精密机械制造技术5非典型加工与先进制造技术28
精密机械技术专项课程
精密机械技术专项课程一、引言精密机械技术是一门涉及高精度设备制造和运用的学科，对于现代制造和科研领域至关重要。
本文将介绍精密机械技术专项课程的内容和学习目标，以及学习该课程对个人和行业的影响。
二、课程内容精密机械技术专项课程的内容主要包括以下方面：1. 精密机械基础知识包括精密机械的定义、发展历程、分类、特点和应用领域等方面的内容。
学生将学习到精密机械的基本原理和概念，为后续课程打下坚实的基础。
2. 精密机械设计与制造学生将学习精密机械的设计原理和方法，并了解精密机械的制造过程和工艺。
课程将涵盖精密机械的结构设计、材料选择、加工工艺、装配过程等内容，以培养学生的设计和制造能力。
3. 精密机械检测与测量技术学生将学习精密机械的检测与测量技术，并了解常用的测量仪器和设备。
课程将介绍精密机械的尺寸测量、表面质量检测、动态性能测试等方面的内容，以培养学生的实验技能和质量控制能力。
4. 精密机械的维护与管理学生将学习精密机械的维护与管理技术，并了解精密机械的日常维护和故障排除方法。
课程将涵盖精密机械的保养、维修、备件管理等内容，以培养学生的维护和管理能力。
三、学习目标通过学习精密机械技术专项课程，学生将达到以下学习目标：1.掌握精密机械的基本原理和概念，了解精密机械的发展历程和应用领域。
2.具备精密机械设计与制造的能力，能够进行精密机械的结构设计和加工工艺的选择。
3.掌握精密机械的检测与测量技术，能够进行精密机械的尺寸测量和表面质量检测。
4.具备精密机械的维护和管理能力，能够进行精密机械的日常维护和故障排除。
四、学习效果精密机械技术专项课程的学习对个人和行业都会产生积极的影响：对个人的影响通过学习精密机械技术专项课程，个人将获得一项重要的专业技能，为将来的职业发展打下坚实的基础。
精密机械技术人才在现代制造和科研领域中非常稀缺，拥有这项专业技能的个人将具备更多的就业机会和职业发展空间。
对行业的影响精密机械技术在现代制造行业中扮演着重要的角色，对提高产品质量、降低生产成本和提高生产效率具有重要意义。
机械工程一级学科简介
0802机械工程一级学科简介一级学科（中文）名称：机械工程（英文）名称： Mechanical Engineering一、学科概况机械工程是以相关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的经验，研究和解决各类机械产品在设计、制造、运行和维护等全寿命周期中的理论和技术问题的应用学科。
机械工程学科的基本任务是应用并融合机械科学、信息科学、材料科学、管理科学和数学、物理、化学等现代科学理论与方法, 对机械结构、机械装备、制造过程和制造系统进行研究, 研制满足人类生活、生产和科研活动需求的产品和装置,并不断提供设计和制造的新理论、新技术和新工艺。
本学科具有理论与工程实践相结合、学科交叉以及为其他科学领域提供使能技术的特性，它是发现规律、尤其是改造世界的强有力工具。
机械工程学科主要包括：机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程、微机电工程等。
机械工程学科是最早和最基础的工程学科之一，从石器时代制造简单手工工具到现代的智能机械，从第一次工业革命、第二次工业革命到当前的信息革命，人类的生产实践和科研活动同机械工程学科有密切关系。
在牛顿力学建立和蒸汽革命以后，1847年世界首个机械工程师学会在英国成立，标志着机械工程已走向一个独立的学科。
机械设计、机械制造与机械电子的理论和技术发展一直是制造业的重要支撑：蒸汽机的发明，人类进入了铁道交流时代；公差互换性等理论，带来了福特汽车大规模生产的时代；而火车、汽车等车辆生产实践，催生了车辆工程学科专业。
建立在牛顿力学基础上的机械工程学科经历数百年辉煌以后，其内涵已经或正在发生着深刻的变化。
机械工程学科不断吸收自然科学和其它应用技术领域的新发现和新发明，开辟新的发展方向；同时，新的工程领域也为机械工程学科提出了新的需求。
近年来，信息技术与制造技术相融合，带来了数字化制造时代。
科学技术特别是新能源、新材料、生物、纳米等高技术的迅猛发展，对制造科技带来了深刻的变化，微纳制造、生物制造、智能制造、超长制造、绿色制造、制造服务等成为当今制造技术发展的趋势。
论现代机械制造及精密加工技术
论现代机械制造及精密加工技术现代机械制造及精密加工技术是指在当今科技发展的背景下，利用先进的机械设备和先进的生产工艺，对材料进行加工和制造的技术。
这种技术主要应用于航空航天、机械制造、汽车制造、电子产品制造等领域，对提高产品质量、加工精度和生产效率起到至关重要的作用。
现代机械制造技术的核心是数字化制造技术。
数字化制造技术是指利用计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术，通过传感器和控制系统实现对机床和生产线的智能化控制，提高生产自动化水平和生产效率。
数字化制造技术的应用使得生产过程更加稳定、可控，减少了因人为因素而引起的误差，提高了产品加工的精度和一致性。
数字化制造技术还促进了生产过程的灵活性和定制化生产能力的提升，满足了不同客户的个性化需求。
精密加工技术是现代机械制造的重要组成部分。
它是利用先进的加工设备和先进的工艺，对各种材料进行高精度加工和制造的技术。
精密加工技术的应用使得产品的几何形状、尺寸和表面质量得到了极大的提高。
精密铣削、精密磨削、电火花加工等技术可以实现对复杂曲面的高精度加工，提高产品的外观质量和性能。
精密加工技术还可以实现对细微结构和微机电系统的加工，满足了微型化和集成化产品的需求。
除了数字化制造技术和精密加工技术外，现代机械制造还涉及到先进材料的应用、先进工艺的研究、机械设计的创新等方面。
先进材料如高强度钢、铝合金、复合材料等可以提高产品的强度和轻量化程度。
先进工艺如先进的焊接技术、表面涂层技术、热处理技术等可以改善产品的耐腐蚀性、耐磨性和热稳定性。
创新的机械设计可以提高产品的操控性、可靠性和安全性。
机械制造工艺及精密加工技术研究
机械制造工艺及精密加工技术研究机械制造工艺是指用于制造机械零部件和装配机械的工艺方法和操作规程。
精密加工技术是指采用高精度设备和工具，通过各种加工方法和工艺，对工件进行高精度的加工和加工。
机械制造工艺包括以下几个方面的内容：工艺方案设计、加工工艺与工装设计、加工质量控制与检验等。
在机械制造过程中，需要根据不同的工件要求和材料特性，制定合理的工艺方案，并设计相应的加工工艺和工装，以保证工件的加工质量和生产效率。
机械制造工艺的研究内容涉及加工方法、工艺参数、刀具选择和切削力和温度的计算等方面。
合理选择加工方法和工艺参数，可以有效提高加工效率和降低成本。
对刀具的选择和合理的刀具设计，能够提高切削效率和延长刀具寿命。
切削力和温度的计算，可以帮助工艺设计人员选择合适的切削条件，以保证加工质量和工具寿命。
精密加工技术主要包括以下几个方面的研究：工件加工精度控制、加工设备的精度检测和调整、刀具的精确装夹和刀具磨损的控制。
在精密加工过程中，需要掌握合理的加工工艺和技巧，以确保工件的加工精度和表面质量。
加工设备的精度检测和调整，能够保证加工设备的精度和稳定性，从而提高加工精度和稳定性。
对刀具的精确装夹和刀具磨损的控制，是提高加工精度和刀具寿命的重要环节。
机械制造工艺及精密加工技术的研究对于提高机械加工质量和生产效率具有重要意义。
在现代制造业中，机械制造工艺和精密加工技术的研究成果广泛应用于各个行业，对于发展先进制造业和提高产品竞争力具有重要推动作用。
深入研究机械制造工艺及精密加工技术，不仅可以提高企业的市场竞争力，还能够推动整个制造业的发展。
精密机械制造的工艺与装备研究
精密机械制造的工艺与装备研究精密机械制造在现代工业中起着重要的作用，它是各个行业中工艺水平的一项重要指标。
随着科技的发展，人们对精密机械制造的要求也越来越高。
在这一背景下，精密机械制造的工艺与装备研究成为了一个热门的领域。
一、精密机械制造工艺的发展精密机械制造工艺经历了飞跃式的发展。
起初，传统机械加工是主要的精密制造方式，但由于其工艺限制和精度不高，难以满足现代工业的需求。
随着数控技术的应用，精密机械制造开始进入了一个新的阶段。
数控机床的使用使得精度、效率和稳定性都得到了极大的提高。
而近年来，激光加工和微纳加工等先进技术的应用更是使得精密机械制造工艺达到了一个新的高度。
二、精密机械制造装备的研究与创新精密机械制造的装备是保证产品质量的关键。
稳定性和精度是这些装备的重要指标。
为了提高装备的稳定性和精度，研究人员们投入了大量的精力。
他们从材质的选择、结构的优化以及控制系统的设计等方面入手，不断改进装备的性能。
例如，陶瓷和复合材料的使用可以减少装备的振动和热膨胀，从而提高加工的精度；而精密的控制系统则可以实现更高精度的加工。
三、精密机械制造在不同行业中的应用精密机械制造在航空航天、医疗器械、光学仪器等领域都发挥着重要的作用。
例如，在航空航天领域，精密机械制造用于制造发动机、飞机零部件等重要装备，确保了飞行的安全和性能；而在医疗器械领域，精密机械制造则用于制造人工关节、手术器械等，为患者的治疗提供了可靠的支持。
四、精密机械制造工艺与装备研究的挑战与机遇精密机械制造工艺与装备研究面临着许多挑战和机遇。
首先，随着市场竞争的加剧，精密机械制造要求更高的精度和效率，这对相关技术和装备都提出了更高的要求。
其次，随着智能制造和工业互联网的发展，人们对精密机械制造过程中数据获取和处理能力的要求也越来越高。
因此，研究人员需要不断尝试新的技术手段和创新方法，以满足不断变化的需求。
综上所述，精密机械制造的工艺与装备研究在现代工业中具有重要的意义。
精密机械制造技术5非典型加工与先进制造技术
LOGO
1.激光加工概述 激光特征：亮度高、方向性好、单色性好、
相干性好----利用光学系统可聚焦称极小的光斑， 获得极高能量密度和极高的温度。
影响激光加工的因素：输出功率与照射时 间；焦距、发散角与焦点位置；照射次数；工件材 料等。
图6-4为激光加工机示意图
15:20:31
13
LOGO
2.激光加工机的组成
15:20:31
18
LOGO
2.电子束加工设备主要由以下四部分组成： 电子枪系统：由电子发射阴极、控制栅极 和加速阳极组成，电子枪用来发射高速电子， 并初步聚焦，使电子加速。 控制系统：由聚焦装置、偏转装置和工作 台位移装置等组成。
15:20:31
19
LOGO
真空系统：形成真空环境。电子高速运动、 发射阴极不被氧化以及被加工表面不被氧化 等，均需要真空环境。 电源系统：提供各种控制电压和加速电压。
非传统高加强度工、法高正硬是度为、完高成脆性这或些高制熔造点任的务
各种难加工材料的加工
产生和发展具起有来较的低刚。度或复杂曲面的特殊零件
的加工
15:20:31
3
LOGO
特种加工是利用化学的、物理的（电、声、 光、热、磁）、电化学的方法对材料进行加 工的 特种加工能解决大量的普通机械加工方法 难以解决甚至不能解决的问题
激光加工机通常由激光器、电源、光学 系统和机械系统组成。
15:20:31
14
LOGO
3.激光加工的特点
不需要加工工具；激光束功率密度高，几乎 可以加工任何难加工的材料；工件无受力变形；激 光打孔、切割的速度很高，加工部位材料几乎不受 切削热的影响，热变形小；激光切割的切缝窄，切 割边缘质量好。
精密制造技术的发展与应用
精密制造技术的发展与应用近年来，随着科技的快速发展，精密制造技术逐渐成为各个领域所需要的关键技术之一。
精密制造技术是通过精确的设备和技术手段，实现对材料微观结构的控制，提高产品的质量和精度，以及扩大产品的应用范围和价值。
本文将讨论精密制造技术的发展和应用，为读者带来更深入的了解。
一、精密制造技术的发展历程精密制造技术来源于军工行业，在二战时期开始发展。
当时的军事需求要求生产至关重要的弹头、导弹、火箭等武器，而这些武器需要高度精密的制造工艺和设备保障。
因此，军方采用精密制造技术，用于制造各种高精度部件和元器件，如精密仪器、精密组件、机床、模具等。
随着军事技术的快速发展，精密制造技术逐渐开始向民用领域转化。
1970年代，日本提出了“精密机械工业化”战略，以提高精密加工装备的性能、质量和效率。
之后，中国也开始关注该领域的发展，先后成立了多个研究机构和制造企业，开始了相关技术的研究和开发。
二、精密制造技术的应用领域1. 精密仪器制造精密仪器制造是精密制造技术的重要应用领域之一，包括光学仪器、计算机辅助制造设备、生物制造设备等。
在这些领域中，高精度的加工工艺和设备是不可或缺的。
2. 汽车零部件制造汽车行业是精密制造技术的高度应用领域之一，汽车企业需要制造各种高精密度的零部件，如：曲轴、连杆、齿轮、轴承、气门、传感器等。
这些部件对加工装备和技术的精度、稳定性、可靠性和适应性有很高的要求。
3. 航空航天设备制造航天设备制造是精密制造技术的另一个高度应用领域，制造航空器、卫星、导弹等设备需要高精度的装备和技术，以确保其在飞行、运营中的高安全性和高可靠性。
4. 3D打印制造3D打印技术是一种数字化制造技术，属于先进制造技术的范畴。
与传统精密制造技术相比，3D打印设备具有更高的生产效率、更灵活的生产方式和更广泛的适用范围。
它可以在不需要模具的情况下直接制造出零部件，非常适合小批量或定制化产品的制造。
三、精密制造技术的未来发展1. 自适应智能制造从大规模生产向智能化、定制化和高附加值的生产方式转变，这是未来精密制造技术的主要趋势之一。
精密加工技术在机械制造中的应用
精密加工技术在机械制造中的应用随着科技的不断进步和人们对高质量产品的需求日益增长，精密加工技术在机械制造行业中扮演着重要的角色。
精密加工技术通过提高加工精度和加工效率，为机械制造业带来了巨大的发展机遇。
本文将从精密加工技术的定义、应用领域和优势等方面进行阐述。
精密加工技术是指通过先进的设备和工艺，对工件进行高精度的加工和成型。
这种技术通常包括数控机床、激光切割、电火花加工、线切割等多种加工方式。
与传统的机械加工技术相比，精密加工技术更加灵活、高效，并且能够满足更高的加工精度要求。
在机械制造行业中，精密加工技术得到了广泛的应用。
首先，精密加工技术在航空航天领域中扮演着重要的角色。
航空航天产品对加工精度和质量要求极高，而精密加工技术能够满足这些要求。
例如，飞机发动机零部件、航天器的结构件等都需要通过精密加工技术来加工和制造。
精密加工技术在汽车制造行业中也得到了广泛的应用。
随着汽车工业的快速发展，对汽车零部件的加工精度和质量要求也越来越高。
精密加工技术在汽车制造中的应用主要集中在发动机、底盘和车身等关键部件的加工上。
通过精密加工技术，可以提高汽车的性能和品质，并且减少废品率和生产成本。
精密加工技术在电子设备制造和光学仪器制造等领域也有着广泛的应用。
电子设备制造中，精密加工技术主要用于加工微型零部件，例如芯片、电路板等。
而在光学仪器制造中，精密加工技术则用于加工光学元件，例如透镜、反射镜等。
这些领域对加工精度和表面质量要求非常高，而精密加工技术能够满足这些要求。
精密加工技术在机械制造中的应用有着诸多的优势。
首先，精密加工技术能够提高加工精度和表面质量，保证产品的质量和性能。
其次，精密加工技术能够减少废品率和生产成本，提高生产效率。
此外，精密加工技术还能够提高产品的可靠性和寿命，满足用户对产品的高要求。
精密加工技术在机械制造中的应用不可忽视。
通过提高加工精度和效率，精密加工技术为机械制造业带来了巨大的发展机遇。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 液体喷射加工（HDM）
❖ 激光束加工（LBM）
❖ 离子束加工（IBM）
❖ 以及各种复合加工
*
5
一、电火花加工
LOGO
1.电火花加工原理
❖利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生 的高温熔蚀工件的表面材料来实现加工。 ❖图6-1为电火花加工装置原理图。
*
6
LOGO
2.电火花加工机床的组成
由脉冲电源、自动进给调节装置、机床本 体及工作液循环过滤系统等。
激光加工机通常由激光器、电源、光学 系统和机械系统组成。
*
14
LOGO
3.激光加工的特点
不需要加工工具；激光束功率密度高，几乎 可以加工任何难加工的材料；工件无受力变形；激 光打孔、切割的速度很高，加工部位材料几乎不受 切削热的影响，热变形小；激光切割的切缝窄，切 割边缘质量好。
*
15
四、超声波加工
*
4
非传统加工种类
LOGO
❖ 化学加工（CHM）
❖ 电子束加工（EBM）
❖ 电化学加工（ECM）
❖ 等离子体加工（PAM）
❖ 电化学机械加工（ECMM） ❖ 电液加工（EHM）
❖ 电火花加工（EDM）
❖ 磨料流加工（AFM）
❖ 电接触加工（RHM）
❖ 磨料喷射加工（AJM）
❖ 超声波加工（USM）
图6-3为电解加工的工作原理图。
*
10
LOGO
2.电解加工设备的组成
由机床本体、电源和电解液系统等部 分组成。
*
11
电解加工的特点及应用
LOGO
工作电压低，电流大；不受加工材料的硬
度、强度、韧性的限制，可加工多种难切削金属材 料；加工效率比电火花成形加工高5~10倍；无机 械切削或切削热；平均加工公差可达±0.1mm； 附属设备多，占地面积大，造价高；电解液腐蚀机 床，易污染环境。
❖ 用来焊接难溶金属、化学性能活泼的金属，以及 碳钢、不锈钢、铝合金、钛合金等。
❖ 细微加工的光刻。
电子束加工用于精密加工时要考虑热的影响。
*
22
六、离子束加工
LOGO
在真空条件下，利用惰性气体离子在电 场中加速而形成的高速离子流来实现微细加 工的工艺方法。 ❖离子束加工是一种新兴的细微加工方法， 在亚微米至纳米级精度的加工中很有发展前 途。
LOGO
❖可用于各种复杂形状的型孔及立体曲面型腔的 一次成形；
❖可以用来进行切断、切割，以及表面强化、刻
写、打印铭牌和标记等。
缺点：金属的去除率较低；存在重铸层和受热
影响层等。
*
9
二、电解加工
LOGO
1.电解加工原理
电解加工是利用金属在电解液中发生阳极溶解的 电化学反应原理，将金属材料加工成形的一种方法。 电解加工时，工件接电源的正极，工具接负极。
电子束热加工
利用电子束的热效应来实现加工的。如电子 束熔炼、电子束焊接、电子束打孔等（图5-1）
*
17
LOGO
电子束化学加工
功率密度非常低的电子束照射到工件表面 （高分子材料），入射电子与高分子相碰撞，使分 子链断裂或重新聚合，从而使高分子材料的分子量 和化学性质发生变化，这就是电子束的化学效应。 利用该效应可以进行化学加工。
❖第四节 柔性制造自动化技术与系统
❖第五节
一、一柔、性计制算造机系集统成产制生造的系背统景（ＣＩＭＳ）
先进生产模式 二、二柔、性智制能造制系造统系的统功（能ＩＭ及Ｓ适）应范围 三、精良生产（ＬＰ） 四、敏捷制造（ＡＭ）
*
2
第一节 非传统加工
LOGO
科学技术的发展提出了许多传统切削加
工方法难以胜任的制造任务。
*
12
三、激光加工
LOGO
1.激光加工概述 激光特征：亮度高、方向性好、单色性好、
相干性好----利用光学系统可聚焦称极小的光斑， 获得极高能量密度和极高的温度。
影响激光加工的因素：输出功率与照射时 间；焦距、发散角与焦点位置；照射次数；工件材 料等。
❖图6-4为激光加工机示意图
*
13
LOGO
2.激光加工机的组成
*
18
LOGO
2.电子束加工设备主要由以下四部分组成： ❖电子枪系统：由电子发射阴极、控制栅极 和加速阳极组成，电子枪用来发射高速电子， 并初步聚焦，使电子加速。 ❖控制系统：由聚焦装置、偏转装置和工作 台位移装置等组成。
Hale Waihona Puke *19LOGO
❖真空系统：形成真空环境。电子高速运动、 发射阴极不被氧化以及被加工表面不被氧化 等，均需要真空环境。 ❖电源系统：提供各种控制电压和加速电压。
电火花加工的电源应选择直流脉冲电源， 以形成明显的极效应。
图6-2是线切割机床的工作原理图
*
7
电火花加工的特点及应用
LOGO
❖电火花加工适用于导电性较好的金属材料的加 工，不受材料的强度、硬度、脆性、韧性及熔 点的影响；
❖加工过程中不存在切削力，可适用于薄壁、小 孔、窄缝的加工；
*
8
电火花加工的特点及应用
*
20
电子束加工应用
LOGO
电子束光刻----光刻胶是高分子材料，按规定图形 对光刻胶进行电子束照射就会产生潜像。再将它浸 入适当的溶剂中，由于照射部分和未照射部分材料 的分子量不同，溶解速度不一样，就会使潜像显影 出来。
集成电路光刻工艺原理（图6-7）：
*
21
电子束加工的应用范围
LOGO
❖ 不锈钢、耐热钢、合金钢、陶瓷、玻璃和宝石等 难加工材料的圆孔、异形孔和窄缝的加工，最小 孔径可达0.02~0.003mm。
LOGO
利用工具端面作超声频振动，使工作液中的 悬浮磨粒对工件表面撞击抛磨来实现加工。
❖超声波加工适合于加工各种硬脆材料，特别是不 导电的非金属材料如玻璃、陶瓷、石英、玛瑙、宝 石、金刚石等。
❖图6-5为超声波加工的原理图
*
16
五、电子束加工
LOGO
1.电子束加工原理
分为电子束热加工和电子束化学加工
LOGO
机械制造技术基础
*
1
第五章 非传统加工与先进制造技术
LOGO
❖第一节 非传统加工 ❖第二节 细微制造技术 ❖第三节 超精密加工
一、电火花加工 二、电解加工 三一、、激细光微加切工削加工 二、细微磨削加工 三、细微蚀刻 四、超声波加工 一、超精五密、加电工子概束念加工 二、超精六密、加离工子的束地加位工及意义 三、特点七、、应快用速范成围形及技分术类 四、超精密加工技术的影响因素
非传统高加强度工、法高正硬是度为、完高成脆性这或些高制熔造点任的务
各种难加工材料的加工
产生和发展具起有来较的低刚。度或复杂曲面的特殊零件
的加工
*
3
LOGO
❖特种加工是利用化学的、物理的（电、声、 光、热、磁）、电化学的方法对材料进行加 工的 ❖特种加工能解决大量的普通机械加工方法 难以解决甚至不能解决的问题