《先进制造技术》学习报告

1、先进制造技术学习报告2010年9月22日这学期我接触了先进制造技术这门课，由于这门课是一门考察科目，我学得不太认真，所以我只有从书本上和网上来学习这门科的知识。以下内容我对先进制造技术的浅谈。先进制造技术AMT(AdvancedManufacturingTecnology)是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。当前的金融危机也许还会催生新

2、的先进制造制造技术，特别在生产管理技术方面。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：一、先进的工程设计技术二、先进制造工艺技术三、制造自动化技术四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式五、发展。一、先进的工程设计技术先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括CADCAECAPPCATPDM模块化设计、DFX优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现

3、实技术、虚拟样机技术、并行工程等。（1）产品（投放市场的产品和制造产品的工艺装备（夹具、刀具、量检具等）设计现代化。以CAM基础（造型，工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等），全面应用先进的设计方法和理念。如虚拟设计、优化设计、模块化设计、有限元分析，动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等；（2）先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。在信息集成环境下，采用计算机辅助工艺规程设计、即CAPP数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备的计算机辅助工作程序设计即CAMMo二、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

4、术，纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在100.1m（相当于IT5级精度和IT5级以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1仙m以下的加工方法，如金刚车、金刚镇、研磨、琦磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等，在当前制造工业中占有极重要的地位。超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.10.01m数量级，表面粗糙度Ra值为0.001以m数量级的加工方法。此外，精密加工与特种加工一般都是计算机控制的自动化加工。（2）精密成型制造技术，包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热

5、处理与表面处理技术。（3）现代特种加工技术，包括高能束流（主要是激光束、以及电子束、离子束等）加工，电解加工与电火花（成型与线切割）加工、超声波加工、高压水加工等。电火花加工（Electricaldischargemachining（EDM）电火花加工electricsparkmachining）是指在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行的加工。能对任何导电材料加工而不受被加工材料强度和硬度的限制。可分为电火花成型加工（EDM和电火花线切割加工（电火花线切割加工electricaldischargewirecutting-EDW）两大类。一般都采用CNCB制。（4

6、）快速成型制造（RPM）快速成形技术是在计算机控制下，基于离散堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加而成。从CAD电子模型中离散得到点、面的几何信息，再与成型工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。（5）先进制造工艺发展趋势1）采用模拟技术，优化工艺设计；2）成形精度向近无余量方向发展；3）成形质量向近无“缺陷”方向发展；4）机械加工向超精密、超高速方向发展；5）采用新型能源及复合加工，解决新型材料的加工和表面改性难题；6）采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制；7）采用清洁能源及原材料，实现清洁生

7、产；8）加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋向集成及一体化；9）工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展。三、制造自动化技术一句话：计算机控制自动化技术（1）数控技术与数控机床；数控加工技术是为了实现机床控制自动化要求而发展的。它是指用代码化的数字、字母及符号表示加工要求、零件尺寸及其参数、加工步骤等，通过控制介质，输入到控制装置，经过微机进行处理与计算，发出各种控制信号与数据，使机床各部件自动协调运动，实现自动加工的技术。采用数控加工技术的机床，称为数控机床。数控加工的主要特点是：加工的零件精度高；生产效率高；特别适合加工形状复杂的轮廓表面；有利于实现计算机辅助制造；

8、对操作者（不含编程人员）技术水平的要求相对较低；初始投资大、加工成本高。止匕外，数控机床是技术密集型的机电一体化产品，数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度，需要配备素质较高的维修人员和维修设备。（2）工业机器人（用于物流与加工）及物流设备；工业机器人是一种可编程的智能型自动化设备，是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。最近，联合国标准化组织采用的机器人的定义是：“一种可以反复编程的多功能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机”。在无人参与的情况下，工业机器人可以自动按不同轨迹、不同运动方式完成规定动作和各种任务。机器人和机械手的主要区别是：机械手是没有自主能力，不可重

9、复编程，只能完成定位点不变的简单的重复动作；机器人是由计算机控制的，可重复编程，能完成任意定位的复杂运动。（3）柔性制造系统（FMC,FMS,FML包括加工设备（CNCM床）、检测设备、物料输送（工业机器人、自动交换托盘（APC、自动输送台车（RGVAGV等）和储存设备（立体仓库等）；数柔性制造系统（FMS是现代机械制造业中的新型自动化生产设备，它是为填补占机械制造中70%的中小批量生产自动化而发展起来的。它主要包括若干台数控机床和加工中心（或其他直接参加产品零部件生产的自动化设备），用一套自动物料（包括工件和刀具）搬运系统连接起来，由分布式多级计算机系统进行综合管理与控制，以适应柔性的高效率

10、零件加工（或零部件生产）。所谓柔性的零件加工是指能够同时地和交替地加工不同的但是同系统的零件。柔性制造系统的适用范围很广，它主要解决了单件小批生产的自动化和中大批多品种的自动化加工。它把高柔性、高质量、高效率结合和统一起来，在当今具有很强的生命力（4）计算机集成制造（CIM）和工厂自动化（FA）。计算机集成制造系统（CIMS是由计算机管理系统、计算机辅助设计与制造CAD/CAMX及柔性制造系统FMS还可能有其他生产单元)组成。CIMS是产品生产过程的各子系统的完美集成，即把工程设计、生产制造、市场分析和其他支持功能合理地通过计算机网络有机地集合成一个整体，以实现生产的柔性化、优化、自动化和集成

11、化，达到高效率、高质量、低成本而灵活生产的目的。四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式包括先进制造生产模式、集成管理技术和生产组织方法等。以计算机辅助生产管理为核心，研究和应用先进的生产管理系统和技术。包括成组技术、全面质量管理、精益生产与JIT、敏捷制造、并行工程、柔性制造、计算机集成制造、虚拟制造、智能制造、网络化制造、绿色制造、生物制造、可重构制造、MRPMRPII、ERRSCMCRM计算机辅助后勤支援(ComputerAidedLogisticSupport,CALS)、电子商务、知识管理。五、发展当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来

12、越重要的作用2、设计技术不断现代化产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是：(1)设计手段的计算机化在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展。(2)新的设计思想和方法不断出现(3)向全寿命周期设计发展(4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、粉末冶金等单元技术的总称。

13、4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展先进制造技术的一个重要发展趋势是，工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学。6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，它将是21世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在：(1)绿色产品设计技术使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。(2)绿色制造技术在整个制造过程，使得对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排

14、放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。(3)产品的回收和循环再制造例如，汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂-致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂-主要对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环。8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用虚拟现实技术（VirtualRealityTechnology）主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展，造业在经历了少品种小批量-少品种大批量、-多品种小批量生产模

15、式的过渡后，70年代、80年代开始采用计算机集成制造系统（CIMS）进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造技术（IMT）和智能制造系统（IMS）的方向发展。精益生产（LP）、灵捷制造（AM）等先进制造模式相继出现，预计21世纪初，先进制造模式必将获得不断发展。然后我谈谈精密切削加工。所谓精密加工，是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。精密加工技术是一项涉及内容广泛的综合性技术，实现精密加工，不仅需要精密的机械设备和工具，也需要稳定的环境条件，还需运用计算技术进行实时检测和反馈补偿。只有将各个领域的技术成果集成起来，才有可能实现和发展精密加工。精密切削加工机理：金属切削过程，就其本质

16、而言，是材料在刀具的作用下，产生剪切断裂、摩擦挤压和滑移变形的过程，精密切削过程也不例外。但在精密切削中，由于采用的是微量切削方法，一些对普通切削影响不显著的因素将成为影响精密切削过程的主要因素。超精密切削的历史。60年代初，由于宇航用的陀螺，计算机用的磁鼓、磁盘，光学扫描用的多面棱镜，大功率激光核聚变装置用的大直径非圆曲面镜，以及各种复杂形状的红外光用的立体镜等等各种反射镜和多面棱镜精度要求极高，使用磨削、研磨、抛光等方法进行加工，不但加工成本很高，而且很难满足精度和表面粗糙度的要求。为此，研究、开发了使用高精度、高刚度的机床和金刚石刀具进行切削加工的方法加工。超精磨切削的刀具超精密切削对刀

17、具的要求1）刀具刃口锋锐度p能磨得极其锋锐，刃口圆弧半径p极小，能实现超薄切削厚度，减小切削表面弹性恢复和表面变质层。P与切削刃的加工方位有关，普通刀具530仙m金刚石刀具10nm）从物理学的观点，刃口半径p有一极限。2）切削刃的粗糙度。切削时切削刃的粗糙度将决定加工表面的粗糙度。普通刀刃的粗糙度Ry0.35m,金刚石刀具刀刃的粗糙度Ry0.10.2mm特殊情况Ry1nm很难。3）极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量，保证长的刀具寿命。4）刀刃无缺陷，足够的强度，耐崩刃性能。5）化学亲和性小、与工件材料的抗粘结性好、摩擦系数低，能得到极好的加工表面完整性。超精密切削时的刀具磨损和寿命用天然

18、单晶金刚石刀具对有色金属进行超精密切削，如切削条件正常，刀具无意外损伤，刀具磨损甚慢，刀具耐用度极高。天然单晶金刚石刀具用于超精密切削，破损或磨损而不能继续使用的标志为加工表面粗糙度超过规定值。金刚石刀具的寿命平时以其切削路径的长度计。如切削条件正常，金刚石刀具的寿命可达数百公里。实际使用中金刚石刀具常达不到上述的耐用度，常常是由于切削刃产生微小崩刃而不能继续使用，这主要是由于切削时的振动或刀刃的碰撞引起的。在学习了先进制造技术以后，除了对相应的基本知识的掌握以外，还产生了自己对先进制造技术的认识。第一，我认为真正决定先进制造技术先进的关键是在于人们对物质世界的理解深度，以物理学科为主。物理上的突破往往意味着新的时代的开始，制造业也是如此。从第一次工业革命开始，真正决定制造业发展应该是物理层面的进