机械制造基础第12章 特种加工和先进加工技术
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特种加工技术的发展可以追溯到20世纪50年代。
20世纪以来,科学技术发展到了一个崭新阶段,特别是在新技术革命浪潮推动下,生产和科学技术的发展更为迅速。
在许多工业部门特别是国防工业部门,高技术产品要求向高精度、高速度、高温、高压、大功率和小型化方向发展,对材料的要求越来越来高。
相应地涌现出大量的具有高熔点、高强度、高硬度、高脆性和高纯度等特殊性能的材料。
为了满足高技术产品的高性能要求,零件的结构形状愈来愈复杂,对精度、表面粗糙度和表面质量的特殊要求愈来愈高,特别是对表面完整性提出了更加严格的要求。
50年代以来,航空航天技术迅猛发展,高性能的航空产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比,而且要求在高温、高压、高速、大载荷和强腐蚀等苛刻的条件下长期而可靠的工作。
飞机、航空发动机、航空电子及仪表设备以及其他高技术武器装备的工作条件随着性能的提高而不断恶化。
为此高性能的飞机、航空发动机等高新武器装备,必须不断发展和采用新结构和新材料。
现代高性能的飞机和航空发动机上大量采用了钛合金、复合材料、粉末冶金和定向凝固高温合金材料。
在高性能战斗机上钛合金用量已经达到30%以上如F-22战斗机钛合金用量已经达到36%、碳纤维增强树脂基复合材料用量达到25%,而且先进复合材料的用量在先进战斗机上有不断增加的趋势。
预计到2000年的高性能航空发动机的结构材料中超级合金、粉末冶金和定向凝固合金的结构重量约占55%,复合材料用量约占20%,钛合金重量约占10%高强度结构钢用量占15%,陶瓷材料占2%。
航空发动机的热端部件将继续发展高温高强高韧合金特别是各向异性的超级耐热合金、热障陶瓷涂层材料、陶瓷结构材料。
涡轮叶片已广泛采用定向凝固、单晶合金、快速凝固合金、粉末冶金合金和陶瓷材料;正在研制陶瓷和陶瓷基复合材料的涡轮叶片。
为了提高和确保现代飞机和航空发动机的性能、可靠性和严格的质量要求采用了大量的新型结构。
如根据高性能航空发动机对结构效率的要求,发动机的结构发生了重大变化,大量采用整体结构、蜂窝结构、钣金焊接结构和复杂的冷却结构。
随着科技的飞速发展,先进加工技术已经成为推动制造业进步的关键因素。
以下是对先进加工技术的一次全面总结,旨在梳理和回顾近年来在加工领域取得的显著成就。
一、加工技术的概念与发展先进加工技术是指采用高精度、高效率、高自动化、低消耗的加工方法和技术,对材料进行加工制造。
它涵盖了精密加工、超精密加工、特种加工等多个领域,是现代制造业的核心技术之一。
二、先进加工技术的主要类型1. 精密加工技术:精密加工技术是指在尺寸精度和形状精度方面达到较高要求的加工方法,如精密车削、精密磨削等。
这种技术广泛应用于航空航天、精密仪器、医疗器械等领域。
2. 超精密加工技术:超精密加工技术是指尺寸精度和形状精度达到纳米级甚至亚纳米级的加工方法,如纳米压印、光学加工等。
这种技术在光电子、纳米技术等领域具有广泛的应用前景。
3. 特种加工技术:特种加工技术是指利用特殊物理、化学或生物作用对材料进行加工的方法,如电火花加工、激光加工、电化学加工等。
这种技术在模具制造、航空航天、医疗器械等领域具有重要作用。
4. 智能加工技术:智能加工技术是指将人工智能、大数据、物联网等技术应用于加工领域,实现加工过程的智能化、自动化。
这种技术在提高加工效率、降低成本、保证产品质量等方面具有重要意义。
三、先进加工技术的优势1. 提高加工精度和表面质量:先进加工技术可以实现高精度、高效率的加工,提高产品的尺寸精度和形状精度,降低表面粗糙度,提高产品的质量。
2. 提高加工效率:先进加工技术采用高自动化、高效率的加工方法,可以显著提高加工效率,缩短生产周期。
3. 降低生产成本:先进加工技术采用低消耗、节能环保的加工方法,可以降低生产成本,提高企业的竞争力。
4. 适应复杂加工需求:先进加工技术具有广泛的应用领域,可以适应各种复杂加工需求,满足不同行业的发展需求。
四、先进加工技术的发展趋势1. 智能化、自动化:随着人工智能、物联网等技术的发展,加工设备将实现智能化、自动化,提高加工效率和产品质量。
机械设计教案:第12章滑动轴承(一)教学要求1、了解滑动轴承特点、分类和主要结构,滑动轴承的材料、润滑方式,了解非流体摩擦滑动轴承的计算方法2、了解流体动压润滑滑动轴承计算,主要参数选择,了解其它型式滑动轴承(二)教学的重点与难点1、非流体摩擦滑动轴承的设计计算2、流体动压滑动轴承的承载能力及影响因素(三)教学内容§12—1 概述轴承——支承轴颈使轴作回转运动轴承:滑动轴承;滚动轴承一、滑动轴承类型:按承载:向心轴承(受Fr);推力轴承(受Fa)按润滑状态:流体润滑轴承;非流体润滑轴承;无润滑轴承(不加润滑剂)二、滑动轴承的特点优点:1)承载能力高;2)工作平稳可靠、噪声低;3)径向尺寸小;4)精度高;5)流体润滑时,摩擦、磨损较小;6)油膜有一定的吸振能力缺点:1)非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大,磨损严重。
2)流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦;3)流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。
三、应用:1)n特高或特低;2)对回转精度要求特别高的轴;3)承受特大载荷;4)冲击、振动较大时;5)特殊工作条件下的轴承;6)径向尺寸受限制或轴承要做成剖分式的结构例:机床、汽轮机、发电机、轧钢机、大型电机、内燃机、铁路机车、仪表、天文望远镜等。
§12—2 径向滑动轴承的主要类型一、整体式径向滑动轴承如图12—1,由轴承座、整体轴套、油孔等组成特点:1)结构简单、成本低;2)轴套磨损后,间隙无法调整;3)装拆不便(只能从轴端装拆)。
适于低速、轻载或间隙工作的机器。
二、剖分式径向滑动轴承图12-2,由轴承座,轴承盖,剖分轴瓦(附轴承衬)、双头螺柱(调整垫片)等,轴瓦表面有油沟,油通过油孔、油沟而流向轴颈表面,轴瓦一般水平部分,也有倾斜部分。
特点:装拆方便、轴瓦磨损后间隙可调整。
三、自动调心式适于宽径比B/d>1.5轴承,可避免轴弯曲变形或轴承孔倾斜时造成轴颈与轴瓦两端边缘接触加剧磨损和发热。