第五章 先进制造技术基础

第一章绪论1.制造（Manufacturing）: 制造时一种将物料、能源、资金、人力资源、信息等有关资源, 按照社会的需求, 转变为新的、有更高应用价值的有形物质产品和无形软件、服务等产品资源的行为和过程。

【运用制造资源（设计方法、工艺、设备和人力等）将材料“转变”为有用的物品的行为和过程】2.制造系统（Manufacturing System）: 制造过程及其所涉及的硬件（涉及人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置）以及有关的软件（涉及制造理论、制造工艺、制造方法和制造信息等）, 组成了一个具有特定功能的有机整体, 称之为制造系统。

【由制造过程及其所涉及的硬件及软件组成的一个具有特定功能的有机整体】3.制造技术（Manufacturing Technology）: 制造技术则是按照人们所需的目的, 运用知识和技能, 运用客观物质工具, 使原材料转变为产品的技术总和。

也可以说是完毕制造活动所需的一切手段的总和。

4.制造业（Manufactury）: 制造业是所有与制造活动有关的实体或公司机构的总称。

5、先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology,AMT）：是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与科学管理等多学科先进技术的综合, 并应用于制造工程之中所形成的一个学科体系。

6、先进制造技术分为三个技术群: 主体技术群（涉及面向制造的设计技术群和制造工艺技术群）、支撑技术群、制造基础设施。

第二章先进设计技术1.反求工程: 反求工程技术是消化吸取并改善国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。

2.反求工程技术的研究对象重要可分为实物、软件、影像三大类。

3、反求工程的过程:反求过程的基本环节: 获取数据、建模方案制定、数据预解决第三章先进制造工艺技术1.特种加工工艺: 特种加工工艺是运用化学、电化学、物理（声、光、热、磁）等方法对材料进行的加工工艺。

2、快速成形工艺：快速成型工艺是直接根据产品CAD的三维实体模型数据, 经计算机解决后, 将三维模型转化为许多平面模型的叠加, 再通过计算机控制, 制造一系列平面模型并加以联结, 形成复杂的三维实体零件。

机械制造工艺学课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握机械制造工艺的基本概念、分类和特点；2. 了解各种机械加工方法、机床及其适用范围；3. 熟悉金属切削机床的加工原理、切削用量和刀具材料的选择；4. 掌握机械加工过程中的质量控制、工艺参数优化方法；5. 了解先进制造技术及其在机械制造中的应用。

技能目标：1. 能够分析机械零件的加工要求，制定合理的工艺方案；2. 能够运用金属切削机床进行加工操作，并解决加工过程中出现的问题；3. 能够根据加工要求选择合适的刀具、切削参数和加工顺序；4. 能够运用质量控制方法，提高加工精度和效率；5. 能够了解并简单应用先进制造技术，提高机械制造水平。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械制造工艺学的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨、细致、务实的学习态度，提高职业素养；3. 增强学生的团队协作意识，培养沟通、交流能力；4. 培养学生关注机械制造行业的发展，具备一定的行业前瞻性；5. 引导学生树立绿色制造、可持续发展的观念，提高环保意识。

本课程旨在通过以上知识、技能和情感态度价值观的培养，使学生在掌握机械制造工艺学基本理论和方法的基础上，具备一定的实际操作能力和创新意识，为今后从事机械制造及相关领域工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 机械制造工艺基本概念：包括机械制造工艺的定义、分类及特点，使学生了解工艺在机械制造领域的重要性。

2. 金属切削机床及其加工方法：介绍各类机床的加工原理、结构特点及应用范围，包括车床、铣床、磨床等。

- 教材章节：第二章《金属切削机床与加工方法》3. 切削用量与刀具选择：讲解切削用量、刀具材料及刀具角度的选择原则，提高加工效率和质量。

- 教材章节：第三章《切削用量与刀具》4. 机械加工工艺过程及质量控制：分析机械加工工艺过程，介绍质量控制方法，包括加工误差分析、工艺参数优化等。

- 教材章节：第四章《机械加工工艺过程及其控制》5. 先进制造技术：介绍数控加工、激光加工、精密加工等先进制造技术，拓展学生视野，提高创新能力。

5-2分别描述MEP、闭环MRP、MRPⅡ、ERP的结构组成、工作原理，以及它们之间的联系和区别。

答: MRP：是一种保证既不出现短缺，也不积压库存的计划方法，是ERP系统的核心功能模块。

MRP包含几个要素：原料、生产、销售、产品结构。

闭环MRP的概念，它有两层含义：一，把生产能力计划、车间作业计划和采购计划纳入MRP，形成一个封闭系统。

二，在计划执行过程中，必须有来自车间、供应商和计划人员的反馈信息并利用这些反馈信息进行计划平衡调整，从而使生产计划方面的各个子系统得到协调统一。

MRP2：MRP解决了企业物料供需信息的集成，但没有说明企业的经营效益。

MRP2采用管理会计的概念，实现物料信息和资金信息的集成；MRP2以产品结构为基础，从最底层的采购成本开始，逐层向上累计材料费、制造费用、人工费用，得到零部件直到最终产品的成本。

再进一步接合营销和销售，分析产品的获利情况。

ERP：ERP是面向供需链（Supply Chain Management）的管理信息集成。

除了制造、供销、财务功能外，还支持物料流通体系的运输管理、仓库管理、在线分析、售后服务、备品备件管理；支持多语言、多币种、复杂的跨国组织、混和型生产制造类型；支持远程通讯、电子商务、工作流的集成；支持企业资本管理；ERP实际上已经超越制造业的范围，成为具有广泛适应性的企业管理信息系统。

ERP和MRP2的区别包括：ERP使用更先进的网络或计算机技术；ERP同BPR密切相关。

MRP2已经融入ERP并成为其有机组成。

MEP、MRPⅡ、ERP三者的产生和发展都离不开信息技术的发展，三者的所包含的内容也越来越丰富。

MRPII是在MRP的基础上发展起来的，ERP也是在MRPII填充了更多的现代管理技术，从而更加广泛地被应用。

三者之间过程的不同，主要可以概括为以下三点：（1）MRP是一种保证既不出现短缺，也不积压库存的计划方法，是ERP系统的核心功能模块。

先进制造技术的物理基础在当今科技飞速发展的时代，先进制造技术正以前所未有的速度改变着我们的生产和生活方式。

从智能手机的精密组件到航空航天领域的高性能零部件，从生物医药的创新器械到新能源汽车的核心部件，先进制造技术的身影无处不在。

而这一切的背后，都离不开坚实的物理基础。

物理原理在先进制造技术中的应用，就如同高楼大厦的基石，为整个制造体系提供了稳定而强大的支撑。

首先，材料科学中的物理原理是先进制造技术的重要基础之一。

材料的性能和特性很大程度上取决于其原子和分子的结构、排列以及相互作用。

例如，通过对晶体结构的研究，我们能够了解材料的强度、硬度、导电性等关键性能，从而为制造高性能的零部件选择合适的材料。

在制造过程中，热力学原理也起着关键作用。

热传递、热膨胀和相变等热力学现象直接影响着加工工艺和产品质量。

比如，在金属铸造中，控制冷却速度可以改变金属的结晶过程，从而影响其微观结构和力学性能。

在焊接过程中，热输入的控制对于焊缝的质量和强度至关重要。

力学原理同样不可或缺。

在机械加工中，切削力、摩擦力和应力的分析对于刀具的选择、切削参数的优化以及零件的精度控制具有重要意义。

而在成型工艺中，如冲压和锻造，对材料的塑性变形行为的理解有助于设计合理的工艺参数，以获得所需形状和性能的产品。

电磁学原理在先进制造中也有广泛的应用。

例如，在电火花加工和电解加工中，利用电场和电流来去除材料，实现高精度的加工。

在电磁感应加热中，通过电磁场的作用快速加热材料，提高加工效率。

再来说说光学原理。

在先进制造中的测量和检测环节，光学干涉、激光测距等技术能够实现高精度的尺寸测量和表面形貌检测。

同时，激光加工技术利用激光的高能量密度，实现材料的切割、打孔和焊接等操作。

量子物理的发展也为先进制造带来了新的机遇。

例如，量子隧穿效应在半导体制造中的应用，使得芯片的集成度不断提高。

随着科技的不断进步，多物理场的耦合作用在先进制造技术中越来越受到关注。

例如，在微纳制造领域，热、力、电、磁等多种物理场的协同作用对于实现高精度、高性能的制造至关重要。