第六章 先进制造技术
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先进制造技术第六章115
12
物料需求计划（MRP） 2、MRP的输入信息
MRP的输入有3个部分： • 主生产计划（产品生产计划，MPS） • 物料清单（产品结构文件，BOM） • 库存状态文件
13
主生产计划（MPS） MPS是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动 力量。如下表。
周次 产品 A (台) 产品 B (台) 配件 C (件)
在求出净需要量后，要确定计划发出订货的 数量与时间，这跟几个参数有关：
提前期 批量 安全库存
30
物料需求计划（MRP）
提前期 • 指一个物料项目从投料开始到入库可供使用为
止的时间间隔。
采购件的提前期：从发出采购订单开始，经供
应商供货、在途运输、到货验收、入库所需的 时间。
自制件提前期：从订单下达开始，经过准备物
料，准备工具、工作地和设备，加工制造，直 到检验入库所需的时间。
31
物料需求计划（MRP）
提前期 • 提前期是用于确定计划下达时间的一个重要因素。 • 对一个产品来说有一个交货期，而对这个产品的下
一级部件来说，完工日期必须先于产品交货期，而 对于部件的下一级零件来说，完工日期又要先于上 一级部件的完工日期，如此一级级往下传。 • 因此，自制件提前期是产品及其零部件在各工艺阶 段投入的时间比最后完工出产时间提前的时间。
4
现代生产管理技术
现代管理特点
（1）重视人的作用 （2）重视发挥计算机的作用 （3）强调技术、组织、信息与管理的集成与配套 （4）重视企业生产组织新模式 （5）强调柔性化生产 （6）强调以顾客为中心
5
管理信息系统
管理信息系统的定义：
管 理 信 息 系 统 （ Management Information System, MIS）是一个处于发展中的概念。定义 是：一个由人、计算机等组成的能进行信息的收 集、传递、储存、加工、维护和使用的系统。它 能实测企业的各种运行情况，利用过去的数据预 测未来，从企业全局出发辅助企业进行决策，利 用信息控制企业的行为，帮助企业实现其规划目 标。
物料需求计划（MRP） 2、MRP的输入信息
MRP的输入有3个部分： • 主生产计划（产品生产计划，MPS） • 物料清单（产品结构文件，BOM） • 库存状态文件
13
主生产计划（MPS） MPS是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动 力量。如下表。
周次 产品 A (台) 产品 B (台) 配件 C (件)
在求出净需要量后，要确定计划发出订货的 数量与时间，这跟几个参数有关：
提前期 批量 安全库存
30
物料需求计划（MRP）
提前期 • 指一个物料项目从投料开始到入库可供使用为
止的时间间隔。
采购件的提前期：从发出采购订单开始，经供
应商供货、在途运输、到货验收、入库所需的 时间。
自制件提前期：从订单下达开始，经过准备物
料，准备工具、工作地和设备，加工制造，直 到检验入库所需的时间。
31
物料需求计划（MRP）
提前期 • 提前期是用于确定计划下达时间的一个重要因素。 • 对一个产品来说有一个交货期，而对这个产品的下
一级部件来说，完工日期必须先于产品交货期，而 对于部件的下一级零件来说，完工日期又要先于上 一级部件的完工日期，如此一级级往下传。 • 因此，自制件提前期是产品及其零部件在各工艺阶 段投入的时间比最后完工出产时间提前的时间。
4
现代生产管理技术
现代管理特点
（1）重视人的作用 （2）重视发挥计算机的作用 （3）强调技术、组织、信息与管理的集成与配套 （4）重视企业生产组织新模式 （5）强调柔性化生产 （6）强调以顾客为中心
5
管理信息系统
管理信息系统的定义：
管 理 信 息 系 统 （ Management Information System, MIS）是一个处于发展中的概念。定义 是：一个由人、计算机等组成的能进行信息的收 集、传递、储存、加工、维护和使用的系统。它 能实测企业的各种运行情况，利用过去的数据预 测未来，从企业全局出发辅助企业进行决策，利 用信息控制企业的行为，帮助企业实现其规划目 标。
先进制造技术
、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 20世纪80年代以来，现代制造技术逐步成为加工制造 业的主要方法。随着现代加工技术的不断完善，其应用体 系与技术也正日益成熟，其中主要的发展方向有： 1）对传统制造技术的不断革新与拓展。 2）对非传统加工方法的应用。 3）朝精密化工程发展。 4）制造系统朝柔性化、集成化、智能化和网络化方向 发展。 其中，制造业各阶段的具体生产模式和经营策略，见 表1-2。
第二节 先进制造技术概述
一、概念 先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology， AMT)是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与 管理科学等多学科先进技术的综合，并应用于制造工程之中所 形成的一个学科体系。 AMT是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、 材料、能源和现代管理等方面的成果，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， 能实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高市场的适 应能力和竞争能力，以期取得理想的技术经济效果。因此， AMT呈现出精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁 化、集成化、全球化等特点。 在以知识为基础、以创新为动力的新经济体系中，制造业 正面临着严峻的挑战与机遇。因此，研究和推广应用先进制造 技术无疑是十分重要的。
3）配以典型应用案例，加强实用性与参考性。 4）链接相关背景知识，拓宽知识面。 本课程教学共需38学时左右，学时分配可参考表0-1
第一章 绪论
学习目标：通过本章的学习，应对制造业的发展进程有一个初步的了解。
对先进制造技术的特点、发展历程、现状及其今后的发展趋势有所认识。
第一节 制造业的发展概况
一、概念 （1）制造(Manufacturing) 制造是一种将物料、能量、资金、 人力资源、信息等有关资源，按照社会的需求转变为新的、有更 高应用价值的有形物质产品和无形软件、服务等产品资源的行为 和过程。 国际生产工程研究学会(CIRP)的定义：“制造是一个涉及制造工 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”。 （2）制造系统(Manufacturing System) 制造过程及其所涉及 的硬件（包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置）以 及有关的软件（包括制造理论、制造工艺、制造方法和制造信息 等)，组成了一个具有特定功能的有机整体，称为制造系统。
第二节 先进制造技术概述
一、概念 先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology， AMT)是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与 管理科学等多学科先进技术的综合，并应用于制造工程之中所 形成的一个学科体系。 AMT是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、 材料、能源和现代管理等方面的成果，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， 能实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高市场的适 应能力和竞争能力，以期取得理想的技术经济效果。因此， AMT呈现出精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁 化、集成化、全球化等特点。 在以知识为基础、以创新为动力的新经济体系中，制造业 正面临着严峻的挑战与机遇。因此，研究和推广应用先进制造 技术无疑是十分重要的。
3）配以典型应用案例，加强实用性与参考性。 4）链接相关背景知识，拓宽知识面。 本课程教学共需38学时左右，学时分配可参考表0-1
第一章 绪论
学习目标：通过本章的学习，应对制造业的发展进程有一个初步的了解。
对先进制造技术的特点、发展历程、现状及其今后的发展趋势有所认识。
第一节 制造业的发展概况
一、概念 （1）制造(Manufacturing) 制造是一种将物料、能量、资金、 人力资源、信息等有关资源，按照社会的需求转变为新的、有更 高应用价值的有形物质产品和无形软件、服务等产品资源的行为 和过程。 国际生产工程研究学会(CIRP)的定义：“制造是一个涉及制造工 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”。 （2）制造系统(Manufacturing System) 制造过程及其所涉及 的硬件（包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置）以 及有关的软件（包括制造理论、制造工艺、制造方法和制造信息 等)，组成了一个具有特定功能的有机整体，称为制造系统。
先进制造技术概述（共5篇）
先进制造技术概述（共5篇）第一篇：先进制造技术概述加工过程监控和传感器技术作业先进制造技术概述一、先进制造技术含义和特征先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是传统制造业不断地吸收机械、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想经济效果的前沿制造技术的总称。
先进制造技术的主要特征：⒈ 先进制造技术不是一项具体的技术，而是一项综合系统的技术。
⒉ 先进制造技术的先进性是建立在不断地汲取其他相关领域新技术的基础上的，是动态的、相对的。
⒊ 创新是先进制造技术的灵魂，并贯穿于制造全过程（产品创新、生产工艺过程创新、生产手段创新、管理创新、组织创新及市场创新）。
⒋ 技术与管理的结合是先进制造技术的一个突破，对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求，使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化。
⒌ 市场和工业界的需求是先进制造技术的出发点与归宿，是先进制造技术的动力和目标。
先进制造技术成果的成败取决于生产检验，企业是先进制造技术的创新主体。
二、先进制造技术研究热点目前国内外对先进制造的研究主要有以下几个方面：纳米技术。
纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。
纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、微观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术已经引发一系列新的科学技术。
精密、超精密加工。
精度为3～0.3μm，粗糙度为0.3～0.03μm的叫精密加工。
精度为0.3～0.03μm，粗糙度为0.03～0.005μm的叫超精密加工，或亚微米加工。
先进制造技术——先进制造技术概述
波音777的设计和制造
• 全数字化定义——无纸生产 • 数字化预装配——无金属样机的生产 （虚拟制造的一部分） • 广域网上的异地设计、异地制造 • 基于STEP的数据交换 •协同工作小组Team work 238个 →设计制造周期大大缩短：4年 （而波音757、767约9-10年） 更大的利润，每架777，$1.4亿
2.3 制造业发展的教训
三、东南亚经济危机的启示 1）1998年爆发的东南亚经济危机，从另一个侧面 反映了一个国家发展制造业的重要。一个国家， 如果把经济的基础放在股票、旅游、金融、房 地产、服务业上，而无自己的制造业，这个国 家的经济就容易形成泡沫经济，一有风吹草动 就会产生经济危机。 2）新加坡、台湾都有自己的制造业，因此受经济 危机的影响小一些。
5、制造业面临的竞争和挑战
5.2 制造业市场竞争的新特点 1）知识－技术－产品更新的周期更短
年数
10 8 6 4 2
平均开发时间 TD
TD > TL
平均产品寿命 TL
78 80
82 84 86 88 90 92 94 96
时间
来源: Bullinger
5、制造业面临的竞争和挑战
20世纪90年代制造业的标志性进展
2.2 制造业发展的历程
1）用机器代替手工，从作坊形成工厂
19世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。
2）从单件生产方式发展成大量生产方式
泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特：零件互换技术，1913年建立了具有划时代意义的 汽车装配生产线
3）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代 制造技术
柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智 能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造……
• 全数字化定义——无纸生产 • 数字化预装配——无金属样机的生产 （虚拟制造的一部分） • 广域网上的异地设计、异地制造 • 基于STEP的数据交换 •协同工作小组Team work 238个 →设计制造周期大大缩短：4年 （而波音757、767约9-10年） 更大的利润，每架777，$1.4亿
2.3 制造业发展的教训
三、东南亚经济危机的启示 1）1998年爆发的东南亚经济危机，从另一个侧面 反映了一个国家发展制造业的重要。一个国家， 如果把经济的基础放在股票、旅游、金融、房 地产、服务业上，而无自己的制造业，这个国 家的经济就容易形成泡沫经济，一有风吹草动 就会产生经济危机。 2）新加坡、台湾都有自己的制造业，因此受经济 危机的影响小一些。
5、制造业面临的竞争和挑战
5.2 制造业市场竞争的新特点 1）知识－技术－产品更新的周期更短
年数
10 8 6 4 2
平均开发时间 TD
TD > TL
平均产品寿命 TL
78 80
82 84 86 88 90 92 94 96
时间
来源: Bullinger
5、制造业面临的竞争和挑战
20世纪90年代制造业的标志性进展
2.2 制造业发展的历程
1）用机器代替手工，从作坊形成工厂
19世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。
2）从单件生产方式发展成大量生产方式
泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特：零件互换技术，1913年建立了具有划时代意义的 汽车装配生产线
3）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代 制造技术
柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智 能制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造……
第六章 现代制造技术
特点： 特点：
设备利用率高、柔性好、缩短产品周期、减少库存 提高质量和生产率、降低中小批生产成本
四．计算机集成制造系统CIMS 计算机集成制造系统CIMS （Computer Integrated Manufacturing System） ——应用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统 工程技术于一体的系统工程 CIMS核心——集成，是人、技术和经营三大方面的集成
例：水喷射加工 组成：①超高压水射流发生器；②磨料混合和液流处理装置； ③喷嘴 ④数控三维切割机床；⑤外围设备等 加工：金属、非金属（石材、玻璃）、木材与纸制品、塑料制品、 织物与革制品等 切缝宽约0.5mm，Ra12.5μm，切割精度达±0.05mm
图6.1 水喷射加工装置示意图 1—带过滤器的水箱；2—水泵； 3—贮液蓄能器；4—控制器； 5—阀；6—蓝宝石喷嘴；7—射流束； 8—工件；9—排水口；10—压射距离； 11—液压系统；12—增压器
图6.9 CIMS的基本组成 CIMS的基本组成
基本组成： 基本组成： （1）管理信息系统——预测、经营决策、生产计划、技术准备、 销售、供应、财务、成本、设备、工具、人力资源等各项管理模 块 （2）工程设计自动化系统——CAD、CAPP、CAM （3）制造自动化系统——CNC机床、加工中心、FMC或FMS （4）质量保证系统——质量决策、质量检测、质量评价、质量信 息综合管理与反馈控制等功能 （5）数据库系统——支持CIMS各系统并覆盖企业全部信息 （6）计算机通信网络系统——将CIMS各个功能分系统的信息联系 起来，支持资源共享、分布处理、分层递阶和实时控制
三．柔性制造系统（FMS）(Flexible Manufacturing System) 柔性制造系统（FMS） ——由数控设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化 制造系统 根据任务或环境的变化迅速调整——多品种、中小批量生产 组成：数控加工系统，物料系统，计算机控制系统 （1）加工系统——数控机床、加工中心、柔性制造单元、其它设 备 （2）物料系统——自动化立体仓库、传送带、自动导引小车 工业机器人、上下料托盘、交换工作台 （3）计算机控制系统——运行控制、刀具管理、质量控制，数据 管理和网络通信 还包括刀具监控和管理系统，冷却系统、切屑系统等附属设备
(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。
先进制造技术绪论
先进制造技术绪论
目 录
• 先进制造技术概述 • 先进制造技术核心组成 • 先进制造技术在工业生产中应用 • 先进制造技术在产品创新中作用 • 先进制造技术发展趋势与挑战 • 总结与展望
01 先进制造技术概述
定义与发展历程
定义
先进制造技术是指基于先进生产设备和 制造工艺，结合信息技术、自动化技术 等手段，实现高效、高精度、高质量、 低成本、柔性化生产的技术总称。
对未来发展趋势预测和展望
智能化
绿色化
随着人工智能技术的不断发展，先进制造 技术将更加智能化，实现自动化生产、智 能化决策和优化管理。
环保意识的提高将推动先进制造技术向绿 色化方向发展，减少资源消耗和环境污染 。
柔性化
集成化
市场需求的多样化将要求先进制造技术更 加柔性化，能够快速响应市场变化，实现 个性化定制生产。
促进制造业与互联网、人工智能等新兴产业的跨 界融合，激发创新活力，培育新的增长点。
06 总结与展望
对本次课程学习成果回顾
01 掌握了先进制造技术的基本概念、特点 Nhomakorabea发 展历程。
02 了解了先进制造技术在各个领域的应用现状 。
03
学习了先进制造技术的核心技术和关键方法 。
04
具备了运用先进制造技术解决实际问题的能 力。
FMS的运行与维护
探讨柔性制造系统的运行原理、维护方法以及故障处理等问题，确 保系统的稳定运行。
04 先进制造技术在产品创新 中作用
产品设计创新方法探讨
基于用户需求的设计创新
通过深入了解用户需求，挖掘潜在需求，以此为基础进行 产品设计创新，提高产品的用户体验和满意度。
引入新技术进行设计创新
积极引入新技术、新工艺、新材料等，将其应用于产品设 计中，实现设计创新，提升产品的技术含量和附加值。
目 录
• 先进制造技术概述 • 先进制造技术核心组成 • 先进制造技术在工业生产中应用 • 先进制造技术在产品创新中作用 • 先进制造技术发展趋势与挑战 • 总结与展望
01 先进制造技术概述
定义与发展历程
定义
先进制造技术是指基于先进生产设备和 制造工艺，结合信息技术、自动化技术 等手段，实现高效、高精度、高质量、 低成本、柔性化生产的技术总称。
对未来发展趋势预测和展望
智能化
绿色化
随着人工智能技术的不断发展，先进制造 技术将更加智能化，实现自动化生产、智 能化决策和优化管理。
环保意识的提高将推动先进制造技术向绿 色化方向发展，减少资源消耗和环境污染 。
柔性化
集成化
市场需求的多样化将要求先进制造技术更 加柔性化，能够快速响应市场变化，实现 个性化定制生产。
促进制造业与互联网、人工智能等新兴产业的跨 界融合，激发创新活力，培育新的增长点。
06 总结与展望
对本次课程学习成果回顾
01 掌握了先进制造技术的基本概念、特点 Nhomakorabea发 展历程。
02 了解了先进制造技术在各个领域的应用现状 。
03
学习了先进制造技术的核心技术和关键方法 。
04
具备了运用先进制造技术解决实际问题的能 力。
FMS的运行与维护
探讨柔性制造系统的运行原理、维护方法以及故障处理等问题，确 保系统的稳定运行。
04 先进制造技术在产品创新 中作用
产品设计创新方法探讨
基于用户需求的设计创新
通过深入了解用户需求，挖掘潜在需求，以此为基础进行 产品设计创新，提高产品的用户体验和满意度。
引入新技术进行设计创新
积极引入新技术、新工艺、新材料等，将其应用于产品设 计中，实现设计创新，提升产品的技术含量和附加值。
先进制造技术概论.pptx
集成性
• 传统制造技术的学科，专业单一、界限分明，而现代
制造技术使各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐 淡化甚至消失，发展成为集机械、电子、 信息、材料和 管理技术为一体的新型交叉学科。例如，加工中引入声、 光、电、磁等特种切削工艺，并与机械加工复合组成复合 加工工艺（超声磨削、激光辅助切削等）。还有，生产技 术与管理模式相结合产生新的生产方式：敏捷制造( Agile Manufacturing，AM)、并行工程(Concurrent Engineering，CE)、精益生产(Lean Production，LP)等 。集成技术显示出高效率、多样化、柔性化、自动化、资 源共享等特点。
• 先进制造技术是一个相对的、动态的概念，是为了适应 时代要求，提高竞争能力，对制造技术不断优化所形成的 。虽然目前对先进制造技术仍没有一个明确的、一致公认 的定义，但经过对其内涵和特征的分析研究，可以定义为 ：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息（ 计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代系 统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造 、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以 实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多 变的产品市场的适应能力和竟争能力并取得理想经济效果 的制造技术总称。”
及纸制品业；11印刷业记录媒介的复制；12文教体育用品制造业；
13石油加工及炼焦业；14化学原料及化学制品制造业；15医药制造
业；16化学纤维制造业；17橡胶制品业；18塑料制品业；19非金属
矿物制品业；20黑色金属矿物制品业；21有色金属冶炼及压延加工
业；22金属制品业；23普通机械制造业；24专业设备制造业；25交
制造技术( Manufacturing Technology)
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6 先进制造技术——特种加工技术
（2）超精密切削加工的微量进给装置
① 超精密切削对微量进给装置的要求
a. 微量进给与粗进给分开，以提高微量进给的精度和稳定性，同时保证 加工效率；
b. 运动副必须是低摩擦和高稳定性的，以保证进给速度均匀、进给平衡、 无爬行现象，从而使进给装置达到较高的重复定位精度；
机械制造工艺学
第六章
机电工程学院
6 先进制造技术——特种加工技术
6.1 超精密加工技术 1. 超精密加工的概念及其发展
超精密加工技术是本世纪60年代发展和完善起来的，已成为现代制 造技术的一个重要组成部分，受到人们日益普遍的关注。
按加工精度和加工表面质量的不同，通常可以把机械加工分为一般 加工(粗加工、半精加工和精加工)、光整加工和超精密加工。
该技术发展于20世纪60年代，主要用于有色金属及其合金，以及 非金属零件表面的镜面加工。
单晶天然金刚石刀具可直接切出表面粗糙度Ra值0.01～0.05μm、 尺寸误差在0.1μm以下的镜面，可以替代收购研磨等光整加工，节 约工时、提高加工质量。目前用在陀螺仪、激光反射镜、天文望远 镜的反射镜、计算机磁盘等。
图6-1 机械夹固式金刚石车刀
金刚石刀具的主、副切削刃之间通常采用过渡刃对加工表面进行修光， 常见的修光刃形式有直线修光刃和圆弧修光刃。 （b）前角和后角
金刚石较脆，在保证获得较小的表面粗糙度Ra值的前提下，为增加 切削刃的强度，应采用较大的刀具楔角β，故刀具的前角和后角一般都 取得较小。
金刚石刀具的前角通常是根据加工材料进行选取的，可参考表6-2。
6 先进制造技术——特种加工技术
③ 切削参数的选择
金刚石车削时，加工表面的表面粗糙度与切削速度关系不大，宜采 用高速切削，进给量的大小与车刀过渡刃宽度、圆弧半径有关，宽度与
半径较大，进给量f 可取大些。
④ 金刚石刀具的刃磨 a. 晶面的选择 b. 刀具刃口的刃磨
在金刚石刀具超精密切削中，超微量切 单除晶性是能各的向好异坏性主的要，取其决不于同刀的具方刃向口的的性锋 能利（程硬度度。、金耐刚磨石性是等目）前相发差现很的大最。硬的材 料，故其精密刃磨是很困难的。
6 先进制造技术——特种加工技术
b. 弹性变形微量进给装置 利用材料在弹性限度内的变形量与所受的力成正比的原理而制
成的微量进给装置，以其进给量小、进给精度高，刚度好，结构简 单，变形量容易控制等优点，在超精加工机床上广泛的应用。
6 先进制造技术——特种加工技术
2. 超精密磨料加工
金刚石刀具超精密切削加工对铝、铜等有色金属及其合金是行之 有效的，但对钢铁类铁碳合金进行切削加工时，由于加工时的局部高 温，将使金刚石刀具中的碳原子很容易扩散到铁素体中，从而造成刀 具的扩散磨损；在对非金属硬脆材料进行切削加工时，出于加工时的 切应力很大，剪切能量密度也很高，这样，切削刃口处的局部高应力、 高温将使刀具很快产生机械磨损。因此，对钢铁类、非金属硬脆材料 等的超精密加工，一般多采用超精密磨料加工。
（1）金刚石刀具
① 超精密切削对刀具的要求
（a）极高的硬度、耐磨性和弹性模量，以保证刀具具有极长的使用和尺寸耐用度； （b）刃口应能刃磨的极其锋利，以满足超微薄切削的要求； （c）切削刃应没有缺陷，以得到超光滑镜面； （d）与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性力、摩擦因数低，以得到极好的加工表
面质量。
2. 超精密加工的意义及分类
①超精密切削加工：金刚石刀具超精密车削、微孔钻削； ②超精密磨料加工：超精密磨削、超精密研磨； ③超精密特种加工：电火花加工、电子束、离子束加工及光刻加工； ④超精密复合加工：超声波研磨、机械化学抛光。
6 先进制造技术——特种加工技术
6.2 精密切削及磨削加工 1. 金刚石刀具超精密切削加工
超精密的概念是相对的，是与某个时代的加工与测量水平密切相关 的。所谓超精密加工技术，并不是指某一特定的加工方法，而是指在 一定的发展时期中，加工精度和加工表面质量达到最高水平的各种加
工方法的总称。
绝时对代性性、相对性
各时物代质的是加由工分精子度或极原限子不组断成提的高，，故5最0年小代加工1单μm位、是8分0年子代或原＞子0。.1μm 、目
前＜ 0.1μm
6 先进制造技术——特种加工技术
超精密加工技术的发展是与时代的需要和科技的发展密切相关的，预 计未来几年，超精密加工的精度可达纳米级。由于原子晶格的间距通常 为0．2～0．4nm，因此，纳米加工技术已接近于加工极限。目前对超 精密加工技术的研究主要集中在以下几个方面：
① 精密加工机床新型结构的研究； ② 金刚石刀具（或砂轮）超精密切削与磨削技术的研究； ③ 新型超精密研磨抛光方法的研究； ④ 纳米技术和微型机械的研究。
c. 装置内部各连接处必须可靠接触，接触暗隙极小，接触刚度极高； d. 末级传动件（即刀具夹持处）必须具有很高的刚度，以保证刀具进给
的可靠性； e. 在要求快速微量位移（用于随机误差补偿）时，微量进给装置应具有
好的动态特性，即极高的频率响应特性； f. 工艺性好，容易制造。
6 先进制造技术——特种加工技术
超精密磨料加工是利用细粒度的磨粒和微粉，主要对黑色金属及 其合金、非金属硬脆材料等进行加工的方法。
固结磨料超精密加工
根据加工中磨粒的状态，可分为
游离磨料超精密加工
② 常见的微量进给装置
a. 压电陶瓷微量进给装置 压电陶瓷具有电 用压电陶瓷制造微量进给装置 具有很多优点：
• 能实现高刚度、无间隙位移； • 能实现极精细的微量位移； • 变形系数大，频响特性好，其响
应时间可达100μs；
• 无空耗电流发热问题。
6 先进制造技术——特种加工技术
② 金刚石车刀的结构与几何要素 通常是将金刚石刀头采用机械夹持或粘结方式固定在刀杆上，如图6-1所示。 几何要素主要是指刀头形式和前角、后角等。
（a）刀头形式
金刚石刀具一般不采用主切削刃和副切削 刃相交于一点的尖锐刀刃，因为这样的刀尖不 仅容易崩刃和磨损，而且易在加工表面留下加 工很久而使加工表面的表面粗糙度值增大。