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微型机械加工技术发展现状和趋势及其关键技术
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文件编号：KG-AO-7978-14 微型机械加工技术发展现状和趋势
及其关键技术
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--微型机械加工技术概念
微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只可以批量制作的、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、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有：体积小（特征尺寸范围为：1μm-10mm）、重量轻、耗能低、性能稳定；有利于大批量生产，降低生产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高技术成果，附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化、来搜索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化产业。
微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加
工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的，集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志，微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺，上世纪八十年代中期以后在LIGA加工（微型铸模电镀工艺）、准LIGA加工，超微细加工、微细电火花加工（EDM）、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造（RPM）以及键合技术等微细加工工艺方面取得相当大的进展。
微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合，将使种类繁多的微型器件问世，这些微器件采用大批量集成制造，价格低廉，将广泛地应用于人类生活众多领域。可以预料，在本世纪内，微型机械将逐步从实验室走向适
用化，对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域，其发展不仅可带动许多相关学科的发展，更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。
--微型机械加工技术的国外发展现状
1959年，RichardPFeynman（1965年诺贝尔物理奖获得者）就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世，气候开发出尺寸为50～500μm的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60～12μm的利用硅微型静电机，显示出利用硅微加工工艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。
微型机械在国外已受到政府部门、企业界、高等
学校与研究机构的高度重视。美国MIT、Berkeley、Stanford\AT&T和的15名科学家在上世纪八十年代末提出"小机器、大机遇：关于新兴领域--微动力学的报告"的国家建议书，声称"由于微动力学（微系统）在美国的紧迫性，应在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面"，建议中央财政预支费用为五年5000万美元，得到美国领导机构重视，连续大力投资，并把航空航天、信息和MEMS作为科技发展的三大重点。美国宇航局投资1亿美元着手研制"发现号微型卫星"，美国国家科学基金会把MEMS作为一个新崛起的研究领域制定了资助微型电子机械系统的研究的计划，从1998年开始，资助MIT，加州大学等8所大学和贝尔实验室从事这一领域的研究与开发，年资助额从100万、200万加到1993年的500万美元。1994年发布的《美国国防部技术计划》报告，把MEMS列为关键技术项目。美国国防部高级研究计划局积极领导和支持MEMS的研究和军事应用，现已建成一条MEMS 标准工艺线以促进新型元件/装置的研究与开发。美国
工业主要致力于传感器、位移传感器、应变仪和加速度表等传感器有关领域的研究。很多机构参加了微型机械系统的研究，如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学、威斯康星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。加州大学伯克利传感器和执行器中心（BSAC）得到国防部和十几家公司资助1500万元后，建立了1115m2研究开发MEMS的超净实验室。
日本通产省1991年开始启动一项为期10年、耗资250亿日元的微型大型研究计划，研制两台样机，一台用于医疗、进入人体进行诊断和微型手术，另一台用于工业，对飞机发动机和原子能设备的微小裂纹实施维修。该计划有筑波大学、东京工业大学、东北大学、早稻田大学和富士通研究所等几十家单位参加。
欧洲工业发达国家也相继对微型系统的研究开发进行了重点投资，德国自1988年开始微加工十年计划项目，其科技部于1990～1993年拨款4万马克支持"微系统计划"研究，并把微系统列为本世纪初科技发展的重点，德国首创的LIGA工艺，为MEMS的发展提供
了新的技术手段，并已成为三维结构制作的优选工艺。法国1993年启动的7000万法郎的"微系统与技术"项目。欧共体组成"多功能微系统研究网络NEXUS"，联合协调46个研究所的研究。瑞士在其传统的钟表制造行业和小型精密机械工业的基础上也投入了MEMS的开发工作，1992年投资为1000万美元。英国政府也制订了纳米科学计划。在机械、光学、电子学等领域列出8个项目进行研究与开发。为了加强欧洲开发MEMS的力量，一些欧洲公司已组成MEMS开发集团。
目前已有大量的微型机械或微型系统被研究出来，例如：尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红血球，尺寸为7mm×7mm×2mm的微型泵流量可达250μl/min能开动的汽车，在磁场中飞行的机器蝴蝶，以及集微型速度计、微型陀螺和信号处理系统为一体的微型惯性组合（MIMU）。德国创造了LIGA工艺，制成了悬臂梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴、湿度、流量传感器以及多种光学器件。美国加州理工学院在飞机翼面粘上相当数量的1mm的微梁，控制其弯曲角
度以影响飞机的空气动力学特性。美国大批量生产的硅加速度计把微型传感器（机械部分）和集成电路（电信号源、放大器、信号处理和正检正电路等）一起集成在硅片上3mm×3mm的范围内。日本研制的数厘米见方的微型车床可加工精度达1.5μm的微细轴。
--微型机械加工技术概念
微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只可以批量制作的、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、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有：体积小（特征尺寸范围为：1μm-10mm）、重量轻、耗能低、性能稳定；有利于大批量生产，降低生产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高技术成果，附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化、来搜索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化产业。
微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的，集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志，微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺，上世纪八十年代中期以后在LIGA加工（微型铸模电镀工艺）、准LIGA加工，超微细加工、微细电火花加工（EDM）、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造（RPM）以及键合技术等微细加工工艺方面取得相当大的进展。
微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合，将使种类繁多的微型器件问世，这些微器件采用大批量集成制造，价格低廉，将广泛地应用于人类生活众多领域。可以
预料，在本世纪内，微型机械将逐步从实验室走向适用化，对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域，其发展不仅可带动许多相关学科的发展，更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。
--微型机械加工技术的国外发展现状
1959年，RichardPFeynman（1965年诺贝尔物理奖获得者）就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世，气候开发出尺寸为50～500μm的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60～12μm的利用硅微型静电机，显示出利用硅微加工工艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。
微型机械在国外已受到政府部门、企业界、高等学校与研究机构的高度重视。美国MIT、Berkeley、Stanford\AT&T和的15名科学家在上世纪八十年代末提出"小机器、大机遇：关于新兴领域--微动力学的报告"的国家建议书，声称"由于微动力学（微系统）在美国的紧迫性，应在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面"，建议中央财政预支费用为五年5000万美元，得到美国领导机构重视，连续大力投资，并把航空航天、信息和MEMS作为科技发展的三大重点。美国宇航局投资1亿美元着手研制"发现号微型卫星"，美国国家科学基金会把MEMS作为一个新崛起的研究领域制定了资助微型电子机械系统的研究的计划，从1998年开始，资助MIT，加州大学等8所大学和贝尔实验室从事这一领域的研究与开发，年资助额从100万、200万加到1993年的500万美元。1994年发布的《美国国防部技术计划》报告，把MEMS列为关键技术项目。美国国防部高级研究计划局积极领导和支持MEMS的研究和军事应用，现已建成一条MEMS
标准工艺线以促进新型元件/装置的研究与开发。美国工业主要致力于传感器、位移传感器、应变仪和加速度表等传感器有关领域的研究。很多机构参加了微型机械系统的研究，如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学、威斯康星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。加州大学伯克利传感器和执行器中心（BSAC）得到国防部和十几家公司资助1500万元后，建立了1115m2研究开发MEMS的超净实验室。
日本通产省1991年开始启动一项为期10年、耗资250亿日元的微型大型研究计划，研制两台样机，一台用于医疗、进入人体进行诊断和微型手术，另一台用于工业，对飞机发动机和原子能设备的微小裂纹实施维修。该计划有筑波大学、东京工业大学、东北大学、早稻田大学和富士通研究所等几十家单位参加。
欧洲工业发达国家也相继对微型系统的研究开发进行了重点投资，德国自1988年开始微加工十年计划项目，其科技部于1990～1993年拨款4万马克支持"微系统计划"研究，并把微系统列为本世纪初科技发展
国内外机械制造技术的发展现状及趋势 学院：材料学院姓名：*** 学号：00000000 摘要：机械制造业已经熔入电子学、信息科学、材料学、生物学、管理科学等最新科学成就，现代制造技术的发展趋势有三个方面：高精度、高效自动化和特种加工。 关键词：现代机械制造技术 现代制造技术是以传统制造技术与计算机技术、信息技术、自动控制技术等现代高新技术交叉融合的结果，是一个集机械，电子、信息、材料、能源与管理技术于一体的新型交叉学科，它使制造技术的内涵和水平发生了质的变化。因此，凡是那些能够融合当代科技进步的最新成果，最能发挥人和设备的潜力，最能体现现代制造水平并取得理想技术经济效果的制造技术均称为现代制造技术，它给传统的机械制造业带来了勃勃生机。 一国外现代机械制造技术的现状 在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术；在加工技术方面，巳实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等．近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。 1.1 计算机集成制造系统(CIMS) 它是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，是适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。首先在功能上，它包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工工艺、制造、管理至售后服务以及报废处理的全部活动．因此它比传统的工厂自动化的范围要大得多，是一个复杂的大系统，是工厂自动化的发展方向。其次，在集成上，它涉及的自动化不是工厂各个环节自动化的简单叠加，而是在计算机网络和分布式数据库支持下的有机集成。这种集成主要体现在以信息和功能为特征的技术集成，即信息集成和功能集成。计算机集成制造系统的核心技术是CAD/cAM技术。 1.2 智能制造系统(IMS) 是指将专家系统、模糊逻辑、人工神经网络等人工智能技术应用到制造系统中，以解决复杂的决策问题，提高制造系统的水平和实用性。人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺，学习工程技术人员的实践经验和知识，并用于解决生产中的实际问题，从而将工人、工程技术人员多年来积累起来的丰富而又宝贵的实践经验保存下来，在实际的生产中长期发挥作用。智能制造系统的核心技术是人工智能。
表面微细加工技术 微细加工技术结合了超精增亮和超精抛光两项革新技术，能够有选择性地保留表面的微观结构，以提高表面的摩擦和滑动性能(表面技术)，以机械化和自动化取代传统的手工抛光，提高表面的美学功能。这种微细加工技术应用于切削刀具、冲压和锻造工具，航空、汽车、医疗器械、塑料注射模具等机械零件的表面处理，能够极大地改善零件表 面的性能。 微细加工技术采用全自动方式对金属零件表面进行超精加工，通过一种机械化学作用来清除金属零件表面上1～40μm的材料，实现被加工表面粗糙度达到或者好于ISO标准的N1级的表面质量。微细加工技术主要应用于超精抛光和超精增亮这两个领域。超精抛光使传统的手工抛光工艺自动化而超精增亮则生成新的表面拓扑结构。 纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。 纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。 ?光刻是一种以光复印图形和材料腐蚀相结合的表面精密加工技
术。前者是使图形复印到基片表面的光刻胶上，后者是把图形刻蚀到基片表面的各层材料(如Si02、Si3N4、多晶硅、铝等)上。 光刻胶上图形的复印是通过曝光和显影完成的。限制图形重复性及分辨率的主要因素，是图形加工过程中所涉及到的物理和化学问题。 ?在集成电路生产中，要经过多次光刻。虽然各次光刻的目的要求和工艺条件有所不同，但其工艺过程是基本相同的。光刻工艺一般都要经过涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀和去胶7个步骤。 ?涂胶就是在SiO2或其他薄膜表面涂一层粘附良好、厚度适当、厚薄均匀的光刻胶膜。涂胶前的基片表面必须清洁干燥。生产中最好在氧化或蒸发后立即涂胶，此时基片表面清洁干燥，光刻胶的粘附性较好。涂胶的厚度要适当。 ?胶膜太薄-----针孔多，抗蚀能力差；
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021新版机械制造技术发展趋 势探讨 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2021新版机械制造技术发展趋势探讨 随着社会经济水平的不断提高，我国的工业也取得了极大的发展，人们对机械制造技术也提出了更高的要求。因此，先进机械制造技术的广泛发展及运用已成为大势所趋。本文通过分析我国机械制造技术的发展现状及其特点，对机械制造技术的发展趋势进行有效的研究和探讨。 对产品的设计、加工生产、出售使用、维修等一系列过程进行研究的学科即为机械制造技术。机械制造技术是一项包含能量流、物质流、信息流的系统性工程，它的目的是为提高产品的质量，加强企业的市场竞争力。随着人民群众的生活水平不断提高，对各项产品的要求也日益上升，产品不但要满足物美价廉，便于使用的基本要求，还需具备品种的多样化、销售服务优质化等特点。为了满足现代市场的需求，先进机械制造技术的使用显得尤为重要。 机械制造技术的发展现状
机械制造业的发展一直受到人们的广泛关注。目前，在我国工业中，机械制造业已成为最大产业之一。机械制造业不但已具备一定的技术基础及规模，其开发创新能力也获得了明显的提高。虽然我国在机械制造业取得了不错的成绩，但与其他发达国家相比，在设计、生产工艺及自动化技术等方面，还存在着不足之处。 准则与所需数据更新慢，设计仍采用图纸的落后方法，新的设计技术使用率偏低等问题常出现在制造设计方面；在生产工艺方面，我国对诸如高精度加工、激光加工、纳米加工、复合加工等新型加工技术的使用还不成熟；对于自动化技术，我国对柔性制造系统、计算机集成制造系统、柔性制造单元的使用比较缺乏，还正处于刚性及单机的自动化阶段，也还未完全实现知识智能化以及柔性自动化。 机械制造技术的特点 先进性、市场性、全球性及系统性为机械制造技术的主要特点。先进的制造技术在保持传统有效条件因素的基础上，还不断将新的技术运用到产品生产的各个过程。产品的市场调研、工艺设计、加
机械行业现状分析论文 学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：
目录 摘要 (3) Abstract (3) 1 绪论 (4) 1.1 研究背景 (4) 1.2 目的与意义 (4) 2 中国机械行业概况 (4) 2.1 中国机械行业进展历程 (4) 2.2 中国机械行业进展趋势 (5) 3 中国机械行业现状 (7) 3.1 与国外品牌产品的差距 (7) 3.2 2018机械行业诊断报告 (8) 3.3 工程机械现状分析 (10) 3.4 基础件现状分析 (10) 3.5 交通运输现状分析 (11) 3.6 机床行业现状分析 (12) 4 中国机械行业的总体运营情形分析 (12) 4.1近年工程机械产品出口情形 (12) 4.2 2018年机械工业现状 (12) 4.3 以后专业化进展趋势 (13) 5中国知名机械工业产值数据分析 (14) 5.1 上海汽车集团股份 (14) 5.2 东风汽车公司 (15) 5.3 广西柳工机械股份 (15) 5.4 徐州工程机械集团 (16) 5.5 中联重工科技进展股份 (16) 5.6 三一重工股份 (17) 5.7 沈阳机床制造有限责任 (17) 终止语 (18) 参考文献 (19)
摘要 机械工业素有“工业的心脏”之称。它是其他经济部门的生产手段，也可说是一切经济部门进展的基础。它的进展水平是衡量一个国家工业化程度的重要标志。为促进民族地区的现代化，必须加速进展机械工业。 通过新中国60年的努力，中国的机械工业实力和国际地位都有了显著的提升，显著机械工业正在发生着历史性的变化，行业进展已进入产业升级的重要时期，中国将逐步由机械大国向机械强国所迈进。 当今，制造业的世界格局差不多和正在发生重大的变化，欧、亚、美三分天下的局面差不多形成，世界经济重心开始向亚洲转移已显现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中。所有这些又给我们带来了难得的机遇。挑战与机遇并存，我们应该正视现实，面对挑战，抓住机遇，深化改革，以振兴和进展中国的机械制造业为己任，励精图治，奋发图强，以使我国的机械制造业在不太长的时刻内，赶上世界先进水平。 关键词：行业环境进展需要差不多现状行业进展 Abstract Machinery industry known as "industrial heart," said. It is other economic sectors means of production is the basis of all economic sectors. Its development level is measured the degree of industrialization in a country important symbol. In order to promote the modernization of national regions, must accelerate development machinery industry. After new China 60 years of effort, China mechanical industrial strength and international status have markedly improved significantly machinery industry, is undergoing historic change, industry development has entered an important stage of industrial upgrading, China will gradually by mechanical power into mechanical powers have to move forward. Today, the pattern of the world have and manufacturing is undergoing major changes, Europe, Asia, America three cent world situation has been formed, the world economic barycenter began to shift to Asia, the signs have appeared the product structure of manufacturing, mode of production is in rapid reformation. All these also brings us a rare opportunity. Challenge and opportunity, we should face reality, in the face of challenge, seize the opportunity, deepening the reform and development in China to revitalize and mechanical manufacturing industry as own duty, makes determined efforts, unyielding, in order to make our machinery manufacturing industry in not too long a time, catch up with the
牺牲层技术 刻蚀与选择性 etch：To cut into the surface of (glass, for example) by the action of acid. Etching：The art of preparing etched plates, especially metal plates, from which designs and pictures are printed. Corrode：To destroy a metal or alloy gradually, especially by oxidation or chemical action 其实刻蚀还包含分解、转化、溶解等一系列含义。 半导体技术的刻蚀并不仅仅局限于金属材料，半导体、化合物、包括有机物薄膜才是刻蚀研究的重点。 Etching还有一个特征：选择性或者局部队有控制刻蚀。 干法刻蚀也是半导体技术赋予Etching的新内涵。 选择性源于化学反应的热力学选择性和刻蚀过程度动力学因素控制。 下面这张表格概括了一些简单物质与常用反应物之间相互作用的规律，其中既有热力学因素控制的结果，也有动力学因素促成。它们都是湿法反应机制度结果
MUMPS工艺概况 The MUMPS process is a three-layer polysilicon surface micromachining process derived from work performed at the Berkeley Sensors and Actuators Center (BSAC) at the University of California.Several modifications and enhancements have been made to increase the flexibility and versatility of the process for the multi-user environment. The process flow described below is designed to introduce inexperienced users to polysilicon micromachining. The text is supplemented by detailed drawings that show the process flow in the context of building a typical micromotor. 工艺流程详解 衬底：100 mm n-type (100) silicon wafers of 1-2 ohm-cm resistivity.
机械行业现状分析论文公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
中国机械行业现状分析 学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 目录 摘要 机械工业素有“工业的心脏”之称。它是其他经济部门的生产手段，也可说是一切经济部门发展的基础。它的发展水平是衡量一个国家工业化程度的重要标志。为促进民族地区的现代化，必须加速发展机械工业。 经过新中国60年的努力，中国的机械工业实力和国际地位都有了显着的提升，显着机械工业正在发生着历史性的变化，行业发展已进入产业升级的重要阶段，中国将逐步由机械大国向机械强国所迈进。 当今，制造业的世界格局已经和正在发生重大的变化，欧、亚、美三分天下的局面已经形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中。所有这些又给我们带来了难得的机遇。挑战与机遇并存，我们应该正视现
实，面对挑战，抓住机遇，深化改革，以振兴和发展中国的机械制造业为己任，励精图治，奋发图强，以使我国的机械制造业在不太长的时间内，赶上世界先进水平。 关键词：行业环境发展需要基本现状行业发展 Abstract Machinery industry known as "industrial heart," said. It is other economic sectors means of production is the basis of all economic sectors. Its development level is measured the degree of industrialization in a country important symbol. In order to promote the modernization of national regions, must accelerate development machinery industry. After new China 60 years of effort, China mechanical industrial strength and international status have markedly improved significantly machinery industry, is undergoing historic change, industry development has entered an important stage of industrial upgrading, China will gradually by mechanical power into mechanical powers have to move forward. Today, the pattern of the world have and manufacturing is undergoing major changes, Europe, Asia, America three cent world situation has been formed, the world economic barycenter began to shift to Asia, the signs have appeared the product structure of manufacturing, mode of production is in rapid reformation. All these also brings us a rare opportunity. Challenge and opportunity, we should face reality, in the face of challenge, seize the opportunity, deepening the reform and development in China to revitalize and mechanical manufacturing
现代机械制造工艺的发展现状及趋势
现代机械制造工艺的发展现状及趋势 摘要：随着我国社会经济的不断发展，机械制造工艺的发展得到了突飞猛进的进步，而且也推动着其他行业的快速发展，特别是对现代化工业的发展，起到至关重要的作用。机械制造工艺作为现代工业发展的根本动力，仍需要进行不断的优化和创新。自动化控制技术、激光技术的出现，都是当下机械制造工艺当中不可或缺的组成部分，并为制造企业带来巨大的效益。当然，随着社会的进步，我们还需要对机械制造工艺的未来发展趋势进行预测和分析，从而实现我国机械制造行业可持续化发展战略。基于此，本文对我国现代机械制造工艺发展的现状及发展趋势进行探讨和分析。 关键词：机械制造工艺；发展现状；趋势 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/7313316655.html,ki.37-1222/t.2018.08.053 0 导言 进入二十一世纪以来，随着我国现代工业的飞速发展，人们对机械制造的生产需求也越来越高。为了满足社会发展需求，需要人们对机械制造工艺进行不断改进和创新，同时这也是我国机械制造工艺发展的必然趋势。 1 我国现代机械制造工艺的发展现状 机械制造工艺的发展是展现一个国家综合生产力的重
要标志，在近几年的发展过程中，机械制造工艺中所应用的先进技术正在进行优化和改革。 1.1 自动化控制技术 自动化控制是最为常见的现代机械制造工艺，也是机械制造领域中不可或缺的重要组成部分。其自动化控制功能主要表现在自动化加工制造、自动化加工流水线以及自动化制造工程三个方面。例如，在机械制造的生产过程中，实施自动化生产可以代替传统的人工生产力，有效减少了人力的使用量，同时也能够减少由于人为因素造成的生产误差，在每个加工环节中都能够按照初始设定完成机械的加工和制造，大大提高了加工制造的精准性，最终形成自动化性质的生产流水线。然而，在市场需求不断变化的作用下，我国现阶段所应用的自动化控制技术已经难以满足市场需求，对机械制造工艺发展产生了局限性，因此，为了实现我国现代机械制造工艺的可持续发展，对其工艺技术的改进和创新是其必然的发展趋势。 1.2 激光技术 激光技术是现代机械制造工艺中被人们应用最为广泛的工艺技术，其主要包含激光热处理、快速成型技术等。激光技术的应用目的是为了将机械部件的使用年限延长，实现零部件的最大化应用价值。在对部件表面进行热处理的过程中，有效提升了机械部件的耐磨性能，在现代机械制造工艺
微机械加工应用趋势与前沿技术简述
摘要：微机电系统（MEMS）是由电子和机械组成的集成化器件或系统，采用与集成电路兼容的大批量处理工艺制造，尺寸在微米到毫米之间。尤其将计算、传感和执行融为一体，从而改变了感知和控制自然界的方式。本文介绍了微机电系统近几年应用领域及前景展望，并简单阐述了关于微制造的几种前言加工技术，从而对MEMS系统有一个粗略的了解。 关键字：MEMS 应用领域前景前沿技术 LIGA技术 前言 微型机械加工或称微机电系统（MEMS），早在1959年就由著名的物理学家理查德·范蔓（Richard·Feynman）提出其概念，然而此后数十年间的发展并未受到过多的关注，直到近年来才逐渐发展成为一门交叉学科。 MEMS主要包括微型传感器、微型执行器以及相应地处理电路三部分。作为输入信号的各种信号首先通过微传感器转换成电信号，经过信号处理以后，再通过微执行器对外部世界发生作用。传感器可以把能量从一种形式转换成另一种形式，从而将现实世界的信号（热、化学、运动等）转换成系统可以处理的信号（如电信号）。信号处理器则可以对信号进行转换、放大和计算等处理。执行器根据信号处理电路发出的指令来完成人们所需要的操作。 MEMS的快速发展只不过是10多年的时间，却已在各个应用领域显示出强大的生命力，甚至单个领域的MEMS器件就已经形成了一个较大规模的产业。面向21世纪，MEMS将逐步走向实用化，并被广泛应用于国防、航空、航天、通信、环保、生物工程、医疗、制造业、农业和家庭。在某种意义上，可认为MEMS是“信息化带动工业化”的一个典范。 一、应用领域与前景展望 作为信息获取关键的传感MEMS，已成功应用于汽车、电子等行业和军事领域；在令人瞩目的信息技术和生命技术的发展中，MEMS更将发挥不可估量的作用：光MEMS被认为是开启通信之门的钥匙；RF MEMS将成为移动通信的一项核心技术；高密度MEMS生物芯片将强有力地推动生命科学和生物技术的发展。近几年，采用MEMS的发展将对人类生产和生活方式产生革命性的影响，将关系到国民经济发展和国家发展安全保障的战略高技术，已引起了广泛的关注。 微机电系统在国防中的应用 美国和西方国家为了掌握现代战争的主动权，大力发展微型飞行器、战场侦察传感器、智能军用机器人，以增加武器效能，军用武器装备的小型化是重要的发展趋势。MEMS是未来武器中最精华的部分，为了适应这一发展的需要，主要采用的是MEMS技术制造的传感器和微系统。大量采用MEMS器件，以改进武器性能，已成为美国发展新型高科技武器装备的方向。根据美国防卫高级研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency）公布的资料，MEMS在武器装备中的主要应用领域包括以下几个方面：武器制导和个人导航的惯性导航组合；超小型、超低功率无线通信（RF MEMS）的机电信号处理；军备跟踪、环境监控、安全勘测的无人值守分布式传感器；小型分布式仪器、推进和燃烧控制的集成流量系统；武器安全、保险和引信；有条件保养的嵌入式传感器和执行器；高密度、低功耗的大规模数据存储器件；敌友识别系统、显示和光纤开关的集成微光学器件，以及飞机分布式空气动力学控制和自适应光学的主动和共型表面。 航天领域对器件的功能密度要求很高。因此，MEMS的发展，从一开始就受到航天部门的重视并得到应用。目前，微型飞行器的研究主要集中在美、日、德等发达国家。美国LMB公司研制出翼展为45cm的微型飞行器Bat，该机飞行时间20min，飞行速度大约为64km/h，飞行高度457m，1995年，日本东北大学利用MEMS技术，制造出一个靠磁力矩驱动的飞行装置，该装置宽30mm，长20mm，重5.3mg，等等。美国五角大楼认为，军用
摘要 人类社会的发展是一个不断制造的过程，制造是人类社会发展的基础。而机械制造业是国民经济的发展的基础，机械装备的性能和质量对国民经济各部分生产技术的进步和经济效益的提高有着举足轻重的影响。现如今，机械工业的技术水平已经成为衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 现在机械制造业已经从传统意义上的制造业向着集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等各类学科为一体的新兴工业的综合体。近年来，机械制造工业企业的自主开发创新能力有所提高，使整个机械行业的水平有了明显的进步。 这次论文通过阅读大量的文献资料，对机械行业的发展有了更深刻的认识。并且对现代机械制造技术的特点进行了总结，对未来机械工业的发展趋势进行了展望。本文详细论述了机械制造业的特点及发展趋势,包括机械知道业的先进性、实用性及前沿性。机械制造业的发展趋势是朝着全球化、网络信息化、虚拟化、自动化及绿色化的方向发展的。本文还对中国机械制造业的不足进行了分析,并给出一些可行性的科学建议,主要集中在机械制造业的管理方面。 关键词:机械制造工业特点问题技术发展趋势
ABSTRACT Development of human society is a continuous manufacturing process, manufacturing is the foundation for the development of human society. The machinery manufacturing industry is the basis for the development of national economy, performance and quality of machinery and equipment has a significant impact to the national economy and technological improvement. Today, the technological level of machinery industry has become a measure of a country's technological level and economic strength of the important symbols. Now machinery manufacturing has moved from traditional manufacturing to the set of mechanical, electronic, optical, information science, materials science, biological science, laser science, management science and other disciplines as one of the emerging complex industrial. In recent years, machine-building industry's independent innovation ability of enterprises has increased, the level of the whole machinery industry has significant progress. By reading the paper have a more profound understanding. And summarized the characteristics of modern machinery manufacturing technology and discussed the future development trend of the machinery industry This paper discusses the mechanical characteristics and development trends in the manufacturing sector, including mechanical usement, the industry advanced, practical and cutting edge. Machinery manufacturing is towards globalization, information network, virtualization, automation and green in the direction of development. This article also analyzed China's machinery manufacturing industry, and give some scientific advice, mainly in machinery manufacturing management. Key word：machinery technical characteristics of machinery manufacturing industry trends
中国机械制造业现状分析 机械制造业是一个国家最基础的行业，也决定了一个国家制造业的整体水平，起步早，但发展又最令人担忧，比如现在中国的汽车工业相比机械制造业来说无论是产品质量还是生产效率都要高得多，当然这也是因为机械行业的特性起了决定性的因素。机械制造业如何发展，本人做以下几大现状分析： 一、“节省”意识助长了低效率 机械制造业设备是万能的，精雕细着搞出一辆坦克来也没什么惊奇，有了这种优越的条件就极尽之发挥，在加上中国人的“节省、勤劳”意识，生产辅助用具、夹具、刀具等等辅助性的生产无所不干，最后企业成了一个大杂铺。这在中国机械制造业是一个通病，表面看起来企业运转顺利，实质算一算辅助性工作人员所占的比例和产出价值就会惊人。如果站在整个行业的角度来看，这个行业就是在浪费资源。如何简化企业，剥离出非主导性的业务是未来机械制造业需重视的一个方向。 二、“机械盲”关闭了企业的大门 企业大门不打开就难以有大的发展。企业如何对外宣传？看过很多机械企业的产品宣传资料、企业网站，感觉就是个机械盲，不懂得用户到底需要什么信息？信息模糊。在这方面机械配件生产企业表现得更为突出。很多企业也很想将自己的一些零散性的任务转发出去，但不知找谁，逗逗转转还是自己干。一些零散性的生产任务在一个企业是零散，将很多企业的累积起来就成了专业。 “啊里把把”的机械配件交易版块就是一个最大的“机械盲”，如果其结构稍做一下改正就能解决好机械行业许多的问题。 三、“保守思想”守住的是无效率 “大而全”是保守的模范，同时也是一种最虚假规模的表现，其实质就是没有效率，样样上，样样不专业。 “将图纸当机密”其实质是最没技术水平缺乏自信的表现，现代企业技术水平的不断创新与经管模式的有效性才是企业发展的关键，将一些机械配件的图纸转化为一种公共资源进而促进更多的产品成为半规范化的产品将能大步的提高整个行业的制造水平。
微型机械加工技术发展现状及趋势分析 一、概念 微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只可以批量制作的、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、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有：体积小（特征尺寸范围为：1μm-10mm）、重量轻、耗能低、性能稳定；有利于大批量生产，降低生产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高技术成果，附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化、来搜索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化产业。 微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的，集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志，微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺，上世纪八十年代中期以后在LIGA加工（微型铸模电镀工艺）、准LIGA加工，超微细加工、微细电火花加工（EDM）、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造（RPM）以及键合技术等微细加工工艺方面取得相当大的进展。 微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合，将使种类繁多的微型器件问世，这些微器件采用大批量集成制造，价格低廉，将广泛地应用于人类生活众多领域。可以预料，在本世纪内，微型机械将逐步从实验室走向适用化，
现代机械制造技术的现状及趋势 现代制造技术的涵义相当广泛．一般认为，现代制造技术是以传统制造技术与计算机技术、信息技术、自动控制技术等现代高新技术交叉融合的结果，是一个集机械，电子、信息、材料、能源与管理技术于一体的新型交叉学科，它使制造技术的内涵和水平发生了质的变化。因此，凡是那些能够融合当代科技进步的最新成果，最能发挥人和设备的潜力，最能体现现代制造水平并取得理想技术经济效果的制造技术均称为现代制造技术，它给传统的机械制造业带来了勃勃生机。 1 现代机械制造技术的现状 1.1 国外情况 在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术；在加工技术方面，巳实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等．近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。 1.1.1 计算机集成制造系统(CIMS)
它是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，是适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。首先在功能上，它包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工工艺、制造、管理至售后服务以及报废处理的全部活动．因此它比传统的工厂自动化的范围要大得多，是一个复杂的大系统，是工厂自动化的发展方向。其次，在集成上，它涉及的自动化不是工厂各个环节自动化的简单叠加，而是在计算机网络和分布式数据库支持下的有机集成。这种集成主要体现在以信息和功能为特征的技术集成，即信息集成和功能集成。计算机集成制造系统的核心技术是CAD/cAM技术。 1.1.2 智能制造系统(IMS) 是指将专家系统、模糊逻辑、人工神经网络等人工智能技术应用到制造系统中，以解决复杂的决策问题，提高制造系统的水平和实用性。人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺，学习工程技术人员的实践经验和知识，并用于解决生产中的实际问题，从而将工人、工程技术人员多年来积累起来的丰富而又宝贵的实践经验保存下来，在实际的生产中长期发挥作用。智能制造系统的核心技术是人工智能。 1.1.3 并行工程(CE)又称同步工程或同期工程，是针对传统的产品串行开发过程而提出的概念和方法．并行工程是集成地、并行
3?6嶽机織及*抵佃彌工牧* 一、引言 随着微/纳米科学与技术(Micro/Nano Science and Technology)的发展，以本身形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微机械已成为人们在微观领域认识和改造客观世界的一种高新技术。
80年代末出现的一门崭新的学 21世纪最具代表性的技术之O 微机电系统与微电子学、信息学、材料科学和纳米技术的发展等密切相关。被公认为21世纪的重点发展学科，是国家重点发展的高技术产业。 微机电系统是微电子技术的延伸和拓 宽，通过传感器、致动器、信号处理、控制等多项功能，与外部世界有机联系起来 O
微机电系统的概念始于20世纪80年代，一般泛指尺度在亚微米至亚毫米范围内的装置。在不同国家和地区有不同的术语和解释： ?美国称作Micro Electro-Mechanical System - MEMS （微型电-机系统）微型电-机系统是由电子和机械组成的集成化器件或系统，釆用与集成电路兼容的大批量处理工艺制造，尺寸在微米到毫米之间。
3?6截机鐵及裏紙佃勉工藝* ?在欧洲则称作Micro System （微系统）是指具有微米级结构，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慕件或系统。 ?在日本称作Micro Machine （微机器）微机器由只有几毫米大小的功能元件组成，它能够执行复杂、细微的任务。
?微机电系统是指特征尺寸在微米至毫米 范围内，由电子和机械组成的集成化器 件或系统。按外形尺寸，微机械可划分为l-10mm的微小型机械,lgm-lmm的微机械，以及lnm~l(im的纳来机械。
微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只可以批量制作的、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、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有：体积小（特征尺寸范围为：1μm-10mm）、重量轻、耗能低、性能稳定；有利于大批量生产，降低生产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高技术成果，附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化、来搜索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化产业。 微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的，集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志，微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺，上世纪八十年代中期以后在LIGA加工（微型铸模电镀工艺）、准LIGA加工，超微细加工、微细电火花加工（EDM）、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造（RPM）以及键合技术等微细加工工艺方面取得相当大的进展。 微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合，将使种类繁多的微型器件问世，这些微器件采用大批量集成制造，价格低廉，将广泛地应用于人类生活众多领域。可以预料，在本世纪内，微型机械将逐步从实验室走向适用化，对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域，其发展不仅可带动许多相关学科的发展，更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。 微型机械加工技术的国外发展现状 1959年，RichardPFeynman（1965年诺贝尔物理奖获得者）就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世，气候开发出尺寸为50～500μm的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60～12μm的利用硅微型静电机，显示出利用硅微加工工艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。
机械制造技术的发展现状 摘要：现代机械制造技术是一门高科技，它是机械 制造技术和计算机信息技术融合技术，因此它是衡量一个国家制造业水平的重要标准。但是由于传统制造技术水平限制，目前我国机械制造发展缓慢、效率低下，很难应对当前快速发展下的激烈市场竞争环境。因此引入先进机械制造技术以充分发挥其智能化、系统化的优势，以提升了生产效率并使产品朝向多样化、精细化的方向迅速发展。 关键词：机械制造技术；发展趋势；特点；发展方向 机械制造业是工业重要组成部分，为各行各业的生产发展提供装备。我国以前经济发展靠的是劳动密集型产业，低水平的加工业，以环境为代价来获取高速增长。当前我国经济面临转型，在未来创新和高科技成为发展的主要动力。机械制造技术的创新已经成为机械制造业发展的主要驱动力，先进的机械制造技术已经成为衡量一个国家科技发展水平 的重要标志，也成为国际间科技竞争的重要领域。 一、现代机械制造技术的特点 1.现代机械制造技术最重要的特点在于，它是一项面向 工业应用，具有很强实用性的新技术。与传统制造技术相比，现代机械制造技术更具有系统性、集成性、广泛性、高精度性。它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产
准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 2.现代机械制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程，但在其制造过程中还综合应用了设计技术、自动化技术、计算机技术、信息技术和现代系统管理技术等。在产品设计、制造和生产管理等方面的应用。 3.现代机械制造技术比传统的制造技术更加重视技术与 管理的结合，更加重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化，从而产生了一系列先进的制造模式。 二、现代机械制造技术的发展现状 几年来，我国现代机械制造业不断采用先进制造技术，机械制造有了显著的发展，无论制造总量还是制造技术水平都有很大的提高。机械制造从产品研发、技术装备和加工能力等方面都取得了很大的进步，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。 1.设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则， 采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用计算机辅助设计技术的比例较低。 2.管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视 组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我