《先进制造技术》教案 第12课 先进制造工艺技术（七）.docxVIP

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课题

第十二课先进制造工艺技术（七）

课时

2课时（90min）

教学目标

知识技能目标：

（1）了解现代特种加工技术的定义、特点及发展趋势

（2）了解激光加工、超声波加工和水射流切割加工的工作原理、特点、设备组成及应用情况

素质目标：

培养作为一名机械专业技术人员必须具备的刻苦专研和锲而不舍的学习精神，严谨的科学态度和积极向上的价值观，为未来的专业深造和工作奠定坚实的基础

教学重难点

教学重点：现代特种加工技术的定义和特点、现代特种加工技术的发展趋势；激光加工、超声波加工和水射流切割加工的工作原理、特点、设备组成以及应用情况

教学难点：激光加工、超声波加工和水射流切割加工的工作原理

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

问题导入

【教师】提出以下问题：

你知道什么是特种加工吗？

【学生】聆听、思考、举手回答

传授新知

【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解现代特种加工技术的定义、特点及发展趋势，以及激光加工、超声波加工、水射流切割加工、电火花加工的工作原理、特点、设备组成和应用情况等知识

4.3现代特种加工技术

4.3.1特种加工技术概述

1．特种加工的定义和特点

特种加工（Non-TraditionalMachining，NTM或Non-ConventionalMachining，NCM）是采用非常规的切削加工手段，利用电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量或其复合能量直接施加于工件的被加工部位上，从而实现材料的去除、变形、改变性能或被镀覆等目的的加工方法。

与传统加工方法相比较，特种加工具有以下的特点：

①在加工范围上不受材料的物理、机械性能限制，能加工硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属或非金属材料；

②不主要依赖机械能，而是主要用其他能量，如电能、化学能、光能、声能、热能等去除金属材料，易于加工比较复杂的型面、微细表面及柔性零件；

③加工过程中工具与工件之间不存在显著的机械切削力，容易获得良好的表面质量，残余应力、热应力、热影响区、冷作硬化等均比较小；

④各种加工方法易于复合形成新的工艺方法，便于推广和应用。

2．特种加工技术的分类

随着科学技术的发展，特种加工技术的内容也不断丰富，目前仍没有明确的分类。表4-1列出了常用的特种加工方法。

表4-1各种常见的特种加工方法

特种加工方法

能量来源及形式

作用形式

电火花加工

电火花成型加工（EDM）

电能、热能

熔化、汽化

电火花切割加工（WEDM）

电能、热能

熔化、汽化

电化学加工

电解加工（ECM）

电化学能

金属阳离子溶解

电解磨削（EGM）

电化学能、机械能

阳极溶解、磨削

电解研磨（ECH）

电化学能、机械能

阳极溶解、研磨

电铸加工（EFM）

电化学能

金属离子阴极沉淀

涂镀加工（EPM）

电化学能

金属离子阴极沉淀

激光加工

打孔、切割（LBM）

电能、热能

熔化、汽化

表面改性（LBT）

电能、热能

熔化、相变

电子束加工

切割、打孔、焊接（EBM）

电能、热能

熔化、汽化

离子束加工

蚀刻、镀覆、注入（IBM）

电能、动能

原子撞击

等离子弧加工

切割（喷镀）（PAM）

电能、热能

熔化、汽化（涂覆）

超声波加工

切割、打孔、雕刻（USM）

声能、机械能

磨料高频撞击

化学加工

化学铣削（CHM）

化学能

腐蚀

光刻加工（PCM）

光、化学能

光化学腐蚀

化学抛光（CHP）

化学能

腐蚀

水射流切割加工

高压水射流（WJ）

水能、动能

液流冲击

磨料水射流（AWJ）

水能、动能

冲蚀、磨削

3．特种加工技术的发展趋势

【教师】提出问题：

你认为特种加工技术的发展趋势是什么？

【学生】聆听、思考、举手回答

【教师】总结学生的回答，并讲解新知

特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分，随着难加工材料、特殊结构零件需求的日益增加，特种加工技术近十几年来得到了快速的发展，在世界范围内越来越受到人们的重视，发挥的作用也越来越大。

（1）采用自动化技术

充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化，加大对特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度，建立综合工艺参数自适应控制装置、数据库等，进而建立特种加工的CAD/CAM与FMS系统，使加工设备向自动化、柔性化方向发展。

（2）开发新工艺方法及复合工艺

为适应产品的高技术性能要求与新型材料的加工要求，需要不断开发新工艺方法，包括微细加工和复合加工，尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工工艺方法。

（3）趋向精密化