先进制造工艺技术概述PPT课件
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先进制造工艺ppt
结语
• 先进制造工艺技术不仅为我们的社会生 活提供了极大的便利，而且大大的促进 了科学技术的进步与发展，同时导致许 多重要科技成果的创造与发明，推动了 整个社会的繁荣发展，为整个世界的向 前发展起到了巨大的推动力。
先进制造工艺技术应用• 微电子技术
• 超导技术利用
• 太阳能利用：
• 微电子技术
微电子技术
超导技术利用
• 超导取暖器
太阳能利用
先进制造工艺技术发展趋势
• • • • • ）采用模拟技术，优化工艺设计； 2）向成形精度向近无余量方向发展； 3）成形质量向近无“缺陷”方向发展； 4）机械加工向超精密、超高速方向发展； 5）采用新型能源及复合加工，解决新型材料 的加工和表面改性难题； • 6）将采用自动化技术，实现工艺过程的优化 控制； • 7）将采用清洁能源及原材料，实现清洁生产； • 8）将加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋 向集成。
• 数控技术与数控机床
• 计算机集成制造和工厂自动化
数控技术与数控机床
数控技术与数控机床
计算机集成制造和工厂自动化
计算机集成制造和工厂自动化
先进制造工艺技术特点• • • • 设计手段的计算机化 新的设计思想和方法不断出现 向全寿命周期设计发展 设计过程由单纯考虑技术因素转向综合 考虑技术、经济和社会因素
姓名：李楚枫 班级：11级金融本科一班
学号：01110521Y32 题目:先进制造工艺
先进制造工艺
一：含义 二：分类 三：特点 四：应用 五：发展趋势
含义
先进制造工艺技术是在指在制造领域 内采用高新科学技术的总称，它是在 传统制造技术的基础上，不断吸收机 械、电子、信息、材料、能源和现代 管理技术等各个方面的技术成果，然 后将两者有机结合起来，将其综合应 用于产品设计、制造、销售、服务的 制造过程对市场的适应能力的技术。
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
26
2、压力铸造
2.1概念
适用。
20
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。
21
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。
12
压铸工艺过程
13
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。
2020/7/2
7
21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进
2020/7/2
8
（2）切削加工速度迅速提高
刀具材料发展。
2020/7/2
9
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。
2020/7/2
6
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
2020/7/2
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
机械制造--先进制造技术PPT(18张)
第12章 先进制造技术简介
12.1.3 先进制造技术的发展趋势
1.集成化 2.柔性化 3.智能化 4.虚拟化 5.绿色化 6.高精度
第12章 先进制造技术简介
12.2 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）
计 算 机 辅 助 工 艺 规 程 设 计 （ Computer Aided Process Planning），简称 CAPP。它利用计算机的快速处理信息功能和具 有各种决策功能的软件来自动生成工艺文件，是连接产品设计 与产品制造的桥梁。
第12章 先进制造技术简介
4.先进制造技术的动态性 先进制造技术没有一个固定的模式，是针对一定的应用目标，不断地吸收各种高新技术，
并将其渗透到制造系统的各个部分和制造活动的整个过程，而逐渐形成、不断发展的新技术， 因而其内涵不是绝对的，也不是一成不变的。反映在不同的时期，先进制造技术有其自身的特 点。
教学重点
1．了解先进制造技术的特点、体系结构和发展趋势。 2．理解计算机辅助工艺规程设计的分类。 3．明确计算机辅助工艺规程设计的基本工作过程和设计步骤。 4．了解先进制造技术和自动化工艺设计系统。
教学难点
了解先进制造技术和自动化工艺设计系统。
课时安排
4学时
主要概念
1．创成式CAPP系统 2．成组编码法 3．型面描述法 4．工艺数据库
5.先进制造技术应用的广泛性 先进制造技术包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术，并将其综合应用于制造的全过 程，覆盖了产品设计、生产准备、加工与装配、销售使用、维修服务甚至回收再生等整个过程。 6.先进制造技术的系统性
先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合，更加重视制造过程组织和管 理体制的简化以及合理化，从而产生了一系列先进的制造模式。
先进制造技术概述(PPT 73页)
第二十四页，共72页。
先进制造技术(jìshù)发展的背 景
制造全球化与贸易自由化 原因：世界自由贸易体制进一步完善；全球交通运输进一步完善；全球
通讯网络建立；国际经济合作与交往日益紧密；经济全球化 导致：全球产业界结构大调整，世界逐步形成一个统一的大市场 使得：任何国家、地区，不论实行怎样的社会制度，都不可能离开世界
第十六页，共72页。
制造业的地位(dìwèi)和作用
√国家经济发展的支柱、工业生产的技术支柱 √制造业是国民经济的基础和重要的收入来源，国家实力(shílì)的象征 √工业经济年代经济增长的“发动机” √一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
√高新技术发展的平台，为高新技术发展提供(tígōng)物质条件，高技术成果走向 应 用的接口、桥梁、通道 √提高企业国际竞争能力和技术创新能力的根本途径 √在未来的竞争中，谁掌握了先进的制造技术谁就掌握了市场
5.125
家具
1.542
有色冶金
2.120
和
构
电子设备
4.588
文教用品
4.292
其他制造
1.681
成
仪器仪表
0.998
油加工
3.870
第十四页，共72页。
制造业的地位(dìwèi)和作用
三大产业 农林牧业
工业 （52%）
服务业
农林牧业、工业、服务业
农业、林业、畜禽业、水产业
制造业（45%）、建筑业、采掘业 以及电力、煤气、水的生产供应业
、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。
我
类别
构成比例
类别
构成比例
类别
先进制造技术(jìshù)发展的背 景
制造全球化与贸易自由化 原因：世界自由贸易体制进一步完善；全球交通运输进一步完善；全球
通讯网络建立；国际经济合作与交往日益紧密；经济全球化 导致：全球产业界结构大调整，世界逐步形成一个统一的大市场 使得：任何国家、地区，不论实行怎样的社会制度，都不可能离开世界
第十六页，共72页。
制造业的地位(dìwèi)和作用
√国家经济发展的支柱、工业生产的技术支柱 √制造业是国民经济的基础和重要的收入来源，国家实力(shílì)的象征 √工业经济年代经济增长的“发动机” √一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
√高新技术发展的平台，为高新技术发展提供(tígōng)物质条件，高技术成果走向 应 用的接口、桥梁、通道 √提高企业国际竞争能力和技术创新能力的根本途径 √在未来的竞争中，谁掌握了先进的制造技术谁就掌握了市场
5.125
家具
1.542
有色冶金
2.120
和
构
电子设备
4.588
文教用品
4.292
其他制造
1.681
成
仪器仪表
0.998
油加工
3.870
第十四页，共72页。
制造业的地位(dìwèi)和作用
三大产业 农林牧业
工业 （52%）
服务业
农林牧业、工业、服务业
农业、林业、畜禽业、水产业
制造业（45%）、建筑业、采掘业 以及电力、煤气、水的生产供应业
、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。
我
类别
构成比例
类别
构成比例
类别
6-先进制造工艺概况PPT模板
现代设计技术
— 3—
先进制造工艺概况
1.2 先进制造工艺的产生背景
随着市场竞争的日益激烈以及制造业经营战略的不断变化，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目标。传统机械制造工艺为适应这种变 化发展出了一种优质、高效、低耗、洁净和灵活的先进制造工艺。先进制造工艺是先 进制造技术的核心和基础，是在传统制造技术的基础上，不断吸收机械、电子、信息、 材料、能源和现代管理技术等各个方面的技术成果，并将它们有机结合起来，综合应 用于产品设计、制造、销售、服务等过程的制造工艺技术。
现代设计技术
— 5—
先进制造工艺概况
1.3 先进制造工艺技术的特点及分类
1．先进制造工艺技术的特点 •
1
优质：先进制造工艺加工制造出的产品质量高、性能好、尺寸精确、表面 光洁、组织致密、无缺陷杂质、使用性能好、使用寿命长并且可靠性高。
• 高效：与传统制造工艺相比，先进制造工艺可极大地提高劳
2
动生产率，降低操作者的劳动强度和生产成本。
现代设计技术
— 4—
先进制造工艺概况
1.2 先进制造工艺的产生背景
先进制造工艺的发展趋势主要表现在以下几个方面：
制造加工精度不断提高
新型工程材料的应用推
零件毛坯成
动了制造工艺的进步和变革 型向少无余量发展
1
2
3
4
5
6
切削加工速度迅速提高
自动化和数字化工 艺装备的发展提高了机械 加工的效率
优质清洁表面工程 技术得到进一步发展
特点
• 低耗：先进制造工艺可大大节省原材料，降低能源消耗，
3
提高对日益枯竭的自然资源的利用率。
•洁净：应用先进制造工艺可以做到零排放或少排放，生产过
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
先进制造技术介绍PPT课件
通常型腔冷 却超过80% ， 流道系统冷却 超过60%时,塑 件就可以顶出。
•12
结果: X-deflection
图中显示了X方向的变形分布。箭头所指的区域向里移动了约0.3~ 0.4 mm•13。
结果: Y-deflection
图中显示了Y 方向的变形 分布。
箭头所指的 区域向里移 动了约1.1 ~ 1.2 mm。
2、 先进制造技术发展趋势
★ 制造产品：
加工精度
“精确化”
操作尺寸 物理特性
★ 制造过程：
市场响应
“快、省”
生产重组 优化配置
“极限化” “效、绿”
几何形体
物理性能
个性化、大批量 高效、低耗 无污染
★ 制造方法： 数字化设计
数字化控制 数字化管理
“自动化” “集成化” “网络化” “智能化”
•1
3、产品制造过程及先进制造技术应用
•3
模具计算机辅助设计CAD
• 典型的数字化设计效果图(作品)
•4
汽车仪表板
•5
二板模
•6
三板模具
•7
汽车覆盖件模具
•8
精密手机模具
•9
模具CAE分析 填充形式
填充型式较为 均匀，因此锁 模力不会过大。 在本方 案中, 从浇口 到填充末端的 距离很长，因 此需要采用合 适的保压工艺。
•10
其它区域的 变形都较为 均匀，因此， 只需考虑上 部区域的变 形。
•14
结果: Z-deflection
图中显示了z方向的变形分布。
•15
红箭头所指的区域向下移动了约0.7 mm。
•16
•17
模具CAM三轴加工
•18
•12
结果: X-deflection
图中显示了X方向的变形分布。箭头所指的区域向里移动了约0.3~ 0.4 mm•13。
结果: Y-deflection
图中显示了Y 方向的变形 分布。
箭头所指的 区域向里移 动了约1.1 ~ 1.2 mm。
2、 先进制造技术发展趋势
★ 制造产品：
加工精度
“精确化”
操作尺寸 物理特性
★ 制造过程：
市场响应
“快、省”
生产重组 优化配置
“极限化” “效、绿”
几何形体
物理性能
个性化、大批量 高效、低耗 无污染
★ 制造方法： 数字化设计
数字化控制 数字化管理
“自动化” “集成化” “网络化” “智能化”
•1
3、产品制造过程及先进制造技术应用
•3
模具计算机辅助设计CAD
• 典型的数字化设计效果图(作品)
•4
汽车仪表板
•5
二板模
•6
三板模具
•7
汽车覆盖件模具
•8
精密手机模具
•9
模具CAE分析 填充形式
填充型式较为 均匀，因此锁 模力不会过大。 在本方 案中, 从浇口 到填充末端的 距离很长，因 此需要采用合 适的保压工艺。
•10
其它区域的 变形都较为 均匀，因此， 只需考虑上 部区域的变 形。
•14
结果: Z-deflection
图中显示了z方向的变形分布。
•15
红箭头所指的区域向下移动了约0.7 mm。
•16
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模具CAM三轴加工
•18
先进制造技术专题概论ppt课件
2
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。
的影响小一些。
9
学习的榜样——瑞士
• 瑞士依靠什么使人均产值居世 界第一？
1）瑞士是一个仅700万人口的小 国，但瑞士的制造业十分发达， 瑞士的精密机械产品的出口量 是我国的8倍，瑞士的手表世 界第一，连小小的军刀，也风 靡全世界。
2）现在瑞士的年人均国民生产 总值达到4.3万美元以上,居世 界第一。
14
1.5 先进制造技术的体系结构及分类
面向制造的设计技术群 制造工艺技术群
产品/工艺设计
材料生产工艺
1
计算机辅助设计 工艺过程建模和仿真
加工工艺 联接与装配
体
工艺规程设计 系统工程基础
测试和检测 环保技术
快速成型技术
维修技术
系
并行工程
其他
结 信息技术 接口技术 数据库
先进制造技术
1
先进制造技术的发展及体系结构
1.1 知识经济条件下制造业的发展 1.2 制造业的变革及挑战 1.3 先进制造技术的提出及工业化国家制造业的发展战略 1.4 先进制造技术的内涵、技术构成及特点 1.5 先进制造技术的体系结构及分类 1.6 先进制造技术发展趋势 1.7 先进制造技术的技术前沿
3
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
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。
的影响小一些。
9
学习的榜样——瑞士
• 瑞士依靠什么使人均产值居世 界第一？
1）瑞士是一个仅700万人口的小 国，但瑞士的制造业十分发达， 瑞士的精密机械产品的出口量 是我国的8倍，瑞士的手表世 界第一，连小小的军刀，也风 靡全世界。
2）现在瑞士的年人均国民生产 总值达到4.3万美元以上,居世 界第一。
14
1.5 先进制造技术的体系结构及分类
面向制造的设计技术群 制造工艺技术群
产品/工艺设计
材料生产工艺
1
计算机辅助设计 工艺过程建模和仿真
加工工艺 联接与装配
体
工艺规程设计 系统工程基础
测试和检测 环保技术
快速成型技术
维修技术
系
并行工程
其他
结 信息技术 接口技术 数据库
先进制造技术
1
先进制造技术的发展及体系结构
1.1 知识经济条件下制造业的发展 1.2 制造业的变革及挑战 1.3 先进制造技术的提出及工业化国家制造业的发展战略 1.4 先进制造技术的内涵、技术构成及特点 1.5 先进制造技术的体系结构及分类 1.6 先进制造技术发展趋势 1.7 先进制造技术的技术前沿
3
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
先进制造工艺技术..ppt课件
－聚晶金刚石(PCD)（切割后焊在刀片上） －金刚石膜（厚膜焊接在刀片上，薄膜涂层涂覆在超硬刀具基 体上）
完整版ppt课件
30
刀具切削刃比较
立方氮化硼烧结体（CBN）
金刚石粉烧结体
单晶金刚石
完整版ppt课件
31
单晶金刚石刀具
Ø 金刚石的晶体结构和刃磨
立方体
八面体
十二面体
多晶金刚石研磨后的刀刃
完整版ppt课件
HRR2
f2 4
1/2
f2 8R
n 切削刃口的复映性 n 毛刺与加工变质层
Hcotcotf
完整版ppt课件
26
金刚石切削刀具
超精密切削刀具应具备的条件：
Ø 刀具刃口的锋利性好。刃口半径值极小，能实现超薄切削
厚度。
Ø 切削刃的粗糙度低。切削时刃形将复制在被加工表面上，
从而得到超光滑的镜面。
Ø 刀具与被切削材料的亲和性低。以得到极好的加工表面完
完整版ppt课件
12
2） 技术要求
❖ 超微量切削特征 ❖ 刀尖附近的极小局部区域能承受高温高压 ❖ 实现超薄切削 ❖ 刀刃平直 ❖ 工件材料的抗粘性好，化学亲和力好，摩擦
系数小
完整版ppt课件
13
3）加工机床
目前的超精密加工机床一般采用高精度空气静压轴承 支撑主轴系统；空气静压导轨支撑进给系统的结构模式。
完整版ppt课件
37
金刚石切削机床
要求高精度、高刚度、良好稳定性、抗振性及数控功能等
型号(生产厂家)
径向跳动(μm)
主轴
轴向跳动(μm) 径向刚度(N/μm) 轴向刚度(N/μm)
Z向(主轴)直线度
导轨
X向(刀架)直线度 X、Z向垂直度(")
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30
刀具切削刃比较
立方氮化硼烧结体（CBN）
金刚石粉烧结体
单晶金刚石
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31
单晶金刚石刀具
Ø 金刚石的晶体结构和刃磨
立方体
八面体
十二面体
多晶金刚石研磨后的刀刃
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HRR2
f2 4
1/2
f2 8R
n 切削刃口的复映性 n 毛刺与加工变质层
Hcotcotf
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金刚石切削刀具
超精密切削刀具应具备的条件：
Ø 刀具刃口的锋利性好。刃口半径值极小，能实现超薄切削
厚度。
Ø 切削刃的粗糙度低。切削时刃形将复制在被加工表面上，
从而得到超光滑的镜面。
Ø 刀具与被切削材料的亲和性低。以得到极好的加工表面完
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12
2） 技术要求
❖ 超微量切削特征 ❖ 刀尖附近的极小局部区域能承受高温高压 ❖ 实现超薄切削 ❖ 刀刃平直 ❖ 工件材料的抗粘性好，化学亲和力好，摩擦
系数小
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13
3）加工机床
目前的超精密加工机床一般采用高精度空气静压轴承 支撑主轴系统；空气静压导轨支撑进给系统的结构模式。
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37
金刚石切削机床
要求高精度、高刚度、良好稳定性、抗振性及数控功能等
型号(生产厂家)
径向跳动(μm)
主轴
轴向跳动(μm) 径向刚度(N/μm) 轴向刚度(N/μm)
Z向(主轴)直线度
导轨
X向(刀架)直线度 X、Z向垂直度(")
先进制造技术(PPT 78页)
传统制造技术+信息技术+自动化技术+现代管理技术=先进制造技术
AMT特征
传统制造技术
仅驾驭生产过程 系统性 物质流和能量流
先进制造技术
能驾驭生产过程 物质流、信息流和能量流
仅指将原材料变为 贯穿从产品设计、加工制造到产品销售 广泛性 成品的加工工艺 的整个过程
集成性 动态性
学科专业单一、独 立，相互间界限分 明
尤里卡计划（EREKA）：1988年用5亿美元资助16个欧洲
国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。
信息技术研究发展战略计划（ESPRIT）：在13个成员
国向5500名研究人员提供了资助，明确设计原理、工厂自动化、 生产过程管理三大课题。
欧洲工业技术基础研究计划（BRITE）：重点资助材
1.社会经济发展背景
（1）消费需求：主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短。
（2）全球性产业结构调整：制造商之间既有激烈竞争，又有基 于实力的合作。
（3）快速响应市场：满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场， 引导市场，是赢得竞争，获取最大利润的关键。
先进制造技术产生的背景
2.科学技术发展背景
（1）制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两 个方向发展
5.系统性
随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术能驾驭信息生成、 采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以 驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
6.动态性
不断地吸收各种高新技术成果，将其渗透到企业生产的所有领域 和产品寿命循环的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活 的生产。
先进制造技术的体系结构及分类
先进制造技术的体系结构
AMT特征
传统制造技术
仅驾驭生产过程 系统性 物质流和能量流
先进制造技术
能驾驭生产过程 物质流、信息流和能量流
仅指将原材料变为 贯穿从产品设计、加工制造到产品销售 广泛性 成品的加工工艺 的整个过程
集成性 动态性
学科专业单一、独 立，相互间界限分 明
尤里卡计划（EREKA）：1988年用5亿美元资助16个欧洲
国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。
信息技术研究发展战略计划（ESPRIT）：在13个成员
国向5500名研究人员提供了资助，明确设计原理、工厂自动化、 生产过程管理三大课题。
欧洲工业技术基础研究计划（BRITE）：重点资助材
1.社会经济发展背景
（1）消费需求：主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短。
（2）全球性产业结构调整：制造商之间既有激烈竞争，又有基 于实力的合作。
（3）快速响应市场：满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场， 引导市场，是赢得竞争，获取最大利润的关键。
先进制造技术产生的背景
2.科学技术发展背景
（1）制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两 个方向发展
5.系统性
随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术能驾驭信息生成、 采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以 驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
6.动态性
不断地吸收各种高新技术成果，将其渗透到企业生产的所有领域 和产品寿命循环的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活 的生产。
先进制造技术的体系结构及分类
先进制造技术的体系结构
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试验与检验
粉末冶金
冷作
非金属成 表面
形
处理
包装 防锈
缠绕
涂装 编织
其他 其他 其他
.
19
6、机械制造工艺的分类
受迫成形 去除成形 添加（堆积）成形 生长成形
.
20
受迫成形
汽车模具系列 Moulding Die For Automotive
反光镜玻璃模
绝缘陶瓷模
保险杠注射模
密封圈挤出模
现代设 计技术
先进制造技术
先进制造 工艺技术
制造自动 化技术
现代管 理技术
全 生 命 周 期 设 计
可
智 精确 精
超
靠…
性 设 计
能 设 计
高效 金属 塑性 成形 工艺
密 洁 净 铸 造
…
精 密 加 工 技
工 业
数 控
…
柔 性
机技
制
器术
造
人
技
术
术.
集并 企
成 行 …业
制工 资
造程 源
系 统
计 划
1
ERP CIMS
先进制造工艺技术
第一节：概述：
先进制造工艺技术
精密、超精密加工技 术
精密成型制造技术
从制造工件的毛坯、接近 零件形状向直接制成工件 的方向发展
精密加工：精度为3～ 0.3μm Ra0.3～0.03 μm
超精密加工：精度为0.3 ～0.03μm Ra0.3～0.005
特种加工技术
高能束流加工（电子束、 离子束、激光束）
机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工 成机械产品的方法和过程、是机械工业的基 础技术之一。
机械的制造工艺过程通常可区分为热加工工艺过程 （包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等） 及冷加工工艺过程。
.
9
.
10
工艺技术是核心
1） 工艺是制造技术的关键
工艺是设计和制造的桥梁，设计的可 行性往往会受到工艺的制约，工艺和检 测往往是“瓶颈”。
3） 工艺技术已形成科学
长期以来，工艺未受重视，认为工艺是手 艺，是工匠、技师的工作，未上升到理论高度。 20世纪初，德国非常重视工艺，出版了不少专 著和工作手册。20世纪50年代，原苏联出版了 《机械制造工艺学》、《机械制造工艺原理》 等著作，在大学开设了机械制造专业，将工艺 作为一门学问对待，上升为理论。70年代又形 成机械制造系统，使工艺逐步走向科学。
“设计”、“工艺”二者均重要。
2） 工艺是生产中最活跃的因素
同样的设计可以用不同的工艺方法来 实现，工艺不同，使用的加工设备、工 艺装备不同，其质量、生产率和技术经 济性亦有差别。
.
11
加工技术的发展多数是从工艺突破的。有了 新的工艺方法才又有相应的工具和设备出现， 从而形成或带动一个产业。如电加工方法；激 光、超声波在加工中的应用等例子。
先进制造工艺是先进制造技术的核心和 基础，一个国家的制造工艺技术水平的 高低，在很大程度上决定了其制造业在 国际市场的竞争实力。
.
16
1）先进制造工艺的发展
制造加工精度不断提高；0.25nm 切削加工速度迅速提高；>1000m/min 新型工程材料的应用推动了制造工艺的
进步和变革； 自动化和数字化工艺装备的发展提高了
21世纪，制造系统网络化、信息化，智能控制，虚拟 制造公司的出现。
加工方法的进步历程：
机械加工
物理与电物理加工
化学与电化学加工
生物或仿生加工。
完全符合科学认识过程从简单到复杂、从粗糙到细致
的发展方向。
.
8
2、机械制造工艺的定义及内涵
定义
工艺就是使各种原材料、半成品制造成为产 品的方法和过程。
.
12
世界制造技术强国德国、日本、美国、 英国和意大利都十分重视工艺；他们的 制造工艺比较发达，产品质量上乘。应 该说产品质量是个综合因素与工艺技术、 管理和人员素质等多个因素有关，但与 工艺技术的关系最密切。
.
13
3、20世纪制造理论和技术上的发展
1）工艺理论
（1） 加工成形机理
含：分离（去除）加工；结合（堆积、 分层）加工；变形（流动）加工。
相似性是成组技术的理论基础，成组工艺是 成组技术的核心，零件的分类成组方法是成组 技术的关键。
（4）工艺决策原理
提出了数学模型决策、逻辑推理决策、智 能思维决策等方法
（5）优化技术在工艺问题上的应用
.
15
4、先进制造工艺的定义及地位
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步形成的一种 制造工艺技术，是高新技术产业化和传 统工艺高新技术化的结果。
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
其他
2 焊接
电弧焊 电阻焊 气焊 压焊
特种焊接
钎焊
3 切削加工 4 特种加工
5 热处理 6 覆盖层 7 装配包装 8 其他
刃具 加工 磨削
钳加工
电物理加工电化学加工 化学加工
整体热处理表面热处理
化学热处 理
复合加 工
电镀
化学镀 真空 沉积 热侵镀 转化膜 热喷涂
（2） 精度原理
精度是工艺的关键问题之一，围绕精 度、质量和优化出现了许多理论。
A 提出了机械加工精度原则：继承性 原则和创造性原则；
.
14
20世纪制造理论和技术上的发展
B 提出了定位与基准的概念和六点定位规律；
C 提出了尺寸链原理和计算方法；
D 提出了质量统计分析原理和方法。
（3） 相似性原理
机械加工的效率； 零件毛坯成形在向少无余量发展； 优质清洁表面工程技术的形成和发展。
.
17
2）制造工艺流程
.
18
5、机械制造工艺方法与分类
JB/T5992-92——按大、中、小和细分类四个层次划分
机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）
大类
中类代码
代 码
名称
0
1
2
3
4
5
6
7
89
信息
.
5
制造行为的“三域” 活动
§加工域活动 §物流域活动 §信息域活动
.
6
一、加工域活动
直接改变零件形状、尺寸、性能的行 为活动，是制造行为的基础域活动。
.
7
1、机械加工技术的发展经历
18世纪前，是一种手工业生产方式，工匠使用手锤制 造产品。
19世纪发明了蒸汽机，形成制造机械化。
20世纪CAD、CAPP、CAM等技术出现，工厂自动化 程度增加。
电加工（电解和电火花)
μm
超声波加工
纳米加工：精度高于
高压水加工
0.03μm Ra小于0.3～0.005 多种能源的组合加工
μm
.
2
零件为什么比毛坯值钱？
D
D
D+
毛坯
零件
华中理工大学 师汉民
.
3
制造过程是原材料或毛坯 所包含知识量或信息量的 增值过程。
.
4
构成制造系统的三大要素
物质 能量
粉末冶金
冷作
非金属成 表面
形
处理
包装 防锈
缠绕
涂装 编织
其他 其他 其他
.
19
6、机械制造工艺的分类
受迫成形 去除成形 添加（堆积）成形 生长成形
.
20
受迫成形
汽车模具系列 Moulding Die For Automotive
反光镜玻璃模
绝缘陶瓷模
保险杠注射模
密封圈挤出模
现代设 计技术
先进制造技术
先进制造 工艺技术
制造自动 化技术
现代管 理技术
全 生 命 周 期 设 计
可
智 精确 精
超
靠…
性 设 计
能 设 计
高效 金属 塑性 成形 工艺
密 洁 净 铸 造
…
精 密 加 工 技
工 业
数 控
…
柔 性
机技
制
器术
造
人
技
术
术.
集并 企
成 行 …业
制工 资
造程 源
系 统
计 划
1
ERP CIMS
先进制造工艺技术
第一节：概述：
先进制造工艺技术
精密、超精密加工技 术
精密成型制造技术
从制造工件的毛坯、接近 零件形状向直接制成工件 的方向发展
精密加工：精度为3～ 0.3μm Ra0.3～0.03 μm
超精密加工：精度为0.3 ～0.03μm Ra0.3～0.005
特种加工技术
高能束流加工（电子束、 离子束、激光束）
机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工 成机械产品的方法和过程、是机械工业的基 础技术之一。
机械的制造工艺过程通常可区分为热加工工艺过程 （包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等） 及冷加工工艺过程。
.
9
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10
工艺技术是核心
1） 工艺是制造技术的关键
工艺是设计和制造的桥梁，设计的可 行性往往会受到工艺的制约，工艺和检 测往往是“瓶颈”。
3） 工艺技术已形成科学
长期以来，工艺未受重视，认为工艺是手 艺，是工匠、技师的工作，未上升到理论高度。 20世纪初，德国非常重视工艺，出版了不少专 著和工作手册。20世纪50年代，原苏联出版了 《机械制造工艺学》、《机械制造工艺原理》 等著作，在大学开设了机械制造专业，将工艺 作为一门学问对待，上升为理论。70年代又形 成机械制造系统，使工艺逐步走向科学。
“设计”、“工艺”二者均重要。
2） 工艺是生产中最活跃的因素
同样的设计可以用不同的工艺方法来 实现，工艺不同，使用的加工设备、工 艺装备不同，其质量、生产率和技术经 济性亦有差别。
.
11
加工技术的发展多数是从工艺突破的。有了 新的工艺方法才又有相应的工具和设备出现， 从而形成或带动一个产业。如电加工方法；激 光、超声波在加工中的应用等例子。
先进制造工艺是先进制造技术的核心和 基础，一个国家的制造工艺技术水平的 高低，在很大程度上决定了其制造业在 国际市场的竞争实力。
.
16
1）先进制造工艺的发展
制造加工精度不断提高；0.25nm 切削加工速度迅速提高；>1000m/min 新型工程材料的应用推动了制造工艺的
进步和变革； 自动化和数字化工艺装备的发展提高了
21世纪，制造系统网络化、信息化，智能控制，虚拟 制造公司的出现。
加工方法的进步历程：
机械加工
物理与电物理加工
化学与电化学加工
生物或仿生加工。
完全符合科学认识过程从简单到复杂、从粗糙到细致
的发展方向。
.
8
2、机械制造工艺的定义及内涵
定义
工艺就是使各种原材料、半成品制造成为产 品的方法和过程。
.
12
世界制造技术强国德国、日本、美国、 英国和意大利都十分重视工艺；他们的 制造工艺比较发达，产品质量上乘。应 该说产品质量是个综合因素与工艺技术、 管理和人员素质等多个因素有关，但与 工艺技术的关系最密切。
.
13
3、20世纪制造理论和技术上的发展
1）工艺理论
（1） 加工成形机理
含：分离（去除）加工；结合（堆积、 分层）加工；变形（流动）加工。
相似性是成组技术的理论基础，成组工艺是 成组技术的核心，零件的分类成组方法是成组 技术的关键。
（4）工艺决策原理
提出了数学模型决策、逻辑推理决策、智 能思维决策等方法
（5）优化技术在工艺问题上的应用
.
15
4、先进制造工艺的定义及地位
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步形成的一种 制造工艺技术，是高新技术产业化和传 统工艺高新技术化的结果。
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
其他
2 焊接
电弧焊 电阻焊 气焊 压焊
特种焊接
钎焊
3 切削加工 4 特种加工
5 热处理 6 覆盖层 7 装配包装 8 其他
刃具 加工 磨削
钳加工
电物理加工电化学加工 化学加工
整体热处理表面热处理
化学热处 理
复合加 工
电镀
化学镀 真空 沉积 热侵镀 转化膜 热喷涂
（2） 精度原理
精度是工艺的关键问题之一，围绕精 度、质量和优化出现了许多理论。
A 提出了机械加工精度原则：继承性 原则和创造性原则；
.
14
20世纪制造理论和技术上的发展
B 提出了定位与基准的概念和六点定位规律；
C 提出了尺寸链原理和计算方法；
D 提出了质量统计分析原理和方法。
（3） 相似性原理
机械加工的效率； 零件毛坯成形在向少无余量发展； 优质清洁表面工程技术的形成和发展。
.
17
2）制造工艺流程
.
18
5、机械制造工艺方法与分类
JB/T5992-92——按大、中、小和细分类四个层次划分
机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）
大类
中类代码
代 码
名称
0
1
2
3
4
5
6
7
89
信息
.
5
制造行为的“三域” 活动
§加工域活动 §物流域活动 §信息域活动
.
6
一、加工域活动
直接改变零件形状、尺寸、性能的行 为活动，是制造行为的基础域活动。
.
7
1、机械加工技术的发展经历
18世纪前，是一种手工业生产方式，工匠使用手锤制 造产品。
19世纪发明了蒸汽机，形成制造机械化。
20世纪CAD、CAPP、CAM等技术出现，工厂自动化 程度增加。
电加工（电解和电火花)
μm
超声波加工
纳米加工：精度高于
高压水加工
0.03μm Ra小于0.3～0.005 多种能源的组合加工
μm
.
2
零件为什么比毛坯值钱？
D
D
D+
毛坯
零件
华中理工大学 师汉民
.
3
制造过程是原材料或毛坯 所包含知识量或信息量的 增值过程。
.
4
构成制造系统的三大要素
物质 能量