先进加工工艺和工艺装备.ppt

* 第10章 先进加工工艺和工艺装备 本章要点 先进加工工艺 可调夹具、组合夹具 数控机床夹具 先进加工工艺技术是指将原材料转化成 具有一定几何形状、一定材料性能和精度要求的 可用零件的一切过程和方法的总称。现代社会， 机器和仪器在结构上所表现出的多样性 是机械制造中采用多种工艺的产物。 当代机械制造中采用几千种工艺规程， 从简单的毛坯车削到电子焊接、零件表面层 注入新材料、自动化装配等。 机械制造工艺可以归结为两大类： 电子工艺和通用机械制造工艺。 第10章 先进加工工艺和工艺装备 10.1.1 先进加工工艺概述 第10章 先进加工工艺和工艺装备 10.1.1 先进加工工艺概述 材料改性工艺及表面处理工艺 联接工艺 成形工艺 变形工艺 切削工艺 成形工艺主要指将不定形的原材料 （块状、颗粒状、液态或固态）转化 成所需要形状的工艺 变形工艺主要包括使工件的原始几何形状 从一种状态改变为另一种状态， 如锻造、冲压、轧制、挤压、拉拔等。 切削和磨削是传统的机械加工方法， 材料的切削是制造过程的主要内容， 几乎占全部工艺劳动量的1/3以上。 主要指将单个工件联接成组件或最终产品， 如机械联接、焊接、粘接和装配等工艺。 是指不改变几何形状、仅改变工件材料性能， 从而获得所希望指标的工艺， 如材料热处理工艺等。 非金属材料成形 聚合及橡胶材料成形 陶瓷材料成形 铸 造 复合材料成形 普通型砂铸造 特种铸造 压力铸造 金属型铸造 熔模铸造 离心铸造 陶瓷型铸造 粉末冶金 成形工艺 图10.1 成形工艺的分类 第10章 先进加工工艺和工艺装备 退 火 重结晶退火（完全退火、扩散退火、球化退火） 低温退火（再结晶退火、去应力退火） 正火、淬火和回火 表面淬火（感应加热、火焰加热） 化学热处理（渗碳、氮化、碳氮共渗等） 热处理 研磨、清洗、腐蚀、电镀、化学镀层、热渗透真空镀膜、气相沉积、阳极氧化、化学沉积、生成处理、着色、喷涂、涂覆、涂层等 其他表 面处理 材料改性工艺 表面处理工艺 图10.2 常用材料改性工艺及表面处理工艺方法 第10章 先进加工工艺和工艺装备 第10章 先进加工工艺和工艺装备 10.1.2 特种加工技术 特种加工技术是指区别于传统切削加工方法，利用化学、物理（电、声、光、热、磁）或电化学方法对工件材料进行加工的一系列加工方法的总称。 化学加工（CHM）、电化学加工（ECM）、 电化学机械加工（ECMM）、电火花加工（EDM）、 电接触加工（RHM）、超声波加工（USM）、 激光加工（LBM）、离子束加工（IBM）、 电子束加工（EBM）、等离子体加工（PAM）、 电液加工（EHM）、磨料流加工（AFM）、 磨料喷射加工（AJM）、 液体喷射加工（HDM）及各类复合加工等。 第10章 先进加工工艺和工艺装备 特种加工工艺主要用于各种高硬难熔及具有特殊物理机械性能的材料和精密细小、形状复杂、难以用传统切削加工工艺加工的零件。 特种加工的特点： 1）不用机械能，与加工对象的机械性能无关，有些加工方法，如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等， 是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关， 故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。 2）非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触， 因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度， 故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。 3）微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨料流等， 加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝， 还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。 4）不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度， 其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。 5）两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工， 其综合加工效果明显，且便于推广使用。 6）特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。 第10章 先进加工工艺和工艺装备 对零件表面进行超精密加工、超微量加工、抛光、蚀刻、镀覆等 /0.01 /0.01 离子束加工 在各种难加工材料上打微孔、切缝、蚀刻、焊接等，常用于中、大规模集成电路微电子器件 10/1.25 0.01/0.001 电子束加工 精密加工小孔、窄缝及成形加工、蚀刻；还可焊接、热处理 10/1.25 0.01/0.001 任何材料 激光加工 加工、切割脆硬材料，如玻璃、石英、宝石、金刚石、半导体等 0.63/0.