先进制造工艺技术的现状与发展趋势

无锡商业职业技术学院

继续教育学院毕业设计（论文）

先进制造工艺现状与发展趋势

顾君

班级机电二班

专业机电一体化

指导老师周凌

于2010/10/20日至2010/10/30日

目录

前言 (3)

第一章先进制造工艺的特点 (4)

第二章先进制造工艺的技术发展趋势 (5)

第三章谈谈我国目前先进制造技术的现状及发展途径 (8)

谢辞 (12)

前言

本文章内容完整，实例丰满，简明扼要，实用性强。突出强调制造工艺规程编写能力培养与训练。特点如下：

1体系完整，结构合理在章节安排和内容阐述上，一方面保持知识体系的完整性；另一方面努力使知识阐述更加循序渐进、循循善诱，并富有启发性。

2 重点突出，简明精炼突出课程的主线，并加强工艺与设计的配合。全文章

叙述简明，论述精炼。

3注重能力，突出实用针对当今社会人才需求。制造工艺是机械行业的一项重要和主要工程技术。本文章强化了所阐述知识内容的实用性，强化了例题和实例与工程实际的联系，并对部分例题进行了较详细解答。

4 反映发展，顺应形势强化了数控加工工艺等反映新技术发展的内容。

5谈论了我国目前先进制造技术的现状及发展途径。

先进制造工艺技术的现状与发展趋势

第一章先进制造工艺的特点

先进制造工艺的特点可用先进性、实用性和前沿性来概括。

1.先进性

先进制造工艺的先进性主要表现在优质、高效、低耗、洁净、灵活（柔性）五个方面。

优质：加工制造出的零件或整机质量高，性能好；零部件尺寸精确，表面光洁，内部组织致密，无缺陷及杂质，使用性能好；整机的结构、色彩美观宜人，使用寿命和可靠性高。

高效：生产效率及劳动生产率高，大大降低了操作者的劳动强度。

低耗：节省原材料及能源。

洁净：生产过程不污染环境，零排放或少排放。

灵活：能快速对市场变化及产品设计的更改作出反应，适应多品种柔性生产。

2.实用性

先进制造工艺的实用性主要表现在两个方面。一是应用普遍性，它是当今或不久将来机械工厂量大面广的看家工艺；；二是经济适用性，它一般投资不高，且有不同档次，宜于工厂根据本身的条件通过技术改造予以采纳。

3.前沿性

先进制造工艺的前沿性主要表现在：先进制造工艺是高新技术产业化或传统工艺高新技术化的结果，它们是制造工艺研究最为活跃的前沿领域。部分先进制造工艺可能目前应用还不广泛，但是它们代表着某些发展方向，而且可望会得到越来越广泛的应用。

因此，先进制造工艺就是机械工厂普遍能够采用，具有直接推广价值或广阔应用前景的一系列优质、高效、低耗、洁净、灵活工艺的总称

第二章先进制造工艺的技术发展趋势

1.采用模拟技术，优化工艺设计

成形、改性与加工是机械制造工艺的主要工序，是将原材料（主要是金属材料）制造加工成毛坯或零部件的过程。这些工艺过程特别是热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，其间发生一系列复杂的物理、化学、冶金变化，这些变化不仅不能直接观察，间接测试也十分困难，因而多年来，热加工工艺设计只能凭“经验”。近年来，应用计算机技术及现代测试技术形成的热加工工艺模拟及优化设计技术风靡全球，成为热加工各个学科最为热门的研究热点和跨世纪的技术前沿。

应用模拟技术，可以虚拟显示材料热加工（铸造、锻压、焊接、热处理、注塑等）的工艺过程，预测工艺结果（组织性能质量），并通过不同参数比较以优化工艺设计，确保大件一次制造成功；确保成批件一次试模成功。

模拟技术同样已开始应用于机械加工、特种加工及装配过程，并已向拟实制造成形的方向发展，成为分散网络化制造、数字化制造及制造全球化的技术基础。

2.成形精度向近无余量方向发展

毛坯和零件的成形是机械制造的第一道工序。金属毛坯和零件的成形一般有铸造、锻造、冲压、焊接和轧材下料五类方法。随着毛坯精密成形工艺的发展，零件成形的型成形的形状尺寸精度正从近净成形（Near Net Shape Forming）向净成形（Net ShapeForming）即近无余量成形方向发展。“毛坯”与“零件”的界限越来越小。有的毛坯成形后，已接近或达到零件的最终形状和尺寸，磨削后即可装配。主要方法有多种形式的精铸、精锻、精冲、冷温挤压、精密焊接及切割。如在汽车生产中，“接近零余量的敏捷及精密冲压系统”及“智能电阻焊系统”正在研究开发中。

3. 成形质量向近无“缺陷”方向发展

毛坯和零件成形质量高低的一另一指标是缺陷的多少、大小和危害程度。由于热加工过程十分复杂，因素多变，所以很难避免缺陷的产生。近年来热加工界提出了“向近无“缺陷”方向发展”的目标，这个“缺陷”是指不致引起早期失效的临界缺陷概念。采取的主要措施有：采用先进工艺，净化熔融金属薄板，增大合金组织的致密度，为得到健全的铸件、锻件奠定基础；采用模拟技术，优化工艺设计，实现一次成形及试模成功；加强工艺过程监控及无损检测，及时发现超标零

件；通过零件安全可靠性能研究及评估，确定临界缺陷量值等。

4.机械加工向超精密、超高速方向发展

超精密加工技术目前已进入纳米加工时代，加工精度达0.025μm，表面粗糙度达0.0045μm。精切削加工技术由目前的红处波段向加工可见光波段或不可见紫外线和X射线波段趋近；超精加工机床向多功能模块化方向发展；超精加工材料由金属扩大到非金属。

目前起高速切削铝合金的切削已超过1600m/min；铸铁为1500m/min；超高速切削已成为解决一些难加工材料加工问题的一条途径。

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

激光、电子束、离子束、分子束、等离子体、微波、超声波、电液、电磁、高压水射流等新型能源或能源载体的引入，形成了多咱崭新的特种加工及高密度能切割、焊接、熔炼、锻压、热处理、表面保护等加工工艺或复合工艺。其中以多种形式的激光加工发展最为迅速。这些新工艺不仅提高了加工效率和质量，同时还解决了超硬材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷等新型材料的加工难题。

6.采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制

微电子、计算机、自动化技术与工艺设备相结合，形成了从单机到系统，从刚性到柔性，从简单到复杂等不同档次的多种自动化成形加工技术，使工艺过程控制方式发生质的变化，其发展历程及趋势为：

1）应用集成电路、可编程序控制器、微机等新型控制元件、装置实现工艺设备的单机、生产线或系统的自动化控制。

2）应用新型传感、无损检测、理化检验及计算机、微电子技术，实时测量并监控工艺过程的温度、压力、形状、尺寸、位移、应力、应变、振动、声、像、电、磁及合金与气体的成分、组织结构等参数，实现在线测量、测试技术的电子化、数字化、计算机及工艺参数的闭环控制，进而实现自适应控制。

3）将计算机辅助工艺编程（CAPP）、数控、CAD/CAM、机器人、自动化搬运仓储、管理信息系统（MIS）等自动化单元技术综合用于工艺设计、加工及物流过程，形成不同档次的柔性自动化系统；数控加工、加工中心（MC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造岛（FMI）、柔性制造系统（FMS）和柔性生产线（FTL），及至形成计算机集成制造系统（CIMS）和智能制造系统（IMS）。

7.采用清洁能源及原材料、实现清洁生产

机械加工过程产生大量废水、废渣、废气、噪声、振动、热辐射等，劳动条件繁重危险，已不适应当代清洁生产的要求。近年来清洁生产成为加工过程的一