GBW92外圓滾壓裝置設(shè)計(jì)(論文-DWG圖紙)

PAGEPAGEIIGBW92外圓滾壓裝置設(shè)計(jì)(論文+DWG圖紙)摘要本說明書詳細(xì)介紹了車滾壓的加工原理，而且以活柱筒為例，詳細(xì)設(shè)計(jì)了一個用于活柱筒外圓加工的車滾壓裝置，最后仔細(xì)分析了本裝置的適用范圍和經(jīng)濟(jì)價值等內(nèi)容?；钪驳耐鈭A加工通常采用(車—磨)等工序，但是本裝置采用一種新的方法——滾壓加工，來實(shí)現(xiàn)外圓表面的粗糙度的要求，而且滾壓加工還有提高工件硬度、耐磨性、耐腐蝕性等在切削加工中無法得到的特性。本裝置只需對普通車床加以改造，把大托板上的刀架換成本裝置，就可以實(shí)現(xiàn)精密加工的效果。本裝置適用于幾乎所有外圓表面加工，而且對那些對表面有較高要求的工件，更能發(fā)揮出本裝置的優(yōu)勢。本裝置是一種工藝裝備，而且結(jié)構(gòu)簡單，對于一般的廠家都有能力自行設(shè)計(jì)并制造出適合其產(chǎn)品的車滾壓裝置。關(guān)鍵詞：車滾壓、外圓、滾子、粗糙度

SummaryThespecificationexpoundsthelathing-grindingprocessingprinciple,takesInnerpropdrumasanexampleindesigningalathing-grindingdeviceusedinouter-circleprocessingofInnerpropdrumindetails,andatlastanatomizestheapplicationscopeandeconomicvaluemultipliedwithotherinformationofthisinstallation.Theouter-circleprocessingofInnerpropdrumusuallyusesaworkingprocedure,calledLathing—Grindingandsoforth.However,thisdevicementionedaboveadoptsanewwaynamedRollingprocessing,aimingatachievingtherequestsofcoarsenessdegreeofouter-circle,improvingtheunobtainablecharacteristicsoftheworkpiecesintheprocessofCutting,suchashardness,abrasiveresistanceaswellastarnishresistanceandsoon.TheprecisionfinishingcouldcomeintoeffectaslongastheenginelathesarereconstructedandthetoolholdersonthesplintsareexchangedwiththeLathing-Grinding,whichcouldapplytoeveryouter-circlesurfaceprocessingandmoreovermakefulluseofitwithreferencetothoseworkpieceswhosesurfaceprocessingcallsforahigherdemand.Almosteveryecumenicalmanufacturercouldhavethecapabilitytoproducesuitablelathing-grindingdevicesallbythemselves,becausethisdevice,astechnologicalequipment,isofsimpleconfiguration.Keywords:Lathing-Grinding、Outer-circle、Roller、Coarsenessdegree目錄摘要……………ⅠSummary………………………Ⅱ第1章緒論…………………11.1選題意義……………11.2滾壓加工的概況……………………11.2.1滾壓加工的概念……………11.2.2滾壓加工的原理……………11.2.3滾壓加工的特點(diǎn)及其應(yīng)用場合……………21.2.4滾壓加工的分類……………21.3本文主要研究內(nèi)容…………………4第2章設(shè)計(jì)方案的確定……………………52.1設(shè)計(jì)參數(shù)……………52.2設(shè)計(jì)方案的確定……………………5第3章工作參數(shù)的選擇……………………73.1滾壓力………………73.2過盈量……………73.3滾壓速度……………83.4滾壓進(jìn)給量…………83.5切削用量……………83.6工件原始表面質(zhì)量…………………93.7冷卻液………………9第4章主要結(jié)構(gòu)的確定及校核……………104.1滾子設(shè)計(jì)及計(jì)算……………………104.1.1滾子的設(shè)計(jì)…………………124.1.2滾子的失效分析……………124.2滾壓器的尺寸計(jì)算…………………134.3軸承的選擇及計(jì)算…………………154.3.1軸承的受力分析……………154.3.2軸承壽命計(jì)算………………164.4導(dǎo)軌的選定…………164.5其余結(jié)構(gòu)的確定……………………174.5.1滾壓過盈量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)……174.5.2吃刀深度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)………174.5.3車刀的選用…………………174.5.4擋屑裝置……………………184.5.5冷卻裝置……………………18第5章外圓滾壓加工注意事項(xiàng)……………19第6章車滾壓的加工效果…………………206.1尺寸精度和表面粗糙度………………206.2金屬內(nèi)部的物理變化…………………206.3表面性能的變化………21第7章車滾壓裝置的用途…………………22第8章經(jīng)濟(jì)價值分析………23結(jié)論……………24致謝……………25參考文獻(xiàn).………………………26專題快速制模技術(shù)…………27附錄1……………36附錄2……………4245-第1章緒論1.1選題意義對于活柱筒的外圓表面加工，按照傳統(tǒng)加工方法(車—磨)，雖然也能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但是，隨著產(chǎn)量的增加，設(shè)備需要量也加大，輔助時間加長。在這種情況下，我們可以利用CA6140等普通車床，加裝一種外圓車滾壓裝置。該裝置對外圓柱面同時進(jìn)行切削和滾壓加工，能獲得一定的精糙度和抗疲勞強(qiáng)度。通過這個裝置，不僅可能穩(wěn)定地控制了活柱筒的表面質(zhì)量，而且提高了加工效率,進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。1.2滾壓加工的概況1.2.1滾壓加工的概念滾壓加工是用滾柱滾壓金屬表面，將表面凸起部分碾壓到凹陷部分，加工成平滑如鏡的表面。與切削加工不同，滾壓加工是一種塑性加工。

滾壓加工的工件不僅表面粗糙度瞬間可以達(dá)到Ra0.1～0.8μm，而且由于加工硬化提高其耐磨耗性的同時疲勞強(qiáng)度提高30%，擁有在切削加工中無法得到的特性。由于可簡單而低成本的進(jìn)行零部件的超精密加工，滾壓加工日益被以汽車產(chǎn)業(yè)為首的精密機(jī)械、化學(xué)、家電等產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)勢。1.2.2滾壓加工的原理圖1-1滾壓加工原理圖如圖所示，根據(jù)金屬變形的理論，工作表面在外力的作用下，被滾壓金屬的原子間距離會暫時發(fā)生變動或晶粒間產(chǎn)生滑移。當(dāng)外力達(dá)到一定數(shù)值時，被加工表面金屬除產(chǎn)生彈性變形外，還會有塑性變形（即金屬的殘余變形）。由于塑性變形，不僅零件被加工表面的形狀發(fā)生了變化，而且，其組織結(jié)構(gòu)和物理性能也發(fā)生了變化，使金屬被滾壓層的組織變得緊密。晶粒變細(xì)、晶粒形狀也沿著變形最大的方向延伸。同時在被滾壓金屬表面層內(nèi)產(chǎn)生極大的壓縮應(yīng)力，使金屬表面得到強(qiáng)化，提高了表面層的硬度；熨壓平了微觀不平度，大大降低了零件的表面粗糙度。被滾壓金屬表面的強(qiáng)度極限、屈服極限和疲勞極限行也都有所提高，但其相對延伸率和沖擊強(qiáng)度則有所降低。這就使零件的抗腐蝕能力有所增加，使用性能也得到了改善。滾壓加工時，在碾入?yún)^(qū)域滾柱將與切削加工面接觸并漸漸加壓，在塑性變形區(qū)域接觸壓力超過材料的屈服點(diǎn)，產(chǎn)生局部塑性變形。在滾柱下端最大負(fù)載作用后，在平滑區(qū)域開始彈性復(fù)原，滾柱漸漸與加工表面分離。在滾壓器的滾壓下，工件表面的不平度波峰和波谷被熨平和填平，故在一定的有效范圍內(nèi)，提高了工件的加工精度。1.2.3滾壓加工的特點(diǎn)及其應(yīng)用場合1.滾壓加工的特點(diǎn)滾壓加工是一種無屑光整加工方法。它是在常溫狀態(tài)下，利用硬材料（如淬火鋼、硬質(zhì)合金以及紅寶石等）制成的工具，對被加工零件表面施加一定的壓力，使表面層金屬產(chǎn)生塑性變形，改變金屬表面層的組織結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，以達(dá)到光整表面，校正工件幾何形狀，提高加工精度的目的。由于滾壓的結(jié)果，零件表層金屬中產(chǎn)生了極大的壓縮應(yīng)力，因而強(qiáng)化了表面層金屬，提高了強(qiáng)度極限、屈服極限和疲勞極限，使用零件表面產(chǎn)生一層冷硬層，增加了其耐磨性和謝腐蝕性能。從而，改善了零件的使用性能。2.滾壓加工的應(yīng)用場合滾壓加工常用于加工內(nèi)圓表面、圓柱面、圓錐面、開式圓弧表面、絲桿螺紋表面、齒輪齒形表面和平面以及一些不易加工的特殊形狀表面等到。工件的材料可以是鋼、鑄鐵或有色金屬。滾壓加工工藝簡單，易于掌握，又不需要昂貴的專用設(shè)備，大、中、小型工廠企業(yè)均可采用，適用性強(qiáng)，是一種生產(chǎn)效率高能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的加工方法，具有較高的應(yīng)用價值。1.2.4滾壓加工的分類1.滾壓加工的分類滾壓加工在目前還沒有統(tǒng)一的分類方法。按加工原理大致可分為單珠（柱）式滾壓加工、多珠（柱）行星式滾壓加工、旋風(fēng)式滾壓加工、脈沖式滾壓加工、輪式滾壓加工、鏜滾壓復(fù)合加工以及車滾壓復(fù)合加工等。單珠（柱）式滾壓加工主要用于外圓、內(nèi)孔、平面和絲杠螺紋表面的滾壓加工，多珠（柱）行星式滾壓加工主要用于直徑較大的內(nèi)孔表面的加工；旋風(fēng)式滾壓加工主要用于外圓表面的加工，特別是用于細(xì)長桿圓柱表面的加工，效果更為顯著；脈沖式滾壓加工用于內(nèi)孔表面加工，并能加工不通孔和非對稱間斷表面類型的孔，對于壁厚不均勻的內(nèi)孔，采用脈沖式馮壓加工，能獲得較細(xì)的內(nèi)孔表面粗糙度和較高的精度；輪式滾壓加工用于大直徑深孔的加工，對于直徑大于400mm，孔深超過去10m的大直徑深孔，采用輪式滾壓加工，能獲得較理想的內(nèi)孔表面粗糙度和精度；鏜滾復(fù)合加工用于內(nèi)孔加工，深孔加工特別常用。2.車滾壓加工車滾壓加工是由車滾壓機(jī)床來實(shí)現(xiàn)的，車滾壓機(jī)床主要由滾壓器、車刀架、頂尖、冷卻系統(tǒng)和普通車床組成，其中車刀架位于滾壓器前，車刀緊挨著滾壓器，使車削滾壓同時順序進(jìn)行。3.車滾壓的加工條件(1)加工前表面

由于滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形狀（即加工前狀態(tài)）的影響。

如果加工前表面狀態(tài)粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），則不能將凸起部分完全添埋凹陷部分，造成加工表面粗糙。

另外，凸起部分的形狀也影響加工后的表面。由車床或鏜床單點(diǎn)切削得到的規(guī)則的凹凸形狀，且為容易碾壓的高度時，可得到最理想的表面。一般加工前的表面狀況越好，加工后的表面狀況越好，同時滾壓頭的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。

(2)加工前尺寸

由于滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工前后工件的直徑將發(fā)生變化（內(nèi)徑將擴(kuò)大，外徑將減?。?。為了能加工到尺寸公差范圍內(nèi)，應(yīng)考慮這個變化量決定前工序的尺寸。直徑的變化量與工件的材質(zhì)、硬度、滾壓量有關(guān)，所以最初進(jìn)行2～3次試加工后決定其尺寸。

(3)驅(qū)動機(jī)械

滾壓加工與切削加工不同，不需大扭矩，小功率車床也可以使用。

(4)加工部分的壁厚

滾壓加工是用滾柱滾壓加工部分的表面，使其致密化。所以，為了能夠承受加工壓力，待加工部分應(yīng)有充分的壁厚（內(nèi)徑的20%）。壁厚太薄或部分薄時，加工后將發(fā)生起伏或真圓度下降。

通常按以下方法解決這個問題：①減少滾壓量；②利用夾具支撐外周；③在削薄壁厚以前實(shí)施滾壓加工。

(5)加工部分的硬度

滾壓頭可加工的工件硬度上限值為40HRC，但是也特制加工高硬度工件(硬度上限值為55HRC)用的滾壓頭。滾壓加工高硬度工件時，加工部分由于承受壓力大，工具壽命縮短。所以為得到所需精度的加工面，主要措施是減少滾壓量。

(6)轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量

向右旋轉(zhuǎn)滾壓頭進(jìn)行滾壓加工；也可固定滾壓頭，工件旋轉(zhuǎn)也可得到同樣結(jié)果。轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度根據(jù)加工直徑不同而不同。4.車滾壓加工的優(yōu)點(diǎn)一、滾壓效率明顯高于磨削，而且質(zhì)量穩(wěn)定；二、造價低，調(diào)整方便，減少輔助時間；三、滾壓后表面得以強(qiáng)化提高活柱簡的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益顯著。1.3本文主要研究內(nèi)容一、采用合理的結(jié)構(gòu)，同時進(jìn)行車削和滾壓加工；二、設(shè)計(jì)合適的滾子以及所需的相關(guān)的計(jì)算；三、采用合理的冷卻系統(tǒng)；四、采用有效的微量進(jìn)給系統(tǒng)；五、采用合理的結(jié)構(gòu)便于機(jī)械的安裝、維修和調(diào)節(jié)。

第2章設(shè)計(jì)方案的確定2.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容：活柱筒的外圓加工工件材料：27SiMn加工方法：車滾壓加工要求：外徑為內(nèi)徑為75mm粗糙度Ra0.8μm直線度為選用機(jī)床：CA61402.2設(shè)計(jì)方案的確定活柱筒外圓的車滾壓加工是用車滾壓機(jī)床來實(shí)現(xiàn)的，車滾壓機(jī)床就在普通車床加裝車滾壓裝置，車滾壓裝置是由車刀和滾壓器組成的，車刀在滾壓器前面，使車削滾壓同時順序進(jìn)行。裝置后面用一特殊的堆堵用來同車床卡盤一起定位活拄筒，此外還有冷卻系統(tǒng)是用來降低車削和滾壓溫度的。如下圖所示，該裝置安裝在車床大托板的燕尾槽導(dǎo)軌上，其車削動作是由搖動車刀架手柄實(shí)現(xiàn)的，搖動手柄使車刀徑向進(jìn)給或后退，并按安裝在車刀架上的百分表指示來控制加工尺寸，保證滾壓余量。滾壓動作是由均習(xí)分布的滾子來實(shí)現(xiàn)的，滾子被支承架限制在等分的圓周上，工作時徑向滾壓力由跑道承受，因滾子在360°度圓周上均布，使向心力具有自動定心作用，滾壓力的軸向分力則傳給套，再通過止推軸承傳給軸承套，軸承套通過調(diào)整螺母傳遞給外殼。跑道內(nèi)孔有個小錐度，通過調(diào)整螺母調(diào)節(jié)滾子在跑道上的相對位置，從而實(shí)現(xiàn)微量調(diào)節(jié)。工作時，車床主軸上的卡盤卡住活柱筒不用加工的一頭，工件的另一頭用與工件加工要求的尺寸一致的一個特制的長錐堵頂著。長錐堵的長度應(yīng)略長于滾壓裝置，這樣當(dāng)滾壓完畢后可以把滾壓裝置完全退到錐堵上，以便換件，繼續(xù)下一個工件的加工。為了防止車削過程中鐵屑和冷卻液四外飛濺，在前后加裝擋板，為了便于在加工過程中觀察加工情況，把位于可視車削過程的部位換成一個可方便打開的擋板。圖2-1車滾壓裝置簡圖

第3章工作參數(shù)的選擇3.1滾壓力滾壓力是滾壓過程中的主要參數(shù)，滾壓力的大小直接關(guān)系到工件表面的變形程度和加工效率，滾壓力的確定是比較復(fù)雜的，因?yàn)橛绊憹L壓力的因素很多．材料的強(qiáng)度和硬度越高，原始表面粗糙度值越大。滾壓元件直徑越大，進(jìn)給量越大，則滾壓力相應(yīng)的也越大。滾壓力選取過大，滾壓后粗犍度不但得不到降低，相反會引起表面金屬疲勞，出現(xiàn)起皮現(xiàn)象。滾壓力的選擇是有一定范圍的，直觀的辦法是調(diào)節(jié)滾壓量來控制滾壓力的大小，并根據(jù)滾壓后的零件表面粗糙度來判斷滾壓力是否合適。3.2過盈量滾壓過盈量的選擇，原則上應(yīng)盡量使用較小的滾壓力，保證精度和粗糙度的要求。選擇過盈量不僅要考慮工件的塑性變形量，而且要考慮到工件在半徑方向上的彈性變形量?；钪餐鈭A滾壓裝置的安裝尺寸為被加工圓柱筒的最小尺寸。以尾座孔活頂尖外套直徑來調(diào)整滾柱所在圓直徑，每次調(diào)整到滾壓試件的尺寸及粗糙度滿足要求后，再投入批量生產(chǎn)。根據(jù)文獻(xiàn)[1]，滾壓的過盈量按下式選取：式中：—過盈量，滾壓前滾子的對刀尺寸與車刀對刀尺寸之差；—壓下量，滾壓后軸徑實(shí)際尺寸與滾壓前車刀對刀尺寸之差；—彈性恢復(fù)量，在擠壓作用下，高度內(nèi)，一部分金屬產(chǎn)生塑性變形產(chǎn)生，一部分產(chǎn)生彈性變形?！獢U(kuò)張量，其大小與機(jī)床工藝剛度，切削用量（）大小，工件的外形是否規(guī)則，彎曲度大小有關(guān)。根據(jù)不同的工件材質(zhì)，、、選取不同數(shù)值，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，過盈量一般選取=0.15~0.25mm為宜，后面就以=0.25mm來計(jì)算。3.3滾壓速度滾壓速度對加工表面的粗糙度及強(qiáng)化程度的影響不大，增大滾壓速度可提高生產(chǎn)效率。但速度過高會引起振動，同時還會增高工件與工具的溫升。經(jīng)過多次試驗(yàn),將活柱筒滾壓速度定為72～78m／min。3.4滾壓進(jìn)給量圖3-1進(jìn)給量與殘留高度的關(guān)系進(jìn)給量是滾壓加工中的主要工藝參數(shù)它直接影響到滾壓后工件表面的粗糙度和加工效率。從中可以看出，決定殘留高度h的因素為滾壓元件圓弧半徑R和進(jìn)給量,進(jìn)給量愈小,則表面殘留高度h愈小。因此，較小的進(jìn)給量有利于降低表面粗糙度，但進(jìn)給量增大可提高生產(chǎn)率。由于滾柱滾壓接觸面積較大,能承受較大滾壓力,可選取較大的進(jìn)給量。通過試驗(yàn)，對進(jìn)給量的選擇一般為f=(0.01～0.02)dmm／r，取f=0.3mm／r試驗(yàn)效果良好。3.5切削用量有關(guān)試驗(yàn)證明，加工高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼27SiMn時，欲保證高質(zhì)量、高效率條件下刀具的耐用度（t=40min）,選用普通硬質(zhì)合金刀片遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了要求，刀具常因過大磨損導(dǎo)致軸的粗造度值上升，故采用YW2、726等普通硬質(zhì)合金涂層刀片，能取得滿意的效果。根據(jù)文獻(xiàn)[1]記載，切削深度為=2~3mm。由于切削和滾壓是同時進(jìn)行的，二者必然是同一進(jìn)給量和切削（滾壓）速度。所以車刀切削速度也為72～78m／min，已知工件直徑為92mm,轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)數(shù)n=250~270r/min,查CA6140主要技術(shù)參數(shù)可得，相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)V有250r/min，所以滾壓時選取車床轉(zhuǎn)數(shù)為250r/min，進(jìn)給量取f=0.3mm／r即可。3.6工件原始表面質(zhì)量活柱筒材料是27SiMn，調(diào)質(zhì)硬度HB270—310,因而可塑性較差，如果滾壓前加工表面過于粗糙，滾壓力大，將導(dǎo)致滾柱磨損，影響滾壓質(zhì)量。一般滾壓預(yù)加工表面粗糙度以Ra6.3最佳。3.7冷卻液合理選擇使用冷卻潤滑液，可使切削溫度降低至約150oC，使切削力降低15％一30％，提高刀具和滾柱的使用壽命，并能清除切屑和減小摩擦，從而提高滾壓質(zhì)量。通常選用一般的防銹乳化液為宜，可由車床水泵供給，但應(yīng)有沉淀過濾裝置，保持乳化液的清潔。

第4章主要結(jié)構(gòu)的確定及校核4.1滾子設(shè)計(jì)及計(jì)算第5章外圓滾壓加工注意事項(xiàng)一、外滾壓加工配套設(shè)備精度要求：車床主軸徑向跳動在0.04mm以下,尾架中心與主軸中心同軸度要求0.03mm。車床導(dǎo)軌剛性要求較高，其直線度為0.06mm/m。這樣才能保證滾壓加工尺寸精度和表面精度的穩(wěn)定性。二、滾壓加工中要使用冷卻液。一般采用乳化液來降低滾壓加工過程溫度和沖掉工件外圓表面的屑末，特別是當(dāng)車削～滾壓聯(lián)合使用時，要以一定的壓力進(jìn)行冷卻潤滑，并沖掉車削下來切屑。否則，這些切屑會夾雜到滾壓裝置中去，影響滾壓加工效果，甚至劃傷滾壓裝置的滾柱，使?jié)L壓加工無法進(jìn)行。三、滾壓加工中途不宜停車。不然，滾壓裝置中的滾柱會在工件停留處壓出一道環(huán)形槽而無法消除。若遇到特殊情況一定要停車時，應(yīng)及時退出滾壓裝置。四、提高工件表面粗糙度，有利于滾壓加工效果。在預(yù)加工粗糙度達(dá)Ra1.6時，只要過盈量合適，粗糙度可達(dá)Ra0.2以上。但當(dāng)預(yù)加工粗糙度只有Ra6.4～Ra3.2，加工表面有振動亂刀紋時，那么較深的刀紋不能被滾壓光，這只有增加過盈量再次滾壓。如果孔的橢圓度和錐度過大，滾壓后上述缺陷仍然存在，同時粗糙度大。因此，預(yù)加工表面最好小于Ra3.2，幾何精度在一、二級以上，能獲得小的粗糙度，較理想的精度。五、滾壓的次數(shù)不宜太多。一次滾壓效果最為顯著，可降低粗糙度2～3級。二、三次次之。車滾壓一般就加工一次，如果效果不理想，也是調(diào)結(jié)其它參數(shù)。

第6章車滾壓的加工效果6.1尺寸精度和表面粗糙度事實(shí)試明，用該裝置滾壓后，尺寸能穩(wěn)定地控制在軸的尺寸公差范圍內(nèi)，而且表面粗糙度也能穩(wěn)定達(dá)到。滾壓時，滾柱將零件表面的波峰壓下，產(chǎn)生塑性變形，填入波谷中去，從而使表面粗糙度提高。如下圖所示：圖6-1滾壓時零件表面情況影響表面粗糙度的主要因素：一、原始表面質(zhì)量：滾壓前車削的表面質(zhì)量必須達(dá)到Ra3.2μm以上，且要求整個表面均勻、平整、無劃傷，經(jīng)滾壓后才可以保證加工件達(dá)到粗糙度Ra0.8μm。二、滾壓過盈量：過盈量的大小直接影響著金屬的變形。過盈量太小不能使原始表面的波峰壓下去，達(dá)不到理想的粗糙度；過盈量太大，零件表面局部應(yīng)力很大，以到長超過材料本身的強(qiáng)度，造成零件表面破裂、剝落，反而破壞了表面粗糙度。三、加工零件的材料機(jī)械性能：主要是材料的硬度及延伸率。一般軟而塑性好的材料比較容易提高表面粗糙度，宜采用較大的滾壓過盈量。6.2金屬內(nèi)部的物理變化在車滾壓加工過程中，車刀的車削作用使加工面產(chǎn)生了冷加工硬化，滾壓使原有的金屬表面進(jìn)一步產(chǎn)生塑性變形，冷加工硬化程度加強(qiáng)，改變了表層金屬材料的機(jī)械性能（屈服極限、強(qiáng)度極限提高，延伸率、沖擊韌性降低）。一般冷硬層的厚度在1.5mm左右，冷硬層的硬度分布為表層最硬，約比心部提高25﹪左右，延壁厚方向硬度向心部遞減，直至與心部硬度相同。金屬表面經(jīng)過滾壓加工以后產(chǎn)生了塑性變形，變形隨深度的增加而減少。塑性變形區(qū)再往里是彈性變形區(qū)，當(dāng)外力消除后，變形也就消除了。在塑性變形區(qū)中，表層產(chǎn)生很大的殘余壓縮應(yīng)力。6.3表面性能的變化經(jīng)過車滾壓裝置加工的零件的表面耐磨性、耐蝕性和疲勞強(qiáng)度均的提高。以下介紹表面性能提高的原因。耐磨性提高的原因：零件表面經(jīng)過滾壓以后，表層產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象，表面硬度提高。經(jīng)過滾壓后的表面有較大的支承面積，表面的承載能力加大。零件表面經(jīng)過擠壓，初磨損很小。滾壓加工過的表面，其波峰形狀特別有得產(chǎn)生穩(wěn)定的油膜，有利于潤滑。耐蝕性提高的原因：零件表面經(jīng)過滾壓以后，表面晶粒細(xì)化，組織致密，使化學(xué)反應(yīng)不易產(chǎn)生并不易沿晶界深入。表面強(qiáng)度提高的原因：工件滾壓后的表面形成有利的殘余壓縮應(yīng)力，減少表面應(yīng)力集中現(xiàn)象。表層的硬度、強(qiáng)度提高。

第7章車滾壓裝置的用途本工藝裝備的用途是加工外圓柱面，讓車、滾壓一次完成，從而縮短加工工時，此外經(jīng)過滾壓加工的工件不僅表面粗糙度瞬間可以達(dá)到Ra0.1～0.8μm，而且由于加工硬化提高其耐磨性的同時疲勞強(qiáng)度提高30%，擁有在切削加工中無法得到的特性。滾壓加工能解決目前某些工藝方法不易實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題。例如對特大形缸體的加工。滾壓加工使用范圍廣，在各大、中及小型工廠均能使用，因?yàn)樵谒辛慵脑O(shè)計(jì)中，圓柱形結(jié)構(gòu)是比較常用的，對于對表面有較高要求的軸或筒類零件一般都能用車滾壓加工。不論是從加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本等方面來看，滾壓加工都是一項(xiàng)比較優(yōu)越的加工方法。在某些方面，它完全可代替精磨、研磨、珩磨等光整加工。車滾壓裝置只算是工藝裝備，并不適合批量生產(chǎn)，其只能算一個專用加工設(shè)備，除了加工外圓表面，基本沒有其它用途。而且其工藝范圍還是有限的，現(xiàn)在一些有更高精度要求的處圓表面光有滾壓加工就難以實(shí)現(xiàn)了。雖然市場上沒有相應(yīng)的產(chǎn)品，但是車滾壓是由普通車床改裝而成的，結(jié)構(gòu)也比較簡單，一般工廠都有能力自行改裝，所以這種技術(shù)的推廣還有有前途的?？梢钥闯觯恍A柱表面有精糙度、耐磨性以及抗疲勞強(qiáng)度要求的零件，最適合采用車滾壓加工。目前，在單體液壓支柱活柱筒外圓的加工中，不少廠家均采用車滾壓的方法，一些軸類零件的加工，特別是長軸類零件，也有采用車滾壓加工的。

第8章經(jīng)濟(jì)價值分析對于粗糙度要求Ra0.8μm的外圓加工有多種加工方法都能實(shí)現(xiàn)，例如粗車—精車—粗磨—精磨、粗車—精車—滾壓、粗車—珩磨等。零件的經(jīng)濟(jì)價值主要體現(xiàn)在設(shè)備成本和加工效率兩個方面，下面依次與車滾壓相比較：粗車—精車—粗磨—精磨共有四道工序組成，而車滾壓只需一道工序，項(xiàng)多在車滾壓前加一道粗車工序，所以前者使用的設(shè)備明顯多于車滾壓，而且車滾壓的加工時間要比者少多了,而且磨削的加工不穩(wěn)定。粗車—精車—滾壓是把車削和滾壓分開加工，而且采用的滾壓裝備及方式還有所不同，常用滾壓器進(jìn)行滾壓加工，其加工質(zhì)量遠(yuǎn)比不上車滾壓，而且加工效率也比不上車滾壓，因?yàn)樵摲N滾壓器滾壓通常要滾壓二到三次。從車設(shè)備成本上兩種差別不大。粗車—珩磨，工作效率要比車滾壓低些，但是要求的設(shè)備要比車滾壓高些。因?yàn)殓衲バ枰衲C(jī)，而車滾壓只須普通車床即可。經(jīng)過比較可以看出，車滾壓無論在設(shè)備成本，還是加工效率上都其優(yōu)勢，而且車滾壓加工的表面還具有一定的抗疲勞性和抗腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，故在產(chǎn)品銷售上更有優(yōu)勢，總的來說車滾壓還是有較大經(jīng)濟(jì)價值的。某廠采用本方法加工單體液壓支拄的活柱筒外表面，質(zhì)量好，尺寸穩(wěn)定，誤差在±0.001mm范圍內(nèi)，表面粗糙度可達(dá)到Ra0.4～0.2。該廠組裝了4臺這樣的滾壓器，使產(chǎn)品的年產(chǎn)量達(dá)到10萬根以上。生產(chǎn)效率有了很大的提高，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效果。

結(jié)論在緒論中已經(jīng)把滾壓加工的原理和分類等介紹了很詳細(xì)了，滾壓加工在加工質(zhì)量上還是有其優(yōu)勢的。車滾壓裝置充分利用了滾壓加工的特點(diǎn)，而且利用現(xiàn)在比較常見，甚至可以說有點(diǎn)過時的普通車床加以改造而成，可以加工出較好質(zhì)量的產(chǎn)品，這也算是一種對資源的充分利用。由于車滾壓中只對車床主軸的跳動有明確的要求，所以只要車床不是因?yàn)橹鬏S跳動滿足不了加工要求而報廢外，其它原因?qū)е碌膱髲U機(jī)床完全可以用來改造成車滾壓加工裝備，而且加工效果不會有什么影響，這也算是一種對廢物的再利用?，F(xiàn)今外圓加工往往采用(車—磨)等工序，但是本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處在于其采用滾壓加工來實(shí)現(xiàn)外圓表面的粗糙度的要求，這樣不僅可以比通常采用的(車—磨)工序更省時，而且所加工的圓柱面還具有一定的抗疲勞強(qiáng)度。工廠生產(chǎn)的目的在很在程度上就是為了利潤，如何用最低的成本制造出最好的產(chǎn)品是工廠最關(guān)心的，一般情況下這兩者是相互矛盾的。但是車滾壓裝置卻能比較好實(shí)現(xiàn)了這個目標(biāo)，我想這就是本裝置的最大優(yōu)勢。事實(shí)證明，車滾壓在實(shí)際應(yīng)用能收到了良好的效果，它車削削、滾壓平穩(wěn)，被加工缸體表面質(zhì)量穩(wěn)定，完全達(dá)到了圖紙的要求，而且它還具有效率高、耐用度高、結(jié)構(gòu)合理、工序集中、輔助時間短、操作方便、勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，因此車滾壓裝置還是有較大的使用和推廣價值。

致謝大學(xué)時光彌足珍貴的，大學(xué)的四年學(xué)習(xí)生活是豐富多彩的，是充實(shí)而有意義。大學(xué)四年來我一直認(rèn)真學(xué)習(xí)本專業(yè)知識，所以專業(yè)課方面有了很大的提高，在設(shè)計(jì)中掌握了大量有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面的理論知識，在畢業(yè)實(shí)習(xí)中又將大量的理論知識運(yùn)用于實(shí)踐，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了實(shí)踐基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我又強(qiáng)化了專業(yè)了知識的實(shí)際運(yùn)用能力，收獲頗豐。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也得到了院領(lǐng)導(dǎo)、各位機(jī)制教研室的老師們、雞西校辦工廠等的大力支持和幫助，特別是我的導(dǎo)老師—牛曙光老師的大力幫助，指導(dǎo)和極大的關(guān)懷與幫助。沒有所有辛勤培育我的老師們就沒有我今天所取得的一切成績。所以在此向各位領(lǐng)導(dǎo)、老師、工人師傅及在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示衷心的感謝。愿我最敬愛的老師們工作順利，身體健康，合家歡樂，心想事成。

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專題快速制模技術(shù)模具是制造業(yè)中使用量大、影響面廣的工具產(chǎn)品。沒有型腔模、壓鑄模、鑄模、深拉模和沖壓模，就無法生產(chǎn)出被廣泛應(yīng)用和具有競爭價格的塑料件、合金壓鑄件、鋼板件和鍛件。在現(xiàn)代批量生產(chǎn)中，沒有高水平的模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品，它對企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本也有重要的作用。據(jù)國外最新統(tǒng)計(jì)分析，金屬零件粗加工的75%、精加工的50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。因此，模具工業(yè)也被稱為“皇冠工業(yè)”。由于市場競爭的日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，多品種小批量將成為制造業(yè)的重要生產(chǎn)方式，在這種情況下，制造業(yè)對產(chǎn)品原型的快速制造和模具的快速制造提出了強(qiáng)烈的要求。高速加工技術(shù)的出現(xiàn)，為模具制造技術(shù)開辟了一條嶄新的道路。快速制模技術(shù)是一種快捷、方便、實(shí)用的模具制造技術(shù)。特別適用于新產(chǎn)品開發(fā)試制、工藝驗(yàn)證和功能驗(yàn)證以及多品種小批量生產(chǎn)。快速制模技術(shù)特點(diǎn)快速模具制造技術(shù)與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相比,具有如下特點(diǎn)：

（1)制造方法簡單，工藝范圍廣

由于快速模具制造是基于材料逐層堆積的成形方法，工藝過程相對簡單、方便和快捷，它不僅能適應(yīng)各種生產(chǎn)類型特別是單件小批的模具生產(chǎn)，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜程度的模具制造；它既能制造塑料模具，也能制造金屬模具。模具的結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，快速模具制造的優(yōu)越性就更突出。

（2）模具材料可強(qiáng)韌化和復(fù)合化

快速模具制造工藝能方便地利用在合金中添加元素或結(jié)晶核心，改變金屬凝固過程或熱處理等手段，可改善和提高模具材料的性能；或者在合金中添加其它材料，可制造復(fù)合材料模具。

(3)設(shè)計(jì)周期短，質(zhì)量高

由于RT的模具設(shè)計(jì)極少依賴人的因素，因而可有效地降低人為的設(shè)計(jì)缺陷。設(shè)計(jì)師可利用RP制造的高精度模型，在設(shè)計(jì)階段就可對產(chǎn)品的整體或局部進(jìn)行裝配和綜合評價，并不斷改進(jìn)，大大地提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（4）便于遠(yuǎn)程的制造服務(wù)

由于RT對信息技術(shù)的應(yīng)用，縮短了用戶和制造商之間的距離，利用互聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程服務(wù)，能使有限的資源得到充分的發(fā)揮，用戶的需求能得到最快的響應(yīng)。

快速制模技術(shù)類型

快速制模技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度與壽命又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較顯著的一類制造模具的技術(shù)，概括起來，有以下幾種類別。

1快速原型制造技術(shù)

快速原型制造技術(shù)簡稱RPM，是80年代后期發(fā)展起來的一種新型制造技術(shù)。美國、日本、英國、以色列、德國、中國都推出了自己的商業(yè)化產(chǎn)品，并逐漸形成了新型產(chǎn)業(yè)。

RPM是電腦、激光、光學(xué)掃描、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD)、計(jì)算機(jī)輔助加工(CAM)、數(shù)控(CNC)綜合應(yīng)用的高新技術(shù)。在成型概念上以平面離散、堆積為指導(dǎo)，在控制上以計(jì)算機(jī)和數(shù)控為基礎(chǔ)，以最大柔性為總體目標(biāo)。它摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法，對制造業(yè)的變革是一個重大的突破，利用RPM技術(shù)可以直接或間接地快速制模，該技術(shù)已被汽車、航空、家電、船舶、醫(yī)療、模具等行業(yè)廣泛應(yīng)用。下面簡述一下目前已經(jīng)商業(yè)化的幾種典型快速成型工藝。

1.1激光立體光刻技術(shù)(SLA)

SLA技術(shù)是交計(jì)算機(jī)CAD造型系統(tǒng)獲得制品的三維模型，通過微機(jī)控制激光，按著確定的軌跡，對液態(tài)的光敏樹脂進(jìn)行逐層掃描，使被掃描區(qū)層層固化，連成一體，形成最終的三維實(shí)體，再經(jīng)過有關(guān)的最終硬化打光等后處量，形成制件或模具。

激光立體光刻技術(shù)主要特點(diǎn)是可成型任意復(fù)雜形狀，成型精度高，仿真性強(qiáng)，材料利用率高，性能可靠，性能價格比較高。適合產(chǎn)品外型評估、功能實(shí)驗(yàn)、快速制造電極和各種快速經(jīng)濟(jì)模具。但該技術(shù)所用的設(shè)備和光敏樹脂價格昂貴，使其成本較高。

1.2疊層輪廓制造技術(shù)(LOM)

LOM技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)的三維模型，利用激光選擇性地對其分層切片，將得到的各層截面輪廓層層粘結(jié)，最終疊加成三維實(shí)體產(chǎn)品。

其工藝特點(diǎn)是成型速度快，成型材料便宜、成本低，因無相變，故無熱應(yīng)力、收縮、膨脹、翹曲等，所以形狀與盡寸精度穩(wěn)定，但成型后廢料塊剝離較費(fèi)事，特別是復(fù)雜件內(nèi)部的廢料剝離。該工藝適用于航空、汽車等和中體積較大制件的制作。

1.3激光粉末選區(qū)燒結(jié)成型技術(shù)(SLS)

SLS技術(shù)是將計(jì)算機(jī)的三維模型通過分層軟件將其分層，在計(jì)算機(jī)控制下，使激光束依據(jù)分層的切片截面信息對粉末逐層掃描，掃描到的粉末燒結(jié)固化(聚合、燒結(jié)、粘結(jié)、化學(xué)反應(yīng)等)，層層疊加，堆積成三維實(shí)體制件。

該技術(shù)最大特點(diǎn)是能同時用幾種不同材料(聚碳酸脂、聚乙烯氯化物、石蠟、尼龍、ABS、鑄造砂)制造一個零件。

1.4熔融沉積成型技術(shù)(FDM)

FDM技術(shù)是由計(jì)算機(jī)控制可擠出熔融狀態(tài)材料的噴嘴，根據(jù)CAD產(chǎn)品模型分層軟件確定的幾何信息，擠出半流動狀態(tài)的熱塑材料沉積固化成精確的實(shí)際制件薄層

，自下而上層層堆積成一個三維實(shí)體，可直接做模具或產(chǎn)品。

1.5三維印刷成型技術(shù)(3D-P)

3D-P技術(shù)用微機(jī)控制一個連續(xù)噴墨印刷頭，依據(jù)分層軟件逐層選擇性地在粉末層上沉積液體粘結(jié)材料，最終由順序印刷的二維層堆積成一個三維實(shí)體，猶如不使用激光的快速制模技術(shù)。該技術(shù)主要應(yīng)用在金屬陶瓷復(fù)合材料的多孔陶瓷預(yù)成型件上，其目標(biāo)是由CAD產(chǎn)品模型直接生產(chǎn)模具或功能性制作。

2表面成型制模技術(shù)

表面成型制模技術(shù)，主要是利用噴涂、電鑄、化學(xué)腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細(xì)花紋的一種工藝技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用中包括以下幾種類型。

2.1電弧噴涂成型制模技術(shù)

電弧噴涂成型技術(shù)的原理是：利用2根通電的金屬絲之間產(chǎn)生電弧的熱量將金屬絲熔化，依靠高壓氣體將其充分霧化，并給予一定的動能，高速噴射在樣模表面，層層鑲嵌，形成一金屬殼體，即型腔的內(nèi)表面，再用充填基體材料(一般為金屬粉粒與樹脂的復(fù)合材料)加以支撐加固，提高其強(qiáng)度和剛性，連同金屬模架組合成模具。

這種制模技術(shù)工藝簡單、成本低，制造周期非常短，型腔表面的成型僅需幾個小時，節(jié)省能源和金屬材料，一般型腔表面僅2-3mm厚，仿真性極強(qiáng)，花紋精度可達(dá)到0.5μm。目前該技術(shù)被廣泛地用于飛機(jī)、汽車的內(nèi)飾件模具、家電、家具、制鞋、美術(shù)工藝品等表面形狀復(fù)雜及花紋精細(xì)的各種聚氨酯制品的吹塑、吸塑、PVC注射、PU發(fā)泡及各類注射成型模具中。

2.2電鑄成型技術(shù)

電鑄成型技術(shù)的原理同電鍍一樣，是依樣模(現(xiàn)成制品或按制品圖紙制成的母模)為基準(zhǔn)(陰極)，置放在電鑄液中(陽極)，使電鑄液中的金屬離子還原后一層一層地沉積在樣模上，形成金屬殼體，將其剝離后，與樣模接觸的表面即為模具的型腔內(nèi)表面。

該技術(shù)主要特點(diǎn)是節(jié)省材料、模具制造周期短，電鑄層硬度可達(dá)40HRC，提高了耐磨性和壽命，粗糙度、尺寸精度與樣模完全一致，適用于注射、吸塑、吹塑、搪塑、膠木模、玻璃模、壓鑄模等模具型腔及電火花成型電極的制造。

2.3型腔表面精細(xì)花紋成型的蝕刻技術(shù)

蝕刻技術(shù)是光學(xué)、化學(xué)、機(jī)加工綜合應(yīng)用的一種技術(shù)，它的基本原理是先把花紋圖案制成膠片，再把膠片上的花紋圖案復(fù)制在已涂上光敏材料的模具型腔表面上，經(jīng)過化學(xué)處理，模具型腔表面形成不被蝕刻部分的保護(hù)層，再根據(jù)模具材質(zhì)，選擇相應(yīng)蝕刻工藝，將花紋圖案蝕刻在模具內(nèi)表面上。

該技術(shù)的主要特點(diǎn)是時間短、費(fèi)用低，修補(bǔ)破損花紋圖案可做到天衣無縫。

3澆鑄成型制模技術(shù)澆鑄成型制模技術(shù)的共同特點(diǎn)是依樣件為基準(zhǔn)，澆鑄出凸、凹模，型腔表面不需要機(jī)械加工。實(shí)際制模中主要有以下幾種類型。

3.1鉍錫合金制模技術(shù)

鉍錫合金快速制模技術(shù)是經(jīng)樣件為基準(zhǔn)，以Bi-Sn(鉍錫)二元共晶合金(熔點(diǎn)138℃，脹縮率萬分之三)為材料，有精密鑄造的方法同時鑄出凸模、凹模、壓邊圈的一種技術(shù)。該技術(shù)的特點(diǎn)是制模成本低，合金可重復(fù)使用，制造周期短，尺寸精度高，形狀、尺寸與樣件完全相符，一次鑄模壽命可達(dá)500-3000件，非常適合新產(chǎn)品開發(fā)、工藝驗(yàn)證、樣品試制及中小批量和平。

3.2鋅基合金制模技術(shù)

這是一種以樣件(或樣模)為基準(zhǔn)，以熔點(diǎn)為380℃左右的鋅基合金為材料，分別澆注凸、凹模，原則上型腔表面不進(jìn)行機(jī)械加工的一種制模技術(shù)。該技術(shù)特點(diǎn)是制模成本低、周期短，適用于制作薄板大型拉伸模、沖裁模及塑料模。

3.3樹脂復(fù)合成型模具技術(shù)

這是一種以樣模(或工藝模型)為基準(zhǔn)，以樹脂或其復(fù)合材料為流體材料，先澆注出凸(凹)模，再依據(jù)凸(凹)模貼上蠟片(間隙層)，澆注凸(凹)模。該技術(shù)成型的型腔表面不需機(jī)械加工。

該技術(shù)與CAD/CAM相結(jié)合，特點(diǎn)是模具尺寸精度高、制造周期短、成本低，是新產(chǎn)品試制、小批量生產(chǎn)工藝裝備的新途徑。適用于制作大型覆蓋件拉伸模(也可局部鑲鋼)、真空吸塑、聚氨酯發(fā)泡成型模、陶瓷模、仿型靠模、鑄造模等。

3.4硅橡膠制模技術(shù)該技術(shù)以制件原型或模型為基準(zhǔn)，將柔態(tài)硅橡膠制作成塊，再靠高壓力與模型完全吻合。

4擠壓成型技術(shù)

4.1冷擠壓成型

利用鈹銅合金的良好的導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性，經(jīng)固熔時效處理后，采用冷擠壓制造模具凹模型腔。其特點(diǎn)是制造周期短，型腔精度高(IT7級)，表面粗糙度Ra=0.025μm,強(qiáng)度高，壽命可達(dá)50萬次，無環(huán)境污染。

4.2超塑成型制模技術(shù)

該技術(shù)是利用金屬材料在細(xì)化晶粒、一定成型溫度、低變形速率條件下，材料具有最佳超塑性時，將事先制作好的凸模，用較小的力便可擠壓出凹模的一種快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)。超塑成型材料的典型代表是Zn-22%AL。

5無模多點(diǎn)成形技術(shù)

無模多點(diǎn)快速成形技術(shù)是以CAD/CAM/CAT技術(shù)為主要手段，利用計(jì)算機(jī)控制高度可調(diào)基本體群形成上下成形面，代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具對板料進(jìn)行三維曲面成形的又一現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)可以隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高材料的成形極限，可反復(fù)成形，以此消除材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無回彈成形。

6凱維朗(KEVRON)鋼帶沖裁落料制模技術(shù)

新型鋼帶沖裁落料制模技術(shù)是一種不同于一般具有凸、凹模結(jié)構(gòu)的鋼帶模，它是由單刃鋼帶與特制墊板組成的新型快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)。這種模具重量輕，一般只有200kg，加工精度為±0.35-0.50mm，可適合各種黑色和有色金屬的0.5-0.65mm厚的板料加工。壽命可達(dá)到5-25萬次，制造成本低。

7模具毛坯的快速制造技術(shù)—實(shí)型鑄造

由于大量的模具是屬于單件或小批量生產(chǎn)，模具毛坯的制造質(zhì)量和周期及成本對最終的模具質(zhì)量和周期及成本的影響是至關(guān)重要的。

現(xiàn)代模具毛坯已廣泛地采用子實(shí)型鑄造技術(shù)，所謂實(shí)型鑄造就是利用泡沫塑料(聚苯乙烯—PS或聚甲基丙烯酸酯—PMMA)制作代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木?；蚪饘倌?，造型后不需取出模型，便可以澆鑄，泡沫塑料模型的高溫液體金屬作用下，迅速燃燒氣化而消失，金屬液取代原來泡沫塑料模型所占有的位置，冷凝后形成鑄件。實(shí)型鑄造在實(shí)際應(yīng)用中有下列幾種情況。

7.1干砂實(shí)型鑄造

即用55-100目的全干沒有任何粘結(jié)劑的石英砂造型，用EPS或PMMA泡沫塑料制作的模型涂掛0.2-1mm厚透氣性良好的耐火涂料層，以提高鑄件表面粗糙度，防止粘砂或塌箱。

7.2負(fù)壓實(shí)型鑄造

負(fù)壓實(shí)型鑄造又稱V法造型。該技術(shù)是使用全干而無粘結(jié)劑的石英砂做型砂，用EPS或PMMA泡沫塑料做模型，在塑料薄膜的密封條件下，讓整個鑄型在負(fù)壓條件下(真空度0.4-0.67MPa)進(jìn)行液體金屬澆鑄，鑄件凝固后解除負(fù)壓即可得到表面光潔的鑄件。

7.3樹脂砂實(shí)型鑄造

利用樹脂砂做型砂，用EPS或PMMA泡沫塑料做模型，在常溫、常壓下進(jìn)行液體金屬澆鑄而制取鑄件。利用實(shí)型鑄造的技術(shù)制造模具毛坯具有尺寸精度高(ISO9級)，加工余量小(一般在8.1氮?dú)鈴椈稍谀＞呱系膽?yīng)用

氮?dú)鈴椈墒且环N新型彈性功能部件，用它代替彈簧、橡膠、聚氨酯或者氣墊，它能夠準(zhǔn)確地提供壓邊力，在較小空間便可產(chǎn)生較大初始彈壓力，不需預(yù)緊，在模具整個工作過程中彈壓力基本恒定。彈壓力大小及受力點(diǎn)位置可隨時、準(zhǔn)確、方便地調(diào)整，簡化模具拉伸、壓邊、卸料等結(jié)構(gòu)，簡化模具設(shè)計(jì)，縮短制模周期，調(diào)試模具方便，縮短更換模具時間，提高生產(chǎn)效率。

8.2快速換模技術(shù)

由于產(chǎn)品品種的增多，使模具在生產(chǎn)中更換變得十分頻繁，于是如何縮短沖壓設(shè)備的停機(jī)時間，提高生產(chǎn)效率，快速換模技術(shù)受到了人們的關(guān)注。

目前發(fā)達(dá)工業(yè)國家的一些大公司換模速度達(dá)到了驚人的程度，是否具有快速換模技術(shù)已成為企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一項(xiàng)標(biāo)志?？偟内厔菥褪菧p少模具在設(shè)備上安裝、固定、調(diào)整的時間，這既要在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上予以考慮，又要在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化方面予以考慮，將機(jī)上的作業(yè)盡可能地放在機(jī)下做。

8.3沖壓單元組合技術(shù)

沖壓單元組合技術(shù)是將常規(guī)的沖模分解為一個個簡單的單元沖模，根據(jù)工序件的要求，排列組合，在同一次沖程內(nèi)完成多種沖壓工序的新型工藝裝備，工作時沖壓單元不與沖床滑塊聯(lián)接，只需滑塊打擊即可完成沖壓工作。單獨(dú)使用時它就是1副完整模具。它可以用來加工板料或型材的沖孔、落料、切角、切槽、切斷及淺拉伸等。具有組裝快捷、使用方便、通用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，特別適合多品種、中小批量生產(chǎn)。

8.4刃口堆焊技術(shù)

在沖模制造中，以普通灰鑄鐵為基體，在刃口部位堆焊高硬度的合金鋼，以代替模具鋼鑲塊，這一技術(shù)成為世界先進(jìn)工藝之一。這是一項(xiàng)節(jié)省制造工時，節(jié)省昂貴的模具鋼材，縮短模具制造周期的快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)。

目前熔化極氬弧焊技術(shù)的應(yīng)用，大大地提高了刃口堆焊的速度和質(zhì)量。這項(xiàng)技術(shù)世界各國模具行業(yè)已廣泛采用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。8.5實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)

這是一種用實(shí)型鑄造的工藝方法制造沖模刃口的方法，即用合金鋼鑄件鑲塊代替鍛造合金鋼鑲塊。目前由于鑄造工藝和熱處理工藝不斷完善和提高，鑄造鑲塊的內(nèi)在質(zhì)量有了保證，故其應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大。這項(xiàng)以鑄代鍛的新技術(shù)的突出特點(diǎn)是節(jié)省貴重模具鋼材，簡化模具制造工序，由于加工余量小，節(jié)省了大量機(jī)加工工時，縮短模具制造周期，降低模具成本。

8.6可加工塑料在模具制造中的應(yīng)用

可加工塑料在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家應(yīng)用較普遍，特別是在汽車、飛機(jī)等制造業(yè)中，主要代替木材或金屬制作汽車車身主模型、靠模、檢具和鑄造模型等。可加工塑料的主要特點(diǎn)是兼?zhèn)淠静暮徒饘俚膬?yōu)良加工性能，制作工藝簡捷(可采用模塑、澆注、拼粘、雕塑等方法)、尺寸穩(wěn)定性好、不變形、耐潮濕、耐腐蝕、易修復(fù)、易改型、重量輕、制作周期短、成本低。國內(nèi)外快速制模技術(shù)現(xiàn)狀制造模具的材料通常是一些難加工材料，目前國內(nèi)模具型腔一般都釆用電火花加工（EDM）成型。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對模具的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，于是電火花加工存在的問題就逐漸暴露出來。從物理本質(zhì)上說，電火花加工是一種靠放電燒蝕的“微切削”工藝，加工過程非常之緩慢；在電火花對工件表面進(jìn)行局部高溫放電燒蝕過程中，工件材料表面的物理-機(jī)械性能會受到一定程度的損傷，常常會在型腔表面產(chǎn)生微細(xì)裂紋，表面粗糙度也達(dá)不到模具的要求，因而經(jīng)過電加工后的型腔類零件一般還要進(jìn)行費(fèi)力、費(fèi)時的手工研磨和拋光。因此，電火花加工的生產(chǎn)效率很低，制造質(zhì)量不穩(wěn)定，在許多場合，模具已成為影響新產(chǎn)品開發(fā)速度的一個關(guān)鍵因素。20世紀(jì)90年代以來，在國外模具工業(yè)中開始逐漸應(yīng)用高速切削(HSC)方法進(jìn)行型腔的加工，并且取得了很好的效果。高速切削方法優(yōu)點(diǎn)如下：產(chǎn)品質(zhì)量好——高速切削以高于常規(guī)切速10倍左右的切削速度對零件進(jìn)行高速加工，毛坯材料的余量還來不及充分變形就在瞬間被切離工件，工件表面的殘余應(yīng)力非常?。磺邢鬟^程中產(chǎn)生的絕大多數(shù)熱量（95%以上）被切屑迅速帶走，工件的熱變形??；高速加工過程中，機(jī)床主軸以極高的轉(zhuǎn)速（10000~80000r/min）運(yùn)轉(zhuǎn)，激振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)離開了“機(jī)床—刀具—工件”系統(tǒng)的固有頻率範(fàn)圍，零件加工過程平穩(wěn)無沖擊。因此零件的加工精度高，表面質(zhì)量好，粗糙度可達(dá)Ra0.6μm以上。經(jīng)過高速銑削的型腔，表面質(zhì)量能達(dá)到磨削的水平，故常常可省去后續(xù)的許多精加工工序。

生產(chǎn)效率高——用高速加工中心或高速銑床加工模具，可以在工件一次裝夾中，完成型腔的粗、精加工和模具零件其它部位的機(jī)械加工，即所謂“一次過”技術(shù)（OnePassMachining），切削速度很高，加工過程本身的效率比電加工要高出好幾倍。除此以外，它既不要做電極，常常也不需要后續(xù)的手工研磨與拋光，又容易實(shí)現(xiàn)加工過程自動化。因此，高速加工技術(shù)的應(yīng)用，使模具的開發(fā)速度大為提高。

工藝范圍廣——能加工形狀復(fù)雜的硬質(zhì)零件和薄壁零件—由高速切削機(jī)理可知，高速切削時，切削力大為減少，切削過程變得比較輕松。高速切削可以加工淬火鋼，材料硬度可高達(dá)60HRC以上，加工過程甚至可以不用切削液，這就是所謂的硬切削（HardMachining）和干切削(DryMachining)。尤其可貴的是，在高速加工中，橫向切削力很小，這就有利于加工復(fù)雜模具型腔中一些細(xì)筋和薄壁，其壁厚甚至可以小于1mm。展望技術(shù)在制造業(yè)中所處的關(guān)鍵地位，快速制模尤其是快速制造金屬模具技術(shù)的開發(fā)研究受到高度關(guān)注，概括該技術(shù)面臨的關(guān)鍵問題和發(fā)展趨勢有以下幾個特點(diǎn)：

(1)快速軟模及陶瓷等模具的使用范圍受到限制，壓鑄、注塑、沖壓等主導(dǎo)模具的金屬模具快速制造是RPN技術(shù)努力的目標(biāo)；

(2)以快速原型等各種原型和鑄造、熔射等技術(shù)相結(jié)合的間接法與直接法相比實(shí)用化方面占優(yōu)勢，但因工序增加和受材料性質(zhì)及制造環(huán)境的影響，致使精度控制難度大。開發(fā)尺寸穩(wěn)性好的制模材料、減少制模工序、實(shí)現(xiàn)工作環(huán)境的安定化是提高間接法制模精度的關(guān)鍵；

(3)基于堆積成形原理的直接制模法在表面及尺寸精度、綜合機(jī)械性能等方面尚難以滿足高精度、高表面質(zhì)量的耐久模具制造要求，且成本高、尺寸規(guī)格受限制。以低成本且適于精細(xì)加工及多種材料成形的堆積和去除成形技術(shù)集成，將是提高直接制模法的實(shí)用性、材料適應(yīng)性和表面精度的有效方法；

(4)快速制模法適合我國國情，具有廣闊的應(yīng)用前景。與高速銑削加工相比，在表面帶精細(xì)復(fù)雜形狀和電火花加工難以省去的金屬模具制造方面占有優(yōu)勢。要進(jìn)一步提高快速制模技術(shù)的競爭力，必須開發(fā)加工數(shù)據(jù)生成較數(shù)控加工數(shù)據(jù)生成更容易，并能獲得所需的尺寸及表面精度材料選擇范圍廣的直接快速制模新方法。

附錄1：機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢作者:JimPinto,圣地亞哥,美國中部.美國談到機(jī)器人,就如同科幻一般。但是,僅僅因?yàn)闄C(jī)器人在過去幾十年里沒有辜負(fù)自己的承諾,并不表示它們不會早到或者遲到。事實(shí)上,一些先進(jìn)技術(shù)導(dǎo)致的機(jī)器人的時代更近更小、更便宜、更實(shí)用、更具成本效益。肌肉,骨骼與大腦任何機(jī)器人都有三方面:肌肉：有效聯(lián)系物理載荷以便機(jī)器人運(yùn)動。骨骼：機(jī)器人的物理結(jié)構(gòu)與決定于其所從事的工作;考慮到有效載荷這就決定了機(jī)器人的大小和重量。大腦：機(jī)器人智能;它可以獨(dú)立思考和做什么;需要多少人工互動。由于機(jī)器人已經(jīng)被描繪于科幻世界,許多人期望機(jī)器人的外表更人性化。其實(shí)機(jī)器人的外表決定于它的功能和任務(wù)。不少機(jī)器,一點(diǎn)也不像人也明確地列為機(jī)器人。同樣,有些像人的機(jī)器人也脫離不了機(jī)械結(jié)構(gòu)或者玩具。起初的機(jī)器人是又大，又只有很小的力。老水流動力機(jī)器人被用于三D環(huán)境：陰暗、骯臟、危險。由于第一產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,已經(jīng)完全改進(jìn)了機(jī)器人的能力、業(yè)績和戰(zhàn)略利益。例如,80年代機(jī)器人由水流驅(qū)動過渡成為電力驅(qū)動單位。改進(jìn)了性能和準(zhǔn)確性。工業(yè)機(jī)器人已在工作在當(dāng)今世界機(jī)器人數(shù)量已接近100萬,有將近一半的在日本,僅有15%在美國。數(shù)十年前,90%的機(jī)器人用于汽車制造業(yè),通常用于做大量重復(fù)的工作。今天只有50%用于汽車廠,而另一半分布于工廠、實(shí)驗(yàn)室、倉庫、發(fā)電廠、醫(yī)院和其他許多行業(yè)。機(jī)器人用于產(chǎn)品裝配、危險物品處理、油漆噴霧、切割、拋光、產(chǎn)品的檢驗(yàn)。那些被用于各式各樣的任務(wù)的機(jī)器人數(shù)量,例如下水道清理,查找炸彈和操作日趨復(fù)雜的手術(shù),在將來將持續(xù)上漲。機(jī)器人智能即使原始的智力，機(jī)器人已經(jīng)被證明在生產(chǎn)力、效率和質(zhì)量方面能夠創(chuàng)造良好收益。除此之外,一些"聰明"機(jī)器人沒有用于制造業(yè);他們被用于太空探險、外科遙控，甚至寵物，就像索尼的Aibo機(jī)械狗。從某種意義上說,一些其他應(yīng)用表明機(jī)器人可能的用途，如果生產(chǎn)廠家認(rèn)識到,工業(yè)機(jī)器人并不是要局限于一個方面,或者受限制昨日機(jī)械概念。伴隨著迅速增長的電力微處理器和人工智能技術(shù),大大提高了機(jī)器人其潛在的彈性的自動化工具。新增加的智能機(jī)器人的應(yīng)用要求先進(jìn)的智能。機(jī)器人技術(shù)融入各種輔助技術(shù)—機(jī)器視覺、傳感器(接觸),高級技工及語音識別。這一令人振奮的成果代表了新水平的工作應(yīng)用,比以往任何時候都認(rèn)為是實(shí)際的機(jī)器人。實(shí)行綜合的機(jī)器人視覺和觸覺急劇地改變了新的產(chǎn)品和生產(chǎn)體系的速度和效率。機(jī)器人變得如此精確,以至于機(jī)器人可以應(yīng)用于所有手工的場所不再是一個不可能的觀點(diǎn)。半導(dǎo)體制造業(yè)是一個例子,高度一致的吞吐量和質(zhì)量,不能靠手工或簡單現(xiàn)機(jī)械就能實(shí)現(xiàn)。此外,通過使那些快速產(chǎn)品與傳統(tǒng)硬質(zhì)工具不相匹配部分的轉(zhuǎn)換和革新，取得了顯著成果。增強(qiáng)競爭力如上所述,機(jī)器人的應(yīng)用起源于汽車制造業(yè)。通用汽車已擁有四至五萬的機(jī)器人，但仍然能夠繼續(xù)發(fā)展并運(yùn)用新方法。為了能使機(jī)器人更加智能化，現(xiàn)在已運(yùn)用了大量新的戰(zhàn)略選擇。在過去的兩三年里，汽車價格已經(jīng)下降,為了不斷創(chuàng)造利潤，制造商降低生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)成本。這是唯一途徑。汽車廠改建新模式,通常需要投入數(shù)以億計(jì)美元以購買設(shè)備。機(jī)器人制造技術(shù)的重點(diǎn)是通過減少資本投資的方式以增加適用性。新的遙控應(yīng)用已被發(fā)現(xiàn)用在以專用設(shè)備自動作業(yè)的操作上了。它的靈活性能作業(yè)自動化發(fā)揮得更協(xié)調(diào),并且有重大的成本優(yōu)勢。機(jī)器人協(xié)助其主要增長領(lǐng)域是智能機(jī)器人協(xié)助裝置(IAD)。操作員熟練地操作著機(jī)器人，就好像是自己的手和腳變長,且更有力了。這就是遙控技術(shù)，沒有人或機(jī)器人可以替代，它是有助于改造人類環(huán)境產(chǎn)品的一個新版本，多方面地幫助人類伙伴，包括動力供應(yīng)、運(yùn)動導(dǎo)向、線路跟蹤以及程序自動化。智能機(jī)器人協(xié)助裝置運(yùn)用遙控技術(shù)幫助人們以較少的壓力，更多、大、好、快地操作零部件和有效載荷。利用人類機(jī)器界面,操作員和智能機(jī)器人協(xié)助裝置攜手合作以優(yōu)化開放性、指導(dǎo)性和定位移動。傳感器、計(jì)算機(jī)動力和操控運(yùn)算法則將操作員的手令轉(zhuǎn)譯成人類提升能力裝置。遙控新格局隨著科技和由摩爾法帶來的經(jīng)濟(jì)影響將繼續(xù)變換計(jì)算機(jī)的能力和價格，我們應(yīng)該期望更多創(chuàng)新,更多具成本效益的遙控結(jié)構(gòu)，以及更多在傳統(tǒng)服務(wù)重點(diǎn)之外的運(yùn)用。工業(yè)遙控設(shè)備最大的變化是,他們將形成一個更廣泛的多種結(jié)構(gòu)和機(jī)制。在許多情況下,牽涉到自動裝置系統(tǒng)的配置,不會立即被認(rèn)為是機(jī)器人。例如,自動操作半導(dǎo)體生產(chǎn)的遙控裝置已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同于那些用在汽車制造業(yè)的遙控裝置。我們會有那么一天：更多這類可編程加工的遙控設(shè)備種類會比現(xiàn)今有的傳統(tǒng)遙控設(shè)備來得多。一個突發(fā)性轉(zhuǎn)變即將來臨；它的潛力是巨大的，因?yàn)椴痪煤筮b控設(shè)備不僅能夠提升成本效益，也能產(chǎn)生前所未有的優(yōu)勢和操作應(yīng)用。遠(yuǎn)景展望盡管機(jī)器人研究者希望仿效人類的智慧和外表,但是從未成功過。大多數(shù)機(jī)器人仍是無形的，也并非萬能，也不能快速識別目標(biāo)物體。兩足直立行走的機(jī)器人微乎其微，比如本田P3就側(cè)重于研究和示范樣本。較少結(jié)合工業(yè)機(jī)器人機(jī)器視覺系統(tǒng),因此它的要求,而不是機(jī)器人機(jī)器視覺視野。早期機(jī)器視覺領(lǐng)養(yǎng)付很高的價格,因?yàn)樾枰募夹g(shù)知識"民心"等制度。例如,在八十年代中期,從辛辛那提市Milacron彈性制造系統(tǒng)的$900,000的機(jī)器視覺系統(tǒng)。到1998年,平均價格已降至$40000,并且價格繼續(xù)下降。今天,從Cognex,Omron花$2,000就能買到簡單的配有視覺套傳感器的模式。減價反映了當(dāng)今電腦成本的降低,和為特殊工作如偵察業(yè)等的視覺系統(tǒng)的重點(diǎn)開發(fā)。機(jī)器人在世界各地的使用工業(yè)機(jī)器人的銷售已上升到創(chuàng)紀(jì)錄水平,它對家務(wù)雜事如除草和地毯吸塵有著巨大的未開發(fā)的潛力。去年有3000個水下機(jī)器人、2300個爆破機(jī)器人和1600個外科手術(shù)機(jī)器人開始工作。預(yù)計(jì)吸塵和除草的家用機(jī)器人將大幅度增加，從2000年的12500到2004年末的500，000。iBOTRoomba吸塵器價格現(xiàn)在不到$200.00。近日炭疽恐慌,人們越來越多地使用機(jī)器人排架郵局的資料。事實(shí)上,美國郵政自動化有其巨大的潛力。去年，1000個機(jī)器人被安裝來分類包裹。美國郵政總署估計(jì),它有可能使用80,000機(jī)器人進(jìn)行分類包裹。環(huán)顧今日在我們身邊的"機(jī)器人":瓦斯自動泵、銀行自動柜員機(jī)、自助式測試線，機(jī)器已經(jīng)取代許多服務(wù)工作。在今后的數(shù)十年，不難想象圖像處理的發(fā)展進(jìn)步、微處理器速度和人為模擬可能導(dǎo)致自動化成為世界上最無聊、低智力、低工資的工作。MarshallBrain，HowStuffW的創(chuàng)辦人，寫了兩篇有趣的關(guān)于未來機(jī)器人的論文，很值得一讀。他覺得在今后40年內(nèi)機(jī)器人將代替許多人類工作，那是很有可能的。根據(jù)MarshallBrain的預(yù)測,在他的論文"機(jī)器人種族",人性化機(jī)器人將在2030年得到普及。他們將取代目前由人類從事的工作，如快餐服務(wù)清潔房間和零售服務(wù)。除非找到辦法來彌補(bǔ)這些失去的就業(yè)機(jī)會,MarshallBrain估計(jì)在2055年超過50%的美國人將由機(jī)器人代替而失業(yè)。智能機(jī)器人將運(yùn)用到每個角落全球的HAL和數(shù)據(jù)與傳感機(jī)器正在快速地接近。事實(shí)上,在某些方面智能機(jī)器人已開始承擔(dān)起人類的工作。由于處理能力倍增,以及記憶裝置技術(shù)帶來更小更精確的傳感器和傳動,機(jī)器人將以新穎、各式各樣地精彩的應(yīng)用，成為今后滋生代新產(chǎn)品。工業(yè)機(jī)器人絕大多數(shù)機(jī)器人被應(yīng)用在制造業(yè)等重復(fù)性任務(wù)比如給汽車噴漆以及簡單裝配。2000年全世界大約有10萬名新的機(jī)器人,其中將近一半在日本，所以日本是最大的用戶。在2002年年底有近80萬工業(yè)機(jī)器人,這個數(shù)字有可能在2004年末增加到近100萬人。在過去十年中機(jī)器人的運(yùn)用增加了,而同時價格則一直下滑。今天,機(jī)器人制造有1-2年的償還期限。在北美,機(jī)器人的價格相對于勞動力成本已降至26，如果考慮質(zhì)量的提高則將低至12。工業(yè)機(jī)器人的銷售已達(dá)到紀(jì)錄水平,在家務(wù)中，像清除草坪和清潔地毯方面，它有巨大的開發(fā)潛力。許多新的應(yīng)用機(jī)器人隨著機(jī)器人智能提高,以及傳感器、傳動和運(yùn)行機(jī)制的日甄完善,它的應(yīng)用以大大增加了?，F(xiàn)在有成千上萬的水下機(jī)器人、破壞機(jī)器人、甚至還有用遠(yuǎn)程機(jī)器人來拆除手術(shù)。數(shù)十個實(shí)驗(yàn)搜救機(jī)器人踏遍倒塌的世界貿(mào)易中心雙塔樓搜索殘骸。機(jī)器人專家小組在第一現(xiàn)場操作實(shí)驗(yàn)機(jī)器人，用來探尋瓦礫。在阿富汗戰(zhàn)爭中所使用的機(jī)器人是美軍作戰(zhàn)的工具。他們被送入洞穴、建筑物或其他地區(qū)的,作為部隊(duì)的前鋒，以防止人員傷亡。巨人步行機(jī)器人被用來伐木。它用六個關(guān)節(jié)移動，前進(jìn)和后退、橫走、斜走，還可以轉(zhuǎn)身和跨越障礙物。在柏克萊分校,一個名叫micromechanical的微型昆蟲飛行機(jī)器人,它有非常自然地精確度的節(jié)奏拍打翅膀。他們的目標(biāo)是建立一個又小、又靈活的裝置可以探測火星表面和安全監(jiān)察危險化學(xué)品泄漏,例如,秘密偵查敵軍,。預(yù)計(jì)吸塵和除草的家庭機(jī)器人將大幅度上升?，F(xiàn)今用機(jī)器人做家務(wù)是很實(shí)際的。一個低廉的房屋清洗機(jī)器人近日出臺了。一個極其暢銷的小型電動車吸塵器（Roomba）標(biāo)價$199，它繞完整個地板,期間它所到之處都被打掃和除塵了。RodneyBrooks?iRobotRoomba由馬薩諸塞州的iRobot生產(chǎn)。iRobot是多家公司中的一員，他們聯(lián)合計(jì)劃在今后幾年內(nèi)推出一系列新的機(jī)器人。不久將推出新產(chǎn)品機(jī)器人，包括自動地板清潔器和實(shí)業(yè)工具，從而去從事無聊、骯臟、危險的工作,如檢查油井。當(dāng)然,自治油井督察人員并不像一些有識之士所預(yù)言的那樣會和機(jī)器仆人一樣顫動。雖然還是不太引人注目，但是人工智能和機(jī)器人正進(jìn)入日常生活。RodneyBrooks,人工智能實(shí)驗(yàn)室主任、美國iRobot公司的董事長,參與了這場十年變革。他的新書"Flesh&Machines"主要研究與生命有關(guān)的許多主題的機(jī)器人。Brooks創(chuàng)造他所謂的"situatedcreatures"的熱情是本書的中心,"situatedcreatures"是我們后來當(dāng)作我們的老師和同伴。RodneyBrooks麻省理工實(shí)驗(yàn)室擠滿了機(jī)器人，從機(jī)械腿到具有人類特性的機(jī)器人，用人類一樣的表情和動作，依靠人力機(jī)器人接口。Brooks認(rèn)為要人們接受機(jī)器人的生活是有爭議的。普通版機(jī)器的第一代已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)室遺棄了。RodneyBrooks對post-PC的未來有他的想法：傳感器和微處理器應(yīng)該裝在汽車?yán)锩?、辦公室和家里，并通過各種言論和動作接口在上衣口袋進(jìn)行資料檢索,還有用于溝通、做各種各樣的事情。他堅(jiān)持認(rèn)為,智能時代,移動機(jī)械已經(jīng)開始出現(xiàn)。你只需要知道哪里可以找到它們，或者在油井、醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室、財(cái)政服務(wù)或者是建筑公司。軍事&國防應(yīng)用現(xiàn)在iRobot已經(jīng)依美國防部的合同建造了一個機(jī)器人,其大小像手提箱那樣，可攀爬樓梯,溝渠、可在水下三層生存。不同于攜帶炸彈的機(jī)器人,它有眼睛和耳朵,通過無線電連接傳遞所見所聞。這就是"PackBot"。它可被用來撇進(jìn)一輛交通工具，用力把它扔進(jìn)可能蟄伏著敵人的屋子的窗戶。一般來講，機(jī)器人系統(tǒng)吸引了國防部的興趣,因?yàn)樗麄冇羞h(yuǎn)距離軍事行為的能力，使危險任務(wù)對人的傷害最小。國防先進(jìn)研究計(jì)劃機(jī)構(gòu)(DARPA)是國防部的中心研究和發(fā)展組織。DARPA的"分布式機(jī)器人程序",旨在與合格的公司合作來發(fā)展微型的，有生物靈感的機(jī)器人設(shè)計(jì)和為軍事應(yīng)用的機(jī)器人控制新方法。DARPA對微小型機(jī)器人特別感興趣,因?yàn)樗鼈兊膬?yōu)勢是可以制作單位成本較低，并且提供獨(dú)特的使命。它們既可以單獨(dú)又可以以團(tuán)體的形式被用來實(shí)施和展開，來增強(qiáng)人類能力，執(zhí)行危險的任務(wù)，以及完成從未想象過的任務(wù)。潛在的應(yīng)用包括監(jiān)視、偵察、調(diào)查途徑、欺騙、武器運(yùn)送和小規(guī)模啟動。為了偵查布雷區(qū)、小型傳感器則被安裝在機(jī)器人的跳腳上。小型機(jī)器人可送入市管道搜集情報。大規(guī)模使用機(jī)器人可以作為偽裝。極小的微型機(jī)器人可注入鎖孔用來開鎖。由于微型機(jī)器人類似小動物和昆蟲、生理上賦予了靈感設(shè)計(jì)(跳、攀登、爬、草等),加上記憶裝置的應(yīng)和智能材料提供了新穎和獨(dú)特的移動裝置的可能性。記憶存儲技術(shù)使在單獨(dú)硅片上的機(jī)械綜合和電子功能成為可能。先進(jìn)的微電子包裝采用多芯片模塊和混合信號，它帶來了發(fā)展的新思路,并把遙控形式和功能聯(lián)合起來。用于軍事用途的機(jī)器人或者完全由人類控制、半自主控制，或者是自主運(yùn)行。為了能讓微型機(jī)器人在不同的環(huán)境從事長時間工作,我們需要新方法以減少電力需求、控制能源利用與提供快速充電。機(jī)器人的發(fā)展令人振奮的新領(lǐng)域典型的自動化技術(shù)在文本、PLCs、計(jì)算機(jī)、顯示器、控制、傳感器、閥門、傳動、數(shù)據(jù)傳輸、無線通訊、網(wǎng)絡(luò)等上要講究知識和經(jīng)驗(yàn),這正是這些機(jī)器人和機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)要求。在經(jīng)濟(jì)不景氣的時候,機(jī)器人技術(shù)一定會成為一個令人興奮的有益事業(yè)發(fā)展的新舞臺。

附錄2RoboticstechnologytrendsBy:JimPinto,SanDiego,CA.USAWhenitcomestorobots,realitystilllagssciencefiction.But,justbecauserobotshavenotliveduptotheirpromiseinpastdecadesdoesnotmeanthattheywillnotarrivesoonerorlater.Indeed,theconfluenceofseveraladvancedtechnologiesisbringingtheageofroboticsevernearer-smaller,cheaper,morepracticalandcost-effective.Brawn,Bone&BrainThereare3aspectsofanyrobot:Brawn：strengthrelatingtophysicalpayloadthatarobotcanmove.Bone：thephysicalstructureofarobotrelativetotheworkitdoes;thisdeterminesthesizeandweightoftherobotinrelationtoitsphysicalpayload.Brain：roboticintelligence;whatitcanthinkanddoindependently;howmuchmanualinteractionisrequired.Becauseofthewayrobotshavebeenpicturedinsciencefiction,manypeopleexpectrobotstobehuman-likeinappearance.Butinfactwhatarobotlookslikeismorerelatedtothetasksorfunctionsitperforms.Alotofmachinesthatlooknothinglikehumanscanclearlybeclassifiedasrobots.Andsimilarly,somehuman-lookingrobotsarenotmuchbeyondmechanicalmechanisms,ortoys.Manyearlyrobotswerebigmachines,withsignificantbrawnandlittleelse.Oldhydraulicallypoweredrobotswererelegatedtotasksinthe3-Dcategory：dull,dirtyanddangerous.Thetechnologicaladvancessincethefirstindustryimplementationhavecompletelyrevisedthecapability,performanceandstrategicbenefitsofrobots.Forexample,bythe1980srobotstransitionedfrombeinghydraulicallypoweredtobecomeelectricallydrivenunits.Accuracya