先進制造工藝特種加工

1、1超精密加工技術(shù)特種加工技術(shù)的特點快速原型制造技術(shù) 高速加工關(guān)鍵技術(shù) 綠色加工技術(shù)及其應(yīng)用2345q 非傳統(tǒng)加工方法特點6機械過程q 非傳統(tǒng)加工方法分類按加工機理和采用的能源劃分）熱學(xué)過程電化學(xué)過程化學(xué)過程7復(fù)合過程工件（陶瓷滾柱）磁性材料磁極振動運動圖7-61 磁力拋光示意圖NS8q 發(fā)展趨勢圖7-62 EI 收錄文章數(shù)比較70年代80年代90年代20841104232142244424214441321252353316激光加工 電火花加工 超聲加工 電化學(xué)加工圖7-62反映了學(xué)術(shù)界和工程界對幾種非傳統(tǒng)加工方法的關(guān)注程度。9q 工作原理：利用工具電極與工件電極之間脈沖性火花放電，產(chǎn)生瞬時高

2、溫，工件材料被熔化和氣化。同時，該處絕緣液體也被局部加熱，急速氣化，體積發(fā)生膨脹，隨之產(chǎn)生很高的壓力。在這種高壓作用下，已經(jīng)熔化、氣化的材料就從工件的表面迅速被除去（圖7-63）。 4個階段： 1）介質(zhì)電離、擊穿，形成放電通道； 2）火花放電產(chǎn)生熔化、氣化、熱膨脹； 3）拋出蝕除物； 4）間隙介質(zhì)消電離（恢復(fù)絕緣狀態(tài)）。 圖7-63 電火花加工原理圖進給系統(tǒng)放電間隙工具電極工件電極直流脈沖電源工作液Real10圖7-64 電火花加工機床11q 工作要素12q 電火花加工類型圖7-65 電火花線切割原理圖XY儲絲筒導(dǎo)輪電極絲工件RealRealReal13電火花線切割機床圖7-66 電火花線切割

3、加工加工過程顯示14q 電火花加工特點q 電火花加工應(yīng)用15工作原理：工件接陽極，工具（銅或不銹鋼）接陰極，兩極間加直流電壓624V，極間保持0.11mm間隙。在間隙處通以 660m/S高速流動電解液，形成極間導(dǎo)電通路，工件表面材料不斷溶解，溶解物及時被電解液沖走。工具陰極不斷進給，保持極間間隙。 圖7-67 電解加工原理圖電解液直流電源泵工件陽極陰極進給工具陰極16q 電解加工特點q 電解加工應(yīng)用17 導(dǎo)電磨輪電解液電刷工作臺工件絕緣板導(dǎo)電基體磨料陽極膜q 電解磨削（圖7-68）18圖7-69 電子束加工原理圖控制柵極加速陽極電子束斑點旁熱陰極聚焦系統(tǒng)工件工作臺工作原理（圖7-69）19q

4、特點及應(yīng)用20q 工作原理（圖7-70）電源Real21混合氣體：氦約80%，氮約15%， CO2 約5%通過高壓直流放電進行激勵波長10.6m，為不可見光能量效率5% 15%反射凹鏡反射平鏡電極放電管CO2氣體冷卻水進口冷卻水出口激光高壓直流電源圖7-71 CO2激光器示意圖q 激光器22q 激光加工特點23q 激光加工應(yīng)用圖7-72 焦點位置對孔形狀影響Real24RealReal25圖7-74 激光焊接車身圖7-73 激光切割26q 工作原理（圖7-75） 變幅桿超聲波發(fā)生器圖7-75 超聲波加工原理圖振動方向工具換能器工作液噴嘴工件Real27圖7-76 超聲波加工機床圖7-77 超聲

5、波加工樣件28q 超聲波加工特點及應(yīng)用29q 工作原理：q 加工裝置（圖7-78）q 噴嘴材料及工作條件（表7-11） 項目 材料 孔徑/mm 至工件距離/mm 噴射角度/ 參數(shù)金剛石，藍寶石，淬火鋼0.0750.42.550030表7-11 噴嘴材料及工作條件圖7-78 水噴射加工裝置示意圖噴嘴閥控制器蓄能器供水器過濾器泵增壓器液壓裝置排水器工件射流d利用超高壓水（或水與磨料的混合液）對 工 件 進 行 切 割（或打孔），又稱高 壓 水 切 割 ， 或“水刀”。30q 工藝參數(shù)（表7-12，表7-13） 表7-12 水噴射加工常用工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 常用值 工藝參數(shù) 常用值 壓力/MPa 7

6、0450 噴射力/N 45135 流速/m/s 300900 功率/kW 1040 流量/L/s 2.5 7.5 磨料耗量/kg/min 0.10.3工藝參數(shù)、效率、精度 石材 玻璃 ABS塑料 皮革 工件厚度/mm 25 12 2.8 4.45 噴嘴孔徑/mm 0.3 0.3 0.1 0.1 流體壓力/MPa 400 400 258 300 切割速度/m/min 0.1 0.1 0.85 0.55 切縫寬度/mm 0.5 0.5 0.2 0.2 切割精度/mm 0.05 0.05 表面粗糙度/m Ra12.5 Ra12.5 表7-13 幾種材料高壓水切割參數(shù)31 323334 制造業(yè)技術(shù)及管

7、理水平與發(fā)達國家具有較大差距；產(chǎn)品結(jié)制造業(yè)技術(shù)及管理水平與發(fā)達國家具有較大差距；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)檔次低，技術(shù)結(jié)構(gòu)落后構(gòu)檔次低，技術(shù)結(jié)構(gòu)落后 ；市場快速反應(yīng)能力差；制造業(yè)不；市場快速反應(yīng)能力差；制造業(yè)不能滿足國內(nèi)需求的情況比較嚴重；主導(dǎo)產(chǎn)品的技術(shù)來源大多能滿足國內(nèi)需求的情況比較嚴重；主導(dǎo)產(chǎn)品的技術(shù)來源大多依賴外國。依賴外國。3536 37原材料初級生產(chǎn)商制造商再制造商用戶（維修）再制造再循環(huán)再利用圖3- 機電產(chǎn)品的物流示意圖3839退役發(fā)動機拆解清洗檢測再制造加工檢測裝配包裝整機測試再制造發(fā)動機報廢原廠新配件報廢易損件可再制造件完好件合格件不合格件不可再制造件發(fā)動機再制造擬采用的工藝流程圖易損件：易損件

8、：主軸瓦、橡膠管、汽缸墊、油封完好件：完好件：進氣管總成、前后排氣歧管、油底殼、齒輪室可再制造件：可再制造件：缸體總成、連桿總成、曲軸總成、噴油泵總成、缸蓋總成40廢舊發(fā)動機回收進廠在拆解車間分解拆卸對零部件進行高溫化學(xué)清洗利用熱噴涂技術(shù)修復(fù)發(fā)動機機座利用納米電刷鍍技術(shù)修復(fù)曲面利用粘涂技術(shù)修復(fù)汽缸結(jié)合面絎磨缸套使其達到新品標(biāo)準連桿加工設(shè)備使其達到新品標(biāo)準再制造零部件檢測后進行裝配再制造發(fā)動機進行試車考核噴漆裝箱，發(fā)動機再制造完成汽車發(fā)動機的再制造生產(chǎn)流程汽車發(fā)動機的再制造生產(chǎn)流程4142設(shè)計制造使用維修報廢減量化再利用再制造再循環(huán)機電產(chǎn)品全壽命周期基礎(chǔ)理論與共性技術(shù)機電產(chǎn)品全壽命周期評價指標(biāo)體系與方法廢舊機電產(chǎn)品循環(huán)利用決策理論及方法機電產(chǎn)品再循環(huán)回收和使用技術(shù)廢舊機電產(chǎn)品再制造中的科學(xué)技術(shù)問題循環(huán)型制造和再制造循環(huán)型制造和再制造基于基于4R的基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)結(jié)構(gòu)體系43 4445誤差源e1e2.en現(xiàn)有系統(tǒng)被補償對象運動合成誤差信號發(fā)生同步反向輸出誤差預(yù)防誤差預(yù)防誤差補償誤差補償(靜態(tài)靜態(tài)&動態(tài)動態(tài))加工精度加工精度誤差源誤差源加工過程加工過程加工誤差加工誤差檢測檢測誤差信號誤差信號建模與預(yù)報建模與預(yù)報補償補償+_46 圖3- 熱噴涂原理4748 49 50綠色制造的體系結(jié)構(gòu)綠色制造的體系結(jié)構(gòu)51綠色加工工藝技術(shù)綠色加工工藝技術(shù)52 圖