先进制造技术复习资料47463.docx

前言由于全球经济发展需求的快速增长，资源能源价格不断攀升，且在高位波动生态环境压力逐渐加大，全球气候变化备受关注，ICT技术突飞猛进(Informmationn andCommuunicattionsTechnnologyy，简称ICTT，信息通信信技术)信息化、网络化化、知识化快快速发展，经经济全球化和和全球绿色、智智能制造的发发展趋势不可可逆转。我国经济总量已已跃居全球第第二位，已经经成为全球制制造大国，但但是，也付出出了巨大的资资源和环境为为代价。新世纪下，资源源环境“瓶颈”约束明显加加大，关键核核心技术的自自主创新能力力较弱，机械械电子装备的的关键材料和和核心部件仍仍受制于人。我国制造业及其其产品的物耗耗、能耗、排排放强度较高高，信息化、智智能化水平较较低，仍然处处于全球制造造业产业链的的中低端。中国制造业亟需需实现由大转转强的历史跨跨越，绿色、智智能制造应成成为中国制造造业发展的方方向。（1）地球上有有限的不可再再生资源决定定了人类必须须走一条资源源节约型的发发展之路未来20年，我我国制造业如如果单纯依靠靠数量增长，将将是能源资源源和环境所不不能承受的。因此，我们必须须依靠科技进进步，采用绿绿色制造技术术，在提高产产品质量和附附加值的同时时努力降低能能源资源的消消耗和排放。我国的能源资源源需求快速增增长，总量巨巨大，结构不不合理，对外外依存度上升升，能源利用用效率较低，单单位GDP能耗强强度高，其中中制造业耗能能占据较大比比重。2009年，我我国的总体能能源利用效率率为33%，较发发达国家低110%左右，我我国原油的对对外依存度已已达54.442%。从各各国的经验看看，对外依存存度50%是一条条安全警戒线线，预计100 年后将达达到64.55%。（2）地球上有有限的生态环环境承载能力力决定了人类类必须走一条条生态环境友友好、绿色低低碳、无公害害、可再生循循环的制造发发展之路可以说，中国制制造业总体上上仍处于高消消耗、高排放放、低综合利利用率的粗放放发展阶段。我国二氧化硫排排放量居世界界第一，制造造业是目前我我国污染物排排放大国，二二氧化硫和二二氧化碳排放放分别占866%和37%。改善善生态环境必必须减少排放放、实施源头头治理，依靠靠科技创新，发发展绿色制造造业。（3） ICTT技术的发展展为智能制造造提供了技术术基础传感技术、计算算机技术、现现场总线、因因特网、软件件技术等已成成为机械电子子产品、数控控技术、CAAD/CAEE/CAM/CIMS的的技术基础，也也为基于计算算机和网络的的ERP、PDM提供了了基础。提高产品和制造造过程的资源源能源利用效效率，减少排排放，改善环环境友好，提提升绿色制造造水平使按小批量订单单要求、乃至至个性化制造造与服务成为为可能，满足足全球市场多多样性、个性性化需求国外制造企业对对智能制造普普遍给予高度度重视，智能能制造已经成成为企业赢得得竞争优势的的重要途径智能制造在汽车车能源的深度度应用，正在在推动汽车产产业发生革命命性的变化。汽车的燃油系统统、控制系统统、地盘系统统、车载系统统及汽车行驶驶的调度系统统等都依靠信信息集成技术术(ICT)来实现智能能化。全球信息化、网网络化为智能能制造和营销销服务提供了了空前的信息息、知识和市市场空间基于无线传感网网、Inteernet、物物联网、云计计算、全球知知识与技术创创新，创造了了一种全新的的全球网络智智能制造和服服务模式制造业的市场信信息、知识技技术、材料装装备、资金人人才、管理服服务等要素，能能在全球范围围内更自由、更更便捷地流动动和更有效地地优化配置5）绿色、智能能制造是进一一步提高中国国制造的全球球竞争力、实实现由“制造大国”向“制造强国”跨越的必由由之路到2010年55月，我国已已超越德国成成为全球第一一制造出口大大国。能源、炼油、核核电等成套设设备的制造集集成能力已有有很大提升，但但与国际先进进水平仍有明明显差距。主主要表现在关关键核心技术术创新能力、产产品能耗物耗耗与排放水平平、产品精度度效率与全球球服务的信息息化、智能化化水平、自主主知识产权与与全球著名品品牌。 未来5-10年年，全球制造造业竞争的关关键将集中在在产品的性能能和效率、智智能化程度、环环保与低碳性性能等。目前，我国制造造业总体仍处处于全球制造造业产业链的的中低端，关关键核心技术术和部件仍依依赖进口。因此，进一步提提高中国制造造的全球竞争争力，提升我我国制造业在在全球制造业业价值链中的的地位，实现现我国制造业业由大变强的的历史跨越，也也必须走绿色色、智能制造造之路。绿色、智能制造造将为传统产产业链和战略略性新兴产业业提供资源节节约、节能减减排、环境友友好、提升信信息化水平的的先进技术和和先进装备支支持。（1）绿色、智智能制造是战战略性新兴产产业的重要组组成环境友好材料，节节能减排绿色色工艺，绿色色智能产品等等组成了一条条宏大的创新新制造产业链链，而且还可可带动包括研研发设计、信信息物流、咨咨询服务等在在内的相关产产业。产品的绿色智能能设计和研发发将减少物耗耗和能耗，围围绕产品的全全价值链进行行绿色管理实现从原材料到到废弃物回收收的资源能源源节约、可再再生循环、绿绿色低碳的循循环经济（2）绿色、智智能制造将为为战略性新兴兴产业的发展展提供先进装装备绿色、智能制造造将为七大战战略性新兴产产业（节能环环保、新一代代信息技术、生生物、高端装装备制造、新新能源、新材材料和新能源源汽车等）提提供先进的装装备支持。绿色、智能制造造几乎覆盖了了战略性新兴兴产业的各个个领域，是现现代装备产业业中最核心、最最先进的部分分。为战略性新兴产产业和高端制制造业提供先先进智能设备备。 废水处理；风力发电机机并网。生物物技术产品的的规模化、高高效率生产。新新材料的制备备；信息网络络产业。新能能源汽车的能能量控制和管管理。第一章制造业与与先进制造技技术在国民经济产业业结构中通常常有三大产业业： 第一产业业为农业； 第二产业业为工业； 第三产业业为服务业。 在工业中中，又分制造造业、建筑业业、采掘业以以及电力、煤煤气、水的生生产供应业。 目前，我国工工业在国民经经济中所占比比例为52、其中中的制造业产产值又占工业业总产值的约约45。1、快速响应市市场竞争的挑挑战实现制造造环节并行2、全球化竞争争的挑战技术资源的的集成 有三三个主要的因因素促使技术术资源的集成成：（1）为满足市市场需求，企企业必须快速速响应那些具具有不同期望望和多种选择择的顾客。（2）快速响应应环境要求在在组织的各个个层次上进行行高效的通信信，特别是与与顾客、供应应者和合作者者的通信。（3）新技术的的快速吸收要要求整个企业业具有快速的的学习能力。二十一世纪制造造业的产品特特征个性化和多样化化， 产品制造造智能化， 包括产品品自身智能和和生产定制化化、模块化，满满足不同消费费者喜好；寿命周期不不断缩短，智能化 包包括产品自身身智能和生产产设施工具的的智能；绿色产品， 全寿命周周期无污染、低低资源消耗和和可回收利用用。制造业生产方式式：小批量少品种种大批量多品种变批批制造业资源配置置：劳动密集设备备密集信息密集知识密集制造技术：手工机械化单机自动化化刚性自动化化柔性自动化化智能自动化化 1.2.2 先进制造技技术产生背景景1）社会经济发发展背景消费需求：主题题化、个性化化和多样化，产产品寿命周期期缩短全球性产业结构构调整：制造造商之间既有有激烈竞争，又又有基于实力力的合作。快速响应市场：满足已有和和潜在顾客需需求，主动适适应市场，引引导市场，是是赢得竞争，获获取最大利润润的关键2)科学技术发发展背景 制造技术在在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工工)两个方向发发展 现代制造业成成为技术密集集、知识密集集型产业 信息成为制造造业决定性因因素，Inttranett/Inteernet对对制造业产生生重大影响3)可持续发展展战略 资源匮泛，污污染严重； 环境问题不不能以牺牲今今后几代人的的利益为代价价；由粗放经营营、掠夺式开开发向集约型型、可持续发发展转变1.3 先进制制造技术的定定义先进制造技术术是在传统制制造技术基础础上不断吸收收机械、电子子、信息(计算机与通通信、控制理理论、人工智智能等)、能源、材材料以及现代代管理技术等等方面的成果果，并将其综综合应用于产产品设计、制制造、检测、管管理、销售、使使用、服务乃乃至回收的全全过程，以实实现优质、高高效、低耗、清清洁、灵活生生产，提高对对动态多变市市场的适应能能力和竞争能能力并取得理理想经济效果果的制造技术术总称。1.3.2 先进制造技技术的构成 先进制造造技术在不同同发展水平的的国家和同一一国家的不同同发展阶段，有有着不同的技技术内涵。 1994年美美国联邦科学学、工程和技技术协调委员员会将先进制制造技术分为为三个技术群群：主体技术群群；支撑技术群群；管理技术群群。这三个技技术群相互联联系、相互促促进，组成一一个完整的体体系。表1-1给出了先先进制造技术术的体系结构构。 先进制造技术与与传统制造技技术比较具有有系统性、广广泛性、集成成性、动态性性、实用性特特征。先进制造技术被被分为：现代代设计技术、先先进制造工艺艺、工自动化化技术、现代代生产管理技技术、先进制制造生产模式式。第二章 现代设设计技术 市场竞争争的需要和各各种新方法、新新技术、新工工艺、新材料料不断涌现以以及相关科学学及技术的发发展；尤其是计算机科科学及应用技技术的发展，推推动了设计方方法和技术的的进步，产品品设计从传统统的经验设计计进入现代设设计。 现代设计技术的的时间维产品规划-需需求分析、市市场预测、可可行性分析、总总体参数、制制约条件和设设计要求；方案设计-功功能原理设计计，确定原理理方案；技术设计-将将产品的功能能原理具体化化为机器产品品及其零部件件的具体结构构；施工设计-指指工程图绘制制，工艺文件件编写，说明明书编写等。现代设计技术的的逻辑维分析-明确设设计任务本质质；综合-综合各各种因素，探探求解决方案案；评价-对多种种方案进行比比较和评定，方方案调整和改改进；决策-确定最最佳的设计方方案方法维现代设计的特征征现代设计是传统统设计的深入入、丰富和完完善，而非独独立于传统设设计的全新设设计。 以计算机机技术为核心心设计手段的的更新，计算机技术术推动了设计计手段从“手工”向“自动”的转变。 产品表示的改改变，计算机技术术推动了产品品表示从“二维”向“三维”的转变。 设计方法的的发展促进了了一些新的设设计方法的出出现，高性能能的计算机硬硬件和先进的的软件技术是是这些方法实实施的保证。新新的设计方法法如并行设计计、虚拟设计计、计算机仿仿真等。 工作方式的变变化，计算机技术术促进了设计计方式从“串行”到“并行”的变化。受受设计手段限限制，传统设设计过程采用用串行方式进进行，即设计计任务按时序序从一个环节节传入下一环环节。现代设设计技术要求求设计小组(Team)同时地、并并行地参与设设计，并最大大限度地交流流信息，以缩缩短设计周期期及有助于将将各种新思想想、新技术、新新方法融入到到产品设计中中。 设计与制造造一体化 管理水平的的提高 组织模式的的开放 网络技术的发展展加快了数据据通讯速度，缩缩短了企业之之间的距离。传统的局限于企企业内部的封封闭设计正在在变为不受行行政隶属关系系约束的、多多企业共同参参与的异地设设计。为完成一种设计计任务形成的的虚拟企业或或动态联盟将将实现优势互互补和资源共共享，极大地地提高设计效效率和水平。 以设计理论论为指导 传统设计是以生生产经验为基基础，以运用用力学和数学学形成的计算算公式、经验验公式、图表表、手册等为为依据进行。现代设计方法是是基于理论(如摩擦学理理论、模态分分析理论、可可靠性理论、疲疲劳理论、润润滑理论等)形成的方法法； 以设计理论论为指导 利用这种方法指指导设计可减减小经验设计计的盲目性和和随意性，提提高设计的主主动性、科学学性和准确性性。现代设计是以理理论指导为主主、经验为辅辅的一种设计计。 现代设计的内涵涵 通过对其特征的的分析，认为为：“现代设计”就是以满足足应市产品的的质量、性能能、时间、成成本价格综综合效益最优优为目的，以以计算机辅助助设计技术为为主体，以知知识为依托，以以多种科学方方法及技术为为手段，研究究、改进、创创造产品活动动过程所用到到的技术群体体的总称。现代设计的内涵涵 简单的说，现代代设计的内涵涵就是以市场场为驱动，以以知识为依托托，以知识获获取为中心，以以产品全生命命周期为对象象，人、机、环环境相容的设设计理念。 基础技术 指指传统的设计计理论与方法法，特别是运运动学、静力力学、材料力力学、结构力力学、热力学学、电磁学、工工程数学的基基本原理与方方法等方面。 主体技术 计算机辅助设设计技术以其其对数值计算算和对信息与与知识的独特特处理能力，成成为现代设计计技术的主干干。 可以毫不夸张地地说，没有如如CAD技术、优优化设计、有有限元分析、模模拟仿真、虚虚拟设计和工工程数据库等等这些计算机机辅助技术，就就没有现代设设计技术；而其他的现代设设计技术的理理论与方法，是是从另一侧面面提高了计算算机的“能力”和“智能”。 支撑技术 设计方法学、可可信性设计技技术及试验设设计技术所包包含的种种内内容，可视为为现代设计技技术群体的支支撑技术。 应用技术 应用技术是针针对实用目的的解决各类具具体产品设计计领域的技术术。如机床、汽汽车、工程机机械、精密机机械等设计的的知识和技术术。值得一提的是，现现代设计技术术体系框架的的划分只是相相对的，而不不是绝对的；主体技术、支撑撑技术、应用用技术、基础础技术之间并并不存在绝对对的界限。 CAD的技术特特征计算机的支持和和参与 利利用计算机信信息存储、逻逻辑推理、长长时间重复工工作、快速精精确的计算等等能力和特长长，提高产品品设计效率和和质量；设计者的主导作作用 计算算机不可能完完全取代人进进行设计作业业；主要辅助完成技技术设计 不可能也没没有必要涉及及产品设计的的所有环节。 特征就是描述述产品信息的的集合，也是是构成零、部部件设计与制制造的基本几几何体，它既既能反映零件件的几何信息息，又反映了了零件的加工工工艺信息。常用的零件特征包括：形状特征、精度特征、材料特征、装配特征等。 形状特征是特特征造型的主主要部分，是是其他特征的的载体，形状状特征定义为为一组唯一确确定该特征的的参数，这组组参数中有形形状参数及定定位参数。 精度特征可分分为两类：一一种是各几何何元素本身的的要求，如尺尺寸公差、表表面粗糙度等等，另一种和和其他几何元元素相关，即即相对于基准准的精度要求求，如形状及及位置公差。 材料特征分为为整体材料特特征、表面处处理特征及局局部处理特征征，整体材料料特征作为零零件的属性，包包括材料种类类代号、性能能、热处理方方法等，表面面处理特征作作为表面的属属性，包括表表面淬火、渗渗碳、渗氮等等。NURBS（NNon-Unnifromm Ratiional B-Spllines）可可统一自由曲曲线/曲面和和规则曲线/曲面的数学学模型，简化化系统结构，有有利于曲线、曲曲面操作和修修改。2.3.1优化化设计 最优化化设计是借助助最优化数值值计算方法和和计算机技术术，求取工程程问题的最优优设计方案。 即：进进行最优化设设计时，首先先必须将实际际问题加以数数学描述，形形成一组由数数学表达式组组成的数学模模型，然后选选择一种最优优化数值计算算方法和计算算机程序，在在计算机上运运算求解，得得到一组最佳佳的设计参数数。 产品的工作作能力 产产品完成规定定功能所处的的状态；产品品工作能力的的耗损过程属属于随机过程程。产品在某某一时刻t时时的工作能力力，就是产品品在t时刻所所处的状态。可靠度 在规规定条件和规规定时间内完完成规定功能能的概率R(t)，可靠靠度愈大，工工作愈可靠，00R(t)1。可靠度是累积分分布函数，它它表示在规定定的时间内圆圆满工作的产产品占全部工工作产品累积积起来的百分分数。设有N个相同的的产品在相同同的条件下工工作，到任一一给定的工作作时间t时，累累积有（）个产品失失效，剩下（）个个产品仍能正正常工作。那那么，该产品品到时间的的可靠度（）为思考：如何计算算产品在正常常运行一定时时间后再正常常运行一段时时间的可靠度度？采用经验可靠度度R(t）=Np(t)/N例子：在某批产品N个个中，已有888个正常工工作24000小时，在继继续工作8000小时，还还有66个能能正常工作，问问在这8000小时中的可可靠度是多少少？解：因为Np(t）=Npp(24000)=88Np(t+tt)=Np(2400+800)=66所以失效率 表示示产品工作到到某一时刻后后，在单位时时间内发生故故障的概率(t)，失失效率愈低，产产品愈可靠,能决定每一一时刻的可靠靠度。由此可知，失效效率是个条件件概率。失效率的观测值值：有100块ICC，在10000小时内失失效5块，在在10001010小小时失效388块，求t1000，和和t10110h的失效效率的估计值值？代入公式：(t) n(t)/ tN - n (tt)   求解： (10000)5/11000(1100-0)=5×105/hh500000 Fitt(10100)38/(10100-10000)(1000-5)0.4% h1 (5) 系统的的可靠性预测测 任何一个个能实现所需需功能的产品品都是由一定定数量的独立立单元组成的的系统，因此此，系统的可可靠度取决于于各个独立单单元本身的可可靠度和它们们组成形式。组组成形式的不不同，系统的的可靠度也有有很大的差别别。系统的组组成形式有：串联、并联联和混合型。 定义：用用已知组成系系统的各个独独立单元的可可靠度计算系系统的可靠性性指标。（7） 可靠性性试验是为了定量评价价产品的可靠靠性指标而进进行的各种试试验的总称。获得可靠性指标标，如平均寿寿命、可靠度度R（t）、失失效概率（t）等。常用试验：（1）环境可靠靠性试验（22）寿命试验验（3）现场场可靠性试验验（2）价值工程程基本概念产产品价值V是产品功能能F与产品成本本C的综合反映映。 价值(V) 功能(F) 成本本(C) 三者关系为为：V=F/C提高产品价值有有以下五种途途径：1）功能不变，降降低成本2）成成本不变，提提高功能3）功功能提高，成成本降低4）成成本略有提高高，功能有更更大的提高55）功能略有有下降，成本本有更大的下下降。 对象选选择是回答“它是什么”？ 能否从从丛多产品中中准确地选择择分析对象，关关系到价值工工程地效果，应应选择在改进进功能、降低低成本上有较较大潜力地对对象。1）对象选择主主要原则： 从产品功能考考虑：不能满满足用户要求求，功耗大、效效率低、可靠靠性低的产品品； 从产品成本考考虑：原材料料昂贵、加工工成本高的产产品； 从企业外部环环境考虑：市市场需求量大大，发展前景景好的产品价值系数分析法法-价值系数数作为选择对对象的依据vvi=fi/ciVi=1 零零件的功能比比重与成本比比重基本相同同。可以不作作重点对象Vi<1 说说明零件功能能系数小，而而成本系数大大，作为重点点选择对象Vi>1 说明明零件的比较较重要，而分分配的成本比比较小功能定义 用简简明语言对分分析对象功能能作出表述，说说明它干什么么用。例如车车床产品的功功能是“车削工件”的。产品的的功能具有多多样性。主要要分类方法有有：1）按功能的重重要程度分，将将功能分为基基本功能和辅辅助功能。2）按功能的性性质分，有使使用功能和外外观功能。3）按用户需要要分，有必要要功能和不必必要功能功能整理 确确定产品必要要功能，调整整过剩功能，明明确产品功能能区域。功能评价 是回回答成本是多多少和价值是是多少的提问问，其目 的的是寻求给定定功能的最低低成本。一对一比较法（00-1评分法法） 0-11评分法是把把产品的各个个功能逐个相相互比较，排排定功能重要要性的次序，具具体方法如下下：如果产品品有七个功能能，先将功能能填入功能比比较表，然后后逐行一对一一比较，较重重要的功能得得1分，较次次要的功能得得0分。逐行行计算得分。同同功能相比计计以符号×,X作为11分计算。将将每个功能的的得分与所有有功能的总分分比较，得出出每个功能评评价系数。如如表1-1产品开发的两种种模式：1、从市场需求求出发，从无无到有(正向工程)： 市场分析概概念设计结构设计加工制造装配检验2、从已有产品品出发，从有有到新(反求工程)：已有产品实物物测量重构模型创新改进加工制造反求工程类型： (1)实物反反求 信息息源为产品实实物模型，应应用最广 (2)软件反反求 信息息源为产品工工程图样、数数控程序、技技术 文件等等技术软件； (3)影像反反求 信息息源为图片、照照片或影像等等资料模型重构技术模型重构：根据据所采集的样样本几何数据据在计算机内内重构样本模模型的技术。模型重构的分类类（1）根据所处处理的数据对对象的不同：有序数据的的模型重构和和散乱数据的的模型重构（2）对测量数数据重构后表表面表示形式式的不同，将将模型重构分分为：由众多多小三角片构构成的网格曲曲面模型和分分片连续的样样条曲面模型型。模型重构的基本本步骤数据预处理 对原始数据据过滤、筛选选、去噪、平平滑和编辑等等操作网格模型生成 采用适当当的方法生成成三角网格模模型网格模型后处理理 三角网网格模型进行行简化,修补补模型孔洞、缝缝隙和重叠等等缺陷绿色产品的定义义：可以拆卸、分解解的产品；原原材料使用合合理化，并能能处理回收的的产品；从生生产、使用、回回收过程对生生态环境无害害或危害小产产品；可翻新新和重新利用用的产品；综合定义：在产产品全生命周周期内，节约约资源和能源源，对生态环环境无危害或或少危害，对对生产者及使使用者具有良良好保护性的的产品。绿色产品特点：优良的环境境友好性，最最大限度地利利用材料资源源，节约能源源。绿色设计主要内内容绿色产品描述与与建模；准确确全面的描述述，建立评价价模型；绿色设计材料选选择 侧重环环境约束和材材料对环境影影响；面向拆卸的设计计 能够高效效、不加破坏坏地拆卸，有有利于材料的的重新利用和和循环再生；可回收性设计 包括可回收收材料识别及及标志、回收收处理工艺、可可回收性结构构设计、可回回收经济分析析与评价；绿色产品成本分分析 包括污污染物处理成成本、拆卸成成本、重复利利用成本、环环境成本等；绿色设计的原则则资源最佳利用原原则 能源选用，尽尽可能使用再再生资源;提高利用率率；能量消耗耗最少原则 尽可能选用用可再生一次次能源，力求求能源消耗最最少；“零污染”原则 消除除污染源，尽尽可能地做到到零污染；“零损害”原则 将对对身心健康损损害降低最低低程度；技术术先进原则 采用新技术术，使产品具具有市场竞争争力；生态经经济效益最佳佳原则 同时时考虑经济效效益和环境效效益。新型工程材料的的应用类型：超硬材料料、超塑材料料、高分子材材料、 复复合材料、工工程陶瓷等对制造工艺贡献献： 改善刀具具切削性能，改改进加工设备备；促进特种加加工工艺发展展。 单机自自动化 系统自动动化； 刚性自动动化 柔性自动动化 综合自动动化毛坯成形技术在在向少、无余余量发展 如如：熔模精密密铸造、精密密锻造、精密密冲裁、冷温温挤压等新工工艺。表面工程技术的的形成和发展展表面工程：通过过表面涂覆、表表面改性、表表面加工、表表面复合处理理改变零件表表面形态、化化学成分和组组织结构，以以获取与基体体材料不同性性能的一项应应用技术。机械零件成形方方法：受迫成形 在特特定边界和外外力约束下成成形，如铸造造、锻压、粉粉末冶金和注注射成形等；去除成形 将将材料从基体体中分离出去去成形，如车车、铣、刨、磨磨、电火花、激激光切割；堆积成形 将将材料有序地地合并堆积成成形，如快速速原形制造、焊焊接等。自硬砂精确砂型型铸造粘土砂造型 铸件质量量差、生产效效率低，劳动强度大大、环境污染染严重自硬树脂砂造型型 高高强度、高精精度、高溃散散性，低劳动强度度，适合于各各种复杂铸件件型芯制作。铸件壁厚可可 < 2.5mm高紧实砂型铸造造 可提高高铸型强度、刚刚度和硬度，减少金属液液浇注凝固时时型壁移动，降低金属消消耗、减少缺缺陷，提高精度、粗粗糙度提高22-3级 消失模铸造 利用泡沫沫塑料作为铸铸造模型，并并在其四周填填砂，不分上上下模，泡沫沫塑料在浇注注过程中气化化。可避免砂砂型溃散，可消除起模模斜度，减小小铸件壁厚，能够获得表表面光洁、尺尺寸精确，无飞边、少少无余量精密密铸件特种铸造技术 类型：压力力铸造、低压压铸造、熔模模铸造，真空铸造、挤挤压铸造等。 压力铸造：金金属模，以压压力浇注取代代重力浇注，铸铸件精确、表表面光洁、内内部致密。清洁（绿色）铸铸造技术洁净的能源 以以感应电炉代代替冲天炉，减减轻对空气的的污染，废弃物再生生和综合利用用 铸造旧砂砂再生回收、熔熔炼炉渣处理理和综合利用用。精密模锻 利利用模锻设备备锻造出锻件件形状复杂、精精度高的模锻锻工艺，其尺尺寸精度可达达到IT12215,表表面粗糙度可可为. 1.6um，对于碳素钢钢，精锻温度度一般在90004500度之间，又又称低温模锻锻。锻模精度度要求比锻件件精度高12级。冷温温模锻是指金金属材料在室室温或再结晶晶温度以下爱爱的塑性成形形工艺。超塑性成形 超塑性性现象：在一一定内部条件件（如晶粒形形状、相变）和和外部条件（如如温度、应变变速率）下，呈呈现出异常低低的流变抗力力、异常高的的延伸率现象象。目前已知知锌、铝、铜铜等合金超塑塑性达10000%，有的的甚至达20000%。 金属超塑性性类型：细晶晶超塑性（恒恒温超塑性） 内在条件：具有均匀、稳稳定等轴细晶晶组织（<110µm）；外在条件：特定定温度和变形形速率（100-4-100-5minn-1）。超塑性气压成形形 薄板加加热到超塑性性温度，在压压力作用下产产生超塑性变变形，直至同同模具贴合为为止。辊轧工艺 用轧辊对坯坯料连续变形形加工工艺，生生产率高、质质量好、材料料消耗少。粉末冶金的定义义:将各种金属属和非金属粉粉料均匀混合合后压制成形形，再 经高温烧结结和必要的后后续处理来制制取金属材料料及其制品的的成形工艺方方法。粉末锻造件优点点：能源消耗耗低，材料利利用率高 为为普通锻造能能耗49%，材材料利用率达达90%，普普通锻造仅440-60%；锻件精度度高，力学性性能好 组织织无偏析，无无各向异性；疲劳寿命高高 比普通锻锻造提高200%，高速钢钢工具寿命可可提高两倍以以上。气体辅助成形： 将惰性气气体注入，在在成品较厚部部分形成空腔腔，使成品壁壁厚均匀，可可防止缩痕或或翘曲产生。注射压缩成形：可采用较低低的注射压力力成形薄壁制制品，适用于于流动性较差差的制品。剪切场控制取向向成形法：使使材料纤维取取向与流动方方向一致，可可提高熔接痕痕强度，消除除缩孔和缩痕痕直接注射成形法法 不需混炼炼造粒过程，可可将填充剂均均匀地分散在在基体树脂中中，直接注射射成制品。超精密加工：指指加工精度和和表面质量达达到极高程度度的精密加工工工艺。精密密和超精密加加工只是一个个相对的概念念，其界限随随着时间的推推移而不断变变化。1.超精密切削削对刀具的要要求 （1）极高的的硬度、极高高的耐用度和和极高的弹性性模量，保证证刀具寿命和和尺寸耐用度度； (2) 刃口口能磨得极其其锋锐，刃口口半径值极小，能能实现超薄的的切削厚度； (3) 刀刃刃无缺陷，避避免刃形复印印在加工表面面； (4) 抗粘粘结性好、化化学亲和性小小、摩擦系数数低、能得到到极好的加工工表面完整性性。天然单晶金刚石石被公认为不不能代替的超超精密切削刀刀具材料但仅仅用于有色金金属的切削加加工超精密磨削：是是最主要黑色色金属超精密密加工手段， 加工精度<<=0.1m，表面粗粗糙度<Raa0.0255m。超精密磨削砂轮轮金刚石砂轮：较较强的磨削能能力，较高的的磨削效率，磨磨削速度122-30m/ss； CBN砂轮轮：较好的热热稳定性和化化学惰性，价价格较贵，磨磨削速度800-100 m/s。超硬磨料砂轮结结合剂： 树脂结合剂：能保持良好好锋利性，磨磨粒保持力小小； 金属结合剂：耐磨性好，磨磨粒保持力大大，自锐性差差，砂轮修整整困难。 陶瓷粘结剂：化学稳定性性高、耐热、耐耐酸碱，脆性性较大。砂轮的修整包括括修形和修锐锐两个过程。修修形，是砂轮轮达到一定精精度要求的几几何形状；修修锐是去除磨磨粒间的结合合剂，使磨粒粒突出结合剂剂一定高度，形形成足够的切切削刃。车削法 用金刚刚笔车削金刚刚石砂轮，修修整成本高； 磨削法 用普普通砂轮进行行对磨，修整整效率和质量量较好，普通通砂轮磨损消消耗量较大； 喷射法 将碳碳化硅、刚玉玉等磨粒高速速喷射到砂轮轮表面，去除除部分结合剂剂，使超硬磨磨粒突出；电解在线修锐法法（ELIDD) 应用用电解原理完完成砂轮修锐锐过程；电火花修整 应用电火花花放电原理完完成砂轮修整整。磨削液分为油性性液和水溶性性液两大类。油性液：机油、煤煤油、轻质柴柴油水溶性液：乳化化液、无机盐盐水溶液、化化学合成液。金刚石砂轮磨削削硬质合金，采采用煤油。立方氮化硼砂轮轮磨削采用油油性的磨削液液，一般不用用水溶性液。精密主轴部件滚动轴承 回回转精度达11m,表面粗粗糙度Ra00.04-00.02m；液体静压轴承 回转精度0.1m，刚度阻阻尼大，转动动平稳； 不足：液液压油温升高高，影响主轴轴精度，会将将空气带入液液压油降低轴轴承刚度； 应用：一一般用于大型型超精密机床床。空气静压轴承 高回转精度度、工作平稳稳，温升小； 不足：刚度度较低，承载载能力不高； 应用：超精精密机床中得得到广泛的应应用。床身和精密导轨轨床身要求：抗振振、热膨胀系系数低、尺寸寸稳定性好床床身材料：多多采用人造花花岗岩，尺寸寸稳定性好、热热膨胀系数低低、硬度高、耐耐磨、不生锈锈、可铸造成成形，克服了了天然花岗岩岩有吸湿性不不足。导轨要求：高直直线精度，不不得爬行，导导轨偶合面不不能有磨损 广泛应用：有有液体静压导导轨、空气静静压导轨、气气浮导轨高速切削特征切削力低 切削削变形小，切切屑流出速度度加快，切削削力 比常常规降低300-90%；热变形小 温升升不超过3ººC，90%切削热被切切屑带走；材料切除率高 单位时间内内切除率可提提高3-5倍倍； 高精度 切削激激振频率远高高于机床系统统固有频率， 加工工平稳、振动动小。减少工序 工件件加工可在一一道工序中完完成， 称为为“一次过”技术（Onne passs macching）。微小机械特征微小机械 1-10mm；微机械 11m-1mm； 纳米机械 1nm-11m。体积小、精度高高、重量轻 如直径如发发丝的齿轮、开开动3mm大小的的汽车、花生生米大的飞机机、在5mmm2内放置11000台的的微型发动机机。性能稳定、可靠靠性高 微机机械体积小，热热膨胀、噪声声、挠曲等影影响小，具有有抗干扰性，可可在较差环境境下稳定的工工作。能耗低低、灵敏度、工工作效率高 不存在信号号延迟问题，可可进行高速工工作。消耗的的能量远小于于传统机械 如5*5*0.7mmm3微型泵流流速是比其体体积大得多的的小型泵流量量的10000倍。多功能能和智能化 集传感器、执执行器、信号号处理和电子子控制电路为为一体，易于于实现多功能能化和智能化化。制造成本本低 类似半半导体制造工工艺。2、电子束表面面改性利用电子能深入入金属表面，与与基体金属原原子核碰撞，使使被处理金属属表层温度迅迅速升高。加热和冷却速度度快，能量密密度大；为激激光成本的11/3；结构构简单；能量量利用率高于于激光；在真真空工作，工工件表面不易易氧化；控制制比激光容易易。  3、离子注入入表面改性可注入任何元素素，不受固溶溶度和扩散系系数影响；离离子注入温度度易控制；不不氧化、不变变形、不软化化，可作最终终处理工艺。可可控性、重复复性好。可获获得两层以上上复合材料，复复合层不易脱脱落。气相沉积技术物理气相沉积PPVD 将将镀料气化成成原子、分子子或离子，直直接沉积到基基体表面。真空蒸镀 将工工件放入真空空室内加热，使使镀膜材料蒸蒸发或升华，飞飞至工件表面面凝聚成膜；溅射镀膜 用荷荷能粒子轰击击材料表面，使使其获得足够够能量，飞溅溅变为气相，在在基体表面上上沉积；离子镀膜 利用用气体放电使使物质离子化化，在气体离离子轰击下把把蒸发物沉积积在基体上成成膜。化学气相沉积CCVD 借借助气相作用用和在基体表表面上的化学学反应生成所所要求的薄膜膜。激光加工原理 激光是一种种受激辐射产产生的加强光光，当激光照照射到工件表表面，光能被被工件迅速吸吸收并转化为为热能，工件件在光热效应应下产生的高高温熔融和冲冲击波的综合合作用达到加加工的目的。激光加工特点功率密度大 高高达108-1010WW/cm2，可可加工如耐热热合金、陶瓷瓷、石英、金金刚石等任何何材料；聚焦焦光斑小 激激光束可聚焦焦到微米级，可可打孔直径00.001mmm小孔；非非接触加工 没有明显机机械力，没有有工具损耗，可可加工易变形形的薄板和橡橡胶等弹性零零件；加工速速度快，热影影响区小 可可对真空管内内部器件进行行加工；属于于瞬时局部熔熔化和气化的的热加工方法法 影响因素素很多，其精精度和表面粗粗糙度需反复复试验、寻找找合理参数才才能达到所需需要求。  超声波加工工基本原理超声波：频率超超过160000Hz的声声波。超声波加工：利利用工具端面面作超声频振振动，通过磨磨料悬浮液撞撞击加工材料料的一种加工工工艺方法。水射流切割加工工基本原理 是以水水作为携带能能量的载体，水水压达3000-10000Mpa，喷喷嘴直径0.1-0.66mm，2-3倍声速喷喷