現(xiàn)代制造技術(shù)的論文

1、大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板II現(xiàn)代制造技術(shù)內(nèi)容摘要隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，越來(lái)越多的制造企業(yè)開(kāi)始將大量的人力、財(cái)力和物力投入到先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式的研究和實(shí)施策略之中。本論文簡(jiǎn)單介紹了先進(jìn)制造技術(shù)中的特種加工技術(shù)、精密加工和超精密加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等。關(guān)鍵詞：特種加工技術(shù)；精密加工和超精密加工技術(shù)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)； 目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 現(xiàn)代制造技術(shù)概述21.1 現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵及技術(shù)構(gòu)成21.2現(xiàn)代制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類31.2.1 現(xiàn)代制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)31.2.2現(xiàn)代制造技術(shù)的分類32 特種加工42.1 特

2、種加工概述42.2 電火花加工（EDM）42.3 電解加工52.4 電解磨削62.5 超聲波加工72.6 激光加工73 精密加工和超精密加工93.1 精密、超精密加工的概念93.2 精密加工和超精密加工的工藝特點(diǎn)94 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)104.1 CAD/CAM基本概念104.2 CAD/CAM系統(tǒng)的工作過(guò)程10參考文獻(xiàn)12引 言制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國(guó)家都在尋求、獲得、開(kāi)發(fā)和利用它。它正是被看做是現(xiàn)代國(guó)家經(jīng)濟(jì)上獲得的成功關(guān)鍵因素。制造技術(shù)已經(jīng)不是單純的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝和生產(chǎn)組織管理，它是一個(gè)包括產(chǎn)品需求、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷售、使用、處理等整個(gè)產(chǎn)

3、品生命周期的大系統(tǒng)。從宏觀上來(lái)說(shuō)，制造技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)輔助制造的時(shí)代，它是通過(guò)一個(gè)計(jì)算機(jī)分級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)測(cè)、控制和管理制造過(guò)程各個(gè)階段的工作，其中包括生產(chǎn)管理與控制、工程分析與設(shè)計(jì)、財(cái)會(huì)與供銷等方面。美國(guó)從50年代以來(lái)只重視高技術(shù)和軍用技術(shù)的發(fā)展，忽視了制造技術(shù)的作用，嚴(yán)重影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。80年代初，美國(guó)開(kāi)始反省，美國(guó)在關(guān)于工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的總統(tǒng)委員會(huì)的報(bào)告指出：美國(guó)在重要告訴增長(zhǎng)的技術(shù)市場(chǎng)上失利的一個(gè)重要原因是美國(guó)沒(méi)有把自己的技術(shù)應(yīng)用到制造上。據(jù)美國(guó)國(guó)家生產(chǎn)力委員會(huì)調(diào)查，在企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用占62%，世界上所有的國(guó)家，特別是經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，都非常重視

4、制造技術(shù)的發(fā)展，以日本和德國(guó)最為突出。我國(guó)的近鄰日本在第二次世界大戰(zhàn)后一直對(duì)制造技術(shù)非常重視，先后提出了“技術(shù)立國(guó)”和“新技術(shù)立國(guó)”的道路，并且狠狠抓住了精密工程和制造系統(tǒng)自動(dòng)化這兩個(gè)制造技術(shù)的關(guān)鍵，突出了以人為中心的先進(jìn)管理，人、技術(shù)和經(jīng)營(yíng)管理的三結(jié)合，使日本在戰(zhàn)后短短30年里，一躍而成為經(jīng)濟(jì)大國(guó)。我國(guó)的制造技術(shù)經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展迅速、失利增強(qiáng)最強(qiáng)最快的新階段。由于機(jī)械產(chǎn)品是裝備國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的物質(zhì)基礎(chǔ)，強(qiáng)大而完整的機(jī)械工業(yè)是國(guó)家現(xiàn)代化、實(shí)現(xiàn)社會(huì)進(jìn)步的必要條件。通過(guò)分析，其關(guān)鍵問(wèn)題是要發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)，從而制定了發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的規(guī)劃?，F(xiàn)在，各工業(yè)國(guó)家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技

5、發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域和國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，制定了一系列振興計(jì)劃，建立了世界級(jí)制造技術(shù)中心，紛紛把現(xiàn)金制造技術(shù)列為國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)和有線發(fā)展領(lǐng)域，一個(gè)以現(xiàn)代制造技術(shù)為中心的科技競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)在發(fā)達(dá)國(guó)家質(zhì)檢展開(kāi)，一個(gè)以現(xiàn)代制造技術(shù)為重點(diǎn)的工業(yè)革命已經(jīng)到來(lái)，這是第三次工業(yè)革命。1 現(xiàn)代制造技術(shù)概述1.1 現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵及技術(shù)構(gòu)成 現(xiàn)代制造技術(shù)是微利適應(yīng)時(shí)代要求提高競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)制造技術(shù)不斷優(yōu)化及推陳出新而形成的?，F(xiàn)代制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息（計(jì)算機(jī)通信、控制理論、人工智能等）、材料、能源及現(xiàn)代管理等技術(shù)成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、售后服務(wù)等機(jī)械制造全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)

6、、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，取得理想經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果的制造技術(shù)的總稱?，F(xiàn)代制造技術(shù)是一個(gè)多層次的技術(shù)群，其內(nèi)涵和層次極其技術(shù)構(gòu)成如圖1-1所示。第一層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、少無(wú)污染基礎(chǔ)制造技術(shù)。這些基礎(chǔ)技術(shù)主要有精密下料、精密成形、精密加工、精密測(cè)量、毛坯強(qiáng)韌、少無(wú)氧化熱處理、氣體保護(hù)焊及埋弧焊、功能性防護(hù)涂層等。第二層次是新型的現(xiàn)代制造單元技術(shù)。這是市場(chǎng)需求及新興產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，制造技術(shù)與電子、信息、新材料、新能源、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理等高新技術(shù)結(jié)合而形成的制造技術(shù)。如：制造業(yè)自動(dòng)化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、新材料成形與加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)等。第三層次

7、是現(xiàn)代制造集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息、計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)管理技術(shù)對(duì)上述兩個(gè)層次的技術(shù)局部或系統(tǒng)集成而形成的現(xiàn)代制造技術(shù)的高級(jí)階段。如柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、智能制造系統(tǒng)（IMS）等。1.2 現(xiàn)代制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類1.2.1 現(xiàn)代制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代制造技術(shù)所涉及的學(xué)科較多，所包含的技術(shù)內(nèi)容較為廣泛，1994年美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)將現(xiàn)代制造技術(shù)分為三個(gè)技術(shù)群：主技術(shù)群、支撐技術(shù)群和制造技術(shù)環(huán)境。這三個(gè)技術(shù)群體相互聯(lián)系、相互促進(jìn)，組成一個(gè)完整的體系，每個(gè)部分均不可缺少，否則就很難發(fā)揮預(yù)期的整體功能效益。1.2.2 現(xiàn)代制造技術(shù)的分類根據(jù)現(xiàn)代制造技術(shù)的功

8、能和研究對(duì)象，可將現(xiàn)代制造技術(shù)歸納為以下幾個(gè)方面。 1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是根據(jù)產(chǎn)品功能要求，應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)知識(shí)，制定方案并使方案付諸實(shí)施的技術(shù)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、性能優(yōu)良設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計(jì)、可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)等。2、現(xiàn)代制造工藝技術(shù)現(xiàn)代制造工藝技術(shù)包括精密和超精密加工、精密成形與特種加工技術(shù)等幾個(gè)方面。3、制造自動(dòng)化技術(shù)制造自動(dòng)化是指用機(jī)電設(shè)備工具取代或放大人的體力，甚至取代和延伸人的部分智力，自動(dòng)完成特定的作業(yè)，包括物料的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、裝配和檢驗(yàn)等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。制造自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和柔性制

9、造技術(shù)，是機(jī)械制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一。4、先進(jìn)生產(chǎn)制造模式和制造系統(tǒng)先進(jìn)生產(chǎn)制造模式和制造系統(tǒng)是面向企業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程，是將現(xiàn)代信息技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的一種新思想、新哲理，其功能覆蓋企業(yè)的市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、信息與資源管理直到產(chǎn)品銷售和售后服務(wù)等各項(xiàng)活動(dòng)，是制造業(yè)的綜合自動(dòng)化的新模式。2 特種加工2.1 特種加工概述 特種加工（nontraditional machining）是相對(duì)于一切傳統(tǒng)的加工方法而言的。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高韌性的新型材料不斷涌現(xiàn)，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜和工藝要求特殊的機(jī)械零件也越來(lái)越多。這樣，僅僅采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法來(lái)

10、加工這些零件，就會(huì)感到十分困難，甚至無(wú)法加工。因此，人們除進(jìn)一步完善和發(fā)展傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法外，還借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)了一種有別于傳統(tǒng)機(jī)械加工的新型加工方法特種加工，也稱為電加工或非傳統(tǒng)加工。它與機(jī)械加工有本質(zhì)不同，它不要求工具材料比工件材料更硬，也不需要在加工過(guò)程匯總施加明顯的機(jī)械力，而是直接利用電能、化學(xué)能、光能、聲能對(duì)工件進(jìn)行加工，以達(dá)到一定的形狀尺寸和表面粗糙度要求。特種加工的種類很多，主要包括電火花加工、電解加工、點(diǎn)解磨削加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工、電子束加工等。2.2 電火花加工（EDM）電火花加工的原理是基于工具電極與工件電極（正極與負(fù)極）質(zhì)檢脈沖性火花放電

11、時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工，以達(dá)到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求。要將電腐蝕現(xiàn)象用于金屬材料的尺寸加工，必須具備如下條件：（1）放電點(diǎn)必須有足夠的火花放電強(qiáng)度，即局部集中的電流密度須高達(dá)102106A/cm2，以使局部金屬熔化和氣化。（2）放電是短時(shí)間的脈沖放電，放電的持續(xù)時(shí)間為10-710-8S，由于放電持續(xù)時(shí)間短促，放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量將來(lái)不及傳散到電極材料內(nèi)部，以保證良好的加工精度和表面質(zhì)量。（3）先后兩次脈沖放電之間，要有足夠的停歇時(shí)間使極間介電液充分電離，恢復(fù)其介電性能，以保證每次放電不在同一重復(fù)進(jìn)行，避免發(fā)生局部燒傷現(xiàn)象。（4）工具與工件質(zhì)檢始終維持一定的間隙。（5）極間充有一定

12、的液體介質(zhì)，并使脈沖放電產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物及時(shí)擴(kuò)散、排出，使重復(fù)性脈沖放電順利進(jìn)行。電火花加工時(shí)利用脈沖放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行尺寸加工的，它與機(jī)械加工相比，有如下特點(diǎn)：（1）由于脈沖放電的能量密度很高，故可加工任何硬、脆、韌及高熔點(diǎn)的導(dǎo)電材料，在一定條件下還加工半導(dǎo)電和非導(dǎo)電材料，從而擴(kuò)大了工程材料的選擇范圍。（2）加工時(shí)，工具電極與工具不接觸，二者質(zhì)檢不存在明顯的宏觀作用力，而且工具材料也不必比工件硬。這不僅有助于工具電極的制造，而且也有利于包括小孔、窄槽在內(nèi)的各種復(fù)雜精密零件的加工，并能在淬火后進(jìn)行。（3）脈沖放電的持續(xù)時(shí)間短，放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量傳播范圍小，工件表面的熱影響區(qū)也很小。（4）脈

13、沖參數(shù)可在一個(gè)加大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，故可以在同一臺(tái)機(jī)床上連續(xù)進(jìn)行粗、中、精及精微加工。精加工時(shí)的精度能控制其誤差小于±0.01mm，表面粗糙度Ra0.631.25m，精微加工時(shí)精度可達(dá)0.0020.004mm，表面粗糙度為Ra0.040.16m。（5）直接利用電能進(jìn)行加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。2.3 電解加工 電解加工是利用金屬在電解液中可以產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的電化學(xué)原理來(lái)進(jìn)行尺寸加工的。這種電化學(xué)現(xiàn)象在機(jī)械工業(yè)中早已被用來(lái)實(shí)現(xiàn)電拋光和電鍍，電解加工是在電拋光基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。電解液時(shí)電解加工的關(guān)鍵因素。電解液的種類、濃度、溫度、壓力及流速等直接影響電解過(guò)程，從而影響生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。其主要作用是：

14、（1）作為導(dǎo)電介質(zhì)傳遞電流；（2）在電場(chǎng)作用下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，使陽(yáng)極溶解能順利而有控制地進(jìn)行；（3）及時(shí)帶走電解產(chǎn)物及熱量，起更新冷卻作用。電解加工的特點(diǎn)如下：（1）加工范圍廣。電解加工能加工各種高強(qiáng)度、高硬度、高韌性的導(dǎo)電材料，如硬質(zhì)合金、淬火鋼、不銹鋼、耐熱合金等難加工材料。（2）生產(chǎn)效率高。電解加工是特種加工中材料去除速度最快的方法之一，約為電火花加工的510倍。（3）加工過(guò)程中無(wú)機(jī)械切削力和切削熱，沒(méi)有因?yàn)榱εc熱給工件帶來(lái)的變形，可以加工剛性差的薄壁零件，加工表面無(wú)殘余應(yīng)力和毛刺，能獲得較小的表面粗糙度和一定的加工精度。（4）加工過(guò)程中工具電機(jī)理論上無(wú)損耗，可長(zhǎng)期使用并保持其精度。（5

15、）電解加工不需要復(fù)雜的成形運(yùn)動(dòng)就可以加工復(fù)雜的空間曲面，而且不會(huì)向傳統(tǒng)機(jī)械加工那樣留下條紋痕跡。（6）對(duì)復(fù)雜加工表面的工具電極的設(shè)計(jì)和制造比較費(fèi)事，不利于單件小批量生產(chǎn)。（7）電解加工的加工缺陷主要有空蝕、產(chǎn)生亮點(diǎn)、加工精度低等。電解加工主要用于切削加工困難的領(lǐng)域，如難加工材料、形狀復(fù)雜的表面、剛性較差的薄板等。常用的有電解穿孔、電解成形、電解去毛刺、電解切割、電解刻印等。2.4 電解磨削電解磨削是電化學(xué)腐蝕與機(jī)械磨削作用相結(jié)合的一種復(fù)雜加工方法，比電解加工具有較高的加工精度和較小的表面粗糙度，比機(jī)械磨削有較高的生產(chǎn)率。電解磨削過(guò)程中，金屬主要是靠電化學(xué)陽(yáng)極溶解作用腐蝕下來(lái)的，電解磨輪只起磨去

16、電解產(chǎn)物陽(yáng)極鈍化膜和整平工件表面的作用。電解磨削用的砂輪通常有兩種：一是不含磨料的導(dǎo)電砂輪，成形方便，可用車刀修正成各種復(fù)雜形狀，但其磨削效率低，加工精度低，使用壽命短，故多用于成形磨削的粗加工。另一種是含磨料的導(dǎo)電砂輪，用石墨和金屬粉末作導(dǎo)電基體，摻入剛玉和碳化硅磨料顆粒，磨料顆粒不僅可以防止磨削時(shí)發(fā)生短路，并可機(jī)械地刮出工件陽(yáng)極薄膜和平整工件表面。因此，不僅生產(chǎn)率高，而且可達(dá)到很高的加工精度，常用于內(nèi)外圓磨削和成形磨削的精加工。與機(jī)械磨削相比較，電解磨削具有如下特點(diǎn)：（1）加工范圍廣，加工效率高。由于它主要是電解作用，只要選擇合適的電解液和加工參數(shù)，就可以用來(lái)加工任何高硬度與高韌性的金屬材

17、料，如硬質(zhì)合金、耐熱合金等。磨削硬質(zhì)合金時(shí)，與普通的金剛石砂輪磨削相比較，加工效率要高35倍。（2）磨削的加工精度和表面質(zhì)量較高，電解磨削加工中機(jī)械磨削力小，磨削熱少，不會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力、變形、燒傷、裂紋和毛刺等缺陷，一般表面粗糙度可達(dá)Ra0.16m。（3）砂輪損耗少，壽命長(zhǎng)。與普通金剛石磨削相比較，電解磨削用的金剛石砂輪消耗速度僅為它們的1/51/10，可顯著降低成本。（4）加工刀具等尖銳刃口不易磨削得非常鋒利。（5）機(jī)床輔助設(shè)備較多，一次性投資較高，同時(shí)設(shè)備易腐蝕和生銹，污染環(huán)境，需采取防護(hù)措施。電解磨削由于集中了電解加工和機(jī)械磨削的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用范圍廣，可用于內(nèi)、外圓磨削，平面磨削，工具磨

18、削，成形磨削，用于高強(qiáng)度、高硬度、熱敏性和磁敏性等材料。2.5 超聲波加工超聲波加工是利用工具端面做超聲頻振動(dòng)，并通過(guò)懸浮液中的磨料加工脆硬材料的一種加工方法。超聲波加工具體如下特點(diǎn)：（1）適用于加工各種脆硬材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料（如陶瓷、玻璃、寶石、金剛石等），擴(kuò)大了磨具材料的選用范圍。（2）工具可用較軟的材料做成較為復(fù)雜的形狀，不需要工具相對(duì)于工件作復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作也方便。（3）由于去除加工材料是靠極細(xì)小磨粒的瞬時(shí)局部的撞擊作用，故工件表面的宏觀作用力很小，不會(huì)引起變形和燒傷，表面粗糙度也較高，加工精度可達(dá)0.010.02mm，而且可以加工薄壁、窄縫、低剛度工件。2.

19、6 激光加工激光加工是利用激光器發(fā)射出來(lái)的具有高方向性和高亮度的激光，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)把激光束聚焦成一個(gè)極小的光斑（直徑僅有幾微米或幾十微米），使光斑處獲得極高的能量密度（1071011W/cm2）,達(dá)到上萬(wàn)攝氏度的高溫，從而能在很短的時(shí)間內(nèi)使各種物質(zhì)熔化和汽化，從而達(dá)到蝕除工件材料的目的。激光加工是一個(gè)高位過(guò)程，就其機(jī)理而言，一般認(rèn)為，當(dāng)能量密度極高的激光照射在被加工表面時(shí)，光能被加工表面吸收并轉(zhuǎn)換成熱能，使照射斑點(diǎn)的局部區(qū)域迅速熔化甚至汽化蒸發(fā)，并形成小凹坑，同時(shí)也開(kāi)始了熱擴(kuò)散，結(jié)果使斑點(diǎn)周圍金屬熔化，隨著激光能量的繼續(xù)吸收，凹坑中金屬蒸汽迅速膨脹，壓力突然增加，熔融物被爆炸性地高速噴射出來(lái)。

20、其噴射所產(chǎn)生的反沖壓力又在工件內(nèi)部形成一個(gè)方向性很強(qiáng)的沖擊波。這樣，工件材料就在高溫熔融和沖擊作用下，蝕除了部分物質(zhì)，從而打出一個(gè)具有一定錐度的小孔。激光加工具有如下特點(diǎn)：（1）加工范圍廣。由于其功率密度高，幾乎能加工任何金屬和非金屬材料，如高熔點(diǎn)材料、耐熱合金、硬質(zhì)合金、有機(jī)玻璃、陶瓷、寶石、金剛石等硬脆性材料。（2）操作簡(jiǎn)單方便。激光加工不需要加工工具，所以不存在工具損耗的問(wèn)題，也不需要特殊工作環(huán)境，可以在任意透明的環(huán)境中操作，包括空氣、惰性氣體、真空、甚至某些液體。（3）適用于精微加工。激光聚焦后的光斑直徑極小，能形成極細(xì)的光束，可以用來(lái)加工深而小的細(xì)孔和窄縫。（4）因能量高度集中，加工

21、速度快、效率高，可減少熱傳散帶來(lái)的熱變形。對(duì)具有高熱傳導(dǎo)和高反射率的金屬，如鋁、銅和它們的合金，用激光加工時(shí)效率較低。（5）可控性好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。3 精密加工和超精密加工3.1 精密、超精密加工的概念 隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，精密加工和超精密加工在機(jī)械、電子、輕工及國(guó)防等領(lǐng)域占有越來(lái)越重要的地位。從一般意義上將，精密加工是指在一定的發(fā)展時(shí)期，加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到很高程度的加工工藝。超精密加工是指加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到極高程度的精密加工工藝。3.2 精密加工和超精密加工的工藝特點(diǎn)精密加工、超精密加工和一般加工比較由其獨(dú)特的特性。（1）精密加工和超精密加工都是以精密元件為加工對(duì)象，與精密元件

22、密切結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的。平板、直角尺、齒輪、絲杠、蝸輪副、分度板等都是典型的精密元件，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模繼承電路芯片、金剛石磨具、合成藍(lán)寶石軸承、非球面透鏡及精密伺服閥零件等正成為新的典型精密元件。（2）精密加工和超精密加工不僅要保證很高的精度和表面質(zhì)量，同時(shí)要求有很高的穩(wěn)定性或保持性，不受外界條件變化的干擾。（3）精磨測(cè)量時(shí)精密加工的必要條件，沒(méi)有相應(yīng)的精密測(cè)量手段，就不能科學(xué)地衡量精密加工所達(dá)到的精度和表面質(zhì)量。在精密加工和超精密加工中，有時(shí)精密測(cè)量成為關(guān)鍵。例如在高精度的空氣靜壓軸承中，要測(cè)量它在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)是十分困難的。（4）現(xiàn)代精密加工常常與微細(xì)加工結(jié)合在一起，要

23、有與精度相適應(yīng)的微量切削，因此出現(xiàn)了一些列精密加工和細(xì)微加工的方法，如金剛石精密車削、精密拋光、彈性發(fā)射加工、機(jī)械化學(xué)加工以及電子束、離子束等加工方法。（5）現(xiàn)代精密加工和超精密加工常常和自動(dòng)控制聯(lián)系在一起，廣泛采用微型計(jì)算機(jī)控制、自適應(yīng)控制系統(tǒng)，以避免手工操作引起的隨機(jī)誤差，提高加工質(zhì)量。（6）現(xiàn)代精密加工和超精密加工常常采用復(fù)合加工技術(shù)，已達(dá)到更理想的效果。精密加工和超精密加工目前主要有精密切削加工、精密磨削加工、超精研、精密研磨、超精密磨料加工、電解磨削加工和納米加工等。4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)4.1 CAD/CAM基本概念計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（簡(jiǎn)稱CAD/CAM）技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)

24、50年代后期發(fā)達(dá)國(guó)家航空和軍事工業(yè)中，隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)日趨完善，它的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。如今的CAD/CAM已廣泛應(yīng)用于數(shù)值計(jì)算、工程繪圖、工程信息管理、生產(chǎn)控制等設(shè)計(jì)成產(chǎn)的全過(guò)程中，它的應(yīng)用行業(yè)已遍及電子、機(jī)械、造船、航空、汽車、建筑、紡織、輕工業(yè)及工程建設(shè)等。CAD/CAM技術(shù)是一項(xiàng)利用計(jì)算機(jī)協(xié)助人完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)代技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，它將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造彼此相對(duì)分離的任務(wù)作為一個(gè)整體來(lái)規(guī)劃和開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)信息處理的高度一體化。4.2 CAD/CAM系統(tǒng)的工作過(guò)程CAD/CAM系統(tǒng)是

25、設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中的信息處理系統(tǒng)，它需要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造全過(guò)程的信息進(jìn)行處理，包括設(shè)計(jì)、制造中的數(shù)值計(jì)算、設(shè)計(jì)分析、三維造型、工程繪圖、工程數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、工藝分析、NC自動(dòng)編程、加工仿真等各個(gè)方面。CAD/CAM系統(tǒng)充分利用了計(jì)算機(jī)高效準(zhǔn)確的計(jì)算功能、圖形處理功能以及復(fù)雜工程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳遞、加工功能，在運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)合人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)及創(chuàng)造性，形成一個(gè)人機(jī)交互、各盡所長(zhǎng)、緊密配合的系統(tǒng)。CAD/CAM系統(tǒng)輸入的是設(shè)計(jì)要求，輸出的是制造加工信息。一個(gè)完整的CAD/CAM系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）通過(guò)需求調(diào)查以及用戶對(duì)產(chǎn)品性能的要求，向CAD系統(tǒng)輸入設(shè)計(jì)要求。在CAD系統(tǒng)中首先進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的分析和選擇，根據(jù)設(shè)計(jì)要求建立產(chǎn)品模型，包括幾何模型和諸如材料處理、制造精度等非幾何模型，并將所建模型儲(chǔ)存于系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)中。（2）利用CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用程序中已編制的各種應(yīng)用程序，對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和優(yōu)化分析，確定設(shè)計(jì)方案及產(chǎn)品零部件