技師培訓(xùn)新工藝教案(2)

1、韶關(guān)第二技師學(xué)院技師培訓(xùn)教案課題四 新工藝（2）教學(xué)目的：通過學(xué)習(xí)了解快速成形與制造(RPM)工藝，理解高速切削加工相對傳統(tǒng)加工的優(yōu)勢教學(xué)重點(diǎn)：高速切削加工相對傳統(tǒng)加工的優(yōu)勢教學(xué)方法：多媒體課件教學(xué)教學(xué)課時(shí)：2課時(shí)導(dǎo)入語：高速切削加工是面向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它是一種不同于傳統(tǒng)加工的加工方式。與之相比，高速切削加工主軸轉(zhuǎn)速高、切削進(jìn)給速度高、切削量小，但單位時(shí)間內(nèi)的材料切除量卻增加36倍。它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在汽車工業(yè)、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，一、高速銑削工藝1、高速銑削加工的技術(shù)指標(biāo)。高速銑削的概念主

2、要是相對于普通銑削加工中心而言的；其具體的指標(biāo)為：(1）高轉(zhuǎn)速的主軸。高速主軸的起始點(diǎn)在10000r/min，一般而點(diǎn)，10000r/min才能稱為真正意義上的高速。(2）高的快速移動(dòng)速度。高速機(jī)的快速移動(dòng)速度應(yīng)在50M/min以上，通常范圍60100M/min，比普通加工中心快二至三倍。2、高速切削加工相對傳統(tǒng)加工的優(yōu)勢(1)提高生產(chǎn)率 高速切削中主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高，可提高材料去除率。同時(shí)，高速切削可加工淬硬零件，許多零件一次裝夾可完成粗、半精和精加工等全部工序，對復(fù)雜型面加工也可直接達(dá)到零件表面質(zhì)量要求，因此，高速切削工藝往往可省卻電火花加工、手工磨修等工序，縮短工藝路線，進(jìn)而大大提

3、高加工生產(chǎn)率。（2） 改善加工精度和表面質(zhì)量高速機(jī)床必須具備高剛性和高精度等性能，同時(shí)由于切削力低，工件熱變形減少，刀具變形小，高速切削的加工精度很高。切削深度較小，而進(jìn)給速度較快，加工表面粗糙度很小，切削鋁合金時(shí)可達(dá)Ra0.40.6，切削鋼件時(shí)可達(dá)Ra0.20.4。(3) 減少切削產(chǎn)生的熱量：因?yàn)楦咚偾邢骷庸な菧\切削，同時(shí)進(jìn)給速度很快，刀刃和工件的接觸長度和接觸時(shí)間非常短，減少了刀刃和工件的熱傳導(dǎo)，避免了傳統(tǒng)加工時(shí)在刀具和工件接觸處產(chǎn)生大量熱的缺點(diǎn)，保證刀具在溫度不高的條件下工作，延長了刀具的使用壽命。如圖1所示，A為高速切削加工時(shí)的熱傳導(dǎo)過程，B為傳統(tǒng)加工的熱傳導(dǎo)過程。 高速加工和傳統(tǒng)加工

4、的熱傳導(dǎo)比較(4) 有利于加工薄壁零件高速切削時(shí)的切削力小，有較高的穩(wěn)定性，可高質(zhì)量地加工出薄壁零件。采用如圖2所示分層順銑的加工方法，可高速切削出壁厚0.2mm，壁高20mm的薄壁零件。此時(shí)，刀刃和工件的接觸時(shí)間非常短，避免了側(cè)壁的變形。二、快速成形與制造(RPM)工藝快速成形與制造RPM是融激光、材料科學(xué)、信息與控制技術(shù)等為一體的分層層積技術(shù)，堪稱是20世紀(jì)后半期制造技術(shù)最重大的進(jìn)展之一。RPM技術(shù)誕生10余年來已在汽車、家電、航空、醫(yī)療等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。1、快速制模技術(shù)的發(fā)展簡況隨著多品種小批量時(shí)代的逐步來臨和企業(yè)要求模具能保證新產(chǎn)品快速占領(lǐng)市場，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視

5、，例如用環(huán)氧聚脂或其中混入金屬、陶瓷、玻璃等增強(qiáng)材料制作的快速軟模，可用于上百件注塑成形以及汽車覆蓋件試制。其主要特點(diǎn)是制造工藝簡單、生產(chǎn)周期短、價(jià)格便宜。但由于材料的導(dǎo)熱性和機(jī)械性能不高，這種模具難以用于快頻率的批量注塑成形以及金屬拉延件批量成形。水泥、陶瓷制作的汽車覆蓋件模具還有待進(jìn)一步改善。相比之下，由于金屬材料具有優(yōu)良的綜合性能，金屬模具低成本快速制造成為RPN技術(shù)的努力目標(biāo)。世界先進(jìn)工業(yè)化國家的RPM技術(shù)在經(jīng)歷了模型與零件試制、快速軟模制造階段后，目前正向快速硬模即金屬模具制造(RMT)方向發(fā)展，RMT已成為國際RPN技術(shù)應(yīng)用研究開發(fā)的熱點(diǎn)?，F(xiàn)已提出的眾多RNT方法可分為由CAD數(shù)據(jù)

6、及RP系統(tǒng)制作的快速原型或其他實(shí)物模型復(fù)制金屬模具的間接法和根據(jù)CAD數(shù)據(jù)直接由RP系統(tǒng)制造金屬模具的直接法兩大類。下圖表示主要的金屬模具快速制造方法的基本工藝路線。直接法雖然受到關(guān)注，但由于尺寸范圍及精度、表面質(zhì)量、綜合機(jī)械性能等方面存在問題，離實(shí)用化尚有相當(dāng)差距，目前最成熟的RNT法是間接法。2、快速制模的實(shí)施方法在直接制模法尚不成熟的情況下，目前具有競爭力的RMT技術(shù)主要是粉末燒結(jié)、電鑄、鑄造和熔射等間接制模法。國內(nèi)外這方面的研究非?；钴S，有許多金屬模具間接快速制造技術(shù)的研究及應(yīng)用事例。如3Dsystems公司的基于SLA原型的粉末成形燒結(jié)+浸滲快速復(fù)制工藝、BadgerPattern公司的鋅合金噴涂+樹脂金屬復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)工藝和日產(chǎn)汽車公司的熔射快速制造金屬模具法等。具有代表性的RSP方法是用高速隋性氣體將熔化的金屬液體霧化，噴射在石蠟、塑料或陶瓷原型(通過SLA、SLS或LOM方法制造)上，生成一薄層金屬，補(bǔ)強(qiáng)背襯并除去原型后得到模具。此法可制作注塑模具和