機械加工快速成型

1、機械加工快速成型第1頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四 機械加工基礎(chǔ)知識切削加工:使用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)，在工具和工件的相對運動中，把工件上多余的材料層切除，使工件獲得規(guī)定的幾何參數(shù)(尺寸、形狀、位置)和表面質(zhì)量的加工方法。切削加工的重要性:切削加工能獲得較高的精度和表面質(zhì)量，對被加工材料、工件幾何形狀及生產(chǎn)批量具有廣泛的適應(yīng)性，在機械制造業(yè)中占有十分重要的地位。第2頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四鉗工的基本操作： 1)輔助性操作 即劃線，它是根據(jù)圖樣在毛坯或半成品工件上劃出加工界線的操作。 2)切削性操作 有鏨削、鋸削、銼削、攻螺紋

2、、套螺紋、鉆孔(擴孔、鉸孔)、刮削和研磨等多種操作。 3)裝配性操作 即裝配，將零件或部件按圖樣技術(shù)要求組裝成機器的工藝過程。 4)維修性操作 即維修，對在役機械、設(shè)備進行維修、檢查、修理的操作。第3頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四鉗工的特點：鉗工是一種比較復(fù)雜、細微、工藝要求較高的工作。所用工具簡單，加工多樣靈活、操作方便，適應(yīng)面廣，故有很多工作仍需要由鉗工來完成。在機械制造及機械維修中有著特殊的、不可取代的作用。勞動強度大、生產(chǎn)效率低、對工人技術(shù)水平要求較高。第4頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四一、零件表面的形成基本表面：外圓面、內(nèi)圓面（孔）

3、、平面成形面：螺紋、齒輪的齒形、各種溝槽 切削運動及切削要素第5頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第6頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四各種切削加工的切削運動第7頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四特種加工工藝基礎(chǔ) 特種加工不是采用常規(guī)的刀具或磨具對工件進行切削加工，而是直接利用電能、電化學(xué)能、聲能、或光能等能量，或選擇幾種能量的復(fù)合形式對材料進行加工。特種加工是指切削加工以外的一些新的加工方法。第一節(jié) 特種加工 概述一、 特種加工的產(chǎn)生與發(fā)展1.特種加工的特點：(1)工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度；(2)可直接利用電能

4、、電化學(xué)能、聲能或光能等能量對材料進行加工；(3)加工過程中的機械力不明顯；(4)各種加工方法可以有選擇的復(fù)合成新的工藝方法，使生產(chǎn)效率成倍地增長，加工精度也相應(yīng)提高；(5)幾乎，每產(chǎn)生一種新地能源，就有可能導(dǎo)致一種新地特種加工方法地產(chǎn)生。第8頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四2.特種加工可解決下列問題：（1）解決各種難切削材料的加工問題，如耐熱鋼、不銹鋼、鈦合金、淬火鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、寶石、金剛石以及鍺和硅等各種高強度、高硬度、高韌性以及高純度的金屬和非金屬的加工。（2）解決各種復(fù)雜零件表面的加工問題，如各種熱鍛模、沖裁模的模腔和型孔、整體渦輪、噴油嘴、噴絲頭的微小異

5、型孔的加工問題。（3）解決各種精密的、有特殊要求的零件加工問題，如航空航天、國防工業(yè)中表面質(zhì)量和精度要求很高的陀螺儀、伺服閥以及低剛度細長軸、薄壁筒和彈性元件等的加工。二、 特種加工的分類（按能量形式和作用原理劃分）（1）電能與熱能作用方式：電火花加工（EDM）、電火花線切割加工（WEDM）、電子束加工（EBM）、等離子束加工（PAM）（2）電能與化學(xué)能作用方式：電解加工（ECM）、電鍍加工（ECM）、刷鍍加工。第9頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四（3）電化學(xué)能與機械能作用方式：電解磨削（ECG）、電解珩磨（ECH）。（4）聲能與機械能作用方式：超聲波加工（USM）（5

6、）光能與熱能作用方式：激光加工（LBM）（6）電能與機械能作用方式：離子束加工（IM）（7）液流能與機械能作用方式：擠壓珩磨（AFH）和水射流切割（WJC）三、 特種加工對機械制造工藝技術(shù)產(chǎn)生的影響1.改變了對材料可加工性的認識；2.要重新衡量設(shè)計結(jié)構(gòu)工藝性的優(yōu)劣問題；3.對零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來重大變革；4.可以進一步優(yōu)化零件的加工工藝過程。第10頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四 電火花加工一、電火花加工的原理與特點 電火花加工是在一定的液體介質(zhì)中，利用脈沖放電對導(dǎo)電材料的電蝕現(xiàn)象來蝕除材料，從而使零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量達到預(yù)定技術(shù)要求的一種加工方法。1.電火花加工原

7、理：第11頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四 加工時，脈沖電源的一極接工具電極，另一極接工件電極。兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質(zhì)(煤油、礦物油)中。工具電極由自動進給裝置控制，以保證工具和工件在正常加工時維持一很小的放電間隙（0.010.05mm)。當(dāng)脈沖電壓加到兩極間，變將當(dāng)時條件下極間最近點的液體介質(zhì)擊穿，形成放電通道。由于通道的截面積很小，放電時間極短，致使能量高度集中（106107W/mm2)，放電區(qū)域產(chǎn)生的高溫使材料熔化甚至蒸發(fā)以致形成一個小凹坑。第一次脈沖放電結(jié)束后，經(jīng)過很短的時間間隔，第二個脈沖又在極間最近點擊穿放電。如此周而復(fù)始高頻率的循環(huán)下去，工具電

8、極不斷的向工件進給，它的形狀最終就復(fù)制在工件上，形成所需要的加工表面。2.電火花加工的條件（1）必須采用脈沖電源，以形成瞬時的脈沖放電。第12頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四（2）必須采用自動進給調(diào)節(jié)裝置，以保持工具電極與工件電極間微小的放電間隙。（3）火花放電必須在具有一定絕緣強度的液體介質(zhì)（工作液）中進行，如煤油、造化液、去離子水等。工作液除有利于產(chǎn)生脈沖式的火花放電外，而且有利于排出放電過程中產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物和冷卻電極以及工作表面。3.電火花加工的特點：（1）可加工任何高強度、高韌性、高硬度、高脆性以及高純度的導(dǎo)電材料，如：不銹鋼、鈦合金、工業(yè)純鐵、淬火鋼、硬質(zhì)合金

9、、導(dǎo)電陶瓷、立方氮化硼、人造聚晶金剛石等。（2）加工時無明顯切削力，適用于低剛度工件和細微結(jié)構(gòu)的加工。（3）脈沖參數(shù)可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，可在一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工。（4）在一般情況下，生產(chǎn)效率低于切削加工。（5）放電過程中工具電極損耗，影響成形精度。第13頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四3.表面質(zhì)量：（1）表面粗糙度：單個脈沖能量、工件材料、工具電極表面粗糙度、加工方法（2）表面變質(zhì)層：熔化凝固層、 熱影響層、顯微裂紋（3）表面力學(xué)性能：顯微硬度、 耐磨性、殘余應(yīng)力、耐疲勞性能4.加工精度：機床制造誤差、工具和 工件定位和安裝誤差（1）放電間隙的大小和一

10、致性（2） 工具電極的損耗（3）二次放電第14頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四快速成型快速成型（RP）技術(shù)是九十年代發(fā)展起來的一項先進制造技術(shù)，是為制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)的一項關(guān)鍵共性技術(shù), 對促進企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動作用。自該技術(shù)問世以來，已經(jīng)在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，并由此產(chǎn)生一個新興的技術(shù)領(lǐng)域。第15頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四快速成型技術(shù)簡介 :快速成型制造技術(shù)，又叫快速成型技術(shù)，（簡稱RP技術(shù)）；英文：RAPID PROTOTYPING（簡稱RP技術(shù)），或 RAPID PROTOT

11、YPING MANUFACTURING，簡稱RPM RP技術(shù)是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計算機數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是分層制造，逐層疊加， 類似于數(shù)學(xué)上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺立體打印機。 第16頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第17頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第18頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第19頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第20頁，共25頁，20