机械制造基础第十三章先进制造技术141.pptx
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先进制造技术的知识及其应用.ppt
3.工艺1机1.4器人工的业分机类器人
按系统功能分类： 专用机器人、通用机器人、示教再现机器人、智能机器人
按结构形式分类： 直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人。
按驱动方式分类：气压传动机器人、液压传动机器人、电力传动 机器人。
按承担工作任务性质可分为：搬运机器人和作业机器人。
虽然工业机器人品种繁多，但从设计与使用角度出发，工业机器 人的主要技术性能参数包括：运动自由度、工作空间、工作负荷、 运动速度、位置精度。
11.4 工业机器人
11.4.2 工业机器人的应用 工业机器人的最初应用主要是对人体有危险或危害的
操作环境。 今天，在现代制造业中，利用机器人能扩大机械制造
系统的功能和范围，以及提高自动化程度，是实现柔性 自动化的基本设备。
机 床 本 体
置
检测反馈装置
图11-2 数控机床的基本组成
11.1 数控加工技术
11.1.3 数控机床的分类
数控机床的种类很多，从不同角度对其进行考查，就 有不同的分类方法，通常有以下几种不同的分类方法：
按工艺用途分类 切削加工类：数控镗铣床、数控车床、数控磨床、 加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。 成型加工类：数控折弯机、数控冲裁机等。 特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激 光加工机等。 其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。
11.1 数控加工技术
– 全闭环数控系统
• 全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示，直 接对运动部件的实际位置进行检测。
CNC 插补 指令
位置控制单元 + -
位置控制调节器
速度控制单元
+
-
速度控制 调节与驱动
机械执行部件
《先进制造技术》PPT课件
• 设计者的主导作用 计算机不可能完全取代人 进行设计作业；
• 主要辅助完成技术设计 不可能也没有必要涉 及产品设计的所有环节。
2021/3/26
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第二章
2.2.2 计算机辅助设计的关键技术
产品的造型建模技术 • 线框模型：以顶点和棱边描述三维形体，为两表
结构； • 表面模型：以表面描述形体方法，为三表结构； • 实体建模：能完整表示三维的几何信息和拓扑信
•
① CAD/CAE/CAPP/CAM--工程设计领域集成；
•
② CAD/ERP--与管理系统集成；
•
③ 异地、异构系统企业间CAD集成，如全
球化设计、虚拟设计、虚拟制造及虚拟企业等。
标准化技术
目的：支持异构、跨平台的工作环境。如：IGES
（Initial Graghical Exchange System)图形交
关 学
自然科学
科
政治经济
与 技
文化社会科学 术
市场营销学
……….
应用技术 支撑技术 主体技术 基础技术
各产品领域知识与技术 现代设计方法学 可信性设计技术 设计试验技术
计算机辅助设计技术
传统设计理论 与方法
现代设计技术体系结构框图
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第二章
2.2 计算机辅助设计技术
2.2.1 计算机辅助设计的基本概念 2.2.2 计算机辅助设计的关键技术
材料特征分为整体材料特征、表面处理特征及
局部处理特征，整体材料特征作为零件的属性，包
括材料种类代号、性能、热处理方法等，表面处理
特征作为表面的属性，包括表面淬火、渗碳、渗氮
等。
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• 主要辅助完成技术设计 不可能也没有必要涉 及产品设计的所有环节。
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第二章
2.2.2 计算机辅助设计的关键技术
产品的造型建模技术 • 线框模型：以顶点和棱边描述三维形体，为两表
结构； • 表面模型：以表面描述形体方法，为三表结构； • 实体建模：能完整表示三维的几何信息和拓扑信
•
① CAD/CAE/CAPP/CAM--工程设计领域集成；
•
② CAD/ERP--与管理系统集成；
•
③ 异地、异构系统企业间CAD集成，如全
球化设计、虚拟设计、虚拟制造及虚拟企业等。
标准化技术
目的：支持异构、跨平台的工作环境。如：IGES
（Initial Graghical Exchange System)图形交
关 学
自然科学
科
政治经济
与 技
文化社会科学 术
市场营销学
……….
应用技术 支撑技术 主体技术 基础技术
各产品领域知识与技术 现代设计方法学 可信性设计技术 设计试验技术
计算机辅助设计技术
传统设计理论 与方法
现代设计技术体系结构框图
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第二章
2.2 计算机辅助设计技术
2.2.1 计算机辅助设计的基本概念 2.2.2 计算机辅助设计的关键技术
材料特征分为整体材料特征、表面处理特征及
局部处理特征，整体材料特征作为零件的属性，包
括材料种类代号、性能、热处理方法等，表面处理
特征作为表面的属性，包括表面淬火、渗碳、渗氮
等。
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(完整版)先进制造技术
1.FMS由哪几部分组成？各有什么作用？P192.自动导向小车（AGV）有哪些特点？有哪些类型？并简述其中一种类型的工作原理。
P33（1）较高的柔性（2）实时监视和扩展（3）安全可靠4）维护方便线导小车是利用电磁感应制导原理进行导向的。
小车除有驱动系统以外，在小车前部还装有一对扫描线圈。
当埋入地沟内的导线通以低频率变电流时，在导线周围便形成一个环形磁场。
当导线从小车前部两个扫描线圈中间通过时，两个扫描线圈中的感应电势相等。
当小车偏离轨道时，扫描线圈就会产生感应电动势差，其中势差经过放大后给转向制导电动机，使AGV朝向减少误差的方向偏转，直至电动势差消除为止，从而保证小车始终沿着导线方向进行。
3.FMS的控制系统是一个多级递阶控制系统，简述各级的作用。
P424.P91 1、3、5P705.精密加工研究包括哪些主要内容?结合精密切削加工对发展国防和尖端技术的重要性，试提出发展我国精密切削加工技术的策略、研究重点及主要研究方向。
超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要的地位。
国防方面，例如：对于导弹来说，具有决定意义的是导弹的命中精度，而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。
制造惯性仪表，需要有超精密加工技术和相应的设备。
尖端技术方面，大规模集成电路的发展，促进了微细工程的发展，并且密切依赖于微细工程的发展。
因为集成电路的发展要求电路中各种元件微型化，使有限的微小面积上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂和完备的电路。
因此，提高超精密加工水平以减小电路微细图案的最小线条宽度就成了提高集成电路集成度的技术关键。
6..实现精密与超精密加工应具备哪些基本条件?试结合金刚石刀具精密切削，简述切削用量对加工质量的影响及主要控制技术。
7.一般情况下精密和超精密机床通常采用哪种轴承?试述常用几种主轴轴承的特点并说明为什么目前大部分精密和超精密机床均采用空气轴承?P1868..试述在线捡检测和误差补偿技术在精密和超精密加工中的作用。
《先进制造技术概论》PPT课件
2021/6/10
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3. FMF柔性制造工厂
FMF是FMS扩大达到全厂范围内的生产管理过程。机械加工过程和物料 储运过程全盘自动化。它的主要特点是： （1）分布式多级计算机系统，生产计划、日生产进度计划的生产管理 的主计算机，它与CAD/CAM系统相联，以取得自动编制加工用的数控程 序数据。 （2）FMF全部的日程计划进度和作业可以由主计算机和各级计算机通 过在线控制系统进行调整，并可以进行无人化加工。 （3）CNC机床的数量一般在十几台到几十台。可以是各种形式的加工 中心、车削中心、CNC机床等。 （4）系统可以全自动地加工各种形状、尺寸和材料的工件。全部刀具 可以自动交换、自动检测磨损或损坏的刀具，能自动更新废旧刀具。 （5）物料储运系统必须包括自动立体仓库，以满足存取为数众多的工 件和刀具的需求。系统可以从自动立体仓库中提取所需的坯料，并以 最有效的途径实现物流和进行加工。
后者是CAD模块与CAM模块的无缝集成，其系统内部通过中性 文件获取其它CAD系统的图形信息。
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数控编程的内容与步骤
进行工艺处理 数值计算 编制工件的数控加工程序 制备控制介质 校核加工程序
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7.2 成组技术（GT）
市场竞争日趋激烈，产品更新换代越来越快，产品品种 增多，而每种产品的生产数量却并不很多。世界上75％~80％ 的机械产品是以中小批生产方式制造的。
码位组成，每一码位包括从0到9的10个特征项号，详见图
12-1和表12-1、12-2、12-3、12-4、12-5。
➢JLBM-1系统的特点是零件类别按名称类别矩阵划分，便于
检索，码位适中，又有足够的描述信息的容量。
➢202日1/6/本10 KK系统。
先进制造技术概述(PPT30页).pptx
二、计算机数控（CNC）系统
1、CNC系统的基本原理 2、CNC系统的核心 3、CNC机床
CNC系统是一个位置控制系统，其主 要任务是根据加工程序及相关数据，进 行刀具与工件的相对运动控制，完成零 件的自动加工。
三、柔性制造系统
柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）源于机械加工领域， 其兼顾了生产效率和柔性这对矛盾，因此具有 强大的生命力。FMS是数控加工设备、物料运 储装置和计算机控制系统组成的柔性自动化制 造系统。它包括多个柔性制造单元，能根据制 造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用 于多品种、中等批量生产。所谓柔性就是通过 编程或稍加调整就可同时加工不同的工件。
3．物流系统
在FMS中流动的物料主要包括工件、刀 具、夹具、切屑及切削液。物流系统是 FMS从进口到出口，实现对上述物料自 动识别、存储、分配、输送、交换和管 理的系统。由于工件和刀具的流动频率 较高，故FMS的物流系统主要由工件流 系统和刀具流系统两部分组成。
图18-3 两种托盘交换器
第二节 现代集成制造系统CIMS
第一节 柔性自动化加工技术
制造自动化是制造业发展的标志，通常将 制造自动化的发展分为五个阶段。从早期的满 足大批大量生产要求的刚性自动化，发展到以 计算机数控为基础的柔性自动化，依靠了许多 基础单元技术、系统集成技术及其相关装备的 长足发展。其中，计算机数字控制技术 （CNC）、分布式数字控制技术（DNC）、 柔性制造系统（FMS）等的发展，已能较好地 解决多品种、中小批量的自动化加工问题。
图18-1 制造自动化发展的五个阶段
一、数控加工技术
数控机床集传统的机械制造技术、计算机技术、 现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、 网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于 一体，是现代制造技术的基础。它的广泛使用 给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结 构带来了深刻的变化。数控机床是制造业实现 自动化、柔性化、集成化生产的基础，是关系 到国家战略地位和体现国家综合国力的重要基 础性产业，其水平的高低及拥有量是衡量一个 国家工业现代化水平的重要标志。
机械制造基础13[1]
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1、纯水型 2、加磨料型
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机械制造基础13[1]
13.6 高压水射流切割 13.6.3 高压水射流切割的特点
（1）无切割方向的限制，可作全方位的切割；
（2）不会产生热变形，不需二次加工，可节省 时
间及制造成本。
（3）加工切割速度快，效率高，加工成本低。
（4）可以轻松地切割不锈钢板或坚硬的大理石、
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机械制造基础13[1]
13.7 粉末锻造成形工艺 13.7.2 粉末锻造的工艺特点与应用
常用的粉末锻造方法有粉末锻造、烧结锻 造、 锻造烧结和粉末冷锻。广泛应用于金属加工、 机 械制造、精密仪器、石油和钻探、家电、电 机及 电器制造业等领域。
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机械制造基础13[1]
13.8 拓展训练
声振动。在工具1的超声振动和一定压力下，磨
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机械制造基础13[1]
13.4 超声波加工 13.4.1 超声波加工的基本原理
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机械制造基础13[1]
13.4 超声波加工 13.4.2 超声波加工的特点
（1）加工范围广。
（2）切削力小，功率消耗低。
（3）工件加工精度高、表面粗糙度低，被加工 表
可以加工它们难以加工的半导体和非金属的硬 脆
材料。其主要于如下方面：
（1）型孔和型腔的加工。 （2）切割加工。
（3）超声波清洗。
（4）超声波焊接。
（5）复合加工。
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机械制造基础13[1]
13.5 电解加工 13.5.1 电解加工原理
电解加工原理是利用金属 在电解液中的电化学阳极溶 解原理去除工件上多余材料 的，如图13-5所示。
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13.6 高压水射流切割 13.6.3 高压水射流切割的特点
（1）无切割方向的限制，可作全方位的切割；
（2）不会产生热变形，不需二次加工，可节省 时
间及制造成本。
（3）加工切割速度快，效率高，加工成本低。
（4）可以轻松地切割不锈钢板或坚硬的大理石、
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13.7 粉末锻造成形工艺 13.7.2 粉末锻造的工艺特点与应用
常用的粉末锻造方法有粉末锻造、烧结锻 造、 锻造烧结和粉末冷锻。广泛应用于金属加工、 机 械制造、精密仪器、石油和钻探、家电、电 机及 电器制造业等领域。
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13.8 拓展训练
声振动。在工具1的超声振动和一定压力下，磨
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13.4 超声波加工 13.4.1 超声波加工的基本原理
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13.4 超声波加工 13.4.2 超声波加工的特点
（1）加工范围广。
（2）切削力小，功率消耗低。
（3）工件加工精度高、表面粗糙度低，被加工 表
可以加工它们难以加工的半导体和非金属的硬 脆
材料。其主要于如下方面：
（1）型孔和型腔的加工。 （2）切割加工。
（3）超声波清洗。
（4）超声波焊接。
（5）复合加工。
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13.5 电解加工 13.5.1 电解加工原理
电解加工原理是利用金属 在电解液中的电化学阳极溶 解原理去除工件上多余材料 的，如图13-5所示。
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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16
“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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17
“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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18
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。
可编辑课件
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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。
可编辑课件
41
《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。
机械制造基础Ppt优选文档
强度（名称）
定义：金属材料在力的作用下，抵抗塑性变 形和断裂的能力。
判据：屈服强度、抗拉强度。（应用场合）
屈服强度 拉伸试样产生屈服现象时的应力。
符号、单位
s
Fs A0
(MPa)
屈服时最大载荷 试样原始截面积
单位横截 面上内力
无明显屈服现象的金属材料，以试样产生0.2％塑性 变形时的应力，作为该材料的屈服点，用 r 0 .2 表示。
思考：
1 疲劳曲线的水平部分说明什么？ 2 工业实际中，无数次循环载荷作用怎 么体现？各种材料有相应的循环次数
3 通常的钢材是以多少次循环载荷来决
定疲劳极限（疲劳强度）？ 10 7
金属材料的物理、化学及工艺 性能
物理性能
密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电 性和磁性等。
化学性能
主要是指在常温或高温时，抵抗各种介 质侵袭的能力，如耐酸性、耐碱性和抗 氧化性等。
机械制造基础Ppt
绪论
金属工艺学讲述有关制造金属零件的工艺 方法的相关基础知识（材料和热处理）。
加工方法 铸造 压力加工 焊接 热处理
金属 热加工工艺 材料
毛坯
改善金属材料或毛坯的加工性 能和力学性能
切削加工 冷加工工艺 金属材料
零
或毛坯
件
第一篇 金属材料导论
内容
金属材料的主要性能 不同温度下金属材料的结构及变化 金属材料的种类 铁碳合金 钢的热处理
布氏硬度（HB）
优点：硬度值较稳定，测试数据重复性 好，准确度较洛氏硬度法高。
缺点：测量费时，且因压痕较大，不适 于成品检验，太薄太硬（>450HB）的不 适合。
名称、符号、定义、方法、单位
洛氏硬度（HR）法
先进制造技术ppt课件
有液体静压导轨、空气静压导轨。
15
铸造过程计算机模拟
铸造过程计算机仿真 在计算机上进行虚拟浇铸，分析预测 铸液充填及凝固过程，预测不合理铸造工艺缺陷，对不同铸 造工艺方案作出最优的选择。 铸造过程仿真发展 • 60年代丹麦学者开始用计算机对铸件凝固过程进行模拟 • 随后工业国家相继开发了铸造过程计算机模拟软件，如：
德国 MACMAsoft 软件， 英国 Procast 软件， 清华大学 Flsoft 软件等。
超塑性 气压成形
19
精密冲裁 呈纯剪切分离冲裁工艺，通过模具改进提高 精度，可达IT6-9级，Ra1.6-0.4µm。
椭圆凹模
圆角凹模
三种光洁冲裁凹模结构
倒角刃口
20
精密冲裁
负间隙冲裁
带齿圈压板精冲
21
辊轧工艺 用轧辊对坯料连续变形加工工艺，生产率 高、质量好、材料消耗少。
辊锻轧制
辗环轧制
22
气冲造型
12
消失模铸造 利用泡沫塑料作为铸造模型，并在其四 周填砂，不分上下模，泡沫塑料在浇注过程中气化。
• 可避免砂型溃散 • 可消除起模斜度，减小铸件壁厚 • 能够获得表面光洁、尺寸精确 • 无飞边、少无余量精密铸件
泡沫塑料模 造型
浇注过程
铸件
13
特种铸造技术 类型：压力铸造、低压铸造、熔模铸造
9
机械零件成形方法：
• 受迫成形 在特定边界和外力约束下 成形，如铸造、锻压、粉末冶金和注射 成形等； • 去除成形 将材料从基体中分离出去 成形，如车、铣、刨、磨、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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3.2.1 精密洁净铸造成形
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铸造过程计算机模拟
铸造过程计算机仿真 在计算机上进行虚拟浇铸，分析预测 铸液充填及凝固过程，预测不合理铸造工艺缺陷，对不同铸 造工艺方案作出最优的选择。 铸造过程仿真发展 • 60年代丹麦学者开始用计算机对铸件凝固过程进行模拟 • 随后工业国家相继开发了铸造过程计算机模拟软件，如：
德国 MACMAsoft 软件， 英国 Procast 软件， 清华大学 Flsoft 软件等。
超塑性 气压成形
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精密冲裁 呈纯剪切分离冲裁工艺，通过模具改进提高 精度，可达IT6-9级，Ra1.6-0.4µm。
椭圆凹模
圆角凹模
三种光洁冲裁凹模结构
倒角刃口
20
精密冲裁
负间隙冲裁
带齿圈压板精冲
21
辊轧工艺 用轧辊对坯料连续变形加工工艺，生产率 高、质量好、材料消耗少。
辊锻轧制
辗环轧制
22
气冲造型
12
消失模铸造 利用泡沫塑料作为铸造模型，并在其四 周填砂，不分上下模，泡沫塑料在浇注过程中气化。
• 可避免砂型溃散 • 可消除起模斜度，减小铸件壁厚 • 能够获得表面光洁、尺寸精确 • 无飞边、少无余量精密铸件
泡沫塑料模 造型
浇注过程
铸件
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特种铸造技术 类型：压力铸造、低压铸造、熔模铸造
9
机械零件成形方法：
• 受迫成形 在特定边界和外力约束下 成形，如铸造、锻压、粉末冶金和注射 成形等； • 去除成形 将材料从基体中分离出去 成形，如车、铣、刨、磨、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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3.2.1 精密洁净铸造成形
工程材料与机械制造基础课件：先进制造技术-
超高速切削的關鍵技術 : 1）超高速主軸單元; 2）高速進給系統; 3）高速切削刀具材料和刀具系統; 4）高速CNC控制系統; 5）超高速機床集成技術; 6） 輔助單元技術; 7）超高速切削加工機理。
6.1.2 超高速磨削加工技術
1. 超高速磨削加工技術特點及應用
砂輪圓周速度超過45m/s為高速磨削（High Speed Grinding）， 砂輪圓周速度超過150m/s稱為超高速磨 削（Super-high Speed Grinding）。
超高速切削概念起源於德國切削物理學家
Carl. J. Salomon博士1929年進行的超高速切削 模擬試驗，並於1931年4月發表了著名的超高 速切削理論，提出了超高速切削的設想。
常规切削 区域 A
不能切削 区域 B
高速切削 区域 C
切削温度 Tv
圖6-1 切削速度變化與切削溫度之間的關係 A-常規切削區域； B-不能切削區域； C-高速切削區域；
超精密加工必須在超穩定的環境下進行。超穩 定環境主要是指恒溫、超淨和防振三個方面。
第3節 特種加工技術
6.3.1 特種加工概述 6.3.2 電火花加工 6.3.3 電火花線切割加工 6.3.4 電解加工 6.3.5 超聲波加工 6.3.6 磨料噴射加工 6.3.7 鐳射加工 6.3.8 電子束加工
切削速度範圍，如圖6-
2所示。
普通区 过渡区 高速区
100
1000
切削速度/(m/min)
10000
Байду номын сангаас
不同工件材料的切削速度範圍
a-普通區；b-過渡區；c-高速區 1－鎳基合金；2－鈦，鈦合金；
3－鋼；4－鑄鐵；5－黃銅； 6－鋁合金；7－碳纖維塑膠
6.1.2 超高速磨削加工技術
1. 超高速磨削加工技術特點及應用
砂輪圓周速度超過45m/s為高速磨削（High Speed Grinding）， 砂輪圓周速度超過150m/s稱為超高速磨 削（Super-high Speed Grinding）。
超高速切削概念起源於德國切削物理學家
Carl. J. Salomon博士1929年進行的超高速切削 模擬試驗，並於1931年4月發表了著名的超高 速切削理論，提出了超高速切削的設想。
常规切削 区域 A
不能切削 区域 B
高速切削 区域 C
切削温度 Tv
圖6-1 切削速度變化與切削溫度之間的關係 A-常規切削區域； B-不能切削區域； C-高速切削區域；
超精密加工必須在超穩定的環境下進行。超穩 定環境主要是指恒溫、超淨和防振三個方面。
第3節 特種加工技術
6.3.1 特種加工概述 6.3.2 電火花加工 6.3.3 電火花線切割加工 6.3.4 電解加工 6.3.5 超聲波加工 6.3.6 磨料噴射加工 6.3.7 鐳射加工 6.3.8 電子束加工
切削速度範圍，如圖6-
2所示。
普通区 过渡区 高速区
100
1000
切削速度/(m/min)
10000
Байду номын сангаас
不同工件材料的切削速度範圍
a-普通區；b-過渡區；c-高速區 1－鎳基合金；2－鈦，鈦合金；
3－鋼；4－鑄鐵；5－黃銅； 6－鋁合金；7－碳纖維塑膠
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市场影响因素的变化
竞争强度 消费者需求及欲望的变化程度
质量意识 购买者能力
价格意识 技术变化率
服务水平 饱和水平
对替代品的脆弱性 愿望的一致程度
产品生命周期 需求水平稳定性
经济循环依赖水平 需求及消费者欲望的确定性
流行 /时尚意识 必需品/奢侈品 价格竞争 /产品的差异性
0
低
80年代
56
40
55
62
3、先进制造技术的内涵
先进制造技术包括： 1）先进设计技术 2）先进制造工艺技术 3）制造自动化技术 4）先进制造系统
3、先进制造技术的内涵
1）先进设计技术
设计方法现代化
产品动态分析和设计 产品可靠性 可维护性及安全设计 产品优化设计 快速响应设计 创新设计 智能设计 仿真与虚拟设计 价值工程设计 模块化设计
科学 制造
技术
制造
制造 产业
科学技 术
制造 技术
生产 力
1、现代制造企业环境的变化
产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 大市场和大竞争，竞争的知识化； 顾客需求个性化； Internet 产生了巨大的 影响。
时间作为竞争的决定性因素
年数
10
8
6
平均开发时间 TD
4 TD > TL
90年代
74
76
41
54
51
63
52
64
53 64
53 63
41 51
46
55
28 36
45 38
60
36 39
22 25 3027源自54 50 5425
50
75
100
扰动程度
高
“中心”的变化
以顾客为中心 以市场为中心
以产品为中心
1、现代制造企业环境的变化
产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 大市场和大竞争，竞争的知识化； 顾客需求个性化； Internet 产生了巨大的影响。
过程设备工况监测与控制
过程监视系统 在线反馈质量控制
3、先进制造技术的内涵
4）先进制造系统
先进制造生产模式
计算机集成制造系统CIMS 敏捷制造系统AMS 智能制造系统IMS 精良生产LP 并行工程CE
集成管理技术
企业资源管理ERP 基于作业的成本管理ABC 现代质量保障体系 生产率工程 制造资源快速有效集成
1400
1200
1000
人类社会
800
6000年
600
挖掘的
400
黄金
（1998年价）
200
0 单位：10亿美元
Lucent
Cisco
Microsoft Nokia Intel
现代制造企业环境的变化
产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 大市场和大竞争，竞争的知识化； 顾客需求个性化； Internet 产生了巨大的 影响。
2
平均产品寿命 TL
78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 时间
Prof.Dr.-Ing Bullinger
1、现代制造企业环境的变化
产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 大市场和大竞争，竞争的知识化； 顾客需求个性化； Internet 产生了巨大的 影响。
产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 大市场和大竞争，竞争的知识化； 顾客需求个性化； Internet 产生了巨大的 影响。
21世纪的“无国界经济”
跨国公司的生产总值占资本主义世界生产总值的 40%； 跨国公司的贸易额占世界贸易总值的 50%； 跨国公司的工业研制费占世界总值的 80%； 跨国公司操纵了世界技术转让的 75%； 跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的 90%。
产品开发周期
构想
产品市场寿命 = 10 年
X
产品上市
时间
Siemens AG
产品上市时间对企业利润的重 要性
原因
开发成本 增加 50%
制造成本 增加 10%
产品上市 延迟6个月
利润减少
4%
22 %
假设： 5 年的产品寿命;
20%的市场增长率; 每年 2% 的价格降低。
33 %
1、现代制造企业环境的变化
跨国公司的规模
跨国公司中最大的200家“巨头” 的年销售 总额（7万多亿美元），比全世界除了美、日、 德、法、意、英、中国、加拿大、巴西 9个 经济大国之外的180多个国家的GDP总和 （6.9万亿美元）还多。
“基于知识的经济”
知识经济是建立在知识和信 息的生产、分配和使用之上的经济。
黄金与知识
机械制造基础 第十三章 先进制造技术
主讲：仝勖峰 西安电子科技大学
本章内容
先进制造技术的内涵 典型先进制造系统的内涵 先进制造技术的发展趋势
一、先进制造技术概述
制造业处于国家工业的中心地位，是工业化、现代 化建设的发动机和动力源，是国际竞争中取胜的法宝、 技术进步的舞台、国防安全的保障、发展现代文明的 物质基础。
设计手段计算机化
有限元法 优化设计 计算机辅助设计 反求工程技术 CAD/CAM一体化技术 工程数据库
向全寿命周期设计发展 由单纯考虑技术因素转
向综合考虑技术、经济 和社会因素
3、先进制造技术的内涵
2）先进制造工艺技术
精密、超精密加工技 术
精密加工：精度为3～ 0.3μm Ra0.3～0.03 μm
3、先进制造技术的内涵
3）制造自动化技术
数控技术
数控装置 进给系统 主轴系统 NC程序编制
工业机器人
机器人操作机 控制系统 传感器 生产线总线控制
柔性制造系统
加工系统 物流系统 调度与控制 故障诊断
自动检测与信号识别技术
信号识别 数据获取 数据处理 特征提取与识别
生产组织方法
虚拟公司理论与组织 企业组织结构的变革 以人为本的团队建设 企业重组工程
超精密加工：精度为 0.3～0.03μm Ra0.3～ 0.005 μm
纳米加工：精度高于 0.03μm Ra小于0.3～ 0.005 μm
精密成型制造技术
从制造工件的毛坯、从接 近零件形状向直接制成工 件的方向发展
特种加工技术
高能束流加工（电子束、 离子束、激光束）
电加工（电解和电火花) 超声波加工 高亚水加工 多种能源的组合加工
2、现代制造系统的模式和哲理
成组技术 (相似性)
CIM (集成)
并行工程 (同步)
T
JIT (准确)
Q
智能制造系统 (智能)
敏捷制造 (灵活)
C
精益生产 (简化)
S
CIPE (重组、标准化)
业务过程重组BPR(重组)
E
大规模定制生产 MC (简化、灵活)
K
电子商务 EC
网络化制造