工具，效率高激光打孔原理：先在工件表面瞬間發(fā)生熔融、蒸發(fā)、去除表層材料；其次，表層下的材料迅速達(dá)到蒸發(fā)溫度以上，發(fā)生爆炸，附近的熔融區(qū)域和松散狀態(tài)的部分飛散而形成孔。特點(diǎn)：1.激光打孔速度快,效率高,經(jīng)濟(jì)效益好。2.激光打孔可獲得大的深徑比。3.激光打孔可在硬、脆、軟等各類(lèi)材料上進(jìn)行。4.激光打孔無(wú)工具損耗。5.激光打孔適合于數(shù)量多、高密度的群孔加工。6.用激光可在難加工材料傾斜面上加工小孔,.,激光加工的應(yīng)用(續(xù))激光焊接熱導(dǎo)焊：激光功率密度較低，工件吸收激光后，僅達(dá)到表面融化，然后依靠熱傳導(dǎo)向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池。這種焊接模式熔深淺，深寬比較小。深熔焊：激光功率密度高，工件吸收激光后迅速熔化乃至汽化，熔化后的金屬在蒸汽壓力作用下形成小孔激光束可直照孔底，使小孔不斷延伸，直至小孔內(nèi)的蒸氣壓力與液體金屬的表面張力和重力平衡為止。小孔隨著激光束沿焊接方向移動(dòng)時(shí)，小孔前方熔化的金屬繞過(guò)小孔流向后方，凝固后形成焊縫。這種焊接模式熔深大，深寬比也大。,.,激光加工的應(yīng)用(續(xù))激光焊接深熔焊過(guò)程產(chǎn)生的金屬蒸氣和保護(hù)氣體，在激光作用下發(fā)生電離，從而在小孔內(nèi)部和上方形成等離子體。等離子體對(duì)激光有吸收、折射和散射作用，因此一般來(lái)說(shuō)熔池上方的等離子體會(huì)削弱到達(dá)工件的激光能量。并影響光束的聚焦效果、對(duì)焊接不利。通?？奢o加側(cè)吹氣驅(qū)除或削弱等離子體。由于經(jīng)聚焦后的激光束光斑小，功率密度高，比電弧焊高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因而激光焊接具有傳統(tǒng)焊接方法無(wú)法比擬的顯著優(yōu)點(diǎn)：加熱范圍小，焊縫和熱影響區(qū)窄，接頭性能優(yōu)良；殘余應(yīng)力和焊接變形小，可以實(shí)現(xiàn)高精度焊接；可對(duì)高熔點(diǎn)、高熱導(dǎo)率，熱敏感材料及非金屬進(jìn)行焊接；焊接速度快，生產(chǎn)率高；具有高度柔性，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。,.,10.1.2高壓水射流加工,高壓水射流加工是以水為介質(zhì)，通過(guò)高壓發(fā)生設(shè)備，其壓力可達(dá)70400Mpa，再經(jīng)過(guò)貯液能器使高壓流體平穩(wěn)，最后由噴嘴形成300900m/s的高速流體束流，噴射到工件表面，從而達(dá)到去除材料的加工目的在普通射流中加入磨料磨粒則形成磨料水射流，此時(shí)，水射流作為載體使磨料粒子加速，由于磨料質(zhì)量大，硬度高，所以，磨料射流較之水射流動(dòng)能更大，切割效果更強(qiáng)。高壓水射流加工裝置基本上由液壓系統(tǒng)（供水系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、高壓水路系統(tǒng)、磨料供給系統(tǒng)）、切割系統(tǒng)（WJ/AWJ噴嘴切割裝置）、數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和外圍設(shè)備（CAD/CAM系統(tǒng)和全封閉防護(hù)罩等）組成。噴嘴的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和承受高壓的性能。常用的材料有硬質(zhì)合金、藍(lán)寶石、紅寶石和金剛石。,.,10.1.3高速加工,定義：通常采用的切削速度和進(jìn)給速度比常規(guī)加工高510倍的加工方式就是高速加工，但它并非普通意義上的采用大的切削用量來(lái)提高加工效率的一種加工方式，而是采用高轉(zhuǎn)速、快進(jìn)給、小切深和小步距來(lái)去除余量，完成零件加工的過(guò)程。優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的材料切除率可增加36倍，縮短零件的切削加工工時(shí)，提高生產(chǎn)效率；切削力至少降低30，徑向切削力小，有利于加工薄壁、細(xì)長(zhǎng)等剛性差的零件；95以上的切削熱被切屑帶走，工件保持冷態(tài)，適合于加工易熱變形工件；激振頻率高，工作平穩(wěn)振動(dòng)小，可加工非常緊密、光潔的零件，表面殘余應(yīng)力小，可省去銑削后的精加工工序。,.,10.2超精加工技術(shù)和納米加工技術(shù),10.2.1超精密加工方法和設(shè)備10.2.2LIGA技術(shù)10.2.3虛擬軸機(jī)床,.,10.2.1超精密加工方法和設(shè)備,超精密加工技術(shù)是一門(mén)集機(jī)械、光學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、測(cè)量和材料科學(xué)等先進(jìn)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。超精密加工技術(shù)通常是指被加工零件的尺寸精度低于0.1m，表面粗糙度Ra小于0.025m的加工技術(shù)。目前超精密加工的零件精度已達(dá)到亞微米級(jí)，正在向納米級(jí)工藝發(fā)展。按照加工方式的不同，超精密加工可分為超精密切削、超精密磨料（固結(jié)磨料和游離磨料）加工、超精密特種加工及復(fù)合加工。,圖1LLNL的LODTM大直徑光學(xué)超精密車(chē)床,.,鏡面銑技術(shù)鏡面銑在超精密機(jī)床中屬于最簡(jiǎn)單的一類(lèi)。其關(guān)鍵部件為高精度主軸和低摩擦高平穩(wěn)定性的滑臺(tái)?；_(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是達(dá)到高精度表面的關(guān)鍵，最初采用氣液缸驅(qū)動(dòng)，后發(fā)展為平穩(wěn)的鋼帶驅(qū)動(dòng)，最近又出現(xiàn)了高精度、高平穩(wěn)性的滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)和直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)具有高剛性的特點(diǎn)，其平穩(wěn)必除電機(jī)外取決于絲杠螺母副的精度。與鋼帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)對(duì)電機(jī)的要求較低，因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)一周，滑臺(tái)只前進(jìn)一個(gè)螺距，而在鋼帶驅(qū)合系統(tǒng)中，滑臺(tái)要前進(jìn)帶輪的一個(gè)周長(zhǎng)。受鋼帶的材質(zhì)和厚度的影響，帶輪的直徑通常在40mm以上，為了盡可能減少電機(jī)平穩(wěn)性的影響，多數(shù)鋼帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用蝸輪蝸桿減速器，其性能的優(yōu)劣決定了滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。應(yīng)用范圍較廣，如鏡面鏡削飛機(jī)玻璃的時(shí)間約是拋光的一半左右,.,金剛石車(chē)削技術(shù)金剛石車(chē)床與鏡面銑床相比，其機(jī)械結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，技術(shù)要求更為嚴(yán)格。除了必須滿(mǎn)足很高的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性外，還必須具有很高的定位精度和重復(fù)精度。鏡面銑削平面時(shí)，對(duì)主軸只需很高的軸向運(yùn)動(dòng)精度，而對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)精度要求較低。金剛石車(chē)床則須兼?zhèn)浜芨叩妮S向和徑向運(yùn)動(dòng)精度，才能減少對(duì)工件的形狀精度和表面粗糙度的影響。超精密金剛石切削的機(jī)