先进制造技术论文61946

现代制造技术论文
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现代制造技术综述论文成绩评审表
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1.存在明显照搬照抄他人尤其是同学之间有论文抄袭现象者，相关学生论文成
绩均以“零”分记；
2.评定成绩等级分5个层次，按总分段记录：优秀=100～90分；良好=89～80
分；中等=79～70分；及格=69～60分；不及格=59～0分。

我国先进机械制造技术的特点及发展趋势
摘要：随着先进科学技术的快速发展，机械制造业面临着不同方面的发展要求：最大程度地和计算机技术、信息技术相结合以实现智能化、自动化、高产、高效、低能耗、无污染的目标，文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。

关键词：特点，先进制造技术，机械制造业，发展方向。

绪言：随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。

人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和先进管理等方面的成果，并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、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

1. 先进制造技术的特点：
1.1先进制造技术是面向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。

先进制造技术与先进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。

1.2先进制造技术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。

1.3先进制造技术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、新材料技术和先进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。

1.4先进制造技术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。

1.5先进制造技术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。

因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。

到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。

先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。

2. 先进机械制造技术的发展现状
2.1管理方面
工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。

我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

2.2设计方面
工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。

我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

2.3制造工艺方面
工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。

我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

2.4自动化技术方面
工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。

我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

3. 先进机械制造技术的发展趋势
3.1.1精密化
精密加工的核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。

当前精密电火花加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角R值可小于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3μm。

通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，可达到镜
面加工效果且能够成功地完成微型接插件、IC塑封、手机、CD盒等高精密模具部位的电火花加工。

3.1.2智能化
智能化是而向21世纪制造技术的发展趋势之一。

智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。

新型数控电火花机床采用了模糊控制技术和专家系统智能控制技术。

模糊控制技术是由计算机监测来判定电火花加工间隙的状态，在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件；自动监控加工过程，实现最稳定的加工过程的控制技术。

采用人机对话方式的专家系统，根据加工的条件、要求，合理输入设定值后便能自动创建加工程序，选用最佳加工条件组合来进行加工。

在线自动监测、调整加工过程，实现加工过程的最优化控制。

专家系统在检测加工条件时，只要输入加工形状、电极与工件材质、加工位置、目标粗糙度值、电极缩放量、摇动方式、锥度值等指标，就可自动推算并配置最佳加工条件。

专家系统智能技术的应用使机床操作更容易，对操作人员的技术水平要求更低。

3.1.3自动化
自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。

对于批量较大的生产自动化，可
通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。

小批量生产自动化可通过NC，MC，CAM，FMS，CIM，IMS等来完成。

在末来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。

同时自动化开始面向中小型企业，以经济实用为出发点，满足不断发展的产品多样化和个性化需要。

数控电火花机床具备的自动测量找正、自动定位、多工件的连续加工等功能已较好地发挥了它的自动化性能。

自动操作过程不需人工干预，可以提高加工精度、效率。

目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能日以赴继地自动运转，几乎无需人工操作。

机床的自动化运转降低了操作人员的劳动强度、提高生产效率。

3.1.4高效化
先进加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式，即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。

如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域，都要求减少辅助时间(如编程时间、电极与工件定位时间等),同时又要降低粗糙度,从原来的Ra0.8μm改进到Ra0.25μm，使放电后不必再进行手工抛光处理。

这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦，同时提升了模具品质，使用粉末加工设备可达到要求。

这就需要增强机床的自动编程功能，配置电极与工件定位的夹具、装置。

若在大工件的粗加工中选用石墨电极材料也是提高加工效率的好方法。

3.1.5信息化
信息、物质和能源是制造系统的三要素。

随着计算机、自动化与通讯网络技术红制造系统中的应用，信息的作用越来越重要。

产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。

制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。

为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。

使生产分散网络化，以适应21世纪高柔性生产的需要。

3.1.6柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求先进企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。

所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。

系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。

人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。

设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

柔性制造自动化的形式很多，如美国提出的敏捷制造(AM)其主线就是高柔性生产。

上海同济大学张曙教授提出的独立制造岛(AMI)也是高柔性生产模式。

3.1.7集成化
集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。

集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。

集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助先进管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。

集成化生产将成为面向21世纪占主导的生产方式。

3.2.1全球化
一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。

不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。

这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

3.2.2网络化
网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。

产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。

此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

3.2.3虚拟化
制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。

检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。

虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

3.2.4自动化
自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。

制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

3.2.5绿色化
绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设
备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。

采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

4.先进制造工艺技术
4.1高效精密、超精密加工技术
高效精密、超精密加工技术，包括精密、超精密磨削、车削，细微加工技术，纳米加工技术。

超高速切削。

精密加工一般指加工精度在10～0.1μm（相当于IT5级精度和IT5级以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1μm以下的加工方法，如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、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0.1～0.01μm数量级，表面粗糙度Ra值为0.001μm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。

4.2 精密成型制造技术
精密成型制造技术，包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热处理与表面处理技术。

4.3 先进特种加工技术
先进特种加工技术，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(Electrical discharge machining (EDM)电火花加工 electric spark machining )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electrical discharge wire)两大类。

一般都采用CNC控制。

4.4快速成型制造
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. 结论
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。

我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。

只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战
略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的
差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与先进信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

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