先进制造工艺技术
先进制造工艺技术概述
先进制造工艺技术概述先进制造工艺技术是指通过先进的生产技术和装备，实现高效、灵活、精确的生产制造过程，以提高产品质量和生产效率。
先进制造工艺技术主要包括以下几个方面：1. 数字化制造：数字化制造是一种通过计算机、网络和先进的软件技术来实现产品制造和生产过程中的数字化、网络化和智能化的方法。
它可以将产品的设计、工程数据和生产过程进行数字化管理，实现生产过程的可视化和智能化。
数字化制造可以大大提高产品制造过程的精度、速度和效率，降低生产成本，增加产品的竞争力。
2. 自动化制造：自动化制造是利用先进的机械装备和控制系统，实现对生产过程中的机械化操作和人工智能的代替。
通过自动化制造，可以减少人工操作和劳动强度，提高产品制造的精度和一致性，增加生产能力和效率。
自动化制造技术包括机器人技术、自动化装备和生产线的集成等。
3. 智能制造：智能制造是指利用先进的传感器、控制系统和网络技术来实现产品制造和生产过程的智能化。
通过智能制造，可以实现生产过程的人机协同、优化调度和物流配送，提高生产过程的灵活性和适应性。
智能制造技术包括物联网技术、大数据分析和人工智能技术等。
4. 绿色制造：绿色制造是指在产品制造过程中，采用环保材料和技术，减少环境污染和资源消耗的制造方式。
绿色制造可以通过优化生产过程，降低能源消耗和产品制造过程中的废弃物排放，实现可持续发展。
绿色制造技术包括节能降耗技术、环境监测和控制技术等。
以上是先进制造工艺技术的概述。
随着科技的不断进步和创新，先进制造工艺技术将在制造业中起到越来越重要的作用，进一步提升产品质量和生产效率，推动制造业的发展和转型升级。
先进制造工艺技术是当代制造业中的重要领域，它的发展对于提升产品质量、提高生产效率、降低成本以及实现可持续发展具有重要的意义。
随着科技的不断进步和创新，先进制造工艺技术呈现出了一系列新的发展趋势和特点，包括数字化制造、自动化制造、智能制造和绿色制造等。
数字化制造是先进制造工艺技术的重要组成部分。
先进制造工艺技术
先进制造工艺技术先进制造工艺技术是指运用先进的材料、装备和技术手段进行制造的过程中所采用的工艺技术。
这些技术不仅能够提高产能和产品质量，还能够降低生产成本和环境污染。
下面将介绍其中几种先进制造工艺技术。
首先是数控加工技术。
数控加工技术是利用数控机床进行零件加工的一种方法。
通过事先编写好的程序控制数控机床，可以实现复杂形状零件的高精度加工。
相较于传统的手工操作或普通机床加工，数控加工技术能够提高加工效率，减少人为操作的误差，增强产品的一致性和稳定性。
其次是激光焊接技术。
激光焊接技术是利用激光束对金属材料进行焊接的一种方法。
与传统焊接技术相比，激光焊接技术具有焊接速度快、能量集中、变形小等优点。
激光焊接技术不仅适用于金属材料，还可用于焊接非金属材料，如塑料、陶瓷等。
激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子产业等领域有着广泛的应用。
第三是增材制造技术。
增材制造技术是一种通过逐层堆积材料来制造三维实体的方法。
通过使用增材制造技术，可以将设计好的三维模型直接制造出来，无需传统的减材制造工艺。
增材制造技术具有制造灵活性高，减少材料浪费和加工时间等优势。
当前最常见的增材制造技术包括激光熔化沉积、电子束熔化沉积和粉末床熔化沉积等。
最后是智能制造技术。
智能制造技术是通过信息技术与制造工艺相结合，实现制造过程的自动化和智能化。
智能制造技术包括工业机器人、自动化生产线等方面的应用。
工业机器人可以进行高精度、高速度的生产操作，能够完成传统人工无法完成的任务。
自动化生产线通过使用传感器、控制系统和物流系统等设备，实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。
总之，先进制造工艺技术在工业制造中发挥着重要的作用。
通过应用这些技术，可以提高生产效率和产品质量，降低生产成本和环境污染，推动制造业向高效、智能和可持续发展方向迈进。
随着技术的不断发展和创新，先进制造工艺技术将继续引领制造业的发展。
先进制造技术先进制造工艺
先进制造技术-先进制造工艺1. 引言先进制造技术是指在传统制造技术的基础上，融入了先进的科学理论、数字化技术和智能化控制方式的制造技术。
先进制造工艺是应用于先进制造技术中的一种具体操作方法和流程。
本文将从先进制造技术的定义和特点入手，深入探讨先进制造工艺的应用和发展。
2. 先进制造技术的定义与特点先进制造技术是传统制造技术的升级和演进，以满足现代化制造需求为目标，具有以下特点：•数字化化：先进制造技术利用计算机辅助设计、计算机数值控制和生成软件等技术手段，实现制造过程的数字化管理和控制。
•智能化：先进制造技术借助人工智能、机器学习和大数据分析等技术，使制造设备具备自主感知、自主决策和自主调节的能力。
•柔性化：先进制造技术通过引入灵活的生产工艺和流程，实现多品种、小批量和快速响应客户需求的生产方式。
•可持续化：先进制造技术注重能源、环境和资源的节约和回收利用，从而实现制造过程的可持续发展。
3. 先进制造工艺的应用先进制造工艺作为先进制造技术的具体应用，涵盖了各个制造领域。
以下是几个常见的先进制造工艺的应用示例：3.1 3D打印3D打印是一种快速原型制造技术，通过将3D模型数据转化为实体模型，实现直接打印出产品的制造过程。
它具有快速、高效和灵活的特点，可以应用于各个制造领域，如航空航天、医疗器械和汽车制造等。
3.2 激光切割激光切割是利用高能激光束将工件进行切割的技术。
它具有高精度、高效率和无接触的特点，广泛应用于金属材料、塑料材料和复合材料的切割加工中。
3.3 数控加工数控加工是利用计算机数值控制技术对机床进行控制，实现对工件的加工和加工过程的自动化控制。
它具有高精度、高效率和稳定性好的特点，被广泛应用于各种精密零部件的制造中。
3.4 智能装配智能装配是利用机器人和自动化设备实现产品的组装过程。
它可以减少人工操作，提高装配效率和质量，并广泛应用于汽车、电子产品和家电等制造领域。
4. 先进制造工艺的发展趋势随着科学技术的不断进步和制造需求的变化，先进制造工艺也在不断发展与创新。
先进制造工艺技术.pptx
23
25
熔模铸造的应用:
• 熔模铸造是一种实现少无切削加工的、先进的精密成形 工艺，它最适用于25kg以下的高熔点、难以切削加工的 合金铸件的成批、大量生产。
• 目前主要用于航天飞行器、飞机、汽轮机、泵、汽车、 拖拉机和机床上的小型精密铸件和复杂刀具的生产。
压力铸造
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2、压力铸造
2.1概念
适用。
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熔模铸造的缺点：
⑴ 工序复杂，生产周期长。 ⑵ 原材料价格高，铸件成本高。 ⑶ 铸件不能太大、太长，否则蜡模易变形，丧失原有精
度。
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4－6 离心铸造
离心铸造是将金属液浇入高速旋转 （250～1500r/min）的铸型中，并在 离心力作用下充型和凝固的铸造方法。 其铸型可以是金属型，也可以是砂型。 既适合制造中空铸件，也能用来生产 成形铸件。
Process
3.1 先进成形技术
Advanced Forminging
Technology
9
特种铸造
特种铸造
10
4－3 压力铸造
压力铸造是在专用设备—压铸 机上进行的一种铸造。即在高速、 高压下将熔融的金属液压入金属 铸型，使它在压力下凝固获得铸 件的方法。
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压铸工艺过程
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压力铸造的特点及应用
——成形工艺 去除成形 受迫成形 堆积成形 生成成形
6
3.1.1 概述
◆先进制造工艺技术的内容
➢精密、超精密加工技术。它是指对工件表面材料进行去 除，使工件的尺寸、表面性能达到产品要求所采取的技 术措施。当前，纳米(nm)加工技术代表了制造技术的最 高精度水平。超精加工材料由金属扩大到非金属。根据 加工的尺寸精度和表面粗糙度，可大致分为三个不同的 档次，如表3-1所示。
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
先进制造工艺技术举例
先进制造工艺技术举例先进制造工艺技术是指在制造领域应用最新的科技手段和方法，以提高生产效率、产品质量，降低成本，增强企业竞争力的一系列技术体系。
这些技术通常包括自动化、数字化、智能化等方面的创新。
以下是一些先进制造工艺技术的例子：一、数字化制造（Digital Manufacturing）：利用数字化技术对产品设计、工艺规划、生产过程等进行全面数字建模和模拟。
这有助于提前发现问题，减少试错成本，提高生产效率。
例如，使用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）等软件来进行产品设计和工艺规划。
二、智能制造（Smart Manufacturing）：引入先进的传感器、数据分析、人工智能等技术，实现生产过程的实时监测、自适应调整，提高生产线的柔性和智能化水平。
智能制造可以通过实时数据分析提高生产效率，减少资源浪费。
例如，智能传感器在生产线上监测设备状态，实现预测性维护，避免设备故障。
三、增材制造（Additive Manufacturing）：也被称为3D打印技术，通过逐层堆积材料来制造物体。
相对于传统的减材制造，增材制造可以更灵活、高效地生产复杂形状的产品。
这项技术在航空航天、医疗、汽车等行业得到广泛应用。
四、人工智能与机器学习：在制造中引入人工智能和机器学习，可以优化生产计划、提高设备利用率，甚至实现自动化的质量控制。
例如，使用机器学习算法对生产过程中的大量数据进行分析，优化工艺参数，提高产品质量。
五、自动化与机器人技术：引入先进的自动化设备和机器人，用于生产线上的重复性工作、危险操作等。
这有助于提高生产效率、减少人力成本，并提高产品的一致性和质量。
例如，在汽车制造中，机器人用于焊接、喷漆、组装等工序。
这些先进制造工艺技术的应用使得制造业更加智能、灵活，提高了生产效率和产品质量，有助于企业更好地适应市场变化，提升竞争力。
先进制造工艺技术概述
分子束外延
利用分子束外延技术生长单晶 体材料，制作高质量的半导体
材料和光电子器件。
高效加工技术
高速切削
利用高转速的切削刀具和优化的切削液系统，实 现工件的快速切削，提高加工效率。
激光加工
利用高功率激光束对材料进行切割、熔化、烧蚀 等处理，实现高效、高质量的加工。
水射流切割
利用高压水流对材料进行切割，具有切割面质量 好、效率高等优点，适用于各种材料的切割。
定制化生产将提高企业的市场 竞争力，满足消费者日益增长 的个性化需求。
数字孪生技术的应用
数字孪生技术是先进制造工艺技 术的重要发展方向之一。
数字孪生技术通过建立物理世界 与虚拟世界的映射关系，实现产 品全生命周期的数字化管理。
数字孪生技术将提高产品设计、 生产和维护的效率和质量，降低
成本和风险。
THANKS
航空航天领域
总结词
高精度、高质量、高可靠性
详细描述
航空航天领域对产品的高精度、高质量和高 可靠性要求非常高。先进制造工艺技术在该
领域的应用包括数控加工、3D打印、复合 材料制造等技术，以及自动化检测和质量控 制技术的应用。这些技术的应用有助于提高 生产效率、降低成本、缩短研发周期，并提
高了航空航天产品的性能和安全性。
造过程对环境的影响。
绿色制造技术将推广清洁能源 、减少废弃物排放和资源回收 利用等方面，实现可持续发展
。
绿色制造将提升企业的竞争力 ，符合社会可持续发展的要求
。
定制化生产的实现
定制化生产是未来先进制造工 艺技术的重要发展方向之一。
定制化生产将借助先进的生产 技术和柔性制造系统，根据客 户需求进行个性化定制。
智能制造技术
先进制造工艺技术-微纳制造技术
在工业领域，微型机电产品可以在管路检修和飞机内部检修 等狭窄空间和恶劣环境下进行诊断和修复工作。在汽车轮胎内 嵌入微型压力传感器用以保持适当充气，避免充气过量或不足， 仅此一项就可节油10％，仅美国国防部系统就能节省几十亿美 元的汽油费。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
∧
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1.4 微纳制造应用案例
4. 以微型加工技术制造的机械耳蜗
耳蜗里的听觉毛细胞可以感测到在淋巴液内移动的声波， 并且将声波转换为电子讯号，听神经再将此讯号传达到大 脑。但不幸的是很多人甚至是一出生就没有机会倾听大自 然美妙的声音，但是密西根大学研究人员研发的机械耳蜗 他们带来了希望。
∧
∨8
1.3 纳米加工技术
4）超微机械加工和电火花线切割加工
用小型精密金属切削机床及电火花、线切割等加 工方法，制作毫米级尺寸左右的微机械零件，是一种 三维实体加工技术，加工材料广泛，但多是单件加工、 单件装配，费用较高。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
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1.3 纳米加工技术
5）键合技术
键合技术是一种把两个固体部件在一定的温度与电 压下直接键合在一起的封装技术，其间不用任何粘接 剂，在键合过程中始终处于固相状态。
先进制造系统 之 先进制造工艺技术
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1.4 微纳制造应用案例
8. 原子操纵术
将一顆一顆的铁原子團,在Cu(111) 将一顆一顆的一氧化碳原子團，在
表面上排列成“原子”二字。
Pt(111)表面上排列成人的形狀。
先进制造技术-先进制造工艺
现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。机械法可分为机 械粉碎法及雾化法；物理化学法可分为电化腐蚀法、还原法、化合法、还原化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中，应用最为广泛的是还原 法、雾化法和电解法。 成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。 制取的粉末经过筛分与混合，并加入适当的增塑剂后，进行压制成型，在压力 作用下，粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作用，结合为具有一定强度的 整体。压力越大，制件密度越大，强度也越大。有时为减小压力和增加制件密 度，也可采用热等静压成型的方法。
件只留打磨、抛光余量，不必机械加工即可使
用。由此可见，采用熔模铸造方法可大量节省 机床设备和加工工时，大幅度节约金属原材料。
机械加工工艺几乎无法成型，用熔模铸造工艺
生产不仅可以做到批量生产，保证铸件的一致 性，而且避免了机械加工后残留的应力集中。
现代设计技术
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3.2 精密成型技术
3.2.2 精密铸造
3.2.1 粉末冶金
2．粉末冶金的优点 • 材料利用率高
1 2
• 设计自由度高
优点
3
•
制备某些特殊性能的结构材料和功能材料
4
•节能、节材、高效省时
现代设计技术
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3.2 精密成型技术
3.2.1 粉末冶金
3．粉末冶金的工艺过程
机械粉碎 雾化法 还原法 金属 电解法 粉末 粉末混合 粉浆浇注 压制 预烧结和压制 烧结 成品零件 等静压 重力烧结 气相沉积法 液相沉积法
现代设计技术
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3.2 精密成型技术
3.2.1 粉末冶金
4．粉末成型方法
列举5种先进制造工艺
列举5种先进制造工艺嘿，你知道有哪些先进制造工艺吗？这可都是现代工业的厉害法宝呢，就像超级英雄的神奇技能，能让制造变得又快又好哦！先说说3D打印吧。
这就像一个神奇的“魔术盒子”，能把你想象的东西一点点变出来。
比如说有个设计师，他想要一个独特的杯子，他就用3D打印技术，在电脑上设计好杯子的形状，然后打印机就像个小魔法师一样，一层一层地把材料堆积起来，最后真的就做出了一个独一无二的杯子。
他兴奋地说：“哇，3D打印太酷了，我想要什么形状就能打出什么形状。
”你觉得3D打印神奇吗？数控加工也很厉害哦。
它就像一个精准的“机器人战士”，能按照你的指令精确地加工零件。
有个工厂要生产一批高精度的汽车零件，就用了数控加工设备。
工人师傅只需要把程序编好，机器就能自动地进行切割、钻孔等操作，而且精度非常高。
师傅笑着说：“有了数控加工，这些零件的质量那是杠杠的，生产效率也提高了不少。
”你在生活中见过用数控加工出来的东西吗？激光加工也不容小觑呢。
它就像一把锋利的“光剑”，能在各种材料上进行精细的加工。
比如说有个首饰加工厂，要用激光在一块小小的金属片上刻出精美的图案。
激光束就像一支神奇的笔，在金属上轻轻划过，就能刻出非常细腻的线条。
设计师看着成品，满意地说：“激光加工真的太厉害了，能做出这么漂亮的图案。
”你想看看激光加工的作品吗？增材制造也是一种很先进的工艺哦。
它有点像“搭积木”，一层一层地把材料添加起来，制造出复杂的零件。
有个航空航天企业，用增材制造技术生产飞机的零部件。
这种技术能让零件的重量更轻，强度更高。
工程师自豪地说：“增材制造让我们的飞机更先进了，性能也更好了。
”你能想象出用这种技术制造的飞机零件有多厉害吗？智能制造更是厉害啦。
它就像一个聪明的“大脑”，能让整个生产过程变得更加智能和高效。
有个智能工厂，从原材料的采购到产品的生产和销售，都通过智能化的系统来管理。
管理人员只要在电脑上看看数据，就能知道生产的情况。
他开心地说：“智能制造让我们的管理更轻松了，生产也更顺利了。
先进制造技术基础 第3章 先进制造工艺技术.ppt
造
技
术
基
础
第3章 先进制造工艺技术
3.超精密加工技术的国内外发展现状
日本著名学者谷口纪男教授在所著《纳米技术的应
用和基础——超精密、超微细加工和能束加工》一书中，
从综合加工精度出发，将加工的发展分为普通加工、精
先 进
密加工、高精密加工和超精密加工四个阶段，并预计在 制
2000年加工精度可达到纳米级。超精密加工提出以后， 造
发展趋势;
先
掌握先进制造工艺技术中超高速加工技术、超精密加工 技术、特种加工技术、快速原型制造技术以及微细加工 技术的基本概念、关键支撑技术及发展应用 ；
进 制
造
通过实例分析了解这些先进技术手段在日常生活以及现 技
代机械产品中的实际应用。
术
通过本章的学习，使学生获得先进制造工艺技术的基本 基
础
第3章 先进制造工艺技术
先
进
制
造
技
术
基 7075铝合金零件（毛坯1818kg 零件14.5kg 2388*2235*82.6)
主轴18000r/min，进给2.4～2.7m/min 刀具直径18～20mm
础
第3章 先进制造工艺技术
（2）汽车、摩托车工业领域 （3）模具工具工业领域
※刀具 PCD CBN 金属陶瓷 ※可切削硬度60HRC或更高的材料
立柱与底座合为一个整体，使机床整体刚性得以提高；
二:使用高阻尼特性材料,如聚合物混凝土。
日本牧野高速机床的主轴油温与机床床身的温度 通过传感控制保持一致，协调了主轴与床身的热变形。
先
进
3.超高速切削机理
制
4.超高速切削工艺
造
※工艺特点
先进制造工艺技术
-
1 引言
2 先进制造工艺技术的定义
3 先进制造工艺技术的特点
4 先进制造工艺技术的应用领域
5 先进制造工艺技术的发展趋势 6 总结
7 挑战与对策
8 展望
9 未来发展趋势
1
引言
引言
2
先进制造工艺技术的定
义
先进制造工艺技术的定义
A
先进制造工艺技术是指采用先进的
设备、材料、技术和方法，通过优
的机遇和挑战
未来发展趋势
总之，未来先进制造工艺技术将更加注重智能 化、绿色化、个性化等方面的发展，为制造业
带来更多的机遇和挑战
同时，随着技术的不断进步和应用领域的不断 拓展，先进制造工艺技术将在更高层次上发挥
重要作用，推动制造业的持续发展和创新
感/谢/聆/听
人才培养：加强人才培养和引进，提高技术人员的 素质和技能水平，为先进制造工艺技术的发展提供 人才保障
行业协作：加强行业间的协作和交流，促进技术成 果的共享和应用，降低企业采用先进制造工艺技术 的成本和风险
8
展望
展望
随着科技的不断发展， 先进制造工艺技术将在 更高层次上发挥重要作 用，推动制造业的持续 发展和创新
量的要求
通过引入人工智能、大数
据等先进技术，实现制造
C
过程的智能化和自动化，
提高生产效率和产品质量
采用环保材料和工艺，降
D
低生产过程中的能耗和排
放，实现绿色制造
4
先进制造工艺技术的应
用领域
先进制造工艺技术的应用领域
航空航天
飞机、火箭等高端装备 的制造需要高精度、高 效率的制造工艺技术
汽车制造
汽车零部件的制造需要 高效、低成本的制造工 艺技术，同时还需要考
先进制造工艺技术
先进制造工艺技术介绍先进制造工艺技术是指在制造业中应用最新的科学技术、先进的设备和先进的管理手段，以提高产品生产效率、质量和竞争力的一种技术。
随着科技的不断发展和进步，先进制造工艺技术在制造业的应用越来越普遍，已经成为现代制造业的重要组成部分。
先进制造工艺技术的特点1.高效率：先进制造工艺技术采用了自动化、智能化等先进的生产工艺和设备，可以大大提高生产效率，减少人力成本。
2.高质量：先进制造工艺技术能够减少人为因素对产品质量的影响，提高产品的精度和稳定性，保证产品质量的一致性。
3.环保节能：先进制造工艺技术可以降低能源的消耗，减少废弃物的产生，对环境友好。
4.灵活性：采用先进制造工艺技术可以实现快速调整生产线，适应市场需求的变化，提高企业的柔性生产能力。
先进制造工艺技术的应用自动化生产线自动化生产线是先进制造工艺技术的重要应用之一。
通过自动化设备和系统，可以实现生产过程的连续、高效、精确和可编程控制，减少人力操作，提高生产效率和质量。
3D打印技术3D打印技术是一种先进的快速成型技术，在制造业中得到广泛应用。
通过将数字模型转化为物理模型，可以实现快速制造原型、定制化产品和批量生产等需求。
智能化制造智能化制造是将人工智能、大数据、物联网等技术应用于制造业中，实现生产过程的智能化和自动化。
通过智能化制造，可以提高生产效率和质量，降低能源消耗，并实现智能设备的远程监控和智能化管理。
柔性制造系统柔性制造系统是一种能够根据生产需求快速调整生产线的制造系统。
通过柔性制造系统，可以快速实现产品线的转换和生产调整，减少生产线的闲置时间和人力成本。
先进制造工艺技术的发展趋势1.智能化发展：随着人工智能和物联网技术的发展，未来先进制造工艺技术将更加智能化，实现智能设备的智能决策和自主操作。
2.网络化协同：通过云计算和大数据技术，将制造过程中的各个环节和相关方连接起来，实现信息共享和协同，提高制造效率和质量。
3.精细化制造：通过先进的传感技术和控制技术，实现对制造过程的精确控制和管理，提高产品的精度和稳定性。
第二章 先进制造工艺技术
第二章先进制造工艺技术2-1 有哪几类的零件成形方法？列举这些成形方法各自工艺内容。
答：1）受迫成形，它是利用材料的可成形性，在特定的边界和外力约束条件下的成形方法，如铸造、锻压、粉末冶金和高分子材料注射成形等工艺方法。
2）去除成形，是将一部分材料有序地从基体中分离出去的成形方法，如传统的车、铣、刨、磨切削加工以及电火花、激光切割等特种加工工艺方法。
3）堆积成形，是运用合并与连接等手段，将材料有序地合并堆积起来的成形方法，如快速原型制造、焊接等，这种成形方法又称添加成形。
2-2 什么是超塑性？目前金属超塑性主要有哪两种工艺手段获得？答：超塑性是指材料在一定的内部组织条件（如晶粒形状及尺寸、相变等）和为外部环境件（如温度、应变速率等）下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的伸长率现象。
超塑性成形工艺包括超塑性等温模锻、挤压、气压成形、真空成形、模压成形等，主要的两种工艺为等温模锻和气压成形。
2-3 目前在高分子材料注射成形工艺中有哪些先进技术？答：以组合惰性气体为特征的气辅成形、微发泡成形等；以组合压缩过程为特征的注射压缩成形、注射压制成形、表面贴合成形等；以组合模具等移动或加热过程为特征的自切浇口成形、模具滑合成形、热流道模具成形等；以组合取向或延伸过程为特征的剪切场控制取向成形、磁场成形等。
2-4 在怎样的速度范围下进行加工属于高速加工？分析高速切削加工所需解决的关键技术。
答：不同的材料高速切削速度的范围不同，常用的材料如铝合金为1000~7000m/min，铜为900~5000m/min，钢为500~2000m/min，灰铸铁为800~3000m/min，钛为100~1000m/min。
关键技术：1、高速主轴2、快速进给系统3、高性能的CNC控制系统4、先进的机床结构5、高速切削的刀具系统2-5 叙述微机械的基本特征，目前有哪些微细加工工艺方法？答：基本特征：1、体积小，精度高，重量轻2、性能稳定，可靠性高3、能耗低，灵敏度和工作效率高4、多功能和智能化5、适用于大批量生产，制造成本低工艺方法：1、超微机械加工2、光刻加工3、体刻蚀加工4、面刻蚀加工5、LIGA技术6、封接技术7、分子装配技术。
先进制造工艺技术概述
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。
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先进制造工艺技术
摘要：随着市场竞争的日趋激烈化，生产规模、生产成本、产品质量和市场响应速度相继成为企业的经营目标，先进制造工艺应运而生。
先进制造工艺是在不断变化和发展的传统机械制造工艺基础上逐渐形成的一种制造工艺技术。
With the increasingly fierce market competition, production scale, production costs, product quality and market responsiveness have become the business objectives, advanced manufacturing technology came into being. Advanced manufacturing technology is a manufacturing technology in the traditional mechanical manufacturing process based on a constantly changing and evolving development.
先进制造工艺技术旨在粗加工时获得高生产率，精加工时获得高精确度和高表面质量。
它是实现优质、高校、低耗、清洁生产的基础，是保证产品参与市场竞争的基础。
随着科技的不断发展，制造工艺亦日新月异。
（1）先进制造工艺技术的代表性技术有材料受迫成形工艺技术、超精密加工技术、高速加工技术、快速原型制造技术、现代特种加工技术等。
（1）精密和超精密加工已经成为全球市场竞争取胜的关键技术。
超精密加工是一个十分广泛的领域，它包含了所有能使零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。
超精密加工方法主要有传统的切削、磨削，还有利用声、光、电等能源对材料进行加工和处理的方法，以及综合了多种加工方法的复合加工方法。
（2）超精密加工机床是实现超精密加工的重要机械设备。
目前，国外超精密机床的发展在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本,这3
个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高,而且商品化的程度也非高。
（3）1962年美国UnionCarbide公司研制成功半球车床,它是最早使用金刚石刀具实现超精密镜面切削的机床,可用于加工球形和半球形零件,机床为立式布局,电动机通过带轮带动主轴旋转,主轴采
用高精度空气轴承,加工件尺寸精度为0.6μm,表面粗糙度Ra为0.025μm以内（4）。
美国LLNL 实验室于20世纪80年代研制成功两台大型超精金刚石车床。
一台是卧式DTM-3超精密金刚石车床（5）,该机床为T形结构,采用多路激光干涉测量系统,可对各轴进行直线和偏移误差补偿。
其系统分辨率为2.5nm,最大加工直径为Φ2100mm,加工精度方面:形状误差可达28nm,
圆度和平面度可达12.5nm,表面粗糙度Ra可达4.2nm。
另一台是立式大型光学金刚石车床LODTM[5],机床主轴系采用液体静压轴承,位置测量系统采用分辨率为0.625nm的7路双频激
光测量系统,50r/min时的主轴回转精度小于51nm,加工精度可达28nm,可加工直径1.65m、高0.5m、质量1360kg的工件。
[6]现在仍被公认为世界上精度最高的超精密机床。
(2)高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。
自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。
现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业。
高速磨削加工是高速加工技术中具有代表性的一种，高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。
它与普通磨削的区别在于很高的磨削速度和进给速度，而高速磨削的定义随时间的不同在不断推进。
20世纪60年代以前，磨削速度在50 m/ s 时即被称为高速磨削；而20世纪90年代磨削速度最高已达500 m/s。
在实际应用中，磨削速度在100 m/ s以上即被称为高速磨削。
[7]
以砂轮高速、高进给速度和大切深为主要特点的高效深磨技术是高速磨削在高效加工方面的应用之一。
[8]高效深磨技术起源于德国，1979年德国P.G.Werner博士预言了高效深磨区的存在合理性，开创了高效深磨的概念，并在1983年由德国Guhring Automation公司创造了当时世界上最具威力的60 kW强力磨床，转速为10000 r/min砂轮直径为400 mm，砂轮
圆周速度达到100～180 m/s，标志着磨削技术进入了一个新纪元。
1996年由德国Schaudt
公司生产的高速数控曲轴磨床，是具有高效深磨特性的典型产品，它能把曲轴坯件直接
由磨削加工到最终尺寸。
德国Aachen工业大学宣称，该校已采用了圆周速度达到500 m/s 的超高速砂轮，此速度已突破了当前机床与砂轮的工作极限。
(3) 特种加工，通常被理解为别于传统切削与磨削加工方法的总称。
特种加工方法产生于二次大战后。
两方面问题传统机械加工方法难于解决：1）难加工材料的加工问题。
宇航工业等对材料高强度、高硬度、高韧性、耐高温、耐高压、耐低温等的要求，使新材料不断涌现。
2）复杂形面、薄壁、小孔、窄缝等特殊工件加工问题。
激光加工是现代特种加工技术的一种。
激光是一种受激辐射而得到的加强光。
当激光束照射到工件表面时，光能被吸收，转化成热能，使照射斑点处温度迅速升高、熔化、气化而形成小坑，由于热扩散，使斑点周围金属熔化，小坑内金属蒸气迅速膨胀，产生微型爆炸，将熔融物高速喷出并产生一个方向性很强的反冲击波，于是在被加工表面上打出一个上大下小的孔。
激光加工技术应用的领域非常广泛，如机械制造、纺织、医疗器械、汽车、航天航空、电子电器、化工、包装、建筑等行业。
（9）
自从首次报道准分子激光能获得快速、高分辨光刻以来，人们在八十年代即对准分子激光光刻进行了大量研究，准分子光刻有着明显的经济性和现实性，它将光学光刻扩展至DUV 和VUV，其高功率大大缩短了基片曝光时间，分辨率易获得亚微米线宽，掩模和抗蚀剂问题已解决。
1992年美国IBM公司将准分子光刻机用于生产线上，商品化的XL-1型193nm光刻机能获得0.25μm线宽光刻胶图形。
（10）
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。
在市场经济体系下，国际经济竞争主要体现在科学技术的竞争，先进制造技术已经成为当今国际间科技竞争的重点。
参考文献：
（1）林梦琦，张恒《先进制造工艺技术及先进制造技术的未来》河北工业科技，2000年第17卷，第6期
（2）王先逵，吴丹《精密加工和超精密加工技术综述》中国机械工程，1999.10（5）：570-576 （3）文秀兰，林宋，谭昕等，《超精密加工技术与设备》北京化学工业出版社，2004 （4）王先逵，李庆祥，刘成颍，《精密加工技术实用手册》[M]北京机械工业出版社，2001 （5）Bryan Design and Construction of an Ultaprecision 84inch Diamond Turning Machine[J].Precision Engineering,1979,1(1):13-17
（6）牛景丽，陈东海《现代超精密加工机床的发展及对策》机床与液压期刊，2010年1月，第38卷第2期
（7）赵恒华，宋涛，蔡光起《磨削加工技术的发展趋势》制造技术与机床期刊，2012-01-02 （8）徐少红《高速磨削加工工艺及应用》电加工与模具期刊，2007年第2期
（9）孙会来，林树忠，赵方方等《激光综合加工平台最佳方案的模糊评价》依诺维特杯机电工程及相关专业研究生学术会议，2003
（10）林树忠，徐会来《激光加工技术的应用及发展》河北工业大学学报，2004年4月，第33卷第2期
材料受迫成形工艺技术：高分子材料注射成型超精密加工技术：超精密加工的机床设备
高速加工技术：高速磨削加工
快速原型制造技术：RPM技术的应用
现代特种加工技术：激光加工
先进制造工艺技术及先进制造技术的未来
高分子复合橡胶材料注射成型技术研究
现代超精密加工机床的的发展及对策
高速磨削加工工艺及应用
RPM技术在雕塑中的研究与应用
激光加工技术的应用及发展。