⚙️ 机械制造系统和制造技术简介（第一章）

🛠️ 制造系统概述

  • 定义： 制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品的有机体。
  • 运行伴随：
    • 物料流
    • 信息流
    • 能量流

🔄 制造过程组成与工艺过程

制造过程（宏观）

  • 技术准备
  • 毛坯制造
  • 机械加工
  • 热处理
  • 装配
  • 质检
  • 运输
  • 储存

制造工艺过程（核心）

  • 技术准备
  • 机械加工
  • 热处理
  • 装配

机械加工的层次划分（从粗到细）

工序

  • 定义： 一个工人在一个工作地点对一个工件连续完成的那一部分工艺过程。

安装

  • 定义： 在一个工序中，工件在机床或夹具中每定位和加紧一次。

工位

  • 定义： 在工件一次安装中，通过分度装置使工件相对于机床床身改变加工位置，每占据一个加工位置。

工步

  • 定义： 在一个工序内，加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下完成的加工内容。

走刀

  • 定义： 切削刀具在加工表面切削一次所完成的加工内容。

🏭 生产类型划分

  • 按专业化程度不同分类：
    • 单件生产
    • 成批生产
      • 小批生产
      • 中批生产
      • 大批生产
    • 大量生产

🔩 机械加工方法（材料加工方式）

1. 材料成型法

  • 定义： 将不定形的原材料转化为所需要形状尺寸的产品的一种工艺方法。
  • 主要工艺：
    • 铸造：
      • 关键因素： 液态金属流动性 和 在凝固过程中的收缩性。
      • 常用工艺： 普通砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、陶瓷铸造。
    • 锻造：
      • 自由锻造
      • 模膛锻造
    • 粉末冶金：
      • 固相烧结
      • 含液相烧结
    • 连接成型：
      • 可拆卸的连接
      • 不可拆卸的连接（如：焊接、粘接、卷边接、铆接）

2. 材料去除法

  • 组成： 传统的切削加工 和 特种加工。

传统的切削加工

  • 常见方法： 车削、钻削、膛削、铣削、磨削、刨削。
  • 切削运动：
    • 主运动： 使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运动。
    • 进给运动： 不断将多余金属层投入切削，以保证切削连续进行的运动（可以是一个或几个）。
  • 工件上三个表面：
    • 待加工表面
    • 过渡表面（切削表面）
    • 已加工表面
  • 切削要素：
    • 切削用量（三要素）：
      • 切削速度（主运动的速度）
      • 进给量（在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离）
      • 背吃刀量（工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离）
    • 切削层的几何参数

特种加工

  • 分类：
    • 力学加工： 超声波加工、喷射加工、喷水加工。
    • 电物理加工： 电火花成型加工、火花线切割加工、电子束加工、离子束加工。
    • 电化学加工： 电解加工、电镀、刷镀、电铸加工。
    • 激光加工
    • 化学加工： 化学铣削、化学刻蚀。
    • 复合加工： 电解磨削、超声电解磨削。

3. 材料累加法（质量增加工艺）

  • 主要技术： 快速原型制造技术 (RPM)。
  • 具体方法示例：
    • 激光烧结法 (SLS)： 将金属粉末通过计算机控制的激光束加热使其溶化成形。
    • 分层实体制造法 (LOM)： 以片材为材料，利用二氧化碳激光束切割出相应的横切面轮廓，得到连续的层片材料构成三维实体模型图。
    • 溶化堆积制造法 (FDM)： 以塑胶或石蜡等低熔点材料为造型材料，原料做成细线形状，计算机将产品3D模型分层，生成控制喷嘴移动轨迹的几何坐标信息。