第七章先进制造技术第一、二、三节课件.pptx

1;2;3;4;5;6;快速成型技术是将计算机辅助制造、计算机数字控制、精密伺服驱动、激光与材料技术于一体的现代技术。其基本思路起源于三维实体被切成一系列连续切片的逆过程．即只需用三维的制造方法制作成一系的薄切片．便可堆积成所需的三维零件。 快速加工技术的主要持点： 能直接由三维CAD模型制造形状复杂的原型，缩短了产品开发周期，降低了生产成本．使产品能迅速投入市场。 可制造任意复杂的高精度零件，而无需任何工具。 它是创造性设计的有效工具，也能比较容易制造出试验模型，可在加工生产前找出设计中存在的不足之处，并迅速加以修改。 快速成型技术在应用中存在的问题：系统造价昂贵、运行费用高，加工用材价格偏高，能够处理的材料种类有限，与CAD系统的接口尚无通用格式。;8;9;10;　　高速切削是个相对的概念，如果加工方法和切削材料不同，高速切削的速度范围也就不同。 如从加工方法的角度，车削加工速度范围是700～7000m/min，铣削加工速度范围是300～6000m/min，钻削加工的速度范围是200～1100m/min，磨削加工的速度范围是150～360m/min。 从材料的角度，目前铝合金的高速切削范围是1500～5500m/min，铸铁的高速切削范围是750～4500m/min，普通钢的高速切削范围是600～800m/min。 一般认为高速加工的速度范围是普通加工的5～10倍。随着高速机床设备和刀具等关键技术领域的突破性进展，高速加工的速度范围还会不断扩展。 ;12;13;14;15;16;17; 超高速切削已用于加工多种零件，下图是几种加工零件实例，可见多种不同材料的复杂结构零件，包含自由曲面的零件等，都已可用高速切削技术加工。航空工业中的大型铝合金机架，使用超高速铣削，提高了加工效率，效果非常明显。 ;19;高速加工技术的体系结构 ;（二）高速切削的刀具;22;天然金刚石是目前已知的最硬物质，硬度范围为HV8000-12000，相对密度为3.48-3.56。 是各向异性的单晶体，晶体取向不同，硬度及耐磨性也不相同。 耐磨性极好，刀具寿命可长达数百小时；刃口锋利，切削刃钝圆半径可达0.01μm。 耐热性为700-800℃，高于此温度，碳原子转化为石墨结构，硬度丧失。 价格昂贵，刃磨困难，主要用于加工精度和表面粗糙度要求极高的零件，如激光反射镜、感光鼓、多面镜、磁盘等。;不存在各向异性，硬度略低于天然金刚石，为HV6500-8000 价格便宜，焊接方便，可磨性好，应用广泛，可在大部分场合代替天然金刚石 用CVD(化学气相沉积)可将聚晶金刚石作成涂层 金刚石刀具不适于加工铁族材料，因为金刚石中的碳元素与铁元素有很强的亲和力，碳元素极易向含铁的工件扩散，使金刚石刀具很快磨损;25;26;27;28;29;　电主轴结构的基本构成 　　所谓电主轴结构就是将电机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电机座，并配合其他安全保障措施，实现电机与机床主轴的一体化。 电主轴结构的基本构成如图3－38所示，它通常由电主轴单元、轴承及其润滑单元、主轴冷却单元以及动平衡单元组成。 ;图3－38电主轴结构的基本构成 ;32;33;34;35;36; 现代机械工业之所以要致力于提高加工精度，其主要原因在于：提高产品的性能和质量，提高其稳定性和可靠性，促进产品的小型化，增强零件的互换性，提高装配生产率，并促进自动化装配。 精密、超精密加工技术的提高，有力地推动了各种新技术的发展。 ; 在高精度加工范围内，根据加工精度水平的不同，可进一步划分为精密加工、超精密加工和纳米加工三个档次。 加工公差为10.0～0.1μm，表面粗糙度 Ra0.30～0.03μm的加工称为精密加工； 加工公差为0.1～0.01μm、表面粗糙度Ra0.03～0.005μm的加工称为超精密加工； 加工公差小于0.01μm、表面粗糙度Ra小于0.005μm的加工称为纳米加工。 ;;;精密和超精密加工目前包含三个领域 ;（二）精密和超精密切削加工;精密加工的关键技术：; 精密机床是进行精密加工的首要条件。 二战后美国首先发展了金刚石刀具精密切削技术。 我国起步比较晚，20世纪60年代才开始发展精密机床。上海机床厂、武汉和重庆机床厂、北京机床研究所、航空精密机械研究所为我国精密机床发展做出了相当的贡献。 我国由于起步晚、且从国外购进的精密机床受到保密技术的制约，与外国的差距较大。; 普通机床主轴径向跳动通常为0.01mm，导轨平直度为0.02mm/1000mm； 精密机床主轴径向跳动通常为0.003~0.005mm，导轨平直度为0.01mm/1000mm； 超精密要求则更高。通常，加工设