《现代制造技术》教案.doc

1、现代制造技术第一章 绪论教学目的与要求：1、掌握现代制造技术内涵及技术构成2、熟悉现代制造技术体系的结构3、熟练对现代制造技术进行分类4、了解现代制造技术的发展趋势教学重难点：1、现代制造技术的内涵2、现代制造技术包含的几个技术方面3、传统制造业的技术及缺陷，以及现代制造技术的特点教学内容：一、生产过程系统在生产中将原料通过许多专业化工厂，利用科学知识及技术（技能） ，利用客观物质工具将之加工成人们所需要的、要求的产品过程生产过程。在生产过程中：物料、能源、资源、设备、工具、设计、加工、装配、储运等与技术情报分析与市场环境动态分析、经营管理、劳动力的调配。资源、能源的开发与利用、国家政策及国际

2、影响，使得现代制造加工构成一个原料、设备、工件的一个闭环系统生产过程系统。一般来说：生产过程系统主要由决策层、经营管理层、生产技术层以及发展谋划（development plans）等层次构成。二、生产制造技术（Manchining Technology）1、传统机制发展A、19 世纪末 20 世纪初的英国工业革命机器工业。B、 20 世纪中叶，Henley Ford 1903 年建立世界上第一个汽车巨头 Ford 公司； 1913 年以互换性技术（inter change ability technology）来装备汽车，到 20 世纪 50 年代大工业体系的形成。C、柔性化、集成化、智能化

3、及网络化的现代制造技术（Modren Machining Technology）20 世纪 80 年代随着技术更新、产品精密加工要求以传统加工缺陷。计算机发展而逐步地不断的发展至今。2、传统机制特点A、个人技巧 + a mount of 刚性生产线.AND 细密专业分工 + 一体化B、技术界限明显 AND 专业独立C、仅为生产系统中的某一环节D、不能有效地进行信息流控制E、生产的管理与技术分离人力资源浪费及分配离散和不公正3、现代制造技术社会发展，科技进步及市场经济的刺激，为响应市场刺激，使产品质量更高，企业更具生命力及创造力。A、品种多，批量更换容易B、信息控制自由 + 知识密集型C、柔性自

4、动线 + 智能自动化D、CAD CAM CAPP CAT CAE ANDNC CNC ANDFMC CIMS MISMS（管理信息系统）E、先进的管理模式工业工程 + 并行工程（CE concurrent engineering）AND 、信息流 + 物料流 + 能源流（ handling）控制。4、现代制造技术内涵及技术构成以优质、高效、低耗及无污染的基础技术，以适应市场需求而产生的单元技术，从而进行高效率、高质量、高利益的集成技术完成产品的加工、设计、优化及评测，以适应现代工业生产需求。三、体系结构及分类1、结构在良好优质的环境下（制造技术环境） ，通过先进、高效类的支撑技术群，完成产品的

5、生产（主技术群） 。2、分类现代设计技术计算机技术 + 基础优良设计技术 + 优势竞争环境创建技术 + 产品生命周期设计技术 + 可持续发展（sustainable development）设计 + 可靠性、仿真性、虚拟性实验。现代制造技术精密、超紧密技术 + 特种加工（nonterditional machining）制造自动化技术数控 + 工业机器人 + FMS + CAT + CAEMachining system AND Machining modrelCIMS + AMS（敏捷制造）+ IMS + LP（精良生产） + CE ANDCE +MRP（制造资源计划） + JIT（准时生产

6、） + ABC ANDVT（virua teachnology）等。四、现代制造技术发展（了解）第二章 特种加工（ nontraditional machining）教学目的与要求：1、掌握特种加工分类、特点及适用范围2、掌握电火花加工的原理、规律及基本设备应用3、掌握电解加工的原理、规律、应用4、熟悉超声波及激光加工的原理及应用5、了解电子束、等离子、电铸等加工的原理和应用教学重难点：1、特种加工的范围2、电火花及电解加工原理、规律3、电解磨削的原理、特点4、激光及超声波加工应用教学内容：2.1 特种加工的概念利用电能、光能、声能、热能及化学能来去除金属及非金属材料的非传统的加工方法。一、分

7、类1、力学加工机械能，如：超声波、喷射、水流加工等。2、电物理加工电能热能、机械能及光能，如：电火花成形、电火花线切割、电子束、离子束加工等。3、电化学加工电能化学能，如：电解加工、电镀、刷镀、镀膜机电铸加工等。4、激光加工激光光能热能。5、化学加工化学能或光能转化为化学能，如：化学铣削、化学刻蚀（即光刻）加工等。6、复合加工机械加工 + 特种加工，如：电解磨削、超声电解磨削及超声电火花电解磨削等。二、特点及运动应用范围1、工件与工具间无明显切削力，仅存在微作用力。2、包括去除与结合加工去除加工，即为分离加工，去除材料结合： 附着在被加工面上覆盖镀膜等。注入将元素离子注入工件表层离子注入、化学

8、镀、氧化等。结合工件或两种材料结合成一体激光焊接、化学粘结等。3、工件硬度、强度可低于工件硬度与强度，工具损耗微小。4、能量易于转换与控制。5、加工精度易于保证，生产率等。2.2 电火花加工（Electrical Dissolve Machining，EDM）一、加工原理利用脉冲放电对导电材料的磨蚀来去除材料，从而满足一定的形状与尺寸要求的加工方法。参阅 P16 图 21 充满液体介质的工具及电极之间存在一小间隙 0.010.02mm脉冲电压施加：间隙中产生极强的脉冲电压，于是两极间的液体介质随脉冲电压频率不断放电电离击穿脉冲放电。放电持续时间为 10-810-5s，由于其放电压区域面积极小，

9、所以能量高度集中，在放电压产生 1000012000 oC 的高温。放电小区域部分的金属材料被熔化与汽化。这里由于速度非常快，固有爆炸性质。爆炸力将熔化的微小的金属颗粒抛出，被液体介质冷却、凝固，并带出间隙主要表现为冲走，工件表面出现圆形凹坑。重复放电过程，随着工具电极不断进给，材料不断被蚀除直至工具电极轮廓形状精确复印至工件上，为下一次做准备。二、加工设备简介1、电火花加工必须要使用脉冲电源，将 200V 或 380V、50Hz 交流电源频率较高的脉冲电源加工提供电能量。2、在每次脉冲放电间隔内：电极冷却，工作液恢复绝缘状态 下一次放电在二极间另一凸点进行。三、规律1、影响因素（1）极间效应

10、单位时间内蚀除金属材料的体积或重量蚀除量（速度）由于正负极性接法不同蚀除量不同极性效应短脉宽 300us放电时间长，离子获得高速度，又因离子质量大，轰击阳极动能大 阴极蚀除量大，用于负极性的半精加工及粗加工。（2）工作液煤油、去离子水及乳化液等。详见 P19 表 23（3）电极材料紫铜、石墨、铸铁、钢、黄铜首先要导电，其次是加工损耗小，稳定，再次机械加工性能好。四、应用1、成型加工穿孔加工加工冲模，型孔及小孔（0.052mm）型腔加工型腔模及型腔零件，相当于加工成型盲孔2、电火花线切割A、用于连续移动的钼丝或铜丝作为工具阳极，工件为阳极。B、工作台可在水平面作进给运动三维图形。C、在 B 状态

11、下，丝架绕工作台 X 轴小角度摆动 + 丝架上下臂对 Y 轴移动带斜面的平面及二次曲线型体。D、高速走丝与低速走丝。a）高速走丝：V=10m/s 上下，往复走丝；b）低速走丝：用成卷铜丝在无绢丝筒（导丝轮呈锯齿状）的情况下，V=0.01 0.1m/s，单向走丝，其平稳无振动，损耗小，加工精度高，为发展的主要方向。 （应用：型孔、型腔、线切割回转共轭）五、特点可加工任何导电材料，适用精密微细刚性差工件。其加工精度等见 P14 表 21六、可完成的加工1、穿孔型孔、曲线孔（弯螺纹） 、小微孔2、穿腔锻、压、铸、挤压模加工及整体式叶轮、叶片曲面3、线切割切断、开槽、窄逢4、回转共轭同模数内外齿轮及同螺距、牙型的内外螺纹5、电火花回转类似铣削及磨削6、金属表面强化，打印，仿形刻字作业：P52 1、说明特种加工的工艺特点。2、电火花成形加工原理及极性效应3、快、慢走丝电火花线切割加工优缺点课时：2 学时