先进制造工艺与装备培训课件(ppt 110页).ppt

第三章 先进制造工艺与装备;3.1先进成型技术;1.熔模铸造;所谓熔模精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料（例如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模型），在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后，再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型，然后把型壳置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧（如采用高强度型壳时，可不必造型而将脱模后的型壳直接焙烧），铸型或型壳经焙烧后，于其中浇注熔融金属而得到铸件。 ;主要特点：;2.压力铸造;压铸有以下三方面优点：;3.经济效果优良由于压铸件尺寸精确，表面光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便宜；可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。 ;缺点;3.消失模铸造;图1 消失模工艺的砂箱和浇注示意图 ;消失模铸工艺的优点 ;6）具有减轻铸件重量约1/3的优势 7）减少加工余量 可以减小机加工余量，对某些零件甚至可以不加工。这就大大减少了机加工和机床投资。 8）与传统空腔铸造相比，模具投资下降。 9）完全消除了传统的落砂和出芯工序 ;图2 消失模模型和铸件 ;经济方面 ;图3 消失模铸造车间 ;3.1.2精密塑性成形技术;与机械制造中的切削(其成形特征为连续、局部、去除成形)、锻造(其成特征为断续、整体、塑性成形)方法比较，轧制方法成形特征是连续、局部、塑性成形。 零件轧制较之锻造也有其不足之处，即模具复杂、尺寸大、设备通用性差、工艺调整难度大等。因此，轧制技术适合于批量大的零件生产和专业化工厂的生产。;(1)零件轧制的基本类型 零件轧制又称回转成形，其特征是工具或工件回转，或工具与工件都回转。零件形状不同，轧制方式不同，零件轧机形式也不同见P101图3-10;2.汽车覆盖件成形;（1）汽车覆盖件的结构特点;把汽车覆盖件的结构组成进行分解，可以先确定各基本形状的变形特点，再把各基本形状之间的相互影响考虑进去，就能够分析出汽车覆盖件的主要变形特点，判断出各部位的成形难点，预先制定相点策。 基本形状主要有直壁轴对称形状(包括变异的直壁椭圆形状)、曲面轴对称形状、圆锥体形状以及盒形形状等 每种基本形状都可分解成由法兰形状、轮廓形状、侧壁形状、底部形状组成。;;（2）汽车覆盖件的冲压成形特点;（3）汽车覆盖件设计的生产流程;;3.1.3快速原型制造;1.RPM技术的基本原理;RPM技术的基本原理图;2.快速原型制造工艺;1.光固化成型工艺 (SLA—Stereo lithography Apparatus) 2.分层实体制造工艺 (LOM—Laminated Object Manufacturing) 3.选择性激光烧结工艺 (SLS—Selected Laser Sintering) 4.熔融沉积造型工艺 (FDM—Fused Deposition Modeling) 5.三维打印工艺（2DP—Three-dimensional printing） ;3.快速原型制造特点;4.快速原型应用领域;3.2先进切削技术与机床;我国目前已是一个“制造大国”，制造业规模名列世界第四位，仅次于美国、日本和德国，近年来在精密加工技术和精密机床设备制造方面也取得了不小进展。但我国还不是一个“制造强国”，与发达国外相比仍有较大差距。 我国每年虽有大量机电产品出口，但多数是技术含量较低、价格亦较便宜的中低档产品；而从国外进口的则大多是技术含量高、价格昂贵的高档产品。 目前我国每年需进口大量国内尚不能生产的精密数控机床设备和仪器，例如，2003年我国进口了价值41.6亿美元的机床，而出口机床仅为3.8亿美元，且主要为低精度的普通机床。2004年我国进口机床为57.8亿美元，出口机床仅为5.2亿美元。2005年我国机床总产值约为50亿美元，出口机床为8亿美元，而进口机床则达到67亿美元。;图1 超精密切削加工机床示例（图为SHPERE-200超精密球面镜机床）;2. 超精密切削加工技术的研发现状;英国的Cranfield精密加工中心于1991年研制成功OAGM-2500多功能三坐标联动数控磨床（工作台面积2500mm×2500mm），可加工（磨削、车削）和测量精密自由曲面。该机床采用加工件拼合方法，还可加工出天文望远镜中直径7.5m的大型反射镜。 日本的多功能和高效专用超精密机床发展较快，对日本微电子和家电工业的发展起到了很好的促进作用。 ;我国超精密机床的发展情况 ;超精密加工主要影响因素;（3）加工材料 被加工工件的材质要密实；各向的同一性要好（最好为单晶）；表层硬度和弹性模量要恒定一致；可加工性要好；材料的化学成