先进制造技术_第七次教案
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第七章先进制造方法一、本章的教学目的与要求学习本章的主要目的是:了解CAD/CAM基本概念与基本功能;了解CAPP、GT、FMT的基本概念与应用;理解CIMS的先进管理与制造业信息化的新理念。
本章重点为: CAD/CAM技术内容与工程应用的基本概念; CAPP、GT、FMT与CIMS实质内容与工程应用的实际意义。
学习本章建议与工程实践的数控实习相结合,以加深对CAD/CAM的理解和加深对制造信息化的理。
学习本章时建议阅读葛巧琴编著、东南大学出版社 1998出版的《机械CAD/CAM》及颜永年编著、化学工业出版社2002出版的《先进制造技术》的相关章节。
二、授课主要内容1.CAD/CAM系统2.计算机辅助工艺设计3.成组技术4.数控加工技术三、重点、难点及对学生的要求(掌握、熟悉、了解、自学)使学生重点了解CAD/CAM基本概念和基本功能,了解CAPP、GT、FMS、NC等基本概念与应用,理解CIMS的先进管理与制造业信息化的新概念。
本章重点为:CAD/CAM技术内容与工程应用的基本概念;CAPP、GT、FMT与CIMS实质内容与工程应用的实际意义。
四、主要外语词汇计算机辅助工艺设计/计算机辅助制造:computer aided design and computer aided manufacturing,CAD/CAM计算机辅助工艺设计:computer aided process planning ,CAPP成组技术:grop technology, GT柔性制造系统:flexible manufacturing system ,FMS数控:numerical control ,NC计算机集成制造系统:computer integrated manufacturing system , CIMS 五、辅助教学情况(多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等)讲授+多媒体课件+工程实践数控实习六、复习思考题1.先进制造技术由哪些核心技术组成?2.现代机械制造企业如何面对市场的挑战?3.CAPP有哪些类型?4.派生式CAPP与创成式CAPP两者在工作原理上有何不同?5.创成式CAPP系统在应用上还存在哪些困难?6.成组技术的基本原理是什么?它对生产有何指导意义?7.分类与编码的基本概念是什么?8.分类代码系统的基本概念是什么?它有什么作用?9.成组技术在产品设计上应用的实质是什么?有何意义?10.什么是柔性制造技术?它有哪些类型?11.实施柔性制造系统时应主要考虑哪些问题?12.刀具监控和管理对柔性制造系统有什么重要意义?13.柔性制造技术中“柔性”的基本概念是什么?14.柔性制造系统是由哪些功能模块组成的?15.试述CIM技术的基本概念?七、参考资料;1.葛巧琴. 机械CAD/CAM.东南大学出版社 19982.颜永年. 先进制造技术.化学工业出版社2002第七章先进制造技术先进制造技术是制造业吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程。
先进制造技术教案第一章:先进制造技术概述1.1 教学目标了解先进制造技术的定义和发展历程掌握先进制造技术的主要特点和应用领域理解先进制造技术对制造业发展的影响1.2 教学内容先进制造技术的定义和发展历程先进制造技术的主要特点和应用领域先进制造技术对制造业发展的影响1.3 教学方法讲授法:讲解先进制造技术的定义和发展历程案例分析法:分析先进制造技术的应用领域和影响1.4 教学评价课堂问答:了解学生对先进制造技术定义和发展历程的理解小组讨论:评估学生对先进制造技术应用领域和影响的分析能力第二章:计算机辅助设计(CAD)2.1 教学目标掌握CAD的概念和基本原理学会使用CAD软件进行简单的二维和三维设计了解CAD在制造业中的应用和优势2.2 教学内容CAD的概念和基本原理CAD软件的使用方法和技巧CAD在制造业中的应用和优势2.3 教学方法讲授法:讲解CAD的概念和基本原理实践操作法:学生亲自操作CAD软件进行设计练习案例分析法:分析CAD在制造业中的应用和优势2.4 教学评价课堂问答:评估学生对CAD概念和基本原理的理解设计练习:评价学生使用CAD软件进行设计的技能小组讨论:了解学生对CAD在制造业中应用和优势的认识第三章:计算机辅助制造(CAM)3.1 教学目标掌握CAM的概念和基本原理学会使用CAM软件进行生产过程管理和控制了解CAM在制造业中的应用和优势3.2 教学内容CAM的概念和基本原理CAM软件的使用方法和技巧CAM在制造业中的应用和优势3.3 教学方法讲授法:讲解CAM的概念和基本原理实践操作法:学生亲自操作CAM软件进行生产过程管理和控制练习案例分析法:分析CAM在制造业中的应用和优势3.4 教学评价课堂问答:评估学生对CAM概念和基本原理的理解生产过程管理练习:评价学生使用CAM软件进行生产过程管理和控制的技能小组讨论:了解学生对CAM在制造业中应用和优势的认识第四章:技术4.1 教学目标了解的概念和发展历程掌握的基本原理和主要组成部分学会使用进行制造操作4.2 教学内容的概念和发展历程的基本原理和主要组成部分的应用领域和操作方法4.3 教学方法讲授法:讲解的概念和发展历程实践操作法:学生亲自操作进行制造操作练习案例分析法:分析在制造业中的应用领域4.4 教学评价课堂问答:评估学生对概念和发展历程的理解制造操作练习:评价学生使用进行制造操作的技能小组讨论:了解学生对应用领域的认识第五章:3D打印技术5.1 教学目标了解3D打印技术的概念和发展历程掌握3D打印技术的基本原理和主要组成部分学会使用3D打印技术进行制造操作5.2 教学内容3D打印技术的概念和发展历程3D打印技术的基本原理和主要组成部分3D打印技术的应用领域和操作方法5.3 教学方法讲授法:讲解3D打印技术的概念和发展历程实践操作法:学生亲自操作3D打印设备进行制造操作练习案例分析法:分析3D打印技术在制造业中的应用领域5.4 教学评价课堂问答:评估学生对3D打印技术概念和发展历程的理解制造操作练习:评价学生使用3D打印设备进行制造操作的技能小组讨论:了解学生对3D打印技术应用领域的认识第六章:精密工程与超精密加工技术6.1 教学目标理解精密工程和超精密加工技术的概念掌握超精密加工技术的方法和应用了解超精密加工技术在先进制造技术中的重要性6.2 教学内容精密工程和超精密加工技术的定义超精密加工技术的方法,如化学或电化学加工、激光加工、电子束加工等超精密加工技术在半导体制造、光学制造、精密机械制造等领域的应用6.3 教学方法讲授法:讲解精密工程和超精密加工技术的定义及其重要性案例分析法:分析超精密加工技术在不同领域的应用讨论法:探讨超精密加工技术的未来发展趋势6.4 教学评价课堂问答:评估学生对精密工程和超精密加工技术概念的理解小组讨论:评价学生对超精密加工技术应用的分析和讨论能力第七章:智能制造与工业互联网7.1 教学目标理解智能制造的概念和特点掌握工业互联网的工作原理和应用场景了解智能制造与工业互联网对先进制造技术的影响7.2 教学内容智能制造的定义、特点和关键技术工业互联网的架构、工作原理和应用案例智能制造与工业互联网在制造业中的融合和应用7.3 教学方法讲授法:讲解智能制造的概念、特点和关键技术案例分析法:分析工业互联网的工作原理和应用场景讨论法:探讨智能制造与工业互联网对先进制造技术的影响7.4 教学评价课堂问答:评估学生对智能制造概念和特点的理解小组讨论:评价学生对工业互联网工作原理和应用场景的分析和讨论能力第八章:绿色制造与可持续发展8.1 教学目标理解绿色制造的概念和原则掌握绿色制造的关键技术和方法了解绿色制造与可持续发展的关系8.2 教学内容绿色制造的定义、原则和目标绿色制造的关键技术,如节能、减排、循环利用等绿色制造在制造业中的应用和实践8.3 教学方法讲授法:讲解绿色制造的概念、原则和关键技术案例分析法:分析绿色制造在制造业中的应用和实践讨论法:探讨绿色制造与可持续发展的关系8.4 教学评价课堂问答:评估学生对绿色制造概念和原则的理解小组讨论:评价学生对绿色制造关键技术应用的分析和讨论能力第九章:先进制造技术的创新与应用9.1 教学目标理解先进制造技术创新的重要性掌握先进制造技术在各个领域的应用培养学生的创新意识和实践能力9.2 教学内容先进制造技术创新的驱动力和影响因素先进制造技术在航空航天、汽车制造、生物医疗等领域的应用案例学生创新项目的策划和实施9.3 教学方法讲授法:讲解先进制造技术创新的驱动力和影响因素案例分析法:分析先进制造技术在各个领域的应用案例项目驱动法:指导学生进行创新项目的策划和实施9.4 教学评价课堂问答:评估学生对先进制造技术创新的理解项目报告:评价学生创新项目的策划和实施能力小组讨论:了解学生对先进制造技术应用案例的分析能力第十章:先进制造技术的未来发展趋势10.1 教学目标了解先进制造技术发展的现状掌握先进制造技术未来发展趋势培养学生的前瞻性和判断力10.2 教学内容先进制造技术发展的现状和挑战先进制造技术未来发展趋势,如数字化、网络化、智能化等学生对先进制造技术未来发展的判断和预测10.3 教学方法讲授法:讲解先进制造技术发展的现状和挑战讨论法:探讨先进制造技术未来发展趋势小组讨论法:指导学生进行先进制造技术未来发展的判断和预测10.4 教学评价课堂问答:评估学生对先进制造技术发展现状的理解小组讨论:评价学生对先进制造技术未来发展趋势的分析能力重点和难点解析教案编辑中需要重点关注的环节包括:1. 教学目标:确保每个章节的教学目标明确、具体,并与课程的整体目标相一致。
先进制造技术教案第一章:先进制造技术概述1.1 教学目标了解先进制造技术的定义和发展历程掌握先进制造技术的主要特点和应用领域理解先进制造技术在我国制造业发展中的重要性1.2 教学内容先进制造技术的定义和发展历程先进制造技术的主要特点和分类先进制造技术在制造业中的应用案例我国先进制造技术的发展现状和趋势1.3 教学方法讲授法:讲解先进制造技术的定义、发展历程和主要特点案例分析法:分析先进制造技术在制造业中的应用案例讨论法:探讨先进制造技术在我国制造业发展中的重要性1.4 教学准备教案、PPT和教学素材投影仪和音响设备1.5 教学过程1.5.1 导入引用我国制造业的发展现状,提出先进制造技术在其中的重要性激发学生对先进制造技术的兴趣和好奇心1.5.2 讲解讲解先进制造技术的定义和发展历程分析先进制造技术的主要特点和分类展示先进制造技术在制造业中的应用案例1.5.3 讨论组织学生讨论先进制造技术在我国制造业发展中的重要性引导学生思考如何推动我国先进制造技术的发展1.5.4 总结总结本节课的主要内容和知识点强调先进制造技术在制造业中的地位和作用第二章:计算机辅助设计(CAD)2.1 教学目标了解CAD的定义和发展历程掌握CAD的主要功能和应用领域学会使用CAD软件进行简单的设计操作2.2 教学内容CAD的定义和发展历程CAD的主要功能和分类CAD软件的使用方法和操作技巧CAD在制造业中的应用案例2.3 教学方法讲授法:讲解CAD的定义、发展历程和主要功能实践操作法:指导学生使用CAD软件进行设计操作案例分析法:分析CAD在制造业中的应用案例2.4 教学准备教案、PPT和教学素材CAD软件及其操作手册计算机和投影仪2.5 教学过程2.5.1 导入引用制造业中的设计环节,提出CAD在其中的作用激发学生对CAD的兴趣和好奇心2.5.2 讲解讲解CAD的定义和发展历程分析CAD的主要功能和分类展示CAD软件的操作界面和基本操作2.5.3 实践操作指导学生使用CAD软件进行简单的设计操作解答学生在操作过程中遇到的问题2.5.4 案例分析分析CAD在制造业中的应用案例引导学生思考如何利用CAD提高设计效率和质量2.5.5 总结总结本节课的主要内容和知识点强调CAD在制造业中的地位和作用第三章:计算机辅助制造(CAM)3.1 教学目标了解CAM的定义和发展历程掌握CAM的主要功能和应用领域学会使用CAM软件进行生产过程的管理和控制3.2 教学内容CAM的定义和发展历程CAM的主要功能和分类CAM软件的使用方法和操作技巧CAM在制造业中的应用案例3.3 教学方法讲授法:讲解CAM的定义、发展历程和主要功能实践操作法:指导学生使用CAM软件进行生产过程的管理和控制案例分析法:分析CAM在制造业中的应用案例3.4 教学准备教案、PPT和教学素材CAM软件及其操作手册计算机和投影仪3.5 教学过程3.5.1 导入引用制造业中的生产环节,提出CAM在其中的作用激发学生对CAM的兴趣和好奇心3.5.2 讲解讲解CAM的定义和发展历程分析CAM的主要功能和分类展示CAM软件的操作界面和基本操作3.5.3 实践操作指导学生使用CAM软件进行生产过程的管理和控制解答学生在操作过程中遇到的问题3.5.4 案例分析分析CAM在制造业中的应用案例引导学生思考如何利用CAM提高生产效率和六章:数字制造技术6.1 教学目标了解数字制造技术的定义和发展历程掌握数字制造技术的主要特点和应用领域理解数字制造技术在我国制造业发展中的重要性6.2 教学内容数字制造技术的定义和发展历程数字制造技术的主要特点和分类数字制造技术在制造业中的应用案例我国数字制造技术的发展现状和趋势6.3 教学方法讲授法:讲解数字制造技术的定义、发展历程和主要特点案例分析法:分析数字制造技术在制造业中的应用案例讨论法:探讨数字制造技术在我国制造业发展中的重要性6.4 教学准备教案、PPT和教学素材投影仪和音响设备6.5 教学过程6.5.1 导入引用我国制造业的发展现状,提出数字制造技术在其中的重要性激发学生对数字制造技术的兴趣和好奇心6.5.2 讲解讲解数字制造技术的定义和发展历程分析数字制造技术的主要特点和分类展示数字制造技术在制造业中的应用案例6.5.3 讨论组织学生讨论数字制造技术在我国制造业发展中的重要性引导学生思考如何推动我国数字制造技术的发展6.5.4 总结总结本节课的主要内容和知识点强调数字制造技术在制造业中的地位和作用七章:自动化制造系统7.1 教学目标了解自动化制造系统的定义和发展历程掌握自动化制造系统的主要组成和功能理解自动化制造系统在我国制造业发展中的重要性7.2 教学内容自动化制造系统的定义和发展历程自动化制造系统的主要组成和分类自动化制造系统在制造业中的应用案例我国自动化制造系统的发展现状和趋势7.3 教学方法讲授法:讲解自动化制造系统的定义、发展历程和主要组成案例分析法:分析自动化制造系统在制造业中的应用案例讨论法:探讨自动化制造系统在我国制造业发展中的重要性7.4 教学准备教案、PPT和教学素材投影仪和音响设备7.5 教学过程7.5.1 导入引用我国制造业的发展现状,提出自动化制造技术在其中的重要性激发学生对自动化制造技术的兴趣和好奇心7.5.2 讲解讲解自动化制造系统的定义和发展历程分析自动化制造系统的主要组成和功能展示自动化制造系统在制造业中的应用案例7.5.3 讨论组织学生讨论自动化制造系统在我国制造业发展中的重要性引导学生思考如何推动我国自动化制造系统的发展7.5.4 总结总结本节课的主要内容和知识点强调自动化制造系统在制造业中的地位和作用八章:技术8.1 教学目标了解的定义和发展历程掌握的主要分类和应用领域了解技术在我国制造业发展中的重要性8.2 教学内容的定义和发展历程的主要分类和性能指标技术在制造业中的应用案例我国技术的发展现状和趋势8.3 教学方法讲授法:讲解的定义、发展历程和主要分类案例分析法:分析技术在制造业中的应用案例讨论法:探讨技术在我国制造业发展中的重要性8.4 教学准备教案、PPT和教学素材投影仪和音响设备8.5 教学过程8.5.1 导入引用我国制造业的发展现状,提出技术在其中的重要性激发学生对技术的兴趣和好奇心8.5.2 讲解讲解的定义和发展历程分析的主要分类和性能指标展示技术在制造业中的应用案例8.5.3 讨论组织学生讨论技术在我国制造业发展中的重要性引导学生思考如何推动我国技术的发展8.5.4 总结总结本节课的主要内容和知识点强调技术在制造业中的地位和作用九章:3D打印技术9.1 教学目标了解3D打印技术的定义和发展历程掌握3D打印技术的主要原理和应用领域了解3D打印技术在我国制造业发展中的重要性十章:智能制造技术10.1 教学目标了解智能制造技术的定义和发展历程掌握智能制造技术的主要特点和应用领域理解智能制造技术在我国制造业发展中的重要性10.2 教学内容智能制造技术的定义和发展历程智能制造技术的主要特点和分类智能制造技术在制造业中的应用案例我国智能制造技术的发展现状和趋势10.3 教学方法讲授法:讲解智能制造技术的定义、发展历程和主要特点案例分析法:分析智能制造技术在制造业中的应用案例讨论法:探讨智能制造技术在我国制造业发展中的重要性10.4 教学准备教案、PPT和教学素材投影仪和音响设备10.5 教学过程10.5.1 导入引用我国制造业的发展现状,提出智能制造技术在其中的重要性激发学生对智能制造技术的兴趣和好奇心10.5.2 讲解讲解智能制造技术的定义和发展历程分析智能制造技术的主要特点和分类展示智能制造技术在制造业中的应用案例10.5.3 讨论组织学生讨论智能制造技术在我国制造业发展中的重要性引导学生思考如何推动我国智能制造技术的发展10.5.4 总结总结本节课的主要内容和知识点强调智能制造技术在制造业中的地位和作用十一章:虚拟制造技术11.1 教学目标了解虚拟制造技术的定义和发展历程掌握虚拟制造技术的主要特点和应用领域理解虚拟制造技术在我国制造业发展中的重要性11.2 教学内容虚拟制造技术的定义和发展历程虚拟制造技术的主要特点和分类虚拟制造技术在制造业中的应用案例我国虚拟制造技术的发展现状和趋势11.3 教学方法讲授法:讲解虚拟制造技术的定义、发展历程和主要特点案例分析法:分析虚拟制造技术在制造业中的应用案例讨论法:探讨虚拟制造技术在我国制造业发展中的重要性教案、PPT和教学素材投影仪和音响设备11.5 教学过程11.5.1 导入引用我国制造业的发展现状,提出虚拟制造技术在其中的重要性激发学生对虚拟制造技术的兴趣和好奇心11.5.2 讲解讲解虚拟制造技术的定义和发展历程分析虚拟制造技术的主要特点和分类展示虚拟制造技术在制造业中的应用案例11.5.3 讨论组织学生讨论虚拟制造技术在我国制造业发展中的重要性引导学生思考如何推动我国虚拟制造技术的发展11.5.4 总结总结本节课的主要内容和知识点强调虚拟制造技术在制造业中的地位和作用十二章:绿色制造技术12.1 教学目标了解绿色制造技术的定义和发展历程掌握绿色制造技术的主要特点和应用领域理解绿色制造技术在我国制造业发展中的重要性绿色制造技术的定义和发展历程绿色制造技术的主要特点和分类绿色制造技术在制造业中的应用案例我国绿色制造技术的发展现状和趋势12.3 教学方法讲授法:讲解绿色制造技术的定义、发展历程和主要特点案例分析法:分析绿色制造技术在制造业中的应用案例讨论法:探讨绿色制造技术在我国制造业发展中的重要性12.4 教学准备教案、PPT和教学素材投影仪和音响设备12.5 教学过程12.5.1 导入引用我国制造业的发展现状,提出绿色制造技术在其中的重要性激发学生对绿色制造技术的兴趣和好奇心12.5.2 讲解讲解绿色制造技术的定义和发展历程分析绿色制造技术的主要特点和分类展示绿色制造技术在制造业中的应用案例12.5.3 讨论组织学生讨论绿色制造技术在我国制造业发展中的重要性引导学生思考如何推动我国绿色制造技术的发展12.5.4 总结总结本节课的主要内容和知识点强调绿色制造技术在制造业中的地位和作用十三章:可靠性工程13.1 教学目标了解可靠性工程的定义和发展历程掌握可靠性重点和难点解析本文主要介绍了先进制造技术教案,包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、数字制造技术、自动化制造系统、技术、3D打印技术、智能制造技术、虚拟制造技术、绿色制造技术和可靠性工程等十五个章节。
《先进制造技术》教案一、教学目标1.了解先进制造技术的概念、特点及其在现代制造业中的重要性。
2.掌握先进制造技术的基本原理和方法,提高学生对先进制造技术的应用能力。
3.培养学生具备创新意识,提高解决实际工程问题的能力。
二、教学内容1.先进制造技术的概念与特点2.先进制造技术的分类与主要技术3.先进制造技术的应用与发展趋势三、教学方法1.讲授法:讲解先进制造技术的概念、特点、分类及应用。
2.案例分析法:分析先进制造技术在现代制造业中的具体应用案例。
3.讨论法:引导学生探讨先进制造技术的发展趋势及对我国制造业的影响。
4.实践法:组织学生进行先进制造技术的实际操作,提高应用能力。
四、教学安排1.引言(1课时)引入先进制造技术的概念,激发学生学习兴趣。
介绍本课程的教学目标、内容和方法。
2.先进制造技术的概念与特点(2课时)讲解先进制造技术的定义、内涵及其与传统制造技术的区别。
阐述先进制造技术的特点,如高效率、高精度、自动化等。
3.先进制造技术的分类与主要技术(3课时)介绍先进制造技术的分类,如精密制造、智能制造、绿色制造等。
详细讲解各类先进制造技术的主要原理、方法及应用。
4.先进制造技术的应用与发展趋势(3课时)分析先进制造技术在航空航天、汽车、电子等行业的应用案例。
探讨先进制造技术的发展趋势,如智能制造、工业互联网等。
5.实践教学(2课时)组织学生进行先进制造技术的实际操作,如数控加工、3D打印等。
指导学生掌握先进制造设备的使用方法,提高实际操作能力。
6.课程总结与拓展(1课时)对本课程进行总结,巩固所学知识。
引导学生关注先进制造技术领域的前沿动态,培养创新意识。
五、教学评价1.过程评价:观察学生在课堂讨论、实践操作等方面的表现,给予及时反馈。
2.期末考试:考查学生对先进制造技术的基本概念、原理、方法及应用的理解和掌握程度。
3.课程报告:要求学生结合实际案例,撰写关于先进制造技术应用的报告,培养分析问题和解决问题的能力。
先进制造技术教案一、引言1. 课程目标:让学生了解和掌握先进制造技术的基本概念、原理和应用。
培养学生对先进制造技术的兴趣和好奇心,提高他们的创新能力和实践能力。
2. 课程内容:先进制造技术的定义和发展历程先进制造技术的主要领域和关键技术先进制造技术在我国的应用和发展现状先进制造技术的发展趋势和挑战二、3D打印技术1. 教学目标:让学生了解3D打印技术的原理、特点和应用领域。
培养学生对3D打印技术的兴趣和好奇心,提高他们的创新能力和实践能力。
2. 教学内容:3D打印技术的原理和分类3D打印技术的特点和优势3D打印技术在不同领域的应用案例我国3D打印技术的发展现状和未来趋势三、技术1. 教学目标:让学生了解的基本概念、原理和分类。
培养学生对技术的兴趣和好奇心,提高他们的创新能力和实践能力。
2. 教学内容:的基本概念和分类的工作原理和关键技术在制造业中的应用案例我国技术的发展现状和未来趋势四、技术1. 教学目标:让学生了解技术的基本概念、原理和应用。
培养学生对技术的兴趣和好奇心,提高他们的创新能力和实践能力。
2. 教学内容:技术的基本概念和原理技术的关键技术和应用领域技术在制造业中的应用案例我国技术的发展现状和未来趋势五、智能制造系统1. 教学目标:让学生了解智能制造系统的概念、结构和关键技术。
培养学生对智能制造系统的兴趣和好奇心,提高他们的创新能力和实践能力。
2. 教学内容:智能制造系统的概念和结构智能制造系统的关键技术和应用领域智能制造系统在我国的应用和发展现状智能制造系统的发展趋势和挑战六、精密工程1. 教学目标:让学生了解精密工程的基本概念、原理和应用。
培养学生对精密工程的兴趣和好奇心,提高他们的创新能力和实践能力。
2. 教学内容:精密工程的基本概念和原理精密工程的关键技术和应用领域精密工程在制造业中的应用案例我国精密工程的发展现状和未来趋势七、增材制造技术1. 教学目标:让学生了解增材制造技术的原理、特点和应用领域。
先进制造课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解先进制造技术的定义、分类及其在现代工业中的应用。
2. 学生能够掌握至少三种先进制造技术的原理、流程和关键设备。
3. 学生能够描述先进制造技术对传统制造业的冲击与革新。
技能目标:1. 学生能够分析不同先进制造技术的优缺点,并针对具体案例选择合适的技术方案。
2. 学生能够运用所学的先进制造知识,结合创新思维,设计简单的制造系统或产品。
3. 学生能够运用信息检索和数据分析能力,收集并整理先进制造技术相关资料。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对制造工艺和机械设备的兴趣,增强对工程学科的认识和探究欲。
2. 学生通过学习先进制造技术,树立科技创新意识,认识到技术发展对国家产业升级的重要性。
3. 学生在学习过程中,培养合作精神,学会尊重他人意见,形成积极向上的学习态度。
课程性质分析:本课程为高年级工程技术类课程,旨在帮助学生建立系统的先进制造技术知识体系,提高解决实际工程问题的能力。
学生特点分析:学生具备一定的机械工程基础知识,对新技术充满好奇,动手能力强,喜欢探究性学习。
教学要求:结合实践案例,注重理论与实践相结合,鼓励学生主动思考、创新设计,以培养适应未来制造业发展的技术人才。
通过具体学习成果的分解,使学生在知识、技能和情感态度价值观三方面得到全面提升。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织:1. 先进制造技术概述- 引导学生了解先进制造技术的定义、发展历程、分类及应用领域。
- 教材章节:第1章 先进制造技术概述2. 典型先进制造技术- 详细讲解以下三种技术的原理、流程、关键设备和应用案例:- 数控加工技术- 快速原型制造技术- 智能制造技术- 教材章节:第2章 数控加工技术;第3章 快速原型制造技术;第4章 智能制造技术3. 先进制造技术在实际工程中的应用- 分析先进制造技术在航空航天、汽车、电子等行业的应用案例。
- 教材章节:第5章 先进制造技术的应用教学内容安排和进度:- 第1周:先进制造技术概述- 第2-4周:数控加工技术- 第5-7周:快速原型制造技术- 第8-10周:智能制造技术- 第11-12周:先进制造技术在实际工程中的应用三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法,以充分激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:教师通过生动的语言和丰富的案例,系统讲解先进制造技术的理论知识,使学生掌握基本概念、原理和流程。
先进制造技术教案1(总6页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除理论教学教案组织教学自我介绍、点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课。
新课引入制造业是国家经济和综合国力的基础,制造业的发达与先进程度是国家工业化的重要表征。
制造技术是制造业赖以生存和发展的主体技术,是制造业持续发展的根本动力。
先进制造技术(AMT)的概念源自于20世纪80年代。
当时美国为了加强其制造业的竞争力和促进国民经济增长而提出了先进制造技术的概念。
我们看一下目录,了解一下我们这学期要学习的知识点。
讲授新课第一节先进制造技术及其主要特点1.制造的概念1.1 概念制造(Manufacturing):是人类所有经济活动的基石,是人类历史发展和文明进步的动力。
制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。
•制造技术(Manufacturing Technology)按照人们所需的目的,运用知识和技能,利用客观物资工具,将原材料物化为人类所需产品的工程技术。
即:使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称•制造过程产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全过程,也称为产品生命周期。
•制造业将制造资源(物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等)利用制造技术,通过制造过程,转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。
1.2 制造系统制造系统是制造业的基本组成实体。
结构:是制造过程所涉及的硬件(物料、设备、工具、能源等)、软件(制造理论、工艺、信息等)、人员所组成的具有特定功能的有机整体。
功能:输入制造系统的资源(原材料、能源、信息、人力...)通过制造过程输出产品过程:制造生产的运行过程,包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。
教学环节教学内容备注●运用软件对制造系统中的五大要素(人、组织管理、物流、信息流、能量流)进行模拟驾驶室全面仿真,使之达到了前所未有的高度集成,为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间,同时也推动了相关技术的不断发展和进步。
●可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解,有利于对其进行理论升华,更好地指导实际生产,即对生产过程、制造系统整体进行优化配置,推动生产力的巨大跃升。
●在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中,可以全面改进企业的组织管理工作,而且对正确作出决策有不可估量的影响。
例如:可以对生产计划、交货期、生产产量等作出预测,及时发现问题并改进现实制造过程。
●虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。
我们都知道模拟驾驶室对驾驶员、飞行员的培养起到了良好作用,虚拟制造也会产生类似的作用。
例如:可以对生产人员进行操作训练、异常工艺的应急处理等。
代表性的全新概念虚拟制造”是近几年由美国首先提出的一种全新概念。
什么是虚拟制造?它包括哪些内虚拟制造在复杂曲面五轴联动加工中的应用容?这些至今仍然是人们讨论的问题。
很多人曾为虚拟制造进行定义,比较有代表性有:结合实例分析讨论法分析教学环节教学内容备注纲领性文件.后者主要指装配作业与过程规划,主要包括装配顺序的规划、装配路径的规划、工艺路线的制定、操作空间的干涉验证、工艺卡片和文档的生成等内容.工艺规划为中心的虚拟装配,以操作仿真的高逼真度为特色,主要体现在虚拟装配实施对象、操作过程以及所用的工装工具,均与生产实际情况高度吻合,因而可以生动直观地反映产品装配的真实过程,使仿真结果具有高可信度.3.以虚拟原型为中心的虚拟装配虚拟原型是利用计算机仿真系统在一定程度上实现产品的外形、功能和性能模拟,以产生与物理样机具有可比性的效果来检验和评价产品特性.传统的虚拟装配系统都是以理想的刚性零件为基础,虚拟装配和虚拟原型技术的结合,可以有效分析零件制造和装配过程中的受力变形对产品装配性能的影响,为产品形状精度分析、公差优化设计提供可视化手段.以虚拟原型为中心的虚拟装配主要研究内容包括考虑切削力、变形和残余应力的零件制造过程建模、有限元分析与仿真、配合公差与零件变形、以及计算结果可视化等方面.三、虚拟装配的构成虚拟装配由两个部分组成,即由虚拟现实软件内容(即vr)内容和虚拟现实(vr)外设设备 ,这两个个协同工作,缺一不可,这样才能制造出交互性与沉浸性于一体的虚拟装配环境。
先进制造技术教案一、课程简介章节:第一章先进制造技术概述教学目标:1. 让学生了解先进制造技术的概念和发展历程。
2. 使学生掌握先进制造技术的主要特点和应用领域。
3. 培养学生对先进制造技术的兴趣和认识。
教学内容:1. 先进制造技术的定义和发展历程。
2. 先进制造技术的主要特点。
3. 先进制造技术的应用领域。
教学方法:1. 采用讲授法,讲解先进制造技术的概念和发展历程。
2. 采用案例分析法,分析先进制造技术在实际应用中的例子。
3. 采用小组讨论法,让学生分组讨论先进制造技术的特点和应用领域。
教学评估:1. 课堂问答,检查学生对先进制造技术概念的理解。
2. 小组报告,评估学生对先进制造技术特点和应用领域的掌握。
3. 课后作业,检验学生对课堂内容的复习和巩固。
二、教学内容章节:第二章计算机辅助设计(CAD)教学目标:1. 让学生了解计算机辅助设计(CAD)的概念和原理。
2. 使学生掌握计算机辅助设计(CAD)的基本操作和技巧。
3. 培养学生运用计算机辅助设计(CAD)解决实际问题的能力。
教学内容:1. 计算机辅助设计(CAD)的概念和原理。
2. 计算机辅助设计(CAD)的基本操作和技巧。
3. 计算机辅助设计(CAD)在工程设计中的应用实例。
教学方法:1. 采用讲授法,讲解计算机辅助设计(CAD)的概念和原理。
2. 采用操作演示法,展示计算机辅助设计(CAD)的基本操作和技巧。
3. 采用案例分析法,分析计算机辅助设计(CAD)在实际工程设计中的应用实例。
教学评估:1. 课堂问答,检查学生对计算机辅助设计(CAD)概念的理解。
2. 操作练习,评估学生对计算机辅助设计(CAD)基本操作和技巧的掌握。
3. 课后作业,检验学生对课堂内容的复习和巩固。
三、教学内容章节:第三章计算机辅助制造(CAM)教学目标:1. 让学生了解计算机辅助制造(CAM)的概念和原理。
2. 使学生掌握计算机辅助制造(CAM)的基本操作和技巧。
《先进制造技术》教案《先进制造技术》教案课程类型:理论课程关键词:先进制造技术,生产效率,制造业,技术创新一、课程简介先进制造技术是当前制造业中迅速发展的领域,涵盖了从产品设计到生产、装配、测试、质量控制和供应链管理的整个制造过程。
通过本课程的学习,学生将了解先进制造技术的概念、原理和应用,掌握相关工具和技术,并培养解决实际制造问题的能力。
二、课程目标1、掌握先进制造技术的核心概念和原理;2、了解先进制造技术在制造业中的应用;3、学会使用先进的制造工具和技术;4、提高解决实际制造问题的能力。
三、课程内容1、先进制造技术概述:介绍先进制造技术的定义、发展历程和基本原理。
2、制造系统:介绍先进的制造系统,包括计算机集成制造(CIM)、柔性制造系统(FMS)和智能制造系统(IMS)。
3、制造工艺与技术:介绍先进的制造工艺和技术,包括精密加工、超精密加工、快速原型制造、纳米制造等。
4、质量控制与保证:介绍先进的制造质量控制技术和保证方法,包括统计过程控制(SPC)、质量管理体系(QMS)和六西格玛等。
5、供应链管理:介绍先进的供应链管理技术和方法,包括精益供应链、协同供应链和智能供应链等。
四、教学方法1、理论讲解:通过课堂讲解,使学生了解先进制造技术的核心概念和原理。
2、案例分析:通过案例分析,使学生了解先进制造技术在制造业中的应用和效果。
3、实践操作:通过实践操作,使学生学会使用先进的制造工具和技术。
4、小组讨论:通过小组讨论,提高学生的参与度和解决问题的能力。
五、教学资源1、教材:选择一本或多本关于先进制造技术的教材或参考书籍。
2、软件:提供用于模拟和实验的软件工具,例如CAD/CAM软件、有限元分析软件等。
3、实验室设备:提供实验设备,例如精密加工设备、快速原型制造设备等。
4、网络资源:提供相关的网络资源,例如学术论文、专业网站和论坛等。
六、评估与考核1、课堂表现:包括课堂参与度、提问和回答问题的积极性等。
先进制造技术教案第一章:先进制造技术概述1.1 先进制造技术的定义1.2 先进制造技术的发展历程1.3 先进制造技术的重要性和应用领域1.4 先进制造技术的发展趋势第二章:快速原型技术2.1 快速原型技术的原理和特点2.2 快速原型技术的应用领域2.3 快速原型技术的典型设备和材料2.4 快速原型技术的局限性和挑战第三章:计算机辅助设计(CAD)3.1 CAD技术的原理和应用3.2 CAD软件的选择和使用方法3.3 CAD技术在制造过程中的作用3.4 CAD技术的最新发展趋势第四章:计算机辅助制造(CAM)4.1 CAM技术的原理和应用4.2 CAM软件的选择和使用方法4.3 CAM技术在制造过程中的作用4.4 CAM技术的最新发展趋势第五章:技术5.1 技术的原理和分类5.2 在制造中的应用领域5.3 的编程和控制方法5.4 技术的未来发展趋势第六章:数控加工技术6.1 数控加工技术的原理和分类6.2 数控机床的选择和使用方法6.3 数控编程语言和编程过程6.4 数控加工技术的应用领域和优势第七章:激光切割技术7.1 激光切割技术的原理和特点7.2 激光切割设备的选择和使用方法7.3 激光切割参数的优化和调整7.4 激光切割技术的应用领域和优势第八章:3D打印技术8.1 3D打印技术的原理和分类8.2 3D打印设备的选择和使用方法8.3 3D打印材料的选择和应用8.4 3D打印技术的应用领域和未来发展趋势第九章:智能制造技术9.1 智能制造技术的概念和体系结构9.2 智能制造的关键技术和应用领域9.3 智能制造系统的搭建和运行维护9.4 智能制造技术的发展趋势和挑战第十章:先进制造技术的集成与应用10.1 先进制造技术集成的原理和方法10.2 先进制造技术在制造业中的应用案例10.3 先进制造技术在制造业中的挑战和解决方案10.4 先进制造技术的发展前景和战略布局第十一章:精密工程与超精密加工技术11.1 精密工程与超精密加工技术的概念11.2 精密测量与控制技术11.3 超精密加工方法及其应用11.4 精密工程与超精密加工技术的发展趋势第十二章:微纳制造技术12.1 微纳制造技术的原理与方法12.2 微纳加工技术在材料科学中的应用12.3 微纳制造技术在生物医学领域的应用12.4 微纳制造技术的挑战与发展前景第十三章:绿色制造与可持续发展13.1 绿色制造的定义与重要性13.2 绿色制造的关键技术13.3 绿色制造在先进制造业中的应用13.4 绿色制造与可持续发展的未来趋势第十四章:数字孪生与虚拟制造14.1 数字孪生技术的基本概念14.2 数字孪生在产品设计与制造中的应用14.3 虚拟制造技术及其在生产过程中的作用14.4 数字孪生与虚拟制造的未来发展第十五章:先进制造技术的创新与实践15.1 先进制造技术在产业界的应用案例15.2 先进制造技术的研究与发展动态15.3 先进制造技术的教育与人才培养15.4 先进制造技术发展的挑战与机遇重点和难点解析本文教案全面解析了先进制造技术,重点包括:1. 先进制造技术的定义、发展历程、重要性和应用领域。
先进制造技术教案一、教学目标1. 让学生了解先进制造技术的概念和发展趋势。
2. 让学生掌握先进制造技术的关键技术和应用领域。
3. 培养学生对先进制造技术的兴趣和好奇心,提高创新能力。
二、教学内容1. 先进制造技术的定义和发展历程。
2. 先进制造技术的关键技术,如自动化、信息化、智能化等。
3. 先进制造技术在各个领域的应用,如航空航天、汽车、电子等。
4. 我国先进制造技术的发展现状和展望。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解先进制造技术的概念、原理和应用。
2. 采用案例分析法,分析先进制造技术在实际生产中的应用案例。
3. 采用小组讨论法,让学生探讨先进制造技术的发展趋势和应用前景。
四、教学准备1. 准备相关的教学PPT和视频资料。
2. 准备先进制造技术的应用案例和图片。
3. 准备小组讨论的问题和话题。
五、教学过程1. 导入:通过展示先进制造技术的应用案例,引发学生的兴趣和好奇心。
2. 讲解:讲解先进制造技术的定义、发展历程和关键技术。
3. 案例分析:分析先进制造技术在实际生产中的应用案例。
4. 小组讨论:让学生探讨先进制造技术的发展趋势和应用前景。
5. 总结:总结本节课的主要内容和知识点。
6. 作业布置:布置相关的练习题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问的方式,了解学生对先进制造技术概念和关键技术的掌握情况。
2. 小组讨论报告:评估学生在小组讨论中的参与程度和思考深度。
3. 课后作业:检查学生对课堂所学知识的掌握和应用能力。
七、教学拓展1. 组织学生参观先进的制造企业,让学生亲身感受先进制造技术在实际生产中的应用。
2. 邀请制造业专家进行讲座,分享先进制造技术的前沿动态和实际经验。
3. 开展先进制造技术相关的创新项目,鼓励学生将所学知识应用于实践。
八、教学反思1. 反思教学内容是否符合学生的认知水平,是否有必要进行调整。
2. 反思教学方法是否有效,是否需要尝试其他教学方法以提高学生的学习兴趣和参与度。
教案讲稿第三节高速加工技术一、高速加工的概念与特征普通加工超过70%是辅助时间(零件的上下料、测量、换刀和调整机床)几十年,主要是减少加工过程的辅助时间。
20世纪50年代美国麻省理工学院发明了数控技术,实现了多品种、小批量生产的柔性自动化,成功解决了形状复杂、重复加工精度高的零件的加工,节省了辅助工时,提高了生产效率。
机床空行程动作(自动换刀、上下料)大大加快,辅助工时也大为缩短。
自动换刀时间缩短小于1s,空行程速度提高到30~60m/min。
但再减少辅助工时,技术上有难度,经济上不合算。
可以减少切削的工时,提高切削速度和进给速度。
高速加工可以成倍提高机床的生产效率,还可以改善加工质量和精度。
高速加工技术:是指采用超硬材料的刀具和磨具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料的切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
以切削速度和进给速度界定:高速加工的切削速度和进给速度为普通切削的5~10倍。
以主轴转速界定:高速加工的主轴转速≥10000 r/min。
刀具:PCD、CBN、超细晶粒硬质合金、Si3N4陶瓷、TiN基硬质合金,涂层刀具。
高速切削和普通切削的比较1. 高速加工切削速度的范围高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异铝合金:1000-7000 m/min◎铜:900-5000 m/min◎钢:500-2000 m/min◎灰铸铁:800-3000 m/min ◎钛:100-1000m/min高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同◎车削:700-7000 m/min◎铣削:300-6000 m/min◎钻削:200-1100 m/min◎磨削:50-300 m/s2. 切削理论的提出泰勒(Frederick )是最早研究金属切削机理的学者之一。
提出了传统的切削速度和刀具寿命的关系为线性,即刀具的速度越高,刀具的磨损越快。
但在实际生产中出现了违反这一规律的现象。
机械制造与控制专业教案:第7章先进制造技术(H第7章先进制造技术重点、难点:特种加工技术,计算机工艺规程设计(CAPP)7. 1概述7. 1. 1先进制造技术的内涵及特点1.先进制造技术的内涵口前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义,经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作,通过对其特征的分析研究,可以认为:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
2.先进制造技术的特点(1)先进制造技术的实用性先进制造技术最重耍的特点在于,它首先是一项面向工业应用,具有很强实用性的新技术。
从先进制造技术的发展过程,从其应用于制造全过程的范围,特别是达到的口标与效果,无不反映这是一项应用于制造业,对制造业、对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术。
先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业(如汽车制造、电子工业)的需求而发展起来的先进、适用的制造技术, 有明确的需求导向的特征;先进制造技术不是以追求技术的高新为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高效益为中心,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为口标。
(2)先进制造技术应用的广泛性先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很大不同点在于,传统制造技术通常只是指各种将原材料变成成品的加工工艺,而先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程,但曲于其组成中包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术,因而则将其综合应用于制造的全过程,覆盖了产品设计、生产准备、加工与装配、销售使用、维修服务甚至冋收再生的整个过程。
(3)先进制造技术的动态特征由于先进制造技术本身是在针对一定的应用目标,不断地吸收各种高新技术逐渐形成、不断发展的新技术,因而其内涵不是绝对的和一成不变的。
先进制造技术_第七次教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN教案讲稿第三节高速加工技术一、高速加工的概念与特征普通加工超过70%是辅助时间(零件的上下料、测量、换刀和调整机床)几十年,主要是减少加工过程的辅助时间。
20世纪50年代美国麻省理工学院发明了数控技术,实现了多品种、小批量生产的柔性自动化,成功解决了形状复杂、重复加工精度高的零件的加工,节省了辅助工时,提高了生产效率。
机床空行程动作(自动换刀、上下料)大大加快,辅助工时也大为缩短。
自动换刀时间缩短小于1s,空行程速度提高到30~60m/min。
但再减少辅助工时,技术上有难度,经济上不合算。
可以减少切削的工时,提高切削速度和进给速度。
高速加工可以成倍提高机床的生产效率,还可以改善加工质量和精度。
高速加工技术:是指采用超硬材料的刀具和磨具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料的切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
以切削速度和进给速度界定:高速加工的切削速度和进给速度为普通切削的5~10倍。
以主轴转速界定:高速加工的主轴转速≥10000 r/min。
刀具:PCD、CBN、超细晶粒硬质合金、Si3N4陶瓷、TiN基硬质合金,涂层刀具。
高速切削和普通切削的比较机床价格低高环境状况噪声、油污、烟尘清洁生产1. 高速加工切削速度的范围高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异铝合金:1000-7000 m/min◎铜:900-5000 m/min◎钢:500-2000 m/min◎灰铸铁:800-3000 m/min◎钛:100-1000m/min高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同◎车削:700-7000 m/min◎铣削:300-6000 m/min◎钻削:200-1100 m/min◎磨削:50-300 m/s2. 切削理论的提出泰勒(Frederick W.Taylor)是最早研究金属切削机理的学者之一。
提出了传统的切削速度和刀具寿命的关系为线性,即刀具的速度越高,刀具的磨损越快。
但在实际生产中出现了违反这一规律的现象。
由德国Carl Salmon 博士,在1931 年4 月,根据实验曲线,提出著名的“萨洛蒙曲线”和高速切削理论。
Carl Salmon萨洛蒙对铝和铸铜等有色金属进行了高速实验,所得结果图中的实线所示。
虚线是推算出来的,并没有经过实验验证。
萨洛蒙指出:A 区(常规切削区),切削速度t 随切削温度v 的提高而升高,但是在B 区(不可用切削区),当速度v增大到某一数值v0 后( v 0的大小同工件材料的种类有关), v 再增大, t 反而下降了。
由于在这个区域,t 太高,任何刀具材料都无法接受,切削加工不可能进行,因此,这个区域被称之为“死谷”。
C区,高速切削区。
1952年美国R.L.Vaughn教授首次主持了高速加工试验:将刀具装在炮里从滑台射向工件或将工件当作子弹射向固定的刀具。
结果是随着切削速度的提高,塑性材料的切削形态将从带状、片状向碎屑不断演变;单位切削力初期呈上升趋势,尔后急剧下降;刀具磨损减少了95%。
切除率可提高50~1000倍。
1970年美国空军和海军先后也进行了一系列的高速铣削试验。
指出:可以大大缩短零件的加工过程,提高生产率。
铣削力减少了70%,可以实现厚度为0.33mm薄筒件的铣削。
3.高速加工的特点➢加工效率高:进给率较常规切削提高5-10倍,材料去除率可提高3-6倍➢切削力小:较常规切削至少降低30%,径向力降低更明显。
有利于减小工件受力变形,适于加工薄壁件和细长件➢切削热小:加工过程迅速,95%以上切削热被切屑带走,工件积聚热量极少,温升低,适合于加工熔点低、易氧化和易于产生热变形的零件➢加工精度高:刀具激振频率远离工艺系统固有频率,不易产生振动;又切削力小、热变形小、残余应力小,易于保证加工精度和表面质量➢减少工序:可获得高的加工精度和低的表面粗糙度,并在一定条件下,可对硬表面进行加工,从而可使工序集中在一道工序中完成。
这对于模具加工具有特别意义二、高速加工技术的发展与应用1976年,美国的Vought公司的高速铣床,采用了内装式电机主轴,转速达20000r/min,功率15KW。
1983年德国Guerhing Automation公司格林自动化公司,高速磨床,转速10000r/min,功率60KW.高速电主轴组件,多线滚珠丝杠或直线电动机,高压冷却系统,安全保障系统。
美国Ingersoll公司是高速机床应用直线电动机的先锋。
该机床用于加工汽车模具的高速龙门铣床。
三个坐标都采用直线电动机驱动。
主轴最高转速20000r/min,快速移动40m/min 。
加工模具时,与传统工艺比较,加工时间从350h缩短到40h。
已用在日本丰田公司模具加工。
五轴加工中心的工作台和铣头可以多轴联动实现连续回转进给,进行曲面加工,复杂形腔曲面的模具类零件。
一般有两种典型结构:一种是两个旋转轴安装在工作台上,由工作台带动工件回转进给,完成多轴或多面加工。
另一种是两个旋转轴的转动进给都由主轴系统实现,即主轴具有B轴和A轴的回转摆动,实现旋转切削进给,工作台和工件固定不动。
(1)航空航天领域。
大型整体结构件、薄壁类零件和叶轮零件等。
飞机大梁、肋板、雷达组件、钛和钛合金零件、铝或镁合金压铸件。
材料去除率达100-180cm3/min。
现代飞机构件都采用整体加工技术,高速切削,加工出高精度的铝合金的构件,不用铆接的工艺。
如波音公司的F15战斗机的起动减速板。
由500个零件装配而成,约为3个月。
高速加工,整体铣削,仅需几天。
高速切削可加工薄壁件达0.04mm,孔直径0.08mm。
高速五轴加工叶轮,提高效率。
以直径120mm铝叶轮,用普通加工需35分钟,高速加工只需10分钟。
(2)汽车工业领域。
大批生产领域中铸铁和刚的高速切削。
采用高速数控机床和高速加工中心组成高速柔性生产线,实现多品种、中小批量的高效生产(3)模具工具工业领域简化加工手段,缩短加工周期,提高加工效率,降低成本。
可以直接在淬硬材料加工。
可以达到高表面质量。
省去了电加工,研磨和抛光的工序。
锻模和铸模经高速切削即可。
高速铣削代替传统的电火花成形加工,效率提高3-5倍。
对于复杂型面模具,模具精加工费用往往占到模具总费用的50%以上。
采用高速加工可使模具精加工费用大大减少,从而可降低模具生产成本。
高速切削加工电火花加工用工具电极比普通加工快12倍,而且不需要手工修整。
如★对于复杂型面模具,模具精加工费用往往占到模具总费用的50%以上。
采用高速加工可使模具精加工费用大大减少,从而可降低模具生产成本。
电极制造1毛坯→2粗铣→3半精铣→4热处理→5电火花加工→6精铣→7手工磨修a)传统模具加工的过程1硬化毛坯→2粗铣→3半精铣→4精铣→5手工磨修b)高速模具加工的过程图两种模具加工过程比较2009-3-9129图中的铜电极,粗铣:主轴转速35000r/min,进给速度6m/min;精铣:40000m/min,进给速度8m/min。
整体加工时间为29min,提高了工具电极的加工速度。
(4)难加工材料领域。
硬金属材料(HRC55~62),可代替磨削,精度可达IT5~IT6级,粗糙度可达0.2~1微米。
(5)超精密微细切削加工领域。
电路板上有许多0.5mm左右的小孔,用高速加工。
三、高速切削加工的关键技术高速主轴、快速进给系统、高性能CNC控制系统、先进的机床结构、高速加工刀具等。
1. 高速主轴最关键部件。
高速化指标:dm n值,至少达到1×106。
目前,转速范围为10000~25000r/min,进给速度达到10m/min以上。
电主轴:交流伺服电动机内置式集成化结构。
转子套装在机床的主轴上,定子安装在主轴单元的壳体中,采用水冷或油冷。
精度高、振动小、噪声低、结构紧凑的特点。
2009-3-9135陶瓷轴承超高速主轴陶瓷球轴承密封圈旋转变压器电主轴陶瓷球轴承冷却水出口冷却水入口❑陶瓷轴承高速主轴结构2009-3-9138前辅助轴承电主轴双面轴向推力轴承前径向轴承后径向轴承后辅助轴承前径向传感器后径向传感器轴向传感器磁浮轴承超高速主轴❑磁浮轴承主轴结构采用的轴承有:滚动轴承、气体静压轴承、液体静压轴承、磁浮轴承。
陶瓷轴承高速主轴结构特征➢ 采用电动主轴(电机与主轴作成一体);➢ 采用C 或B 级精度角接触球轴承,轴承布置与传统磨床主轴结构相类似; ➢ 采用“小珠密球”结构,滚珠材料Si3N4;➢ 与钢球相比,陶瓷轴承的优点是:◎陶瓷球密度减小60%,从而可大大降低离心力;◎陶瓷弹性模量比钢高50%,使轴承具有更高刚度;◎陶瓷摩擦系数低,可减小轴承发热、磨损和功率损失;◎陶瓷耐磨性好,轴承寿命长。
➢ 轴承转速特征值(= 轴径(mm )×转速(r/min ))较普通钢轴承提高1.2 ~2倍,可达0.5~1×106。
➢ 液体静压轴承转速特征值可达1×106,空气静压轴承转速特征值可达3×106 。
磁浮轴承高速主轴➢ 主轴由两个径向磁浮轴承支承,磁浮轴承定子与转子间空隙约0.1mm 。
➢刚度高,约为滚珠轴承主轴刚度10倍。
➢转速特征值可达4×106。
➢回转精度主要取决于传感器的精度和灵敏度,以及控制电路性能,目前可达0.2μm。
➢机械结构及电路系统均较复杂;又由于发热多,对冷却系统性能要求较高。
2. 快速进给系统机床工作台要有很高进给速度为60m/min以上,特殊情况可达120m/min,甚至更高;高加速度,一般要求1~2g,特殊可达到2~10g;高精度;高可靠性和高安全性;合理的成本。
伺副电动机+大导程高速精密滚珠丝杠副。
用于中小载荷、中小速度(10~40m/min)和中小加速度(0.5~1.0g)的场合。
直流直线电机、交流永磁同步直线电动机、交流感应异步直线电动机的进给系统。
直线电机:进给速度可达160m/min,加速度可达2.5-10g。
消除了机械传动间隙和弹性变形,几乎没有反向间隙,是未来机床进给传动的基本形式。
用于高档高速加工中心。
可以消除机械传动系统的间隙和弹性变形。
3. 高性能的CNC控制系统要有很高的运算速度和精度,以及快速响应的伺服控制。
32位或64位CPU,计算机处理软件。
几何补偿软件。
4. 先进的机床机构床身和工作台的要求:高的动、静刚度和抗振性;好的精度保持性;更好的抗热变形能力。
采取的措施:床身、立柱、横梁、工作台等基础件一般采用整体铸造;多应用高强度铸铁、聚合物混凝土、大理石等材料。
安全保障系统:在线监控系统,来监测刀具的破损;用足够厚钢板做安全罩,用防弹玻璃做观察窗。
5. 高速加工刀具对刀具系统要求:切削热更多流向刀具,要求抗磨损;必须良好的平衡,可靠定位。