先进制造技术概论-第三章课件
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先进制造技术教学课件PPT先进制造工艺技术.ppt
19子线分析
手段：优化加工方法；开发和研制新型刀具材料；研
制超精密机床；对加工精度进行监控。
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21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进
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（2）切削加工速度迅速提高
刀具材料发展。
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20世纪前，碳素钢，耐热温度低于200ºC，切削速度不超 过10m/min；
、电火花、激光切割；
• 堆积成形 将材料有序地合并 堆积成形，如快速原形制造、焊 接等。
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二、先进制造工艺的产生和发展
先进制造工艺是在传统的机械制造工艺基础上发展来的， 优化后的工艺和新型加工方法。是核心和基础。
（1）制造加工精度不断提高
18世纪，其加工精度为1mm； 19世纪末，0.05mm； 20世纪初，μm级过渡； 20世纪50年代末，实现了μm级的加工精度； 目前达到10nm的精度水平。
1900
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普通加工
加工设备 车床,铣床
精密车床 磨床
测量仪器 卡尺
百分尺 比较仪
精密加工
坐标镗床 坐标磨床
气动测微仪 光学比较仪
金刚石车床 光学磁尺
精密磨床
电子比较仪
超精密加工
超精密磨床 激光测长仪 精密研磨机 圆度仪轮廓仪
超高精密磨床 激光高精度 超精密研磨机 测长仪
1920 1940
代 码
名称
0
1
2
3
4
5
6
7 89
中类名称
0 铸造
砂型铸造 特种铸造
1 压力加工
锻造
轧制
冲压 挤压 旋压 拉拔
先进制造技术课件(PPT 28页)
第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点 （2）. 先进制造技术是面向新世纪的技术系统，它的目的很 明确，即提高制造业的综合效益（包括经济效益、社会效益 和环境生态效益），赢得激烈的国际市场竞争。 （3）.先进制造技术并不抛弃传统技术，而是不断用科技新 手段去研究它，并运用科技新成果去改造它，充实它。特别 是利用先进技术研究传统工艺的成形原理，建立数学模型， 并利用优化设计技术进行传统工艺方法的优化。
第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点 （7）.先进制造技术不是一项具体技术，它是利用系统工程 技术将各种相关技术集成的一个有机整体。 （8）. 先进制造技术特别强调环境保护，既要求其产品是所 谓的“绿色商品”，又要求产品的生产过程是环保型的。
第一章先进制造技术概述
3. 先进制造技术特点的具体体现 （1）.高效率 在提高生产效率方面，提高自动化程度是各国致力发展的方 向。近些年来，计算机数控（CNC）、计算机辅助设计与制 造（CAD∕CAM）、柔性制造系统（FMS）和计算机集成 制造系统（CIMS）发展非常迅速。各种新理论层出不穷， 如敏捷制造、快速原型制造、并行工程、及时生产、虚拟制 造，集成相关信息和资源，其本质均是实现高效率、自动化 生产的思想。就应用于实践的CNC、FMC、FMS来看，已 有力地显示出其有柔性化、自动化、资源共享和高效率的强 大生命力。
第一章先进制造技术概述
（2） 、高精度
在提高精度方面，从精密加工发展到超精密加工，这是世界 各主要工业发达国家致力发展的方向。例如，超大规模集成电 路、导弹火控系统、惯导陀螺、精密仪器、精密雷达、精机 床等都需要采用超精密加工技术。众所周知，在飞机、潜艇等 军事设施中使用的精密陀螺、复印机的磁鼓、大型天文望远镜 以及大规模集成电路的硅片等高新技术产品都需要超精密加工 技术的支持。精密加工是指加工精度在0.1-1µm之间，表面粗 糙度Ra在0.1µm以下的加工方法；而加工精度控制在0.1µm 以下，表面粗糙度Ra在0.02µm以下的加工方法则称为超精密 加工。
先进制造技术3
先进制造技术3
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第3章 先进制造工艺
本章要点
超精密加工技术 高速加工关键技术 特种加工技术的特点 几种快速原型制造技术 绿色加工技术及其应用
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第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing
Process
3.1 概述 Introduction
3
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L4 （100）
L2
L3
（111）
（110）
a）4 次对称轴 和（100）晶面
b）2 次对称轴 和（110）晶面
c）3 次对称轴 和（111）晶面
图7-20 八面体的晶轴和镜晶面
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3.2.2 金刚石超精密加工技术
➢ 金刚石晶体的面网距和解理现象
◎金刚石晶体的（111）晶面面网密度最大，耐磨性最好。
➢ 间接式进化加工：借助于直接式“进化”加工原则， 生产出第二代工作母机，再用此工作母机加工工件。适 用于批量生产。
◆ 微量切削机理 背吃刀量小于晶粒大小，切削在晶粒内进行，与传统切
削机理完全不同。
◆ 特种加工与复合加工方法应用越来越多
传统切削与磨削方法存在加工精度极限，超越极限需采
用新的方法。
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第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing
Process
3.2 超精密加工技术 Super-precision Machining
Technology
7
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3.2.1 概述
超精密加工技术的概念
◆超精密加工技术是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm， 表面粗糙度Ra在0.1~0.025μm之间，以及所用机床定位精 度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为 亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。目前， 超精密加工从单一的金刚石车削，到现代的超精密磨削、 研磨、抛光等多种方法的综合运用，已成为现代制造技术 中的一个重要组成部分。超精密加工技术主要包括:超精 密加工的机理，超精密加工的设备制造技术，超精密加工 工具及刃磨技术，超精密测量技术和误差补偿技术，超精 密加工工作环境等。
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第3章 先进制造工艺
本章要点
超精密加工技术 高速加工关键技术 特种加工技术的特点 几种快速原型制造技术 绿色加工技术及其应用
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第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing
Process
3.1 概述 Introduction
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L4 （100）
L2
L3
（111）
（110）
a）4 次对称轴 和（100）晶面
b）2 次对称轴 和（110）晶面
c）3 次对称轴 和（111）晶面
图7-20 八面体的晶轴和镜晶面
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3.2.2 金刚石超精密加工技术
➢ 金刚石晶体的面网距和解理现象
◎金刚石晶体的（111）晶面面网密度最大，耐磨性最好。
➢ 间接式进化加工：借助于直接式“进化”加工原则， 生产出第二代工作母机，再用此工作母机加工工件。适 用于批量生产。
◆ 微量切削机理 背吃刀量小于晶粒大小，切削在晶粒内进行，与传统切
削机理完全不同。
◆ 特种加工与复合加工方法应用越来越多
传统切削与磨削方法存在加工精度极限，超越极限需采
用新的方法。
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第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing
Process
3.2 超精密加工技术 Super-precision Machining
Technology
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3.2.1 概述
超精密加工技术的概念
◆超精密加工技术是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm， 表面粗糙度Ra在0.1~0.025μm之间，以及所用机床定位精 度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为 亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。目前， 超精密加工从单一的金刚石车削，到现代的超精密磨削、 研磨、抛光等多种方法的综合运用，已成为现代制造技术 中的一个重要组成部分。超精密加工技术主要包括:超精 密加工的机理，超精密加工的设备制造技术，超精密加工 工具及刃磨技术，超精密测量技术和误差补偿技术，超精 密加工工作环境等。
先进制造技术课件(PPT292页)
在几何形体上，极大、极小、 极厚、极薄、极平、极柔、极圆、 极方以及奇形怪状；在物理性能 上，极高硬度、极高塑性、极大 弹性、极大脆性、极强磁性、极 强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪 能。
极端制造（纳米技术）
美国赖斯大学的科学家2005年利用纳米 技术制造出了世界上最小汽车。
极端性能
喷墨打印时加热器在十万分之一秒内 升温至三百多度，使喷嘴内形成约100 大气压。由此从喷嘴中喷出直径为1微 米、体积为4微微升（最小墨滴量仅为 1.3微微升）的墨滴，速度每秒24000 滴 每个喷嘴的直径只有1微米，相当于一 根头发的1/70。
“智”：智能化制造
所谓智能制造系统是一种由智能机 器和人类专家共同组成的人机一体化智 能系统，它在制造过程中能进行智能活 动，诸如分析、推理、判断、构思和决 策等。
“智”：智能化制造
智能制造技术的宗旨在于通过人与 智能机器的合作共事，去扩大、延伸 和部分地取代人类专家在制造过程中 的脑力劳动，以实现制造过程的优化。 将智能技术注入先进制造技术和产品， 可使之具有智慧，能部分代替人的脑 力劳动。
将数字技术用于制造过程，可大 大提高制造过程的柔性和加工过 程的集成性，从而提高制造过程 的质量和效率。
三维扫描、CAD、CAE、CAM 等的集成。
“精”：精密化制造 精密制造技术是指零件毛坯成形后 余量小或无余量、零件毛坯加工后精 度达亚微米级的生产技术总称。
一般认为：0.1nm-100nm为纳米 尺度空间，100nm-1000nm为亚微 米体系。
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
极端制造（纳米技术）
美国赖斯大学的科学家2005年利用纳米 技术制造出了世界上最小汽车。
极端性能
喷墨打印时加热器在十万分之一秒内 升温至三百多度，使喷嘴内形成约100 大气压。由此从喷嘴中喷出直径为1微 米、体积为4微微升（最小墨滴量仅为 1.3微微升）的墨滴，速度每秒24000 滴 每个喷嘴的直径只有1微米，相当于一 根头发的1/70。
“智”：智能化制造
所谓智能制造系统是一种由智能机 器和人类专家共同组成的人机一体化智 能系统，它在制造过程中能进行智能活 动，诸如分析、推理、判断、构思和决 策等。
“智”：智能化制造
智能制造技术的宗旨在于通过人与 智能机器的合作共事，去扩大、延伸 和部分地取代人类专家在制造过程中 的脑力劳动，以实现制造过程的优化。 将智能技术注入先进制造技术和产品， 可使之具有智慧，能部分代替人的脑 力劳动。
将数字技术用于制造过程，可大 大提高制造过程的柔性和加工过 程的集成性，从而提高制造过程 的质量和效率。
三维扫描、CAD、CAE、CAM 等的集成。
“精”：精密化制造 精密制造技术是指零件毛坯成形后 余量小或无余量、零件毛坯加工后精 度达亚微米级的生产技术总称。
一般认为：0.1nm-100nm为纳米 尺度空间，100nm-1000nm为亚微 米体系。
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
先进制造技术完整文字ppt课件
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（二）叠(分）层实体制造技术
（LOM技术，Laminated Object Manufacturing ）
工业设计依托高水平的制造技术，新技 术的涌现促进了设计风格的变化，而工业 设计也赋予了技术一种视觉形式，创造了 崭新的现代生活方式，并提供了一系列表 现现代化确切含义的符号。
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2
三、产品开发战略的演变：
60年代: “如何做得更多”。 70年代: “如何做得更便宜”。 80年代：“如何做得更好”。 90年代：“做得更快”。
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“集”：集成化制造
“集成化”是技术的集成，是管理的集成， 是技术与管理的集成。现代的制造技术就是 集成的技术，先进制造技术就是制造技术、 信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。
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“快”：敏捷化制造
即指对市场的快速响应，对生产的快速 重组，这两个快速必然要求生产模式有高 度柔性与高度敏捷性 ．
敏捷制造、动态联盟、快速成型技术、 快速模具技术等。
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绿色制造 “绿”：绿色制造
又称清洁制造，其目标是使产品从设计、 生产、运输到报废处理的全过程对环境的负 面影响达到最小”.其内涵是产品生命周期的 全过程均具有绿色性。
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我国改革开放取得巨大成就，保持着世界上最 快的经济发展速度，但是仍然沿袭着粗放型的经 济增长模式。例如近年我国年GDP约占全世界 GDP的4%。但各类资源消费总量约合50亿吨。 其中钢铁、煤炭、水泥分别占全世界总消费量的 30%、31%和40%。
(2)被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固 化，形成零件的一个薄层。
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《先进制造技术》课件(全套)
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河南省精品课程“先进制造技术”
第1章
概述
Introduction
1.3 先进制造技术的特点和发展趋势
Characteristics of Advanced Manufacturing Technology And Its Developing Trend
……
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。
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1.1.2 制造系统
制造系统结构
经营管理 财务
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重基石
20世纪兴起的核技术、空间技术、信息技术、生物医学技 术等高新技术无一不是通过制造业的发展而产生并转化为规 模生产力的。其直接结果是导致诸如集成电路、计算机、提 动通信设备、国际互联网、机器人、核电站、航天飞机等产 品相继问世，并由此形成了制造业中的高新技术产业。
生产 技术 信息 产品 设计 产品 设计 信息 工艺 过程 计划 工艺 过程 信息
需求 订货 信息
综合 生产 计划
生产 计划 信息
生产 进度 计划
进度 计划 信息
作业 计划
作业 计划 信息
生产 实施
生产 结果 数据
生产 控制
生产 控制 信息
计划阶段
实施阶段
控制阶段
图1-6 制造系统的程序特性
研究制造系统程序特性，主要从管理角度出发如何使 生产活动达到最佳化。
制造业是国家安全的重要保障
美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果 导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽车等行业不 敌日本的局面。20世纪80年代，发生了轰动一时的“东芝 事件” 。美国重新关注制造业的发展，至 1994 年美国汽 车产量重新超过日本。
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