1、第八章第八章 机械制造技术的发展机械制造技术的发展 8.1 概述 产品结构的特点 知识技术 产品的时间越来越来短、 结构越来越复杂 1782年摄影原理到1838年照相机 56年 1831年电机原理到1872年发动机 41年 1948年半导体到1954年半导体收音机 6年 产品的批量 更小 产品价格的特点 取决于独占知识的含量 产品的市场特点 顾客对产品功能、性能、质量、服务 更高 参与全球竞争 更加激烈 现代制造企业环境的变化 大市场和大竞争；大市场和大竞争； 产品生命周期缩短；产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素；交货期成为主要竞争因素； 用户需求个性化用户需求个性化, 多品种小批量生
2、产多品种小批量生产 比例增大。比例增大。 发达国家的制造业发展迅速 例：波音777的设计和制造是20世纪90年代制 造业的标志性进展 全数字化定义无纸生产； 数字化预装配无金属样机的生产(虚拟) 广域网上的异地设计、异地制造； 基于的数据交换； 协同工作小组（Team work) 238 设计制造周期大大缩短： 波音757,767 9-10年 波音77缩短到4.5年，并获得巨大的独 占性利润，每架波音777要价1.4亿美元。 CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。它将传 统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、 系统工程技术等有机结合，借助计算机（硬、软件）， 使企业产品全生命周期
3、市场需求分析、产品定义、 研究开发、设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、 发送、服务）以及产品最后报废、环境处理等各阶段活 动中有关人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、 物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动 的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品 上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企 业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。 CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、 智能化、集成优化的制造系统。 CIMCIM和和CIMSCIMS的定义的定义 CIMS的集成的集成 集成的内容集成的内容 功能集成功能集成 组织集成组织集成 信息集成信息
4、集成 过程集成过程集成 集成的范围集成的范围 功能集成功能集成 组织集成组织集成 CIMS的发展 信息集成 过程集成 企业间集成 8.2 特种加工特种加工 第一节第一节 概概 述述 特种加工特种加工是指采用电能、化学能、光能、卢能、热能、 以及电子、离子等不同能源，区别于传统的切削加工方法， 也称为非传统加工。 常用特种加工 常用特种加工方法有：电火花加工、电解加工、激光 加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工等。 第二节第二节 电火花加工电火花加工 一、电火花加工的基本原理一、电火花加工的基本原理 电火花加工是模具加工的重要方法，常用的有电火花电火花 成形成形和电火花线切割电火花线切割两种
5、。 第二节第二节 电火花加工电火花加工 二、电火花加工工艺及设备二、电火花加工工艺及设备 1、电火花成形加工工艺及设备 2、电火花线切割加工工艺及设备 三、电火花加工的特点和应用范围三、电火花加工的特点和应用范围 1、电火花加工的电极较软，但可以加工硬度极高的材料。 2、可以较容易地加工出很复杂的零件形状。 3、加工过程中力极小，工件不会因此产生受力变形。 电火花加工的适用范围较广，可以说：与材料的软硬无天，形 状复杂不怕，异型微孔擅长。 第三节第三节 电解加工电解加工 一、电解加工的基本原理一、电解加工的基本原理 二、电解加工的基本概念二、电解加工的基本概念 电解加工电解加工有叫电化学加工，
6、 包括从工件上去除金属的电解 加工和向工件上沉积金属的电 镀、涂覆加工两大类 生产率、极间间隙、电解 液、加工精度和表面质量 第三节第三节 电解加工电解加工 三、电解加工的特点、方法和应用三、电解加工的特点、方法和应用 电解加工的特点：电解加工的特点： 1、可以一次加工出形状复杂的型腔、型面和型孔；、可以一次加工出形状复杂的型腔、型面和型孔； 2、能加工任意金属材料；、能加工任意金属材料； 3、适用于易变形和薄壁零件的加工；、适用于易变形和薄壁零件的加工； 4、生产效率高等。、生产效率高等。 主要用于成批生产具有复杂形状的型腔、型面和型主要用于成批生产具有复杂形状的型腔、型面和型 孔以及难切削
7、材料等。其种类繁多如电解磨削、充气电孔以及难切削材料等。其种类繁多如电解磨削、充气电 解加工等。解加工等。 第四节第四节 激光加工激光加工 一、激光加工的基本原理一、激光加工的基本原理 激光加工激光加工是30年前美国首先投人工业生产的新型加工 手段，现已形成一种重要的新兴产业，广泛地用于机械工 业、电子工业、国防和人民生活等许多领域。 二、激光加工的特点、方法及应用二、激光加工的特点、方法及应用 1.可以加工各种金属材料和非金属材料; 2.激光加工不需要工具，易实现加工过程自动化; 3.激光可透过玻璃等材料对工件进行加工; 4.可以实现精密微细加工; 5.激光可以进行表面热处理、焊接、切剖、打
8、孔、雕刻 及微细加工等多种加工。 第五节第五节 超声波加工超声波加工 一、超声波加工的基本原理一、超声波加工的基本原理 声波频率超过16000Hz被 称为超声波。超声波加工是利 用超声波振动的冲击磨料对工 件进行加工的一种方法，它不 仅能加工脆硬金属材料而且 适合于加工不导电的腕硬非金 属材料，如玻璃、陶瓷等。同 时超声波还可用于清洗、焊接 和探伤等。 二、超声波加工的特点、方法及应用二、超声波加工的特点、方法及应用 1、超声波加工适合于加工各种脆硬材料，材料越是脆硬，越适宜 超声波加工； 2、超声波可用于加工薄壁、薄片等易变形零件，加工精度高； 3、超声波加工设备简单，但生产效率低。 加工方
9、法加工方法可采用超声波直接加工、超声波旋转加工、超声 波机械复合加工、超声波焊接、涂覆、清洗等。 第六节第六节 电子束加工电子束加工 电子束加工是 近年来得到较大发 展的特种加工方法， 在精密微细加工方 面，尤其是在微电 子学领域中得到较 多的应用。电子束 加工主要用于打孔、 焊接等的精加工和 电子束光刻化学加 工。 第七节第七节 离子束加工离子束加工 离子束加工与电子束加工的原理基本 相同，不同的只是离子质量比电子质量大 数千、数万倍，经过聚焦加速后，靠离子 打击加工件的动能，或将工件的原子撞击 出来(撞击效应)，或将靶材的原子撞出后 飞溅沉积到工件表面上（溅射效应），或 直接将离子束中的离子打入工件表层之内 (注入效应)。可实现对材料的“毫微米级” 或“原子级”加工。
