先进制造技术常见习题详解

第一篇：先进制造技术常见习题详解

1.1 先进制造技术及其主要特点

1.1.1 制造、制造技术、制造业与现代制造业背景

制造(Manufacturing)是利用制造资源(设计方法、工艺、设备和人力等)将材料“转变”为有用的物品的过程。制造是一个很大的概念，按制造的连续性可分为连续制造(如化工产品的制造)和离散制造(如家电产品的制造)；按行业又可分为机械制造、食品制造、化工制造、IT产品制造，等等。当今，人们对制造的概念又加以扩充，将体系管理和服务等也纳入其中。制造是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。

制造技术(Manufacturing Technology)是制造活动所涉及到的一系列技术的总称，是提高产品竞争力的关键，也是制造业赖以生存和发展的主体技术。传统的制造技术仅强调工艺方法和加工设备。现代的制造技术不仅重视工艺方法和设备，还注重设计方法、生产组织模式、制造与环境和谐统一、制造的可持续性以及制造技术与其它科学技术的交叉和融合，甚至还涉及制造技术与制造全球化、贸易自由化、军备竞争等内容 制造技术发展的三阶段

—— 用机器代替手工，从作坊形成工厂 —— 从单件生产方式发展成大量生产方式

—— 柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术

制造业是以制造技术为主导技术进行产品制造的企业群体的总称，是工业的主体。根据我国现行统计划分，工业由制造业、采掘业以及电力、燃气和水的生产供应业构成，制造系指第二产业中除采掘业、电力和燃气及其生产供应业、建筑业以外的所有行业，包括30个大类、169个中类、482个小类。

制造业－－我国经济发展的战略重点

“十一五”重点发展方向之一

工业化国家：60-80%的物质财富来源。

1、传统制造业生产和技术的特点

1）单件：小作坊式生产 + 高度的个人制造技巧，大量：机械化刚性规模生产 + 一体化的组织生产

模式，再加细化的专业分工。

2）制造技术的界限分明及其专业的相互独立。

3）制造技术一般仅指加工制造的工艺方法，即制造

全过程中某一段环节的技术方法。

4）制造技术一般只能控制生产过程中的物质流和能量流。

5）制造技术与制造生产管理的分离。

2、现代制造业及其技术的发展

1）在制造的生产规模上，少品种大批量→单件小批量→多品种变批量的发展。

2）生产方式上，劳动密集型→设备密集型→信息密集型→知识密集型变化。

3）制造装备的发展过程，手工→机械化→单机自动化→刚性自动线→柔性自动线→智能自动化。

 4）在制造技术和工艺方法上，现代制造在发展中，其特征表现为：  ——重视必不可少的辅助工序，如加工前后处理。

 ——重视工艺装备，使制造技术成为集工艺方法、工艺装备

和工艺材料为一体的成套技术。

 ——重视物流、检验、包装及储藏，使制造技术成为覆盖加工全过程的综合技术。 ——不断吸收微电子、计算机和自动化等高新技术成果，形成 CAD、CAM、CAPP、CAE、NC、CNC、MIS、FMS、CIMS、IMT、IMS等一系列现代制造技术，并实现上述技术的局部或系统集成，形成从单机到自动生产线等不同档次的自动化制造系统。

 5）引入工业工程和并行工程概念，引入先进的管理模式。1.1.2 先进制造技术的定义

先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology，AMT)是一个相对的、动态的概念，是为了适应时代要求，提高竞争能力，对制造技术不断优化所形成的。虽然目前对先进制造技术仍没有一个明确的、一致的定义，但经过对其内涵和特征的分析研究，可以将其定义为：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。” 1.1.3 先进制造技术的特点 1.系统性

2.集成性

3.广泛性

4.高精度

5.实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产

1.2 先进制造技术的构成及分类

1.2.1 先进制造技术的构成

先进制造技术在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有着不同的技术内涵。对我国而言，它是一个多层次的技术群。先进制造技术的内涵、层次及其技术构成如图1-1所示。图中从内层到外层分别为基础技术、新型单元技术和集成技术，下面将分别论述。

1.基础技术

图1-1的最内层是优质、高效、低耗、少或无污染(清洁)的基础制造技术。铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用、经济适用的技术，这些基础工艺经过优化而形成的基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部分。这些基础技术主要有精密下料、精密成型、精密加工、精密测量、毛坯强韧化、无氧化热处理、气体保护焊及埋弧焊、功能性防护涂层等。

2.新型单元技术

中间层是新型的先进制造单元技术。它是在市场需求及新兴产业的带动下，将制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新的制造技术，如制造业自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、系统管理技术、先进技术基础方法、清洁生产技术、新材料成型与加工技术、激光等特种加工技术、工艺模拟及工艺设计优化技术等。

3.集成技术

最外层是先进制造集成技术。它是应用信息、计算机和系统管理技术对上述两个层次的技术局部或系统集成而形成的先进制造技术的高级阶段，如FMS、CIMS、IMS等。

国际上，美国联邦科学、工程和技术协调委员会(FCCSET)下属的工业和技术委员会先进制造技术工作组在1994年提出将先进制造技术分为三个技术群：①主体技术群；②支撑技术群；③制造技术环境。这三个技术群相互联系、相互促进，组成一个完整的体系。表1-1给出了先进制造技术的体系结构。

1.2.2 先进制造技术的分类

1.现代设计技术

现代设计技术是根据产品功能要求，应用现代技术和科学知识，制定方案并使方案付诸实施的技术。它是一门多学科、多专业相互交叉的综合性很强的基础技术。现代设计技术所包含的内容有：

(1)现代设计方法。现代设计方法包括产品动态分析和设计、摩擦学设计、防蚀设计、可靠性和可维护性及安全设计、优化设计及智能设计等。

(2)设计自动化技术。设计自动化技术指应用计算机技术进行产品造型和工艺设计、工程分析计算与模拟仿真、多变量动态优化，从而达到整体最优功能目标，实现设计自动化。

(3)工业设计技术。工业设计技术指开展机械产品色彩设计和中华民族特色与世界流派相结合的造型设计，增强产品的国际竞争力。

2.先进制造工艺

现代制造工艺技术包括精密和超精密加工技术、精密成型技术以及特种加工技术等。

(1)精密和超精密加工技术。精密、超精密加工技术采用去除加工(精密切削、磨削、研磨等)、结合加工(离子镀、晶体生长、激光焊接、快速成型等)、变形加工(精锻、精铸等)等加工方法，使工件的尺寸、表面性能达到极高的精度。现在的精密、超精密加工已经向纳米技术发展。

(2)精密成型技术。精密成型技术是生产局部或全部、无余量或少余量半成品的工艺方法的统称，包括精密凝聚成型技术、精密塑性加工技术、粉末材料构件精密成型技术、精密焊接技术及复合成型技术等。其目的在于使成型的制品达到或接近成品形状的尺寸，并达到提高质量、缩短制造周期和降低成本的效果；其发展方向是精密化、高效化、强韧化和轻量化。

(3)特种加工技术。特种加工技术是指那些不属于常规加工范畴的加工，如高能束流(电子束、离子束、激光束)加工、电加工(电解和电火花加工)、超声波加工、高压水加工以及多种能源的组合加工等。特种加工技术因其各自的独特性能而在机械、电子、化工、轻工、航空、建筑、国防等行业以及材料、能源和信息等领域得到了广泛的应用。

(4)表面改性、制膜和涂层技术。表面改性、制膜和涂层技术是采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合技术对产品表面进行改性、制膜和涂层，赋予产品耐磨、耐蚀、耐(隔)热、抗疲劳、耐辐射以及光、热、磁、电等特殊功能，从而提高产品质量、延长使用寿命和赋予新性能的新技术的统称，是表面工程的重要组成部分。

3.自动化技术

制造自动化是指用机电设备取代或放大人的体力，甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特定的作业，包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。其目的在于减轻劳动强度，提高生产效率，减少在制品数量，节省能源消耗以及降低生产成本。

自动化技术主要包括数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感技术、自动检测及信号识别技术和过程设备工况监测与控制技术等。

4.系统管理技术

系统管理技术是指企业在市场开发、产品设计、生产制造、质量控制到销售服务等一系列的生产经营活动中，为了使制造资源(材料、设备、能源、技术、信息以及人力)得到总体配置优化和充分利用，使企业的综合效益(质量、成本、交货期)得到提高而采取的各种计划、组织、控制及协调的方法和技术的总称。它是现代制造技术体系中的重要组成部分，对企业的最终效益提高起着重要的作用。

系统管理技术包括工程管理、质量管理、管理信息系统等，以及现代制造模式(如精益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造等)、集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等生产组织方法。

1.3 先进制造技术的现状及发展趋势

1.3.1 世界制造业现状 1.美国制造业的竞争策略

制造业是美国经济的主要支柱，美国财富的68%来源于制造业。1991年9月，在由美国总统办公厅指定的国家关键技术委员会向总统提出的双年度报告中，认定制造领域的国家关键技术包括：

(1)柔性计算机集成制造；(2)智能加工设备；

(3)微米级和毫微米级制造；(4)系统管理技术。

1992年国家关键技术委员会又提出将先进制造技术作为国家关键技术。近几年来，美国政府所采取的主要措施有：

(1)1994年从财政年度预算中拨款14亿美元支持先进制造技术研究开发；

(2)先进技术计划(ATP)1992年已有60个项目获得资助；

(3)实施小企业革新研究计划(SBTR)；

(4)实施工程研究中心建设计划(ERC)；

(5)实施战略制造计划(STRATMAN)；(6)实施有益于环境的制造计划；

(7)实施制造科学与技术计划；

(8)建立航空航天、电子、机床等领域的敏捷制造研究中心；

(9)在一些大学设置制造工程系、专业、研究中心或实验室；

(10)在美国科学基金会中，制造工程与科学在工程领域列为

独立学科，以强化对其的支持。

分析美国在先进制造技术基础领域的研究现状，其发展趋势大致如下：

(1)面对大制造业，用户需求启动研究。

(2)在制造业和制造技术较为发达的基础上，注重制造模式的研究。

(3)CAD普及率达60%以上。

(4)在传统冷、热成型工艺基础上，发展精度较高的成型工艺技术。

(5)发展特种与复合加工工艺，如高能束加工工艺等。(6)利用应用软件、传感器和控制系统建造新一代智能化机床和智能化加工单元，通过建模、仿真来优化车、钻、铣、磨、模和注塑成型工艺过程。

(7)生产准备工作柔性化和柔性工装卡具，近几年成为制造领域的研究热点。

(8)发展少或无污染和可拆卸回收的产品及其制造技术。

(9)不少大学工学院多年来设置有技术与管理相结合的工业工程科系。近些年，在大学工学院设置制造工程学科、中心、实验室的数目不断增加。

(10)国家科学基金资助指南中，制造工程与科学在工程领域列为独立学科，与机械和结构学科分立，强化对制造技术基础与应用基础研究的支持。

2.日本制造业的发展对策

美国曾以福特方法赢得全世界制造技术的优势。而日本人却在福特方法的基础上，不断更新技术以适应市场需求。在20世纪70年代，日本汽车大举进入美国市场，以其价廉质优和多品种将美国三大汽车公司推向倒闭的边缘。在1990年，仅日本FANUC公司生产的数控系统装置数量就占世界市场的一半 总体来讲，IMS的研究包括三个方面：

(1)将目前各国、各企业掌握的制造技术系统化，包括产品设计技术和产品加工、装配技术等。

(2)将现有技术及将要开发的技术标准化，包括制造数据的压缩、传递与储存的标准化以及物流管理技术的标准化。

(3)面向21世纪的先进制造系统的研究开发，包括系统管理技术，设计、加工和装配技术以及制造系统体系结构。

3.前欧共体ESPRIT计划和BRITE-EURAM计划

前欧共体支持先进制造技术开发的主要有关计划是ESPRIT计划和BRITE-EURAM计划。ESPRIT计划主要资助微电子、软件工程和信息处理系统、计算机集成制造等方面的研究。BRITE-EURAM计划主要资助材料、制造加工和设计以及复杂工厂系统等方面的研究。

上述前欧共体的这种大型国家级研究项目参加者除大企业外还有小企业和大学，参加单位多，研究工作显得分散。

4.韩国G7计划

韩国于1991年提出实施“高级先进技术国家计划”，即G7计划。G7计划中的“先进制造系统”项目是一个将市场需求、设计、制造和分销集成在一起的系统，旨在改进产品质量，提高生产率，增加国际竞争力，使韩国制造技术达到世界先进水平。该项目由韩国国家机构科技部负责，总投资额为5.95亿美元，其中政府资助2.77亿美元。

上述“先进制造系统”项目的内涵为：

(1)共性基础技术：开放式集成系统(包括设计自动化、并行工程等）；标准和性能评估。

(2)下一代加工系统：加工设备开发(包括5轴加工中心、超精非球面加工中心等）；机械技术(包括高性能主轴、高精度加工和测量等)；运营技术；集成技术。

(3)电子产品的装配和检验系统：下一代印刷线路装配和检验系统；用于装配和制造系统的高性能机械机构；先进装配用基础技术(包括精密装配、无焊料结合等）。

1.3.2 先进制造技术在我国的发展

1.我国制造业相对优势与先进制造技术的发展

(1)我国制造技术经建国以来50余年的发展已形成较完整的技术体系，为国民经济发展所需各类机械产品的制造提供基本的工艺技术，已能生产机床、汽车、轮船、飞机、大型发电机组等工业装备及民用消费类制造产品。

(2)通过对引进技术的消化吸收和对企业现有技术的深化改造，不少企业已经掌握了一批相对先进的制造技术和管理方法，不少产品已成功地打入国际市场。

(3)在制造技术基础研究的许多方面我国已具有很高水平，制造学科已发展成为一个重要的支柱学科。近百所高等工科院校设有机械制造、机电一体化等相关专业；国家有关部委也设有制造工艺与技术研究所；20世纪80年代中期，国家设立了国家自然科学基金委员会，建立了机械强度与振动、摩擦学、流体传动与控制、激光、模具、焊接、测试与精密仪器、精密成型、汽车、超精密加工等国家重点实验室或工程中心。

(4)在“九五”计划的实施中，国家科学技术部的“国家科技攻关计划”、“国家高新技术研究发展计划”、“国家基础研究重大项目计划(攀登计划预选项目)”都列入有关项目并付诸实施，其中“精密成型与加工研究开发和应用示范”、“金属材料热成型过程动态模拟及组织性能质量优化控制”、“CIMS” 以及“智能机器人”等项目已全面实施。

(5)国家计委也十分重视先进制造技术的发展，在“九五” 期间实施了一批发展先进制造技术的项目，如数控系统及装备研究、自动测试系统及设备技术研究、现场总线研究、智能化仪表研究、传感器技术研究、30万辆轿车规模生产关键技术及装备研究等。

(6)先进制造技术应用情况。

① 1993年国家科委组织实施“CAD应用工程”，原机械部又将1997年定为CAD推广年，现在机械工业系统的骨干企业中CAD应用的普及率达到35％，但绝大多数只是“甩图板”。

② 1958年开始研制数控机床，到20世纪80年代通过引进、消化、吸收国外成熟技术开发出具有自主知识产权的数控系统；到80年代中期，已开始引进和自行研制柔性制造系统，数控机床的生产也实现了产业化。但在金属切削机床总产量中，数控化率只有5%左右。

③ 我国在20世纪70年代中期研制成功了直接数控(群控)系统并应用于生产，现在已拥有柔性制造系统和柔性制造单元等自动化制造系统。北京第一机床厂的CIMS工程于1994年初步建成，并于1995年获得美国制造工程师学会和计算机与自动化系统专业学会(CASA/SME)的CIMS应用工业的称号。在此之前，1994年清华大学获得CASA/SME的CIMS大学领先奖。

④ 我国在20世纪80年代末就注意引进先进管理模式。沈阳鼓风机厂很早就采用了国际商用机器公司(IBM)的“面向通信的生产信息和控制系统”(Communication Oriented Production Information and Control System，COPICS)，第一汽车集团公司在生产管理中引进了日本的“准时生产”(JIT)模式。据有关资料报导，我国企业已先后投入大约80亿元购买了MRPⅡ软件来建立现代生产管理系统或MIS系统。

2.我国机械制造业的差距与发展目标 我国机械制造业的差距(1)产品品种少、档次低。

(2)制造工艺落后，装备陈旧。

(3)生产专业化水平低。

(4)管理技术落后。

鉴于目前机械工业的状况，围绕发展先进制造技术，我国制定了机械工业发展目标：

(1)2000年，产品设计、精密和超精密加工、激光加工、表面改性、制膜和涂层、制造业和过程工业综合自动化以及系统管理技术，总体上达到工业先进国家20世纪80年代末90年代初的水平。

(2)我国的优质、高效、低耗、少或无污染的现代制造技术普及率在2000年由目前的不足10%提高到20%，预计在2010年提高到50%。

(3)形成一批高科技产业：四个加工产业（精密成型加工、精密加工、激光加工、表面处理加工）；三个自动化硬件产业(数控系统、工业机器人、传感器和测试设备）；三个软件产业(CAD、CAM、MIS）。

到2000年，大型企业普遍采用CAD技术和计算机辅助管理技术；预计到2010年，大、中型企业普遍采用CAD，25%的大、中型企业采用CAM，大、中型企业主要产品的关键工序实现柔性化生产。

1.3.3 先进制造技术的发展趋势

当前先进制造技术的发展方向大致有以下九个方面：

(1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式将得到不断发展；(2)设计技术与手段更现代化；

(3)成型及制造技术精密化，制造过程实现低消耗；(4)形成新型特种加工方法；

(5)开发新一代超精密、超高速制造装备；(6)加工工艺由技艺型发展为工程科学型；(7)实施无污染绿色制造；

(8)虚拟现实技术将在制造业中广泛应用；(9)制造过程中将贯彻以人为本的概念。

三、发展趋势

1、集合多学科成果形成一个完整的制造体；

2、先进制造技术的动态发展过程；

3、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越

重要的作用；

4、先进制造技术向超精微细领域扩展；

5、制造过程的集成化；

6、制造科学与制造技术、生产管理的融合

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征（1）绿色产品设计技术（2）绿色制造技术。

（3）产品的回收和循环再制造

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用

（Virtual Reality Technology）

9、制造全球化

（Manufacturing Globalization）

四、技术前沿――关键技术

1、可重组制造系统

五个方面：

（1）制造工艺与工装。

（2）基础理论（3）新的制造系统。

（4）建模与仿真。（5）控制和通信。

2、无浪费工艺

两个重要领域进行研究：（1）废弃物的减少和利用。（2）产品设计和分析。

3.新的材料工艺

三大领域展开：

（1）创新的工艺过程。

（2）设计和分析方法。（3）理论基础

4、生物制造技术

5、企业建模和仿真

两大领域：

（1）通信与信息技术。

（2）建模工具

6、信息技术

7、满足多层次用户需求的产品及工艺设计方法

8、增强型人－机界面

9、劳动力教育和培训

10、智能协作系统软件 §4 先进制造工艺

一、分类

1、行业标准 “JB/T5992-92”机械制造工艺

方法分类的代码 0-铸造

1－压力加工

2－焊接

3－培训加工 4－特种加工

5－热处理

6－覆盖层

7－装配与包装

8—其他

2、主要的新型加工方法类型

—— 精密加工和超精密加工

—— 超高速加工

—— 微纳加工

—— 特种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

—— 表面功能性覆层技术

二、工艺技术发展现状

1、加工精度不断提高

2、加工速度得到提高

3、材料科学促进制造工艺变革

4、重大技术装备促进加工制造技术的发展

5、优质清洁表面工程技术获得进一步发展

6、精密成形技术取得较大进展

7、热成形过程的计算机模拟技术研究有一

定发展

三、发展特点

1、常规工艺不断优化并得到普及

2、工艺界限趋于淡化

下料与加工；

毛坯制造与零件加工；

粗、精加工；冷、热加工；成形与改性

3、在功能上趋于交叉

四、发展趋势

**** 总体发展趋势：

优质、高效、低耗、敏捷、洁净

**** 成形工艺发展趋势：

---铸造: 轻量化、精确化、强韧化、复合化

无环境污染

---压力加工: 净成形、工艺变量的定量分析与控制

---焊接： 高能密度焊接、柔性化、智能化、自动化焊接系统

**** 非传统加工工艺发展趋势：

柔性化、智能化、自动化、精密化、低成本

**** 加工制造技术的热点：

— 先进精密、超精密加工技术

— 特种加工技术

— 超高速切削和超高速磨削技术

— 微型机械加工技术

— 新一代制造装备技术

— 虚拟制造技术

第二篇：先进制造技术

先进制造技术（AMT）：是指在制造过程和制造系统中融合电子、信息和管理技术，以及新工艺、新材料等现代科学技术，使材料转换成产品的过程更有效、成本更低、更及时满足市场需求的先进的工程技术的总称。

广义制造：不仅包括具体的工艺过程，还包括市场分析、产品设计、质量控制、生产过程管理、营销、售 后服务直至产品报废处理等在内的整个产品寿命周期的全过程。

狭义制造：是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。

制造系统：是指由制造过程及其设计的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。制造业：是指以制造技术为主导技术进行产品制造的行业。

制造业的核心要素是质量、成本和生产率。

制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其他生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。

制造技术的五个发展时期：工场式生产时期、工业化规模生产时期、刚性自动化发展时期、柔性自动化发展时期、综合自动化发展时期。

先进制造技术的发展趋势：数字化是发展的核心、精密化是关键、极端化是焦点、自动化是条件、集成化是方法、网络化是道路、智能化是前景、绿色化是必然

先进制造技术：是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。先进制造技术的三个层次：基础技术、新型单元技术、集成技术

先进制造技术的五个特征：系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性

电火花成型加工原理：是基于电火花腐蚀原理，即在工具电极与零件互相靠近时，极间电压将在正负极间使电介质电介液电离而形成火花放电，并在火花通道中瞬时产生大量热能，足以使金属局部熔化甚至气化，而将金属腐蚀掉，从而形成所要求的形状。达到成型加工目的。电火花技工的5种放电状态：开路（空载脉冲）、火花放电（工作脉冲）、过度电弧放电（不稳定电弧放电）、电弧放电（稳定电弧放电）、短路（短路放电）。

电火花加工特点：

1、加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，制造容易。

2、便于加工用普通机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不漏热处理影响，与工件的机械性能关系不大。

3、适于加工脆性材料或薄壁弱刚性的零件，以及普通切削刀具易发生干涉而难以进行加工的精密微细异型孔、深小孔、狭长缝隙、弯曲轴线的孔、型腔等。

4、脉冲放电持续时间极端，放电产生的热量传导扩散范围小，放电侵没在工作液中进行，因此对整个工件而言，在加工过程中几乎不受热的影响。

5、可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。

电火花加工的条件：

1、工具电极和工件之间必须维持合理的间隙。

2、两电极之间必须充入一定性能的工作介质。

3、输送到两电极间的脉冲能量密度应足够大。

4、放电必须是瞬时的脉冲放电。

5、脉冲放电需重复多次进行，并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的。

6、脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外。

影响电火花加工的因素：

1、极性效应

2、覆盖效应

3、二次放电

4、加工速度

5、电火花放电通道

6、工具电极损耗

7、放电间隙

8、放电产物排出

极性效应：电火花加工时，即使加工相同材料，两电极的被腐蚀量也是不同的，其中一个电极比另一个电极的蚀出量大，这种现象叫极性效应。把工件与脉冲电源正极相接的加工叫正极性加工，反之为负极性加工。当采用短脉冲精加工是，应选用正极性加工，长脉冲粗加工是应选用负极性加工。精加工放电间隙一般只有0.01mm左右，粗加工时可达0.3-0.5mm。

电火花线切割：使用现状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线

电火花线切割机床通常分为两大类：一类是快走丝电火花线切割机床。这类机床的电极丝做高速往复运动，一般走丝速度为8-10m/s。是我国生产和主要使用的机种，也是独有的加工模式，另一种是慢走丝电火花切割机床，这类机床的电极丝低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s。国外生产和主要使用。

线切割的特点：

1、缩短了生产准备时间，加工周期短

2、脉冲电源加工电流较小，脉冲宽度较窄，属中、精加工范畴，所以只采用正极性加工。

3、采用水或水基工作也，不会引燃起火，容易实现安全无人运转。

4、电极丝比较细，切缝较窄，可以加工微细异型孔、窄缝和复杂形状的工件，实际金属去除量很少，材料的利用率很高。

5、工具电极是运动的长金属丝，故可加工很小的窄缝或人工缺陷，电极丝的损耗对加工精度无影响，但自身尺寸精度对快慢走丝加工精度均有直接的影响。

电火花线切割加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等及部分组成。线切割加工的主要工艺指标有切割速度、加工精度及加工表面质量等。

线切割常见的装夹方式1悬臂式支撑 2两端式支撑 3桥式支撑 4板式支撑 5复式支撑

微机械：是指可以批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，甚至外围接口、通信电路和电源等于一体的微型器件或系统，也称微型机电系统（MEMS）或微型系统。

微机械主要特点：1体积小，精度高，质量轻

2、性能稳定，可靠性高

3、能耗低，灵敏度和工作效率高

4、多功能和智能化

5、适用于大批量生产，制造成本低。

6、集约高技术成果，附加价值高。

光刻加工：使用照相复印的方法将光刻掩模上的图形印刷在涂有光致抗蚀剂的薄膜或基材表面，然后进行选择性腐蚀，刻蚀出规定的图形。光掩膜制造技术、曝光技术和刻蚀技术是组成光刻技术的关键技术。刻蚀技术是一类可以独立于光刻的微型机械关键的成型技术，刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。

LIGA是一种使用X射线的深度光刻与电铸相结合，实现深宽比大的微细构造的成型方法。LIGA是德文的平版印刷术、电铸成型和注塑的缩写。

封接技术的目的是将分开制作的微机械部件在使用粘结剂的情况下连接在一起，封在壳中使其满足使用要求。他影响到整个微机械的功能和尺寸，是关键技术。

分子装配技术：利用其探针的尖端可以俘获和操纵分子和原子，并可以按照需要拼成一定的结构，进行分子和原子的装配制作微机械，这是一种纳米级微加工技术，是一种从物质的微观角度来构造、制作微机械的工艺方法。

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细加工。

超精密切削对刀具的要求：

1、极高的硬度、耐磨度和弹性模量，以保证刀具有很高的刀具耐用度。

2、刃口能磨得及其锋锐，刃口半径极小，能实现超薄的切削厚度

3、刃口应无缺陷

4、与工件材料的抗粘结性好，化学亲和性笑、摩擦因数低，能得到极好的加工表面完整性。

超精密磨削加工是指利用细粒度的磨粒或微粉磨料进行砂轮磨削、砂带磨削，以及研磨、珩磨和抛光等进行超精密加工的总称，是加工精度达到或高于0.1um，表面粗糙度小于Ra0.025um的一种亚微米级加工方法。

高速加工技术是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代化制造加工技术。

高速与超高速切削的特点：

1、可减少工序，提高生产效率

2、切削力小、热变形小

3、加工精度高

4、加工能耗低、节省制造资源。

高速切削加工的关键技术包括高速主轴、快速进给系统、高性能CNC控制系统、先进的机床结构、高速加工刀具。高速主轴在结构上几乎全部采用主轴电机与主轴合二为一的结构形式，简称电主轴。

高速切削通常使用的刀具材料：硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具。

在实际应用中，磨削速度在100M/S以上即被称为高速磨削。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）是相对于传统正向工程而言的，又称反求工程或反求设计，其实想最初是来自从油泥模型到产品实物的设计过程。逆向工程系统的组成：

1、产品实物几何外形数字化

2、CAD模型重建（1、CAD模型的校验与修正

2、CAD模型的分析与改进

3、CAD模型的校验与修正）

3、产品或模具制造

模型重建软件包括：

1、用于正向设计的CAD/CAM/CAE软件（Solidworks）

2、集成有逆向功能模块的正向CAD/CAM/CAE软件(Pro/E、UG)

3、专用的逆向工程软件（Imageware）逆向工程的关键技术：

1、数据采集与处理（数字化技术）

2、曲面构造（建模技术）数字化方法主要分为接触式测量和非接触式测量

快速原型制造技术（RPM）：综合机械、电子、光学、材料等学科，能够自动、直接、快速、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件/模具。原理：彻底摆脱传统的“去除”加工法，而基于“材料逐层堆积”的制造理念，将复杂的三维加工分解为简单的材料二维的组合，它能在CAD模型的直接驱动下，快速制造任意复杂形状的三维实体。

典型的RPM工艺方法：

1、光敏液相固化法SLA

2、叠层实体制造法LOM

3、选择性激光烧结法SLS

4、熔融沉积制造法FDM

激光加工技术：利用光能经过透镜聚焦后达到的很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。特性：

1、亮度强度高

2、单色性好

3、相干性好

4、方向性好 加工原理：激光加工是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。特点：

1、非接触加工，加工速度快，热影响区小，无明显机械力，可加工易变形的薄板和弹性零件。

2、功率密度高，几乎能加工所有的材料，3、激光光点直径小，能进行非常微细的加工。

4、不需要加工工具无工具损耗，适宜自动化生产。

5、通用性好

6、影响因素多，加工时精度和表粗度需反复试验，寻找合理的加工参数达到要求。应用：

1、激光打孔

2、激光切割

3、激光焊接

4、激光表面处理

超声波加工原理：是利用工具端面作超生频振动，通过磨料悬浮液加工，使工件成型的一种方法。

水射流切割：是以水作为携带能量的载体，用告诉水射流对各类材料进行切割的一种工艺方法，是一种冷切割工艺。

计算机辅助设计CAD：是指工程技术人员以计算机为工具，用各自的专业知识，对产品进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。完整的CAD系统具有图形处理、几何建模、工程分析，仿真模拟以及工程数据库的管理与共享等功能。CAD系统的软件分为系统软件，支撑软件和应用软件三个层次。

计算机辅助工艺过程设计CAPP：工艺设计是机械制造生产过程的技术准备工作的一个重要内容，是产品设计与车间的实际生产的纽带，是经验性很强且随环境变化而多变的决策过程。CAPP是应用计算机快速处理信息功能和具有各种决策功能的软件来自动深沉工艺文件的过程。目前常用的CAPP系统可分为派生式、创成式和综合式三大类。

计算机辅助制造CAM：按计算机与物流系统是否有硬件接口联系可将CAM功能分为直接应用功能和简介应用功能。计算机数控系统：是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，也是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术。

CNC机床数控系统由数控装置、可编程控制器（PLC）、进给伺服驱动装置、主轴伺服驱动装置、输入输出接口，以及机床控制面板和人机界面等部分组成。其中数控装置为机床数控系统的核心，其主要功能有运动轴控制和多轴联动控制功能。

数控加工编程的一般步骤：

1、工艺处理

2、数值计算

3、编制零件加工程序单

4、输入零件加工程序单

5、程序校验 CAD/CAM计算机辅助设计与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。

CAM是指应用电子计算机来进行产品制造的统称。广义CAM是利用计算机进行零件的工艺规划、数控程序编制、加工过程仿真等。在CAM过程中主要包括计算机辅助工艺设计软件（CAPP）和数控变成软件（NCP）狭义CAM理解为数控加工，包括刀具路径规划，刀位文件生成，刀具轨迹仿真及M代码生成等。更为广义的CAM是指应用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程，包括直接制造过程和简介制造过程。CAD/CAM系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统由系统软件、应用软件和专业软件组成。

制造自动化：狭义的含义是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断自动化。广义包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。制造自动化发展历程分为刚性自动化、柔性自动化和综合自动化三个发展阶段。制造自动化的发展趋势可用敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化六个方面来概括。工业机器人：工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。

工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个部分构成。

工业机器人的分类：按系统功能分：专用机器人、通用机器人、示教再现式机器人、智能机器人。按结构形式分直角坐标机器人、球坐标机器人、圆柱坐标机器人、关节机器人。按驱动方式分气动、液动、电气 机器人选用和设计应考虑的几个指标：

1、自由度是衡量机器人技术水平的主要指标。通用机器人有3-6个自由度。

2、工作空间是指机器人应用手抓进行工作的空间范围。

3、提取重力。

4、运动速度。通用机器人的最大直线运动速度大多在1000mm/s以下，最大回转速度一般不超过120°/s。

5、位置精度。典型的工业机器人定位精度一般在±0.02-±5范围。

工业机器人的控制系统分类：

1、按控制系统回路的不同，可分为开环系统和闭环系统。

2、按控制系统的硬件分，有机械控制、液压控制、射流控制、顺序控制和计算机控制。

3、按自动化控制程度分顺序控制系统、程序控制系统、自适应控制系统、人工智能系统

4、按编程方式分屋里设置编程控制系统、示教编程控制系统、高线编程控制系统。

5、按机器人末端运动控制轨迹分点位控制和连续轮廓控制。工业机器人的性能特征：通用性、柔性、灵活性、智能性

柔性制造系统（FMS）：概念：是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。广义：柔性制造系统是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成。更为直观的定义：柔性制造系统至少由两台机床、一套具有高度自动化的物料运储系统和一套计算机控制系统所组成的制造系统，通过简单改变软件程序便能制造出多种零件的任何一种零件。

FMS组成：

1、加工系统包括由两台以上的CNC机床、加工中心或柔性制造单元（FMC）以及其他的加工设备组成2、工件运储系统由工件装卸站、自动化仓库、自动化运输小车、机器人、托盘缓冲站、托盘交换装置等组成能对工件和原材料进行自动装卸、运输和存储。

3、刀具运储系统包括中央刀库、机床刀库、刀具预调站、刀具装卸站、刀具输送小车或机器人、换刀机械手等。

4、一套计算机控制系统能够实现对FMS进行计划调度、运行控制、物料管理、系统监控和网络通信等。除此之外还包含集中冷却润滑系统、切屑运输系统、自动化清洗装置、自动去毛刺设备等附属系统。FMS特点：

1、柔性高，适应多种中小批量生产

2、系统内的机床在工艺能力上是相互补充或互相代替的3、可混流加工不同的零件

4、系统局部调整或维修不中断整个系统的运作

5、递阶结构的计算机控制，可以与上层计算机联网通信

6、可进行三班无人值守生产

FMS关键技术：计算机辅助设计，模糊控制技术，人工智能、专家系统及智能传感器技术，人工神经网络技术。

虚拟制造技术VM：是指物质世界的数字化，也就是对真实世界的动态模拟和再现，即虚拟现实。虚拟制造是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持..CIMS计算机集成制造系统：从系统的功能角度考虑，一般认为CIMS是在两个支撑分系统（网络系统和数据库系统）的基础上由4个分系统组成：经营管理信息系统、工程设计自动化系统化、制造自动化系统和质量保证信息系统。

CIMS三大特征为数据驱动、集成、柔性 五个层次 ：工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级。

LP：精益生产 精益生产方式的资源配置原则，是以彻底消除无效劳动和消费为目标。

NC:数控技术 CNC:计算机数控 FMC柔性制造单元 FMS柔性制造系统 CAD/CAM计算机辅助设计与制造 CAPP计算机辅助工艺规划 CAE计算机辅助工程 CAT计算机辅助检测 ROBOT工业机器人 CIMS计算机集成制造系统 CE并行工程 LP精益生产 AM：敏捷制造 CM:绿色制造

第三篇：先进制造技术

先进制造技术论文

随着我国制造业的的不断发展，先进制造技术得到越来越广泛的应用。先进制造技术是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面：

a、现代设计技术 b、先进制造工艺技术 c、制造自动化技术 d、现代生产管理技术

一、现代设计技术

现代设计技术包括CAD、CAE、CAPP、CAT、优化设计、可靠性设计、价值工程创新设计、反求工程、并行工程等。它的特点是：

（1）系统性(2)动态性（3）创造性

（4）计算机化（5）并行化、最优化、虚拟化和自动化

在老师布置的课题中，我们小组做的是玩具手枪的外模，在这个过程中我们就是通过计算机UG做出来，正好体现了计算机化。

二、先进制造工艺技术

先进制造工艺技术主要包括了超精密加工技术、高速加工技术、快速成型制造技术、现代特种加工技术。

1、超精密加工技术已成为全球市场竞争取胜的关键技术，它包括了所有能使用的零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。超精密加工所涉及的技术邻域包含以下几方面

（1）超精密加工机制 它包括超精密切削、超精密磨削和超精密特种加工等。

（2）超精密加工的刀具、磨具及其制备技术 包括金刚石刀具的制备和刃磨、超硬砂轮的整修等是超精密加工的重要关键技术。

（3）超精密机床设备 超精密加工对机床设备有高精度、高刚度、高的抗振性、高稳定性和高自动化的要求，具有微量进给机构

（4）精密测量及补偿技术 超精密加工必须有相应级别的测量技术和装置，具有在线测量和误差补偿。

（5）严格的工作环境 超精密加工必须在超稳定的工作环境中进行，加工环境的极微小的变化都可能影响加工精度。因此，超精密加工必须具备各种物理效应恒定的工作环境，如有恒温室、净化间、防振和隔振地基等。

2、高速加工技术是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。高速加工的特征：

（1）切削力低（2）热变形小

（3）材料切除率高（4）高精度

（5）减少工序

关键技术：

（1）高速主轴（2）快速进给系统

（3）高性能的CNC控制系统（4）先进的机床结构

（5）高速切削的刀具系统

3、快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光技术等技术于一体的综合技术，是实现从零件设计到三维实体原型制造的一体化系统技术。典型的快速成型制造工艺的方法：

（1）光敏液相固化法（2）选区片层粘结法

（3）选区激光烧结法（4）熔丝沉积成形法

特点：

（1）高度柔性，可以制造任意复杂形状的三维实体

（2）CAD模型直接驱动，设计制造高度一体化

（3）原型过程无需专用夹具或工具

（4）无需人员干预或较少干预，是一种自动化的原型过程

（5）原型全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场

4、现代特种加工技术是用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加工工件部位，达到去除、变形以及改变性嫩等目的的加工技术，包括是激光加工、超声波加工、水射流切割加工等。

（1）激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工材料。它经常被用于打孔、切割、焊接、表面处理等加工工艺。

（2）超声波加工时利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。它经常用于型腔抛磨加工、超声清洗、超声波复合加工。在金属切削加工中引入超声振动可以大大降低切削力，改善加工表面粗糙度，延长刀具寿命，提高加工效率。

（3）水射流切割加工技术室以水作为携带能量的载体，用高速水射流对各类材料进行切割的一种工艺方法。水射流切割具有切口平整、无边毛、无火花、加工清洁等特点。

三、制造自动化技术

狭义：是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断自动化等。

广义：包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化、质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。

发展趋势：

（1）制造敏捷化（2）制造网络化（3）制造虚拟化

（4）制造智能化（5）制造全球化（6）制造绿色化 计算机控制自动化技术

1、机床数控技术

数控技术是指用数字化信号对设备运行极其加工过程进行控制的一种 自动化技术，也是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切相结合的机电一体化高新技术。数控技术是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。它把机械装备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新水平，使传统的制造业发生了深刻的变化。数控加工的主要特点是：加工的零件精度高；生产效率高；特别适合加工形状复杂的轮廓表面；有利于实现计算机辅助制造；对操作者（不含编程人员）技术水平的要求相对较低；初始投资大、加工成本高。此外，数控机床是技术密集型的机电一体化产品，数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度，需要配备素质较高的维修人员和维修设备。

2、工业机器人

工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统、位置检测机构等几部分组成。

工业机器人的分类

按系统功能分类： 专用机器人、通用机器人、示教再现式机器人、智能机器人。

按驱动方式分类： 气压传动机器人、液压传动机器人、电气传动机器人、按结构形式分类： 直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人

3柔性制造系统

柔性制造系统是集数控集数、计算机技术、机器人技术、现代管理技术为一体的现代制造技术。它是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速的进行调整，以适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。

加工系统的要求

（1）工序集中（2）控制功能强、扩展性好

（3）高刚度、高精度、高速度（4）自保护和自维护性好

（5）使用经济性好（6）对环境的适应性与保护性好

四、现代生产管理技术

现代生产管理是指产品生产过程中的计划和管理，是机械制造企业中的一个重要的职能领域，主要包含生产计划的合理制定、成本的有效控制、设备的充分利用、库存的管理和控制、产品质量的保证、财务状况的及时分析等管理任务

特点:（1）以技术为中心向以人为中心的转变，充分重视人的作用，将人视为企业一切活动的主体，使技术的发展桁架的符合人类社会发展的需要。

（2）企业的生产组织，从递阶多层管理结构形式向扁平网络式结构转变，强调组织结构简化，减少结构层次，增强生产组织体系的灵敏性。

（3）由传统的顺序工作方向并行作业方式转变。

（4）企业从按功能计划部门的固定组织形式，向动态的，自主管理的群体工作小组形式转变。

（5）企业从单纯竞争走向既有竞争又有结盟之路。

（6）质量是企业尊严和品牌价值的起点，快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝。（7）技术创新成为企业竞争的焦点。

总结：在本次的课程中，我们小组做的是玩具手枪的外模，本来是准备做花瓶的，但是想一想一个文艺范的东西用铁做出来有点不美观，于是我们决定做玩具枪。我们小组分工明确，有收集资料、UG制图、PPT制作和演讲，在制作玩具枪的过程中，我们小组用的是UG制图，在这个过程中遇到一些问题，UG不是很会用，最后通过自我摸索和老师的帮助下，基本完成了我们的作品，然后就是PPT制作，在此过程中，我们讨论了好久最后做出了我们想要的PPT。正是在主张的带领下，我们认真的完成了这次的课程，并且通过这次的实践让我收获了很多，学习到了很多，让我更加了解我的专业技能的重要性。

第四篇：先进制造技术

先进制造技术概论

先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology，简称为AMT）是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

什么是先进制造技术（AMT)

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology)，人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

主体技术群：

它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。

⑴面向制造的设计技术群

面向制造的设计技术群系指用于生产准备（制造准备）的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间都有很大影响。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具，例如计算机辅助设计（CAD）以及工艺过程建模和仿真等，生产设施、装备和工具，甚至整个制造企业都可以采用先进技术更有效地进行设计。近几年发展起来的产品和工艺的并行设计具有双重目的，一是缩短新产品上市的周期，二是可以将生产过程中产生的废物减少到最低程度，使最终产品成为可回收、可再利用的，因此对实现面向保护环境的制造而言是必不可少的。

⑵制造工艺技术群（加工和装配技术群）

制造工艺技术群是指用于物质产品（物理实体产品）生产的过程及设备。例如，模塑成形、铸造、冲压、磨削等。随着高新技术的不断渗入，传统的制造工艺和装备正在产生质的变化。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术，也是制造技术或称生产技术的传统领域。

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technique，缩写AMT），AMT是中国1995年列入为提高工业质量及效益的重点开发推广项目，该技术广涉信息、机械、电子、材料、能源、管理等方面的知识。因此，该技术的发展对推动国民经济的发展有着重要的作用。就目前世界的经济发展来看，以美国、日本、西欧为代表的工业化国家在AMT上都有雄厚的实力。

AMT发展历程：

人类漫长的历史发展中，使用工具、制造工具进行产品制造是基本生产活动之一。直到18世纪中叶产业革命以前，制造都是手工作业和作坊式生产。

产业革命中诞生的能源机器（蒸汽机）、作业机器（纺织机）和工具机器（机床），为制造活动提供了能源和技术，并开拓了新的产品市场。

经过100多年的技术积累和市场开拓，到19世纪末制造业已初步形成。其

主要生产方式是机械化加电气化的批量生产。

20世纪上半叶，以机械技术和机电自动化技术为基础的制造业的生产空前

发展。以大批量生产为主的机械制造业成为制造活动的主体。

20世纪中叶（1946年）电子计算机问世。

在计算机诞生2年后，由于飞机制造（飞机蒙皮壁板、梁架）的需要，在美

国发明了数字控制（NC）机床。不久计算机又开始用于辅助编制NC机床的加工

程序，推出了自动编程工具APT语言（Automatically Programmed tools），此

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

造技术相继问世和应用。

先进制造技术是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，学科跨度大，内容广

泛，涉及制造业生产与技术、经营管理、设计、制造、市场各个方面。先进制造

技术就是在传统制造技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传

感技术与机、光、电一体化技术等方面的最新进展，不断发展完善。

编辑本段支撑技术群支撑技术群是指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基

础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术，诸如：测试和检验、物料搬运、生产（作业）计划的控制以及包装等。它们也是用于保证和改善主体

技术的协调运行所需的技术，是工具、手段和系统集成的基础技术。支撑技术群包括：

⑴信息技术：接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系

统和神经网络、决策支持系统。

⑵标准和框架：数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。

⑶机床和工具技术。

⑷传感器和控制技术：单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器

组合、生产作业计划。

⑸其它

制造技术基础设施制造技术基础设施是指为了管理好各种适当的技术群的开发并鼓励这些技术在整个国家工业（基地）内推广应用而采取的各种方案和机

制。由于技术只有应用适当地会产生效用，所以其技术基础设施的各要素和基本

技术本身同样重要。这些要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人员在各种

先进生产技术和方案方面的培训和教育，这些技术和方案将提高企业的生产竞争

力。可以说，制造技术的基础设施是使制造技术适应具体企业应用环境充分发挥

其功能、取得最佳效益的一系列措施，是使先进的制造技术与企业组织管理体制

和使用技术的人员协调工作的系统工程，是先进制造技术生长和壮大的土壤，因

而是其不可分割的一个组成部分。先进制造技术是促进科技和经济发展的基础。编辑本段提出及背景1993年，美国政府批准了由联邦科学、工程与技术协调委

员会（FCCSET）主持实施的先进制造技术计划（Advanced Manufacturing

Technology－AMT）计划

先进制造技术计划（Advanced Manufacturing Technology－AMT）是美国根

据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology）的概念。此

后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。先进制造技术特点：

⑴先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是面向21世纪的技术，制造业是社会物质文明的保证，是与人类社会一起动态发展的，因此，制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展而来，保持了过去制造技术中的有效要素；但随着高新技术的渗入和制造环境的变化，已经产生了质的变化，先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

⑵先进制造技术是面向工业应用的技术，先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益，先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业（如汽车工业、电子工业）的需求而发展起来的适用的先进制造技术，有明显的需求导向的特征。先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的，而是注重产生最好的实践效果，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。⑶先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。因此，先进制造技术的主体应具有世界水平。但是，每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。中国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场，开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。

先进制造技术发展中的关键技术：成组技术（GT)

成组技术（GT）揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，获得最大的经济效益。

成组技术的核心是成组工艺，它是将结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，扩大批量、减少品种、便于采用高效方法、提高劳动生产率。零件的相似性是广义的，在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性，以基本相似性为基础，在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。2 敏捷制造（AM)

敏捷制造（AM）是指企业实现敏捷生产经营的一种制造哲理和生产模式。敏捷制造包括产品制造机械系统的柔性、员工授权、制造商和供应商关系、总体品质管理及企业重构。敏捷制造是借助于计算机网络和信息集成基础结构，构造有多个企业参加的“VM”环境，以竞争合作的原则，在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴，组成面向任务的虚拟公司，进行快速和最佳生产。并行工程（CE)

并行工程（CE）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中，设计中的问题或不足，要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现，然后再修改设计，改进加工、装配或售后服务（包括维修服务）。而并行工程就是将设计、工艺和制造结合在一起，利用计算机互联网并行作业，大大缩短生产周期。快速成型技术（RPM)

快速成型技术（RPM）是集CAD/CAM技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术。它不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法，而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型。它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。由于该技术不像传统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时间减少为几天、几小时，大大缩短了产品开发周期，减少了开发成本。随着计算机技术的决速发展和三维CAD软件应用的不断推广，越来越多的产品基于三维CAD设计开发，使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型（雕刻）、建筑模型、机械行业等领域。5 虚拟制造技术（VMT)

虚拟制造技术（VMT）以计算机支持的建模、仿真技术为前提，对设计、加工制造、装配等全过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时并行模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测出产品的性能、产品的制造技术、产品的可制造性与可装配性，从而更有效地、更经济地灵活组织生产，使工厂和车间的设计布局更合理、有效，以达到产品开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最高化。虚拟制造技术填补了CAD/ CAM技术与生产全过程、企业管理之间的技术缺口，把产品的工艺设计、作业计划、生产调度、制造过程、库存管理、成本核算、零部件采购等企业生产经营活动在产品投入之前就在计算机上加以显示和评价，使设计人员和工程技术人员在产品真实制造之前，通过计算机虚拟产品来预见可能发生的问题和后果。虚拟制造系统的关键是建模，即将现实环境下的物理系统映射为计算机环境下的虚拟系统。虚拟制造系统生产的产品是虚拟产品，但具有真实产品所具有的一切特征。智能制造（IM)

智能制造（IM）是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。其具体表现为：智能设计、智能加工、机器人操作、智能控制、智能工艺规划、智能调度与管理、智能装配、智能测量与诊断等。它强调通过“智能设备”和“自治控制”来构造新一代的智能制造系统模式。

智能制造系统具有自律能力、自组织能力、自学习与自我优化能力、自修复能力，因而适应性极强，而且由于采用VR技术，人机界面更加友好。因此，智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本，提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水准，具有重要意义。

制造技术的进步制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其他生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。近两百年来.在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“小批量→少品种、大批量→多品种、变批量”的方向发展。在科学技术高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集→设备密集→信息密集→知识密集”的方向发展。与之相适应，制造技术的生产方式沿着“手工→机械化→单机自动化。刚性流水自动化→柔性自动化→智能自动化”的方向发展。从而推动了制造业的不断发展，促进了制造业的不断进步。

先进制造技术论文 专业：机械制造及其自动化学号：

姓名：何伟伟 B11023417

第五篇：先进制造技术

先进制造技术

定义:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。特点: 1.动态性2.广泛性3.实用性4.集成性5.系统性6.高效灵活性7.先进性

构成: 从内层到外层分别为基础技术、新型单元技术、集成技术。

分类:（1）现代设计技术（2）先进制造工艺技术（3）自动化技术（4）产品数据管理技术 发展趋势: 1.集成化2.智能化3.网络化4.信息化5.自动化6.柔性化7.数字化8.虚拟化

9.极端制造10.精密化11.绿色制造

自动化技术

制造技术的自动化包括产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制过程自动化。制造系统的自动化 突出特点是采用信息技术，实现产品全生命周期中的信息集成，人、技术和管理三者的有效集成。

问: 制造自动化技术的研究现状?

答: 1）制造系统中的集成技术和系统技术已成为制造自动化研究中热点问题；

2）更加注重研究制造自动化系统中人的作用的发挥；

3）单元系统的研究仍然占有重要的位置；

4）制造过程的计划和调度研究十分活跃，实用化的成果不多；

5）柔性制造技术的研究向着深度和广义发展；

6）适应现代生产模式的制造环境的研究正在兴起；

7）底层加工系统的智能化和集成化研究越来越活跃。

柔性制造系统定义: 我国国家军用标准 “柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”

柔性制造系统的特点：（柔性和自动化）

（1）适应市场需求，以利于多品种、中小批量生产。

（2）提高机床利用率，缩减辅助时间，以利于降低生产成本。

（3）缩短生产周期，减少库存量，以利于提高市场响应能力。

（4）提高自动化水平，以利于提高产品质量、降低劳动强度、改善生产环境。柔性制造系统一般由三个子系统组成：加工系统、物流系统和控制与管理系统。加工系统的配置

互替形式（并联）、互补形式（串联）和混合形式（并串联）三种。常见的物料存储装置有立体仓库、水平回转型自动料架、垂直回转型自动料架和缓冲料架。柔性制造系统中的数据流,实质上就是信息的流动.数据类型:基本数据、控制数据和状态数据。

柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上发展起来的.计算机集成制造

定义:基于企业资源的一种先进制造模式是计算机集成制造系统，简称CIMS。信息集成和总体优化是集成制造系统与一般制造系统的最主要区别之一。

组成: 人与机构、经营、技术三要素。

从功能角度看，一般可以将CIMS分为四个功能分系统和两个支撑分系统。

四个功能系统: 1）工程设计自动化分系统

2）管理信息分系统（MIS）

3）CIMS制造自动化分系统(MAS)

4)CIMS质量保证分系统 质量保证分系统的目标: a.保证用户对产品的需求；

b.使这些要求在实际生产的各环节得到实现。两个支撑分系统: 计算机网络分系统 , 数据库分系统

数据库：就是以一定的组织方式将相关的数据组织在一起存放在计算机存储器上形成的、能为多个用户共享的、与应用程序彼此独立的一组相关数据的集合。

先进制造工艺技术

特点: 具有优质、高效、低耗、洁净和灵活五个方面的显著特点 特种加工技术

定义：是用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加工工件部位，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工技术。

特种加工与传统切削加工的不同特点主要有：

①不是主要依靠机械能，而是用其他的能量（如电能、热能、光能、声能以及化学能等）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，有些情况下，例如在激光加工、电子束加 工、离于束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具； 激光加工

定义：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬时急剧熔化和气化，并产生很强的冲击波，使被熔化的物质爆炸式地喷溅来实现材料去除地加工技术。

基本原理和特点：利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应加工各种材料。基本设备包括：激光器、电源、光学系统、冷却系统及机械系统等。

激光加工技术的应用：（1）激光打孔（2）激光切割(3)激光焊接(4)激光表面处理等加工制造领域。

电子束加工

离子束加工分为离子刻蚀、离子溅射沉积、离子镀及离子注入 4类。

激光加工、电子束加工、离子束加工都是利用高能量密度的束流作为热源，对材料或构件进行加工的技术，又称为高能束加工。

超声波加工 主要是磨粒的撞击作用

超声波加工 适合于加工硬脆材料，尤其是不导电的非金属材料。(玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石)微细加工技术 是指微小尺寸零件的生产加工技术。

包括三级：微米级

亚微米级

纳米级

快速原型制造技术 原理：基于“材料逐层堆积”的制造理念，将复杂的三维加工分解为简单的材料二维添加的组合。

RPM技术的特点：（1）可以制造任意复杂的三维几何实体，不受传统机械加工中刀具无法达到某些型面的限制。

（2）成形过程中无人干预或较少干预，大大减少了对熟练技术工人的需求。

（3）任意复杂零件的加工只需在一台设备上完成，也不需要专用的工装、夹具和模具。

快速堆积成形

快速成形系统根据切片的轮廓和厚度要求，用片材、丝材、液体或粉末材料制成所要求的薄片，通过一片片的堆积，最终完成三维实体原型的制备。

选择性激光烧结则使用粉末材料。

超高速加工技术

常用的刀具材料有：涂层刀具 金属陶瓷刀具 立方氮化硼（CBN）刀具

聚晶金刚石（PCD）刀具 超高速切削机床 电主轴采用陶瓷滚动球轴承 磁悬浮轴承

PDM技术的发展可以分为以下三个阶段：配合CAD工具的PDM系统、专业PDM系统 产生和PDM的标准化阶段。

PDM系统标准化包括:管理对象的标准化和管理过程的标准化