3-1先进制造工艺技术

《机械制造前沿技术》复习资料一、论述先进制造工艺技术的定义及其成形方法。

先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，包括了常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。

其主要技术体系由先进成形加工技术、现代表面工程技术等技术构成及先进制造加工技术。

（1）去除成形：它是运用分离的办法，把一部份材料（裕量材料）有序地分离出去而成形的方法。

（2）受迫成形：它是利用材料的可成形性（如塑性等），在特定外围约束（边界约束或外力约束）下成形的方法。

（3）堆积成形：它是运用合并与连接的办法，把材料（气、液、固相）有序地合并堆积起来的成形方法。

（4）生成成形：它是利用材料的活性进行成形的方法。

二、简述砂轮磨削和砂带磨削加工各有什么特点。

1）砂轮磨削加工的特点：（1）砂轮是由磨料和结合剂粘结而成的特殊的多刃刀具。

（2）砂轮具有较高的圆周速度。

（3）砂轮工作面经修整后，可形成极细微的刃口。

（4）砂轮磨削加工能获得极高的加工精度和极小的表面粗糙度值。

（5）砂轮在磨削时还具有“自锐作用”。

2）砂带磨削加工的特点：（1）砂带磨削是一种弹性磨削加工。

（2）砂带磨削的效率高。

（3）砂带磨削的成本低、精度高。

(4) 砂带磨削加工后的工件具有较高表面质量。

三、简述提高机械加工精度的主要措施有哪些。

（1）开发优化机械加工工艺方法；（2）新型刀具材料的研制和应用；（3）研究超精密加工机床；（4）在加工过程中对加工精度实时监控。

四、简述3D打印技术的原理及分类。

1）3D打印技术的原理：2）3D打印技术的分类：目前，3D打印技术有两种类型，一种是堆叠法，一种是烧结。

原理基本都是多层分片打印，而堆叠和烧结只是成型技术的区别。

堆叠只能成型塑料、硅之类的材质，对固化反应速度有要求，而烧结可以利用激光的高温对金属粉末进行处理加工出金属材质的东西出来，实体可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。

五、简述3D打印技术未来的发展前景。

第一章制造业与先进制造技术1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。

制造：把原材料加工成适用的产品。

制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。

制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。

制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。

它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。

制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。

狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。

广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。

在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。

在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。

1-2 试简述制造技术的发展历程。

制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。

纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。

人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。

另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。

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“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“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。

先进制造技术试题一、填空题（每空2分，共30分）1、典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。

2、先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。

3、CIMS系统的三要素：人、经营、技术。

4、FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、监控、监视。

二、名词解释（共15分，每题3分）1、DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X）技术的一个分支。

面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。

DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。

2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。

敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。

3、CE 并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。

换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。

在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。

4、CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。

徐州工程学院教案徐州工程学院教案纸、金刚石刀具超精切削刀具材料：天然金刚石，人造单晶金刚石金刚石的晶体结构：规整的单晶金刚石晶体有八面体、十二面体和六面体，有三根4次对称轴，四根3次对称轴和六根2次对称轴。

图 3-5 砂带磨削示意图图3-6 几种砂带磨削方式砂带磨削特点：1）砂带与工件柔性接触，磨粒载荷小，且均匀，工件受力、热作用小，加工质量好（ R a值可达 0.02μm）。

2）静电植砂，磨粒有方向性，尖端向上，摩擦生热小，磨屑不易堵塞砂轮，磨削性能好。

2. 产品设计中的应用——快速产品开发（RPD）第四节微细加工技术二、微细机械加工1、主要采用铣、钻和车三种形式，可加工平面、内腔、孔和外圆表面。

2、刀具：多用单晶金刚石车刀、铣刀（图3-20）。

铣刀的回转半径（可小到5μm）靠刀尖相对于回转轴线的偏移来得到。

当刀具回转时，刀具的切削刃形成一个圆锥形的切削面。

3、微细机械加工设备微小位移机构，微量移动应可小至几十个纳米。

图 3-11 FANUC型微型超精密加工机床三、微细电加工、线放电磨削法（WEDG）电极线沿着导丝器中的槽以5～10mm/min的低速滑动，可加工圆柱形（图3-12）。

如导丝器通过数字控制作相应的运动，还可加工出各种形图3-12 WEDG工作原理图3-14 电致伸缩微动工作台第五节现代特种加工技术图3-15 激光加工原理图、激光加工特点图 3-16 超声波加工原理图、超声波加工特点及应用适用于加工各种脆性金属材料和非金属材料，如玻璃、陶瓷、半导体、宝石、金刚石等。

可加工各种复杂形状的型孔、型腔、形面。

工具与工件不需作复杂的相对运动，机床结构简单。

被加工表面无残余应力，无破坏层，加工精度较高，尺寸精度可0.05mm 。

加工过程受力小，热影响小，可加工薄壁、薄片等易变形零件。

图3-17水射流加工装置示意图水射流切割加工的应用和发展水射流切割具有切口平整、无毛边、无火花、加工清洁等特点，已用于汽。

先进制造技术有哪些先进制造技术是指应用先进的科学技术手段，推动制造业实现高效、智能、绿色、可持续发展的技术。

具体来说，先进制造技术包括了一系列先进的制造方法、工艺和设备。

下面将从不同的角度探讨一些常见的先进制造技术。

一、先进工艺1. 激光加工技术：激光加工技术是利用激光器产生的高能激光束对工件进行加工的一种方法。

它具有非接触加工、高精度、高效率等特点，在3D打印、金属切割、焊接等领域得到了广泛应用。

2. 精密铸造技术：精密铸造是一种通过模具将熔融金属注入到模具中，然后冷却凝固得到所需形状的方法。

它能够生产出高精度、复杂形状的零件，被广泛应用于航天、汽车等领域。

3. 精密加工技术：精密加工技术是指能够处理毫米级以下精度的加工方法。

包括五轴联动加工、电火花加工、刻蚀加工等技术，用于加工精密部件。

二、先进设备1. 数控机床：数控机床是一种能够通过程序控制实现自动加工的机床。

它具有高精度、高效率和灵活性强等特点，被广泛应用于各类零部件的加工。

2. 机器人技术：机器人是指能够模拟和替代人类完成某些工作的自动化装置。

它具有高度的柔性和智能性，被应用于装配、喷涂、焊接等工艺中。

3. 先进材料先进材料指的是具有高强度、轻质、高温耐受性、耐腐蚀等特点的新型材料。

例如高分子复合材料、纳米材料等，被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

三、先进制造方法1. 3D打印技术：3D打印技术是一种通过将材料逐层堆叠并粘结在一起，构建出所需形状的制造方法。

它能够实现快速、个性化、可定制化生产，被应用于零部件制造、医疗器械等领域。

2. 智能制造技术：智能制造技术是指借助先进的信息技术，实现制造过程自动化、数字化和智能化的技术。

例如物联网、云计算等技术，能够提高制造过程的高效性和可追溯性。

3. 协同制造技术：协同制造是一种通过各个环节之间的信息共享和协调，实现整个制造过程高效协同的技术。

它能够提高生产效率，减少资源浪费。

四、先进制造技术的应用先进制造技术在各个领域都有广泛的应用。

1-1 论述先进制造技术及其主要特点。

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。

”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 叙述先进制造技术的分类及主要技术。

分类：1. 现代设计技术：(1) 现代设计方法。

(2) 设计自动化技术。

(3) 工业设计技术。

2. 先进制造工艺：(1) 精密和超精密加工技术。

(2) 精密成型技术。

(3) 特种加工技术。

(4) 表面改性、制膜和涂层技术。

3. 自动化技术：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：工程管理、质量管理、集成化的管理技术1-3 描述我国机械制造业的发展目标。

(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。

先进制造技术的内涵及特点
一、先进制造技术的内涵
先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，AMT），是指
集成制造系统（Integrated Manufacturing System，IMS）、自动化控制
技术、信息技术、集成电路技术、机器人技术、微机技术、自动测量技术
等先进的制造技术的统称。

二、先进制造技术的特点
1、自动化程度高：自动化是先进制造技术的基础，通过控制系统、
传感器、机器人等组成的自动化生产线，可实现智能制造，实现自动化生产，提高了制造的灵活性。

2、整体化设计：先进制造技术结合系统工程理论，采用整体化的设
计方法，将工艺流程、设备、材料、技术、财务等各方面综合考虑，以系
统的思维去面对制造问题，整体性地解决问题。

3、集成技术：集成就是把多种功能的设备、技术技术等集中一体化，比如用先进的产品设计技术实现产品设计、把自动控制技术和计算机网络
技术结合，实现制造系统的集成。

4、智能化：利用现代计算机技术，利用机器人技术等，实现自动检
测和自学习，实现自动制造。

智能控制技术能够自动控制机器人的动作，
实现复杂工作的自动化，提高制造效率，实现更高的工作精度。

5、数字化：将制造生产中的各个环节进行数字化计算和处理。

《先进制造技术》课程标准（GYZB/K××××-2009）0 概述0.1 适用专业本标准适用于机械制造与自动化专业的先进制造技术课程的开发、建设和实施。

0.2 学时与学分建议课程实施时量为48标准学时，建议课程学分为3学分。

1 课程定位1.1 课程性质与作用《先进制造技术》是机械类专业的一门专业选修课，其任务是使学生掌握和了解先进制造技术原理和方法、了解当前机械制造领域技术发展趋势，为以后从事制造行业工程技术工作、管理工作和决策工作打下基础。

该课程包括先进制造技术的发展及体系结构、现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术和先进制造生产模式等内容。

1.2 相关课程先修课程主要是专业基础课，有《机械工程图绘制》、《机械零部件的手工制作与机械普通加工》等。

后置课程是专业课，有《机电设备故障诊断与维修技术》等。

2 课程目标2.1 课程总体目标使学生对先进制造系统及其主要的先进制造技术有一个基本的了解，并掌握制造系统的构成、分析、决策、规划设计的基础知识和基本方法，从而适应现代工业工程技能型紧缺人才培养的需要。

2.2 知识、能力与素质目标2.1.1 知识目标（1）了解先进制造技术的发展历程和特点；（2）了解CAD/CAM技术的发展历史及软硬件配置；（3）理解集成制造、逆向工程、虚拟制造的概念；（4）理解各种快速成型的原理；（5）对其他先进制造技术，如：并行工程技术、敏捷制造技术、精量生产技术、绿色制造技术有一定的了解。

2.1.2 能力目标通过该课程的学习使学生掌握更多的机械制造知识及理论方法，能有针对性地正确选择应用，使学生具备更加合理更加经济的选择加工工艺方法的能力，并提高其解决关键工艺难题的能力。

2.1.3 素质目标（1）具有自主学习新知识、新技术、主动查阅资料，不断积累经验，善于举一反三的能力；（2）具备良好的思想政治素质和较强的计划组织与团队协作能力。

成都航空職業技術學院先进制造技术课程报告院系：航空制造工程系专业：数控技术班级： 1 0 9 3 1导师：姓名：学号：时间： 2011-12-15先进制造技术（AMT）的概念源于20世纪80年代。

它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，使材料转换为产品的过程更有效、成本更低、更及时满足市场需求的先进的工程技术的总称。

随着人类工业文明的不断进步，制造也已成为国家经济和综合国力的基础，制造业的发达与先进成都是国家工业化的重要表征。

人类社会在步入新世纪的同时也逐渐由工业经济时代步入知识经济时代，全球经济正处于一个动态的变革时期，制造业面临更为严峻的挑战。

在知识经济时代，知识和技术被认为是提高生产率和实现经济增长的驱动器。

因而，先进制造技术已成为制造企业在激烈市场竞争中立于不败之地并求的迅速发展的关键因素，成为世界经济发展和满足人类日益增长需要的重要支撑，成为加速高新技术发展和实现国防现代化的助推器。

本课程是在理论与实际相结合的教学方式下进行的，在三个具有实际代表性的现代工厂进行了参观学习，对一些先进的技术和设备进行了深入的了解，然后结合理论知识进行对比举证，强化了专业知识。

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：1.先进制造工艺技术。

2.先进的工程设计技术（计算机辅助设计与制造技术）。

3.制造自动化技术。

4.先进生产管理技术、制造哲理与生产模式。

一、先进制造工艺技术（1）高效精密、超精密加工技术，包括精密、超精密磨削、车削，细微加工技术，纳米加工技术。

超高速切削。

精密加工一般指加工精度在10～0.1μm（相当于IT5级精度和IT5级以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1μm以下的加工方法，如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。