1、 成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 先進(jìn)制造技術(shù)學(xué)習(xí)體會(huì)PAGE PAGE 8 成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 先進(jìn)制造技術(shù)學(xué)習(xí)體會(huì) 先進(jìn)制造技術(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體會(huì)系 別： 機(jī)械制造系 專(zhuān) 業(yè)： 數(shù)控 班 級(jí)： 106522 學(xué) 號(hào)： 00616100 學(xué)生姓名： 孫松松濤 指導(dǎo)教師師： 羅南貴貴 完成時(shí)間： 20010 年 9 月 220 日本學(xué)期開(kāi)學(xué)的第第一天我們就接觸到了了先進(jìn)制造造技術(shù)這門(mén)門(mén)課程，上課后羅老師師就給我們說(shuō)說(shuō)這是一門(mén)普普及課程，并沒(méi)有對(duì)我我們做出什么特殊殊的要求，只只需了解一下下即可。先來(lái)簡(jiǎn)單介紹一一下什么是先進(jìn)制制造技術(shù)吧，先進(jìn)制造技技術(shù)就是指集機(jī)械工程程技術(shù)、電子子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信信息技術(shù)等多

2、多種技術(shù)為一一體所產(chǎn)生的的技術(shù)、設(shè)備備和系統(tǒng)的總總稱(chēng)。主要包包括：計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)計(jì)算機(jī)輔助制制造、集成制制造系統(tǒng)等。它可分為主體技術(shù)群和支撐技術(shù)群.其中主體技術(shù)群又分為面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群和制造工藝技術(shù)群，其中面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群系指用于生產(chǎn)準(zhǔn)備(制造準(zhǔn)備)的工具群和技術(shù)群。設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)費(fèi)用、產(chǎn)品質(zhì)量以及新產(chǎn)品上市時(shí)間都有很大影響。產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)計(jì)可以采用一系列工具,例如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)以及工藝過(guò)程建模和仿真等,生產(chǎn)設(shè)施、裝備和工具,甚至整個(gè)制造企業(yè)都可以采用先進(jìn)技術(shù)更有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)。近幾年發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品和工藝的并行設(shè)計(jì)具有雙重目的,一是縮短新產(chǎn)品上市的周期,二是

3、可以將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物減少到最低程度,使最終產(chǎn)品成為可回收、可再利用的,因此對(duì)實(shí)現(xiàn)面向保護(hù)環(huán)境的制造而言是必不可少的。而制造工藝技術(shù)群是指用于物質(zhì)產(chǎn)品(物理實(shí)體產(chǎn)品)生產(chǎn)的過(guò)程及設(shè)備。例如,模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術(shù)的不斷滲入,傳統(tǒng)的制造工藝和裝備正在產(chǎn)生質(zhì)的變化。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù),也是制造技術(shù)或稱(chēng)生產(chǎn)技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。而制造技術(shù)群指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性的核心技術(shù)?；镜纳a(chǎn)過(guò)程需要一系列的支撐技術(shù),諸如:測(cè)試和檢驗(yàn)、物料搬運(yùn)、生產(chǎn)(作業(yè))計(jì)劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術(shù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行所需的技術(shù),是工具、手段和系統(tǒng)集成的

4、基礎(chǔ)技術(shù)。支撐技術(shù)群包括: (1) 信息技術(shù):接口和通信、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、集成框架、軟件工程人工智能、專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策支持系統(tǒng)。(2) 標(biāo)準(zhǔn)和框架：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品定義標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、接口框架。(3) 機(jī)床和工具技術(shù)。(4) 傳感器和控制技術(shù)：?jiǎn)螜C(jī)加工單元和過(guò)程的控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器和傳感器組合、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。(5) 其它。先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)是：(1) 是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是面向21世紀(jì)的技術(shù)制造業(yè)是社會(huì)物質(zhì)文明的保證,是與人類(lèi)社會(huì)一起動(dòng)態(tài)發(fā)展的,因此,制造技術(shù)必然也將隨著科技進(jìn)步而不斷更新。先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來(lái),保持了過(guò)去制造技

5、術(shù)中的有效要素;但隨著高新技術(shù)的滲入和制造環(huán)境的變化,已經(jīng)產(chǎn)生了質(zhì)了變化,先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個(gè)完整的技術(shù)群,是一類(lèi)具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域,是面向21世紀(jì)的技術(shù)。(2) 是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)能適合于在工業(yè)企業(yè)推廣并可取得很好的經(jīng)濟(jì)效益,先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展往往是針對(duì)某一具體的制造業(yè)(如汽車(chē)工業(yè)、電子工業(yè))的需求而發(fā)展起來(lái)的適用的先進(jìn)制造技術(shù),有明顯的需求導(dǎo)向的特征。先進(jìn)制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高新度為目的,而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果,以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和綜合實(shí)力為目標(biāo)。(3) 是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的目前每一國(guó)家都處于全球化市場(chǎng)中。一個(gè)國(guó)

6、家的先進(jìn)制造技術(shù)是支持該國(guó)制造業(yè)在全球范圍市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,先進(jìn)制造技術(shù)的主體應(yīng)具有世界水平。但是,每個(gè)國(guó)家的國(guó)情也將影響到從現(xiàn)有的制造技術(shù)水平向先進(jìn)制造技術(shù)的過(guò)渡戰(zhàn)略和措施。我國(guó)正在以前所未有的速度進(jìn)入全球化的國(guó)際市場(chǎng),開(kāi)發(fā)和應(yīng)用適合國(guó)情的先進(jìn)制造技術(shù)勢(shì)在必行。先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃最初是美國(guó)因本國(guó)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,為增強(qiáng)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),便首先提出了先進(jìn)制造技術(shù)的概念。此后,歐洲各國(guó)、日本以及亞洲新興工業(yè)化國(guó)家如韓國(guó)等也相繼作出響應(yīng)。而我國(guó)是從1995年把其列入為提高工業(yè)質(zhì)量及效益的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)推廣項(xiàng)目。但就目前世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看，以美國(guó)、日本、西歐為代表的工業(yè)化國(guó)家在先進(jìn)制

7、造技術(shù)上都有雄厚的實(shí)力。這就是我所了解的先進(jìn)制造技術(shù)。羅老師上課期間間講了重點(diǎn)講講了兩個(gè)關(guān)于于先進(jìn)制造技技術(shù)這門(mén)課課程里的重點(diǎn)點(diǎn)，第一個(gè)是是精密和超精精密切削加工。精密和超精精密切削加工是在在傳統(tǒng)切屑加加工技術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)上，綜合應(yīng)應(yīng)用近代科技技和工藝成果果而形成的一一門(mén)高新技術(shù)術(shù)，是現(xiàn)代軍軍事電子裝備備制造中不可可缺少的重要要基礎(chǔ)技術(shù)。其中精密切削削加工是指切切屑加工誤差差為100.1umm,表面粗糙糙度值為Raa0.10.0255 um的切切削加工方法法。而超精密切削削加工是指切切屑加工誤差差為0.10.01uum,表面粗粗糙度值為RRa0.0025 umm的切削加工方法法。二者是機(jī)密密和超精密

8、加加工中最基本本的加工方法法。超精密加工工中的微細(xì)加加工時(shí)當(dāng)今世世界上最精密密的制造技術(shù)術(shù)，制造誤差差在亞微米(0.1umm)至納米（11nm=1003 um）極，這這已經(jīng)是用單單純的切削加加工難以達(dá)到到的了。精密和超精精密切削加工工的特點(diǎn)是(1) 二者者是一門(mén)多學(xué)學(xué)科的綜合性性高技術(shù)它包包括機(jī)、電、光光等多種高技技術(shù)，是一個(gè)個(gè)內(nèi)容極其廣廣泛的制造系系統(tǒng)工程，不不僅要考慮加加工方法、加加工設(shè)備、加加工刀具、加加工環(huán)境、被被加工材料、加工中的檢測(cè)與補(bǔ)償?shù)?，而且還要研究其切屑機(jī)理及其相關(guān)技術(shù)。(2) 加工檢測(cè)一體化 二者的在線檢測(cè)和在位檢測(cè)極為重要。因?yàn)榧庸ぞ群芨?，表面粗糙度值很低，如果工件加?/p>

9、完畢卸下來(lái)后再檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就難在進(jìn)行加工了，因此要進(jìn)行在線檢測(cè)和在位檢測(cè)。(3) 精密和超精密切削加工與自動(dòng)化技術(shù)聯(lián)系緊密 二者采用計(jì)算機(jī)控制、誤差分離與補(bǔ)償、自適應(yīng)控制和工藝過(guò)程優(yōu)化等技術(shù)可以進(jìn)一步提高加工精度和表面質(zhì)量。避免機(jī)器本身和手工操作人為引起的誤差，保證了加工質(zhì)量及其穩(wěn)定性。(4) 精密和超精密切削加工機(jī)理和一般切削加工不同 二者是微量切削，它的關(guān)鍵是在最后一道工序能夠從被加工表面去除微量表面層，去除的微量表面層越薄，則加工精度越高。精密和超精密切削加工在軍事電子裝備中也占有十分重要的位置，比如說(shuō)各種各樣的探測(cè)、導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)等。羅老師還向我們講述了關(guān)于精密和超精密磨削加工，磨削

10、加工是加工精密和超精密工件的重要方法。它主要是對(duì)鋼鐵等黑色金屬和半導(dǎo)體等硬脆材料進(jìn)行精密和超精密磨削、研磨和拋光等加工。在軍事電子裝備制造中，精密和超精密磨削加工多用于鋁合金、銅和銅合金工件進(jìn)行精密和超精密磨削、研磨和拋光。精密和超精密磨削是人們比較熟悉的一種常用的磨削加工方法。精密砂輪磨削主要是靠砂輪的精細(xì)修整，使磨粒在具有大量的等高微刃的狀態(tài)下進(jìn)行加工，以使被加工表面留下大量殘留高度極小、極微細(xì)的磨削痕跡，從而得到低的表面粗糙度。然后經(jīng)過(guò)無(wú)火花磨削過(guò)程，在微切削、滑擠、摩擦等作用下，可使得被加工表面達(dá)到鏡面，并獲得高精度。磨粒上大量的等高微刃是用金剛石修整工具以極低且均勻的進(jìn)給精細(xì)修整而得

11、到的。因?yàn)榫芎统苌拜喣ハ鞯年P(guān)鍵就是砂輪的修整。因此，必須認(rèn)真仔細(xì)地用單粒金剛石、金剛石粉末燒結(jié)型修整器或金剛石超聲波修整器好砂輪后，才能進(jìn)行磨削。20世紀(jì)80年代末期，歐美和日本的眾多公司和研究機(jī)構(gòu)相繼推出了兩種新的磨削工藝：塑性磨削和鏡面磨削。塑性磨削主要針對(duì)脆性材料而言，其切削形成與塑性材料相似，切屑通過(guò)剪切的形式被磨粒從機(jī)體上切除下來(lái)。所以由此磨削后的表面沒(méi)有微裂紋形成，也沒(méi)有脆性剝落時(shí)的無(wú)規(guī)則的凹凸不平，表面呈有規(guī)則紋理。鏡面磨削則不局限于脆性材料，它也包括金屬材料如鋼、鋁和鉬等。這就是羅老師所講的有關(guān)于精密和超精密切削加工的內(nèi)容。羅老師在后來(lái)的的課程中還向向我們重點(diǎn)講講解了關(guān)于

12、高高速切屑機(jī)床床的內(nèi)容。高高速切屑是進(jìn)進(jìn)十年以來(lái)迅迅速崛起的一一項(xiàng)先進(jìn)制造造技術(shù)，是繼繼數(shù)控技術(shù)之之后又一場(chǎng)對(duì)對(duì)機(jī)械制造行行業(yè)影響深遠(yuǎn)遠(yuǎn)的技術(shù)革命命。19766年美國(guó)的VVoughtt公司研制了了一臺(tái)高速銑銑床，最高速速度達(dá)到了22000r/min,聯(lián)聯(lián)邦德國(guó)Daarmstaadt工業(yè)大大學(xué)生產(chǎn)工程程與機(jī)床研究究所從19778年開(kāi)始系系統(tǒng)地進(jìn)行高高速切削機(jī)理理研究，對(duì)各各種金屬和非非金屬材料進(jìn)進(jìn)行高速切削削實(shí)驗(yàn)。自220世紀(jì)800年代中后期期以來(lái)，商品品化的高速切切削機(jī)床不斷斷出現(xiàn)，高速速機(jī)床從單一一的高速銑床床發(fā)展成為高高速車(chē)銑床、鉆鉆銑床乃至各各種高速加工工中心等，瑞瑞士、英國(guó)、日日本也相

13、繼推推出了自己的的高速機(jī)床。日日本日立精機(jī)機(jī)的HG4000型加工中心心主軸最高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速360000400000r/minn，工作臺(tái)快快速移動(dòng)速度度為3640m/mmin。采用用直線電機(jī)的的美國(guó)Inggersoll公司的HVVM800型型高速加工中中心進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)速度為600m/minn。目前高速速加工中心和和其他高速數(shù)數(shù)控機(jī)床在發(fā)發(fā)達(dá)國(guó)家已呈呈普吉趨勢(shì)，我我國(guó)在20世世紀(jì)80年代代相繼從德國(guó)國(guó)、美國(guó)、法法國(guó)、日本等等國(guó)引進(jìn)了多多條較先進(jìn)的的轎車(chē)數(shù)控生生產(chǎn)自動(dòng)線。在在引進(jìn)設(shè)備的的帶動(dòng)下，我我國(guó)高速機(jī)床床技術(shù)有了長(zhǎng)長(zhǎng)足進(jìn)步，目目前的差距在在于機(jī)床關(guān)鍵鍵功能部件的的研發(fā)上，落落后于市場(chǎng)需需求。如轉(zhuǎn)速速2

14、00000r/minn以上的大功功率高剛度主主軸、無(wú)刷環(huán)環(huán)形扭矩電機(jī)機(jī)、直線電機(jī)機(jī)、快速響應(yīng)應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)等等在實(shí)用上處處于空白。在在課堂上羅老老師還講了高高速切削的概概念，高速切切削是指在比比常規(guī)切削速速度高出很多多的速度下進(jìn)進(jìn)行的切削加加工。但高速速切削也是個(gè)個(gè)相對(duì)的概念念，究竟如何何定義，目前前尚無(wú)共識(shí)。根根據(jù)高速切削削機(jī)理的研究究結(jié)果，當(dāng)切切削速度達(dá)到到相當(dāng)高的區(qū)區(qū)域時(shí)，切削削力下降，工工件的溫升較較低，熱變形形較小，刀具具的耐用度提提高。高速切切削不僅大幅幅度提高了單單位時(shí)間的材材料切除率，而而且還會(huì)帶來(lái)來(lái)一系列的其其它優(yōu)良特性性。因此，高高速切削的速速度范圍應(yīng)該該定義在能給給加工帶來(lái)一

15、一系列優(yōu)點(diǎn)的的區(qū)域。然而而，切削過(guò)程程是一個(gè)非常常復(fù)雜的過(guò)程程，對(duì)于不同同的加工工序序和機(jī)床、不不同的零件和和刀具材料，常常規(guī)切削對(duì)應(yīng)應(yīng)有不同的速速度范圍。高高速切削速度度是個(gè)相對(duì)的的概念，同樣樣受到加工工工序、材料和和機(jī)床等因素素的影響，所所以很難給出出一個(gè)確定的的速度范圍。高速切削的定義目前沿用的主要有以下幾種： 1978年，CIRP切削委員會(huì)提出以線速度為500-7000m/min的切削為高速切削。 對(duì)銑削加工而言，從刀具夾持裝置達(dá)到平衡要求(平衡品質(zhì)和殘余不平衡量)時(shí)的速度來(lái)定義高速切削。根據(jù)ISO1940標(biāo)準(zhǔn)，主軸轉(zhuǎn)速高于8000r/min為高速切削。 德國(guó)Darmstadt工業(yè)大學(xué)

16、生產(chǎn)工程與機(jī)床研究所提出以高于5-10倍普通切削速度的切削定義為高速切削。 從主軸設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)，以沿用多年的DN值（主軸軸承孔直徑D與主軸最大轉(zhuǎn)速N的乘機(jī)）來(lái)定義高速切削。DN達(dá)（5-2000）X105 mm r/min時(shí)為高速切削。 從刀具和主軸的動(dòng)力學(xué)角度來(lái)定義高速切削。這種定義取決于刀具振動(dòng)的主模式頻率，它在ANSI/ASME標(biāo)準(zhǔn)中用來(lái)進(jìn)行切削性能測(cè)試時(shí)選擇轉(zhuǎn)速范圍。高速切削不僅僅要求有高的切削速度，而且還要求具有高的加速度和減速度。因?yàn)榇蠖鄶?shù)零件在機(jī)床上加工時(shí)的工作行程都不長(zhǎng)，一般在幾毫米到幾百毫米，只有在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到高速和在很短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確停止才有意義。因此在衡量機(jī)床的高速性能時(shí)還

17、需要考察機(jī)床進(jìn)給速度的加減速性能。目前高速切削機(jī)床的進(jìn)給速度一般在30-90m/min以上，加減速度為1g-8g.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高速加工采用的切削速度會(huì)越來(lái)越高。相比于常規(guī)切削而言，高速切削的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：(1) 提高生產(chǎn)率 (2) 提高了加工精度 (3) 能獲得較好的表面質(zhì)量 (4) 可加工各種難加工材料 (5) 降低了加工成本 目前高速切削主要應(yīng)用于汽車(chē)工、航空航天工業(yè)、模具工具制造、難加工材料和超精密微細(xì)切削加工領(lǐng)域。高速切削技術(shù)是新材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和精密制造技術(shù)等多項(xiàng)新技術(shù)綜合應(yīng)用發(fā)展的結(jié)果，主要包括了高速切削機(jī)理、高速切削刀具技術(shù)、高速切削機(jī)床技術(shù)、高速切削

18、工藝技術(shù)、高速加工的測(cè)試技術(shù)等方面的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)。高速切削機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速加工的前提和基本條件，高速機(jī)床一般都是數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)床。它與普通數(shù)控機(jī)床的最大區(qū)別在于高速機(jī)床要能夠提供很高的切削速度和加速度，并能夠滿足高速加工要求的一系列較為特殊的要求。高速加工對(duì)機(jī)床提出的要求主要包括：(1) 主軸轉(zhuǎn)速高，輸出功率大 (2) 進(jìn)給速度高 (3) 主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的加速度高 (4) 機(jī)床的靜、動(dòng)態(tài)特性好 (5) 機(jī)床的其他功能部件性能高 。高速機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速加工的前提和基本條件，高速切削機(jī)床技術(shù)是高速切削技術(shù)中最基本的關(guān)鍵技術(shù)。一般認(rèn)為，高速切削機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個(gè)方面：(1) 高速主軸單元 (2) 高速直線驅(qū)動(dòng)進(jìn)給單元 (3) 高速切削刀具技術(shù) (4) CNC控制系統(tǒng) (5) 切削處理和冷卻系統(tǒng) (6) 安全裝置