彭树杰：一种特殊齿形零件的精密成形技术研究
一种特殊齿形零件的精密成形技术研究
中国兵器工业第五九研究所彭树杰
摘要
分析了齿形不对称特殊齿形零件的结构特点及应用冷滚轧精密成形工艺的技术难点，详细阐述了此种类型零件冷滚轧成形技术的工艺和模具设计原则，以及滚轧模具的加工、安装和调试；并设计了汽车制动机构间隙自动调节蜗杆的滚轧工艺和滚轧模具，进行了深入地试验研究，获得了成功，并应用冷滚轧成形工艺生产出了符合用户要求的零件。
关键词：齿形不对称；冷滚轧成形技术；成形模具；相位调整；工艺参数；工艺试验Research on the precise forming technology for a kind of parts with
unsymmetrical tooth profiles
Abstract
The paper has analyzed the structure characteristics of a kind of parts with unsymmetrical tooth profiles and the technology difficulties when processed by forming of cold rolling ; elaborated the
principle of process and die design on cold rolling technology of this kind of parts , also the
producing , installing and adjusting the rollers . In addition , the cold rolling technology and the roller for the self-adjusting worms of brake mechanism of automobile have been designed in this paper . In this research , the author has carried out many experiments thoroughly and got successes .
The parts rolled have conformed to the requirements of customer.
Keywords: unsymmetrical tooth profiles; cold rolling technology; forming die; adjusting slot
position of the tooth; technical parameter; technical research.
1 引言
一般机械工业中所应用的常规齿形类零件，无论是齿轮、链轮、花键、还是蜗杆、螺纹、皮带轮等等，在这些零件中，绝大多数的齿形两面(端面或法面或轴面)是对称的，即齿形两面形状相同，齿形角大小相等；但也有较少的零件齿形比较特殊，如两面是不对称的，即齿形两面形状不同或齿形角不相等。因此，后者相比前者机械加工的难度较大，也要复杂一些。但对于这种齿形不对称的特殊轴类零件，就可以应用一种精密成形的加工技术来加工零件的齿形。
本文的研究对象，汽车制动机构的制动间隙自动调节蜗杆就是一典型的齿形不对称的特殊轴类齿形零件，如图1所示。该种蜗杆的齿形传统的加工工艺是采用车削的方法来加工，然而，由于该蜗杆模数和尺寸均较大，光车削加工齿形每件就需要半个小时以上，生产效率十分低下，很难满足大批量生产的需要。为此，本研究就是想寻找到一种高效率、低成本的新加工工艺—冷滚轧成形工艺来生产加工该特殊的蜗杆齿形。
2 成形技术的分析
运用冷滚轧成形技术加工该类特殊齿形零件须解决以下的难点：首先冷滚轧工艺使用的模具--滚轧轮和工装的设计计算与常规的齿形零件就不尽相同；其次由于该蜗杆的模数和直径均较大，冷滚轧时的滚轧压力自然也较大，所用时间也较长，所以需通过设计计算及试验确定出较为科学合理的工艺参数，如滚轧压力、时间、进给速度及进给压下量等，从而达到既不降低生产效率，又能提高滚轧轮和机床的使用寿命；还有，因为零件齿形是不对称的，滚轧时产生的轴向力更大，且在不同滚轧时期受力方向会不同，所以在工装夹具上须设有轴向力的平衡机构，以免滚轧时，轴向力作用在支撑夹具上而无法消除，从而损坏工装夹具和滚轧轮。
3 成形技术的设计
3.1 成形技术的工艺流程
对于该蜗杆齿形的加工，传统的工艺流程是：下料—车坯—磨外圆—粗车齿形—精车齿形—后续加工—热处理—磨齿形；而采用冷滚轧技术，工艺路线是：下料—车坯—冷滚轧齿形—后续加工—热处理。可见冷滚轧成形工艺较传统工艺工序少，工艺路线短，而且由于滚轧齿形的时间较车削齿形所用的时间少得多，所以采用冷滚轧工艺就大大减少了零件齿形的加工时间，从而大大提高了生产效率。除此之外，由于滚轧成形的坯料直径较车齿的坯料直径小许多，也就大大节约了金属材料。
图1 特殊齿形零件简图
3.2 成形坯料设计
d、长度及两端部的结构和尺寸。
零件成形坯料的设计主要是指齿形滚轧成形段的直径
p
冷滚轧成形技术是一种金属材料的少无切削加工，即依靠金属材料的塑性变形和流动来完成齿形的成形加工。滚轧成形时齿槽内的金属材料发生塑性变形流向齿部，从而完成齿的成形加工。根据滚轧成形前后体积不变的原理就可计算出成形坯料滚轧段的直径来。另外，考虑
d应在理论值的基到实际滚轧时存在打滑及材料的端面流出等情况，所以最终的坯料直径值
p
础上乘以修正系数k，对于低碳钢一般取k=1.003～1.005。
冷滚轧成形时，金属材料向端面流出，使得靠近两端的齿形不完整，为了满足零件完整的齿形段长度要求，所以，坯料滚轧成形段两端需较零件齿形段长度分别加长10mm左右。图2中的上图所示为成形坯料的简图。
图2 成形坯料及零件简图
3.3 模具设计
该零件的成形模具，即一对冷滚轧轮的设计原则如下：
(1) 设计确定滚轧轮的齿数r z ：滚轧轮齿数r z 的确定原则是根据所滚轧零件的直径大小和所使用滚轧机主轴中心距的限制，以及实际操作时便于装取工件等来设计确定。
(2) 设计计算滚轧轮的齿顶圆直径ar d ：在零件齿数g z 、坯料滚轧段直径p d 及滚轧轮齿数r z 已知或已确定的情况下，就可通过计算得出滚轧轮的齿顶圆直径ar d 。
(3) 设计确定滚轧轮的齿高r h ：滚轧轮的齿高r h 原则上就是所滚轧零件的齿高g h ；但实际上，滚轧轮的齿高还应考虑一个齿高增加量△h，它包括零件滚轧后的齿顶加工余量和滚轧时的齿顶(齿根)间隙，所以对于不同的滚轧零件，其齿高增加量的数值是不一样的。
(4) 设计滚轧轮的齿形尺寸：滚轧轮齿形尺寸的设计原则是轧轮的分度圆齿厚s r 等于所滚轧零件的分度圆齿槽宽g t ，而轧轮的分度圆齿槽宽t r 等于所滚轧零件的分度圆齿厚g s ；轧轮的齿顶高ar h 等于所滚轧零件的齿根高fg h ，而轧轮的齿根高fr h 则等于所滚轧零件的齿顶高ag h 与齿高增加量△h 之和；滚轧轮齿两面的齿形角分别等同于所滚轧零件对应齿面上的齿形角。图3所示为两者的齿形对比简图。
图3 齿形对比简图
(5) 设计滚轧轮的结构尺寸：滚轧轮的厚度，设计的方法是根据零件滚轧段的长度和其两端的加长量，滚轧轮两端面所倒斜角的宽度，以及滚轧过程中零件随夹具轴向移动的量来确定；滚轧轮的内孔，其尺寸大小取决于所使用冷滚轧机主轴的大小，两者的名义尺寸值相等，并选取较小的间隙配合，一般选取公差配合G7/h6。
(6) 滚轧轮的其余参数，如轴向模数、轴向齿距、分度圆上导程角应设计成和零件相同的数值，而螺旋方向则须和所滚轧零件螺旋方向相反，即为左旋。 4 模具的加工制造
成形模具，即滚轧轮的齿在滚轧成形时承受很大的压力和弯曲力矩，并且轮齿表面还承受因滚动中的滑动而产生的摩擦力，因此要求滚轧轮的材料具有适当的硬度，并要求有较好的韧性和耐磨损性。现在常用高碳铬模具钢或高速钢，本研究中滚轧轮的材料选用Cr12MoV 。
滚轧轮加工时，坯料须反复锻造并退火保证碳化物不均度小于3级；坯件粗车后热处理，淬火后必须进行充分回火，硬度控制在HRC56～60，以增加滚轧轮齿的韧性；两滚轧轮应同时以孔为基准穿芯轴加工外圆和齿形，以保证两者的一致性；滚轧轮齿表面不得有裂纹、锈迹及磨削烧伤等影响其使用性能的加工缺陷；滚轧轮所有机加工序完成后，还应进行去除应力处理。
5 工艺试验
5.1 坯料的加工
成形试验的坯料须按3.2节中所确定的结构与尺寸来加工。零件材料为20CrMo ，加工坯
料之前材料须先退火，硬度应不超过HB140。因为坯料硬度越低，金属材料的塑性和流动性就愈好，滚轧时所需的压力就较小，时间也较短，这样不但提高了生产效率，而且也相应地提高了滚轧轮的寿命，从而降低滚轧生产的成本。另外，坯料滚轧段的直径、表面粗糙度、形位公差以及两端的中心孔的大小等，均应严格按冷滚轧成形技术的工艺要求来加工，否则将会影响到滚轧成形工件的质量和精度。
5.2 安装和调试
在安装滚轧轮及工装之前，应首先检测滚轧机两根主轴是否平行、等高，主轴外圆对其轴线的径向跳动误差，主轴的周向转动误差，夹具前后顶尖中心线的高度是否和主轴高度一致等等，所有这些检测并调试完成后，就可以安装滚轧轮和工装夹具了。
根据工件滚轧段的位置、工件装夹的方向、以及便于工件装取等，来确定滚轧轮安装在机床主轴上的位置和方向。特别是对这种特殊齿形齿形的工件，一定要注意两滚轧轮齿的方向必须相同，且滚轧轮齿的方向须与所滚轧工件齿的方向一致。另外两滚轧轮同一侧端面须平齐，安装时最好用水平尺或刀口尺检测一下。
安装并调试工装夹具。首先调节夹具前后顶尖之间的距离，使之与滚轧工件的长度相适合，即当动顶尖顶紧时能刚好夹紧工件，松开后则可轻松取下工件；然后调节夹具在两主轴间的左右位置，使当工件齿形滚轧到要求的尺寸时，工件的中心高刚好为滚轧机主轴的中心高或略低点；另外冷滚轧时，工件会随夹具前后移动，因此须在夹具活动轴的前后位置各安装一弹性元件，这样滚轧过程中夹具夹持部分能前后移动，且不能使工件滚轧段因移动而超出滚轧轮端面，而滚轧完成后夹具又能恢复到原始位置，使定位基准不发生改变。
5.3 成形试验
5.3.1 周向相位调整
(1) 周向相位调整的目标是使两滚轧轮在坯料外圆表面上所滚压的齿槽痕完全重合。实际操作当中，不可能做到使两滚轧轮的压痕完全重合在一起，只能尽量使两滚轧轮的压痕重合在一起，即坯料外圆表面上滚压出的齿槽底宽越接近滚轧轮的齿顶厚越好。
(2) 调整的方法是先使滚轧轮在工件坯料表面滚压出较浅的沟槽来，这样可以避免因相位不准确而造成工件报废或损坏滚轧轮齿；然后观察坯料表面压痕，测量并估算出需要最少调整的角度或弧长以及相位调整机构所需调整的齿数。
(3) 调节冷滚轧机的相位调整机构，按(2)中所确定的调整量来调整相位，然后再测量并估算新的相位调整量，再调整；这样反复(2)(3)中的操作，直至牙位调整准确。
5.3.2 成形的工艺参数
冷滚轧成形的工艺参数主要包括滚轧轮转数N 、滚轧压力P 、滚轧时间T 、进给速度V 和主轴进给压下量S 等。
(1) 滚轧轮的转速N ，也就是冷滚轧机主轴的转速，它主要取决于所滚轧工件的齿数和直径的大小。一般地，对于齿数少，直径小的工件，滚轧轮的转速就较低；而对于齿数多，直径较大的工件，滚轧轮的转速则较高。滚轧轮的转速可通过调节变频调速器的频率f 来调整，然后通过公式：
N=60*(1-s)*f/(p*i)
来计算。式中i 为减速器的减速比，p 为磁极对数，f 为电流频率，s 为转差率。一般地，滚轧轮的转速选30～50rpm 较为适宜。
(2) 滚轧压力P ，是指滚轧成形时，克服工件金属材料和轧制条件所决定的变形阻力的一种作用力。滚轧压力的大小可用经验公式来测算，
P=(1.2～1.5)*s σ*b*fr d
式中s σ为材料屈服极限，b 为工件滚轧段的宽度,fr d 为滚轧轮的齿根直径。
(3) 滚轧时间T ，是指滚轧开始，滚轧机的活动主轴开始进给时起，到滚轧结束，轧机活动主轴开始退回时至，所需要的总时间。包括 快速进给时间、慢速进给时间和滚压时间三部
分。滚轧时间长短取决于滚轧时行程的大小、进给压下量的大小、滚压力的大小、快进速度和慢进速度的大小等诸因素；它与行程的大小成正比关系，与进给压下量成正比关系，与压力和进给速度的大小成反比关系，是这些因素综合作用的结果。
(4) 进给速度V ，进给速度分快进和慢进速度。快速进给一般用在滚轧开始到滚轧轮即将接触到工件坯料外圆之间的行程段，该段长度应比滚轧行程小0.5～1mm 左右，这样可尽量缩短总的滚轧时间；而慢进速度指滚轧轮齿顶即将接触到工件坯料外圆起，到进给压下结束这个过程，所采用的进给速度。即快速进给停止，慢速进给开始。对于不同的零件，慢进速度则不尽相同，一般取1.0～1.5mm/s 为宜。
(5) 进给压下量S ，是指轧轮转速、压力、滚轧时间、进给速度等均基本确定后，为了保证滚轧出符合要求的工件齿形，活动主轴从滚轧轮齿顶接触到坯料外圆开始到滚轧完成期间需要运行的距离。一般等于或略大于工件坯料直径和工件齿根圆直径的差。
各工艺参数之间是相互影响、相互作用的关系。在实际生产中，不同的零件，根据不同的要求，选取工艺参数的侧重点就不一样。譬如想提高生产效率，那么滚轧时间就尽量短点，进给速度就要快一些，而滚轧压力就可能增大；如要提高滚轧轮的寿命，则应减小滚轧力和进给速度，而滚轧时间就会长一些。
图4所示为该零件滚轧成形试验及生产加工示意图。 活动主轴
固定主轴工件夹具模 具模 具
图4 模具和工装安装及试验简图
图4 模具和工装及试验简图
5.3.3 工艺试验及结果
在所有的准备工作及工艺参数确定好后，即可进行工件的冷滚轧试验了。开始时，滚轧压下量可大一些，以后逐次减小，到工件尺寸快滚轧成形到位时，根据检测到的工件齿形尺寸，通过微调压下量(每次0.1mm左右)来调整工件尺寸。这样可以避免因过量的压下造成零件尺寸超差报废和引起滚轧轮齿的损坏。
试验时，相关的工艺参数是在试验、调整，然后再试验、再调整，最终才确定下来的。
试验研究获得了成功，滚轧成形出了符合用户要求的零件。图2中的下图所示为成形工件的简图。经用户后续加工和部件组装，并送汽车厂家装车和跑车试验，证明产品质量和使用性能完全达到了用户要求。现在该产品已经开始进行大批量生产。
该特殊齿形的车削和冷滚轧两种工艺及生产的产品情况对比详见表1。
6 结束语
通过综合的分析与比较，可以得出如下结论：
(1) 冷滚轧成形工艺加工的蜗杆零件齿形，除了齿圈跳动外，其余尺寸精度和性能均优于车削加工的零件齿形；
(2) 冷滚轧成形工艺可较车削工艺节省接近三分之一的金属材料；
(3) 冷滚轧成形工艺加工蜗杆的齿形较车削工艺，生产效率大幅提高了10倍以上；
(4) 如果进行大批量生产，一位工人操作一台冷滚轧机即可相当于10多位工人操作10多台车床，这样大大节约了机床设备、场地及人工等的投入；
(5) 冷滚轧成形工艺加工的零件齿形热处理后，各方面精度均损失较小，且齿的综合强度较车加工的提高10%以上。
(6) 综合以上诸方面，可见运用冷滚轧成形工艺加工生产此种特殊齿形的轴类零件的优势相当明显，该工艺的前途广阔，必将得到更广泛地推广和应用。
参考文献
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完井技术国内外发展现状分析
完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
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(整理)快速成型技术的应用与发展前景
快速成型技术的应用与发展前景 一．什么是快速成型技术 快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。 二．快速成型技术的产生背景 (1)随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。 (2)制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。 (3)从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。 三．快速成形技术的特点 快速成型技术具有以下几个重要特征： l ）可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散／堆积成型的原理．它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复杂的零件越能显示出 RP 技术的优越性此外， RP 技术特别适合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件。 2 ）快速性。通过对一个 CAD 模型的修改或重组就可获得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点。 3 ）高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的制造过程，快速制造工模具、原型或零件。 ４）技术高度集成性。RP技术是计算机、数控、激光、材料和机械等技术的综合集成。CAD技术通过计算机进行精确的离散运算和繁杂的数据转换，实现零件的曲面或实体造型，数控技术为高速精确的二维扫描提供必要的基础，这又是以精确高效堆积材料为前提的，激光器件和功率控制技术使材料的固化、烧结、切割成为现实。快速扫描的高分辨率喷头为材料精密堆积提供了技术保证术产生背景。 ５）快速响应性。快速原型零件制造从CAD设计到原型 (或零件 )的加工完毕，只需几个小时至几十个小时，复杂、较大的零部件也可能达到几百小时，但从总体上看，速度比传统成形方法要快得多。尤其适合于新产品的开发，RP技术已成为支持并行工程和快速反求设计及快速模具制造系统的重要技术之一
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快速成型技术与试题---答案
试卷 2. 3.快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型（SLA）的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5. 也被称为：3D打印，增材制造； 6.选择性激光烧结成型工艺（SLS）可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7.选择性激光烧结成型工艺（SLS）工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8.快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10.快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状； 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议，是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型，因此不可避免地会产生台阶效应，使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似（除水平和垂直表
中国科技发展现状、战略与主要政策
中国科技发展现状、战略及主要政策 国家计委规划司、科技司产业技术政策课题组 1998年3月 科学技术是第一生产力，是经济和社会发展的首要推动力量。一个国家的科技实力已成为其国际地位和在国际竞争中成败的决定性因素。面向21世纪的中国，如何大幅度提高社会生产力，迅速增强综合国力，提高人民生活水平，确保现代化建设三步走战略目标的顺利实现，大力发展科学技术、加速全社会的科技进步具有极其重要的战略意义。而立足现实国情，适时制订和调整科技发展战略和政策将是关键所在。 一、中国科技发展的环境 （一）世界科学技术的发展趋势 从世界经济增长周期与科技进步浪潮的相关性看，90年代世界经济发展处于低速徘徊阶段，科技进步对经济增长的推动力有所降低，表明世界科技发展还没有产生新的重大突破，新一轮的科技革命尚在酝酿之中，预计到下世纪初，世界科技发展的总体趋势，仍是第三次技术革命的深入，仍将以微电子、新材料、新能源、生物工程等领域的科技发展和创新为核心。值得注意是：这些高技术及其产业的发展仍然方兴未艾，日新月异，科技成果转化为现实生产力的周期明显缩短，传统观念上的研究、应用开发及生产间的界限愈加模糊，科技与经济一体化的进
程加快。如微电子技术的发展极为迅速，技术淘汰率高，产品更新换代快，在计算机领域中每六个月甚至更短的周期内就有新产品问世。 随着科学技术的迅猛发展，学科间的交叉日益突出，技术领域的创新更具有综合性的特点及影响。国际上许多发达国家已经不再将科技项目按基础、应用和开发三个领域划分，而是按国家的战略需要划分为若干重大项目推动科技进步，以更便于调动和发挥一个国家的整体的综合优势。此外，国际间的科技合作也进一步得到加强。鉴于高技术发展具有高效益、高风险和高耗资的特点，走国际合作之路已被纳入各国政府和企业界发展高技术的战略规划，如美国、日本、加拿大和欧共体12国参加的国际空间站计划，以及美国、欧洲同俄罗斯的空间合作。特别值得一提的是强手之间甚至是国际竞争对手之间也展开了联合和合作，如美国、日本、德国等多家著名微电子企业携手共同开发新一代动态随机存储芯片，以共担费用、共担风险，成为世界强手既联合又竞争的范例。 （二）中国科技发展的国内环境 中国经济发展对科学技术提出广泛的需求。经过几十年的经济建设，特别是改革开放以来，中国经济发展取得了举世瞩目的成就，产业规模迅速扩大，综合国力迅速增强。但是必须看到，粗放型增长方式仍在我国经济增长中起着支配地位。国民生产总值的增加主要是靠大规模投入自然资源、资金和劳动力来支撑；相当多的企业素质不高，科技开发、创新能力弱，技术进步缓慢，产品档次低、消耗高、质量差。目前，我国企业的技术装备水平很多处于世界60-70年代的水平，工业企业设备近20%老化，超期服役率达40%。资源消耗高，有效利用程度低。单位国民生产总值消耗的能源是日本的6倍、韩国的4.5倍、美国的3倍；钢
快速成型专业技术的现状和发展趋势
快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来，随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用,使得快速成型技术 (Rａpid Prｏtｏtyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展,表现出很强的生命力和广阔的应用前景。 传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是：借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理，即将零件的3D数据信息离散成一系列2Ｄ轮廓信息，通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件，最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CＡD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 目前,快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。 图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用 不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前,西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心快
速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。ＲP技术的实际应用主要集中在以下几个方面: 2.１用于新产品的设计与试制。 (1)CAＩD应用: 工业设计师在短时间内得到精确的原型与业者作造形研讨。 (2）机构设计应用: 进行干涉验证，及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。 (3)ＣＡE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具,以进行产品功能性测试与研讨。 (4)视觉效果：设计人員能在短时间之内便能看到设计的雛型，可作为进一步研发的基石。 （５)设计确认:可在短时间内即可完成原型的制作，使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。 （6）复制于最佳化设计：可一次制作多个元件，可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作，以在最短时间内完成设计的最佳化。 (7)直接生产: 直接生产小型工具，或作为翻模工具 2．2 快速制模及快速铸造 快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具制造的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具 ２.3 机械制造 由于RＰ技术自身的特点，使得其在机械制造领域内,获得广泛的应用,多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产,或少于50件的小批量，一般均可用ＲP技术直接进行成型，成本低,周期短。２.4 医疗中的快速成形技术 在医学领域的应用近几年来,人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用RP技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值。 ２.5 三维复制 快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 ２.6 航空航天技术领域 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,
中国各地区的科学发展状况：评价与分析
内容摘要：本报告运用区域科学发展指数，对全国各地区（包括四大区域板块 和各省市区）在推进科学发展方面所取得的进展情况进行了评价、比较和分析。结果显示，各地区在经济依旧保持快速增长的同时，更为重视经济社会的协调 发展和生态环境的保护。“节能减排”作为“十一五”规划中的约束性指标， 开始逐渐发挥效力，各地区在转变经济增长方式、提高自主创新能力、统筹城 乡区域协调发展、加强和谐社会建设等各个方面，都取得了不同程度的进展。 关键词：区域科学，发展，评价 一、区域科学发展指数（国务院发展研究中心发展战略和区域经济研究部于 2006年开始设计“区域科学发展指数”体系，并根据2005年的数据对各地区 的经济社会发展做了评价，其具体研究成果参见《中国区域科学发展研究》 （中国发展出版社，2007年4月）。根据形势和数据的变化，我们对“区域科 学发展指数”体系进行了更新和调整，并根据2006年的数据测算了最新的“区域科学发展指数”，即为本报告的研究成果。）的基本内容?? 区域科学发展指数，是从落实科学发展观的要求出发，全面评价全国各地区一 年来经济社会发展情况的一个定量工具。区域科学发展指数具体评价内容包括：（1）经济增长的速度和效益状况（经济增长指数）；（2）经济增长的环境友 好和资源节约状况（环境友好指数）；（3）经济增长和社会发展的协调状况（协调发展指数）；和（4）未来经济增长潜力的变化状况（潜力增进指数），区域科学发展总指数是对上述四个指数的一个综合。?? 其中经济增长指数具体考察三个方面的内容，即：（1）地区生产总值总量增长速度高低（地区生产总值增长指数）；（2）考虑到不同发展阶段的经济体生产总值增长速度提高一个百分点的难度不同，同时将人均地区生产总值的绝对水 平纳入考察范围，旨在反映增长的难度（人均GDP水平指数）；（3）评价经济增长除了考察量的方面以外，还要考察增长质量的方面，即增长的效益状况。 为此，还考察了辖区内所有经济活动产生的增值税、营业税、企业和个人所得 税占地区生产总值的比重（税收占GDP比重指数）。?? 环境友好指数具体考察两个方面的内容，即：（1）经济增长消耗了多少能源、水，占用了多少土地，即单位GDP的资源消耗（物耗指数）；（2）经济增长排放了多少污染，包括水污染、大气污染和固体废物污染，即单位GDP的污染排 放（污染指数）。?? 协调发展指数具体考察五个方面的内容，即：（1)各地居民的收入增长是否与 其经济增长相协调（居民收入和GDP协调指数）；（2）各地的就业增长是否与其经济增长相协调（就业增长指数）；（3）各地居民所享受的公共服务等是否与其经济增长相协调（公共服务支出指数）；（4）各地居民所享受的社会保障是否与其经济增长相协调（社会保障指数）；（5）城乡居民之间的收入是否相协调，以及国内外在GDP增长中的收益是否相协调（收入分配指数）。?? 潜力增进指数具体考察五个方面的内容，即：（1）科技创新投入的力度和科技创新成果的数量（科技创新指数）；（2）物质资本积累情况（物质资本指数）；
快速成型技术及在我国的发展
科学实践 摘要：快速成型技术兴起于20世纪80年代，是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面，同时简述快速成型技术在国内的发展历程。 关键词：快速成型烧结固化叠加发展服务 0引言 在现代市场经济全球一体化背景下的今天，企业要在竞争日益激烈的市场经济中掌握先机，占据有利地位，需要有技术和产品上的创新，把握并引导市场的发展方向。与此同时，对于市场的需求，企业需要做出快速的响应，切合当前需求，而现有的常规技术手段已经不能对市场的需求做出最快的反应。与此同时快速制造技术的快速发展，体现了现代先进制造技术对全球制造业的支撑，通过应用快速成型技术企业能迅速响应市场需求，最快速度的抢占新兴市场。企业需要通过采用快速成型技术来降低开发、生产成本、缩短研发周期、提高市场快速响应能力，保持强大的市场竞争力。 1快速成形技术的产生 快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术，又称快速成形技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。查尔斯胡尔在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为Stere-olithography Apparatus(SLA)的完整系统SLA-1，1986年该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑。同年，查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。与此同时，其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层（Laminated Object Manufacturing，以下简称LOM）的方法，并于1985年组建Helisys公司，1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。1986年，美国Texas大学的研究生戴考德提出了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)的思想，稍后组建了DTM公司，于1992年开发了基于SLS的商业成形系统Sinter-station。斯科特科瑞普在1988年提出了熔融成形(Fused Deposi-tion Modeling，简称FDM)的思想，1992年开发了第一台商业机型3D-Modeler。 自从80年代中期SLA光成形技术发展以来到90年代后期，出现了几十种不同的RP技术，但是SLA、SLS和FDM几种技术，目前仍然是RP技术的主流，最近几年LJP（立体喷墨打印）技术发展迅速，以色列、美国、日本等国的RP设备公司都力推此类技术设备。 2快速成型技术特点 RP技术与传统制造方法（即机械加工）有着本质的区别，它采用逐渐增加材料的方法（如凝固、焊接、胶结、烧结、聚合等）来形成所需的部件外型，由于RP技术在制造产品的过程中不会产生废弃物造成环境的污染，（传统机械加工的冷却液等是污染环境的），因此在当代讲究生态环境的今天，这也是一项绿色制造技术。 RP技术集成了CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，解决了传统加工制造中的许多难题。 RP技术的基本工作原理是离散与堆积，在使用该技术时，首先设计者借助三维CAD或者通过逆向工程所采集的几何数据，建立数 字化模型，这是完成快速成型制造的一项基本条件，借助现有的主流三维设计软件建立三维模型，再经过三维CAD导出相应的文件格式输入快速成型机当中，通过逐点、逐面进行三维的立体堆积，部件完成后，再经过必要的后续处理，使完成的部件在性能、形状尺寸、外观上等方面达到设计要求。 RP技术的特点 从原理上说，应用RP技术来进行产品制造，可以忽略产品部件的外形复杂程度(这也是与传统机械加工方式制造产品的最大区别之一)，原材料的利用率接近100%，制造精度最高可达0.01mm。 RP技术的主要特点有： 2.1制造快速 RP技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段，能使产品设计和模具生产同步进行，从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极大的降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小，异形的产品尤其适用。 2.2CAD/CAM技术的集成 设计制造一体化一直来说是现在的一个难点，计算机辅助工艺（CAPP）在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接，这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一，而快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，使得设计制造一体化的概念完美实现。 2.3完全再现三维数据 经过快速成型制造完成的零部件，完全真实的再现三维造型，无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔，都可以真实准确的完成造型，基本上不再需要再借助外部设备进行修复。 2.4成型材料种类繁多 到目前为止，各类RP设备上所使用的材料种类有很多，树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末，基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。 2.5创造显著的经济效益 与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10倍以上，同样，快速成型技术缩短了企业的产品开发周期，使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也基本上消除了修改模具的问题，创造的经济效益是显而易见的。 2.6应用行业领域广 RP技术经过这些年的发展，技术上已基本上形成了一套体系，同样，可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造，材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用RP技术，使得RP技术有着广阔的前景。 3现阶段主流的RP工艺方法介绍 3.1SLA（立体光造型技术） 立体光造型技术是典型的逐层制造法，采用光敏树脂（聚丙烯酸脂）为原料，紫外激光在工控机的控制下根据零件的分层截面信息，在光敏树脂等相应材料的液面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂经过光聚合反应而固化，形成零件的一个分层截面，一层固化好后工作平台下降一个分层厚的距离，以便在先前固化好的零件分层截面是重新涂抹一层新的液态树脂，然后工控机控制激光再扫描下一分层截面，层与层之间也因此而紧密连接在一起没有缝隙。如此反复直至 快速成型技术及在我国的发展罗庚（贵阳生产力促进中心快速成型服务中心） 第一手的测试数据。树立典型，用第一手的数据和直接的经济效率吸取使用单位，使使用单位对锅炉节能降耗改造工程的作用和意义有更直接的认识，吸引其主动开展改造工程，为以后大规模的节能工作打下坚实的基础。 3.5质监系统应强化对工业锅炉节能降耗工作的监管和技术指导与服务。切实加强锅炉给水水质监管，做好水处理设备投入和水处理人员的培训，保障锅炉给水水质指示达到GB1576《工业锅炉水质》标准要求，防止锅炉结垢。 参考文献： [1]颜曙光.浅析工业锅炉节能减排.中小企业管理与科技.2009.(6). [2]陈听宽.节能原理与技术[M].北京.机械工业出版社.1998. [3]刘茂俊.燃煤工业锅炉节煤实用技术[M].北京.中国电力出版社.2000. （上接第165页） 166
快速成型技术的发展和应用
快速成型技术的发展和应用 摘要：科技飞速发展的今天，人类对制造业也提出了更高的要求，行业竞争也日趋激烈。 快速成型技术也应运而生，并且展现了它强大的生命力和广阔的应用前景。目前，快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。 The rapid development of science and technology today, the human is put forward higher requirements on manufacturing, industry competition is increasingly fierce. Rapid prototyping technology also arises at the historic moment, and shows its strong vitality and broad application prospects. At present, the modelling of rapid prototyping technology has been in the industry, machinery manufacturing, aerospace, military, architecture, film and television, home appliances, light industry, medicine, archaeology, cultural art, sculpture, jewelry, and other fields has been widely used. And with the development of the technology itself, and will continue to expand its application field. 关键词：快速成型，堆积法，高集成性、高柔性、高速性，自动、直接、快速、精确。 前言： 21世纪是以知识经济和信息社会为特征的时代，随着科学技术的发展和社会需求的多样化，全球统一市场和经济全球化的逐步形成，产品的竞争更加激烈。在工业化的国家中，60%—80%的财富是由制造业提供的。制造业是衡量一个国家实力水平的重要标志之一，也是创造社会财富和国民经济赖以生存发展的重要支柱产业。 现代制造已不仅仅是机械制造，而且具有大制造，全过程，多科学的新特点。大制造应包括机电产品的制造，工业流程制造，材料科学制造等等，所以它是一个广义的制造概念。 我国在先进制造技术方面和国外有比较大的差距，特别是我国制造业的自动化，信息化水平不高。大力发展和应用先进制造技术，勇气改造传统产业和形成高技术，提升我国制造业得产业结构，产品结构和组织结构，增强其技术创新能力，产品开发，和市场竞争能力。是制造业，特别是机械制造业走出困局的关键性措施。这样才能保证我们世界工厂地位的确立，实现由制造业大国向制造业强国的转变。 快速成型技术的诞生 快速成型技术作为一个专用名词在20世纪80年代末期，美国为了加强其制造业的竞争力与促进国民经济的增长，根据其制造业面临的挑战与机遇，并对其制造业存在的问题进行深刻反省提出来的。快速成型技术是集成制造技术，电子技术，信息技术，自动化技术，能源晕技术，材料科学以及现在管理技术等众多技术的交叉，融合和渗透而发展起来的，涉及到制造业中的产品设计，加工装配，检验测试，经营管理等产品生命周期全过程，已实现优质，高效，低耗，清洁，灵活生产，提高对动态多变，细分的市场的适应能力和竞争能力的一项综合技术。 快速成型技术是顺应这一潮流而出现的先进制造技术，它能自动，直接，快速，精确的将设计思想物转化具有一定功能的原型或直接制造零件，快速成型技术是先进制造技术的重要组成部分，也是制造技术在制造理论的一次革命性飞跃，快速成型技术目前在美国，欧洲，日本等地已被广泛应用，受到制造业界及各类用户的普遍重视。 世界上第一台快速成形机于自1988年诞生于美国。快速成型制造技术是国外20世纪80年
中国金融科技发展现状与趋势
中国金融科技发展现状与趋势2017-01-20? 来源：21世纪经济报道 中国银行业协会首席经济学家香港交易所首席中国经济学家巴曙松 金融科技（Fintech）是当前金融界十分关注的话题。目前，中国的互联网金融行业进入到一个阶段性的调整时期，在这样的氛围下讨论金融科技，能提供一个反思和总结的机会，客观分析一下中国金融科技发展的现状和趋势。 金融科技通常被界定为金融和科技的融合，就是把科技应用到金融领域，通过技术工具的变革推动金融体系的创新。全球金融稳定委员会对金融科技的界定是，金融与科技相互融合，创造新的业务模式、新的应用、新的流程和新的产品，从而对金融市场、金融机构、金融服务的提供方式形成非常大的影响。金融科技的外延囊括了支付清算、电子货币、网络借贷、大数据、区块链、云计算、人工智能、智能投顾、智能合同等领域，正在对银行、保险和支付这些领域的核心功能产生非常大的影响。 三个发展阶段 如果从IT技术对金融行业推动变革的角度看，目前可以把它划分为三个阶段。 第一个阶段可以界定为金融IT阶段，或者说是金融科技1.0版。在这个阶段，金融行业通过传统IT的软硬件的应用来实现办公和业务的电子化、自动化，从而提高业务效率。这时候IT公司通常并没有直接参与公司的业务环节，IT系统在金融体系内部是一个很典型的成本部门，现在银行等机构中还经常会讨论核心系统、信贷系统、清算系统等，就是这个阶段的代表。 第二个阶段可以界定为互联网金融阶段，或者叫金融科技2.0阶段。在这个阶段，主要是金融业搭建在线业务平台，利用互联网或者移动终端的渠道来汇集海量的用户和信息，实现金融业务中的资产端、交易端、支付端、资金端的任意组合的互联互通，本质上是对传统金融渠道的变革，实现信息共享和业务融合，其中最具代表性的包括互联网的基金销售、P2P网络借贷、互联网保险。 第三个阶段是金融科技3.0阶段。在这个阶段，金融业通过大数据、云计算、人工智能、区块链这些新的IT技术来改变传统的金融信息采集来源、风险定价模型、投资决策过程、信用中介角色，因此可以大幅提升传统金融的效率，解决传统金融的痛点，代表技术就是大数据征信、智能投顾、供应链金融。
复杂外形零件加工教案
复杂外形零件加工教案
复杂外形零件加工 一.复旧导新 G71.G73的指令格式 车削内控时应注意哪些？ 二.导入新课复杂外形零件加工 1.工艺分析 （1）该零件包括有槽、螺纹、圆弧、内孔、内螺纹、键槽、圆柱，其多个直径尺寸有较严的尺寸公差要求，但对于粗糙度并没有太严的要 求表面粗糙度Ra值较大。为此这些表面的加工顺序为：夹左端→车削 右端外圆→车槽→车右端螺纹→工件掉头并校正→钻中心孔→车孔→ 车内槽→加工内螺纹 （2）确定定位基面。该轴的几个主要配合表面和台阶面对基准轴线均有径向圆跳动和端面圆跳动要求，应在轴的两端加工B型中心孔作为定位基准面，此左端中心孔要在粗车之前加工好。 （3）选择毛坯的类型。该传动轴材料为45钢，各外圆直径相差不大，故毛坯选择直径60的45圆钢料。 （4）拟订工艺过程。该轴的工艺过程中，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工和热处理要求，要求不高的外圆在精车时就可加工到规定尺寸，槽、倒角和螺纹应在精车后加工，键槽在精车后进行划线
和车削，调质处理安排安排在粗车之后，调质后一定要修研中心孔，以消除热处理变形和氧化皮，磨之前，还要修研中心孔以提高定位精度。 确定零件毛坯尺寸 根据零件材料、性能以及学校现有的设备要求选择零件的材料为45#铁铸件，并根据情况尽量使各个表面上的余量均匀，综上所选毛坯尺寸为160mm×60mm。 2.切削顺序 根据零件图样，制定以下工艺方案， 方案：夹左端→粗车外圆→精车外圆→切槽→车螺纹→夹右端→手动钻孔→镗孔→加工内螺纹→车个台阶 工序1:备料 工序2:热处理:正火 工序3平端面 工序4粗车右端外圆 工序5精车右端外圆 工序6切槽 工序7车螺纹 工序8工件掉头并校正同时螺纹加螺纹套 工序9平端面 工序10用钻头钻孔 工序11:镗￠200+0.04孔 工序12加工内槽 工序13车内螺纹 工序14检验 2)加工方案分析 以上方案是合理的,是通过仔细考虑(零件加工的技术要求,装夹次数,加工先后)以及可能采取的加工手段之后,开加工的,符合先粗后精的原则,集中体现工序集中的原则.由于零件的加工精度要求较高,减少了装夹次数,能够减少装夹误差,
快速成型技术及其发展综述
计算机集成制造技术与系统——读书报告 题目名称： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导老师
快速成型技术及其发展 摘要：快速成型技术兴起于20世纪80年代，是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面，同时简述快速成型技术在国内的发展历程。 关键词：快速成型烧结固化叠加发展服务 1 快速成形技术的产生 快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术，又称快速成形技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。查尔斯胡尔在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1，1986年该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑。同年，查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。与此同时，其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层（Laminated Object Manufacturing，以下简称LOM）的方法，并于1985年组建Helisys 公司，1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。1986年，美国Texas大学的研究生戴考德提出了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)的思想，稍后组建了DTM 公司，于1992年开发了基于SLS的商业成形系统Sinterstation。斯科特科瑞普在1988年提出了熔融成形(Fused Deposition Modeling，简称FDM)的思想，1992年开发了第一台商业机型3D-Modeler。 自从80年代中期SLA光成形技术发展以来到90年代后期，出现了几十种不同的RP技术，但是SLA、SLS和FDM几种技术，目前仍然是RP技术的主流，最近几年LJP（立体喷墨打印）技术发展迅速，以色列、美国、日本等国的RP设备公司都力推此类技术设备。 2基本原理 快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。 1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。 2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。 3快速成型技术特点 RP技术与传统制造方法（即机械加工）有着本质的区别，它采用逐渐增加材料的方法（如凝固、焊接、胶结、烧结、聚合等）来形成所需的部件外型，由于RP技术在制造产品的过程中不会产生废弃物造成环境的污染，（传统机械加工的冷却液等是污染环境的），因此在当代讲究生态环境的今天，这也是一项绿色制造技术。 RP技术集成了CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，解决了传统加工制造中的许多难题。 RP技术的基本工作原理是离散与堆积，在使用该技术时，首先设计者借助三维CAD或者
彭树杰：一种特殊齿形零件的精密成形技术研究
一种特殊齿形零件的精密成形技术研究 中国兵器工业第五九研究所彭树杰 摘要 分析了齿形不对称特殊齿形零件的结构特点及应用冷滚轧精密成形工艺的技术难点，详细阐述了此种类型零件冷滚轧成形技术的工艺和模具设计原则，以及滚轧模具的加工、安装和调试；并设计了汽车制动机构间隙自动调节蜗杆的滚轧工艺和滚轧模具，进行了深入地试验研究，获得了成功，并应用冷滚轧成形工艺生产出了符合用户要求的零件。 关键词：齿形不对称；冷滚轧成形技术；成形模具；相位调整；工艺参数；工艺试验Research on the precise forming technology for a kind of parts with unsymmetrical tooth profiles Abstract The paper has analyzed the structure characteristics of a kind of parts with unsymmetrical tooth profiles and the technology difficulties when processed by forming of cold rolling ; elaborated the principle of process and die design on cold rolling technology of this kind of parts , also the producing , installing and adjusting the rollers . In addition , the cold rolling technology and the roller for the self-adjusting worms of brake mechanism of automobile have been designed in this paper . In this research , the author has carried out many experiments thoroughly and got successes . The parts rolled have conformed to the requirements of customer. Keywords: unsymmetrical tooth profiles; cold rolling technology; forming die; adjusting slot position of the tooth; technical parameter; technical research. 1 引言 一般机械工业中所应用的常规齿形类零件，无论是齿轮、链轮、花键、还是蜗杆、螺纹、皮带轮等等，在这些零件中，绝大多数的齿形两面(端面或法面或轴面)是对称的，即齿形两面形状相同，齿形角大小相等；但也有较少的零件齿形比较特殊，如两面是不对称的，即齿形两面形状不同或齿形角不相等。因此，后者相比前者机械加工的难度较大，也要复杂一些。但对于这种齿形不对称的特殊轴类零件，就可以应用一种精密成形的加工技术来加工零件的齿形。 本文的研究对象，汽车制动机构的制动间隙自动调节蜗杆就是一典型的齿形不对称的特殊轴类齿形零件，如图1所示。该种蜗杆的齿形传统的加工工艺是采用车削的方法来加工，然而，由于该蜗杆模数和尺寸均较大，光车削加工齿形每件就需要半个小时以上，生产效率十分低下，很难满足大批量生产的需要。为此，本研究就是想寻找到一种高效率、低成本的新加工工艺—冷滚轧成形工艺来生产加工该特殊的蜗杆齿形。 2 成形技术的分析 运用冷滚轧成形技术加工该类特殊齿形零件须解决以下的难点：首先冷滚轧工艺使用的模具--滚轧轮和工装的设计计算与常规的齿形零件就不尽相同；其次由于该蜗杆的模数和直径均较大，冷滚轧时的滚轧压力自然也较大，所用时间也较长，所以需通过设计计算及试验确定出较为科学合理的工艺参数，如滚轧压力、时间、进给速度及进给压下量等，从而达到既不降低生产效率，又能提高滚轧轮和机床的使用寿命；还有，因为零件齿形是不对称的，滚轧时产生的轴向力更大，且在不同滚轧时期受力方向会不同，所以在工装夹具上须设有轴向力的平衡机构，以免滚轧时，轴向力作用在支撑夹具上而无法消除，从而损坏工装夹具和滚轧轮。 3 成形技术的设计 3.1 成形技术的工艺流程