第一篇：淺談先進制造技術在機械工藝中的運用

湖南農業(yè)大學課程論文

學院：科學技術師范學院班級：09級機制教育班 姓名：肖阿文學號：200940914104 課程論文題目：淺談先進制造技術在機械工藝中的運用 課程名稱：《先進制造技術》 評閱成績：

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目錄

1.引言................................................1 2.先進制造技術的提出與體系............................1 3.先進制造技術與機械制造工藝的關系...................2 4.先進制造技術在機械制造工藝中的應用.................2 4.1業(yè)生產方式發(fā)生重大變革..........................2 4.2產品設計開發(fā)應用了現(xiàn)代設計技術的最新成果........2 5.我國機械工業(yè)發(fā)展先進制造技術的對策...............3 5.1加強先進制造技術的應用與自身制造技術的開發(fā)相結合...............................................3 5.2發(fā)揮企業(yè)主體作用與政府引導、扶助相結合............3 5.3立足實際先行試點.................................3 5.4加強人才培訓.....................................4 5.5加強國際交流與合作...............................4 6.結束語..............................................4

淺談先進制造技術在機械工藝中的運用

學 生：肖阿文

科學技術師范學院機制教育班 學號200940914104

摘要：論述了先進制造技術與機械制造工藝的相互關系，并提出我國機械工業(yè)發(fā)展先進制造技術應采取的對策，因此廣泛采用先進制造技術應用于制造業(yè)，無論從戰(zhàn)略角度還是發(fā)展策略，都是我國實現(xiàn)工業(yè)經濟大國必須要大力提倡和廣泛發(fā)展的。

關鍵詞：先進制造技術 機械工藝

1、引言

先進制造技術是當今議論較多的一個專用詞語。近年來，先進制造技術在機械加工領域中的應用越來越廣泛，越來越深入，并取得了很大的成績。然而，如何看待先進制造技術與機械制造工藝之間的相互關系、如何面對市場的競爭和新技術的挑戰(zhàn)，采取相應的對策。這是我們機械行業(yè)必須認真思考的一個重要問題。

2、先進制造技術的提出與體系

什么是先進制造技術？對此，目前尚沒有一個明確的、一致的定義。但普遍公認的含義是：先進制造技術是制造業(yè)不斷吸收信。息技術和現(xiàn)代管理技術的成果。并將其綜合應用于產品設計、加工、檢測、生產管理、產品銷售、使用、回收等制造全過程的制造技術的總稱。

先進制造技術是制造業(yè)為了提高競爭力以適應時代的要求而形成的一個高新技術群，經過發(fā)展，已形成了完整的體系結構。但在不同的國家、不同的發(fā)展階段，先進制造技術有不同的內容及組成方式。在我國，機械科學研究院提出了由多層次技術群構成的先進制造技術體系。第一個層次是優(yōu)質、高效、低耗、清潔基礎制造技術，它是先進制造技術的核心。它在鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護、機械加工等基礎工藝中大量采用。第二個層次是新型的制造單元技術。這是在市場需求及新興產業(yè)的帶動下。制造技術與電子、信息、新材料、新能源、環(huán)境科學、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理等高新技術結合而形 成的嶄新制造技術，如數(shù)控技術、清潔生產技術、機器人技術等等。第三個層次是先進制造集成技術。這是應用信息技術和系統(tǒng)管理技術，通過網絡與數(shù)據(jù)庫對上述兩個層次的技術集成而形成的。如虛擬技術等。

3、先進制造技術與機械制造工藝的關系

制造業(yè)領域十分廣泛，它包括機械、電子、食品、化工、輕工、紡織等，制造業(yè)從本質上來講，它既是一個基礎產業(yè)，也是一個創(chuàng)造新的生產力的生產過程。制造技術是現(xiàn)代制造產業(yè)的基礎與核心。而機械制造工藝是制造業(yè)的根本。一方面先進制造技術廣泛應用于機械制造業(yè)。推動著機械制造工藝的發(fā)展，并帶動其他制造業(yè)的進步；另一方面，機械制造技術的更新、發(fā)展又集中體現(xiàn)著先進制造技術，并補充、豐富了先進制造技術。因此，先進制造技術與機械制造工藝的關系是相輔相成的，不能忽視甚至廢棄任何一方的發(fā)展。

4、先進制造技術在機械制造工藝中的應用

如前所述。先進制造技術是一個龐大的技術群，在機械制造的整個過程中，無論是在產品的設計開發(fā)、還是在產品生產制造或是經營管理中都能充分利用先進制造技術。近幾年。機械制造業(yè)發(fā)生了一系列重大變化，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1業(yè)生產方式發(fā)生重大變革

由于先進制造技術的應用，現(xiàn)代機械制造企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)觀念，在生產組織方式上發(fā)生了五個轉變：從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉變；從金字塔式的多層次生產管理結構向扁平的網絡結構轉變；從按功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)、自主管理的小組工作組織形式轉變;從質量第一的競爭策略向快速響應市場的競爭策略轉變；從以技術為中心向以人為中心轉變。

4.2產品設計開發(fā)應用了現(xiàn)代設計技術的最新成果

現(xiàn)代設計的方法和技術主要有：綠色設計。在開發(fā)和應用新技術時，必須把保護環(huán)境、愛護人類的“生態(tài)平衡”意識擺在設計、制造和使用的首位，“以人為本”是制造技術發(fā)展的最高準則。綠色技術就是為了減輕環(huán)境污染或減少原材料的浪費、充分利用自然資源的使用技術。綠色設計的目的就是克服傳統(tǒng)設計的不足，使產品滿足環(huán)保的要求。它包括產品從概念形成到生產制造、使用乃至廢棄后的回收、再利用及處理等各個階段。綠色設計從根本上防止了 污染，節(jié)約了資源和能源。因此，綠色設計也是現(xiàn)代機械制造業(yè)進行產品設計開發(fā)的一個重要原則。并行工程。并行工程是現(xiàn)代設計的一個重要方法。傳統(tǒng)的順序工程設計，是先進行需求分析，然后進行產品設計，再進行生產制造，最后是產品上市。這種設計方法，信息是單向依次地傳遞。

采用并行工程方法則將各個工程設計過程與其后續(xù)過程并行進行設計，而且上下過程之間的信息交流是雙向的，并據(jù)此作出決策。這意味著，采用并行工程方法，從一開始就要考慮產品整個生命周期中的所有因素，如用戶要求概念形成、成本質量、報廢處理等。這就利于提高產品質量、降低成本、縮短研制周期。

5、我國機械工業(yè)發(fā)展先進制造技術的對策

我國是一個制造業(yè)基礎薄弱的國家，而機械制造業(yè)占的比重又較大。盡管近十年來。我國機械制造業(yè)不斷引進國外的先進制造技術，但與發(fā)達國家相比仍有較大的差距。主要表現(xiàn)為：技改投入相對不足，技術裝備、生產工藝、生產管理、市場觀念、人員素質相對落后。面對新世紀國際機械制造業(yè)的競爭和高新技術發(fā)展的挑戰(zhàn)，我國機械制造業(yè)應采取以下對策：

5.1加強先進制造技術的應用與自身制造技術的開發(fā)相結合

加強先進制造技術在機械制造業(yè)的應用，對發(fā)展機械制造業(yè)、增強機械制造業(yè)的生命力十分必要。但同時，我們也應注藿機械制造技術自身的開發(fā)，這對于豐富先進制造技術、促進其他制造業(yè)的發(fā)展至關重要。

5.2發(fā)揮企業(yè)主體作用與政府引導、扶助相結合

機械制造企業(yè)是應用先進制造技術的主體，也是技術開發(fā)、投資的主體。因此，企業(yè)應改變觀念，眼光放遠，在這兩方面舍得花人力、物力和財力。．

5.3立足實際先行試點

推廣應用先進制造技術在機械制造業(yè)的應用與推廣要立足于實際，循序漸進。要結合中國實際，因地制宜，滾動式發(fā)展。應選擇一些重點行業(yè)、重點地區(qū)、重點企業(yè)進行試點，待成熟后再廣泛推廣，不可搞“一刀切”。

5.4加強人才培訓 人才是技術發(fā)展的關鍵。要加強先進制造技術的應用和開發(fā)，必須提高 人員索質，加強人才培訓。應培養(yǎng)一批德才兼?zhèn)洹⒓榷茖W技術，又懂管理的優(yōu)秀企業(yè)家，還要造就一支具有較高職業(yè)素質的技術工人隊伍。

5.5加強國際交流與合作

世界各國的機械制造技術的發(fā)展都有自己的特色和側重點。通過加強國際交流與合作，可迅速吸收應用先進制造技術，并結合本國國情來發(fā)展機械制造技術。

6、結束語

先進機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發(fā) 展的關鍵時期，先進制造技術是我們的薄弱環(huán)節(jié)。我們應該跟上發(fā)展先進造技術的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發(fā)達國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，先進的發(fā)展孕育產生大量的專業(yè)技術人才，進而推動我國現(xiàn)代機械制造業(yè)進一步走向繁榮。

參考文獻：

[1]李蓓智.先進制造技術[M].高等即驕傲與出版社,2007-5 [2]候書林.機械制造技術基礎[M].中國農業(yè)出版社 ,2010-3 [3]張世昌.先進制造技術[M].天津：天津大學出版社，2004-5 [4]陸青海.制造模式的新形勢[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2002-9

第二篇：先進制造技術在機械制造業(yè)中的應用

先進制造技術在機械制造業(yè)中的應用

摘要：中國雖是制造大國，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍有很大差距。材料成型加工制造是制造業(yè)的重要組成部分，是先進制造技術的重要內容，對國民經濟的發(fā)展及國防力量的增強均有重要作用。該文認為，面對市場經濟、參與全球競爭，企業(yè)的發(fā)展要依靠先進制造技術，而先進制造技術必然促進企業(yè)的發(fā)展。未來的制造企業(yè)將是以人、管理及技術三要素組成，而以人為本。未來的制造模式將是：小批量、高質量、低成本、交貨期短、生產柔性、環(huán)境友好。快速產品與工藝開發(fā)系統(tǒng)、新一代制造工藝及裝備和模擬與仿真是三項關鍵先進制造技術。

關鍵詞：

材料成形加工、發(fā)展趨勢、制造業(yè)、先進制造技術

引言：隨著計算機技術的發(fā)展，計算材料科學已成為一門新興的交叉學科，是除實驗和理論外解決材料科學中實際問題的第三個重要研究方法。它可以比理論和實驗做得更深刻、更全面、更細致，可以進行一些理論和實驗暫時還做不到的研究。因此，基于知識的材料成型工藝模擬仿真是材料科學與制造科學的前沿領域及研究熱點。根據(jù)美國科學研究院工程技術委員會的測算，模擬仿真可提高產品質量5～15倍、增加材料出品率25%、降低工程技術成本13%～30%、降低人工成本5%～20%、增加投入設備的利用率30%～60%、縮短產品設計和試制周期30%～60%、增加分析問題廣度和深度的能力3～3.5倍等。

正文：先進制造技術在機械制造業(yè)中的應用 1 先進制造技術的概念與特點

一般認為：先進制造技術是指制造業(yè)(傳統(tǒng)制造技術)不斷吸收機械工程技術、電子信息技術(包括微電子、光電子、計算機軟硬件、現(xiàn)代通信技術)、自動化控制理論技術(自動化技術生產設備)、材料科學、能源技術、生命科學及現(xiàn)代管理科學等方面的成果;并將其綜合應用于制造業(yè)中產品設計、制造、管理(檢測)、銷售、使用、服務(售后服務)以及對報廢產品的回收處理這樣一個制造全過程，實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變的產品市場的適應、競爭能力，取得(具有市場競爭能力的)理想經濟技術綜合效果的制造技術的總稱。

由以上先進制造技術的概念可以看出先進制造技術有如下特點：

1)先進制造技術不是一成不變的，而是一個動態(tài)過程，要不斷吸取各種高新技術成果，并將其滲透到產品的設計、制造、生產管理及市場營銷的所有領域及全部過程，并實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔的生產。

2)先進制造技術是面向新世紀技術系統(tǒng)，它的目的是提高制造業(yè)的綜合效益，贏得國際市場競爭。

3)先進制造技術是不僅限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品設計、工藝設計、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容。

4)先進制造技術是特別強調計算機技術、信息技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術，在產品設計、制造和生產管理等方面的應用。

5)先進制造技術是強調各專業(yè)學科之間的相互滲透、融合和淡化，并最終消除它們之間的界限。

6)先進制造技術是特別強調環(huán)境保護，要求產品是所謂的“綠色產品，要求生產過程是環(huán)保型的。

2.先進制造技術在機械制造業(yè)中的應用

如前所述，先進制造技術是一個龐大的技術群。在機械制造的整個過程中，無論是在產品的設計開發(fā)、還是在產品生產制造或是經營管理中都能充分利用先進制造技術。近幾年，機械制造業(yè)發(fā)生了一系列重大變化，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1)企業(yè)生產方式發(fā)生重大變革。由于先進制造技術的應用，現(xiàn)代機械制造企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)觀念，在生產組織方式上發(fā)生了五個轉變：從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉變;從金字塔式的多層次生產管理結構向扁平的網絡結構轉變;從按功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)、自主管理的小組工作組織形式轉變;從質量第一的競爭策略向快速響應市場的競爭策略轉變;從以技術為中心向以人為中心轉變。

2)機械制造業(yè)的先進制造工藝以及自動化技術的形成和發(fā)展。在整個機械制造的過程中，工藝過程是最主要的過程。由于機械制造業(yè)本身的需要，形成和發(fā)展了許多先進的制造工藝及自動化技術。從而充實、發(fā)展了整個先進制造技術群，帶動了其他制造業(yè)的發(fā)展。這些先進制造工藝及自動化技術主要包括以下幾個方面。(1)毛坯制造工藝。毛坯制造是機械制造工藝的基礎和前提。近幾年，出現(xiàn)了許多先進的制造工藝及技術。鑄造方面出現(xiàn)了一套精密潔凈鑄造成形工藝，例如，外熱風沖天爐熔煉、處理、保護成套技術;鋼液精煉與保護技術;高效金屬型鑄造工藝及設備;氣化模鑄造工藝與設備等。鍛壓方面出現(xiàn)了精確高效塑性成型技術，主要有熱精鍛生產線成套技術，冷溫成型成套技術，輥鍛和楔橫軋成形技術，精密沖裁工藝及設備等，焊接與切割方面出現(xiàn)了新型焊接電源及控制技術，激光焊接技術，微連接技術，數(shù)控切割技術等。(2)機械加工工藝。機械加工是機械制造工藝過程的主要組成部分，在這方面的趨勢是向高效、高精度方向發(fā)展。主要有精密加工和超精密加工，高速切削與超高速磨削，復雜型面的數(shù)控加工，游離磨料的高效加工等。(3)自動化技術。制造自動化技術是在制造過程的所有環(huán)節(jié)采用自動化技術，實現(xiàn)制造全過程的自動化。是研究對制造過程的規(guī)劃、運作、管理、組織、控制與協(xié)調優(yōu)化等的自動化的技術，以使產品制造過程實現(xiàn)高效、優(yōu)質、低耗、及時和潔凈的目標。在機械制造過程中，除了發(fā)展應用先進制造工藝以外，自動化技術的發(fā)展與應用是另一大特征。這些自動化技術包括CAD，CAM集成、機床數(shù)控技術、工業(yè)機器人、柔性制造技術、傳感技術、計算機集成制造技術、自動檢測及信號識別技術等。

3.我國機械工業(yè)發(fā)展先進制造技術的戰(zhàn)略與對策

我國是一個制造業(yè)基礎薄弱的國家，而機械制造業(yè)占的比重又較大。盡管近十年來，我國機械制造業(yè)不斷引進國外的先進制造技術，但與發(fā)達國家相比仍有較大的差距。主要表現(xiàn)為：技改投入相對不足。技術裝備、生產工藝、生產管理、市場觀念、人員素質相對落后。面對新世紀國際機械制造業(yè)的競爭和高新技術發(fā)展的挑戰(zhàn)，我國機械制造業(yè)應采取以下對策。

1)提高認識，全面規(guī)劃，將裝備制造業(yè)置于重要的戰(zhàn)略地位。

2)加強先進制造技術的應用與自身制造技術的開發(fā)相結合。據(jù)前論述可知，加強先進制造技術在機械制造業(yè)的應用，對發(fā)展機械制造業(yè)、增強機械制造業(yè)的生命力十分必要。但同時，我們也應注重機械制造技術自身的開發(fā)，著重提高自主創(chuàng)新能力。高度重視制造產業(yè)共性技術的研究開發(fā)，全力實施標準戰(zhàn)略、專利戰(zhàn)略。切實提高企業(yè)的技術開發(fā)和集成創(chuàng)新能力，這對于豐富先進制造技術、促進其他制造業(yè)的發(fā)展至關重要。將引進、消化吸收國外先進制造技術與自主開發(fā)創(chuàng)新相結合，深化科技體制改革，推進技術創(chuàng)新體系的建設。

3)大力發(fā)展先進高新制造技術及其產業(yè)。

4)人才是技術發(fā)展的關鍵。要加強先進制造技術的應用和開發(fā)，必須提高人員素質，加強人才培訓。應培養(yǎng)一批既懂科學技術，又懂管理的優(yōu)秀企業(yè)家，還要造就一支具有較高職業(yè)素質的技術工人隊伍。

5)加強國際交流與合作。世界各國的機械制造技術的發(fā)展都有自己的特色和側重點。通過加強國際交流與合作，可迅速吸收應用先進制造技術，并結合本國國情來發(fā)展機械制造技術。

現(xiàn)代的產品與工藝開發(fā)系統(tǒng)的特點是：在設計全過程采用信息技術，產品有創(chuàng)新，采用新材料與新制造工藝，使產品開發(fā)周期短、返工少、成本低，因而產品在國際市場上有競爭能力。輕量化、精確化、高效化將是成形制造技術的重要發(fā)展方向，材料成形制造向更輕、更薄、更精、更強、更韌、成本低、周期短、質量高的方向發(fā)展。制造過程的計算機模擬仿真是先進制造技術的重要內容，已在鑄造及塑形加工等領域中得到廣泛應用。高性能、高精度、高效率、多學科及多尺度是模擬仿真技術的努力目標，而微觀組織模擬從微米到納米尺度則是近年來新的研究熱點。綠色制造是制造技術的進一步發(fā)展趨勢。

制造業(yè)及材料成型加工技術的作用及地位

我國已是制造大國，僅次于美、日、德，位居世界第4。我國雖是制造大國，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍有很大差距，表現(xiàn)在：1勞動生產率低，人均產值不到美國的k/20；2技術含量低，以CAD為例，仍停留在繪圖功能：3重要關鍵復雜產品基本上沒有自主產品創(chuàng)新開發(fā)能力。

材料成形加工行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，材料成形加工是汽車、電力、石化、造船、機械等支柱產業(yè)的基礎制造技術，新一代材料加工技術也是先進制造技術的重要內容。鑄造、鍛造及焊接等材料加工技術是國民經濟可持續(xù)發(fā)展的主體技術。據(jù)統(tǒng)計，全世界75%的鋼材經塑性加工，45%的金屬結構用焊接得以成型。汽車重量的65%以上仍由鋼材、鋁合金、鑄鐵等材料通過鑄造、鍛壓、焊接等加工方法而成形。

但是，我國的材料成形加工技術與國外工業(yè)發(fā)達國家相比，仍有很大差距。例如：重大工程的關鍵鑄鍛件如長江三峽水輪機的第一個葉輪仍從國外進口；航空工業(yè)發(fā)動機及其它重要的動力機械的核心成形制造技術尚有待突破。因此，在振興我國制造業(yè)的同時，要加強和重視材料成形加工制造技術的發(fā)展。

制造業(yè)在過去的二十年中發(fā)生了巨大變化，這種變化還會延續(xù)。高速發(fā)展的工業(yè)技術要求加工制造的產品精密化、輕量化、集成化；國際競爭更加激烈的市場要求產品性能高、成本低、周期短；日益惡化的環(huán)境要求材料加工原料與能源消耗低、污染少。為了生產高精度、高質量、高效率的產品，材料正由單一的傳統(tǒng)型向復合型、多功能型發(fā)展；材料成形加工制造技術逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學科化。

面對市場經濟、參與全球競爭，必須十分重視制造業(yè)、先進制造技術及成形加工制造技術的技術進步。

先進制造技術的發(fā)展趨勢

美國在“新一代制造計劃”中指出未來的制造模式將是：批量小、質量高、成本低、交貨期短、生產柔性、環(huán)境友好。未來的制造企業(yè)將是：以人、管理及技術三要素組成，而以人為本。未來的制造企業(yè)要掌握十大關鍵技術，包括了“快速產品與工藝開發(fā)系統(tǒng)”，“新一代制造工藝及裝備”及“模擬與仿真”三項關鍵技術。其中新一代制造工藝包括精確成型制造或稱凈成型制造工藝。凈成型制造工藝要求材料成型制造向更輕、更薄、更精、更強、更韌、成本低、周期短、質量高方向發(fā)展。

輕量化、精確化、高效化將是未來制造技術的重要發(fā)展方向。以汽車制造為例，美國新一代汽車研究計劃的目標是在2003年每100公里油耗要減少到3升。汽車重量減輕10%可使燃燒效率提高7%，并減少10%的污染。為了達到這一目標，要求整車重量要減輕40～50%，其中車體和車架的重量要求減輕50%，動力及傳動系統(tǒng)必須減輕10%。例如，美國福特汽車公司新車型中使用的主要材料可以看出新一代汽車中鋼鐵黑色金屬用量將大幅度減少，而鋁及鎂合金用量將顯著增加，鋁合金將從284磅增加到733磅，鎂合金將從10磅增加到86磅。

近年來，隨著汽車工業(yè)和電子工業(yè)的迅速發(fā)展，對通過降低產品的自重以降低能源消耗和減少污染包括汽車尾氣和廢舊塑料，提出了更迫切的要求，輕量化的綠色環(huán)保材料將作為人們的首選。鎂合金就是被世界各國材料界看好的最具有開發(fā)和應用發(fā)展前途的金屬材料。

鎂合金產品具有以下優(yōu)勢：1輕量化：密度1.8g/cm3左右，是鐵的1/4，鋁的2/3，與塑料相近。2比強度高、剛性佳，優(yōu)于鋼、鋁。3極佳的防震性，耐沖擊、耐磨性良好。4優(yōu)良的熱傳導性，改善電子產品散熱問題。5非磁性金屬，抗電磁波干擾，電磁屏蔽性佳。6加工成型性能好，成品外觀美麗，質感佳，無可燃性相對于塑料。7材料可100%回收，回收率高，符合環(huán)保法。8尺寸穩(wěn)定，收縮率小，不易因環(huán)境溫度變化而改變相對于塑料。

鎂合金壓鑄件廣泛應用于交通工具如汽車、摩托車及飛機零件等、IT行業(yè)如手機、手提電腦等3C產品、小型家電攝像機、照相機及其他電子產品外殼等行業(yè)。同時，壓鑄鎂合金產品在國防建設等領域也有十分廣闊的應用前景。

快速產品/工藝開發(fā)系統(tǒng)

我國制造業(yè)的主要問題之一是缺乏創(chuàng)新產品的開發(fā)能力，因而缺乏國際市場競爭能力。

傳統(tǒng)產品開發(fā)的特點：一是照貓畫虎、知識老化、缺乏創(chuàng)新，二是周期長、返工多、成本高。例如，日本豐田汽車公司沿用傳統(tǒng)的產品設計開發(fā)方法造成了大量的返工。又例如，美國空軍研究所從1981—1991年研發(fā)武器共發(fā)布圖紙20，000張，但共有90，000張圖紙進行了更改，平均每張圖紙改動了4.5次，多化費了16億美元。

現(xiàn)代的產品開發(fā)系統(tǒng)的特點是：1采用現(xiàn)代設計理論與方法，2進行全生命周期設計，3設計全過程采用信息技術，4加快采用新材料、新工藝，5產品開發(fā)周期短、返工少、成本低，努力做到一次成功，6產品有創(chuàng)新，在國際市場上有競爭能力。

應該指出：產品設計及制造開發(fā)系統(tǒng)是以設計與制造過程的建模為核心內容。1992年，美國先進金屬材料加工工程研究中心提出了產品設計/制造工藝集成系統(tǒng)。在產品零部件的設計過程中同時要進行影響產品及零部件性能的成型制造過程的建模，它不僅可以提供產品零部件的可制造性評估，而且可以提供產品零部件的性能預測。2001年，美國又提出了集成制造技術建議，并提出“可靠制造的建模與仿真”新構思，對產品設計制造等全生命周期過程全部進行模擬仿真。

波音公司采用的現(xiàn)代產品開發(fā)系統(tǒng)，將新產品研制周期從8年縮短到5年，工程返工量減少了50%。日本豐田汽車公司在研制2002年嘉美新車型時縮短了研發(fā)周期10個月，減少了試驗樣車數(shù)量65%。美國底特律柴油機公司研發(fā)一臺V6型柴油機的研發(fā)周期只用了7.5個月。美國汽車工業(yè)希望汽車的研發(fā)周期縮短為15—25個月，而20世紀90年代汽車的研發(fā)周期為5年。

新一代制造技術材料成型制造技術

制造技術可分為加工制造及成型制造以液態(tài)鑄造成型、固態(tài)塑性成型及連接成型等為代表技術，其中成型制造不僅賦予零件以形狀，而且決定了零件的組織結構與性能。

精確成型制造技術

近年來出現(xiàn)了很多新的精確成型制造技術。例如，在精確鑄造成型加工方面，在汽車工業(yè)中Cosworth鑄造采用鋯砂砂芯組合并用電磁泵控制澆鑄)、消失模鑄造及壓力鑄造已成為新一代汽車薄壁、高質鋁合金缸體鑄件的三種主要精確鑄造成型方法。許多研究預測消失模鑄造將是“明天的鑄造新技術”。另外，用定向凝固熔模鑄造生產的高溫合金單晶體燃汽輪機葉片也是精確成型鑄造技術在航空、航天工業(yè)中應用的杰出體現(xiàn)。

在轎車工業(yè)中還有很多材料精確成型新工藝，如用精確鍛造成型技術生產凸輪軸等零件液壓脹型技術、半固態(tài)成型、三維擠壓法等。摩擦壓力焊新技術近來備受人們關注。

以擠壓鑄造及半固態(tài)鑄造為代表的精確成型技術由于熔體在壓力下充型、凝固，從而使鑄件具有好的表面及內部質量。材料在壓力作用下凝固可形成細小的球狀晶粒組織。半固態(tài)鑄造是一種生產結構復雜、近凈成型、高品質鑄件的材料半固態(tài)加工工藝技術。其區(qū)別于壓力鑄造和鍛壓的主要特征是材料處于半固態(tài)時在較高壓力下充型和凝固。半固態(tài)鑄造技術最早在上世紀70年代由美國MIT凝固實驗室研究開發(fā)，并在90年代中期因汽車的輕量化得到了快速發(fā)展，可分為流變鑄造和觸變鑄造。

快速及自由成型制造技術

隨著全球化及市場的激烈競爭，加快產品開發(fā)速度已成為競爭的重要手段之一。制造業(yè)要滿足日益變化的用戶需求，制造技術必須有較強的靈活性，能夠以小批量甚至單件生產迎合市場。快速原型制造技術就是在這樣的社會背景下產生的。快速原型制造技術以離散/堆積原理為基礎和特征，將零件的電子模型按一定方式離散成為可加工的離散面、離散線和離散點，而后采用多種手段，將這些離散的面、線段和點堆積形成零件的整體形狀。有人因該技術高度的柔性而稱之為“自由成型制造”。近年來，快速原型制造已發(fā)展為快速模具制造及快速制造。它能大大縮短產品的設計開發(fā)周期，解決單件或小批零件的制造問題。

激光加工技術多種多樣，包括電子元件的精密微焊接、汽車和船舶制造中的焊接、坯料制造中的切割、雕刻與成型等，其中激光加工自由成型制造技術也是重要的發(fā)展動向。

參考文獻

1.盛曉敏、梁朝暉，等.先進制造技術 [M].機械工業(yè)出版社，2000.09.2.魏鐵華.論現(xiàn)代制造系統(tǒng)模式的共性 [J].工廠建設與設計，1996.06.

第三篇：先進制造技術在機械制造業(yè)中的應用

先進制造技術在機械制造業(yè)中的應用

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講述了先進制造技術概念與特點，論述了先進制造技術在機械制造業(yè)的應用，并提出了我國機械工業(yè)發(fā)展先進制造技術應采取的對策。先進制造技術的概念與特點

一般認為：先進制造技術是指制造業(yè)(傳統(tǒng)制造技術)不斷吸收機械工程技術、電子信息技術(包括微電子、光電子、計算機軟硬件、現(xiàn)代通信技術)、自動化控制理論技術(自動化技術生產設備)、材料科學、能源技術、生命科學及現(xiàn)代管理科學等方面的成果;并將其綜合應用于制造業(yè)中產品設計、制造、管理(檢測)、銷售、使用、服務(售后服務)以及對報廢產品的回收處理這樣一個制造全過程，實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變的產品市場的適應、競爭能力，取得(具有市場競爭能力的)理想經濟技術綜合效果的制造技術的總稱。

由以上先進制造技術的概念可以看出先進制造技術有如下特點：

1)先進制造技術不是一成不變的，而是一個動態(tài)過程，要不斷吸取各種高新技術成果，并將其滲透到產品的設計、制造、生產管理及市場營銷的所有領域及全部過程，并實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔的生產。

2)先進制造技術是面向新世紀技術系統(tǒng)，它的目的是提高制造業(yè)的綜合效益，贏得國際市場競爭。

3)先進制造技術是不僅限于制造過程本身，它涉及到產品從市場調研、產品設計、工藝設計、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容。

4)先進制造技術是特別強調計算機技術、信息技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術，在產品設計、制造和生產管理等方面的應用。

5)先進制造技術是強調各專業(yè)學科之間的相互滲透、融合和淡化，并最終消除它們之間的界限。

6)先進制造技術是特別強調環(huán)境保護，要求產品是所謂的“綠色產品，要求生產過程是環(huán)保型的。

先進制造技術在機械制造業(yè)中的應用

如前所述，先進制造技術是一個龐大的技術群。在機械制造的整個過程中，無論是在產品的設計開發(fā)、還是在產品生產制造或是經營管理中都能充分利用先進制造技術。近幾年，機械制造業(yè)發(fā)生了一系列重大變化，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1)企業(yè)生產方式發(fā)生重大變革。由于先進制造技術的應用，現(xiàn)代機械制造企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)觀念，在生產組織方式上發(fā)生了五個轉變：從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉變;從金字塔式的多層次生產管理結構向扁平的網絡結構轉變;從按功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)、自主管理的小組工作組織形式轉變;從質量第一的競爭策略向快速響應市場的競爭策略轉變;從以技術為中心向以人為中心轉變。

2)機械制造業(yè)的先進制造工藝以及自動化技術的形成和發(fā)展。在整個機械制造的過程中，工藝過程是最主要的過程。由于機械制造業(yè)本身的需要，形成和發(fā)展了許多先進的制造工藝及自動化技術。從而充實、發(fā)展了整個先進制造技術群，帶動了其他制造業(yè)的發(fā)展。這些先進制造工藝及自動化技術主要包括以下幾個方面。(1)毛坯制造工藝。毛坯制造是機械制造工藝的基礎和前提。近幾年，出現(xiàn)了許多先進的制造工藝及技術。鑄造方面出現(xiàn)了一套精密潔凈鑄造成形工藝，例如，外熱風沖天爐熔煉、處理、保護成套技術;鋼液精煉與保護技術;高效金屬型鑄造工藝及設備;氣化模鑄造工藝與設備等。鍛壓方面出現(xiàn)了精確高效塑性成型技術，主要有熱精鍛生產線成套技術，冷溫成型成套技術，輥鍛和楔橫軋成形技術，精密沖裁工藝及設備等，焊接與切割方面出現(xiàn)了新型焊接電源及控制技術，激光焊接技術，微連接技術，數(shù)控切割技術等。(2)機械加工工藝。機械加工是機械制造工藝過程的主要組成部分，在這方面的趨勢是向高效、高精度方向發(fā)展。主要有精密加工和超精密加工，高速切削與超高速磨削，復雜型面的數(shù)控加工，游離磨料的高效加工等。(3)自動化技術。制造自動化技術是在制造過程的所有環(huán)節(jié)采用自動化技術，實現(xiàn)制造全過程的自動化。是研究對制造過程的規(guī)劃、運作、管理、組織、控制與協(xié)調優(yōu)化等的自動化的技術，以使產品制造過程實現(xiàn)高效、優(yōu)質、低耗、及時和潔凈的目標。在機械制造過程中，除了發(fā)展應用先進制造工藝以外，自動化技術的發(fā)展與應用是另一大特征。這些自動化技術包括CAD，CAM集成、機床數(shù)控技術、工業(yè)機器人、柔性制造技術、傳感技術、計算機集成制造技術、自動檢測及信號識別技術等。

我國機械工業(yè)發(fā)展先進制造技術的戰(zhàn)略與對策

我國是一個制造業(yè)基礎薄弱的國家，而機械制造業(yè)占的比重又較大。盡管近十年來，我國機械制造業(yè)不斷引進國外的先進制造技術，但與發(fā)達國家相比仍有較大的差距。主要表現(xiàn)為：技改投入相對不足。技術裝備、生產工藝、生產管理、市場觀念、人員素質相對落后。面對新世紀國際機械制造業(yè)的競爭和高新技術發(fā)展的挑戰(zhàn)，我國機械制造業(yè)應采取以下對策。

1)提高認識，全面規(guī)劃，將裝備制造業(yè)置于重要的戰(zhàn)略地位。

2)加強先進制造技術的應用與自身制造技術的開發(fā)相結合。據(jù)前論述可知，加強先進制造技術在機械制造業(yè)的應用，對發(fā)展機械制造業(yè)、增強機械制造業(yè)的生命力十分必要。但同時，我們也應注重機械制造技術自身的開發(fā)，著重提高自主創(chuàng)新能力。高度重視制造產業(yè)共性技術的研究開發(fā)，全力實施標準戰(zhàn)略、專利戰(zhàn)略。切實提高企業(yè)的技術開發(fā)和集成創(chuàng)新能力，這對于豐富先進制造技術、促進其他制造業(yè)的發(fā)展至關重要。將引進、消化吸收國外先進制造技術與自主開發(fā)創(chuàng)新相結合，深化科技體制改革，推進技術創(chuàng)新體系的建設。

3)大力發(fā)展先進高新制造技術及其產業(yè)。

4)人才是技術發(fā)展的關鍵。要加強先進制造技術的應用和開發(fā)，必須提高人員素質，加強人才培訓。應培養(yǎng)一批既懂科學技術，又懂管理的優(yōu)秀企業(yè)家，還要造就一支具有較高職業(yè)素質的技術工人隊伍。

5)加強國際交流與合作。世界各國的機械制造技術的發(fā)展都有自己的特色和側重點。通過加強

第四篇：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(tǒng)中融合電子、信息和管理技術，以及新工藝、新材料等現(xiàn)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(tǒng)：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(yè)：是指以制造技術為主導技術進行產品制造的行業(yè)。

制造業(yè)的核心要素是質量、成本和生產率。

制造技術是制造業(yè)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(fā)展時期：工場式生產時期、工業(yè)化規(guī)模生產時期、剛性自動化發(fā)展時期、柔性自動化發(fā)展時期、綜合自動化發(fā)展時期。

先進制造技術的發(fā)展趨勢：數(shù)字化是發(fā)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(tǒng)制造技術基礎上不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)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(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)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(tǒng)性、廣泛性、集成性、動態(tài)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(tài)：開路（空載脈沖）、火花放電（工作脈沖）、過度電弧放電（不穩(wěn)定電弧放電）、電弧放電（穩(wěn)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(fā)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(xù)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)、工作液循環(huán)系統(tǒng)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(zhí)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(tǒng)，也稱微型機電系統(tǒng)（MEMS）或微型系統(tǒng)。

微機械主要特點：1體積小，精度高，質量輕

2、性能穩(wěn)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(guī)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(jié)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(tǒng)、高性能CNC控制系統(tǒng)、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(tǒng)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(tǒng)的組成：

1、產品實物幾何外形數(shù)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(shù)據(jù)采集與處理（數(shù)字化技術）

2、曲面構造（建模技術）數(shù)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(tǒng)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(qū)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(shù)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(yè)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(tǒng)具有圖形處理、幾何建模、工程分析，仿真模擬以及工程數(shù)據(jù)庫的管理與共享等功能。CAD系統(tǒng)的軟件分為系統(tǒng)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(huán)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(tǒng)可分為派生式、創(chuàng)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(tǒng)是否有硬件接口聯(lián)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(shù)控系統(tǒng)：是指用數(shù)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(shù)控系統(tǒng)由數(shù)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(shù)控裝置為機床數(shù)控系統(tǒng)的核心，其主要功能有運動軸控制和多軸聯(lián)動控制功能。

數(shù)控加工編程的一般步驟：

1、工藝處理

2、數(shù)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(fā)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(tǒng)稱。廣義CAM是利用計算機進行零件的工藝規(guī)劃、數(shù)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(shù)控變成軟件（NCP）狹義CAM理解為數(shù)控加工，包括刀具路徑規(guī)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(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)包括計算機和外部設備，軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件、應用軟件和專業(yè)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(yè)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(huán)節(jié)綜合集成自動化，以使產品制造過程實現(xiàn)高效、優(yōu)質、低耗、及時、潔凈的目標。制造自動化發(fā)展歷程分為剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化三個發(fā)展階段。制造自動化的發(fā)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(yè)機器人：工業(yè)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(xiàn)代制造業(yè)的基礎設備。

工業(yè)機器人一般由執(zhí)行機構、控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)以及位置檢測機構等幾個部分構成。

工業(yè)機器人的分類：按系統(tǒng)功能分：專用機器人、通用機器人、示教再現(xiàn)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(jié)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(yè)機器人定位精度一般在±0.02-±5范圍。

工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)分類：

1、按控制系統(tǒng)回路的不同，可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。

2、按控制系統(tǒng)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(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、自適應控制系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)

4、按編程方式分屋里設置編程控制系統(tǒng)、示教編程控制系統(tǒng)、高線編程控制系統(tǒng)。

5、按機器人末端運動控制軌跡分點位控制和連續(xù)輪廓控制。工業(yè)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(tǒng)（FMS）：概念：是集數(shù)控技術、計算機技術、機器人技術以及現(xiàn)代管理技術為一體的現(xiàn)代制造技術。廣義：柔性制造系統(tǒng)是由若干臺數(shù)控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成。更為直觀的定義：柔性制造系統(tǒng)至少由兩臺機床、一套具有高度自動化的物料運儲系統(tǒng)和一套計算機控制系統(tǒng)所組成的制造系統(tǒng)，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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)能夠實現(xiàn)對FMS進行計劃調度、運行控制、物料管理、系統(tǒng)監(jiān)控和網絡通信等。除此之外還包含集中冷卻潤滑系統(tǒng)、切屑運輸系統(tǒng)、自動化清洗裝置、自動去毛刺設備等附屬系統(tǒng)。FMS特點：

1、柔性高，適應多種中小批量生產

2、系統(tǒng)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(tǒng)局部調整或維修不中斷整個系統(tǒng)的運作

5、遞階結構的計算機控制，可以與上層計算機聯(lián)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(tǒng)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(shù)字化，也就是對真實世界的動態(tài)模擬和再現(xiàn)，即虛擬現(xiàn)實。虛擬制造是以信息技術、仿真技術、虛擬現(xiàn)實技術為支持..CIMS計算機集成制造系統(tǒng)：從系統(tǒng)的功能角度考慮，一般認為CIMS是在兩個支撐分系統(tǒng)（網絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）的基礎上由4個分系統(tǒng)組成：經營管理信息系統(tǒng)、工程設計自動化系統(tǒng)化、制造自動化系統(tǒng)和質量保證信息系統(tǒng)。

CIMS三大特征為數(shù)據(jù)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(shù)控技術 CNC:計算機數(shù)控 FMC柔性制造單元 FMS柔性制造系統(tǒng) CAD/CAM計算機輔助設計與制造 CAPP計算機輔助工藝規(guī)劃 CAE計算機輔助工程 CAT計算機輔助檢測 ROBOT工業(yè)機器人 CIMS計算機集成制造系統(tǒng) CE并行工程 LP精益生產 AM：敏捷制造 CM:綠色制造

第五篇：先進制造技術

先進制造技術論文

隨著我國制造業(yè)的的不斷發(fā)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(tǒng)制造的基礎上，不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)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(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)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(xiàn)代設計技術 b、先進制造工藝技術 c、制造自動化技術 d、現(xiàn)代生產管理技術

一、現(xiàn)代設計技術

現(xiàn)代設計技術包括CAD、CAE、CAPP、CAT、優(yōu)化設計、可靠性設計、價值工程創(chuàng)新設計、反求工程、并行工程等。它的特點是：

（1）系統(tǒng)性(2)動態(tài)性（3）創(chuàng)造性

（4）計算機化（5）并行化、最優(yōu)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(xiàn)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(xiàn)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(wěn)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(huán)境 超精密加工必須在超穩(wěn)定的工作環(huán)境中進行，加工環(huán)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(huán)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)

（3）高性能的CNC控制系統(tǒng)（4）先進的機床結構

（5）高速切削的刀具系統(tǒng)

3、快速成型制造技術是集CAD技術、數(shù)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(xiàn)從零件設計到三維實體原型制造的一體化系統(tǒng)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(qū)片層粘結法

（3）選區(qū)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(xiàn)代激烈的產品市場

4、現(xiàn)代特種加工技術是用非常規(guī)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(yè)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(huán)節(jié)綜合集成自動化，以使產品制造過程實現(xiàn)高效、優(yōu)質、低耗、及時、潔凈的目標。

發(fā)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(shù)控技術

數(shù)控技術是指用數(shù)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(shù)控技術是實現(xiàn)制造過程自動化的基礎，是自動化柔性系統(tǒng)的核心，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)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(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化。數(shù)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(xiàn)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(shù)控機床是技術密集型的機電一體化產品，數(shù)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(yè)機器人

工業(yè)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(xiàn)代制造業(yè)的基礎設備。工業(yè)機器人一般由執(zhí)行機構、控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、位置檢測機構等幾部分組成。

工業(yè)機器人的分類

按系統(tǒng)功能分類： 專用機器人、通用機器人、示教再現(xiàn)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(jié)機器人

3柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是集數(shù)控集數(shù)、計算機技術、機器人技術、現(xiàn)代管理技術為一體的現(xiàn)代制造技術。它是由若干臺數(shù)控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成，并能根據(jù)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(tǒng)。

加工系統(tǒng)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(huán)境的適應性與保護性好

四、現(xiàn)代生產管理技術

現(xiàn)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(yè)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(yè)一切活動的主體，使技術的發(fā)展桁架的符合人類社會發(fā)展的需要。

（2）企業(yè)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(tǒng)的順序工作方向并行作業(yè)方式轉變。

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

（5）企業(yè)從單純競爭走向既有競爭又有結盟之路。

（6）質量是企業(yè)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(chuàng)新成為企業(yè)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(yè)技能的重要性。