【導(dǎo)讀】和制造技術(shù)環(huán)境三個(gè)技術(shù)群。和資源效率的現(xiàn)代制造模式。為空氣軸承主軸。系統(tǒng)的狀態(tài)，從而可以作出前瞻性的決策與優(yōu)化實(shí)施方案。礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)?？删S修設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)，牲層技術(shù)和外延生長(zhǎng)技術(shù)。機(jī)械系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和智能系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。心思想是完全按用戶需求制造。工作站級(jí)和設(shè)備級(jí)。，但進(jìn)給速度不需要提高。擬制造和以控制為中心的虛擬制造。，通常采用金剛石砂輪進(jìn)行磨削。是指計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，而FMS的含義是柔性制造系統(tǒng)。、以降低成本為目的。的平均工作時(shí)間。值至少應(yīng)達(dá)到1×106。，SLA指的是選區(qū)激光燒結(jié)法。通過(guò)看板，可以有效地組織生產(chǎn)，能夠?qū)ιa(chǎn)系統(tǒng)中物流的速。度和大小進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。數(shù)很少，相應(yīng)的質(zhì)量極小，隨著納米粒子的直徑減小，能級(jí)間隔增大，制層、過(guò)程協(xié)調(diào)與監(jiān)控層、設(shè)備控制層，在上述三級(jí)遞階控制結(jié)構(gòu)中，態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。

　　

【正文】 精密加工裝備的特點(diǎn)（ P176） 高精度、高剛度、高穩(wěn)定性、抗振性好、控制性好。 五、 微型機(jī)械加工技術(shù)（ P177） 簡(jiǎn)述微型機(jī)械加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)（ P181） 微型機(jī)械加工技術(shù)是微型機(jī)械發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)，其包括微型機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、微型機(jī)械組裝和封裝技術(shù)、微系統(tǒng)的表征和測(cè)量技術(shù)及微系統(tǒng)集成技術(shù)。 光刻 技術(shù)（ P181） 光刻加工是用照相復(fù)印的方法將光刻掩膜上的圖像印制在涂有光致抗蝕劑（光刻膠）的薄膜或基材表面，然后進(jìn)行選擇性腐蝕，刻蝕出規(guī)定的圖形。光刻工藝的基本過(guò)程包括涂膠、曝光、顯影、堅(jiān)膜、腐蝕、去膠。 LIGA技術(shù)（ P183） LIGA技術(shù)是一種由半導(dǎo)體光刻工藝派生出來(lái)的采用光刻方法一次生產(chǎn)三維空間微機(jī)械構(gòu)件的方法。 技術(shù)機(jī)理 是由深層 X射線光刻、電鑄成形及塑鑄成形三個(gè)工藝組成。（在用 LIGA技術(shù)進(jìn)行光刻過(guò)程中，一張預(yù)先制作的模板上的圖形被映射到一層光刻掩膜上，掩膜中被光照部分的性質(zhì)發(fā)生變 化，在隨后的沖洗過(guò)程中被熔解，剩余的掩膜即是待生成的微結(jié)構(gòu)的負(fù)體，在接下來(lái)的電鍍成形過(guò)程中，從電解液中析出來(lái)的金屬填充到光刻出的空間而形成金屬微結(jié)構(gòu)）。 工藝過(guò)程 由X光 掩膜板的制作、 X光深光刻、光刻顯影、電鑄成形、塑模制作、塑模脫模成形等組成。 六、 簡(jiǎn)述電火花、激光束、電子束、離子束（ P195）、高壓水射流加工（ P128）的原理與特點(diǎn)。 電火花加工原理 ：在一定液體介質(zhì)中，利用脈沖波放電對(duì)到點(diǎn)材料的電蝕現(xiàn)象來(lái)去除材料的加工方法。 電火花加工的特點(diǎn) ： 1）可加工五高（高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性和高純度）導(dǎo) 電材料； 2）加工時(shí)無(wú)明顯機(jī)械力，適用于低剛度工件和微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工； 3）脈沖參數(shù)可調(diào)節(jié)，可在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工； 4）電火花加工后的表面呈現(xiàn)凹坑，有利于貯油和降低噪聲； 5）效率低于切削加工； 6）放電過(guò)程中有部分能量消耗在工具電極上，損耗電極，影響精度。 激光束加工的原理 ：工作介質(zhì)（固體或氣體）受光泵激發(fā)后輻射產(chǎn)生的加強(qiáng)光，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦至幾十至幾微米的績(jī)效光斑，獲得極高的能量密度，依靠光熱效應(yīng)加工。（工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過(guò)程） 激光束加工的特點(diǎn) ： 1）它屬于高 能束流加工，不存在工具磨損更換問(wèn)題； 2）幾乎可以加工任何材料； 3）屬非接觸加工，無(wú)明顯機(jī)械力； 4）加工速度快，熱影響區(qū)小； 5）易實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化； 6）可通過(guò)玻璃、空氣及惰性氣體等透明介質(zhì)加工； 7）輸出功率大小可調(diào)，可用于精密微細(xì)加工； 8）加工時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，加工效率高。 電子束加工原理 ：由電子槍射出的告訴電子束經(jīng)過(guò)電磁透鏡聚焦后轟擊工件表面，形成局部高溫，使材料瞬時(shí)熔化和汽化，從而達(dá)到材料去除、連接或改性的目的。 電子束加工的特點(diǎn) ： 1）可實(shí)現(xiàn)極其微細(xì)的聚焦，可實(shí)現(xiàn)亞微米和毫微米級(jí)的精密微細(xì)加工； 2） 電子束加工主要靠瞬時(shí)熱效應(yīng)，工件不受機(jī)械力作用，不產(chǎn)生宏觀應(yīng)力和變形； 3）加工材料范圍廣； 4）加工效率高； 5）真空加工無(wú)污染，加工表面不易氧化； 6）成套設(shè)備價(jià)格昂貴。 離子束加工原理 ：真空腔內(nèi)，惰性氣體如氬氣在高速電子的撞擊下被電離成離子，加速后的離子束撞擊在工件表面上，引起材料變形、破壞和分離。 離子束加工的特點(diǎn)： 1） 加工主要靠離子束的微觀機(jī)械撞擊，可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的加工； 2）真空加工污染少，特別適宜加工易氧化的材料；3）加工應(yīng)力小，熱變形小，加工表面質(zhì)量高； 4）設(shè)備費(fèi)用高、成本高，加工效率低。 高壓水射 流加工原理（ P128） ：利用水或水中添加劑的液體，經(jīng)水泵至增壓器，再經(jīng)貯液蓄能器使高壓液體流動(dòng)平穩(wěn)，最后由金剛石噴嘴形成 300900m/s 的高速液體束流，噴射到工件表面，從而達(dá)到去除材料的目的。 高壓水射流加工的特點(diǎn)： 1）加工精度較高，切邊質(zhì)量 較好； 2）工件切縫很窄，噴嘴壽命非常耐久，噴嘴和加工表面無(wú)機(jī)械接觸，能實(shí)現(xiàn)高速加工； 3）加工產(chǎn)物混入液體排出，故無(wú)灰塵、無(wú)污染，加工區(qū)域溫度低，不產(chǎn)生熱量，適于木材、紙張、皮革等材料的加工；4）設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，操作方便，可靈活地任意選擇加工起點(diǎn)和部位，可通過(guò)數(shù) 控，容易地進(jìn)行復(fù)雜形狀的自動(dòng)加工。 七、 虛擬軸機(jī)床 (P203)： 虛擬軸機(jī)床（ Virtual Axis Machine Tool）又稱并聯(lián)機(jī)床、六條腿機(jī)床或稱 Stewart機(jī)床，這種機(jī)床由并聯(lián)桿系構(gòu)成，通過(guò)控制桿系中桿的長(zhǎng)度使桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)。桿系（六桿、三桿以及二桿）機(jī)床具有高剛度、低運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、高動(dòng)態(tài)性能和構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便的優(yōu)越性的特點(diǎn)。 八、 快速原型 /零件制造技術(shù)（ RPM ： Rapid Prototype/Part Manufacturing）（ P208） 快速原型制造技 術(shù)（ RPM）（ P208）： 是由 CAD 模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意形狀的三維實(shí)體的技術(shù)總稱。 是綜合利用 CAD 技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機(jī)械工程、電子技術(shù)及激光技術(shù)的技術(shù)集成以實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)到三維實(shí)體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。 RPM 技術(shù)采用（軟件）離散 /（材料）堆積的原理而制造零件，通過(guò)離散獲得堆積的順序、路徑、限制和方式，通過(guò)堆積材料“疊加”起來(lái)形成三維實(shí)體。 特征： 1）可以制造任意復(fù)雜三維幾何實(shí)體； 2） CAD 模型直接驅(qū)動(dòng)； 3)成型設(shè)備無(wú)需專用夾具或工具； 4）成形過(guò)程中無(wú)人干預(yù)或較少干預(yù)。 應(yīng) 用領(lǐng)域： 基于 RPM快速制造模具、快速制造金屬原型零件。 快速原型技術(shù)采用離散 /堆積成型的原理 ，其過(guò)程是：先由三維CAD軟件設(shè)計(jì)出所需要零件的計(jì)算機(jī)三維曲面或?qū)嶓w模型（亦稱電子模型），然后根據(jù)工藝要求，將其按一定厚度進(jìn)行分層，把原來(lái)的三維電子模型變成二維平面信息（截面信息），即離散的過(guò)程；再將分層后的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，加入加工參數(shù)，產(chǎn)生數(shù)控代碼，在微機(jī)控制下，數(shù)控系統(tǒng)以平面加工方式有序地連續(xù)加工出每個(gè)薄層并使他們自動(dòng)粘接而成形，這就是材料堆積的過(guò)程。 RPM 技術(shù)的主要方法 5 類(lèi)方法： 1）選擇性液體固 化； 2）選擇性層片粘接； 3）選擇性粉末熔結(jié)粘接； 4）擠壓成形； 5）噴墨印刷。 1） 選擇性固化原理 ：將激光聚集到液態(tài)材料（如光固化樹(shù)脂）表面，令其有規(guī)律地固化，由點(diǎn)到線到面，完成一個(gè)層面的建造，而后升降移動(dòng)到一個(gè)層片厚度的玻璃，重新覆蓋一層液態(tài)材料，再建造一個(gè)層面，由此層層迭加成為一個(gè)三維實(shí)體。該方法的典型實(shí)現(xiàn)工藝有立體光刻 （ SL， Stereolithography） ，實(shí)體磨固化 （ DGC， Solid Ground Curing） ，激光光刻 （ LS， Litht Sculpting） ， 總的來(lái)說(shuō)，都以選擇性 固化液體樹(shù)脂為特征。 2） 選擇性層片粘接原理 ：采用激光或刀具對(duì)箔進(jìn)行切割。首先切割出工藝邊框和原型的邊緣輪廓線，而后將不屬于原型的材料切割成網(wǎng)絡(luò)狀。通過(guò)升降平臺(tái)的移動(dòng)和箔材的送給可以切割出新的層片并將其與先前的層片粘接在一起，這樣層層迭加后得到下一個(gè)塊狀物，最后將不屬于原型的材料小塊剝除，就獲得所需的三維實(shí)體。層片添加的典型工藝是 分層實(shí)體制造 （ LOM ， Laminated Object Manufacturing）。這里所說(shuō)的箔材可以是涂覆紙（涂有粘結(jié)劑覆層的紙），涂覆陶瓷箔、金屬箔或其他材質(zhì)基的箔材 。 3） 選擇性粉末熔結(jié)粘接原理 ：對(duì)于由粉末鋪成的有好密實(shí)度和平整度的層面，有選擇地直接或間接將粉末融化或粘接，形成一個(gè)層面，鋪粉壓實(shí)，再熔結(jié)或粘接成另一個(gè)層面并與原層面熔結(jié)或粘接，如此層層疊加為一個(gè)三維實(shí)體。索寞直接熔結(jié)是將粉末直接融化而鏈接；間接熔結(jié)是指僅融化粉末表面的粘結(jié)涂層，以達(dá)到互相粘結(jié)的目的。粘結(jié)則是指將粉末采用粘接劑粘接。其典型工藝有 選擇性激光燒結(jié)（ SLS,Selective Laser Sintering）和 三維印刷 （ 3DP， 3D Printing）等。 4） 擠壓成形原理 ：將熱熔性材料（ ABS、尼龍或蠟）通過(guò)加熱容器融化，擠壓噴出并堆積一個(gè)層面，然后將第二個(gè)層面用同樣的辦法建造出來(lái)，并與前一個(gè)層面熔結(jié)在一起，如此層層堆積而獲得一個(gè)三維實(shí)體。采用熔融擠壓成形的典型工藝為 熔融沉積成形 （ FDM， Fused Deposition Modeling）。 5） 噴墨印刷原理 ： InkJet Printing 是指將固體材料熔融，采用噴墨打印原理（氣泡法和晶體振蕩法）將其有序地噴出，一個(gè)層面由一個(gè)層面的堆積建造而成一個(gè)三維實(shí)體。 RPM 的發(fā)展趨勢(shì) ： 1）不同制造目標(biāo)相對(duì)獨(dú)立發(fā)展； 2）向大型制造與微 型制造進(jìn)軍； 3）要求 RPM 有更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性； 4） RPM 設(shè)備的使用外設(shè)操作智能化，使 RPM 設(shè)備的安裝和使用變得非常簡(jiǎn)單，不需要專門(mén)的操作人員； 5） RPM 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，并且整個(gè)產(chǎn)品制造系統(tǒng)相融合。 典型的快速原型制造技術(shù)有哪幾種？分別簡(jiǎn)述他們的工作原理。（ P209） 典型的快速原型制造技術(shù)主要有立體印刷、分層實(shí)體制造、選擇性激光燒結(jié)和熔融沉積成形。 1） 立體印刷（ SLA， Stereolithgraphy apparatus），又稱立體光刻，光造型。液槽中盛滿液態(tài)光固化樹(shù)脂，它 在一定劑量的紫外激光照射下就會(huì)在一定區(qū)域內(nèi)固化。成形開(kāi)始時(shí)，工作平臺(tái)在液面下，聚焦后的激光光點(diǎn)在液面上按計(jì)算機(jī)的指令逐點(diǎn)掃描，在同一層內(nèi)逐點(diǎn)固化。當(dāng)一層掃描完成后被照射的地方就固化，未被照射的地方仍然是液態(tài)樹(shù)脂。然后升降架帶動(dòng)平臺(tái)再下降一層高度，上面又布滿一層樹(shù)脂，以便進(jìn)行第二層掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上。如此重復(fù)直到三維零件制作完成。 2） 分層實(shí)體制造（ LOM， Laminated Object Manufacturing），根據(jù)零件分層幾何信息切割箔材和紙等，將所獲得的層片粘接成三維實(shí)體。首先 鋪上一層箔材，然后用 CO2 激光在計(jì)算機(jī)的控制下切出本層輪廓，非零件部分全部切碎以便于去除。當(dāng)本層完成后，再鋪上一層箔材，用滾子輾壓并加熱，以固化粘結(jié)劑，使新鋪上的一層牢固地粘接在已成形體上，再切割該層的輪廓，如此反復(fù)直到加工完畢。最后去除切碎部分以得到完整的零件。 3） 選擇性激光燒結(jié)（ SLS， Selective Laser Singtering）， SLS采用 CO2 激光器，使用的材料多為粉末材料。現(xiàn)在工作臺(tái)上鋪上一層粉末，用激光束在計(jì)算機(jī)控制下有選擇的進(jìn)行燒結(jié)（零件的空心部分不燒結(jié)，仍未粉末材料），被燒結(jié)部分 便固化在一起構(gòu)成零件的實(shí)心部分。一層完成后再進(jìn)行下一層，新一層與其上一層被牢牢的燒結(jié)在一起。全部燒結(jié)完成后，去除多余的粉末，便得到燒結(jié)成的零件。常采用的材料為尼龍、塑料、陶瓷和金屬粉末。 4） 熔融沉積成形（ FDM， Fused Deposition Modeling），它是一種不使用激光器的加工方法，技術(shù)關(guān)鍵在噴頭，噴頭在計(jì)算機(jī)控制下作 XY聯(lián)動(dòng)掃描及 Z向運(yùn)動(dòng)，絲材在噴頭中被加熱并略高于其熔點(diǎn)。噴頭在掃描運(yùn)動(dòng)中噴出熔融的材料，快速冷卻形成一個(gè)加工層并與上一層牢牢連接在一起。這樣層層掃描便形成一個(gè)空間實(shí)體。 第四章 制造自動(dòng)化技術(shù) 一、 數(shù)控技術(shù)（ CNC）（ P242） 數(shù)控技術(shù)（ P242） ：指用數(shù)字化信號(hào)（記錄在媒介上的數(shù)字信息及數(shù)字指令）對(duì)設(shè)備運(yùn)行及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種自動(dòng)化技術(shù)，它是一種可編程的自動(dòng)控制方式，它所控制的量一般是位置、角度、速度等機(jī)械量，也有溫度、壓力、流量、顏色等物理量。 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的功用是什么？ 1為加工零件的圖樣，作為數(shù)控裝置工作的原始數(shù)據(jù)； 2 為程序編制部分； 3 為控制介質(zhì)，存儲(chǔ)加工零件所需要的全部操作信息； 4 為數(shù)控系統(tǒng)，它是數(shù)控機(jī)床的核心環(huán)節(jié)。 數(shù)控系統(tǒng)的作用是接收介質(zhì)輸入的信息，經(jīng)過(guò)處理運(yùn)算后控制機(jī)床運(yùn)行。 5 為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它包括伺服驅(qū)動(dòng)電路（伺服控制線路、功率放大線路）和伺服電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，作用是把數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的速度和移位指令（脈沖信號(hào)）轉(zhuǎn)換成執(zhí)行部件的進(jìn)給速度、方向和位移。 6 為坐標(biāo)軸或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的測(cè)量裝置。前者用以測(cè)量坐標(biāo)軸的實(shí)際位置，并將測(cè)量結(jié)果反饋到數(shù)控系統(tǒng)（或伺服系統(tǒng)），形成全閉環(huán)控制。后者用以測(cè)量執(zhí)行伺服電動(dòng)機(jī)軸的位置，并予以反饋，形成半閉環(huán)控制。 7 為輔助控制單元，用以控制其他部件的工作。 8 為坐標(biāo)軸（如工作臺(tái)軸）。 簡(jiǎn)述 CNC裝置 /技術(shù)的插補(bǔ)原理（ P250、 252）。 插補(bǔ)運(yùn)算是為了控制加工運(yùn)動(dòng)軌跡所必要的一種運(yùn)算。插補(bǔ)的任務(wù)是在一條已知的起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。插補(bǔ)運(yùn)算根據(jù)數(shù)控語(yǔ)言 G代碼提供的軌跡類(lèi)型（直線、順圓或逆圓）及所在的象限、平面等選擇相應(yīng)的插補(bǔ)運(yùn)算公式，保證在一定精度范圍內(nèi)計(jì)算出一段直線或圓弧的一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，并逐次以增量坐標(biāo)值或脈沖序列形式給出，使伺服電機(jī)以一定速度移動(dòng)，控制刀具按預(yù)定的軌跡加工。 插補(bǔ)運(yùn)算就是 CNC 系統(tǒng)根據(jù)輸入的基本數(shù)據(jù)，如直線終點(diǎn)坐標(biāo)、圓弧起點(diǎn)、圓心、終 點(diǎn)坐標(biāo)值、進(jìn)給速度等