造型材料与工艺-先进制造技术

先进制造技术对传统工艺的影响在人类文明的发展长河中，传统工艺始终占据着重要的地位，它们是先辈们智慧的结晶，承载着历史的记忆和文化的传承。

然而，随着科技的飞速进步，先进制造技术如雨后春笋般涌现，给传统工艺带来了前所未有的冲击和影响。

先进制造技术以其高效、精准和智能化的特点，迅速改变了制造业的格局。

数控机床、3D 打印、工业机器人等技术的广泛应用，大大提高了生产效率和产品质量。

相比之下，传统工艺往往依赖手工操作，生产效率较低，难以满足现代大规模生产的需求。

以数控机床为例，它能够按照预设的程序自动进行加工，不仅精度高，而且速度快。

而传统的手工雕刻工艺，虽然能够赋予作品独特的艺术韵味，但由于其对工匠技艺的高度依赖和较长的制作周期，在大规模生产方面存在明显的局限性。

在家具制造领域，数控机床可以快速生产出大量规格一致的零部件，而传统的木工工艺则更多地应用于定制化、高端产品的制作。

3D 打印技术的出现更是给制造业带来了革命性的变化。

通过逐层堆积材料的方式，3D 打印能够制造出复杂的形状和结构，这是传统工艺难以实现的。

在医疗领域，3D 打印可以根据患者的个体差异定制假肢、牙齿矫正器等医疗器械；在航空航天领域，3D 打印能够制造出轻量化、高强度的零部件。

然而，这也使得一些传统的铸造、锻造工艺面临挑战。

工业机器人在生产线上的应用，使得生产过程更加标准化和自动化。

它们可以不知疲倦地重复相同的动作，减少了人为因素导致的误差。

相比之下，传统工艺中的一些手工操作环节容易受到工人技术水平和情绪等因素的影响，产品质量的稳定性难以保证。

先进制造技术的发展虽然给传统工艺带来了压力，但也并非完全是负面的影响。

一方面，先进制造技术为传统工艺的传承和创新提供了新的机遇。

例如，通过数字化技术，可以对传统工艺进行记录和保存，让后人能够更好地了解和学习。

同时，利用现代设计软件，可以对传统工艺的图案、造型进行创新设计，使其更符合当代人的审美需求。

先进制造技术在工业生产中的应用一、先进制造技术的释义先进制造技术是指在工业生产过程中采用先进的生产设备、工艺和管理方法，应用新兴的科学技术，以提高产品质量和生产效率的一种技术体系。

它通过引入自动化、数字化、智能化等先进技术，实现生产过程的精确控制和高效运作，以满足日益增长的市场需求。

二、1. 自动化生产系统自动化生产系统是先进制造技术的核心内容之一。

它通过引入智能机器人、自动化生产线等设备，实现生产过程的全面自动化。

自动化生产系统可以大大提高生产效率和产品质量，减少人工劳动强度和人为操作的误差。

例如，在汽车制造行业，自动化设备可以实现零部件的自动装配和焊接，大大提高生产效率。

2. 数字化工厂数字化工厂是先进制造技术在工业生产中的一种扩展应用。

数字化工厂利用信息技术和先进传感器，实现生产过程的数字化监控和管理。

通过建立信息系统和数据分析平台，可以实现生产过程的实时监控、故障预警和优化控制。

数字化工厂可以帮助企业实现资源的合理配置，提高生产效率和产品质量。

3. 智能制造智能制造是先进制造技术的发展趋势和目标之一。

它利用人工智能、物联网和大数据分析等技术，实现生产系统的智能化和高度自动化。

智能制造可以通过实时监测和数据分析，进行生产计划的优化和调整。

同时，智能制造还可以实现设备的自主诊断和维护，大大减少生产停机时间和维修成本。

4. 先进材料与工艺先进制造技术还包括先进材料和工艺的应用。

先进材料可以提供更高的强度、硬度和耐腐蚀等特性，从而提高产品的质量和性能。

同时，先进工艺可以通过精确控制生产参数，提高产品加工精度和一致性。

例如，在航空航天制造领域，采用先进材料和工艺可以大大减轻飞机结构的重量，提高飞机的燃油效率和降低碳排放量。

5. 可持续制造可持续制造是先进制造技术应对环境和资源压力的一种解决方案。

可持续制造意味着在生产过程中减少能源消耗和废物排放，提高资源的利用率和循环利用。

通过采用清洁生产技术、节能设备和再生材料等措施，可以实现生产过程的绿色化，降低对环境的影响。

1.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，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

2.FMS：有两台以上的机床、一套物料运输系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套控制系统的计算机组成的制造系统。

3.FMS的类型：配备互补机床的FMS、配备可互相替换的FMS、混合式的FMS。

4.对于长度直径比小于2的回转体零件，通常在加工棱柱体的FMS中进行加工；对于棱柱体类零件，加工设备的选择通常在立式和卧式加工中心以及专用机床。

5.主轴箱更换式机床按照主轴箱更换方式分为：循环式输送主轴箱更换式机床；直线式输送主轴箱更换式机床；鼓轮式输送主轴箱更换式。

6.自动上下料装置：托盘交换器（有回转式和往复式）、多托盘库运载交换器、机器人。

7.工业机器人由执行机构、控制系统、驱动系统以及检测装置等几部分组成。

8.工业机器人分为：固定式机器人和移动式机器人。

9.在FMS中，零件运储系统包括自动运输和自动储存两方面工作。

10.零件在FMS内部的搬运主要采用以下三种运输工具：传送带、自动运输小车和搬运机器人。

11.自动导向小车的特点：较高的柔性；实时监视和扩展；安全可靠；维护方便。

12.自动小车按导向方法分为：有轨小车；线导小车；遥控小车；光导小车。

13.自动化仓库主要有：库房、堆垛起重机、控制计算机、状态检测器等组成。

14.自动化仓库的自动化包含：仓库管理自动化和入库出库的作业自动化。

15.刀具自动运输系统包括：刀具自动运输和刀具管理系统。

16.自动换刀方式：顺序选刀方式；道具编码方式；道具编码方式。

17.刀具的管理包括刀具的监控和刀具的信息管理。

18.生产计划调度系统是FMS单元控制器的核心功能软件。

计划与调度的目的是保证按期交货，保证均衡生产，提高设备利用率，缩短生产周期。

第一章概述1、先进制造技术的特点：先进性、广泛性、实用性、集成性、系统性、动态性。

2、先进制造技术分为三个技术群：主体技术群、支撑技术群、制造技术环境。

3、主体技术：面向制造的设计技术群（1）产品、工艺设计（2）快速成形技术（3）并行工程制造工艺技术群：（1）材料生产工艺（2）加工工艺（3）连接与装配（4）测试和检测（5）环保技术（6）维修技术（7）其他支撑技术：（1）信息技术（2）标准和框架（3）机床和工具技术（4）传感器和控制技术4、先进制造技术研究的四大领域：（1）现代设计技术（2）先进制造工艺技术（3）制造自动化技术（4）系统管理技术4、美国的先进制造技术发展概况 P10美国先进制造技术发展概况：美国政府在 20 世纪 90 年代初提出了一系列制造业的振兴计划，其中包括“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”。

先进制造技术计划美国的发展目标：1、为美国人创造更过高技术、高工资的就业机会，促进美国经济增长。

2、不断提高能源效益，减少污染，创造更加清洁的环境。

3、使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。

4、使教育系统对每位学生进行更有挑战性的教育。

5、鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为核心目标三个重点领域的研究：1、成为下一代的“智能”制造系统2、为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集成的工具3、基础设施建设第二章柔性制造系统（FMS）技术1、柔性制造系统（FMS）的特点：（1）主要特点：柔性和自动化（2）设备利用率高，占地面积小（3）减少直接劳动工人数（4）产品质量高而稳定（5）减少在制品库存量（6）投资高、风险大，开发周期长，管理水平要求高2、FMS与传统的单一品种自动生产线（即刚性自动生产线，其物流设备和加工工艺是相对固定的，只能加工一个零件，或加工几个相互类似的零件）缺点：改变加工产品的品种，刚性自动线做较大改动，投资和时间方面耗资大，难以男足市场要求。

一、制造的定义：制造即为人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或可以利用的客观物质工具，采用有效地工艺方法和必要的能源，将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。

二、狭义的制造：指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。

三、广义的制造：它包含市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务，以及报废后回收处理等整个产品生命周期内一系列相互联系的生产活动。

四、电火花加工原理：电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化，从而将金属蚀除下来。

五、放电间隙：指加工时工具和工件之间产生火花放电的一定距离间隙。

六、脉冲宽度：它是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间。

七、放电状态：电火花加工时放电间隙内每一脉冲放电时的基本状态。

1、开路（空载脉冲）：间隙上有大于50V的电压，但间隙内没有电流流过，为空载状态。

2、火花放电（工作脉冲、有效脉冲）：电压有td、tc,电流有Ie,波形上有高频振荡的小锯齿波形。

3、过度电弧放电（不稳定电弧放电）：击穿延时td很小或接近于零，仅成为一尖刺，电压电流波上的高频分量变低成为稀疏和锯齿形。

4、电弧放电（稳定电弧放电）：td和高频振荡的小锯齿波基本消失。

5、短路（短路脉冲）：间隙短路时电流较大，但间隙两端的电压很小，没有蚀除加工作用。

八、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除量大。

九、覆盖效应：在油类介质中放电加工会分解出负极性的游离碳微粒，在合适的脉宽、脉间条件下将在放电的正极上覆盖碳微粒十、光刻加工：是用照相复印的方法将光刻掩膜上的图形印刷在涂有光效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。

十一、LIGA技术：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，是一种全新的三维主体微细加工技术。

简述先进制造工艺的定义与特点一、引言先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology) 是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。

先进制造技术是制造业为提高竞争力以适应时代的要求而形成的-一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。

先进制造技术是当今生产力的主要构成因素，是国民经济的重要支柱。

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它担负着为国民经济各部门和学技术的各个学科提供装备、I 具和检测仪器的重要任务，成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的重要手段。

尤其是些尖端科技，如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等等技术的出现和发展，如果没有先进制造技术作为基础，是不可能实现的。

二、先进制造技术的起源“先进制造技术”一词源于美国。

二战结束之前的制造技术，可以统称为传统的制造技术，美国制造业在第二次世界大战以后，在当时国际环境背景下得到了空前的发展，并形成了支强大的研究开发力量，强调基础和学研究的重要性，忽视制造技术的发展。

至20 世纪70 年代，随着日、德经济的恢复，美国制造业遇到了强有力的挑战，汽车业等行业的霸主地位，遇到了强有力的冲击，出口产品的竞争力大大落后于日、德，美国经济滞胀，发展缓慢。

而日本在过去几十年内不断主动地采用制造新技术，已使其成为制造业公认的世界领。

在此背景下,美国反思了制造技术同国民经济、技术与国力的至关重要的相互依赖关系，强调了制造技术的重要性，明确了社会经济目标的关键是技术的重要性，制定了国家关键技术计划，并对其技术政策作了重大调整。

与此同时，以计算机为中心的新一代信息技术的发展，也全面推动了制造技术的飞跃发展。

由于经济和增强国防的需要，在剧烈的市场竞争的刺激F,各个国家和地区纷纷将传统的制造技术与新发展起来的科技成就相结合，先进制造技术的概念逐步形成并发展。

三、先进制造技术的内涵先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料及现代管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。

对“先进制造技术”的认识先进制造技术(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[1]。

1先进制造技术简介1.1 先进制造技术的特点先进的制造技术是企业能够立足于国际竞争的必要条件，是计算机广泛应用于制造行业所带来的必然结果。

随着计算机技术的不断发展，将其融入制造技术中，对制造业来说要有一个新的理念，改变企业的思维模式，将传统的制造业带入一个全新时代。

因此，应该充分了解先进机械制造技术的特点。

1.1.1 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。

1.1.2先进制造技术具有需求导向性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）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，是注重产生最好的实践效果，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。

1.1.3先进制造技术的主体应具有世界水平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。

简答题1、简述先进制造技术的特点先进性、广泛性、实用性、系统集成性、动态性2、叙述在知识经济条件下制造业在国民经济中的地位、作用？制造业是现代国民经济的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国民生产总值的20%~50%。

制造业吸纳的劳动力比例很高。

制造业为国民经济各部门提供所需的各种装备，为科学事业和教育事业的发展提供重要的财力、物力支撑。

3、先进制造技术的分类现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术、先进制造模式及现代生产管理技术4、三维几何造型有几种、方法？线框造型与曲面造型实体造型：但愿分解法、八叉树表示法、边界表示法、构造实体几何法、扫描法特征造型：基于特征的设计、特征自动识别5、绿色设计的主要内容绿色产品的描述与评价模型；绿色设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计；绿色产品的成本分析；绿色设计数据库等6、绿色设计的原则资源最佳利用原则；能量消耗最小原则；零污染原则；零损害原则7、消失模铸造技术的特点铸件的尺寸精度高、表面粗糙度低；增大了铸件结构设计的自由度；简化了铸件生产工序，提高了劳动生产率，容易实现清洁生产；减少了材料消耗，降低了铸件成本。

8、简述消失模的工艺过程模样成形；模样组合；挂涂料；干砂造型；真空下浇注；型砂的冷却。

9、半固态铸造的特点铸件质量高；生产率高；加工温度低；实行绿色生产10、无模多点成形的工艺特点实现板类件快速成形；改善变形条件；无回弹成形；无缺陷成形；小设备成形大型件；CAD/CAM/CA T一体化生产11、就目前条件下普通加工、精密加工和超精密加工是如何划分的？普通加工：指加工精度在10μm左右，相当于公差等级IT6~IT5,表面粗糙度Ra0.8~0.2μm的加工方法。

精密加工：指加工精度在10~0.1μm，公差等级在IT5以上，表面粗糙度Ra0.1μm一下的加工方法。

超精密加工：指加工精度在0.1~0.01μm，表面粗糙度小于Ra0.05μm的加工方法。

安徽工业大学2015级工程硕士期末考核答题卷专业：机械工程课程：先进制造工艺技术姓名：学号：15211902152017年1月第一章先进制造工艺技术的产生及概念1.1 先进制造工艺技术的产生制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱, 在国民经济建设、社会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位。

随着越来越激烈的市场竞争，制造业的经营战略不断发生变化，生产规模、生产成本、产品质量、市场响应速度相继成为企业的经营核心。

为此，要求制造技术必须适应这种变化，并形成一种高效灵活的制造工艺技术。

20世纪末，美国政府批准了由联邦科学协会、工程与技术协调委员会(FCCSET)主持实施的先进制造技术 (Advanced Manufacturing Technology，AMT)计划。

先进制造技术计划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。

1.2 先进制造工艺技术概念先进制造工艺技术是指研究与物料处理过程和物料直接相关的各项技术，要求实现优质、高效、低耗、清洁和灵活。

先进制造工艺是制造业不断吸收机械工程技术、电子信息技术（包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术）、自动化控制理论技术（自动化技术生产设备）、材料科学、能源技术、生命科学及现代管理科学等方面的成果；并将其综合应用于制造业中产品设计、制造、管理、销售、使用、服务以及对报废产品的回收处理这样一个制造全过程。

1.3 先进制造工艺技术与传统制造技术的优势与传统的制造技术相比,先进制造工艺技术以其高效率、高品质和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。

先进制造工艺技术是生产力的主要构成因素, 是国民经济的重要支柱。

它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务, 成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的条件。

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。