现代机械工程--第一章 现代制造技术的发展2010
第一章 现代制造技术的发展2010
1）制造工程的主要内容可分为设计和工艺两大部分。 2）设计和工艺的脱离，源于大生产的分工；
3）产品设计往往受到制造可行性限制，两者必须 密切结合。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
anical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
15
现代制造技术的主要研究内容
模糊推理： 1 又称模糊逻辑，它是依靠模糊集和模糊逻辑模型进行多个因素的综 合考虑，采用关系矩阵算法模型、隶属度函数、加权、约束等方法， 处理模糊的、不完全的乃至相互矛盾的信息。 2 主要解决不确定现象和模糊现象，需要多年经验的感知判断问题。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
11
现代制造技术的主要研究内容
3 特种加工 定义：指一些利用声、光、电、磁、原子等能源的物理 的、化学的非传统加工方法，如：电火花加工、电解加工、 超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等。 加工对象：难加工材料。 高能束流加工：主要指激光束加工、电子束加工和离子 束加工，是极有前途的特种加工方法。不少特种加工方法同 时又是精密和超精密加工方法。 复合加工：传统加工和特种加工相结合的复合加工方法 有较大的发展前途。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
6
并联 机床
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
现代机械制造技术及其发展趋势
现代机械制造技术及其发展趋势机械制造技术是现代工业的重要组成部分，也是制造业的核心领域之一。
随着科学技术的不断进步和工业化进程的加速推进，现代机械制造技术在形态、工艺和设备等方面都取得了巨大的发展。
本文将从机械制造技术的发展历程、现状以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、机械制造技术的发展历程机械制造技术的发展可以追溯到人类文明的起源。
史前时期，人类利用石器工具进行狩猎、采集和生产活动，是最早期的机械制造技术的雏形。
随着时间的推移，人类逐渐掌握了金属冶炼、铸造和加工等技术，大大提高了机械制造的水平。
18世纪末至19世纪初的工业革命时期，蒸汽机的发明和应用推动了机械制造技术的飞速发展，机械化生产和大规模工业生产成为可能。
20世纪以后，随着电子技术、信息技术和材料技术的不断发展，机械制造技术实现了快速发展和革新。
数控技术、激光加工技术、3D打印技术等新兴技术的出现，使得机械制造技术不断现代化和智能化，为工业生产提供了更为丰富的可能性。
如今，机械制造技术已经涵盖了机械设计、加工制造、结构分析、自动控制、机器人技术等多个领域，成为现代工业生产不可或缺的重要组成部分。
二、现代机械制造技术的发展现状当前，现代机械制造技术在几个方面取得了显著的成果。
数控技术已经广泛应用于机械制造之中。
数控技术是一种以数字形式进行控制的自动化工艺，它通过计算机程序来控制机床进行加工操作，具有高效、精确和灵活的特点。
数控技术的应用使得机械零件的加工更加精细、稳定和高效，极大地提高了生产效率和产品质量。
智能制造技术的快速发展也为现代机械制造带来了新的机遇。
智能制造技术是指利用先进的信息技术、传感技术和人工智能技术来实现生产自动化、智能化和柔性化。
在机械制造领域，智能制造技术可以实现智能加工、智能检测、智能调整等功能，大大提高了生产的智能化水平。
材料技术的进步也为机械制造带来了全新的可能性。
随着新型材料的不断涌现，如复合材料、纳米材料、高温合金等，机械制造的材料性能得到了极大的提高，使得产品的使用寿命更长、使用范围更广。
现代制造技术的发展趋势
现代制造技术的发展趋势1. 引言现代制造技术的发展是工业革命和科技进步的产物。
随着信息技术、自动化技术和材料科学的不断进步，制造业正经历着前所未有的变革。
本文将探讨现代制造技术的发展趋势，包括数字化制造、智能制造、可持续制造和增材制造等方面。
2. 数字化制造数字化制造是指利用信息技术实现生产过程全面数字化、网络化和智能化的一种生产方式。
它将传统的离散型生产转变为连续型生产，实现了生产过程的可视化、可追溯和可控制。
数字化制造通过集成数据采集、分析和决策支持系统，提高了生产效率和质量，并降低了成本。
3. 智能制造智能制造是指通过人工智能、物联网和自动化技术实现生产过程自主决策、自适应调整和自我优化的一种生产方式。
它将传统的人工操作转变为机器自动化，提高了生产灵活性和响应速度。
智能制造还可以通过大数据分析和预测模型，优化生产计划和资源配置，实现智能化的生产管理。
4. 可持续制造可持续制造是指在满足人类需求的最大程度地减少对环境的影响和资源的消耗的一种生产方式。
可持续制造包括节能减排、循环利用和绿色设计等方面。
通过采用清洁能源、优化生产工艺和提高资源利用率，可持续制造可以降低碳排放、减少废弃物产生，并延长资源的使用寿命。
5. 增材制造增材制造是一种基于逐层堆积原理，通过添加材料来构建三维物体的一种制造技术。
它与传统的减材制造相比，不需要切削或加工原料，可以实现复杂结构和定制化产品的快速制造。
增材制造广泛应用于航空航天、医疗器械和汽车工业等领域，为产品设计和生产带来了新的可能性。
6. 发展挑战与前景虽然现代制造技术取得了显著进展，但仍面临一些挑战。
技术标准和规范的缺乏限制了不同制造系统的互操作性和集成能力。
人才培养和技能更新是制约制造业发展的关键因素。
知识产权保护和数据安全问题也需要得到重视。
然而，现代制造技术的发展前景仍然广阔。
随着5G通信、云计算和人工智能等新技术的兴起，制造业将进一步实现数字化、智能化和可持续化。
机械制造专业公开课现代机械制造技术的应用与发展
机械制造专业公开课现代机械制造技术的应用与发展机械制造专业公开课：现代机械制造技术的应用与发展现代机械制造技术的应用与发展随着科技的发展，机械制造技术在现代社会的应用范围越来越广泛。
机械制造专业在提供相应的专业知识和技能的同时，也需要了解现代机械制造技术的应用与发展趋势，以满足不断变化的市场需求。
本公开课将探讨现代机械制造技术的应用领域以及未来的发展方向。
一、数控技术在机械制造中的应用随着计算机技术的快速发展，数控技术在机械制造中的应用越来越广泛。
通过数控机床，可以实现复杂零件的高精度加工，提高加工效率，减少人为因素的干扰。
数控技术的应用对于提高机械制造行业的发展水平具有重要意义。
二、机器人技术在机械制造中的应用机器人技术是现代机械制造领域的一个重要方向。
机器人可以代替人工完成重复性、危险性高的工作，提高生产效率，减少人员的劳动强度。
随着智能技术的发展，机器人还能够具备自主学习、自主决策的能力，为机械制造带来更高的智能化水平。
三、材料技术在机械制造中的应用材料技术是机械制造领域的一个关键因素。
随着材料科学的不断进步，新型材料的研究与应用日益广泛。
例如高强度材料、轻质材料、高温材料等，都具有广阔的应用前景。
材料技术的突破为机械制造提供了更多可能性，并推动了机械制造技术的发展。
四、智能制造在机械制造中的应用智能制造是现代机械制造的一个重要趋势。
通过物联网、云计算等技术的应用，智能制造可以实现设备的自动化、信息化和智能化。
智能制造可以提高生产效率，优化生产资源的配置，为企业降低成本。
同时，智能制造还能够提供个性化的定制服务，满足市场多样化需求。
五、机械制造技术发展趋势分析在机械制造技术的发展趋势方面，可以从以下几个方面进行分析：1. 精密加工技术的发展：随着市场对高精度产品的需求不断增加，精密加工技术的研究与应用也越来越重要。
2. 环保节能技术的应用：环保节能已经成为全球关注的热点，并在机械制造中得到广泛应用。
机械工程的发展历程
机械工程的发展历程2010-08-06机械工程的发展历程人类成为"现代人"的标志就是制造工具。
石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的的先驱。
从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代，经历了漫长的过程。
几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。
所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。
所用材料从天然的石、木、土、皮革，发展到人造材料。
最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。
人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。
有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。
在中国，公元前1000~前900年就已有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。
15~16世纪以前，工程发展缓慢。
但在以千年计的实践中，在发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来工程发展的重要潜力。
17世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。
18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。
制作的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。
制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。
工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。
工程是促成18~19世纪的工业革命，以及资本主义大生产的主要技术因素。
动力是发展生产的重要因素。
17世纪后期，随着各种的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。
在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作。
但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。
现代机械制造技术的发展
现代机械制造技术的发展在当代社会，机械制造技术的发展是一个重要的话题。
随着时代的发展，机械制造技术也在不断地发生变化，逐渐朝着高度自动化、精密化、信息化的方向发展。
本文将从历史、现状和未来三个方面，对现代机械制造技术的发展进行阐述。
一、历史早在古代，人类就开始利用轮、杠杆等简单机械制造生产工具。
到了工业革命时期，蒸汽机、纺织机等机械出现，大大提高了生产效率。
20世纪初，出现了传动轴、齿轮、螺纹等零部件，推动了机械加工的进步。
20世纪中叶，随着电子技术的迅速发展，数控机床、自动化生产线等高科技制造技术出现，机械制造进入了飞速发展的阶段。
二、现状目前，机械制造技术已经进入了现代化、数字化、智能化的新阶段。
随着信息技术的快速发展，云计算、大数据分析等技术逐渐融入到机械制造中心中，使得机床好坐公交车准时上班变得更加智能化、自动化。
现代机械加工的主要方式是数控加工，精度、效率相较于传统机械加工有了很大的提升，而精密制造、虚拟设计、成套制造、柔性制造等先进制造技术也被广泛应用到生产中。
同时，新材料的不断涌现也在推动着机械制造领域的发展。
如碳纤维、高强度钢等新材料的出现，提高了机械零部件的强度、刚度和耐久性。
三、未来未来的机械制造技术将继续向智能化、自动化、绿色化方向发展。
智能制造技术将广泛应用于机床、智能监控、传感器、自动控制等领域，使制造过程更加智能化。
同时，生产过程的数字化、虚拟化技术将进一步发展，机械零部件的生产将更加精细化。
随着绿色制造理念的不断深入，机械制造业也将朝着节能、环保方向发展，大力推广新能源、新材料等。
总之，现代机械制造技术的发展是不断地推动着人类社会的进步。
随着科技的不断发展，机械制造技术也将不断发生着变化，机械加工的精度和效率也将不断提高。
相信不远的未来，机械制造技术还将迎来更为辉煌的时期。
现代制造技术的发展过程
现代机械制造技术及其发展趋势摘要简述了机械制造技术的发展历程，国内外现代机械制造技术的现状及最新成就与进展，我国在发展现代机械制造技术的基本情况、差距及动向。
在大量研究分析的基础上，预测了21 世纪机械制造技术的三个发展方向。
关键词机械制造现状发展趋势1、先进制造技术的特点（1）是面向21世纪的技术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起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。
（2）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，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。
先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。
目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
（3）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。
它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
（4）是面向全球竞争的技术20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。
随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。
因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
（5）是市场竞争三要素的统一在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。
现代制造技术的应用发展
现代制造技术的应用发展随着科技的进步和社会的发展，现代制造技术的应用越来越成熟，而且发展速度越来越快。
随着现代技术的不断革新和新材料的涌现，制造业也正经历着巨大的变革，将传统制造业向智能制造转型。
下面本文将从几个方面介绍现代制造技术的应用发展。
一、智能制造技术智能制造技术是指基于现代信息技术和物联网技术对生产过程进行智能化管理的制造方式。
通过整合各种智能设备和信息系统，实现了生产流程的数字化、网络化和智能化，可以使制造过程更加高效、安全、环保、灵活和可持续。
智能制造技术广泛应用于航空、汽车、电子、机械等制造领域，成为当今制造业发展的趋势。
比如，智能工厂和智能物流系统可以实现物料、设备、产品和信息的智能化协同，提高生产效率和产品质量。
二、3D打印技术3D打印技术是指利用数字化三维模型，通过粉末烧结、喷射成型等方法，直接将材料一层一层叠加形成实体物体的一种先进的制造技术。
3D打印技术具有极高的个性化、精细化和灵活度，可以制造各种复杂的形状和尺寸的产品，比如医疗、航空、汽车、工业零部件、建筑等领域。
3D打印技术的发展给制造业带来了新的机遇和挑战，它不仅可以革新传统制造方式，还可以打破传统制造业的行业壁垒和创造更多的就业机会。
三、大数据和云计算技术大数据和云计算技术是指基于互联网和数据挖掘技术，通过高效的数据检索、存储、管理和分析，为制造业提供智能化的生产和经营决策支持。
通过对生产过程中的数据、信息和知识资源的积累和分析，大数据和云计算技术可以实现生产资源的智能化配置和优化，减少生产成本和提高产品质量。
同时，通过云平台的灵活性和扩展性，企业可以享受更低的IT成本和更高的效率，获得更大的经济效益和创新空间。
四、人工智能和机器人技术人工智能和机器人技术是指利用计算机科学、自动控制和机械工程等学科，设计和研制能够智能化执行生产操作的机器人系统和智能设备。
通过与人工智能技术的结合，机器人可以更好地模拟和学习人类认知能力和运动技能，显著提高生产效率和品质。
现代机械制造技术及其发展
现代机械制造技术及其发展摘要：在科学技术飞速发展的今天，机械制造业也有了突飞猛进的发展，从一开始纯手工制作产品，到现在认识到高科技，机械制造水平有了很大的提高。
结合实际经验，论述了机械制造的特点，分析了现代机械制造技术的现状，并对机械制造技术的未来发展趋势提出了自己的看法。
关键词：现代机械；制造技术；发展1、现代机械制造技术的特点1.1各种高新技术在现代机械制造技术中的应用已经成为一项综合性、集成度强的系统工程。
它是非常方便的交换信息，能源和材料。
目前，许多企业使用现代机械制造技术，信息，快速有效的能量和物质交换，不仅提高机械化操作水平和制造业的整体水平，而且提高企业的核心竞争力，在现代激烈的市场竞争，企业获得可持续发展，和最大的经济效益和社会效益。
1.2时间、成本、质量构成了现代机械制造技术三要素，利用机械制造技术，企业产品技术含量得到了提高，还有就是有效降低了实现时间和资金成本，提高了企业的生产力。
2现代机械制造技术的现状分析2.1柔性制造。
所谓柔性制造系统（FMS）是由多组柔性制造单元通过成组技术等手段，通过自动化物流系统连接而成。
明显，因为基于成组技术，柔性制造系统可以在一定范围内，根据组对象来确定工艺流程、选择和过程满足柔性制造单元为大规模生产的需要，因此，柔性制造系统，与传统机械制造系统相比市场上的反应，极大地增强了适应能力。
需要指出的是，柔性制造技术的柔性具有一定的应用范围。
当加工产品的规格和类型与系统所能加工的产品相差太大时，柔性制造系统将无法进行加工。
2.2虚拟制造。
虚拟制造技术是通过计算机对产品的全生命周期进行建模和仿真，具体包括对产品的设计、制造、装配和检验等过程的模拟。
通过虚拟制造技术，制造企业可以实现对生产资源的最优化配置，从而为缩短产品的研制周期、取得市场的竞争优势打下坚实的基础。
虚拟制造技术的最大特点就是改变了产品的生产制造模式，尤其是避免了试制这一过程所带来的成本和时间上的浪费，其优势包括以下四点：a.极大地缩短了产品的研制周期、降低了研制成本；b.提高了新产品的研发效率，使企业对市场的适应能力空前加强；c.可以根据仿真过程中碰到的问题对制造系统进行优化调整，从而提高生产效率；d.可以通过仿真的方式为客户提供一个直观的产品印象，方便修改和产品报价。
现代机械制造技术的发展
先进制造技术的发展趋势
发展趋势 —— 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智 ” “自”是发展的条件——自动化
自动化是强化、延伸甚至取代人劳动（体力、脑 力）的技术或手段
自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发 展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高水 平的自动化
90年代以后 综合自动化
70-80年代 柔性自动化
50-60年代 刚性自动化
先进制造技术产生的背景
21世纪的产品特点
� 产品结构越来越复杂——知识-->技术-->产品的时间越来越来短 � 产品的批量 ——更小 � 产品的价格——取决于科技知识的含量 � 产品市场特点——顾客对产品功能、性能、质量、服务的要求更高 � 参与全球竞争——竞争更激励
精密与超精密加工环境 ◆恒温——要求：±1℃～ ±0.01℃ 实现方法：大、小恒温间+局部恒温（恒温 罩，恒温油喷淋） ◆恒湿——要求：相对湿度35%～45%，波动±10%～ ±1% 实现方法：采用空气调节系统
◆净化——要求：10000～100级（100级系指每立方英尺空 气中所含大于0.5μm尘埃个数不超过100）
1.精密与超精密加工技术
�金刚石车床主要性能指标
金刚石车床主要性能指标
最大车削直径和长度 /mm
最高转速 r/mm
最大进给速度mm /min
数控系统分辩率 /μm
重复精度 / μm
主轴径向圆跳动 / μm
主轴轴向圆跳动 / μm
滑台运动的直线度 / μ m 横滑台对主轴的垂直度 / μ m 主轴前静压轴承（φ100mm）的刚 度 /（N/μm）
磨粒 粘接剂 规格涂层 基带 静电植砂砂带结构
现代机械制造技术发展概述
现代机械制造技术发展概述机械制造技术室衡量一个国家综合国力的重要标志，当前形势下的机械制造技术是现代科学技术与工业创新、社会改革的融合，在社会的发展与进步中占据着举足轻重的地位。
如何不断的发展和创新现代的机械制造技术，更好的服务制造业，满足飞速发展的社会需求，是各行业科研人员不断努力和研究的重点。
本文对现在机械制造技术进行了一个大体介绍，然后对现代机械制造技术的发展现状进行了分析，最后总结了一些在现代机械制造技术在未来主要的发展趋势和方向。
标签：现代机械制造；高新技术；发展概述0 引言现在机械制造技术就是在机械加工工业进行产品的研发、生产、制造、销售、维修保养等过程中涉及到所有的的机械设计制造的相关技术。
现在机械制造技术是机械工业健康、稳定、快速发展的源动力，现在机械制造技术也反应了一个社会发展的文明程度。
正所谓科学技术是第一生产力，社会以及人类文明的建设都是基于强大的科学技术对大自然的改造和利用，现代制造技术在社会的不同发展时期呈现出不同的表现形式，在当前的国际化和全球化的形势下，机械制造技术的发展更是日新月异，不同的国家和地区根据自己区域资源的不同，其机械制造技术发展的范围和层次也不尽相同。
1 现代机械制造技术特征（1）实际工程应用。
现代机械制造技术就是为了完成一个产品的生产制造或者是一个工程项目的完整施工，在整个生产制造维护过程中，现代机械制造技术充分融合计算机技术、自动化技术、信息化技术等等，确保一个工程的施工更加的快捷、准确。
（2）系统的完整性。
现代机械制造技术不仅仅是为了生产出一件产品或者完成一个工程项目，它在一定程度上反应了一个企业甚至国家的综合竞争力和国际地位，是国家经济发展水平的一个重要标志。
所以这就赋予了现代机械制造技术跳出制造环节的局限，更加多的要考虑制造的前后过程以及所附属带来或者引起的社会和经济反应，更加强调了生产制造系统是一个完成的系统。
（3）技术统一性。
现代的机械制造技术在提高生产效率的同时，更加强调对时间、成本以及生产质量的有机统一，成本是基石，效率是催化剂，质量则是最后成功的点睛之笔，现代机械制造技术在这些要素上实现技术统一。
现代工业制造技术与机械工程
现代工业制造技术与机械工程随着科技的不断进步和全球化的发展，现代工业制造技术在全球范围内得到了广泛应用。
而机械工程作为工业制造技术的重要组成部分，发挥着至关重要的作用。
本文将探讨现代工业制造技术与机械工程之间的关系，并介绍机械工程在制造过程中的应用。
首先，现代工业制造技术是指利用先进的科学技术手段和工程方法，通过对物质的加工、转化和组装，实现产品的生产和制造的一种综合技术体系。
而机械工程则是应用物理学、材料科学和工程学的原理，设计、制造和维护机械设备的学科。
可以说，现代工业制造技术离不开机械工程的支持和推动。
在现代工业制造技术中，机械工程的应用涉及到多个方面。
首先是机械设计。
机械工程师通过运用先进的设计软件和技术，将产品的概念转化为具体的设计方案。
他们需要考虑材料的选择、结构的合理性、工艺的可行性等因素，以确保产品的性能和质量。
其次是机械制造。
机械工程师在制造过程中负责选择合适的加工方法和工艺流程，以及控制加工参数和质量。
他们需要熟悉各种加工设备的原理和操作方法，确保产品能够按照设计要求进行加工和制造。
此外，机械工程还涉及到机械设备的维护和修理。
随着机械设备的使用，其性能可能会出现问题或损坏。
机械工程师需要通过检测、分析和修理，保证设备的正常运行。
他们需要具备丰富的机械知识和实践经验，以应对各种维护和修理工作。
在现代工业制造技术的发展中，机械工程也在不断创新和进步。
例如，随着数字化技术的普及，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）等技术被广泛应用于机械设计和制造过程中。
这些技术的引入，大大提高了设计和制造的效率，减少了人为误差，同时也拓宽了机械工程师的工作领域。
总之，现代工业制造技术与机械工程密不可分。
机械工程师在现代工业制造过程中发挥着重要的作用，他们负责机械设备的设计、制造和维护，保证产品的质量和性能。
随着科技的不断进步，机械工程也在不断创新和发展，为现代工业制造技术的提升和发展做出了重要贡献。
01现代制造技术 第一章_绪论
• 制造过程 产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的 全过程，也称为产品生命周期。
• 制造业 将制造资源（物料、能源、设备、工具 、资金、信息、人力等）利用制造技术，通过 制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品 或生活消费品的行业。 2011年中国国家统计局公布的GB/T 4754-2011 《国民经济行业分类与代码》，将我国制造业 分为了31个行业。
按制造的连续性可分为：连续制造、离散制造 按行业分可分为：机械制造、食品制造、化工制造、 IT产品制造等
1、制造的概念
• 制造技术（Manufacturing Technology) 按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观 物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。 即：使原材料成为产品所涉及的一系列技术的总称 传统的制造技术：工艺方法和加工设备 现代的制造技术：设计方法、生产组织模式、环境的 和谐、制造的可持续性，甚至还设计贸易自由化。
先进制造技术
第一章
绪论
第一节 先进制造技术及其主要特点
第二节 先进制造技术的构成及关键技术 第三节 先进制造技术的发展趋势 第四节 先进制造技术的发展现状与模式 第五节 工业4.0
第一节 先进制造技术及其主要特点
ห้องสมุดไป่ตู้
1、制造的概念
1.1 概念 制造（Manufacturing): 是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明 进步的动力。 狭义：为机电产品的机械加工工艺过程 广义：国际生产工程学会1990年： 制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产 计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服 务的一系列相关活动和工作的总称。
1.2.4 制造格局的变革及新技术发展
现代制造技术(1)
1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业与世界发达国家的差距（续）
（4) 技术创新能力和自主开发能力薄弱，突出表现为： 1）进口的各种基础设备价值大致占我国进口总值的50％， 其中光纤制造设备的100％，发电设备的90％，集成电 路芯片制造设备的85％，石油化工设备的80％，轿车工 业设备、数控机床、纺织机械、胶印设备的70％来自于 进口产品。在大型飞机、大型医疗等领域，我国主要靠 全盘进口。 2）产品开发周期较长，企业对市场的快速反应能力差。我 国机械新产品的平均开发周期为18个月，而美国新产品 设计周期为3个星期，试制周期3个月。 3）先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段，普及率较低， 与发达国家存在着阶段性差距。
19
1.1.6 现代制造技术的内涵
MMT 定义
至今尚无明确的和一致公认的定义，通过对其特征的 分析和多年的实践，可以认为： ◆ MMT是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成 果，并将其综合应用于产品设计、加工、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，提高对动态多变市场的适应 能力和竞争力的制造技术的总称。 ◆ 要点： 目标是提高制造企业对市场的适应能力和竞争力； 强调信息技术、现代管理技术与制造技术的有机结合； 是信息技术、现代管理技术在整个制造过程中综合应用；
13
1.1.5 现代制造技术的提出
（Modern Manufacturing Technology） MMT首先由美国 于20世纪80年代末提出。也可称先进制造技术（AMT）。 长期以来，美国政府只对基础研究、卫生健康、国防技术 等给予经费支持，而对产业技术不予支持，主张产业技术通 过市场竞争，由企业自主发展 。 20世纪70年代，一批美国学者不断鼓吹美国已进入“后工 业化社会”，认为制造业是“夕阳工业”，主张经济重心由 制造业转向高科技产业和第三产业。
现代机械制造技术基础绪论
1.3.2 成组技术（Group Technology—GT）
多品种、中小批量生产中存在的问题
➢ 批量法则 在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生
产设备，可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生 产周期；而多品种、小批量生产则相反。 ➢ 机床利用率
例：CA6140 车床，最大加工直径φ400 ，实际加工 90 ％ 以上工件直径不足 100mm，机床利用率极低。 ➢ 制造周期
1.3.1 批量法则（Batch Rule）
生产成本
CA
CF
CS
x0 生产量 x 图1-12 生产成本与生产量的关系
1.3.1 批量法则（Batch Rule）
专业化协作与扩散生产
➢ 根据批量法则，为了取得良好的经济效益，除合理地 扩大产品的产量外，组织专业化协作生产是一种行之有 效的方法。
➢ 专业化协作生产形式 基础零部件专业化生产 毛坯专业化生产 中小零件专业化生产 工艺专业化协作 生活服务社会化
……
➢ 与大、小制造概念相对应，对于制造技术的理解也 有广义和狭义之分。广义理解制造技术涉及生产活动的 各个方面和生产的全过程，制造技术被认为是一个从产 品概念到最终产品的集成活动，是一个功能体系和信息 处理系统。
1.1.2 制造技术
科学与技术
➢ 科学 —— 认识世界，基本方法是“分析”，基本形 式为“发现、揭示”。 ➢ 技术 —— 改造世界，基本方法是“综合”，基本形 式为“发明、创造、改进”。
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
生产管理
车间制造 （加工、装配、 检验、输送、
存储 … ）
图1-2 制造系统功能结构
1.1.3 制造系统
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 四面体结构立轴超精密磨床
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
9
现代制造技术的主要研究内容
2) 金刚石砂轮超精密磨削
是超精密加工的重要研究方向之一： 主要加工方式：外圆磨、无心磨、沟槽磨和切割等， 被加工材料：陶瓷、半导体等难加工材料。 研究的关键问题：金刚石砂轮的修整、微粉金刚石砂轮超精密磨削等。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
12
现代制造技术的主要研究内容
3 特种加工 定义：指一些利用声、光、电、磁、原子等能源的物理 的、化学的非传统加工方法，如：电火花加工、电解加工、 超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等。 加工对象：难加工材料。 高能束流加工：主要指激光束加工、电子束加工和离子 束加工，是极有前途的特种加工方法。不少特种加工方法同 时又是精密和超精密加工方法。 复合加工：传统加工和特种加工相结合的复合加工方法 有较大的发展前途。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
18
现代制造技术的主要研究内容
8．精良生产（精益生产，Lean Production）
核心：JIT 即时生产
好处：精良生产综合了单件生产和大批大量生产方式的优点，使工人、 设备投资以及开发新产品的时间等一切投入都大为减少，而生产 出的产品品种和质量却又多又好。 举例：分析表明，当今世界汽车制造业的生产水平相差甚为悬殊的根 本原因是生产方式不同。日本汽车业。
第一章
绪论
16
现代制造技术的主要研究内容
模糊推理： 1 又称模糊逻辑，它是依靠模糊集和模糊逻辑模型进行多个因素的综 合考虑，采用关系矩阵算法模型、隶属度函数、加权、约束等方法， 处理模糊的、不完全的乃至相互矛盾的信息。 2 主要解决不确定现象和模糊现象，需要多年经验的感知判断问题。
神经网络： 1 是人脑部分功能的某些抽象、简化与模拟。 2 通过神经元的相互作用来实现大规模并行信息处理。 3 具有自学、学习联想、自适应等能力和高度的鲁棒性。 4 在智能控制、模式识别、非线性优化等方面有良好的应用前景。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
2
人类社会发展所依赖的物质文明支柱除了 材料、能源、信息外，还应包括“制造”。
直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具 开始的。 ——恩格斯 《自然辩证法 》
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
制造方法: 分层实体制造、立体印刷、选择性激光烧结、熔丝沉积 制造、粘接成形等。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
15
6．智能制造技术
智能制造：是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络等人工智能 技术应用在制造中，解决多种复杂的决策问题，提高制造系统的实用性 和水平。
精良生产的主导思想：以“人”为中心，以“简化”为手段，以“尽 善尽美”为最终目标。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
19
精良生产的特点：
1) 强调人的作用，以人为中心，工人是企业的主人，要充分发挥职工的 创造性。 2) 以“简化”为手段，去除生产中一切不增值的工作。 3) 以“尽善尽美”为最终目标。持续不断地改进生产，降低成本，力争 无废品，无库存和产品品种多样化。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论Biblioteka 103)先进超精密研磨抛光加工 近年来出现了油石研磨、磁性研抛、滚动研磨、弹性发射加工、 液体动力抛光、液中抛光、磁流体抛光、挤压研抛、砂带研抛、超精 研抛、机械化学抛光、化学机械抛光等众多有成效的加工方法。 几个发展动向： （1）采用软质磨粒，甚至比工件硬度还要软的磨粒，抛光时不易造成 被加工表面的机械损伤，如微裂纹、磨粒嵌入、麻点等。
第一章
现代制造技术的发展
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
1
主要内容
1.1 现代制造技术的主要特点
1.2 现代制造技术的研究内容
1.3 现代制造技术的发展现状 1.4 现代制造技术的发展趋势
1.5 现代制造技术的发展战略
第一章
绪论
4
现代制造技术的特点
3 精密加工技术是关键 1）精密和超精密加工技术是衡量先进制造技术水平的重要指标。 2）当前，纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平。 4 产品生命周期的全过程 1）现代制造技术是一个从产品概念开始，到产品形成、使用，一直 到处理报废的集成活动和系统，是一个功能系统和信息系统。 2）它包括了产品生命周期的全过程。从产品制造的角度来分析，就 包含了产品技术、生产技术、拆卸技术和再循环技术4个方面。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
17
现代制造技术的主要研究内容
7．制造单元和生产单元
制造单元(Manufacturing Cell，MC): 现代制造系统常用形式。 特点：1 结构和功能上有并行性、独立性和灵活性特点 2 通过信息流来协调各制造单元工作的整体效益，非线性结构 3 制造单元是制造系统的基础，制造系统是制造单元的集成， 4 可分为装配、加工、传输、检测、储存、控制等单元， 5 各单元独立运行、并行决策、综合功能、分布控制、快速响 应和适应调整等。 生产单元： 强调生产是一个系统工程，企业的功能为销售一设计一工艺设计一 制造一装配。可以认为制造系统是一个生产单元。
推广：精良生产不仅是一种生产方式，而且是一种现代制造企业组织管理 方法。
2 精密工程和微型机械 精密工程包括精密加工和超精密加工技术、微细加工和超微细加工 技术、纳米技术等方面。 以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机 械技术代表了当前精密工程的方向。由于原子晶格间距是0.2~0.4nm， 因此纳米加工技术是当今的极限工艺。 1）超精密加工设备及其新型结构的研究 四面体结构立轴超精密磨床，它由6个柱连接4个支持球构成一个罐 状的四面体，静刚度为10N／nm，加工精度可达1nm以上。图示是英国 国立物理学实验室(NPL)开发的磨床。
2 从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变 实例：设计与工艺一体化
1）制造工程的主要内容可分为设计和工艺两大部分。 2）设计和工艺的脱离，源于大生产的分工；
3）产品设计往往受到制造可行性限制，两者必须 密切结合。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
14
现代制造技术的主要研究内容
5．快速成形制造(rapid prototype manufacturing, RPM )
快速成形(零件)制造的基本原理: 零件是三维空间实体，它可由在某 个坐标方向上的若干个“面”叠加而成，因此，利用离散、堆集成形概 念，可以将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构 成三维实体。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
5
现代制造技术的特点
5 人、组织、技术三结合 近几十年，制造技术有了长足的进步和迅速的发展： 1）人机协同的观点：自动化，人的创造性； 2）技术支撑转变为人、组织、技术的集成：经营管理、战略决策； 3）市场驱动、需求牵引：用户是核心； 4）快速响应市场需求。
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
13
4 表面工程技术 指表面功能性覆层技术，通过附着(电镀、涂层、氧化膜)、注入(多 元共渗、渗氯、离子溅射)、热处理(激光表面处理)等手段，能赋予工件 表面耐磨、耐蚀、耐疲劳、耐热、耐辐射以及光、磁、电等特殊功能， 这是近年来发展的新技术，对制造技术的发展有重要意义。 激光改性处理方法： 1）固态相变：利用激光进行热处理； 2) 激光上光：通过激光使工件表层金属快速熔化和凝固而达到光亮，并 可弥补表面的气孔、砂眼等缺陷； 3) 激光合金化：通过激光加热进行表面涂敷，使工件表面覆盖一层合金； 4) 激光镀膜：在真空中通入一定的气体元素，如氮等，作为靶材，通过 激光激发使靶材与工件表面产生化学作用形成镀膜。
（2）非接触抛光，或称浮动抛光（一薄层磨料流） （3）恒温液中抛光 （4）复合加工
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University
第一章
绪论
11
现代制造技术的主要研究内容
4) 纳米加工和微型机械 精密和超精密加工正向着纳米级精度发展，向着去除、附着、变形 加工等原子级、分子级加工方向发展。这种加工已深入到物质微观领域， 某些物理量的转变是以最小单位——量子跳跃式进行，而不是连续的， 因此，今后超精密加工将以量子为基础，以量子力学为指导进行发展。 微型机械是近年来发展起来的新型学科，具有很强的生命力，已逐 渐应用于机械工程、生物工程、海洋工程、宇宙工程。医疗技术等方面。 图1微型电机，图2为微型齿轮。