1、第十七章第十七章 特种加工技术特种加工技术 特种加工特种加工是将电、磁、声、光、化学等能量或是将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法。传统加工方法。特种加工的分类特种加工的分类特种加工的分类特种加工的分类电火花加工电火花加工 利用火花放电现象产生电腐蚀而利用火花放电现象产生电腐蚀而对金属进行加工对金属进行加工电解加工电解加工电解加工是利用阳极溶解原理（金电解加工是利用阳极溶解原理（金属生锈）属生锈）对金属进行加工对金属进行加工超声波
2、加工超声波加工利用工具作高频振动，通过磨粒利用工具作高频振动，通过磨粒对工件进行加工对工件进行加工清华光盘清华光盘主要的特种加工方法：主要的特种加工方法：激光加工激光加工利用能量密度极高的激光照射加工利用能量密度极高的激光照射加工表面，工件在高温熔融和冲击波的同时作用下，蚀表面，工件在高温熔融和冲击波的同时作用下，蚀除部分材料进行加工除部分材料进行加工电子束加工与离子束加工电子束加工与离子束加工 电子束加工是利用电子束加工是利用真空中高速运动的电子束轰击工件表面形成局部高真空中高速运动的电子束轰击工件表面形成局部高温使材料温使材料熔化和汽化熔化和汽化；离子束加工主要是利用离子；离子束加工主要是
3、利用离子束撞击工件表面时产生的束撞击工件表面时产生的撞击效应、溅射效应和注撞击效应、溅射效应和注入效应入效应进行加工进行加工液体喷射加工液体喷射加工是利用水或水中加添加剂的液体，是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵及增压器产生高速液体束流，喷射到工件表经水泵及增压器产生高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的目的。可加工薄、软的金面，从而达到去除材料的目的。可加工薄、软的金属及非金属材料，去除腔体零件内部毛刺、使金属属及非金属材料，去除腔体零件内部毛刺、使金属表面产生塑性变形。表面产生塑性变形。磨料喷射加工磨料喷射加工适用于去毛刺加工、表面清理、适用于去毛刺加工、表面清理、切割加工、雕
4、刻、落料及打孔等。切割加工、雕刻、落料及打孔等。超声波加工超声波加工激光加工激光加工特种加工的特点特种加工的特点 不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学、（如电、化学、光、声、热等）去除金属材料，因此光、声、热等）去除金属材料，因此与加工对象的机械与加工对象的机械性能无关性能无关，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。如激高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等。光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等
5、。非接触加工非接触加工，工具和工件之间不存在显著的机械切削力，工具和工件之间不存在显著的机械切削力，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。使刚性极低元件及弹性元件得以加工。特种加工的特点特种加工的特点 微细加工，工件表面质量高。微细加工，工件表面质量高。有些特种加工，如超声、电有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得高精度、极不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工
6、表面。低粗糙度的加工表面。不存在加工中的机械应变或大面积的热应变不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低，可获得较低的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。较小，尺寸稳定性好。总体而言总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。和低刚度的零件。特种加工存在的问题特种加工存在的问题 不少特种加工的机理（如超声、激光等加工）还不十分清楚，不少特种加工的机理
7、（如超声、激光等加工）还不十分清楚，其工艺参数选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。其工艺参数选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。有些特种加工（如电化学加工）加工过程中的废渣、废气若有些特种加工（如电化学加工）加工过程中的废渣、废气若排放不当，会产生环境污染，影响工人健康。排放不当，会产生环境污染，影响工人健康。有些特种加工（如快速成形、等离子弧加工等）的加工精度有些特种加工（如快速成形、等离子弧加工等）的加工精度及生产率有待提高。及生产率有待提高。有些特种加工（如激光加工）所需设备投资大、使用维修费有些特种加工（如激光加工）所需设备投资大、使用维修费高，亦有待进一步解决。高，亦有待进一步解
8、决。线切割平面零件线切割立体零件线切割异型零件电解加工实例：穿孔电解加工实例：切断电解加工实例：型腔电解加工实例：其它激光雕刻的水晶作品激光雕刻的水晶作品激光雕刻的水晶作品水刀切割机器零件第十八章第十八章 先进制造技术先进制造技术 先进制造技术先进制造技术先进制造技术先进制造技术AMT（Advanced Manufacturing Technology）是在传统制造技术的基础上，不断吸收机是在传统制造技术的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等技术成果，械、电子、信息、材料、能源及现代管理等技术成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、售后并将其综合应用于产品设计、制
9、造、检测、管理、售后服务等机械制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、服务等机械制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的各种现代制造技术的总称。争能力的各种现代制造技术的总称。“现代制造技术现代制造技术=传统制造技术的发展传统制造技术的发展+信息技术信息技术 +现代管理技术现代管理技术”自动化加工技术自动化加工技术计算机集成制造系统计算机集成制造系统CIMS 快速原型制造技术快速原型制造技术先进制造生产模式先进制造生产模式敏捷制造敏捷制造AM(Agile Manufacture)精益生产精益
10、生产LP(Lean Production)并行工程并行工程CE(Concurrent Engineering)第十八章第十八章 先进制造技术先进制造技术 QH56-qm066-73快速成型技术快速成型技术 快速成型制造技术快速成型制造技术RPM（Rapid Prototyping Manufacturing）是一种基于离散和堆积原理的崭新制是一种基于离散和堆积原理的崭新制造技术，它将零件的造技术，它将零件的CAD模型按一定方式离散成可加模型按一定方式离散成可加工的离散面、离散线和离散点，而后采用物理或化学工的离散面、离散线和离散点，而后采用物理或化学手段，将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件
11、的手段，将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件的整体形状。整体形状。QH56-qm071-73精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术 精密与超精密加工精密与超精密加工是相对于普通精度等级加工而言，是相对于普通精度等级加工而言，其界限随时间的推移会发生不断变化。其界限随时间的推移会发生不断变化。（1）普通加工）普通加工 加工精度在加工精度在10m左右、表面粗糙度左右、表面粗糙度Ra值在值在0.3m0.8m的加工技术的加工技术（2）精密加工）精密加工 加工精度在加工精度在10m0.1m，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值值在在0.3m0.03m的加工技术的加工技术（3）超精密加工）超精密加工 加工精度
12、不低于加工精度不低于0.1m0.01m，表面粗，表面粗糙度糙度Ra值不大于值不大于0.03m0.05m的加工技术的加工技术（4）纳米加工）纳米加工 加工精度达到加工精度达到0.001m，表面粗糙度，表面粗糙度Ra小于小于0.005m的加工技术的加工技术QH12-qm021-26超高速加工技术超高速加工技术超高速加工超高速加工技术是指采用超硬材料刀具磨具和技术是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备，以极高的切削速度来达到高柔性的制造设备，以极高的切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和表面质量的现代提高材料切除率
13、、加工精度和表面质量的现代制造加工技术。制造加工技术。QH12-qm017计算机辅助制造计算机辅助制造CAM数控技术数控技术 工业机器人技术工业机器人技术 柔性制造技术柔性制造技术FMTQH56-qm066-70自动化加工技术自动化加工技术敏捷制造敏捷制造AM(Agile Manufacture)精益生产精益生产LP(Lean Production)并行工程并行工程CE(Concurrent Engineering)虚拟制造技术虚拟制造技术VMT（Virtual Manufacturing Technology）QH56-qm066-73先进制造生产模式先进制造生产模式请认真复习请认真复习祝学习愉快祝学习愉快考出好成绩考出好成绩
