19子线分析
手段：优化加工方法；开发和研制新型刀具材料；研
制超精密机床；对加工精度进行监控。
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21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进
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（2）切削加工速度迅速提高
刀具材料发展。
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20世纪前，碳素钢，耐热温度低于200ºC，切削速度不超 过10m/min；
、电火花、激光切割；
• 堆积成形 将材料有序地合并 堆积成形，如快速原形制造、焊 接等。
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二、先进制造工艺的产生和发展
先进制造工艺是在传统的机械制造工艺基础上发展来的， 优化后的工艺和新型加工方法。是核心和基础。
（1）制造加工精度不断提高
18世纪，其加工精度为1mm； 19世纪末，0.05mm； 20世纪初，μm级过渡； 20世纪50年代末，实现了μm级的加工精度； 目前达到10nm的精度水平。
1900
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普通加工
加工设备 车床,铣床
精密车床 磨床
测量仪器 卡尺
百分尺 比较仪
精密加工
坐标镗床 坐标磨床
气动测微仪 光学比较仪
金刚石车床 光学磁尺
精密磨床
电子比较仪
超精密加工
超精密磨床 激光测长仪 精密研磨机 圆度仪轮廓仪
超高精密磨床 激光高精度 超精密研磨机 测长仪
1920 1940
代 码
名称
0
1
2
3
4
5
6
7 89
中类名称
0 铸造
砂型铸造 特种铸造
1 压力加工
锻造
轧制
冲压 挤压 旋压 拉拔
其他
2 焊接
电弧焊 电阻焊 气焊 压焊
特种焊接
钎焊
3 切削加工 4 特种加工 5 热处理 6 覆盖层
刃具 加工 磨削
钳加工
电物理加工电化学加工 化学加工
整体热处理表面热处理
化学热处 理
复合加 工
电镀 化学镀 真空 沉积 热侵镀 转化膜 热喷涂
涂装
其他 其他
7
8 装配包装 9 其他
装配 试验与检验
粉末冶金
冷作
非金属成 表面
形
处理
包装 防锈
缠绕
编织
其他
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零件成形方法
• 受迫成形 在特定边界和外力约 束下成形，如铸造、锻压、粉末
冶金和注射成形等；
• 去除成形 将材料从基体中分 离出去成形，如车、铣、刨、磨
成形方法有：
传统方法：铸造、锻造、冲裁、焊接和轧制。 先进方法：熔模精密铸造、精密锻造、精密冲 裁、精密焊接和精密切割。
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（6）优质清洁表面工程技术的形成和发展
表面工程技术：表面涂覆、表面改性、表面加工 等，来改变形态、化学成分和组织结构。
电刷渡、热喷涂、化学热处理、激光表面处理。 提高产品性能、延长产品使用寿命、装饰环境。
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第二节 超精密加工技术
本节要点
精密和超精密加工的划分 精密和超精密加工主要研究内容 超精密切削加工 超精密磨削和磨料加工
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一、概述
发展尖端技术、国防工业、微电子工业都需要精密和 超精密加工出来的仪器设备。
当代的精密工程、微细工程和纳米技术是现代技术的 前沿，是明天制造技术的基础。
超硬材料、超塑材料、高分子材料、复合材料、 工程陶瓷、非晶与微晶合金、功能材料。
手段：
改善刀具材料的切削性能，改进设备； 新型的制造工艺，电火花、电解、超声波、电 子束、离子束加工。
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（4）自动化和数字化工艺装备的发展提高了机械 加工的效率
微电子、计算机、自动检测和控制技术与制造
20世纪初，高速刚，温度可达500～600ºC，切削速度 30～40m/min;
20世纪30年代，硬质合金，800～1000ºC，速度可达 100m/min；
陶瓷刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具，耐热温度达 1000ºC以上，切削速度可达1000m/min以上。
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（3）新型工程材料的应用推动了制造工艺的进 步和变革
机械制造工艺： 将各种原材料通过改变其形状、尺寸、性能或相 对位置，使之称为产品的方法或半成品的方法和过 程。
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粉末冶金
铸造 金 属 锻压 材 料 焊接
毛 坯
热 处 理
切 削 零 装机 加 件 配器
工
➢ 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、焊接 、压制、烧结、注塑、压
塑…
➢ 机械加工——切削、磨削、特种加工
第三章 先进制造工艺技术
第一节 概述
第二节 超精密加工技术
第三节 高速加工技术
第四节 快速原型制造技术
第五节 微细加工技术
第六节 现代特种加工技术
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第一节 概 述
本节要点
机械制造工艺的定义和内涵 先进制造工艺的产生、发展和 特点
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第一节 概 述
一、机械制造工艺的定义和内涵
表面粗糙度
Ra 0.01～0.05μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.002μm Ra ＜0.01μm
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◆ 精密加工与超精密加工的发展（如下图）
加工误差（μm）
102 101 100 10-1 10-2 10-3
工艺技术相结合，多种自动化。
单机自动化 → 系统自动化 刚性自动化 → 柔性自动化 → 综合自动化 工艺过程和工艺参数得到实时优化，提高加工制 造效率和质量。
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（5）零件毛坯成形在向少无余量发展
使毛坯从接近零件形状向直接制成工件精密成 形或称净成形的方向发展
毛坯接近或达到零件最终形状。
➢ 材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、热喷涂 …
➢ 机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起，组合成部件和整台 机械产品，包括零件的固定、连接、调整、平衡、检验和试验等工作
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机械制造工艺方法与分类
机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）
大类
中类代码
超精密加工 — 在一定的发展时期，加工精度和表面 质量达到最高程度的加工工艺。
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◆ 几种典型精密零件的加工精度（见下表）
几种典型精密零件的加工精度
零件 激光光学零件
多面镜 磁头 磁盘 雷达导波管 卫星仪表轴承 天体望远镜
加工精度 形状误差 0.1μm 平面度误差 0.04μm 平面度误差 0.04μm 波度 0.01 ～0.02μm 平面度垂直度误差 ＜ 0.1μm 圆柱度误差 ＜0.01μm 形状误差 ＜ 0.03μm