1、韶關第二技師學院技師培訓教案課題四 新工藝（2）教學目的：通過學習了解快速成形與制造(RPM)工藝，理解高速切削加工相對傳統加工的優勢教學重點：高速切削加工相對傳統加工的優勢教學方法：多媒體課件教學教學課時：2課時導入語：高速切削加工是面向21世紀的一項高新技術，它是一種不同于傳統加工的加工方式。與之相比，高速切削加工主軸轉速高、切削進給速度高、切削量小，但單位時間內的材料切除量卻增加36倍。它以高效率、高精度和高表面質量為基本特征，在汽車工業、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業中獲得了愈來愈廣泛的應用，并已取得了重大的技術經濟效益，一、高速銑削工藝1、高速銑削加工的技術指標。高速銑削的概念主

2、要是相對于普通銑削加工中心而言的；其具體的指標為：(1）高轉速的主軸。高速主軸的起始點在10000r/min，一般而點，10000r/min才能稱為真正意義上的高速。(2）高的快速移動速度。高速機的快速移動速度應在50M/min以上，通常范圍60100M/min，比普通加工中心快二至三倍。2、高速切削加工相對傳統加工的優勢(1)提高生產率 高速切削中主軸轉速和進給速度的提高，可提高材料去除率。同時，高速切削可加工淬硬零件，許多零件一次裝夾可完成粗、半精和精加工等全部工序，對復雜型面加工也可直接達到零件表面質量要求，因此，高速切削工藝往往可省卻電火花加工、手工磨修等工序，縮短工藝路線，進而大大提

3、高加工生產率。（2） 改善加工精度和表面質量高速機床必須具備高剛性和高精度等性能，同時由于切削力低，工件熱變形減少，刀具變形小，高速切削的加工精度很高。切削深度較小，而進給速度較快，加工表面粗糙度很小，切削鋁合金時可達Ra0.40.6，切削鋼件時可達Ra0.20.4。(3) 減少切削產生的熱量：因為高速切削加工是淺切削，同時進給速度很快，刀刃和工件的接觸長度和接觸時間非常短，減少了刀刃和工件的熱傳導，避免了傳統加工時在刀具和工件接觸處產生大量熱的缺點，保證刀具在溫度不高的條件下工作，延長了刀具的使用壽命。如圖1所示，A為高速切削加工時的熱傳導過程，B為傳統加工的熱傳導過程。 高速加工和傳統加工

4、的熱傳導比較(4) 有利于加工薄壁零件高速切削時的切削力小，有較高的穩定性，可高質量地加工出薄壁零件。采用如圖2所示分層順銑的加工方法，可高速切削出壁厚0.2mm，壁高20mm的薄壁零件。此時，刀刃和工件的接觸時間非常短，避免了側壁的變形。二、快速成形與制造(RPM)工藝快速成形與制造RPM是融激光、材料科學、信息與控制技術等為一體的分層層積技術，堪稱是20世紀后半期制造技術最重大的進展之一。RPM技術誕生10余年來已在汽車、家電、航空、醫療等行業中得到廣泛應用。1、快速制模技術的發展簡況隨著多品種小批量時代的逐步來臨和企業要求模具能保證新產品快速占領市場，開發快速經濟模具越來越引起人們的重視

5、，例如用環氧聚脂或其中混入金屬、陶瓷、玻璃等增強材料制作的快速軟模，可用于上百件注塑成形以及汽車覆蓋件試制。其主要特點是制造工藝簡單、生產周期短、價格便宜。但由于材料的導熱性和機械性能不高，這種模具難以用于快頻率的批量注塑成形以及金屬拉延件批量成形。水泥、陶瓷制作的汽車覆蓋件模具還有待進一步改善。相比之下，由于金屬材料具有優良的綜合性能，金屬模具低成本快速制造成為RPN技術的努力目標。世界先進工業化國家的RPM技術在經歷了模型與零件試制、快速軟模制造階段后，目前正向快速硬模即金屬模具制造(RMT)方向發展，RMT已成為國際RPN技術應用研究開發的熱點。現已提出的眾多RNT方法可分為由CAD數據

6、及RP系統制作的快速原型或其他實物模型復制金屬模具的間接法和根據CAD數據直接由RP系統制造金屬模具的直接法兩大類。下圖表示主要的金屬模具快速制造方法的基本工藝路線。直接法雖然受到關注，但由于尺寸范圍及精度、表面質量、綜合機械性能等方面存在問題，離實用化尚有相當差距，目前最成熟的RNT法是間接法。2、快速制模的實施方法在直接制模法尚不成熟的情況下，目前具有競爭力的RMT技術主要是粉末燒結、電鑄、鑄造和熔射等間接制模法。國內外這方面的研究非常活躍，有許多金屬模具間接快速制造技術的研究及應用事例。如3Dsystems公司的基于SLA原型的粉末成形燒結+浸滲快速復制工藝、BadgerPattern公司的鋅合金噴涂+樹脂金屬復合材料補強工藝和日產汽車公司的熔射快速制造金屬模具法等。具有代表性的RSP方法是用高速隋性氣體將熔化的金屬液體霧化，噴射在石蠟、塑料或陶瓷原型(通過SLA、SLS或LOM方法制造)上，生成一薄層金屬，補強背襯并除去原型后得到模具。此法可制作注塑模具和