1、先進制造技術學習報告2010年9月22日這學期我接觸了先進制造技術這門課，由于這門課是一門考察科目，我學得不太認真，所以我只有從書本上和網上來學習這門科的知識。以下內容我對先進制造技術的淺談。先進制造技術AMT(AdvancedManufacturingTecnology)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、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，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，也是取得理想技術經濟效益的制造技術的總稱。當前的金融危機也許還會催生新

2、的先進制造制造技術，特別在生產管理技術方面。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：一、先進的工程設計技術二、先進制造工藝技術三、制造自動化技術四、先進生產管理技術、制造哲理與生產模式五、發展。一、先進的工程設計技術先進的工程設計技術包括眾多的現代設計理論與方法。包括CADCAECAPPCATPDM模塊化設計、DFX優化設計、三次設計與健壯設計、創新設計、反向工程、協同產品商務、虛擬現

3、實技術、虛擬樣機技術、并行工程等。（1）產品（投放市場的產品和制造產品的工藝裝備（夾具、刀具、量檢具等）設計現代化。以CAM基礎（造型，工程分析計算、自動繪圖并提供產品數字化信息等），全面應用先進的設計方法和理念。如虛擬設計、優化設計、模塊化設計、有限元分析，動態設計、人機工程設計、美學設計、綠色設計等等；（2）先進的工藝規程設計技術與生產技術準備手段。在信息集成環境下，采用計算機輔助工藝規程設計、即CAPP數控機床、工業機器人、三坐標測量機等各種計算機自動控制設備設備的計算機輔助工作程序設計即CAMMo二、先進制造工藝技術（1）高效精密、超精密加工技術，包括精密、超精密磨削、車削，細微加工技

4、術，納米加工技術。超高速切削。精密加工一般指加工精度在100.1m（相當于IT5級精度和IT5級以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1仙m以下的加工方法，如金剛車、金剛鎮、研磨、琦磨、超精研、砂帶磨、鏡面磨削和冷壓加工等。用于精密機床、精密測量儀器等制造業中的關鍵零件加工，如精密絲杠、精密齒輪、精密蝸輪、精密導軌、精密滾動軸承等，在當前制造工業中占有極重要的地位。超精密加工是指被加工零件的尺寸公差為0.10.01m數量級，表面粗糙度Ra值為0.001以m數量級的加工方法。此外，精密加工與特種加工一般都是計算機控制的自動化加工。（2）精密成型制造技術，包括高效、精密、潔凈鑄造、鍛造、沖壓、焊接及熱

5、處理與表面處理技術。（3）現代特種加工技術，包括高能束流（主要是激光束、以及電子束、離子束等）加工，電解加工與電火花（成型與線切割）加工、超聲波加工、高壓水加工等。電火花加工（Electricaldischargemachining（EDM）電火花加工electricsparkmachining）是指在一定介質中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電的電蝕作用對工件進行的加工。能對任何導電材料加工而不受被加工材料強度和硬度的限制。可分為電火花成型加工（EDM和電火花線切割加工（電火花線切割加工electricaldischargewirecutting-EDW）兩大類。一般都采用CNCB制。（4

6、）快速成型制造（RPM）快速成形技術是在計算機控制下，基于離散堆積原理采用不同方法堆積材料最終完成零件的成型與制造的技術。從成型角度看，零件可視為“點”或“面”的疊加而成。從CAD電子模型中離散得到點、面的幾何信息，再與成型工藝參數信息結合，控制材料有規律、精確地由點到面，由面到體地堆積零件。（5）先進制造工藝發展趨勢1）采用模擬技術，優化工藝設計；2）成形精度向近無余量方向發展；3）成形質量向近無“缺陷”方向發展；4）機械加工向超精密、超高速方向發展；5）采用新型能源及復合加工，解決新型材料的加工和表面改性難題；6）采用自動化技術，實現工藝過程的優化控制；7）采用清潔能源及原材料，實現清潔生

7、產；8）加工與設計之間的界限逐漸談化，并趨向集成及一體化；9）工藝技術與信息技術、管理技術緊密結合，先進制造生產模式獲得不斷發展。三、制造自動化技術一句話：計算機控制自動化技術（1）數控技術與數控機床；數控加工技術是為了實現機床控制自動化要求而發展的。它是指用代碼化的數字、字母及符號表示加工要求、零件尺寸及其參數、加工步驟等，通過控制介質，輸入到控制裝置，經過微機進行處理與計算，發出各種控制信號與數據，使機床各部件自動協調運動，實現自動加工的技術。采用數控加工技術的機床，稱為數控機床。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；

8、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。止匕外，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（用于物流與加工）及物流設備；工業機器人是一種可編程的智能型自動化設備，是應用計算機進行控制的替代人進行工作的高度自動化系統。最近，聯合國標準化組織采用的機器人的定義是：“一種可以反復編程的多功能的、用來搬運材料、零件、工具的操作機”。在無人參與的情況下，工業機器人可以自動按不同軌跡、不同運動方式完成規定動作和各種任務。機器人和機械手的主要區別是：機械手是沒有自主能力，不可重

9、復編程，只能完成定位點不變的簡單的重復動作；機器人是由計算機控制的，可重復編程，能完成任意定位的復雜運動。（3）柔性制造系統（FMC,FMS,FML包括加工設備（CNCM床）、檢測設備、物料輸送（工業機器人、自動交換托盤（APC、自動輸送臺車（RGVAGV等）和儲存設備（立體倉庫等）；數柔性制造系統（FMS是現代機械制造業中的新型自動化生產設備，它是為填補占機械制造中70%的中小批量生產自動化而發展起來的。它主要包括若干臺數控機床和加工中心（或其他直接參加產品零部件生產的自動化設備），用一套自動物料（包括工件和刀具）搬運系統連接起來，由分布式多級計算機系統進行綜合管理與控制，以適應柔性的高效率

10、零件加工（或零部件生產）。所謂柔性的零件加工是指能夠同時地和交替地加工不同的但是同系統的零件。柔性制造系統的適用范圍很廣，它主要解決了單件小批生產的自動化和中大批多品種的自動化加工。它把高柔性、高質量、高效率結合和統一起來，在當今具有很強的生命力（4）計算機集成制造（CIM）和工廠自動化（FA）。計算機集成制造系統（CIMS是由計算機管理系統、計算機輔助設計與制造CAD/CAMX及柔性制造系統FMS還可能有其他生產單元)組成。CIMS是產品生產過程的各子系統的完美集成，即把工程設計、生產制造、市場分析和其他支持功能合理地通過計算機網絡有機地集合成一個整體，以實現生產的柔性化、優化、自動化和集成

11、化，達到高效率、高質量、低成本而靈活生產的目的。四、先進生產管理技術、制造哲理與生產模式包括先進制造生產模式、集成管理技術和生產組織方法等。以計算機輔助生產管理為核心，研究和應用先進的生產管理系統和技術。包括成組技術、全面質量管理、精益生產與JIT、敏捷制造、并行工程、柔性制造、計算機集成制造、虛擬制造、智能制造、網絡化制造、綠色制造、生物制造、可重構制造、MRPMRPII、ERRSCMCRM計算機輔助后勤支援(ComputerAidedLogisticSupport,CALS)、電子商務、知識管理。五、發展當前先進制造技術的發展趨勢大致有以下幾個方面：1、信息技術對先進制造技術的發展起著越來

12、越重要的作用2、設計技術不斷現代化產品設計是制造業的靈魂。現代設計技術的主要發展趨勢是：(1)設計手段的計算機化在實現了計算機計算、繪圖的基礎上，當前突出反映在數值仿真或虛擬現實技術在設計中的應用，以及現代產品建模理論的發展上，并且向智能化設計方向發展。(2)新的設計思想和方法不斷出現(3)向全壽命周期設計發展(4)設計過程由單純考慮技術因素轉向綜合考慮技術、經濟和社會因素設計不只是單純追求某項性能指標的先進和高低、而是注意考慮市場、價格、安全、美學、資源、環境等方面的影響。3、成形及改進制造技術向精密、精確、少能耗、無污染方向發展成形制造技術是鑄造、塑性加工、連接、粉末冶金等單元技術的總稱。

13、4、加工制造技術向著超精密、超高速以及發展新一代制造裝備的方向發展5、工藝由技藝發展為工程科學，工藝模擬技術得到迅速發展先進制造技術的一個重要發展趨勢是，工藝設計由經驗判斷走向定量分析，加工工藝由技藝發展為工程科學。6、專業、學科間的界限逐漸淡化、消失7、綠色制造將成為21世紀制造業的重要特征日趨嚴格的環境與資源的約束，使綠色制造業顯得越來越重要，它將是21世紀制造業的重要特征，與此相應，綠色制造技術也將獲得快速的發展。主要體現在：(1)綠色產品設計技術使產品在生命周期符合環保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求。(2)綠色制造技術在整個制造過程，使得對環境負面影響最小，廢棄物和有害物質的排

14、放最小，資源利用效率最高。綠色制造技術主要包含了綠色資源、綠色生產過程和綠色產品三方面的內容。(3)產品的回收和循環再制造例如，汽車等產品的拆卸和回收技術，以及生態工廠的循環式制造技術。它主要包括生產系統工廠-致力于產品設計和材料處理、加工及裝配等階段，恢復系統工廠-主要對產品(材料使用)生命周期結束時的材料處理循環。8、虛擬現實技術在制造業中獲得越來越多的應用虛擬現實技術（VirtualRealityTechnology）主要包括虛擬制造技術和虛擬企業兩個部分。9、信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，先進制造生產模式獲得不斷發展，造業在經歷了少品種小批量-少品種大批量、-多品種小批量生產模

15、式的過渡后，70年代、80年代開始采用計算機集成制造系統（CIMS）進行制造的柔性生產的模式，并逐步向智能制造技術（IMT）和智能制造系統（IMS）的方向發展。精益生產（LP）、靈捷制造（AM）等先進制造模式相繼出現，預計21世紀初，先進制造模式必將獲得不斷發展。然后我談談精密切削加工。所謂精密加工，是指加工精度和表面質量達到極高程度的加工工藝。精密加工技術是一項涉及內容廣泛的綜合性技術，實現精密加工，不僅需要精密的機械設備和工具，也需要穩定的環境條件，還需運用計算技術進行實時檢測和反饋補償。只有將各個領域的技術成果集成起來，才有可能實現和發展精密加工。精密切削加工機理：金屬切削過程，就其本質

16、而言，是材料在刀具的作用下，產生剪切斷裂、摩擦擠壓和滑移變形的過程，精密切削過程也不例外。但在精密切削中，由于采用的是微量切削方法，一些對普通切削影響不顯著的因素將成為影響精密切削過程的主要因素。超精密切削的歷史。60年代初，由于宇航用的陀螺，計算機用的磁鼓、磁盤，光學掃描用的多面棱鏡，大功率激光核聚變裝置用的大直徑非圓曲面鏡，以及各種復雜形狀的紅外光用的立體鏡等等各種反射鏡和多面棱鏡精度要求極高，使用磨削、研磨、拋光等方法進行加工，不但加工成本很高，而且很難滿足精度和表面粗糙度的要求。為此，研究、開發了使用高精度、高剛度的機床和金剛石刀具進行切削加工的方法加工。超精磨切削的刀具超精密切削對刀

17、具的要求1）刀具刃口鋒銳度p能磨得極其鋒銳，刃口圓弧半徑p極小，能實現超薄切削厚度，減小切削表面彈性恢復和表面變質層。P與切削刃的加工方位有關，普通刀具530仙m金剛石刀具10nm）從物理學的觀點，刃口半徑p有一極限。2）切削刃的粗糙度。切削時切削刃的粗糙度將決定加工表面的粗糙度。普通刀刃的粗糙度Ry0.35m,金剛石刀具刀刃的粗糙度Ry0.10.2mm特殊情況Ry1nm很難。3）極高的硬度、極高的耐磨性和極高的彈性模量，保證長的刀具壽命。4）刀刃無缺陷，足夠的強度，耐崩刃性能。5）化學親和性小、與工件材料的抗粘結性好、摩擦系數低，能得到極好的加工表面完整性。超精密切削時的刀具磨損和壽命用天然

18、單晶金剛石刀具對有色金屬進行超精密切削，如切削條件正常，刀具無意外損傷，刀具磨損甚慢，刀具耐用度極高。天然單晶金剛石刀具用于超精密切削，破損或磨損而不能繼續使用的標志為加工表面粗糙度超過規定值。金剛石刀具的壽命平時以其切削路徑的長度計。如切削條件正常，金剛石刀具的壽命可達數百公里。實際使用中金剛石刀具常達不到上述的耐用度，常常是由于切削刃產生微小崩刃而不能繼續使用，這主要是由于切削時的振動或刀刃的碰撞引起的。在學習了先進制造技術以后，除了對相應的基本知識的掌握以外，還產生了自己對先進制造技術的認識。第一，我認為真正決定先進制造技術先進的關鍵是在于人們對物質世界的理解深度，以物理學科為主。物理上的突破往往意味著新的時代的開始，制造業也是如此。從第一次工業革命開始，真正決定制造業發展應該是物理層面的進