ch09先進機械制造技術(shù)

先進機械制造技術(shù)普通高等教育機電類“十三五”規(guī)劃教材機械制造工藝與裝備第九章01機械制造工藝的發(fā)展特征數(shù)字化計算機技術(shù)的普遍應(yīng)用推動機械制造工藝朝數(shù)字化的方向發(fā)展。機械制造工藝的數(shù)字化包括以下三個組成部分。1）設(shè)計環(huán)節(jié)數(shù)字化;2）生產(chǎn)過程數(shù)字化;3）生產(chǎn)過程管理數(shù)字化。智能化智能化是21世紀機械制造工藝技術(shù)發(fā)展的主要方向，遍布生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)。機械制造工藝的發(fā)展特征精密化精密化對機械制造尖端技術(shù)的發(fā)展起著非常重要的作用。集成化集成化是機械制造高度自動化的產(chǎn)物。綠色化21世紀的主題詞是“環(huán)境保護”，綠色化是時代的趨勢。機械制造工藝的發(fā)展特征網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展和普及為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營等活動帶來了新的變革，零件制造、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品銷售與市場開拓都可在異地或不同國家進行。02增材制造技術(shù)增材制造的原理自20世紀80年代開始，增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturing，AM）逐步發(fā)展起來，期間也被稱為快速原型技術(shù)（RapidPrototyping），現(xiàn)俗稱3D打印。增材制造技術(shù)是依據(jù)三維CAD設(shè)計數(shù)據(jù)，采用離散材料（液體、粉末、絲、片、板、塊等）逐層累加原理制造實體零件的技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的材料去除（如切削等）技術(shù)，增材制造技術(shù)是一種自下而上材料累加的制造工藝。增材制造技術(shù)2）適合個性化定制。與傳統(tǒng)大規(guī)模、批量生產(chǎn)需要做大量的工藝技術(shù)準備，以及需要大量的工裝、復(fù)雜而昂貴的設(shè)備和刀具等制造資源相比，增材制造在快速生產(chǎn)和靈活性方面極具優(yōu)勢。增材制造技術(shù)增材制造的優(yōu)勢：1）適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)的快速制造增材制造的局限從國內(nèi)外的研究和應(yīng)用情況看，增材制造較傳統(tǒng)機加工、鑄、鍛、焊及成型工藝的技術(shù)成熟度低，離大范圍應(yīng)用尚有一定差距。增材制造技術(shù)增材制造技術(shù)光固化成型工藝過程如圖9-1所示。增材制造技術(shù)激光選區(qū)燒結(jié)工藝過程如圖9-2所示。增材制造技術(shù)熔融沉積制造其工作原理如圖9-3所示。增材制造技術(shù)分層實體制造其工作原理如圖9-4所示。03復(fù)合材料制造技術(shù)復(fù)合材料制造技術(shù)復(fù)合材料成型典型工藝流程如圖9-5所示。材料成型與結(jié)構(gòu)成型一次完成。材料、設(shè)計和制造技術(shù)的選用有較大的自由度。成型工藝比較簡單。復(fù)合材料制造技術(shù)復(fù)合材料制造技術(shù)如圖9-6和圖9-7所示，熱壓罐是一個具有整體加熱系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的大型圓柱形金屬容器，一般為臥式裝置。復(fù)合材料制造技術(shù)復(fù)合材料制造技術(shù)真空袋成型工作原理如圖9-8所示。復(fù)合材料制造技術(shù)壓力袋成型工作原理如圖9-9所示。復(fù)合材料制造技術(shù)纏繞成型（windingforming）的工作要點是將浸漬樹脂的連續(xù)纖維（或布帶、預(yù)浸紗）在張力控制下，按預(yù)定路徑高速而精確地纏繞在轉(zhuǎn)動的模芯上，按一定的規(guī)范固化，固化后脫模即可，其工作原理如圖9-10所示。復(fù)合材料制造技術(shù)①產(chǎn)品質(zhì)量高，可以根據(jù)產(chǎn)品的受力狀況設(shè)計纏繞方式，實現(xiàn)等強度結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制造，并且制件纖維含量高，纖維直徑小，使得纖維表面的微裂紋的尺寸較小、數(shù)量較少，避免了布紋交織點和短切纖維末端的應(yīng)力集中，能夠充分發(fā)揮連續(xù)纖維增強材料的強度；②可靠性高，纏繞機可以根據(jù)設(shè)計的工藝程序?qū)⒔n纖維精確地纏繞在芯模上，屬于機械化和自動化生產(chǎn)方式；③可整體成型，生產(chǎn)效率高，纏繞速度快，并且需要的操作人員少，生產(chǎn)成本低。纏繞成型的優(yōu)點包括復(fù)合材料制造技術(shù)①適用范圍窄，僅適用于具有規(guī)則外形的簡單制件的成型，不適合制造外形復(fù)雜的大型復(fù)合材料制件；②設(shè)備投資大，需要配備纏繞機、固化加熱爐、脫模機及芯模等設(shè)備；③技術(shù)要求高，纖維纏繞過程要合理設(shè)計牽引工藝、纏繞方式、纏繞張力等，而固化過程還需考慮固化工藝與殘余熱應(yīng)力對制件的影響。纏繞成型的缺點包括復(fù)合材料制造技術(shù)樹脂轉(zhuǎn)移模塑成型（ResinTransferMoulding，RTM）是一種閉合模塑技術(shù)，其工作原理如圖9-11所示。04智能制造技術(shù)智能制造具有以下三大特點。（1）生產(chǎn)過程高度智能。（2）資源的智能優(yōu)化配置。（3）產(chǎn)品高度智能化、個性化。智能制造技術(shù)智能制造技術(shù)智能制造有十