快速成型工艺过程设计

广州学院

2014／2015学年第一学期《快速成型》课程大作业报告

夜光杯零件的设计及快速成型工艺过程设计

院（系）机械工程学院

专业机械工程及其自动化

班级

学生姓名

指导老师

成绩：(教师填写)______________

2014年12月2日

课程大作业任务书

兹发给12级机械6 班学生许奕楷课程大作业任务书，内容如下：

1．设计题目：《夜光杯零件的设计及快速成型工艺过程设计》

2．应完成的项目：

（1）阐述集成逆向工程系统组成，逆向工程与快速成型的关系；

（2）阐述各种快速成型的优点及缺点及将来发展趋势；

（3）详细阐述FDM快速成型原理，针对FDM快速成型方式完成快速成型的前处理部分：建模、网格划分；

（4）完成部分参数的设置，并说明参数选择理由。

3．参考资料以及说明：

（1）孙维峰，快速成型RP的原理方法及应用[M]. 机电技术. 2008

（2）李红莉，王丹. 逆向工程与快速成型技术的综合应用[M]. 应用研究2008

（3）赵萍,蒋华,周芝庭. 熔融沉积快速成型工艺的原理及过程[J]. 机械制造与研究2003

（4）宋天虎. 我国快速成形--制造技术的发展与展望[J].机械工程学会会讯,2001

（5）王秀峰,罗宏杰. 快速原型制造技术[M].北京:中国轻工业出版社,2001

4．本任务书于2014年11 月12 日发出，应于2014 年12 月5 日前完成，然后进行考评。

指导教师签发年月日考核评语：

考核总评成绩：

指导教师签字：

年月

目录

摘要................................................................................................................................

一、逆向工程与快速成型............................................................................................

1．1 集成逆向工程系统及其组成........................................................................

1．2 逆向工程与快速成型的关系........................................................................

1．2．1 概念..................................................................................................

1．2．2 关系..................................................................................................

二、各种快速成型的优缺点及发展趋势....................................................................

2．1 光固化成型（SLA）技术............................................................................

2．2．1 SLA技术的优点.............................................................................

2．2．2 SLA技术的缺点.............................................................................

2．2．3 SLA技术的发展趋势.....................................................................

2．2 选择性激光烧结成型（SLS）技术.............................................................

2．2．1 SLS技术的优点..............................................................................

2．2．2 SLS技术的缺点..............................................................................

2．2．3 SLS技术的发展趋势......................................................................

2．3 熔丝堆积成型（FDM）技术.......................................................................

2．3．1 FDM技术的优点..........................................................................

2．3．2 FDM技术的缺点..........................................................................

2．3．3 FDM技术的发展趋势....................................................................

2．4 分层实体成型（LOM）技术.......................................................................

2．4．1 LOM技术的优点..............................................................................

2．4．2 LOM技术的不足..............................................................................

2．4．3 LOM技术的发展趋势......................................................................

2．5 三维打印成型（3DP）技术 ........................................................................

2．5．1 3DP技术的优点 ...............................................................................

2．5．2 3DP技术的缺点 ...............................................................................

2．5．3 3DP技术的发展趋势 .......................................................................

三、零件设计及快速成型工艺过程设计

3．1 FDM技术的概念及原理..............................................................................

3．2 FDM工艺过程..............................................................................................

3．3 针对FDM快速成型方式完成快速成型的前处理部分.............................

3．3．1 建模....................................................................................................

3．3．2 网格划分............................................................................................

3．4 FDM工艺参数的设置............................................................................

3．4．1 分层设置............................................................................................

3．4．2 支撑设置............................................................................................

3．4．3 轮廓填充设置....................................................................................

3．4．4 支撑填充设置....................................................................................

3．4．5 基底设置............................................................................................ 参考文献

摘要

快速成型技术是20世纪90年代迅速发展起来的一种先进制造技术，是服务于制造业新产品开发的一种关键技术。快速成型技术是集CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术为一体，由CAD模型直接驱动的可快速制造出任意复杂形状三位物理实体的技术总称。本论文阐述了集成逆向工程系统组成，逆向工程与快速成型的关系以及简单介绍了各种快速成型技术的优缺点和发展趋势，并以夜光杯零件为主题，针对FDM快速成型方式对夜光杯进行零件设计及快速成型工艺过程设计，将该快速成型技术过程完整展现。

通过本论文，可以加深我们对快速成型类型以及工艺了解，同时对快速成型的应用和发展趋势有深刻的认识。

关键词：快速成型技术集成逆向工程系统逆向工程与快速成型的关系快速成型技术的优缺点和发展趋势夜光杯零件FDM快速成型

一、逆向工程与快速成型

1.1 集成逆向工程系统及其组成

集成逆向工程系统是在RP技术中引进RE相关技术，形成一个快速设计、快速制造与快速检测的闭环反馈系统，能有效地发挥RP技术的优势。目前，大多数RP技术系统都有相关的RE工程系统。我们可以将集成的RE、RP系统分为三个子系统，即数据处理子系统、模型重构子系统和产品三维快速制造子系统。其组成有：

（1）数据处理子系统

数据处理子系统包括实物或模型的三维测量、模型分析、建模方案的订制、三维数据的预处理等内容。实物的三维数据处理是通过特定的三维测量设备及相关测量方法，获取实物或模型表面离散点的三维坐标数据，并在此基础上进行曲面的编辑与修改等工作。

（2）模型重构子系统

在建模时需将三维数据模型导入RP设备识别的文件后，再对其进行模型的转换优化、再设计与模型的校验等工作，使得该数据在模型重建和CAD/CAE/CAM 系统中实现一共享，达到模型重建模块与CAD/CAM系统的无缝集成。

（3）产品三维快速制造子系统

产品的研发离不开CAD系统，主要制造模式有以下三种；首先进行二维图的设计，再选择不同组合加工与制造方式，此方式即原来的传统产品制造方式；通过CAM加工完成，此方式主要是利用数控加工完成产品的制作，主要用于模具产品或具有复杂外形的产品；由RP设备快速制作成产品制作，此钟方式一般用于模型的检验和评估或最终产品的制作。

1.2 逆向工程与快速成型的关系

1.2.1概念

逆向工程（又称逆向技术、反求工程），是一种产品设计技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制作出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工程简单说就是对实物复制和再设计的过程。其主要目的是在不能轻易获得必要的生产信息的情况下，直接从成品分析，推导出产品的设计原理。而快速成型（RP）技术是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术，对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自

该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。

1.2.2关系

逆向工程与快速成型技术是现代制造技术的重要组成部分，讲着两个单元技术集成为一个产品快速开发糸统时，就得到了一个最佳的集成技术模型。逆向工程与快速成型技术的集成，是快速开发新产品的先进制造技术，它比由新概念设计输入到柔性制造糸统输出的正向糸统路径短，更快捷，因而对市场的响应能力更强，尤其对于发展中国家是一种十分重要的新产品开发手段。一个与快速成型技术完全匹配的逆向工程糸统应具有以下的特点：测量速度快，精度高；能测量内外轮廓，最好不要破坏零件；能把测量数据转换成CAD模型；具有吧CAD模型文件转换成STL文件的功能，并能直接切片；能自动化测量，且成本低。工业CT 是一种无损测量方法，对于许多不能使用破坏性测量的对象，是一种理想的补充。可以期待它最终代替层切法和其他方法，实现无损坏、高精度的逆向工程测量。

二、各种快速成型的优缺点及发展趋势

2.1 光固化成型（SLA）技术

2.1.1 SLA技术的优点

（1）尺寸精度高；

（2）表面质量较好；

（3）系统分辨率较高；

（4）可以直接制作面向熔模精密铸造的具有空中的结构的消失模。

2.1.2 SLA技术的缺点

（1）成型制件外形尺寸稳定性较差；

（2）需要设计模型的支持结构；

（3）SLA设备运转及维护的成本较高；

（4）可使用SLA材料种类较少；

（5）液态树脂材料具有气味和毒性；

（6）成型制件需要二次固化；

（7）SLA成型件不便进行机械加工。

2.1.3 SLA技术的发展趋势

光固化快速成型技术发展到今天已经比较成熟，各种新的成型工艺不断涌现。该技术自问世以来在快速制造领域发挥了巨大作用，已成为工程界关注的焦点。光固化原型的制作精度和成型材料的性能成本，一直是该技术领域研究的热点。目前，很多研究者通过对成型参数、成型方式、材料固化等方面分析各种影响成

型精度的因素，提出了很多提高光固化原型的制作精度的方法，如扫描线重叠区域固化工艺、改进的二次曝光法、研究开发用CAD 原始数据直接切片法、在制件加工之前对工艺参数进行优化等，这些工艺方法都可以减小零件的变形、降低残余应力，提高原型的制作精度。此外，SLA 所用的材料为液态光敏树脂，其性能的好坏直接影响到成型零件的强度、韧性等重要指标，进而影响到SLA 技术的应用前景。

2.2 选择性激光烧结成型（SLS）技术

2.2.1 SLS技术的优点

（1）可采用多种材料；

（2）制造工艺比较简单；

（3）精度高；

（4）无需设计支撑结构；

（5）材料利用率高；

（6）工件翘曲变形。

2.2.2 SLS技术的缺点

（1）耗时

（2）后处理过程较为复杂

（3）烧结过程中有异味

（4）设备价格较高

2.2.3 SLS技术的发展趋势

近十几年来SLS技术得到了飞速发展，获得了良好的应用效果，但作为一项新兴制造技术，尚处于一个不断发展、不断完善的过程之中。目前,SLS技术还有很大的发展空间：①成形工艺和设备的开发与改进,以提高成型件的表面质量、尺寸精度和机械性能；②新材料成型机理、成型性的研究与开发，为SLS提供具有良好综合性能的烧结粉末材料及形成快速成型材料的商品化；③探索SLS技术与传统加工、特种加工等技术相结合的多种加工手段的综合工艺，为快速模具、工具制造提供新的技术手段；④后处理工艺的优化。利用SLS虽可直接成型金属零件，但成型件的机械性能和热学性能还不能很好满足直接使用的要求，经后处理后可明显得到改善，但对尺寸精度有所影响，这就需要优化设计现有的后处理工艺以提高综合质量。随着SLS技术的发展，新工艺、新材料的不断出现，势必会对未来的实际零件制造产生重大影响，对制造业产生巨大的推动作用。

2.3 熔丝堆积成型（FDM）技术

2.3.1 FDM技术的优点

（1）成型材料广泛

（2）成本相对较低

（3）后处理简单

（4）可直接用于失蜡铸造

（5）能成型任意复杂外形曲面模型制造

（6）可直接制作出彩色的模型制件

（7）特别适合用于制造医用模型

2.3.2 FDM技术的缺点

（1）只适合制造中、小型模型制造

（2）成型件的表面有较明显的一层层条纹

（3）纵向方向的强度比较弱

（4）成型速度较慢

2.3.3 FDM技术的发展趋势

材料性能的研究一直是FDM技术的研究重点，近年来研制出PC，PC/ABS，PPSF 等材料，其强度已经接近或超过普通注塑零件，能在某些特定场合进行试用、维修、暂时替换等。今年来许多公司都在进行金属材料的研究工作，这也是当年快速原型领域的研究热点。随着FDM材料性能和工艺水平的进一步提高，相信会有更多的FDM原型制件在各种场合下直接使用。

2.4 分层实体成型（LOM）技术

2.4.1 LOM技术的优点

（1）原型制件精度高

（2）原型制件具有较高的硬度和良好的力学性能

（3）成型速度较快

（4）无需另外设计和制作支撑结构

（5）废料和余料容易剥离，且无需后固化处理

（6）原材料便宜，制作成本低

2.4.2 LOM技术的不足

（1）不能直接制作塑料原型

（2）原型的弹性、抗拉强度差

（3）模型制件须进行防潮后处理

（4）模型制件须进行必要的后处理

2.4.3 LOM技术的发展趋势

LOM技术是一种具有广泛应用前景的、正在不断完善的高新技术，已经在产品设计与制造方面发挥重要作用。随着市场竞争的日渐激烈，该技术将会被越来越多的企业采用，对企业的发展将发挥越来越重要的作用，并讲给企业带来巨大的经济效益。同时，LOM技术作为多学科交叉的专业技术，其本身的发展也将推动相关技术、产业的发展。

2.5 三维打印成型（3DP）技术

2.5.1 3DP技术的优点

（1）易于操作，工艺过程较为清洁

（2）可使用多种粉末材料，也可采用各种彩色的粘结剂

（3）不需支撑

（4）成型速度快

（5）不需激光器，设备价格低廉

2.5.2 3DP技术的缺点

（1）精度和表面粗糙度不太理想，不适合构建结构复杂和细节较多的薄型制件（2）粘结剂的粘结能力有限，原型的强度较低，只能做概念型模型

（3）原材料价格（粉末、粘结剂）昂贵

2.5.3 3DP技术的发展趋势

（1）体积小型化、桌面化

（2）软件集成化——CAD/CAPP/RP一体化

（3）操作简单化、网络化——可实现网络化制作，实现立体传真功能

（4）材料多元化——从传统均质材料到非均质才材料

三、零件设计及快速成型工艺过程设计

3.1 FDM技术的概念及原理

熔丝堆积成型（FDM）技术，也称为熔融沉积制造、熔融挤出成型技术。它是利用热塑性材料的热熔性、粘结性等特点，在计算机控制下进行层层堆积叠加，最终形成所需产品或模型。

熔融沉淀制造也称熔融挤出成型，是继光固化快速成型和分层实体制造后的另一种应用比较广泛的快速成型方法。其原理如下：快速成型机的加热喷头受计算机控制，根据水平分层数据作x—y 平面运动。丝材由送丝机构送至喷头，经过加热、熔化，从喷头挤出粘结到工作台面，然后快速冷却并凝固。每一层截面完成后，工作台下降一层的高度，再继续进行下一层的造型。如此重复，直至完成整个实体的造型。每层的厚度根据喷头挤丝的直径大小确定。FDM 工艺关键是保持熔融的成型材料刚好在凝固点之上，通常控制在比凝固点高1 ℃左右。目前，最常用的熔丝线材主要是ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料等。

3.2 FDM工艺过程：

（1）设计三维CAD；利用计算机辅助设计软件设计出三维CAD 模型。

（2）三维CAD 模型的近似处理；产品上有许多不规则的曲面，在加工前必须对模型的这些曲面进行近似处理。

（3）对STL 文件进行分层处理由于快速成型是将模型按照一层层截面加工，累加而成的。所以必须将STL 格式的三维CAD模型转化为快速成型制造系统可接受的层片模型。

（4）支撑制作；由于FDM 的工艺特点，系统必须对产品三维CAD 模型做支撑处理。支撑还有一个重要的目的:建立基础层。在工作平台和原型的底层之间建立缓冲层，使原型制作完成后便于剥离工作平台。此外，基础支撑还可以给制造过程提供一个基准面。所以FDM 造型的关键一步是制作支撑。

（5）实体制作；在支撑的基础上进行实体的造型，自下而上层层叠加形成三维实体，这样可以保证实体造型的精度和品质。

（6）后处理；快速成型的后处理主要是对原型进行表面处理。去除实体的支撑部分，对部分实体表面进行处理，使原型精度、表面粗糙度等达到要求。

3.3 针对FDM快速成型方式完成快速成型的前处理部分

3.3.1 建模

3.3.2 网格划分

3.4 FDM工艺参数的设置

3.4.1分层设置

（1）分成厚度为0.25mm。理由：常用的参数设置，加快制造的速度，缩短时间。（2）内轮廓补偿为0.2mm，外轮廓补偿为0.3mm。理由：材料收缩性的特性，需对理论分层轮廓进行不同的补偿值的设置，以达到精度的要求。

3.4.2支撑设置

（1）优化角度为45°。理由：设置为45°能够起到更好的支撑作用。

（2）实体间距为0.4mm。理由：避免支撑和实体过度粘结，影响支撑剥离。

3.4.3轮廓填充设置

（1）填充角度为0°。理由：填充方向与平台X轴线的夹角为0°，所以选择填充角选为0°。

（2）填充间距为0.5mm。理由：填充线之间的距离，缺省值为0.4mm，，选择比缺省值大一点为0.5mm。

（3）偏移层数为2层。理由：等距偏移的层数缺省值为2层，常用值设置，对模型的成型有较好的效果；

（4）偏移间距为0.4mm。理由：等距偏移线之间的距离缺省值为0.4mm，故选择其数值与之相同。

3.4.4支撑填充设置

（1）填充角度为45°。理由：填充线与平台X的夹角缺省值为0°，可供选择的

范围是0~90°，取中间值45°；

（2）密支撑间距为0.6mm。理由：密支撑间距的缺省值为0.5，选择的范围是0.1—0.8mm，值稍微取大点，可以节省一部分材料，和加快制造速度。

（3）疏支撑间距为4mm。理由：其可供选择的范围是2~4mm，选择大一点的数可以提高速度，节省时间。

（4）支撑填充补偿为0.2mm。理由：支撑填充与支撑理论边界的补偿距离缺省值为0.1，选择比缺省值大一点是为了更进一步提高支撑的强度。

3.4.5基底设置

（1）基底总层数为5层。

（2）密基地层数为2层。理由：为参考值。

（3）疏基底层数为3层。理由：基底层数=疏基底+密基底，所以选择的是3层。（4）填充角度为45°。理由：平行线与平台X轴的角度的缺省值为45°，故选择与之相同。

（5）密基底填充间距为0.6mm。理由：对密基底进行填充时候，平行线之间的距离选择小一点为0.6mm。

（6）疏基底填充间距参数为6mm。理由：参考范围为4-8mm，取较小值。

参考文献

（1）赵萍，蒋华，周芝庭. 熔融沉积快速成型工艺的原理及过程[J]. 机械制造与研究2003.

（2）宋天虎. 我国快速成形--制造技术的发展与展望[J]. 机械工程学会会讯2001. （3）王秀峰，罗宏杰. 快速原型制造技术[M].北京：中国轻工业出版社2001. （4）孙维峰，快速成型RP的原理方法及应用[M]. 机电技术2008.

（5）李红莉，王丹. 逆向工程与快速成型技术的综合应用[M]. 应用研究2008.

机械制造工艺学轴的设计课程设计

机械制造工艺学轴的设计课程设计

课程设计任务书 课程名称：机械制造工艺学设计题目：轴的设 计 完成期限：自2011年12 月19 日至2011 年12 月25 日共 1 周 内容及任务 一、设计的主要技术参数 二、设计任务 根据零件图对零件进行工艺分析，编制工艺文件。 三、设计工作量 ①根据零件图对零件进行工艺分析 ②计算零件的生产纲领，确定生产类型 ③确定毛坯的种类和制造方法 ④确定毛坯的尺寸和公差 ⑤拟定加工路线 ⑥确实各工序的加工余量，计算工序尺寸和 公差 ⑦选择各工序的机床设备及刀具、量具等工 艺装备 ⑧确定各工序的切削用量 ⑨编制工艺文件

进度安排 起止日期工作内容 2011年12月19日 ~2011年12月20日 零件的工艺分析 2011年12月21日 ~2011年12月24日 工艺规程设计以及制作 工艺卡 2011年12月25日 ~2011年12月25日 整理、排版说明书以及准 备答辩 参考资料【1】王先逵.机械制造工艺学［Ｍ］.北京：机械工业出版社，2006. 【2】陈锡渠.金属切削原理与工具［Ｍ］.北京：北京大学出版社，2006. 【3】葛金印.机械制造技术基础基本常识［Ｍ］.北京：高等教育出版社,2004. 【4】马永杰.热处理工艺方法600种［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2008. 【5】邓文英.金属工艺学［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2008. 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月日

轴的设计 前言 本课程设计是学生在学完机械制造工艺学课程的一个综合性和实践性很强的教学环节，通过课程设计，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。 本次机械制造工艺学课程设计不仅仅能帮助我们利用已学的知识进行设计，还培养了我们自己分析，独立思考的能力。这次综合性的训练，我在以下几方面得到锻炼： （1）、运用机械制造工艺学课程中的基本原理以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 （1）提高结构设计能力。通过设计零件的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的零件的能力。（2）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题，分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。 由于个人水平亟待提高，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！

认识快速成型技术

教学难点与重点： 难点： 《产品逆向工程技术》教案 共 页 第 页 授课教师: 教研室： 备课日期： 年 月 日 课 题： 教 学 准 备： 教学目的与要求： 授 课 方 式： 项目四 快速成型技术认识 任务一 认识快速成型技术 PPT 掌握快速成型技术的原理、工作流程和特点。 讲授（90＇） 重点：快速成型技术的原理、工作流程和特点。 教 学 过 程： 上节课回顾→讲授课题→课堂小结

“ “ 张家界航院教案 第 页 上节课回顾： 讲授课题： 项目四 快速成型技术认识 通过前面的几节课我们学习了什么是逆向工程。通过逆向工程技术， 企业可以迅速的设计出符合当前流行趋势，以及符合人们消费需求的产品， 快速抢占市场。市场这块蛋糕就那么大，谁先抢到谁先吃，后来的就只能 看别人吃。现在的企业发展战略已经从以前的“如何做的更多、更好、更 便宜”转变成了“如何做的更快”。所以快速的响应市场需求，已经是制 造业发展的必经之路。 但是一件产品是不是设计出来就完事了？从设计到产品，中间还有一 个制造的过程，逆向工程解决了快速设计的问题，但是如果在制造加工阶 段耗费太长的时间，最后依然是无法快速的响应市场。尤其是在加工复杂 薄壁零件的时候，往往加工一件零件的周期要好几周，甚至几个月才能完 成，比如飞机发动机上的涡轮，加工周期要 90 天。 怎么解决这个问题呢？这就要用到今天我们这节课要讲的内容：快速 成型技术。快速成型技术就是在这种背景需求下发展起来的一种新型数字 化制造技术，利用这项技术可以快速的将设计思想转化为具有结构和功能 的原型或者是直接制造出零部件，以便可以对设计的产品进行快速评价、 修改。按照以往的技术，在生产一件样品的时候，要么开模、要么通过复 杂的机加工艺来生产，这样不管是从成本的角度还是时间的角度来讲，都 会带来成本的提高。而快速成型技术可以极大地缩短新产品的开发周期， 降低开发成本，最大程度避免产品研发失败的风险，提高了企业的竞争力。 任务一 认识快速成型技术 快速成型技术（Rapid Prototype ，简称 RP)有许多不同的叫法，比如 “3D 打印”( 3D printing)、分层制造”( layered manufacturing ，LM) 、增材制 造”（ additive manufacturing ，AM) 等。同学们最熟悉的应该就是“3D 打 印”，其实刚开始的时候，3D 打印本是特指一种采用喷墨打印头的快速成 型技术，演变至今，3D 打印成了所有快速成型技术的通俗叫法，但是现在 在学术界被统一称为“增材制造”。 增材制造是一种能够不使用任何工具（模具、各种机床），直接从三 维模型快速地制作产品物理原型也就是样件的技术，可以使设计者在产品 的设计过程中很少甚至不需要考虑制造工艺技术的问题。使用传统机加的 方法来加工零件时，在设计阶段设计师就需要考虑到零件的工艺性，是不 是能够加工出来。对于快速成型技术来讲，任意复杂的结构都可以利用它 的三维设计数据快速而精确的制造出来，解决了许多过去难以制造的复杂 结构零件的成型问题，实现了“自由设计，快速制造”。 一、物体成型的方式 之所以叫“增材制造”很好理解就是通过“堆积”材料的方式进行制 造。与之相应的还有“减材制造”和“等材制造”。在现代成型学的观点 中，物体的成型方式可分以下几类：

冲压件工艺过程设计的内容及步骤

第二章冲压件工艺过程设计的内容及步骤 不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何,其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序（如退火，酸洗，表面处理等）加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削，焊接或铆接等加工，才能完成。冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷冲压课程设计的主要内容。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。 2.1 工艺过程设计的基本内容 冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法。工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益。 冲压件工艺过程设计的主要内容和步骤是： 一. 分析零件图(冲压件图) 产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据，设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图人手。分析零件图包括技术和经济两个方面： 1. 冲压加工的经济性分析 冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而广泛使用。由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用，批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时，冲压加工的优越性就不明显，这时采用其他方法制作该零件可能有更好的经济效果。例如在零件上加工孔，批量小时采用钻孔比冲孔要经济；有些旋转体零件，采用旋压比拉深会有更好的经济效果。所以，要根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。 2. 冲压件的工艺性分析 冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。良好的工艺性应保证材料消

几种常见快速成型工艺的比较

几种快速成型方式的比较 几种常见快速成型工艺的比较 在快速领域里一直站主导地位快速成型工艺主要包括：FDM, SLA, SLS, LOM等工艺，而这几种工艺又各有千秋，下面我们在主 要看一下这几种工艺的优缺点比较： FDM(fused deposition Modeling)丝状材料选择性熔覆快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材（如工程塑料、聚碳酸酯）加热熔化进而堆积成型方法，简称丝状材料选择性熔覆. 原理如下：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层画出截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料可供选用，如工程塑料;聚碳酸酯、工程塑料PPSF: 以及ABS 与PC的混合料等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，并可安全地用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。专门开发的针对医用的材料ABS-i: 因为其具有良好的化学稳定性，可采用伽码射线及其他医用方式消毒，特别适合于医用。 FDM快速原型技术的优点是： 制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的污染；1次成型、易于操作且不产生垃圾；独有的水溶性支撑技术，使得去除支撑结构简单易行，可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件； 原材料以材料卷的形式提供，易于搬运和快速更换。 可选用多种材料，如各种色彩的工程塑料以及医用ABS等 快速原型技术的缺点是：成型精度相对国外先进的SLA工艺较低，最高精度、成型表面光洁度不如国外 SLA：成型速度相对较慢光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography)原理的一种工艺的简称，是最早出现的一种快速成型技术。在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，工作台下降一层

电视机生产工艺流程设计

第1章工艺文件 一、工艺工作： 1、工艺工作的重要性 一个工业企业如果没有工艺工作，没有一个合理的工艺工作程序，就很难想像会搞出高质量、高水平的产品来，企业的管理必然混乱。工艺工作在电子工业中占有重要位置。 工艺文件在电子企业部门必备的一种技术资料。他是加工、装配检验的技术依据，是生产路线、计划、调度、原材料准备、劳动力组织、定额管理、工模具管理、、质量管理等的主要依据和前提。只有建立一套完整的、合理而行之有效的工艺工作程序和工艺文件体系，才能保证实现企业的优质、高效、低消耗的安全生产，才能使企业获得最佳的经济效益。 2、工艺工作的程序 在工业企业中，最基础的工作是产品的生产和生产技术管理工作。在一个企业中，把原材料制成零件，把零件组装成部件、整件，是一项很复杂的工作，必须通过一种计划的形式来组织和指导。为了使生产活动有秩序按计划进行，各企业应有一个符合本企业客观规律的工作程序。 典型的工艺工作程序框图如附录： 3、工艺工作程序的说明： a.工艺性调研和访问用户由主管工艺人员参加新产品的设计调研和老用户访问工作，了解国内外同类产品的性能指标一用户对该产品的意见和要求. b.参加新产品设计方案的讨论和老产品改进设计方案的讨论针对产品的结构、性能、精度的特点和企业的计算水平、设备条件等进行工艺分析，提出改进产品的意见. c.审查产品设计的工艺性由有关工艺人员对产品设计图样进行工艺性审查，提出工艺性审查意见书. d.编织工艺方案工艺方案是工艺计算准备工作的重要指导性文件，由主管工艺人员负责编写. 编制工艺方案的一句是：1产品图纸（技术条件）和产品标准及其他有关技术文件. 2 有关领导和科室的意见 3产品的生产批量和周期 4有关工艺资料，如企业的设备条件、工人计算等级和技术水平等. 5企业现有工艺技术水平和国内外同类产品的新工艺新技术成就. 工艺方案的一般内容是：1.根据产品的生产特性、生产类型，规定工艺文件的种类，并规定工装系数 2专用设备、工装的量刃刀的购置、改进和意见. 3提出关键工艺实验项目的新工艺、新材料在本产品上的实施意见，进行必要的技术经济分析. 4提出外购件和外协件项目 5根据产品的企业具体情况，提出生产组织和设备的调

齿轮轴加工工艺规程设计

课程设计 齿轮轴加工工艺规程设计 教学单位: 机电工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 班级: 机械09C(本) 学号: ………… 学生姓名: XXX 指导教师: XXX（讲师） 完成时间: 2013年5月5日

电子科技大学中山学院机电工程学院

摘要 机械加工工艺规程设计能力是从事机械制造专业的科研、工程技术人员必须具备的基本素质之一。机械加工工艺规程设计作为高等工科院校教学的基本科目，在实践中占有极其重要的地位，工艺流程设计在加深对专业课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题的能力培养方面所发挥的作用是显而易见的。 本设计是齿轮轴的加工工艺规程设计，其结构虽然规则，但是精度要求比较高，所以工艺要求比较复杂。需要粗车、精车、铣车、磨销，其中精车是加工关键。车床加工工艺是以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合车床的特点，综合运用多方面的知识解决车床加工过程中面临的工艺问题。 工艺规程是保证机械产品高质量、低成本的一种重要的工艺依据，工艺规程设计在机械加工中就显得更为突出，因此中小型零件加工的规程设计常被选作毕业设计的主要内容之一。 关键字：工艺规程；齿轮轴 I

目录 1绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2 设计的内容及要求 (1) 2 零件分析 (3) 2.1齿轮轴的概述 (3) 2.2零件的结构工艺分析 (4) 2.3零件的校核 (5) 3齿轮轴的工艺规程分析 (10) 3.1毛坯的选择 (10) 3.2制定工艺路线 (11) 3.2.1 基本加方案 (11) 3.2.2 工艺路线的设定 (11) 3.2.3 加工工艺过程内容 (12) 3.3基准的选择 (13) 3.3.1 粗基准的选择 (13) 3.3.2 精基准的选择 (14) 3.4 机械加工工艺过程分析 (15) 3.4.1 加工阶段的划分及划分加工阶段的原因 (15) 3.4.2 加工顺序的安排 (15) 3.4.3 机床的选择 (16) 3.5 切削用量 (16) 3.5.1 粗加工时切削用量的选择原则 (16) 3.5.2 精加工时切削用量的选择原则 (17) 3.5.3 选择切削用量 (18) 3.6 确定加工余量、工序尺寸及公差 (19) 3.7基本工时 (20) 4 结束语 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24) II

快速成型

快速成型 快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。 目录 快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）； 英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING，简称RPM。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP 技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。 具体是如何成形出来的呢？ 形象地比喻：快速成形系统相当于一台"立体打印机"。 它可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下，快速直接地实现零件的单件生产。根据零件的复杂程度，这个过程一般需要1～7天的时间。换句话说，RP技术是一项快速直接地制造单件零件的技术。 RP系统的基本工作原理 RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。 每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。RP技术的基本原理

工艺过程设计

工艺过程设计

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第四章练习题 第四章工艺过程设计 制定机械加工工艺规程的步骤和方法，定位基准的选择，加工路线的拟定,工序尺寸的确定,工艺尺寸链,工艺过程经济分析,计算机辅助工艺过程设计。 一、单项选择 1、重要的轴类零件的毛坯通常应选择（)。 ①铸件②锻件③棒料④管材 2、普通机床床身的毛坯多采用(）。 ①铸件②锻件③焊接件④冲压件 3、基准重合原则是指使用被加工表面的（）基准作为精基准。 ②设计②工序③测量④装配 ４、箱体类零件常采用（）作为统一精基准。 ①一面一孔②一面两孔③两面一孔④两面两孔 5、经济加工精度是在( ）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 ①最不利②最佳状态③最小成本④正常加工 6、铜合金7 级精度外圆表面加工通常采用(）的加工路线。 ①粗车②粗车-半精车③粗车-半精车-精车④粗车-半精车－精磨 7、淬火钢７级精度外圆表面常采用的加工路线是（)。 ①粗车—半精车—精车②粗车—半精车—精车—金刚石车 ③粗车—半精车—粗磨④粗车—半精车—粗磨—精磨 ８、铸铁箱体上φ120H7孔常采用的加工路线是（）。 ①粗镗—半精镗—精镗②粗镗—半精镗—铰 ③粗镗—半精镗—粗磨④粗镗—半精镗—粗磨—精磨 ９、为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等）,通常安排在(）进行。 ①切削加工之前②磨削加工之前③切削加工之后④粗加工后、精加工 前 10、工序余量公差等于(）。 ①上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和 ②上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差 ③上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一 ④上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一

常用快速成型基本方法简介

1前言 快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。它集成了CA D技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。 与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。 2 快速成型的基本原理 快速成型技术采用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按一定厚度进行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加，从底至顶完成零件的制作过程。快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，所不同的是每种方法所用的材料不同，制造每一层添加材料的方法不同。

快速成型的基本原理图 快速成型的工艺过程原理如下: (1)三维模型的构造:在三维CAD设计软件中获得描述该零件的CAD文件。一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型，即对实体曲面做近似的所谓面型化(Tessellation)处理，是用平面三角形面片近似模型表面。以简化CAD模型的数据格式。便于后续的分层处理。由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关，所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的标准，每个三角面片用四个数据项表示。即三个顶点坐标和一个法向矢量，整个CAD模型就是这样一个矢量的集合。在一般的软件系统中可以通过调整输出精度控制参数，减小曲面近似处理误差。如Pre/1E软件是通过选定弦高值(ch-chordheight)作为逼近的精度参数。 (2)三维模型的离散处理:在选定了制作(堆积)方向后，通过专用的分层程序将三维实体模型(一般为STL模型)进行一维离散，即沿制作方向分层切片处理，获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。分层的厚度就是成型时堆积的单层厚度。由于分层破坏了切片方向CAD模型表面的连续性，不可避免地丢失了模型的一些信息，导致零件尺寸及形状误差的产生。切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度，每一层面的轮廓信息都是由一系列交点顺序连成的折线段构成。所以，分层后所得到的模型轮廓已经是近似的，层与层之间的轮廓信息已经丢失，层厚越大丢失的信息越多，导致在成型过程中产生了型面误差。

车床传动轴机械加工工艺过程设计

车床传动轴机械加工工艺过程设计 院系名称 班级 学生姓名 学号 指导老师

1．问题提出： 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而机械加工工艺过程制定的是否合理将直接影响零件的加工精度。针对车床传动轴，应用所学的机械制造基础知识进行一次加机械工工艺过程设计的综合性工程应用训练。 2．专题研究的目的： 1、掌握零件主要部分技术要求的分析方法； 2、掌握零件材料的选择方法和确定毛坯的制备方法及工艺； 3、掌握工艺分析方法； 4、掌握定位基准的选择方法； 5、掌握制定出合理的零件加工顺序的原则和方法； 7、掌握制定出合理的零件加工路线的方法。 3．研究内容： 图1所示为车床的传动轴，轴上开有键槽用来安装齿轮以传递运动和动力，两端是安装滚动轴承的支承轴颈。完成该传动轴零件的机械加工工艺过程设计。工艺设计的具体内容包括： 一、进行零件主要部分的技术要求分析研究； 1、本零件是传动轴，传动过程中只传递转矩而不承受弯矩，可以通过热处理方法提高轴的耐磨性和抗疲劳强度。 2、此传动轴的形状简单，属于对称零件，同时阶梯轴很少，而且各段直径相差不太大。 3、轴上需磨削的轴段都设计出了砂轮越程槽，而且砂轮越程槽都是统一大小的。 4、传动轴上的各个键槽开在同一母线的位置上，便于加工。键槽和齿轮通过与键配合，实现动力的传递。 5、轴端设有倒角，以便于装配，并且轴肩高度不妨碍零件的拆卸。 6、此传动轴设计成两端小中间大的形状，便于零件从两端装拆。

7、Φ17圆柱表面为支撑轴颈与滚动轴承相配合，对其要求圆柱度公差则可控制横剖面和轴剖面内的各种形状误差。 8、Φ24圆柱面要与齿轮配合，为保证其平稳性和减少噪音，对其表面有径向全跳动的要求。 9、Φ24和Φ32轴段处的轴肩用于定位，防止其端面圆跳动产生偏心。 10、轴上键槽有对称度要求，一般来说键槽都有对成度公差。 二、确定传动轴的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺； 1、选用材料为45钢，由于此车床传动轴是一般的阶梯轴，并且各阶梯的直径相差小，则可以直接以热轧圆柱棒料做毛坯。 2、选用调质和表面淬火的热处理工艺。 三、进行加工工艺分析； 1、传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要 2、该传动轴加工划分为三个加工阶段，粗车，半精车，粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理和铣键槽为界。 四、确定定位基准； 此传动轴是精度要求高的轴类零件，因此先以毛坯外圆为粗基准，加工两端面及中心孔，再以中心孔定位完成各表面的粗加工；精加工开始先再修整中心孔，以提高轴在精加工时的定位精度，再以中心孔为精基准加工外圆。 五、制定传动轴的加工顺序； 1、外圆表面加工顺序应为，先加工大直径外圆，然后再加工小直径外圆，以 2、轴上的键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。 3、为了改善工件材料的力学性质而进行的热处理工艺调质、表面淬火通常安排在粗加工之后、加工之前进行。 六、制定传动轴的加工路线； 车端面和钻中心孔—粗车—半精车—调质—表面淬火—粗磨—铣键槽—精磨外圆—去毛刺 车床传动轴的机械加工工艺路线

计算机辅助设计制造习题解答

1、计算机辅助设计（CAD）概念：利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助设计人员完成工程或产品的设计、分析计算及图样绘制等工作，从而获得理想的设计目标并获得预期成果的一种技术。 2、CAD/CAM技术的发展过程 3、CAD技术的发展趋势：目前CAD技术正在向集成化、智能化、网络化的方向发展。 4、CAD系统结构硬件：中央处理器、输入设备、输出设备、存储器、网络通信设备。CAD系统结构软件：系统软件、支撑软件、应用软件。 二维图形的变换形式：图形不变坐标系改变、图形改变坐标系不变。 5、设计资料的类型：数表和线图。 设计资料的处理方法：公式化、数据文件、数据库。 6、设计数据的差值方法：线性插值法、抛物线插值法、拉格朗日插值法。 7、设计曲线的拟合方法和原理 设计曲线的拟合方法：最小二乘法。 最小二乘法原理：将由实验得到或绘图经离散后得到的m个点在坐标系中画出来，假设这些点得到的拟合公式为y=f（x），每个节点处的偏差为=f（）-，i=1,2,2...m，如果将每个点的偏差值直接代数相加，则有可能因为正负偏差的抵消而掩盖整个误差程度，不能正确反映拟合公式的精确度，为此，将所有节点的偏差取平方值并求和，得到=，让偏差平方和达到最小，即最小二乘法的曲线拟合。 8、几种坐标系的概念：用户坐标系、设备坐标系、假想设备坐标系。 用户坐标系（世界坐标系）：坐标轴上的单位由用户自己确定，用来定义二维或三维世界中的物体。 设备坐标系（物理坐标系）：图形显示器或绘图机自身的一个坐标系。 假想设备坐标系（标准设备坐标系）：从世界坐标系到设备坐标系的变换中插入的一个坐标系，使所编制的软件方便地应用于不同的设备上。 二维图形的变换方法：比例变换、平移变换、旋转变换、对称变换、错切变换。 1、几何建模的概念：将物体的几何信息以及相关的属性输入计算机，计算机以数据的形式将物体的信息储存起来。 2、几何建模的三种方式：线框建模、表面建模、实体建模。 线框建模：采用点、直线、圆弧及自由曲线来构造三维模型的方法。 表面建模：通过对物体表面进行描述的建模方法。 实体建模：利用一些体素通过布尔运算构成所需的简单或复杂的实体的方法。 实体建模的表示方法和定义 a边界表示法B-REP：采用“点-边-面-体”的方式来表示物体，他以物体的边界为基础，通过描绘实体的表面边界来描述实体。 b实体结构几何法CSG：利用已有的基本体素，根据实体的结构将实体视为由不同的基本体素通过布尔运算而得到。 c混合模式B-REP+CSG表示法 4、特征建模的定义：它是几何建模技术发展的最新阶段，用符合设计思想的特征来定义零件，是实现CAD/CAPP/CAM集成的重要手段，也是网络化制造研究中进行产品图形设计的基础。 5、a特征的定义：一个对象上所具有的全部信息，不仅仅局限于实体的形状、结构，而且包含了对象从设计到制造全过程的所有信息，包括该对象的几何形状、功能和属性。

快速原型制造方法及应用

快速原型制造SLS法及应用 ——09制造332 姚健快速原型技术是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术的集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。 快速原型制造技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体技术的总称，它有四方面的特征： 一、能制造任意复杂形状的三维实体零件而无需机械加工。 二、系统由CAD模型直接驱动，能将产品的三维计算机模型直接制成实体零件，而不必设计、制造模具、专用夹具或工具，且成型过程中无人干预或较少干预，因而制造周期大大缩短。 三、能借电铸、电弧喷涂技术进一步由塑胶件制成金属模具，或者能将快速获得的塑胶件当做易熔铸模或木模，进一步浇铸金属铸件或制造砂型。 四、能根据CAE的结果制成三维实体，作为试验模型，评判仿真分析的正确性。 快速原型制造技术的具体工艺不下30余种，根据采用材料及对材料处理方式的区别，可归纳为以下五类方法： 1、光固化法/SL法（Stereolithography) 2、叠层制造法/LOM法（Lamited Object Manufacturing) 3、激光选区烧结法/SLS法（Selective Laser Sintering)

4、熔融挤压成形法/FDM法（Fused Deposition Modeling) 5、喷墨印刷成形法/IJP法（ Ink-Jet Printing) 而在众多的成型技术中，选择SLS因为具有成型速度快、精度高、材料选择面广和适用于多种用途的特点，而得以迅速发展。 SLS工艺是一种基于离散-堆积思想的加工过程，其成形过程可分为在计算机上的离散过程和在成形机上的堆积过程: 1).离散过程。首先用CAD软件，根据产品的要求设计出零件的三维模型，然后对三维模型进行表面网格处理，常用一系列相连三角形平面来逼近自由曲面，形成经过近似处理的三维CAD模型文件。然后根据工艺要求，按一定的规则和精度要求，将CAD模型离散为一系列的单元，通常是由Z向离散为一系列层面，称之为切片。然后将切片的轮廓线转化成激光的扫描轨迹。 2).堆积过程。首先，铺粉滚筒移至最左边，在加工区域内用滚筒均匀地铺上一层热塑性粉状材料，然后根据扫描轨迹，用激光在粉末材料表面绘出所加工的截面形状，热量使粉末材料熔化并在接合处与旧层粘接。当一层扫描完成后，重新铺粉、烧结，这样逐层进行，直到模型形成。因而SLS工艺是一种基于离散堆积成形的数字化生产技术，通过离散把复杂的三维制造转化为一系列的二维制造的叠加，把零件的制造过程转化为有序的简单单元体的制造与结合过程。 SLS法现在应用的非常的广泛： 1、新产品研制阶段的验证。在新产品的研制阶段，虽然CAD技

典型轴类零件的数控加工工艺设计(doc 29页)

典型轴类零件的数控加工工艺设计(doc 29页)

摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，主要侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，主要工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计

1.引言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围，对数控机床技术的掌握也越来越高。随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方 法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。

几种常见快速成型工艺优缺点比较

几种常见快速成型工艺优缺点比较 FDM 丝状材料选择性熔覆（FusedDepositionModeling）快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。 丝状材料选择性熔覆的原理室，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。热塑性丝状材料（如直径为1.78mm的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。由于甲基丙烯酸ABS（MABS）材料具有较好的化学稳定性，可采用加码射线消毒，特别适用于医用。但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。 FDM快速原型技术的优点是： 1、制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险。 2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。 3、可快速构建瓶状或中空零件。 4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。 5、原材料费用低，一般零件均低于20美元。 6、可选用多种材料，如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。

FDM快速原型技术的缺点是： 1、精度较低，难以构建结构复杂的零件。 2、垂直方向强度小。 3、速度较慢，不适合构建大型零件。 SLA 敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。 在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具，以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模，使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA快速原型技术的优点是： 1、系统工作稳定。系统一旦开始工作，构建零件的全过程完全自动运行，无需专人看管，直到整个工艺过程结束。 2、尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。 3、表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。

阶梯轴零件加工工艺设计

《机械制造工艺》 综合实训 专业机电一体化 班级 姓名 学号 指导教师 完成日期2016.06.26

《机械制造工艺学》综合实训任务书 2015—2016 学年第二学期 机电工程系：机电一体化技术专业课程名称：机械制造工艺学 设计题目：轴的加工工艺规程的编制 一、设计的主要任务 如图所示为减速器输出轴，批量500件，材料45钢。试编制其加工工艺规程。 二、完成期限： 自2016年 5 月26 日至2016 年6 月26 日共2 周 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月日

摘要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。

目录 第1章前言 (1) 第2章工艺方案分析 (2) 2.1 零件图 (2) 2.2 零件图分析 (2) 2.3 确定加工方法 (2) 2.4 确定加工方案 (2) 第3章工件的装夹 (4) 3.1 定位基准的选择 (4) 3.2定位基准选择的原则 (4) 3.3确定零件的定位基准 (4) 3.4装夹方式的选择 (4) 3.5机械制造工艺常用的装夹方式 (4) 3.6 确定合理的装夹方式 (5) 第4章刀具及切削用量 (5) 4.1 选择刀具的原则 (5) 4.2 选择车削用刀具 (6) 4.3 设置刀点和换刀点 (7) 4.4 确定切削用量 (7) 第5章典型轴类零件的加工 (8) 5.1 轴类零件加工工艺分析 (8) 5.2 典型轴类零件加工工艺 (10) 5.3 加工坐标系设置 (12) 5.4 手工编程 (14) 第6章结束语 (17) 第7章致谢词 (18) 参考文献 (19) 机械加工工艺过程卡片 (20)

快速成型技术与试题---答案

试卷 2. 3.快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型（SLA）的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5. 也被称为：3D打印，增材制造； 6.选择性激光烧结成型工艺（SLS）可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7.选择性激光烧结成型工艺（SLS）工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8.快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10.快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状； 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议，是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型，因此不可避免地会产生台阶效应，使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似（除水平和垂直表

机械制造工艺学(阶梯轴的工艺规程)

莱芜职业技术学院 《机械制造工艺学》 综合实训 题目：阶梯轴机械加工工艺规程编制 系别：机电工程系 专业：机电一体化技术 班级：13级高职机电3班 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 2015年6 月 《机械制造工艺学》综合实训任务书 2014—2015 学年第二学期 机电工程系：机电一体化技术专业2013级高职机电3班 课程名称：机械制造工艺学 设计题目：轴的加工工艺规程的编制 一、设计的主要任务 如图所示为减速器输出轴，批量500件，材料45钢。试编制其加工工艺规程。二、完成期限： 自2015年 6 月15 日至2015 年6 月22 日共1 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日 目录 序言 (1)

一. 零件的分析 (4) 1.1 轴的作用 (4) 1.2 轴的工艺分析 (4) 1.3 轴的零件图 (5) 二、工艺规程设计 (6) 2.1确定毛坯的制造形式 (6) 2.2定位基准的选择 (6) 2.3拟定轴的工艺路线 (7) 2.4加工工序的设计 (10) 2.5确定切削用量及基本工时 (11) 三、机床的设备选择 (12) 3.1机床设备选择 (12) 3.2工艺设备选用 (12) 3.3各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具 (13) 参考文献 (16) 零件三维图 (16) 工艺卡片 (17) 工序卡片 (18) 设计总结 (19) 序言 本课程综合实训是学生在学完机械制造工艺学课程的一个综合性和实践性很强的教学环节，通过实训，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。 本次机械制造工艺学综合实训不仅仅能帮助我们利用已学的知识进行设计，还培养了我们自己分析，独立思考的能力。这次综合性的训练，我在以下几方面得到锻炼： （1）提高结构设计能力。通过设计零件的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的零件的能力。 （2）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题，分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。 一、零件的分析