機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展

1、1本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、精密加工與機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、精密加工與超精密加工、非傳統(tǒng)加工方法。超精密加工、非傳統(tǒng)加工方法。23 4 AMTAMT首先由美國(guó)于首先由美國(guó)于2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代末提出。年代末提出。長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)政府只對(duì)基礎(chǔ)研究、衛(wèi)生健康、長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)政府只對(duì)基礎(chǔ)研究、衛(wèi)生健康、國(guó)防技術(shù)等給予經(jīng)費(fèi)支持，而對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)不予支國(guó)防技術(shù)等給予經(jīng)費(fèi)支持，而對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)不予支持，主張產(chǎn)業(yè)技術(shù)通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，由企業(yè)自主發(fā)持，主張產(chǎn)業(yè)技術(shù)通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，由企業(yè)自主發(fā)展展2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，一批美國(guó)學(xué)者不斷鼓吹美國(guó)已年代，一批美國(guó)學(xué)者不斷鼓吹美國(guó)已進(jìn)入進(jìn)

2、入“后工業(yè)化社會(huì)后工業(yè)化社會(huì)”，認(rèn)為制造業(yè)是，認(rèn)為制造業(yè)是“夕陽(yáng)工夕陽(yáng)工業(yè)業(yè)”，主張經(jīng)濟(jì)重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和，主張經(jīng)濟(jì)重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)第三產(chǎn)業(yè)5結(jié)果：導(dǎo)致美國(guó)在經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力下降，貿(mào)易逆差結(jié)果：導(dǎo)致美國(guó)在經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力下降，貿(mào)易逆差巨增，日本家電、汽車大量涌入并占領(lǐng)了美國(guó)市場(chǎng)。巨增，日本家電、汽車大量涌入并占領(lǐng)了美國(guó)市場(chǎng)。（2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代美國(guó)汽車產(chǎn)量占世界汽車總產(chǎn)量的年代美國(guó)汽車產(chǎn)量占世界汽車總產(chǎn)量的2/32/3，而到了，而到了8080年代下降到不足年代下降到不足1/31/3）。）。2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代年代, ,美國(guó)政府開始認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性。

3、美國(guó)政府開始認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性。 白宮一份報(bào)告稱白宮一份報(bào)告稱“美國(guó)經(jīng)濟(jì)衰退已威脅到國(guó)家安全美國(guó)經(jīng)濟(jì)衰退已威脅到國(guó)家安全” MIT MIT 的一份報(bào)告寫到的一份報(bào)告寫到“經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是制造技經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是制造技術(shù)和制造能力的競(jìng)爭(zhēng)術(shù)和制造能力的競(jìng)爭(zhēng)”，“一個(gè)國(guó)家要生活好，必須一個(gè)國(guó)家要生活好，必須生產(chǎn)好生產(chǎn)好”，表明美國(guó)知識(shí)界與政府之間取得了共識(shí)。，表明美國(guó)知識(shí)界與政府之間取得了共識(shí)。6 19881988年年, ,美國(guó)政府投資進(jìn)行大規(guī)模美國(guó)政府投資進(jìn)行大規(guī)?！?121世紀(jì)制造企世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略業(yè)戰(zhàn)略”研究研究, ,并于其后不久提出了并于其后不久提出了“先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)”發(fā)展目標(biāo)，

4、制定并實(shí)施了發(fā)展目標(biāo)，制定并實(shí)施了“先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATPATP）”和和“制造技術(shù)中心計(jì)劃（制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTCMTC）”19911991年，白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表年，白宮科學(xué)技術(shù)政策辦公室發(fā)表“美國(guó)國(guó)美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)家關(guān)鍵技術(shù)”報(bào)告，重新確立了制造業(yè)的地位報(bào)告，重新確立了制造業(yè)的地位19931993年，克林頓在硅谷發(fā)表題為年，克林頓在硅谷發(fā)表題為“促進(jìn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的技術(shù)增長(zhǎng)的技術(shù) 增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的新方向增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的新方向”的演說(shuō)，的演說(shuō)，對(duì)制造業(yè)給予了實(shí)質(zhì)性強(qiáng)有力的支持。對(duì)制造業(yè)給予了實(shí)質(zhì)性強(qiáng)有力的支持。7 “制造業(yè)仍是美國(guó)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，美國(guó)曾多年是制制

5、造業(yè)仍是美國(guó)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，美國(guó)曾多年是制造業(yè)的世界領(lǐng)袖，不受挑戰(zhàn)。但近十年我們的實(shí)力造業(yè)的世界領(lǐng)袖，不受挑戰(zhàn)。但近十年我們的實(shí)力每況愈下每況愈下 美國(guó)企業(yè)和政府對(duì)制造技術(shù)投資不足，與其它美國(guó)企業(yè)和政府對(duì)制造技術(shù)投資不足，與其它外國(guó)競(jìng)爭(zhēng)者相比，美國(guó)公司在整個(gè)研究開發(fā)計(jì)劃中外國(guó)競(jìng)爭(zhēng)者相比，美國(guó)公司在整個(gè)研究開發(fā)計(jì)劃中忽視了與工藝有關(guān)的研究開發(fā)忽視了與工藝有關(guān)的研究開發(fā)忽視了現(xiàn)有技術(shù)和忽視了現(xiàn)有技術(shù)和訣竅的傳播訣竅的傳播” 隨著美國(guó)在隨著美國(guó)在“先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（ATP）”和和“制造技術(shù)中心計(jì)劃（制造技術(shù)中心計(jì)劃（MTC）”的實(shí)施和推行，從的實(shí)施和推行，從而取得了明顯的效果。而取得了

6、明顯的效果。8 9 對(duì)對(duì)AMTAMT而言，至今尚無(wú)明確的和一致公認(rèn)的定義，而言，至今尚無(wú)明確的和一致公認(rèn)的定義，通過(guò)對(duì)其特征的分析和多年的實(shí)踐總結(jié)，可以認(rèn)為：通過(guò)對(duì)其特征的分析和多年的實(shí)踐總結(jié)，可以認(rèn)為： AMTAMT是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力的

7、制造技術(shù)的總稱。變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力的制造技術(shù)的總稱。10 AMT 是一項(xiàng)綜合性技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù) AMTAMT不是一項(xiàng)具體的技術(shù)，而是利用系統(tǒng)工程思想和不是一項(xiàng)具體的技術(shù)，而是利用系統(tǒng)工程思想和方法將各種相關(guān)技術(shù)集合成一個(gè)整體的，特別強(qiáng)調(diào)計(jì)方法將各種相關(guān)技術(shù)集合成一個(gè)整體的，特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等的綜合應(yīng)用以及人、技術(shù)、管算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等的綜合應(yīng)用以及人、技術(shù)、管理的有機(jī)結(jié)合。理的有機(jī)結(jié)合。11 AMT 是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)技術(shù)是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)技術(shù) AMT 沒有一個(gè)固定的模式，它要與企業(yè)的具體情沒有一個(gè)固定的模式，它要與企業(yè)的具體情況相結(jié)合。同時(shí)況相結(jié)合。同時(shí)AMT 也不是一成不變的，而是

8、動(dòng)態(tài)也不是一成不變的，而是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，它要不斷地吸收和利用各種高新技術(shù)成果，發(fā)展的，它要不斷地吸收和利用各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到制造系統(tǒng)的各個(gè)部分和整個(gè)過(guò)程，使其并將其滲透到制造系統(tǒng)的各個(gè)部分和整個(gè)過(guò)程，使其不斷趨于完善。不斷趨于完善。 AMT 是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù) AMT 有明顯的需求導(dǎo)向特征，不以追求技術(shù)高新有明顯的需求導(dǎo)向特征，不以追求技術(shù)高新度為目的，重在實(shí)際效果。度為目的，重在實(shí)際效果。12 AMTAMT是面向是面向2121世紀(jì)的技術(shù)世紀(jì)的技術(shù) AMTAMT是制造技術(shù)發(fā)展的新階段，它保留了傳統(tǒng)制造是制造技術(shù)發(fā)展的新階段，它保留了傳統(tǒng)制造技術(shù)中有效要素，吸收并

9、充分利用了一切高新技術(shù)，技術(shù)中有效要素，吸收并充分利用了一切高新技術(shù)，使其產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。使其產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。 AMTAMT強(qiáng)調(diào)環(huán)保技術(shù)，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。強(qiáng)調(diào)環(huán)保技術(shù)，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。 AMT是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù) 通過(guò)提高企業(yè)綜合效益和對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力，通過(guò)提高企業(yè)綜合效益和對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力，達(dá)到提高競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。達(dá)到提高競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。13 信息技術(shù)對(duì)信息技術(shù)對(duì)AMT發(fā)展起著越來(lái)越重要的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用作用 信息技術(shù)是各種先進(jìn)制造技術(shù)的重要支撐，信息信息技術(shù)是各種先進(jìn)制造技術(shù)的重要支撐，信息技術(shù)向制造技術(shù)的注入與融合，必將促進(jìn)技術(shù)向制造技術(shù)的注入

10、與融合，必將促進(jìn)AMTAMT的不的不斷發(fā)展。斷發(fā)展。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將迅速發(fā)展和不斷完善現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將迅速發(fā)展和不斷完善 包括包括CADCAD，CAECAE，DFXDFX，健壯設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，智，健壯設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，智能設(shè)計(jì)，反求工程，面向全生命周期的設(shè)計(jì)等。能設(shè)計(jì)，反求工程，面向全生命周期的設(shè)計(jì)等。14 材料成形向精密、低耗、清潔方向發(fā)展材料成形向精密、低耗、清潔方向發(fā)展 材料成形技術(shù)將使毛坯從接近零件形狀向直接制材料成形技術(shù)將使毛坯從接近零件形狀向直接制成工件精密成形或稱凈成形的方向發(fā)展。據(jù)國(guó)際機(jī)械成工件精密成形或稱凈成形的方向發(fā)展。據(jù)國(guó)際機(jī)械加工技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，本世紀(jì)初，塑性成形與磨削加工加

11、工技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，本世紀(jì)初，塑性成形與磨削加工相結(jié)合，將取代大部分中小零件的切削加工。運(yùn)用改相結(jié)合，將取代大部分中小零件的切削加工。運(yùn)用改性技術(shù)，將獲得各種特殊性能要求的表面（涂）層，性技術(shù)，將獲得各種特殊性能要求的表面（涂）層，同時(shí)減少能耗并消除污染。同時(shí)減少能耗并消除污染。 加工技術(shù)向超精密、超高速方向發(fā)展加工技術(shù)向超精密、超高速方向發(fā)展15 綠色制造將成為綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)重要特征世紀(jì)制造業(yè)重要特征 包括：包括：（產(chǎn)品在全生命周期符合（產(chǎn)品在全生命周期符合環(huán)保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求）；環(huán)保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求）；（在整個(gè)制造過(guò)程，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最

12、（在整個(gè)制造過(guò)程，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小，資源利用效率最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小，資源利用效率最高）；高）；（例如，汽車等產(chǎn)品（例如，汽車等產(chǎn)品的拆卸和回收技術(shù)，以及生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)的拆卸和回收技術(shù)，以及生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)等）。等）。虛擬制造將獲得廣泛應(yīng)用虛擬制造將獲得廣泛應(yīng)用 用虛擬制造環(huán)境中生成的軟產(chǎn)品原型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬用虛擬制造環(huán)境中生成的軟產(chǎn)品原型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品進(jìn)行試驗(yàn)，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降樣品進(jìn)行試驗(yàn)，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。低成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。 1617精密加

13、工精密加工：在一定的發(fā)展時(shí)期，加工精度和表面：在一定的發(fā)展時(shí)期，加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到較高程度的加工工藝。質(zhì)量達(dá)到較高程度的加工工藝。超精密加工超精密加工：在一定的發(fā)展時(shí)期，加工精度和表：在一定的發(fā)展時(shí)期，加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到最高程度的加工工藝。面質(zhì)量達(dá)到最高程度的加工工藝。18瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī) 鏜孔精度鏜孔精度 1mm 20 世紀(jì)世紀(jì) 40 年代年代 最高精度最高精度 1m 20 世紀(jì)世紀(jì) 末末 精密加工：精密加工：0.1m，Ra 0.01m（亞微米加工）（亞微米加工） 超精密加工：超精密加工： 0.01m ，Ra 0.001m（納米加（納米加工）工）微細(xì)加工微細(xì)加工 微小尺寸

14、的精密加工微小尺寸的精密加工 超微細(xì)加工超微細(xì)加工 微小尺寸的超精密加工微小尺寸的超精密加工19圖7-3 達(dá)到的加工精度和年代的關(guān)系普通加工精密加工超精密加工超高精密磨床超精密研磨機(jī)離子束加工分子對(duì)位加工車床,銑床卡尺加工設(shè)備測(cè)量?jī)x器精密車床磨床百分尺比較儀坐標(biāo)鏜床坐標(biāo)磨床氣動(dòng)測(cè)微儀光學(xué)比較儀金剛石車床精密磨床光學(xué)磁尺電子比較儀超精密磨床精密研磨機(jī)激光測(cè)長(zhǎng)儀圓度儀輪廓儀激光高精度測(cè)長(zhǎng)儀掃描電鏡電子線分析儀加工誤差（m）10010110210-210-110-3190019201940196019802000年份20精密與超精密加工技術(shù)是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重精密與超精密加工技術(shù)是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)

15、水平的重要標(biāo)志。要標(biāo)志。例：美國(guó)哈勃望遠(yuǎn)鏡形狀精度例：美國(guó)哈勃望遠(yuǎn)鏡形狀精度0.01m；超大規(guī)模集；超大規(guī)模集成電路最小線寬成電路最小線寬0.1m，日本金剛石刀具刃口鈍圓半，日本金剛石刀具刃口鈍圓半徑達(dá)徑達(dá)2nm 精密加工與超精密加工技術(shù)是新技術(shù)的生長(zhǎng)點(diǎn)。精密加工與超精密加工技術(shù)是新技術(shù)的生長(zhǎng)點(diǎn)。精密與超精密加工技術(shù)涉及多種基礎(chǔ)學(xué)科和多種新興精密與超精密加工技術(shù)涉及多種基礎(chǔ)學(xué)科和多種新興技術(shù)，其發(fā)展無(wú)疑會(huì)帶動(dòng)和促進(jìn)這些相關(guān)科學(xué)技術(shù)的技術(shù)，其發(fā)展無(wú)疑會(huì)帶動(dòng)和促進(jìn)這些相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。發(fā)展。21精密加工與超精密加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)精密加工與超精密加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。和關(guān)鍵

16、。例：美國(guó)陀螺儀球圓度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，使制造精度例：美國(guó)陀螺儀球圓度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，使制造精度達(dá)到達(dá)到0.1m0.1m，粗糙度，粗糙度Ra0.01mRa0.01m，從而使洲際導(dǎo)彈的，從而使洲際導(dǎo)彈的命中精度從命中精度從500m500m控制在控制在5050150m150m范圍內(nèi)；英國(guó)飛機(jī)發(fā)范圍內(nèi)；英國(guó)飛機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片加工誤差從電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片加工誤差從60m60m降至降至12m12m，使發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)壓縮效率從壓縮效率從89%89%提高到提高到94%94%；若能齒形誤差從；若能齒形誤差從3-4m3-4m減減小小1m1m，則單位齒輪箱重量所能傳遞的扭矩可提高一，則單位齒輪箱重量所能傳遞的扭矩可提高

17、一倍倍22。“進(jìn)化進(jìn)化”加工原則加工原則微量切削機(jī)理微量切削機(jī)理23 傳統(tǒng)切削與磨削方法存在加工精度極限，超越極限傳統(tǒng)切削與磨削方法存在加工精度極限，超越極限需采用新的方法。需采用新的方法。特種加工與復(fù)合加工方法應(yīng)用越來(lái)越多特種加工與復(fù)合加工方法應(yīng)用越來(lái)越多 要達(dá)到加工要求，需綜合考慮工件材料、加工方法、要達(dá)到加工要求，需綜合考慮工件材料、加工方法、加工設(shè)備與工具、測(cè)試手段、工作環(huán)境等諸多因素，加工設(shè)備與工具、測(cè)試手段、工作環(huán)境等諸多因素，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，難度較大。是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，難度較大。形成綜合制造工藝形成綜合制造工藝 廣泛采用計(jì)算機(jī)控制、適應(yīng)控制、再線檢測(cè)與誤差廣泛采用計(jì)算機(jī)

18、控制、適應(yīng)控制、再線檢測(cè)與誤差補(bǔ)償技術(shù)，以減小人的因素影響，保證加工質(zhì)量。補(bǔ)償技術(shù)，以減小人的因素影響，保證加工質(zhì)量。與自動(dòng)化技術(shù)聯(lián)系緊密與自動(dòng)化技術(shù)聯(lián)系緊密24 精密與超精密加工設(shè)備造價(jià)高，難成系列。常常精密與超精密加工設(shè)備造價(jià)高，難成系列。常常針對(duì)某一特定產(chǎn)品設(shè)計(jì)（如加工直徑針對(duì)某一特定產(chǎn)品設(shè)計(jì)（如加工直徑3m3m射電天文望遠(yuǎn)射電天文望遠(yuǎn)鏡的超精密車床，加工尺寸小于鏡的超精密車床，加工尺寸小于1mm1mm微型零件的激光微型零件的激光加工設(shè)備）。加工設(shè)備）。與高新技術(shù)產(chǎn)品緊密結(jié)合與高新技術(shù)產(chǎn)品緊密結(jié)合 精密檢測(cè)是精密與超精密加工的必要條件，并精密檢測(cè)是精密與超精密加工的必要條件，并常常成為精

19、密與超精密加工的關(guān)鍵。常常成為精密與超精密加工的關(guān)鍵。加工與檢測(cè)一體化加工與檢測(cè)一體化25 波及工件內(nèi)層，可獲得高精度和好表面波及工件內(nèi)層，可獲得高精度和好表面質(zhì)量質(zhì)量機(jī)理、特點(diǎn)機(jī)理、特點(diǎn)26照像機(jī)塑料鏡片、樹脂隱形眼鏡照像機(jī)塑料鏡片、樹脂隱形眼鏡鏡片等鏡片等應(yīng)用應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)：加工設(shè)備和刀具關(guān)鍵技術(shù)：加工設(shè)備和刀具27加工設(shè)備加工設(shè)備 車床主軸裝在橫向滑臺(tái)（車床主軸裝在橫向滑臺(tái)（X X軸）上，刀架裝在縱向軸）上，刀架裝在縱向滑臺(tái)（滑臺(tái)（Z Z軸）上?？山鉀Q兩滑臺(tái)的相互影響問(wèn)題，而且軸）上?？山鉀Q兩滑臺(tái)的相互影響問(wèn)題，而且縱、橫兩移動(dòng)軸的垂直度可以通過(guò)裝配調(diào)整保證，生縱、橫兩移動(dòng)軸的垂直度可以通

20、過(guò)裝配調(diào)整保證，生產(chǎn)成本較低，已成為當(dāng)前金剛石車床的主流布局產(chǎn)成本較低，已成為當(dāng)前金剛石車床的主流布局。 T T形布局形布局28金剛石車床主要性能指標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)分辯率數(shù)控系統(tǒng)分辯率 /m40020050001000050000. 10.010. 2/1000. 10. 11/1502/100徑向1140軸向1020640720最大車削直徑和長(zhǎng)度最大車削直徑和長(zhǎng)度 /mm最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速 r/mm最大進(jìn)給速度最大進(jìn)給速度mm /min重復(fù)精度重復(fù)精度(2) / m主軸徑向圓跳動(dòng)主軸徑向圓跳動(dòng) / m滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的直線度滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的直線度 / m主軸前靜壓軸承（100mm）的剛度 /（N/m）主軸后靜壓軸

21、承主軸后靜壓軸承（80mm）的剛度的剛度 /（N/m）縱橫滑臺(tái)的靜壓支承剛度縱橫滑臺(tái)的靜壓支承剛度 /（N/m）表表7-5 金剛石車床主要性能指標(biāo)金剛石車床主要性能指標(biāo)主軸軸向圓跳動(dòng)主軸軸向圓跳動(dòng) / m橫滑臺(tái)對(duì)主軸的垂直度橫滑臺(tái)對(duì)主軸的垂直度 / m29金剛石刀具金剛石刀具a）4 次對(duì)稱軸和（100）晶面L4（100）（110）L2L3（111）b）2 次對(duì)稱軸和（110）晶面c）3 次對(duì)稱軸和（111）晶面八面體的晶軸和鏡晶面3031砂輪材料：砂輪材料：金剛石，立方氮化硼（金剛石，立方氮化硼（CBN）特點(diǎn)：特點(diǎn)：32砂輪修整：砂輪修整：ELID（Electrolytic In-Proces

22、s Dressing）由由日本東京大學(xué)理化研究所發(fā)明的電解在線修銳日本東京大學(xué)理化研究所發(fā)明的電解在線修銳法的砂輪修銳效果為最好。法的砂輪修銳效果為最好。33進(jìn)給 ELID磨削原理電源金剛石砂輪（鐵纖維結(jié)合劑）冷卻液冷卻液電刷34接觸輪硬磁盤裝在主軸真空吸盤上 砂帶磨削示意圖V砂帶砂帶輪卷帶輪F-徑向進(jìn)給f-徑向振動(dòng)精密與超精密精密與超精密砂帶磨削砂帶磨削35 幾種砂帶磨削形式a）砂帶無(wú)心外圓磨削（導(dǎo)輪式） 工件導(dǎo)輪接觸輪 主動(dòng)輪砂帶工件接觸輪主動(dòng)輪砂帶b）砂帶定心外圓磨削（接觸輪式）c）砂帶定心外圓磨削（接觸輪式）工件接觸輪主動(dòng)輪砂帶接觸輪砂帶工件d）砂帶內(nèi)圓磨削（回轉(zhuǎn)式）工件支承板主動(dòng)輪砂

23、帶工作臺(tái)e）砂帶平面磨削（支承板式）f）砂帶平面磨削（支承輪式）支承輪工件砂帶接觸輪36砂帶磨削砂帶磨削特點(diǎn)特點(diǎn)1）砂帶與工件柔性接觸，磨粒載荷小，且均勻，工砂帶與工件柔性接觸，磨粒載荷小，且均勻，工件受力、熱作用小，加工質(zhì)量好（件受力、熱作用小，加工質(zhì)量好（ R Ra a 值可達(dá)值可達(dá) 0.02m0.02m）。）。 3 3）強(qiáng)力砂帶磨削，磨削比（切除工件重量與砂輪磨）強(qiáng)力砂帶磨削，磨削比（切除工件重量與砂輪磨耗重量之比）高，有耗重量之比）高，有“高效磨削高效磨削”之稱。之稱。 4 4）制作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便。）制作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便。5 5）可用于內(nèi)外表面及成形表面加工。）可用于

24、內(nèi)外表面及成形表面加工。2 2）靜電植砂，磨粒有方向性，尖端向上，摩擦生熱）靜電植砂，磨粒有方向性，尖端向上，摩擦生熱小，磨屑不易堵塞砂輪，磨削性能好。小，磨屑不易堵塞砂輪，磨削性能好。3738熱流動(dòng)加工（火焰，高頻，熱射線，激光）熱流動(dòng)加工（火焰，高頻，熱射線，激光）壓鑄，擠壓，噴射，澆注壓鑄，擠壓，噴射，澆注微離子流動(dòng)加工微離子流動(dòng)加工熱表面流動(dòng)熱表面流動(dòng)粘滯性流動(dòng)粘滯性流動(dòng)摩擦流動(dòng)摩擦流動(dòng)變形加變形加工工(流動(dòng)流動(dòng)加工加工)化學(xué)鍍，氣相鍍（電鍍，電鑄）化學(xué)鍍，氣相鍍（電鍍，電鑄）氧化，氮化（陽(yáng)極氧化）氧化，氮化（陽(yáng)極氧化）（真空）蒸鍍，晶體增長(zhǎng)，分子束外延（真空）蒸鍍，晶體增長(zhǎng)，分子束外

25、延燒結(jié)，摻雜，滲碳，（侵鍍，熔化鍍）燒結(jié)，摻雜，滲碳，（侵鍍，熔化鍍）濺射沉積，離子沉積（離子鍍）濺射沉積，離子沉積（離子鍍）離子濺射注入加工離子濺射注入加工化學(xué)化學(xué)(電化學(xué)電化學(xué))附著附著化學(xué)化學(xué)(電化學(xué)電化學(xué))結(jié)合結(jié)合熱附著熱附著擴(kuò)散擴(kuò)散(熔化熔化)結(jié)合結(jié)合物理結(jié)合物理結(jié)合注入注入結(jié)合加結(jié)合加工工(附著附著加工加工)車削，銑削，鉆削，磨削車削，銑削，鉆削，磨削蝕刻，化學(xué)拋光，機(jī)械化學(xué)拋光蝕刻，化學(xué)拋光，機(jī)械化學(xué)拋光電解加工，電解拋光電解加工，電解拋光電子束加工，激光加工，熱射線加工電子束加工，激光加工，熱射線加工擴(kuò)散去除加工，熔化去除加工擴(kuò)散去除加工，熔化去除加工離子束濺射去除加工，等離子

26、體加工離子束濺射去除加工，等離子體加工機(jī)械去除機(jī)械去除化學(xué)分解化學(xué)分解電解電解蒸發(fā)蒸發(fā)擴(kuò)散與熔化擴(kuò)散與熔化濺射濺射分離加分離加工工(去除去除加工加工)加工方法加工方法加工機(jī)理加工機(jī)理 微細(xì)與超微細(xì)加工機(jī)理與加工方法微細(xì)與超微細(xì)加工機(jī)理與加工方法39主要采用銑、鉆和車三種形式，可加工平面、內(nèi)腔、主要采用銑、鉆和車三種形式，可加工平面、內(nèi)腔、孔和外圓表面?？缀屯鈭A表面。刀具：多用刀具：多用單晶金剛石車刀、銑刀。單晶金剛石車刀、銑刀。銑刀的回轉(zhuǎn)半銑刀的回轉(zhuǎn)半徑（可小到徑（可小到5m）靠刀尖相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸線的偏移來(lái)得）靠刀尖相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸線的偏移來(lái)得到。當(dāng)?shù)毒呋剞D(zhuǎn)時(shí)，刀具的切削刃形成一個(gè)圓錐形的到。當(dāng)?shù)毒?/p>

27、回轉(zhuǎn)時(shí)，刀具的切削刃形成一個(gè)圓錐形的切削面。切削面。40微細(xì)機(jī)械微細(xì)機(jī)械加工設(shè)備加工設(shè)備41FANUC ROBO nano Ui 型微型超精密加工機(jī)床：型微型超精密加工機(jī)床：42BX導(dǎo)軌B軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)空氣渦輪主軸刀具C軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工件Z導(dǎo)軌空氣油減振器C C圖7-36 FANUC 微型超精密加工機(jī)床43 電極線沿著導(dǎo)絲器中的槽以電極線沿著導(dǎo)絲器中的槽以510mm/min的低速的低速滑動(dòng)，可加工圓柱形的軸。如導(dǎo)絲器通過(guò)數(shù)字控制作滑動(dòng)，可加工圓柱形的軸。如導(dǎo)絲器通過(guò)數(shù)字控制作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，還可加工出各種形狀的桿件。相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，還可加工出各種形狀的桿件。線放電磨削法（線放電磨削法（WEDG） WEDG

28、 可加工的各種截形桿 WEDG工作原理工件金屬絲導(dǎo)絲器44離子束4. 刻蝕（形成溝槽）5. 沉積（形成電路）6. 剝膜（去除光致抗蝕劑）3. 顯影、烘片（形成窗口）窗口2. 曝光（投影或掃描）掩膜電子束圖7-41 電子束光刻大規(guī)模集成電路加工過(guò)程光刻加工光刻加工（電子束光刻大規(guī)模集成電路）（電子束光刻大規(guī)模集成電路）1. 涂膠（光致抗蝕劑）氧化膜光致抗蝕劑基片45要求：定位精度 0.1m，重復(fù)定位精度 0.01m導(dǎo)軌：硬質(zhì)合金滾動(dòng)體導(dǎo)軌，或液（氣）靜壓導(dǎo)軌工作臺(tái)：粗動(dòng) 伺服電機(jī) + 滾珠絲杠 微動(dòng) 壓電晶體電致伸縮機(jī)構(gòu)圖7-42 電致伸縮微動(dòng)工作臺(tái)XY0Py1Py2Px微動(dòng)工作臺(tái)工作臺(tái)微動(dòng)的形

29、成：X運(yùn)動(dòng)： Py1 Py2 Px長(zhǎng)度變化Y運(yùn)動(dòng)： Py1 Py2 Py1長(zhǎng)度變化Z轉(zhuǎn)動(dòng)： Py1 Py2 加工設(shè)備加工設(shè)備（電子束光刻大規(guī)模集成電路）（電子束光刻大規(guī)模集成電路）464748q 非傳統(tǒng)加工方法特點(diǎn)：非傳統(tǒng)加工方法特點(diǎn)：4950機(jī)械過(guò)程機(jī)械過(guò)程q 非傳統(tǒng)加工方法分類非傳統(tǒng)加工方法分類按加工機(jī)理和采用的按加工機(jī)理和采用的能源劃分）：能源劃分）：熱學(xué)過(guò)程熱學(xué)過(guò)程51電化學(xué)過(guò)程電化學(xué)過(guò)程化學(xué)過(guò)程化學(xué)過(guò)程復(fù)合過(guò)程復(fù)合過(guò)程52工件（陶瓷滾柱）磁性材料磁極振動(dòng)運(yùn)動(dòng) 磁力拋光示意圖NS53q 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)54 EI 收錄文章數(shù)比較70年代80年代90年代20841104232142244

30、424214441321252353316 激光加工 電火花加工 超聲加工 電化學(xué)加工圖反映了學(xué)術(shù)界和工程界對(duì)幾種非傳統(tǒng)加工方圖反映了學(xué)術(shù)界和工程界對(duì)幾種非傳統(tǒng)加工方法的關(guān)注程度。法的關(guān)注程度。55q 工作原理：工作原理：利用工具電極與工件電極之間脈沖性火利用工具電極與工件電極之間脈沖性火花放電，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，工件材料被熔化和氣化。同花放電，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，工件材料被熔化和氣化。同時(shí)，該處絕緣液體也被局部加熱，急速氣化，體積發(fā)時(shí)，該處絕緣液體也被局部加熱，急速氣化，體積發(fā)生膨脹，隨之產(chǎn)生很高的壓力。在這種高壓作用下，生膨脹，隨之產(chǎn)生很高的壓力。在這種高壓作用下，已經(jīng)熔化、氣化的材料就從工件的表面

31、迅速被除去。已經(jīng)熔化、氣化的材料就從工件的表面迅速被除去。 4個(gè)階段：個(gè)階段： 1）介質(zhì)電離、擊穿，形成放電通道；）介質(zhì)電離、擊穿，形成放電通道； 2）火花放電產(chǎn)生熔化、氣化、熱膨脹；）火花放電產(chǎn)生熔化、氣化、熱膨脹； 3）拋出蝕除物；）拋出蝕除物； 4）間隙介質(zhì)消電離（恢復(fù)絕緣狀態(tài)）。）間隙介質(zhì)消電離（恢復(fù)絕緣狀態(tài)）。 56q 工作要素工作要素57q 電火花加工類型電火花加工類型58 電火花線切割原理圖XY儲(chǔ)絲筒導(dǎo)輪電極絲工件59 電火花線切割加工加工過(guò)程顯示60電火花線切割機(jī)床61q 電火花加工特點(diǎn)電火花加工特點(diǎn)62q 電火花加工應(yīng)用電火花加工應(yīng)用63工作原理：工作原理：工件接陽(yáng)極，工具（銅或不銹鋼）接陰工件接陽(yáng)極，工具（銅或不