第一篇：先進制造技術常見習題詳解

1.1 先進制造技術及其主要特點

1.1.1 制造、制造技術、制造業與現代制造業背景

制造(Manufacturing)是利用制造資源(設計方法、工藝、設備和人力等)將材料“轉變”為有用的物品的過程。制造是一個很大的概念，按制造的連續性可分為連續制造(如化工產品的制造)和離散制造(如家電產品的制造)；按行業又可分為機械制造、食品制造、化工制造、IT產品制造，等等。當今，人們對制造的概念又加以擴充，將體系管理和服務等也納入其中。制造是人類所有經濟活動的基石，是人類歷史發展和文明進步的動力。

制造技術(Manufacturing Technology)是制造活動所涉及到的一系列技術的總稱，是提高產品競爭力的關鍵，也是制造業賴以生存和發展的主體技術。傳統的制造技術僅強調工藝方法和加工設備。現代的制造技術不僅重視工藝方法和設備，還注重設計方法、生產組織模式、制造與環境和諧統一、制造的可持續性以及制造技術與其它科學技術的交叉和融合，甚至還涉及制造技術與制造全球化、貿易自由化、軍備競爭等內容 制造技術發展的三階段

—— 用機器代替手工，從作坊形成工廠 —— 從單件生產方式發展成大量生產方式

—— 柔性化、集成化、智能化和網絡化的現代制造技術

制造業是以制造技術為主導技術進行產品制造的企業群體的總稱，是工業的主體。根據我國現行統計劃分，工業由制造業、采掘業以及電力、燃氣和水的生產供應業構成，制造系指第二產業中除采掘業、電力和燃氣及其生產供應業、建筑業以外的所有行業，包括30個大類、169個中類、482個小類。

制造業－－我國經濟發展的戰略重點

“十一五”重點發展方向之一

工業化國家：60-80%的物質財富來源。

1、傳統制造業生產和技術的特點

1）單件：小作坊式生產 + 高度的個人制造技巧，大量：機械化剛性規模生產 + 一體化的組織生產

模式，再加細化的專業分工。

2）制造技術的界限分明及其專業的相互獨立。

3）制造技術一般僅指加工制造的工藝方法，即制造

全過程中某一段環節的技術方法。

4）制造技術一般只能控制生產過程中的物質流和能量流。

5）制造技術與制造生產管理的分離。

2、現代制造業及其技術的發展

1）在制造的生產規模上，少品種大批量→單件小批量→多品種變批量的發展。

2）生產方式上，勞動密集型→設備密集型→信息密集型→知識密集型變化。

3）制造裝備的發展過程，手工→機械化→單機自動化→剛性自動線→柔性自動線→智能自動化。

? 4）在制造技術和工藝方法上，現代制造在發展中，其特征表現為： ? ——重視必不可少的輔助工序，如加工前后處理。

? ——重視工藝裝備，使制造技術成為集工藝方法、工藝裝備

和工藝材料為一體的成套技術。

? ——重視物流、檢驗、包裝及儲藏，使制造技術成為覆蓋加工全過程的綜合技術。? ——不斷吸收微電子、計算機和自動化等高新技術成果，形成 CAD、CAM、CAPP、CAE、NC、CNC、MIS、FMS、CIMS、IMT、IMS等一系列現代制造技術，并實現上述技術的局部或系統集成，形成從單機到自動生產線等不同檔次的自動化制造系統。

? 5）引入工業工程和并行工程概念，引入先進的管理模式。1.1.2 先進制造技術的定義

先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology，AMT)是一個相對的、動態的概念，是為了適應時代要求，提高競爭能力，對制造技術不斷優化所形成的。雖然目前對先進制造技術仍沒有一個明確的、一致的定義，但經過對其內涵和特征的分析研究，可以將其定義為：“先進制造技術是制造業不斷吸收機械、電子、信息(計算機與通信、控制理論、人工智能等)、能源及現代系統管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力并取得理想經濟效果的制造技術總稱。” 1.1.3 先進制造技術的特點 1.系統性

2.集成性

3.廣泛性

4.高精度

5.實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產

1.2 先進制造技術的構成及分類

1.2.1 先進制造技術的構成

先進制造技術在不同發展水平的國家和同一國家的不同發展階段，有著不同的技術內涵。對我國而言，它是一個多層次的技術群。先進制造技術的內涵、層次及其技術構成如圖1-1所示。圖中從內層到外層分別為基礎技術、新型單元技術和集成技術，下面將分別論述。

1.基礎技術

圖1-1的最內層是優質、高效、低耗、少或無污染(清潔)的基礎制造技術。鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護、機械加工等基礎工藝至今仍是生產中大量采用、經濟適用的技術，這些基礎工藝經過優化而形成的基礎制造技術是先進制造技術的核心及重要組成部分。這些基礎技術主要有精密下料、精密成型、精密加工、精密測量、毛坯強韌化、無氧化熱處理、氣體保護焊及埋弧焊、功能性防護涂層等。

2.新型單元技術

中間層是新型的先進制造單元技術。它是在市場需求及新興產業的帶動下，將制造技術與電子、信息、新材料、新能源、環境科學、系統工程、現代管理等高新技術結合而形成的嶄新的制造技術，如制造業自動化單元技術、極限加工技術、質量與可靠性技術、系統管理技術、先進技術基礎方法、清潔生產技術、新材料成型與加工技術、激光等特種加工技術、工藝模擬及工藝設計優化技術等。

3.集成技術

最外層是先進制造集成技術。它是應用信息、計算機和系統管理技術對上述兩個層次的技術局部或系統集成而形成的先進制造技術的高級階段，如FMS、CIMS、IMS等。

國際上，美國聯邦科學、工程和技術協調委員會(FCCSET)下屬的工業和技術委員會先進制造技術工作組在1994年提出將先進制造技術分為三個技術群：①主體技術群；②支撐技術群；③制造技術環境。這三個技術群相互聯系、相互促進，組成一個完整的體系。表1-1給出了先進制造技術的體系結構。

1.2.2 先進制造技術的分類

1.現代設計技術

現代設計技術是根據產品功能要求，應用現代技術和科學知識，制定方案并使方案付諸實施的技術。它是一門多學科、多專業相互交叉的綜合性很強的基礎技術。現代設計技術所包含的內容有：

(1)現代設計方法。現代設計方法包括產品動態分析和設計、摩擦學設計、防蝕設計、可靠性和可維護性及安全設計、優化設計及智能設計等。

(2)設計自動化技術。設計自動化技術指應用計算機技術進行產品造型和工藝設計、工程分析計算與模擬仿真、多變量動態優化，從而達到整體最優功能目標，實現設計自動化。

(3)工業設計技術。工業設計技術指開展機械產品色彩設計和中華民族特色與世界流派相結合的造型設計，增強產品的國際競爭力。

2.先進制造工藝

現代制造工藝技術包括精密和超精密加工技術、精密成型技術以及特種加工技術等。

(1)精密和超精密加工技術。精密、超精密加工技術采用去除加工(精密切削、磨削、研磨等)、結合加工(離子鍍、晶體生長、激光焊接、快速成型等)、變形加工(精鍛、精鑄等)等加工方法，使工件的尺寸、表面性能達到極高的精度。現在的精密、超精密加工已經向納米技術發展。

(2)精密成型技術。精密成型技術是生產局部或全部、無余量或少余量半成品的工藝方法的統稱，包括精密凝聚成型技術、精密塑性加工技術、粉末材料構件精密成型技術、精密焊接技術及復合成型技術等。其目的在于使成型的制品達到或接近成品形狀的尺寸，并達到提高質量、縮短制造周期和降低成本的效果；其發展方向是精密化、高效化、強韌化和輕量化。

(3)特種加工技術。特種加工技術是指那些不屬于常規加工范疇的加工，如高能束流(電子束、離子束、激光束)加工、電加工(電解和電火花加工)、超聲波加工、高壓水加工以及多種能源的組合加工等。特種加工技術因其各自的獨特性能而在機械、電子、化工、輕工、航空、建筑、國防等行業以及材料、能源和信息等領域得到了廣泛的應用。

(4)表面改性、制膜和涂層技術。表面改性、制膜和涂層技術是采用物理、化學、金屬學、高分子化學、電學、光學和機械學等技術及其組合技術對產品表面進行改性、制膜和涂層，賦予產品耐磨、耐蝕、耐(隔)熱、抗疲勞、耐輻射以及光、熱、磁、電等特殊功能，從而提高產品質量、延長使用壽命和賦予新性能的新技術的統稱，是表面工程的重要組成部分。

3.自動化技術

制造自動化是指用機電設備取代或放大人的體力，甚至取代和延伸人的部分智力，自動完成特定的作業，包括物料的存儲、運輸、加工、裝配和檢驗等各個生產環節的自動化。其目的在于減輕勞動強度，提高生產效率，減少在制品數量，節省能源消耗以及降低生產成本。

自動化技術主要包括數控技術、工業機器人技術、柔性制造技術、計算機集成制造技術、傳感技術、自動檢測及信號識別技術和過程設備工況監測與控制技術等。

4.系統管理技術

系統管理技術是指企業在市場開發、產品設計、生產制造、質量控制到銷售服務等一系列的生產經營活動中，為了使制造資源(材料、設備、能源、技術、信息以及人力)得到總體配置優化和充分利用，使企業的綜合效益(質量、成本、交貨期)得到提高而采取的各種計劃、組織、控制及協調的方法和技術的總稱。它是現代制造技術體系中的重要組成部分，對企業的最終效益提高起著重要的作用。

系統管理技術包括工程管理、質量管理、管理信息系統等，以及現代制造模式(如精益生產、CIMS、敏捷制造、智能制造等)、集成化的管理技術、企業組織結構與虛擬公司等生產組織方法。

1.3 先進制造技術的現狀及發展趨勢

1.3.1 世界制造業現狀 1.美國制造業的競爭策略

制造業是美國經濟的主要支柱，美國財富的68%來源于制造業。1991年9月，在由美國總統辦公廳指定的國家關鍵技術委員會向總統提出的雙年度報告中，認定制造領域的國家關鍵技術包括：

(1)柔性計算機集成制造；(2)智能加工設備；

(3)微米級和毫微米級制造；(4)系統管理技術。

1992年國家關鍵技術委員會又提出將先進制造技術作為國家關鍵技術。近幾年來，美國政府所采取的主要措施有：

(1)1994年從財政年度預算中撥款14億美元支持先進制造技術研究開發；

(2)先進技術計劃(ATP)1992年已有60個項目獲得資助；

(3)實施小企業革新研究計劃(SBTR)；

(4)實施工程研究中心建設計劃(ERC)；

(5)實施戰略制造計劃(STRATMAN)；(6)實施有益于環境的制造計劃；

(7)實施制造科學與技術計劃；

(8)建立航空航天、電子、機床等領域的敏捷制造研究中心；

(9)在一些大學設置制造工程系、專業、研究中心或實驗室；

(10)在美國科學基金會中，制造工程與科學在工程領域列為

獨立學科，以強化對其的支持。

分析美國在先進制造技術基礎領域的研究現狀，其發展趨勢大致如下：

(1)面對大制造業，用戶需求啟動研究。

(2)在制造業和制造技術較為發達的基礎上，注重制造模式的研究。

(3)CAD普及率達60%以上。

(4)在傳統冷、熱成型工藝基礎上，發展精度較高的成型工藝技術。

(5)發展特種與復合加工工藝，如高能束加工工藝等。(6)利用應用軟件、傳感器和控制系統建造新一代智能化機床和智能化加工單元，通過建模、仿真來優化車、鉆、銑、磨、模和注塑成型工藝過程。

(7)生產準備工作柔性化和柔性工裝卡具，近幾年成為制造領域的研究熱點。

(8)發展少或無污染和可拆卸回收的產品及其制造技術。

(9)不少大學工學院多年來設置有技術與管理相結合的工業工程科系。近些年，在大學工學院設置制造工程學科、中心、實驗室的數目不斷增加。

(10)國家科學基金資助指南中，制造工程與科學在工程領域列為獨立學科，與機械和結構學科分立，強化對制造技術基礎與應用基礎研究的支持。

2.日本制造業的發展對策

美國曾以福特方法贏得全世界制造技術的優勢。而日本人卻在福特方法的基礎上，不斷更新技術以適應市場需求。在20世紀70年代，日本汽車大舉進入美國市場，以其價廉質優和多品種將美國三大汽車公司推向倒閉的邊緣。在1990年，僅日本FANUC公司生產的數控系統裝置數量就占世界市場的一半 總體來講，IMS的研究包括三個方面：

(1)將目前各國、各企業掌握的制造技術系統化，包括產品設計技術和產品加工、裝配技術等。

(2)將現有技術及將要開發的技術標準化，包括制造數據的壓縮、傳遞與儲存的標準化以及物流管理技術的標準化。

(3)面向21世紀的先進制造系統的研究開發，包括系統管理技術，設計、加工和裝配技術以及制造系統體系結構。

3.前歐共體ESPRIT計劃和BRITE-EURAM計劃

前歐共體支持先進制造技術開發的主要有關計劃是ESPRIT計劃和BRITE-EURAM計劃。ESPRIT計劃主要資助微電子、軟件工程和信息處理系統、計算機集成制造等方面的研究。BRITE-EURAM計劃主要資助材料、制造加工和設計以及復雜工廠系統等方面的研究。

上述前歐共體的這種大型國家級研究項目參加者除大企業外還有小企業和大學，參加單位多，研究工作顯得分散。

4.韓國G7計劃

韓國于1991年提出實施“高級先進技術國家計劃”，即G7計劃。G7計劃中的“先進制造系統”項目是一個將市場需求、設計、制造和分銷集成在一起的系統，旨在改進產品質量，提高生產率，增加國際競爭力，使韓國制造技術達到世界先進水平。該項目由韓國國家機構科技部負責，總投資額為5.95億美元，其中政府資助2.77億美元。

上述“先進制造系統”項目的內涵為：

(1)共性基礎技術：開放式集成系統(包括設計自動化、并行工程等）；標準和性能評估。

(2)下一代加工系統：加工設備開發(包括5軸加工中心、超精非球面加工中心等）；機械技術(包括高性能主軸、高精度加工和測量等)；運營技術；集成技術。

(3)電子產品的裝配和檢驗系統：下一代印刷線路裝配和檢驗系統；用于裝配和制造系統的高性能機械機構；先進裝配用基礎技術(包括精密裝配、無焊料結合等）。

1.3.2 先進制造技術在我國的發展

1.我國制造業相對優勢與先進制造技術的發展

(1)我國制造技術經建國以來50余年的發展已形成較完整的技術體系，為國民經濟發展所需各類機械產品的制造提供基本的工藝技術，已能生產機床、汽車、輪船、飛機、大型發電機組等工業裝備及民用消費類制造產品。

(2)通過對引進技術的消化吸收和對企業現有技術的深化改造，不少企業已經掌握了一批相對先進的制造技術和管理方法，不少產品已成功地打入國際市場。

(3)在制造技術基礎研究的許多方面我國已具有很高水平，制造學科已發展成為一個重要的支柱學科。近百所高等工科院校設有機械制造、機電一體化等相關專業；國家有關部委也設有制造工藝與技術研究所；20世紀80年代中期，國家設立了國家自然科學基金委員會，建立了機械強度與振動、摩擦學、流體傳動與控制、激光、模具、焊接、測試與精密儀器、精密成型、汽車、超精密加工等國家重點實驗室或工程中心。

(4)在“九五”計劃的實施中，國家科學技術部的“國家科技攻關計劃”、“國家高新技術研究發展計劃”、“國家基礎研究重大項目計劃(攀登計劃預選項目)”都列入有關項目并付諸實施，其中“精密成型與加工研究開發和應用示范”、“金屬材料熱成型過程動態模擬及組織性能質量優化控制”、“CIMS” 以及“智能機器人”等項目已全面實施。

(5)國家計委也十分重視先進制造技術的發展，在“九五” 期間實施了一批發展先進制造技術的項目，如數控系統及裝備研究、自動測試系統及設備技術研究、現場總線研究、智能化儀表研究、傳感器技術研究、30萬輛轎車規模生產關鍵技術及裝備研究等。

(6)先進制造技術應用情況。

① 1993年國家科委組織實施“CAD應用工程”，原機械部又將1997年定為CAD推廣年，現在機械工業系統的骨干企業中CAD應用的普及率達到35％，但絕大多數只是“甩圖板”。

② 1958年開始研制數控機床，到20世紀80年代通過引進、消化、吸收國外成熟技術開發出具有自主知識產權的數控系統；到80年代中期，已開始引進和自行研制柔性制造系統，數控機床的生產也實現了產業化。但在金屬切削機床總產量中，數控化率只有5%左右。

③ 我國在20世紀70年代中期研制成功了直接數控(群控)系統并應用于生產，現在已擁有柔性制造系統和柔性制造單元等自動化制造系統。北京第一機床廠的CIMS工程于1994年初步建成，并于1995年獲得美國制造工程師學會和計算機與自動化系統專業學會(CASA/SME)的CIMS應用工業的稱號。在此之前，1994年清華大學獲得CASA/SME的CIMS大學領先獎。

④ 我國在20世紀80年代末就注意引進先進管理模式。沈陽鼓風機廠很早就采用了國際商用機器公司(IBM)的“面向通信的生產信息和控制系統”(Communication Oriented Production Information and Control System，COPICS)，第一汽車集團公司在生產管理中引進了日本的“準時生產”(JIT)模式。據有關資料報導，我國企業已先后投入大約80億元購買了MRPⅡ軟件來建立現代生產管理系統或MIS系統。

2.我國機械制造業的差距與發展目標 我國機械制造業的差距(1)產品品種少、檔次低。

(2)制造工藝落后，裝備陳舊。

(3)生產專業化水平低。

(4)管理技術落后。

鑒于目前機械工業的狀況，圍繞發展先進制造技術，我國制定了機械工業發展目標：

(1)2000年，產品設計、精密和超精密加工、激光加工、表面改性、制膜和涂層、制造業和過程工業綜合自動化以及系統管理技術，總體上達到工業先進國家20世紀80年代末90年代初的水平。

(2)我國的優質、高效、低耗、少或無污染的現代制造技術普及率在2000年由目前的不足10%提高到20%，預計在2010年提高到50%。

(3)形成一批高科技產業：四個加工產業（精密成型加工、精密加工、激光加工、表面處理加工）；三個自動化硬件產業(數控系統、工業機器人、傳感器和測試設備）；三個軟件產業(CAD、CAM、MIS）。

到2000年，大型企業普遍采用CAD技術和計算機輔助管理技術；預計到2010年，大、中型企業普遍采用CAD，25%的大、中型企業采用CAM，大、中型企業主要產品的關鍵工序實現柔性化生產。

1.3.3 先進制造技術的發展趨勢

當前先進制造技術的發展方向大致有以下九個方面：

(1)信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，現代制造生產模式將得到不斷發展；(2)設計技術與手段更現代化；

(3)成型及制造技術精密化，制造過程實現低消耗；(4)形成新型特種加工方法；

(5)開發新一代超精密、超高速制造裝備；(6)加工工藝由技藝型發展為工程科學型；(7)實施無污染綠色制造；

(8)虛擬現實技術將在制造業中廣泛應用；(9)制造過程中將貫徹以人為本的概念。

三、發展趨勢

1、集合多學科成果形成一個完整的制造體；

2、先進制造技術的動態發展過程；

3、信息技術對先進制造技術的發展起著越來越

重要的作用；

4、先進制造技術向超精微細領域擴展；

5、制造過程的集成化；

6、制造科學與制造技術、生產管理的融合

7、綠色制造將成為21世紀制造業的重要特征（1）綠色產品設計技術（2）綠色制造技術。

（3）產品的回收和循環再制造

8、虛擬現實技術在制造業中獲得越來越多的應用

（Virtual Reality Technology）

9、制造全球化

（Manufacturing Globalization）

四、技術前沿――關鍵技術

1、可重組制造系統

五個方面：

（1）制造工藝與工裝。

（2）基礎理論（3）新的制造系統。

（4）建模與仿真。（5）控制和通信。

2、無浪費工藝

兩個重要領域進行研究：（1）廢棄物的減少和利用。（2）產品設計和分析。

3.新的材料工藝

三大領域展開：

（1）創新的工藝過程。

（2）設計和分析方法。（3）理論基礎

4、生物制造技術

5、企業建模和仿真

兩大領域：

（1）通信與信息技術。

（2）建模工具

6、信息技術

7、滿足多層次用戶需求的產品及工藝設計方法

8、增強型人－機界面

9、勞動力教育和培訓

10、智能協作系統軟件 §4 先進制造工藝

一、分類

1、行業標準 “JB/T5992-92”機械制造工藝

方法分類的代碼 0-鑄造

1－壓力加工

2－焊接

3－培訓加工 4－特種加工

5－熱處理

6－覆蓋層

7－裝配與包裝

8—其他

2、主要的新型加工方法類型

—— 精密加工和超精密加工

—— 超高速加工

—— 微納加工

—— 特種加工及密度高能加工

—— 快速原型制造

—— 新型材料加工

—— 大件及超大件加工

—— 表面功能性覆層技術

二、工藝技術發展現狀

1、加工精度不斷提高

2、加工速度得到提高

3、材料科學促進制造工藝變革

4、重大技術裝備促進加工制造技術的發展

5、優質清潔表面工程技術獲得進一步發展

6、精密成形技術取得較大進展

7、熱成形過程的計算機模擬技術研究有一

定發展

三、發展特點

1、常規工藝不斷優化并得到普及

2、工藝界限趨于淡化

下料與加工；

毛坯制造與零件加工；

粗、精加工；冷、熱加工；成形與改性

3、在功能上趨于交叉

四、發展趨勢

**** 總體發展趨勢：

優質、高效、低耗、敏捷、潔凈

**** 成形工藝發展趨勢：

---鑄造: 輕量化、精確化、強韌化、復合化

無環境污染

---壓力加工: 凈成形、工藝變量的定量分析與控制

---焊接： 高能密度焊接、柔性化、智能化、自動化焊接系統

**** 非傳統加工工藝發展趨勢：

柔性化、智能化、自動化、精密化、低成本

**** 加工制造技術的熱點：

— 先進精密、超精密加工技術

— 特種加工技術

— 超高速切削和超高速磨削技術

— 微型機械加工技術

— 新一代制造裝備技術

— 虛擬制造技術

第二篇：先進制造技術

先進制造技術（AMT）：是指在制造過程和制造系統中融合電子、信息和管理技術，以及新工藝、新材料等現代科學技術，使材料轉換成產品的過程更有效、成本更低、更及時滿足市場需求的先進的工程技術的總稱。

廣義制造：不僅包括具體的工藝過程，還包括市場分析、產品設計、質量控制、生產過程管理、營銷、售 后服務直至產品報廢處理等在內的整個產品壽命周期的全過程。

狹義制造：是指生產車間內與物流有關的加工和裝配過程。

制造系統：是指由制造過程及其設計的硬件、軟件和人員組成的一個具有特定功能的有機整體。制造業：是指以制造技術為主導技術進行產品制造的行業。

制造業的核心要素是質量、成本和生產率。

制造技術是制造業所使用的一切生產技術的總稱，是將原材料和其他生產要素經濟合理地轉化為可直接使用的具有較高附加值的成品/半成品和技術服務的技術群。

制造技術的五個發展時期：工場式生產時期、工業化規模生產時期、剛性自動化發展時期、柔性自動化發展時期、綜合自動化發展時期。

先進制造技術的發展趨勢：數字化是發展的核心、精密化是關鍵、極端化是焦點、自動化是條件、集成化是方法、網絡化是道路、智能化是前景、綠色化是必然

先進制造技術：是在傳統制造技術基礎上不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果，綜合應用于產品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變市場的適應能力和競爭力的制造技術的總稱。先進制造技術的三個層次：基礎技術、新型單元技術、集成技術

先進制造技術的五個特征：系統性、廣泛性、集成性、動態性、實用性

電火花成型加工原理：是基于電火花腐蝕原理，即在工具電極與零件互相靠近時，極間電壓將在正負極間使電介質電介液電離而形成火花放電，并在火花通道中瞬時產生大量熱能，足以使金屬局部熔化甚至氣化，而將金屬腐蝕掉，從而形成所要求的形狀。達到成型加工目的。電火花技工的5種放電狀態：開路（空載脈沖）、火花放電（工作脈沖）、過度電弧放電（不穩定電弧放電）、電弧放電（穩定電弧放電）、短路（短路放電）。

電火花加工特點：

1、加工時，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬，制造容易。

2、便于加工用普通機械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復雜形狀的工件。不受材料硬度影響，不漏熱處理影響，與工件的機械性能關系不大。

3、適于加工脆性材料或薄壁弱剛性的零件，以及普通切削刀具易發生干涉而難以進行加工的精密微細異型孔、深小孔、狹長縫隙、彎曲軸線的孔、型腔等。

4、脈沖放電持續時間極端，放電產生的熱量傳導擴散范圍小，放電侵沒在工作液中進行，因此對整個工件而言，在加工過程中幾乎不受熱的影響。

5、可以改革工件結構，簡化加工工藝，提高工件使用壽命，降低工人勞動強度。

電火花加工的條件：

1、工具電極和工件之間必須維持合理的間隙。

2、兩電極之間必須充入一定性能的工作介質。

3、輸送到兩電極間的脈沖能量密度應足夠大。

4、放電必須是瞬時的脈沖放電。

5、脈沖放電需重復多次進行，并且多次脈沖放電在時間上和空間上是分散的。

6、脈沖放電后的電蝕產物能及時排放至放電間隙之外。

影響電火花加工的因素：

1、極性效應

2、覆蓋效應

3、二次放電

4、加工速度

5、電火花放電通道

6、工具電極損耗

7、放電間隙

8、放電產物排出

極性效應：電火花加工時，即使加工相同材料，兩電極的被腐蝕量也是不同的，其中一個電極比另一個電極的蝕出量大，這種現象叫極性效應。把工件與脈沖電源正極相接的加工叫正極性加工，反之為負極性加工。當采用短脈沖精加工是，應選用正極性加工，長脈沖粗加工是應選用負極性加工。精加工放電間隙一般只有0.01mm左右，粗加工時可達0.3-0.5mm。

電火花線切割：使用現狀電極（鉬絲或銅絲）靠火花放電對工件進行切割，故稱為電火花線

電火花線切割機床通常分為兩大類：一類是快走絲電火花線切割機床。這類機床的電極絲做高速往復運動，一般走絲速度為8-10m/s。是我國生產和主要使用的機種，也是獨有的加工模式，另一種是慢走絲電火花切割機床，這類機床的電極絲低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s。國外生產和主要使用。

線切割的特點：

1、縮短了生產準備時間，加工周期短

2、脈沖電源加工電流較小，脈沖寬度較窄，屬中、精加工范疇，所以只采用正極性加工。

3、采用水或水基工作也，不會引燃起火，容易實現安全無人運轉。

4、電極絲比較細，切縫較窄，可以加工微細異型孔、窄縫和復雜形狀的工件，實際金屬去除量很少，材料的利用率很高。

5、工具電極是運動的長金屬絲，故可加工很小的窄縫或人工缺陷，電極絲的損耗對加工精度無影響，但自身尺寸精度對快慢走絲加工精度均有直接的影響。

電火花線切割加工設備主要由機床本體、脈沖電源、控制系統、工作液循環系統和機床附件等及部分組成。線切割加工的主要工藝指標有切割速度、加工精度及加工表面質量等。

線切割常見的裝夾方式1懸臂式支撐 2兩端式支撐 3橋式支撐 4板式支撐 5復式支撐

微機械：是指可以批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，甚至外圍接口、通信電路和電源等于一體的微型器件或系統，也稱微型機電系統（MEMS）或微型系統。

微機械主要特點：1體積小，精度高，質量輕

2、性能穩定，可靠性高

3、能耗低，靈敏度和工作效率高

4、多功能和智能化

5、適用于大批量生產，制造成本低。

6、集約高技術成果，附加價值高。

光刻加工：使用照相復印的方法將光刻掩模上的圖形印刷在涂有光致抗蝕劑的薄膜或基材表面，然后進行選擇性腐蝕，刻蝕出規定的圖形。光掩膜制造技術、曝光技術和刻蝕技術是組成光刻技術的關鍵技術。刻蝕技術是一類可以獨立于光刻的微型機械關鍵的成型技術，刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕。

LIGA是一種使用X射線的深度光刻與電鑄相結合，實現深寬比大的微細構造的成型方法。LIGA是德文的平版印刷術、電鑄成型和注塑的縮寫。

封接技術的目的是將分開制作的微機械部件在使用粘結劑的情況下連接在一起，封在殼中使其滿足使用要求。他影響到整個微機械的功能和尺寸，是關鍵技術。

分子裝配技術：利用其探針的尖端可以俘獲和操縱分子和原子，并可以按照需要拼成一定的結構，進行分子和原子的裝配制作微機械，這是一種納米級微加工技術，是一種從物質的微觀角度來構造、制作微機械的工藝方法。

超精密加工方法主要有超精密切削、超精密磨削、超精密研磨和超精密細加工。

超精密切削對刀具的要求：

1、極高的硬度、耐磨度和彈性模量，以保證刀具有很高的刀具耐用度。

2、刃口能磨得及其鋒銳，刃口半徑極小，能實現超薄的切削厚度

3、刃口應無缺陷

4、與工件材料的抗粘結性好，化學親和性笑、摩擦因數低，能得到極好的加工表面完整性。

超精密磨削加工是指利用細粒度的磨粒或微粉磨料進行砂輪磨削、砂帶磨削，以及研磨、珩磨和拋光等進行超精密加工的總稱，是加工精度達到或高于0.1um，表面粗糙度小于Ra0.025um的一種亞微米級加工方法。

高速加工技術是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地實現高速運動的自動化制造設備，極大地提高材料切除率，并保證加工精度和加工質量的現代化制造加工技術。

高速與超高速切削的特點：

1、可減少工序，提高生產效率

2、切削力小、熱變形小

3、加工精度高

4、加工能耗低、節省制造資源。

高速切削加工的關鍵技術包括高速主軸、快速進給系統、高性能CNC控制系統、先進的機床結構、高速加工刀具。高速主軸在結構上幾乎全部采用主軸電機與主軸合二為一的結構形式，簡稱電主軸。

高速切削通常使用的刀具材料：硬質合金涂層刀具、陶瓷刀具、聚晶金剛石刀具、立方氮化硼刀具。

在實際應用中，磨削速度在100M/S以上即被稱為高速磨削。高速磨削是提高磨削效率和降低工件表面粗糙度的有效措施。

逆向工程（RE）是相對于傳統正向工程而言的，又稱反求工程或反求設計，其實想最初是來自從油泥模型到產品實物的設計過程。逆向工程系統的組成：

1、產品實物幾何外形數字化

2、CAD模型重建（1、CAD模型的校驗與修正

2、CAD模型的分析與改進

3、CAD模型的校驗與修正）

3、產品或模具制造

模型重建軟件包括：

1、用于正向設計的CAD/CAM/CAE軟件（Solidworks）

2、集成有逆向功能模塊的正向CAD/CAM/CAE軟件(Pro/E、UG)

3、專用的逆向工程軟件（Imageware）逆向工程的關鍵技術：

1、數據采集與處理（數字化技術）

2、曲面構造（建模技術）數字化方法主要分為接觸式測量和非接觸式測量

快速原型制造技術（RPM）：綜合機械、電子、光學、材料等學科，能夠自動、直接、快速、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的原型或直接制造零件/模具。原理：徹底擺脫傳統的“去除”加工法，而基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復雜的三維加工分解為簡單的材料二維的組合，它能在CAD模型的直接驅動下，快速制造任意復雜形狀的三維實體。

典型的RPM工藝方法：

1、光敏液相固化法SLA

2、疊層實體制造法LOM

3、選擇性激光燒結法SLS

4、熔融沉積制造法FDM

激光加工技術：利用光能經過透鏡聚焦后達到的很高的能量密度，依靠光熱效應來加工各種材料。特性：

1、亮度強度高

2、單色性好

3、相干性好

4、方向性好 加工原理：激光加工是工件在光熱效應下產生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。特點：

1、非接觸加工，加工速度快，熱影響區小，無明顯機械力，可加工易變形的薄板和彈性零件。

2、功率密度高，幾乎能加工所有的材料，3、激光光點直徑小，能進行非常微細的加工。

4、不需要加工工具無工具損耗，適宜自動化生產。

5、通用性好

6、影響因素多，加工時精度和表粗度需反復試驗，尋找合理的加工參數達到要求。應用：

1、激光打孔

2、激光切割

3、激光焊接

4、激光表面處理

超聲波加工原理：是利用工具端面作超生頻振動，通過磨料懸浮液加工，使工件成型的一種方法。

水射流切割：是以水作為攜帶能量的載體，用告訴水射流對各類材料進行切割的一種工藝方法，是一種冷切割工藝。

計算機輔助設計CAD：是指工程技術人員以計算機為工具，用各自的專業知識，對產品進行設計、繪圖、分析和編寫技術文檔等設計活動的總稱。完整的CAD系統具有圖形處理、幾何建模、工程分析，仿真模擬以及工程數據庫的管理與共享等功能。CAD系統的軟件分為系統軟件，支撐軟件和應用軟件三個層次。

計算機輔助工藝過程設計CAPP：工藝設計是機械制造生產過程的技術準備工作的一個重要內容，是產品設計與車間的實際生產的紐帶，是經驗性很強且隨環境變化而多變的決策過程。CAPP是應用計算機快速處理信息功能和具有各種決策功能的軟件來自動深沉工藝文件的過程。目前常用的CAPP系統可分為派生式、創成式和綜合式三大類。

計算機輔助制造CAM：按計算機與物流系統是否有硬件接口聯系可將CAM功能分為直接應用功能和簡介應用功能。計算機數控系統：是指用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動化技術，也是典型的機械、電子、自動控制、計算機和檢測技術密切結合的機電一體化高新技術。

CNC機床數控系統由數控裝置、可編程控制器（PLC）、進給伺服驅動裝置、主軸伺服驅動裝置、輸入輸出接口，以及機床控制面板和人機界面等部分組成。其中數控裝置為機床數控系統的核心，其主要功能有運動軸控制和多軸聯動控制功能。

數控加工編程的一般步驟：

1、工藝處理

2、數值計算

3、編制零件加工程序單

4、輸入零件加工程序單

5、程序校驗 CAD/CAM計算機輔助設計與計算機輔助制造，是一門基于計算機技術而發展起來的、與機械設計和制造技術相互滲透相互結合的、多學科綜合性的技術。

CAM是指應用電子計算機來進行產品制造的統稱。廣義CAM是利用計算機進行零件的工藝規劃、數控程序編制、加工過程仿真等。在CAM過程中主要包括計算機輔助工藝設計軟件（CAPP）和數控變成軟件（NCP）狹義CAM理解為數控加工，包括刀具路徑規劃，刀位文件生成，刀具軌跡仿真及M代碼生成等。更為廣義的CAM是指應用計算機輔助完成從原材料到產品的全部制造過程，包括直接制造過程和簡介制造過程。CAD/CAM系統由硬件系統和軟件系統組成。硬件系統包括計算機和外部設備，軟件系統由系統軟件、應用軟件和專業軟件組成。

制造自動化：狹義的含義是生產車間內產品的機械加工和裝配檢驗過程的自動化，包括切削加工自動化、工件裝卸自動化、工件儲運自動化、零件與產品清潔及檢驗自動化、斷屑與排屑自動化、裝配自動化、機器故障診斷自動化。廣義包含了產品設計自動化、企業管理自動化、加工過程自動化和質量控制自動化等產品制造全過程以及各個環節綜合集成自動化，以使產品制造過程實現高效、優質、低耗、及時、潔凈的目標。制造自動化發展歷程分為剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化三個發展階段。制造自動化的發展趨勢可用敏捷化、網絡化、虛擬化、智能化、全球化、綠色化六個方面來概括。工業機器人：工業機器人是一種可重復編程的多自由度的自動控制操作機，是涉及機械學、控制技術、傳感技術、人工智能、計算機科學等多學科技術為一體的現代制造業的基礎設備。

工業機器人一般由執行機構、控制系統、驅動系統以及位置檢測機構等幾個部分構成。

工業機器人的分類：按系統功能分：專用機器人、通用機器人、示教再現式機器人、智能機器人。按結構形式分直角坐標機器人、球坐標機器人、圓柱坐標機器人、關節機器人。按驅動方式分氣動、液動、電氣 機器人選用和設計應考慮的幾個指標：

1、自由度是衡量機器人技術水平的主要指標。通用機器人有3-6個自由度。

2、工作空間是指機器人應用手抓進行工作的空間范圍。

3、提取重力。

4、運動速度。通用機器人的最大直線運動速度大多在1000mm/s以下，最大回轉速度一般不超過120°/s。

5、位置精度。典型的工業機器人定位精度一般在±0.02-±5范圍。

工業機器人的控制系統分類：

1、按控制系統回路的不同，可分為開環系統和閉環系統。

2、按控制系統的硬件分，有機械控制、液壓控制、射流控制、順序控制和計算機控制。

3、按自動化控制程度分順序控制系統、程序控制系統、自適應控制系統、人工智能系統

4、按編程方式分屋里設置編程控制系統、示教編程控制系統、高線編程控制系統。

5、按機器人末端運動控制軌跡分點位控制和連續輪廓控制。工業機器人的性能特征：通用性、柔性、靈活性、智能性

柔性制造系統（FMS）：概念：是集數控技術、計算機技術、機器人技術以及現代管理技術為一體的現代制造技術。廣義：柔性制造系統是由若干臺數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成。更為直觀的定義：柔性制造系統至少由兩臺機床、一套具有高度自動化的物料運儲系統和一套計算機控制系統所組成的制造系統，通過簡單改變軟件程序便能制造出多種零件的任何一種零件。

FMS組成：

1、加工系統包括由兩臺以上的CNC機床、加工中心或柔性制造單元（FMC）以及其他的加工設備組成2、工件運儲系統由工件裝卸站、自動化倉庫、自動化運輸小車、機器人、托盤緩沖站、托盤交換裝置等組成能對工件和原材料進行自動裝卸、運輸和存儲。

3、刀具運儲系統包括中央刀庫、機床刀庫、刀具預調站、刀具裝卸站、刀具輸送小車或機器人、換刀機械手等。

4、一套計算機控制系統能夠實現對FMS進行計劃調度、運行控制、物料管理、系統監控和網絡通信等。除此之外還包含集中冷卻潤滑系統、切屑運輸系統、自動化清洗裝置、自動去毛刺設備等附屬系統。FMS特點：

1、柔性高，適應多種中小批量生產

2、系統內的機床在工藝能力上是相互補充或互相代替的3、可混流加工不同的零件

4、系統局部調整或維修不中斷整個系統的運作

5、遞階結構的計算機控制，可以與上層計算機聯網通信

6、可進行三班無人值守生產

FMS關鍵技術：計算機輔助設計，模糊控制技術，人工智能、專家系統及智能傳感器技術，人工神經網絡技術。

虛擬制造技術VM：是指物質世界的數字化，也就是對真實世界的動態模擬和再現，即虛擬現實。虛擬制造是以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支持..CIMS計算機集成制造系統：從系統的功能角度考慮，一般認為CIMS是在兩個支撐分系統（網絡系統和數據庫系統）的基礎上由4個分系統組成：經營管理信息系統、工程設計自動化系統化、制造自動化系統和質量保證信息系統。

CIMS三大特征為數據驅動、集成、柔性 五個層次 ：工廠級、車間級、單元級、工作站級和設備級。

LP：精益生產 精益生產方式的資源配置原則，是以徹底消除無效勞動和消費為目標。

NC:數控技術 CNC:計算機數控 FMC柔性制造單元 FMS柔性制造系統 CAD/CAM計算機輔助設計與制造 CAPP計算機輔助工藝規劃 CAE計算機輔助工程 CAT計算機輔助檢測 ROBOT工業機器人 CIMS計算機集成制造系統 CE并行工程 LP精益生產 AM：敏捷制造 CM:綠色制造

第三篇：先進制造技術

先進制造技術論文

隨著我國制造業的的不斷發展，先進制造技術得到越來越廣泛的應用。先進制造技術是在傳統制造的基礎上，不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果，將其綜合應用于產品設計、加工裝配、檢驗測試、經營管理、售后服務乃至回收的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。

先進制造技術不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學科、包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術，涉及到設計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領域，并逐步融合與集成。可基本歸納為以下四個方面：

a、現代設計技術 b、先進制造工藝技術 c、制造自動化技術 d、現代生產管理技術

一、現代設計技術

現代設計技術包括CAD、CAE、CAPP、CAT、優化設計、可靠性設計、價值工程創新設計、反求工程、并行工程等。它的特點是：

（1）系統性(2)動態性（3）創造性

（4）計算機化（5）并行化、最優化、虛擬化和自動化

在老師布置的課題中，我們小組做的是玩具手槍的外模，在這個過程中我們就是通過計算機UG做出來，正好體現了計算機化。

二、先進制造工藝技術

先進制造工藝技術主要包括了超精密加工技術、高速加工技術、快速成型制造技術、現代特種加工技術。

1、超精密加工技術已成為全球市場競爭取勝的關鍵技術，它包括了所有能使用的零件的形狀、位置和尺寸精度達到微米和亞微米范圍的機械加工方法。超精密加工所涉及的技術鄰域包含以下幾方面

（1）超精密加工機制 它包括超精密切削、超精密磨削和超精密特種加工等。

（2）超精密加工的刀具、磨具及其制備技術 包括金剛石刀具的制備和刃磨、超硬砂輪的整修等是超精密加工的重要關鍵技術。

（3）超精密機床設備 超精密加工對機床設備有高精度、高剛度、高的抗振性、高穩定性和高自動化的要求，具有微量進給機構

（4）精密測量及補償技術 超精密加工必須有相應級別的測量技術和裝置，具有在線測量和誤差補償。

（5）嚴格的工作環境 超精密加工必須在超穩定的工作環境中進行，加工環境的極微小的變化都可能影響加工精度。因此，超精密加工必須具備各種物理效應恒定的工作環境，如有恒溫室、凈化間、防振和隔振地基等。

2、高速加工技術是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地實現高速運動的自動化制造設備，極大地提高材料切除率，并保證加工精度和加工質量的現代制造加工技術。高速加工的特征：

（1）切削力低（2）熱變形小

（3）材料切除率高（4）高精度

（5）減少工序

關鍵技術：

（1）高速主軸（2）快速進給系統

（3）高性能的CNC控制系統（4）先進的機床結構

（5）高速切削的刀具系統

3、快速成型制造技術是集CAD技術、數控技術、材料科學、機械工程、電子技術和激光技術等技術于一體的綜合技術，是實現從零件設計到三維實體原型制造的一體化系統技術。典型的快速成型制造工藝的方法：

（1）光敏液相固化法（2）選區片層粘結法

（3）選區激光燒結法（4）熔絲沉積成形法

特點：

（1）高度柔性，可以制造任意復雜形狀的三維實體

（2）CAD模型直接驅動，設計制造高度一體化

（3）原型過程無需專用夾具或工具

（4）無需人員干預或較少干預，是一種自動化的原型過程

（5）原型全過程的快速性，適合現代激烈的產品市場

4、現代特種加工技術是用非常規的切削加工手段，利用電、磁、聲、光、熱等物理及化學能量直接施加于被加工工件部位，達到去除、變形以及改變性嫩等目的的加工技術，包括是激光加工、超聲波加工、水射流切割加工等。

（1）激光加工是利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應來加工材料。它經常被用于打孔、切割、焊接、表面處理等加工工藝。

（2）超聲波加工時利用工具端面作超聲頻振動，通過磨料懸浮液加工脆性材料的一種成形加工方法。它經常用于型腔拋磨加工、超聲清洗、超聲波復合加工。在金屬切削加工中引入超聲振動可以大大降低切削力，改善加工表面粗糙度，延長刀具壽命，提高加工效率。

（3）水射流切割加工技術室以水作為攜帶能量的載體，用高速水射流對各類材料進行切割的一種工藝方法。水射流切割具有切口平整、無邊毛、無火花、加工清潔等特點。

三、制造自動化技術

狹義：是生產車間內產品的機械加工和裝配檢驗過程的自動化，包括切削加工自動化、工件裝卸自動化、工件儲運自動化、零件與產品清潔及檢驗自動化、斷屑與排屑自動化、裝配自動化、機器故障診斷自動化等。

廣義：包含了產品設計自動化、企業管理自動化、加工過程自動化、質量控制自動化等產品制造全過程以及各個環節綜合集成自動化，以使產品制造過程實現高效、優質、低耗、及時、潔凈的目標。

發展趨勢：

（1）制造敏捷化（2）制造網絡化（3）制造虛擬化

（4）制造智能化（5）制造全球化（6）制造綠色化 計算機控制自動化技術

1、機床數控技術

數控技術是指用數字化信號對設備運行極其加工過程進行控制的一種 自動化技術，也是典型的機械、電子、自動控制、計算機和檢測技術密切相結合的機電一體化高新技術。數控技術是實現制造過程自動化的基礎，是自動化柔性系統的核心，是現代集成制造系統的重要組成部分。它把機械裝備的功能、效率、可靠性和產品質量提高到一個新水平，使傳統的制造業發生了深刻的變化。數控加工的主要特點是：加工的零件精度高；生產效率高；特別適合加工形狀復雜的輪廓表面；有利于實現計算機輔助制造；對操作者（不含編程人員）技術水平的要求相對較低；初始投資大、加工成本高。此外，數控機床是技術密集型的機電一體化產品，數控加工技術的復雜性和綜合性加大了維修工作的難度，需要配備素質較高的維修人員和維修設備。

2、工業機器人

工業機器人是一種可重復編程的多自由度的自動控制操作機，是涉及機械學、控制技術、傳感技術、人工智能、計算機科學等多學科技術為一體的現代制造業的基礎設備。工業機器人一般由執行機構、控制系統、驅動系統、位置檢測機構等幾部分組成。

工業機器人的分類

按系統功能分類： 專用機器人、通用機器人、示教再現式機器人、智能機器人。

按驅動方式分類： 氣壓傳動機器人、液壓傳動機器人、電氣傳動機器人、按結構形式分類： 直角坐標機器人、圓柱坐標機器人、球坐標機器人、關節機器人

3柔性制造系統

柔性制造系統是集數控集數、計算機技術、機器人技術、現代管理技術為一體的現代制造技術。它是由若干臺數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成，并能根據制造任務或生產品種的變化迅速的進行調整，以適應多品種、中小批量生產的自動化制造系統。

加工系統的要求

（1）工序集中（2）控制功能強、擴展性好

（3）高剛度、高精度、高速度（4）自保護和自維護性好

（5）使用經濟性好（6）對環境的適應性與保護性好

四、現代生產管理技術

現代生產管理是指產品生產過程中的計劃和管理，是機械制造企業中的一個重要的職能領域，主要包含生產計劃的合理制定、成本的有效控制、設備的充分利用、庫存的管理和控制、產品質量的保證、財務狀況的及時分析等管理任務

特點:（1）以技術為中心向以人為中心的轉變，充分重視人的作用，將人視為企業一切活動的主體，使技術的發展桁架的符合人類社會發展的需要。

（2）企業的生產組織，從遞階多層管理結構形式向扁平網絡式結構轉變，強調組織結構簡化，減少結構層次，增強生產組織體系的靈敏性。

（3）由傳統的順序工作方向并行作業方式轉變。

（4）企業從按功能計劃部門的固定組織形式，向動態的，自主管理的群體工作小組形式轉變。

（5）企業從單純競爭走向既有競爭又有結盟之路。

（6）質量是企業尊嚴和品牌價值的起點，快速響應市場的競爭策略是制勝的法寶。（7）技術創新成為企業競爭的焦點。

總結：在本次的課程中，我們小組做的是玩具手槍的外模，本來是準備做花瓶的，但是想一想一個文藝范的東西用鐵做出來有點不美觀，于是我們決定做玩具槍。我們小組分工明確，有收集資料、UG制圖、PPT制作和演講，在制作玩具槍的過程中，我們小組用的是UG制圖，在這個過程中遇到一些問題，UG不是很會用，最后通過自我摸索和老師的幫助下，基本完成了我們的作品，然后就是PPT制作，在此過程中，我們討論了好久最后做出了我們想要的PPT。正是在主張的帶領下，我們認真的完成了這次的課程，并且通過這次的實踐讓我收獲了很多，學習到了很多，讓我更加了解我的專業技能的重要性。

第四篇：先進制造技術

先進制造技術概論

先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合。

什么是先進制造技術（AMT)

先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology)，人們往往用AMT來概括由于微電子技術、自動化技術、信息技術等給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合。

主體技術群：

它包括兩個基本部分:有關產品設計技術和工藝技術。

⑴面向制造的設計技術群

面向制造的設計技術群系指用于生產準備（制造準備）的工具群和技術群。設計技術對新產品開發生產費用、產品質量以及新產品上市時間都有很大影響。產品和制造工藝的設計可以采用一系列工具，例如計算機輔助設計（CAD）以及工藝過程建模和仿真等，生產設施、裝備和工具，甚至整個制造企業都可以采用先進技術更有效地進行設計。近幾年發展起來的產品和工藝的并行設計具有雙重目的，一是縮短新產品上市的周期，二是可以將生產過程中產生的廢物減少到最低程度，使最終產品成為可回收、可再利用的，因此對實現面向保護環境的制造而言是必不可少的。

⑵制造工藝技術群（加工和裝配技術群）

制造工藝技術群是指用于物質產品（物理實體產品）生產的過程及設備。例如，模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術的不斷滲入，傳統的制造工藝和裝備正在產生質的變化。制造工藝技術群是有關加工和裝配的技術，也是制造技術或稱生產技術的傳統領域。

先進制造技術（Advanced Manufacturing Technique，縮寫AMT），AMT是中國1995年列入為提高工業質量及效益的重點開發推廣項目，該技術廣涉信息、機械、電子、材料、能源、管理等方面的知識。因此，該技術的發展對推動國民經濟的發展有著重要的作用。就目前世界的經濟發展來看，以美國、日本、西歐為代表的工業化國家在AMT上都有雄厚的實力。

AMT發展歷程：

人類漫長的歷史發展中，使用工具、制造工具進行產品制造是基本生產活動之一。直到18世紀中葉產業革命以前，制造都是手工作業和作坊式生產。

產業革命中誕生的能源機器（蒸汽機）、作業機器（紡織機）和工具機器（機床），為制造活動提供了能源和技術，并開拓了新的產品市場。

經過100多年的技術積累和市場開拓，到19世紀末制造業已初步形成。其

主要生產方式是機械化加電氣化的批量生產。

20世紀上半葉，以機械技術和機電自動化技術為基礎的制造業的生產空前

發展。以大批量生產為主的機械制造業成為制造活動的主體。

20世紀中葉（1946年）電子計算機問世。

在計算機誕生2年后，由于飛機制造（飛機蒙皮壁板、梁架）的需要，在美

國發明了數字控制（NC）機床。不久計算機又開始用于輔助編制NC機床的加工

程序，推出了自動編程工具APT語言（Automatically Programmed tools），此

后CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPⅡ、ERP、PDM、Web-M等數字化制

造技術相繼問世和應用。

先進制造技術是一門綜合性、交叉性前沿學科和技術，學科跨度大，內容廣

泛，涉及制造業生產與技術、經營管理、設計、制造、市場各個方面。先進制造

技術就是在傳統制造技術的基礎上，利用計算機技術、網絡技術、控制技術、傳

感技術與機、光、電一體化技術等方面的最新進展，不斷發展完善。

編輯本段支撐技術群支撐技術群是指支持設計和制造工藝兩方面取得進步的基

礎性的核心技術。基本的生產過程需要一系列的支撐技術，諸如：測試和檢驗、物料搬運、生產（作業）計劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體

技術的協調運行所需的技術，是工具、手段和系統集成的基礎技術。支撐技術群包括：

⑴信息技術：接口和通信、數據庫技術、集成框架、軟件工程人工智能、專家系

統和神經網絡、決策支持系統。

⑵標準和框架：數據標準、產品定義標準、工藝標準、檢驗標準、接口框架。

⑶機床和工具技術。

⑷傳感器和控制技術：單機加工單元和過程的控制、執行機構、傳感器和傳感器

組合、生產作業計劃。

⑸其它

制造技術基礎設施制造技術基礎設施是指為了管理好各種適當的技術群的開發并鼓勵這些技術在整個國家工業（基地）內推廣應用而采取的各種方案和機

制。由于技術只有應用適當地會產生效用，所以其技術基礎設施的各要素和基本

技術本身同樣重要。這些要素包括了車間工人、工程技術人員和管理人員在各種

先進生產技術和方案方面的培訓和教育，這些技術和方案將提高企業的生產競爭

力。可以說，制造技術的基礎設施是使制造技術適應具體企業應用環境充分發揮

其功能、取得最佳效益的一系列措施，是使先進的制造技術與企業組織管理體制

和使用技術的人員協調工作的系統工程，是先進制造技術生長和壯大的土壤，因

而是其不可分割的一個組成部分。先進制造技術是促進科技和經濟發展的基礎。編輯本段提出及背景1993年，美國政府批準了由聯邦科學、工程與技術協調委

員會（FCCSET）主持實施的先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing

Technology－AMT）計劃

先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing Technology－AMT）是美國根

據本國制造業面臨的挑戰和機遇，為增強制造業的競爭力和促進國家經濟增長，首先提出了先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology）的概念。此

后，歐洲各國、日本以及亞洲新興工業化國家如韓國等也相繼作出響應。先進制造技術特點：

⑴先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是面向21世紀的技術，制造業是社會物質文明的保證，是與人類社會一起動態發展的，因此，制造技術必然也將隨著科技進步而不斷更新。先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展而來，保持了過去制造技術中的有效要素；但隨著高新技術的滲入和制造環境的變化，已經產生了質的變化，先進制造技術是制造技術與現代高新技術結合而產生的一個完整的技術群,是一類具有明確范疇的新的技術領域，是面向21世紀的技術。

⑵先進制造技術是面向工業應用的技術，先進制造技術應能適合于在工業企業推廣并可取得很好的經濟效益，先進制造技術的發展往往是針對某一具體的制造業（如汽車工業、電子工業）的需求而發展起來的適用的先進制造技術，有明顯的需求導向的特征。先進制造技術不是以追求技術的高新度為目的，而是注重產生最好的實踐效果，以提高企業的競爭力和促進國家經濟增長和綜合實力為目標。⑶先進制造技術是面向全球競爭的目前每一國家都處于全球化市場中。一個國家的先進制造技術是支持該國制造業在全球范圍市場的競爭力。因此，先進制造技術的主體應具有世界水平。但是，每個國家的國情也將影響到從現有的制造技術水平向先進制造技術的過渡戰略和措施。中國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場，開發和應用適合國情的先進制造技術勢在必行。

先進制造技術發展中的關鍵技術：成組技術（GT)

成組技術（GT）揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準則分類成組，同組事物采用同一方法進行處理，以便提高效益的技術，稱為成組技術。在機械制造工程中，成組技術是計算機輔助制造的基礎，將成組哲理用于設計、制造和管理等整個生產系統，改變多品種小批量生產方式，獲得最大的經濟效益。

成組技術的核心是成組工藝，它是將結構、材料、工藝相近似的零件組成一個零件族（組），按零件族制定工藝進行加工，擴大批量、減少品種、便于采用高效方法、提高勞動生產率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為基礎，在制造、裝配等生產、經營、管理等方面所導出的相似性，稱為二次相似性或派生相似性。2 敏捷制造（AM)

敏捷制造（AM）是指企業實現敏捷生產經營的一種制造哲理和生產模式。敏捷制造包括產品制造機械系統的柔性、員工授權、制造商和供應商關系、總體品質管理及企業重構。敏捷制造是借助于計算機網絡和信息集成基礎結構，構造有多個企業參加的“VM”環境，以競爭合作的原則，在虛擬制造環境下動態選擇合作伙伴，組成面向任務的虛擬公司，進行快速和最佳生產。并行工程（CE)

并行工程（CE）是對產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化的工作模式。在傳統的串行開發過程中，設計中的問題或不足，要分別在加工、裝配或售后服務中才能被發現，然后再修改設計，改進加工、裝配或售后服務（包括維修服務）。而并行工程就是將設計、工藝和制造結合在一起，利用計算機互聯網并行作業，大大縮短生產周期。快速成型技術（RPM)

快速成型技術（RPM）是集CAD/CAM技術、激光加工技術、數控技術和新材料等技術領域的最新成果于一體的零件原型制造技術。它不同于傳統的用材料去除方式制造零件的方法，而是用材料一層一層積累的方式構造零件模型。它利用所要制造零件的三維CAD模型數據直接生成產品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產品原型。由于該技術不像傳統的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等，可以把零件原型的制造時間減少為幾天、幾小時，大大縮短了產品開發周期，減少了開發成本。隨著計算機技術的決速發展和三維CAD軟件應用的不斷推廣，越來越多的產品基于三維CAD設計開發，使得快速成型技術的廣泛應用成為可能。快速成形技術已廣泛應用于宇航、航空、汽車、通訊、醫療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業造型（雕刻）、建筑模型、機械行業等領域。5 虛擬制造技術（VMT)

虛擬制造技術（VMT）以計算機支持的建模、仿真技術為前提，對設計、加工制造、裝配等全過程進行統一建模，在產品設計階段，實時并行模擬出產品未來制造全過程及其對產品設計的影響，預測出產品的性能、產品的制造技術、產品的可制造性與可裝配性，從而更有效地、更經濟地靈活組織生產，使工廠和車間的設計布局更合理、有效，以達到產品開發周期和成本最小化、產品設計質量的最優化、生產效率的最高化。虛擬制造技術填補了CAD/ CAM技術與生產全過程、企業管理之間的技術缺口，把產品的工藝設計、作業計劃、生產調度、制造過程、庫存管理、成本核算、零部件采購等企業生產經營活動在產品投入之前就在計算機上加以顯示和評價，使設計人員和工程技術人員在產品真實制造之前，通過計算機虛擬產品來預見可能發生的問題和后果。虛擬制造系統的關鍵是建模，即將現實環境下的物理系統映射為計算機環境下的虛擬系統。虛擬制造系統生產的產品是虛擬產品，但具有真實產品所具有的一切特征。智能制造（IM)

智能制造（IM）是制造技術、自動化技術、系統工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術。其具體表現為：智能設計、智能加工、機器人操作、智能控制、智能工藝規劃、智能調度與管理、智能裝配、智能測量與診斷等。它強調通過“智能設備”和“自治控制”來構造新一代的智能制造系統模式。

智能制造系統具有自律能力、自組織能力、自學習與自我優化能力、自修復能力，因而適應性極強，而且由于采用VR技術，人機界面更加友好。因此，智能制造技術的研究開發對于提高生產效率與產品品質、降低成本，提高制造業市場應變能力、國家經濟實力和國民生活水準，具有重要意義。

制造技術的進步制造技術是制造業所使用的一切生產技術的總稱，是將原材料和其他生產要素經濟合理地轉化為可直接使用的具有較高附加值的成品/半成品和技術服務的技術群。近兩百年來.在市場需求不斷變化的驅動下，制造業的生產規模沿著“小批量→少品種、大批量→多品種、變批量”的方向發展。在科學技術高速發展的推動下，制造業的資源配置沿著“勞動密集→設備密集→信息密集→知識密集”的方向發展。與之相適應，制造技術的生產方式沿著“手工→機械化→單機自動化。剛性流水自動化→柔性自動化→智能自動化”的方向發展。從而推動了制造業的不斷發展，促進了制造業的不斷進步。

先進制造技術論文 專業：機械制造及其自動化學號：

姓名：何偉偉 B11023417

第五篇：先進制造技術

先進制造技術

定義:先進制造技術是制造業不斷吸收信息技術及現代化管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。特點: 1.動態性2.廣泛性3.實用性4.集成性5.系統性6.高效靈活性7.先進性

構成: 從內層到外層分別為基礎技術、新型單元技術、集成技術。

分類:（1）現代設計技術（2）先進制造工藝技術（3）自動化技術（4）產品數據管理技術 發展趨勢: 1.集成化2.智能化3.網絡化4.信息化5.自動化6.柔性化7.數字化8.虛擬化

9.極端制造10.精密化11.綠色制造

自動化技術

制造技術的自動化包括產品設計自動化、企業管理自動化、加工過程自動化和質量控制過程自動化。制造系統的自動化 突出特點是采用信息技術，實現產品全生命周期中的信息集成，人、技術和管理三者的有效集成。

問: 制造自動化技術的研究現狀?

答: 1）制造系統中的集成技術和系統技術已成為制造自動化研究中熱點問題；

2）更加注重研究制造自動化系統中人的作用的發揮；

3）單元系統的研究仍然占有重要的位置；

4）制造過程的計劃和調度研究十分活躍，實用化的成果不多；

5）柔性制造技術的研究向著深度和廣義發展；

6）適應現代生產模式的制造環境的研究正在興起；

7）底層加工系統的智能化和集成化研究越來越活躍。

柔性制造系統定義: 我國國家軍用標準 “柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統,它包括多個柔性制造單元,能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整,適用于多品種、中小批量生產。”

柔性制造系統的特點：（柔性和自動化）

（1）適應市場需求，以利于多品種、中小批量生產。

（2）提高機床利用率，縮減輔助時間，以利于降低生產成本。

（3）縮短生產周期，減少庫存量，以利于提高市場響應能力。

（4）提高自動化水平，以利于提高產品質量、降低勞動強度、改善生產環境。柔性制造系統一般由三個子系統組成：加工系統、物流系統和控制與管理系統。加工系統的配置

互替形式（并聯）、互補形式（串聯）和混合形式（并串聯）三種。常見的物料存儲裝置有立體倉庫、水平回轉型自動料架、垂直回轉型自動料架和緩沖料架。柔性制造系統中的數據流,實質上就是信息的流動.數據類型:基本數據、控制數據和狀態數據。

柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上發展起來的.計算機集成制造

定義:基于企業資源的一種先進制造模式是計算機集成制造系統，簡稱CIMS。信息集成和總體優化是集成制造系統與一般制造系統的最主要區別之一。

組成: 人與機構、經營、技術三要素。

從功能角度看，一般可以將CIMS分為四個功能分系統和兩個支撐分系統。

四個功能系統: 1）工程設計自動化分系統

2）管理信息分系統（MIS）

3）CIMS制造自動化分系統(MAS)

4)CIMS質量保證分系統 質量保證分系統的目標: a.保證用戶對產品的需求；

b.使這些要求在實際生產的各環節得到實現。兩個支撐分系統: 計算機網絡分系統 , 數據庫分系統

數據庫：就是以一定的組織方式將相關的數據組織在一起存放在計算機存儲器上形成的、能為多個用戶共享的、與應用程序彼此獨立的一組相關數據的集合。

先進制造工藝技術

特點: 具有優質、高效、低耗、潔凈和靈活五個方面的顯著特點 特種加工技術

定義：是用非常規的切削加工手段，利用電、磁、聲、光、熱等物理及化學能量直接施加于被加工工件部位，達到材料去除、變形以及改變性能等目的的加工技術。

特種加工與傳統切削加工的不同特點主要有：

①不是主要依靠機械能，而是用其他的能量（如電能、熱能、光能、聲能以及化學能等）去除工件材料；

②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情況下，例如在激光加工、電子束加 工、離于束加工等加工過程中，根本不需要使用任何工具； 激光加工

定義：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬時急劇熔化和氣化，并產生很強的沖擊波，使被熔化的物質爆炸式地噴濺來實現材料去除地加工技術。

基本原理和特點：利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應加工各種材料。基本設備包括：激光器、電源、光學系統、冷卻系統及機械系統等。

激光加工技術的應用：（1）激光打孔（2）激光切割(3)激光焊接(4)激光表面處理等加工制造領域。

電子束加工

離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入 4類。

激光加工、電子束加工、離子束加工都是利用高能量密度的束流作為熱源，對材料或構件進行加工的技術，又稱為高能束加工。

超聲波加工 主要是磨粒的撞擊作用

超聲波加工 適合于加工硬脆材料，尤其是不導電的非金屬材料。(玻璃、陶瓷、石英、硅、瑪瑙、寶石)微細加工技術 是指微小尺寸零件的生產加工技術。

包括三級：微米級

亞微米級

納米級

快速原型制造技術 原理：基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復雜的三維加工分解為簡單的材料二維添加的組合。

RPM技術的特點：（1）可以制造任意復雜的三維幾何實體，不受傳統機械加工中刀具無法達到某些型面的限制。

（2）成形過程中無人干預或較少干預，大大減少了對熟練技術工人的需求。

（3）任意復雜零件的加工只需在一臺設備上完成，也不需要專用的工裝、夾具和模具。

快速堆積成形

快速成形系統根據切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料制成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維實體原型的制備。

選擇性激光燒結則使用粉末材料。

超高速加工技術

常用的刀具材料有：涂層刀具 金屬陶瓷刀具 立方氮化硼（CBN）刀具

聚晶金剛石（PCD）刀具 超高速切削機床 電主軸采用陶瓷滾動球軸承 磁懸浮軸承

PDM技術的發展可以分為以下三個階段：配合CAD工具的PDM系統、專業PDM系統 產生和PDM的標準化階段。

PDM系統標準化包括:管理對象的標準化和管理過程的標準化