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1、机械模具类专业术语及加工方法详解、1 多点成形技术多点成形技术是金属板料三维曲面成形的一种柔性加工方法，其基本思想是将传统的整体模具离散成一系列规则排列、高101 电火花磨削电火花磨削加工时，工件与电极的运动方式与普通磨削加工时工件与砂轮的运动方式类似。电火花磨削加工依靠火花放电的能量来实现，不存在机械切削作用。按成形运动和功用常可分为电火花平面磨削、电火花内圆磨削、电火花成形磨削和电火花小孔磨削等。电火花磨削主要用于硬质合、高温难加工材料和双金属复合材料的加工。与机械磨削相比，电火花磨削可提高生产率 12 倍。102 电火花超声加工电火花超声加工是综合利用电火花加工和超声波加工的优点而进行的
2、复合加工。在电火花加工时引入超声波，使电极工具端面作超声振动能强化加工过程，促使电腐蚀产物的排除，并能使间隙稳定；当输入到液体中的超声能量足够大时，就会产生空蚀现象，空蚀现象会进一步强化加工过程；工具超声振动可有效地提高电火花放电脉冲的利用率。当不加超声振动时，电火花精加工的放电脉冲利用率仅为 3%5%；而加上超声振动后，电火花精加工的放电脉冲利用率可提高到 50%以上。因此采用电火花超声加工可使生产率提高几倍，甚至几十倍。电火花超声加工主要用于加工硬质合金、聚晶金刚石和导电陶瓷等硬脆材料，在加工小孔、深孔、窄缝及异型孔时，可获得较好的工艺效果。103 超声复合加工超声加工是靠磨粒和液体分子的
3、连续冲击、抛磨和空化作用去除被加工材料。与电火花加工、电解加工等其他特征加工方法相比，具有精度高、表面粗糙度低，不受工件材料的电、化学特征限制，工件无热损伤和残余应力等优点。它是加工玻璃、陶瓷、石英、宝石以及半导体等硬脆材料工件的有效方法。但是超声加工也有明显的缺点：工具磨损严重，加工效率低，加工过程中由于工具质量变化所造成的共振频率的游移使加工速度和加工质量受到影响等。而超声复合加工是以超声加工为主，辅助其他加工方法，应用机械、电力、磁力、流体力学等多种能量进行的综合加工，可以提高加工效率，减小工具磨损。104 超声旋转加工超声旋转加工方法是在近 40 年中逐步发展起来的以超声作用为主，结合
4、不同的机械运动方式和不同的机械切削作用形成的复合加工方法。超声旋转加工方法按其工艺特征，大致可分为两类：一类是采用离散磨料和固结磨料磨具的超声旋转磨料加工；另一类主要是采用切削工具（如铣刀、钻头等） ，冲头、压头之类工具，或利用超声高频振动特征，与其他机械加工方法相结合的超声旋转加工。超声旋转加工实质上是将超声振动工具的锤击运动和工具旋转运动的磨削作用结合在一起的复合加工。此种加工方法适应的材料较广，可用于脆性材料（例如玻璃、石英、陶瓷、YAG 激光晶体、碳纤维复合材料等）的钻孔、套料、端铣、内外圆磨削及螺纹加工等。特别适用于深小孔的加工和细长棒的套料加工。105 超声数控分层仿铣加工对于三维
5、曲面的型腔，采用成形工具进行超声成形加工时，由于工具损耗严重、加工间隙中悬浮磨料不均匀，从而影响复杂型面的加工精度，而采用超声旋转加工只能加工圆形孔和简单型腔。目前出现了借鉴快速成形技术中分层制造思想和利用数控铣削运动的超声数控分层仿铣加工方法，简称超声仿铣。超声数按分层仿铣采用简单工具分层加工，由于每层厚度很小，使工具磨损只产生在端面，极大地简化了工艺过程，使工艺规律的建模简单可行。同时由于工具损耗的补偿是在每一平面层的加工过程中进行的，简化了数控工具补偿的难度，从而能保证加工过程的可控性以及被加工工件的精度。这种技术可以用于加工那些传统成形加工有困难、甚至无法加工的工件，特别是具有三维型腔
6、的零件。为陶瓷等硬脆材料的推广应用提供有力的技术支持，交是硬脆材料加工的新发展方向。106 化学机械抛光化学机械抛光（chemical mechanical polishing, CMP）指化学作用和机械作用复合的加工方法。所谓化学作用是利用酸、碱和盐等化学溶液对金属或某些非金属工件表面产生化学反应，通过腐蚀或溶解而改变工件尺寸和形状，或者在工件表面产生化学反应膜。如果仅进行局部有选择性的加工，则需对工件上的非加工表面用耐腐蚀性涂层覆盖保护起来。机械作用是磨粒和抛光垫对工件表面的研磨和摩擦作用。化学机械抛光时，旋转的工件以一定的压力压在旋转的抛光垫上，而由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液
7、在工件与抛光垫之间流动，在工件、抛光液和抛光垫之间产生化学反应，形成化学反应膜，然后由磨粒和抛光垫的机械摩擦作用去除工件表面形成的化学反应膜，即加工过程在化学成膜和机械去膜的交替过程中进行。在 CMP 过程中，只有化学与机械作用相互配合，化学反应与机械作用达到平衡时，才能使反应能继续下去，实现超光滑低损伤高平整度表面的加工。 107CAM 技术CAM 是计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing）技术的简称。CAM 是指任何在计算机控制下的自动化控制过程。目前认为 CAM 技术主要集中在数字化控制、生产计划、机器人和工厂管理四个方面。典型的 CAM 技术包括：计算
8、机数控制造和编程、计算机控制的机器人制造和装配、柔性制造系统。CAM 的应用可分为 CAM直接应用和 CAM 的间接应用。CAM 直接应用是指计算机直接与制造过程连接并对它进行监视和控制，这类应用分为两种系统：计算机过程监视系统和计算机过程控制系统。CAM 间接应用是计算机并不直接与制造过程连接，只是用计算机对制造过程进行支持，此时，计算机是“离线”的，它只是用来提供生产计划、作业调度计划、发出指令及有关信息，以便使生产资源的管理更有效。108CAPP 技术CAPP 是计算机辅助工艺设计（Computer Aided Process Planning）的简称。工艺设计是生产准备工作的第一步，也
9、是连接产品设计和产品制造之间的桥梁。工艺设计必须分析和处理大量的信息，既要考虑产品设计图上有关结构形状、尺寸公差、材料及热处理以及批量等方面的信息，又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额，甚至传统习惯等方面的信息。工艺设计包括查阅资料和手册，确定零件的加工方法，安排加工路线，选择设备、工装、切削参数，计算工序尺寸，绘制工序图，填写工艺卡片和表格文件等工作。高速发展的计算机技术为工艺设计的自动化奠定了基础。CAPP 是利用计算机技术，在工艺人员较少的参与下，完成过去完全由人工进行的工艺规程设计工作的一项技术。CAPP 系统不但能利用工艺人员的经验知识和各种工艺数据
10、进行科学的决策，自动生成工艺规程，还能自动计算工艺尺寸，绘制工序图，选择切削参数，对工艺设计结果进行优化，从而设计出一致性良好、高质量的工艺规程。另外，由于计算机中存储的信息可以反复利用，从而大大提高了工艺设计的效率。109CAD/CAPP/CAM 集成技术CAD/CAPP/CAM 集成是指将计算机辅助产品设计（CAD） 、计算机辅助工艺过程设计（CAPP） 、计算机辅助制造（CAM）以及零件加工等有关信息实现自动传递和转换的技术。CAD 、CAPP、CAM 分别在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化方面起到了重要作用。但是，这些各自独立的系统，不能实现系统之间信息的自动传递和交
11、换。CAD/CAPP/CAM 集成技术能够解决这一问题。CAD/CAPP/CAM 的集成使产品设计和制造紧密结合，其目标是产品设计、工程分析、工程模拟直至产品制造过程中的数据一致性，且数据直接在计算机间传递，从而跨越由图纸、语言、编码造成的信息传递的“鸿沟” ，减少信息传递差和编辑出错的可能性。110CAE 技术CAE 技术即计算机仿真技术，是以计算机为工具，对工程过程进行仿真建模、数据模拟、结果显示与处理的技术。对于机械产品的设计来说，仿真建模主要是用现代力学的理论和方法对产品的使用过程、生产过程及事故过程等进行数学描述，并根据数值模拟方法的要求将所涉及的工程过程的几何、物理等参数进行量化。
12、数值模拟是根据仿真模型的特点选择合适的数值求解技术，对仿真过程进行求解；目前应用最广泛的方法包括有限无法（FEM） 、有限差分法（FDM）等。结果显示与处理就是将数值模拟的结果可视化处理得出工程上有意义的量和结论。仿真技术的本质是对真实的物理、化学系统或其他系统在某一层次上的抽象，在这个抽象出来的模型上，可以更高级、更灵活、更安全地对系统进行设计和了解。111 离线检测离线检测时，零件或产品脱离制造过程，检测在距生产线一定距离的检测工作站上进行。这种检测方式必然存在制造和检测的延时，大多数手工检测都属于离线检测。离线检测适合于下列场合： 1）制造的过程能力能满足设计目标要求的公差范围。2）高生
13、产率。3）生产时间短而生产过程输出状况稳定，超差的风险小。4）在线检测成本相对较高。离线检测方式的主要缺点是：不能及时发现输出的质量问题，质量检测的反馈信息有相当长的时间滞后。112 在线检测在线检测是指检测器具、装置、系统或检测工作站在空间上被集成在制造系统中，控制过程与检测过程没有时间上的滞后或只有很短的时间滞后，而不是指检出时间与故障缺陷发生时间无时间滞后。因此，按检测是否与控制过程有时间滞后，在线检测分为在线过程中检测和在线过程后检测。在线过程中检测是在制造过程中完成，检测活动与工件的加工或者产品的装配同时进行，制造时间与检测时间重合。在线过程后检测是在制造过程刚一完成就立即进行测量，
14、可采用手工方式或者自动化方式完成，但一般都希望进行100%检测。113 计算机辅助测试（computer aided test, CAT）计算机辅助测试系统是利用自动化测试装备和装置（ATE）进行过程或最终的质量检测和质量保证的试验。CAT 系统通常是带标准通信接口总线的智能仪器、计算机及其外围设备等，并在测试分析处理等软件的支持下所组成的自动测试分析系统。典型的 CAT 系统通常以一台微型计算机为核心，配置相应的检测仪器、数据采集单元、终端、打印机和绘图机等外部设备以及测试应用软件。采用CAT 技术可以大幅度提高测试精度、测试效率以及测试结果的可靠性和一致性。CAT 主要应用于制造过程设计、
15、确定制造过程技术条件以及生产装备的布置与安装，已在产品性能测试、结构和性能改进以及产品动态性能预测等方面广泛应用，常用于复杂、贵重和大批量的产品，如航空发动机、汽车发动机、集成电路等的测试。CAT技术不仅在产品性能测试中广为应用，而且在产品的结构和性能改进以及误差补偿等方面有广阔的应用前景。114 虚拟仪器虚拟仪器（virtual instrument, VI）就是利用计算机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件，形成既有普通仪器和基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。也有专家认为，虚拟仪器是“将传统测量仪器中的公共部分（如电源、操作面板、显示屏幕、通信总线和相关测量功能）集中起来共享
16、，利用计算机及网络技术，通过软件与硬件的结合实现多种物理仪器的共享” 。虚拟仪器的突出优点在于设备利用率高、维护方便、能够获得较高的经济效益。用户购买虚拟仪器后，可以根据实际生产环境变化的需要，通过对软件的开发，拓展 VI 功能，以便适应实际生产的需要。虚拟仪器的另外一个突出的优点是能够和网络技术结合，能够借助OLE、DDE 技术与企业内部网联接。与外界进行数据通信时，将虚拟仪器实时测量的数据输送到 Internet, 实现远程虚拟测试。 115 虚拟轴机床技术虚拟轴机床突破了传统机床的工作轴线的概念，这类机床由并联杆系构成，其典型结构是通过可以伸缩的 6 条“腿”连接定平台和动平台，每条“腿”各自单独驱动。控制 6 条“腿”的长度就可以控制装有主轴头的动平台在空间中的位置和姿态，以满足刀具运动轨迹的要求，实现具有 6 自由度运动的复杂曲面的加工。虚拟轴机床实质上是机器人技术和机床技术结合的产物。由于虚拟轴机床采用闭环并联机构，形成全对称布局，故具有模块化程度高、重量轻、出力大、精度高、速度快和造价低
