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機(jī)械設(shè)計(jì)與制造新技術(shù)

來源:廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司   2017年03月02日 15:43  
  隨著機(jī)械壽命和材料強(qiáng)度的提高,使難切削材料愈來愈多,產(chǎn)品集成化使零件愈來愈復(fù)雜,產(chǎn)品小型化又提出了微細(xì)加工的需要,以及加工過程要求易於自動(dòng)化等,使傳統(tǒng)加工很難滿足社會(huì)對機(jī)械制造業(yè)日益提高的要求。從20世紀(jì)30年代到80年代,隨著制造技術(shù)與電力技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合,爆發(fā)了*次制造革命。在這些年代,一個(gè)接一個(gè)的發(fā)明并在機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用了一系列與傳統(tǒng)加工*不同的新加工方法,這些方法統(tǒng)稱為特種加工,其中包括物理和化學(xué)加工,簡稱理化加工;電物理和電化學(xué)加工,簡稱電加工及其復(fù)合加工。 從狹義加工到廣義加工 無論是傳統(tǒng)加工還是特種加工,都有廣義加工和狹義加工之分。廣義加工包括:變形加工、接合加工、減材加工和改性加工等。 變形加工簡稱成形,是由一定體積的材料使其變形成為所需形狀、尺寸和性狀的毛坯、半成品或零件的工藝方法。在傳統(tǒng)加工中變形加工有冷固態(tài)變形,主要靠超過材料彈性界限的機(jī)械力作用,例如冷鍛、冷壓、冷拔、冷軋和冷擠等;也有熱固態(tài)變形,主要靠熱能和機(jī)械力的作用,例如熱鍛、熱壓、熱拔、熱軋和熱擠等;此外還有液態(tài)變形或半液態(tài)變形,主要靠熱能,有時(shí)還加機(jī)械力的作用,例如鑄造、壓鑄和注射成形等。在特種加工中變形加工有放電成形、電磁成形和激光三維成形等。 接合加工簡稱連接,是將兩種或兩種以上的材料或半成品連接在一起,使之成為半成品或零件的工藝方法。在傳統(tǒng)加工中接合加工有壓接、鉚接、和膠接等。在特種加工中接合加工有放電沖擊、電子束、激光和等離子等。 減材加工簡稱去除,是由大塊原材料或有余量的毛坯逐步去除多余的材料,而得到所需形狀、尺寸和性狀零件的工藝方法。從減材加工到增材加工 在進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來,面臨動(dòng)態(tài)多變市場的機(jī)械制造業(yè),產(chǎn)品周期縮短、產(chǎn)品更新、品種增多、批量減少;產(chǎn)品的質(zhì)量、和交貨期已成為增加企業(yè)競爭力的三個(gè)決定性因素。以減材加工為主要手段的制造業(yè),難以滿足如上的要求。為此,隨著制造技術(shù)與材料技術(shù)、能源技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合,以增材加工為主要內(nèi)容的二次制造革命就應(yīng)運(yùn)發(fā)生了。 增材加工簡稱生長,是用類似生長的方法逐漸增加材料,直到生成所需形狀、尺寸和性狀的樣件或零件。在傳統(tǒng)加工的基礎(chǔ)上,雖然有人試圖用形狀熔化或,以及三維來發(fā)展增材加工,但沒有取得實(shí)用性進(jìn)展。後來又在特種加工的基礎(chǔ)上開發(fā)了增材加工。它是采用粘結(jié)、熔結(jié)和聚合作用或化學(xué)反應(yīng)等手段,選擇性地固化液體材料或粘結(jié)固體材料等,以此制造所需形狀、尺寸和性狀的零件。這種制造技術(shù)是一種多學(xué)科的綜合技術(shù),包括:CAD技術(shù)、CNC技術(shù)、能源技術(shù)和材料技術(shù)等。采用這種制造技術(shù)可以在短短兩天給顧客制造新型樣件,它不是顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上的畫面,而是一個(gè)實(shí)際物體。如顧客不滿意,可以立即在CAD系統(tǒng)中進(jìn)行修改,再制造出一個(gè)新樣件,直到顧客滿意為止。專家預(yù)言,這種新型制造技術(shù)給制造業(yè)帶來的影響,可以同數(shù)控技術(shù)相媲美。zui初人們把它叫做快速原型制造或快速成形,至今還廣泛使用這個(gè)名稱。 目前已有多種增材加工方法,其中應(yīng)用較好的如化學(xué)法中的液態(tài)光敏樹脂選擇性固化、復(fù)合法中的紙基材料選擇性切割、熱物理法中的絲狀材料選擇性熔覆和粉末材料選擇性燒結(jié),以及噴射法中的粉末材料選擇性粘結(jié)和基於創(chuàng)新的數(shù)字化噴射RP技術(shù)等。 “快速原型制造”或“快速成形”這個(gè)名稱不是zui合理,因?yàn)?ldquo;快速”并非指加工速度快,而是指全部加工時(shí)間短;另外,現(xiàn)有的眾多方法早已超出“原型制造”的範(fàn)圍。因此,采用“增材加工”這個(gè)名稱,足以概括全部方法和應(yīng)用,清楚地指出了加工原理,并能用其英文縮寫MAM清楚地與減材加工的英文縮寫MRM相對應(yīng)。

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