曹彪《先进制造技术》
先进制造技术(英文版第三版)唐一平,第二章翻译
先进制造技术（英文版第三版）唐一平，第二章翻译P21计算机网络是一个热门的话题，这些天，各大报纸，流行杂志，专业杂志，甚至广播和电视都在谈论“性”和“国家信息基础设施，信息高速公路”。
让我们想象一下，一个国际信息高速公路可能看起来像：来自世界各地的?用户将能够连接到网络。
会有大学，政府机构和高速接入，全球商业设施。
?网络将使用标准的通信协议。
通信协议是建立一系列的法规数据交换的一致性（处理器和终端之间提供访问），不管什么品牌的电脑使用，无论是操作系统，无论计算机的尺寸。
?用户在这样的全球网络将能够交换电子邮件另一个消息传递的瞬间，在几秒或几分钟否则。
网络可以让不只是一对一的通信，但也将提供工具，让相隔距离个人组和时间进行讨论。
?网络将提供一个简单的，用户登录的标准方法世界各地的计算机上。
个人将利用这不仅从他们的家中或办公室，但也会利用网络在旅行的时候，他们可以回家。
?导航工具将很容易为个人巡航网络，看大学，商家提供的信息，图书馆，基础，和个人。
?指数）Q工具允许用户去浏览大型数据库，快速定位感兴趣的文档。
?用户将能够检索和播放电影，声音，和多媒体文件。
P22?网络将支持实时通信：人们可以互相交谈在线（打字，或者，使用合适的设备，通过音频链接），甚至会利用网络游戏的实时虚拟现实游戏。
?最后，网络将是一个双向的公路。
用户并不认为自己是消费者；相反，工具会使人成为一个信息提供者相对容易。
个人可以发布简历，他们写了论文，他们的家庭照片，他们的作品。
互联网是一个真正的，功能，全球数据网络。
所以，互联网可以被描述为一个“网络。
最快，最有能力的网络世界不会很有用的如果没有有价值的信息，为人们检索。
互联网不仅是人对人的电子邮箱中；它也是一个知识库^各种信息，“发布”信息的全球供应商。
中有一些信息是如何在网络中交换：许多大学都建立校园信息系统，或cwises，作为一种在一个地方，巩固校园信息和计算服务。
最cwises是通过互联网访问。
先进制造技术第4章第1节
06.04.2021
12
三、制造自动化技术的发展趋势
（2）制造网络化
基于 Internet的制造已成为当今制造业的重要
发展趋势，包括企业制造环境的网络化和企业与 企业之间的网络化。
通过制造环境的网络化，实现制造过程的集成，
实现企业的经营管理、工程设计和制造控制等各 子系统的集成
通过企业与企业间的网络化，可实现异地制造、
•在 “狭义制造”概念下，制造自动化的含义是 生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自 动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、 工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、 断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断 自动化等。 •在 “广义制造”概念下，制造自动化则包含了 产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自 动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各 个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现 高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。
06.04.2021
7
刚性自动化
在半自动和自动机床、组合机床、组合机床自动线出现， 解决了单一品种大批量生产自动化问题 特点是生产效率高、加工品种单一。 20世纪 50年代达到了顶峰。
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8
柔性自动化
为满足多品种小批量甚至单件生产自动化的需要， 出现了一系列柔性制造自动化技术: 如数控技术 （NC）、计算机数控 （CNC）、柔性 制造单元 （FMC）、柔性制造系统 （FMS）等。
06.04.2021
3
制造自动化技术的兴起
19世纪末期，机械化生产开始出现； 20世纪中叶，自动化车床开始出现； 1947年，第一个机械加工自动线在美国福特 汽车公司投产；
20世纪50年代柔性自动化生产开始出现（以 数控车床为代表）
先进制造技术习题答案
全国高职高专规划教材·精品与示范系列先进制造技术习题答案孙燕华主编电子工业出版社Publishing House of ElectronicsIndustry北京·BEIJING1-1论述先进制造技术及其主要特点。
答：1、系统性先进制造技术由于微电子、信息技术的引入，使制造技术成为一个能驾驭生产过程的物质流、信息流和能量流的系统工程。
如柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）技术是先进制造技术全过程控制物质流、信息流和能量流的典型应用案例。
2、集成性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。
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。
3、广泛性现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及用户服务等整个产品生命周期全过程，成为“市场——产品设计——制造——市场”的大系统。
4、高精度现代制造对产品、零件的精度要求越来越高，在飞机、潜艇等军事设施中使用的精密陀螺、大型天文望远镜以及大规模集成电路的硅片等高新技术产品都需要超精密加工技术的支持。
这些需求使激光加工、电子束、离子束加工、纳米制造、微机械制造等新方法迅速发展。
５、实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁、灵活生产等基础制造技术，它是从传统的制造工艺发展起来的，并与新技术实现了局部或系统集成。
1-2叙述先进制造技术的构成及分类。
答：先进制造技术的构成：１、基础技术第一层次是优质、高效、低耗、少或无污染的基础制造技术。
铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用、经济适用的技术，这些基础工艺经过优化而形成的基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部分。
这些基础技术主要有精密下料、精密成形、精密加工、精密测量、毛坯强韧化、无氧化热处理、气体保护焊及埋弧焊、功能性防护涂层等。
先进制造技术2-4
在医疗方面，三维生物组织培养技术不断突破， 人体各种器官将能得到复制，会大大延长人类 的生命。 在生物加工方面，通过生物方法制造纳米颗粒、 纳米功能涂层、纳米微管、特殊结构的功能材 料、微器件、微动力、微传感器、微系统等。
2.7 绿色制造
2.7.1绿色制造产生概念 2.7.2绿色制造的体系结构 2.7.3绿色制造的技术组成及相关技术 2.7.4案例
（5）生物遗传制造
依靠生物DNA的自我复制实现生物遗传制造， 即利用转基因实现一定几何形状、各几何形状 位置不同的物理力学性能、生物材料和非生物 材料的有机结合，这是交叉性前沿课题。 加拿大魁北克一家生物技术公司的研究人员 将生产蛛丝的基因转移到新西兰小山羊的体内， 这些山羊每升奶可以生产2-15克的蛛丝。这家 公司在美国纽约州的普拉茨堡和魁北克的圣·泰 莱斯福尔都有养殖基地，公司希望每年可以生 产5吨蛛丝。
绿色制造的内涵
绿色制造强调:必须从源头开始对环境进行主动的保护， 绿色制造强调:必须从源头开始对环境进行主动的保护， 而不是在环境遭到破坏后再被动地进行治理。 而不是在环境遭到破坏后再被动地进行治理。 传统的制造模式是一个开环系统，即原料--生产--使 传统的制造模式是一个开环系统，即原料--生产--使 --生产---报废 在原来的生产模式中增加一个"拆卸、 报废， 用--报废，在原来的生产模式中增加一个"拆卸、回收 环节就成为闭式循环的生产模式，尽量做到从设计、 "环节就成为闭式循环的生产模式，尽量做到从设计、 制造、 制造、使用一直到产品报废回收整个寿命周期对环境 影响最小，资源效率最高; 影响最小，资源效率最高; 要在产品整个生命周期内， 要在产品整个生命周期内，以系统集成的观点考虑产 品环境属性，改变了原来末端处理的环境保护办法， 品环境属性，改变了原来末端处理的环境保护办法， 对环境保护从源头抓起，并考虑产品的基本属性， 对环境保护从源头抓起，并考虑产品的基本属性，使 产品在满足环境目标要求的同时， 产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基 本性能、使用寿命、质量等。 本性能、使用寿命、质量等。
先进制造技术第二章课件
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2.1 电火花成型加工技术
（13）相对损耗或损耗比（损耗率）θ（%） 相对损耗或 损耗比是工具电极损耗速度和工件加工速度之比值，并以此 来综合衡量工具电极的耐损耗程度和加工性能。 （14）面积效应 面积效应指电火花加工时，随加工面积 大小变化而加工速度、电极损耗比和加工稳定性等指标随之 变化的现象。一般加工面积过大或过小时，工艺指标通常降 低，这是由于“电流密度”过小或过大引起的。 （15）深度效应 随着加工深度增加而加工速度和稳定性 降低的现象称深度效应。主要是电蚀产物积聚、排屑不良所 引起的。
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2.1 电火花成型加工技术
4）电弧放电 由于排屑不良，放电点集中在某一局部而不分 散，局部热量积累，温度升高，恶性循环，此时火花放电就 成为电弧放电，由于放电点固定在某一点或某局部，因此称 为稳定电弧。 5）短路（短路脉冲） 放电间隙直接短路相接，这是由于 伺服进给系统瞬时进给过多或放电间隙中有电蚀产物搭接所 致。
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2.1 电火花成型加工技术
电火花加工也有其一定的局限性： （1）它仅适于加工金属等导电材料。 （2）在一般情况下，电火花加工的加工速度要低于切削加 工。 （3）工具电极的损耗大多集中在尖角及底部棱边处，直接 影响了电火花成形加工的成形精度。 （4）最小圆角半径有限制，难以清角加工。 （5）加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除。 （6）工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。
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2.1 电火花成型加工技术
（9）峰值电流Ie（A） 峰值电流是间隙火花放电时脉冲电 流的最大值（瞬时）。 （10）放电状态 放电状态指电火花加工时放电间隙内每一 脉冲放电时的基本状态。一般分为五种放电状态和脉冲类型。 如图2-5。 1）开路（空载脉冲） 放电间隙没有击穿，间隙上有大于 50V的电压，但间隙内没有电流流过，为空载状态 （td=ti）。 2）火花放电 波形特点是：电压上有td、tc，电流上Ie，波 形上有高频振荡的小锯齿波形。 3）过渡电弧放电 过渡电弧放电是正常火花放电与稳定电弧 放电的过渡状态，是稳定电弧放电的前兆。波形特点是击穿 延时td很小或接近于零，仅成为一尖刺，电压电流波上的高 频分量变低成为稀疏和锯齿形。
29 《先进制造技术》16课程教学大纲(王磊)
《先进制造技术》课程教学大纲课程代码：010142034课程英文名称：Advanced Manufacturing Technology课程总学时：16 讲课：16 实验：0 上机：0适用专业：机械设计制造及自动化机械电子工程大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标先进制造技术的概念源于20世纪80年代。
它是指在制造过程和制造系统中融合电子、信息和管理以及新工艺、新材料等现代科学技术，使材料转换为产品的过程更有效、成本更低、更及时满足市场需求的先进的工程技术的总称。
要求任课教师具有广泛的先进制造技术知识和较丰富的信息技术应用经验，应采用案例分析、参观先进制造企业等生动、直观的教学方式，重点介绍先进制造技术的内涵及体系结构、先进制造设计技术、工艺技术、加工自动化技术及先进的管理理念如何实际应用。
介绍制造技术的各个方面（管理技术、工程设计技术、物流技术、相关学科支撑技术和支撑环境），涉及到制造业生产、经营管理、设计、制造、市场的各个方面，使学生对本学科前沿及交叉学科知识有所了解。
随着人类工业文明的不断进步，制造业已成为国家经济和综合国力的基础。
面向新世纪，先进制造技术的推广与应用对我国经济发展起着重要的作用。
作为机械设计制造自动化专业的本科学生应该而且必须掌握本学科的技术前沿，通过本课程的学习，学生应掌握先进制造技术的内涵及体系结构，了解企业如何在培育先进管理理念的基础上，在产品的概念设计、工艺设计、加工制造等方面应用先进制造技术，为后续的工作研究、质量管理等学科专业课程打下良好的基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求了解先进制造技术的发展及体系结构；了解现代设计技术的基本知识；了解先进制造工艺技术的基本知识；了解制造自动化技术的基本知识；了解先进制造生产模式的基本知识; 了解新型的虚拟现实技术，人工智能技术。
（三）实施说明在具体的教学过程中，教师应根据各章节内容在课程讲授过程中有所侧重，重点讲解目前生产实际中应用的新技术新理论，多举实例。
先进制造技术第三章
高速与超高速磨削砂轮的磨料
●磨料是构成砂轮的主要原料，在磨削过程中对 工件起切削作用，应具有高的硬度和适当的脆 性。 ●高速与超高速磨削砂轮的磨料主要是立方氮化 硼、金刚石及一些新型磨料。 ●立方氮化硼和金刚石被称为超硬磨料。由于金 刚石易和铁族元素产生化学反应，故适于磨削 硬质合金及非金属硬脆材料；立方氮化硼砂轮 则适于磨削硬而韧的黑色金属材料及高温硬度
德国Guhring Automation公司于1983年制造了世界 上第一台高效深切磨床,功率60kW,转速10000r/min ，砂轮线速度达209m/s。
1989～1992年德国纳霍斯公司、居林自动化公司 先后推出了80～160m/s的CBN磨床。
20世纪90年代初,已经实现了最高砂轮线速度 350m/s的磨削实验。
超高速砂轮基体优化后的截面形状
3.1.4高速与超高速磨削机床
● 高速与超高速磨削机床除具有普通磨床的一般功能外，还应具有如下特点： 1.良好的动态特性； 2.超高速条件下砂轮的紧固和高强度； 3.高安全性； 4.高的运动精度； 5.高的热稳定性； 6.高速砂轮的动平衡性。
3.1.4高速与超高速磨削机床
3.1.3高速与超高速磨削用砂轮
1.高速与超高速磨削砂轮的结构 2.高速与超高速磨削砂轮的磨料 3.多层超硬磨料砂轮的结合剂 4.高速砂轮的优化设计
高速与超高速磨削砂轮的结构
●结构组成：高速与超高速磨削砂轮与普通砂轮 不同，其结构形式由磨料层、过渡层和基体三 部分组成。 ●磨料层由超硬磨料、结合剂及填料组成，是砂 轮进行磨削加工的部分。过渡层由结合剂和其 他材料组成，将磨料层牢固地把持在基体上， 以保证磨料层被充分地使用。基体是砂轮的基 本形体，起支承磨料层的作用。
3.1.2高速与超高速磨削技术的研究 发展历程及现状
先进制造技术 第七章 前沿制造理念
宏细观特性
制
造
工
艺
表面功能层
参
数
…
…
几何形状 拓扑结构 材料特性
表面成分 组织结构 表面织构
表面图案
力热磁
声光电
零
耐磨损
件
抗腐蚀
功
抗疲劳
能
耐辐射
化
抗干扰
超疏水
跨尺度特征 工艺载荷
比表面能 表面功
材料加工载荷
高灵敏 ……
-11-
7.1 高性能制造的需求内涵
高性能制造的本质 建模和反求设计与制造
基于实验迭 代的试错法
相互依赖关系数学模型 破解设计制造中公差分配逐级严苛等难题 结构设计、材料选择、公差分配、工艺选择
设计环
产品目 标集合
主要功能集
功能1、功能2、…
关键件
零件1、零件2、…
关键件特征集
特征集1、特征集2、…
可行工 艺集合
制造环
工艺参 数集合
-10-
7.1 高性能制造的需求内涵
高性能制造的内涵
通过装备或零件的性能、材料和几何特性参数的建模，相容性和敏 度分析，确定出可供选择的制造工艺以及工艺载荷的物质与能量输 入条件，建立面向性能的反问题求解模型。
高温高压、梯度变化的极端的服役环境；复杂的内外腔体结构；高尺寸精 度，高表面质量的加工要求。
高精度、高灵敏度水声探测需要大幅度提高压电陶瓷传感器机电转化效率。 -7-
7.1 高性能制造的需求内涵
仿生工业
仿蛾眼高能吸附表面
仿蝶翅高能吸附表面 仿鲨鱼皮减阻表面
仿壁足大吸力表面
仿荷叶、水黾超疏水表面
隐身战斗机
天宫一号飞行器
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《先进制造技术》教学大纲
一、课程名称（中、英文）：先进制造技术Advanced Manufacturing Technology（AMT）
二、课程编号：0801571
三、学时与学分：32/2.0 课堂教学20╳2，实验教学4╳2
四、先修课程：无
五、课程教学目标
1．通过教学，使学生获得必要的先进制造技术基本知识，了解学科发展前沿，掌握探索先进制造技术的一般方法；
2．帮助学生了解和掌握典型先进制造技术工艺，开拓视野，为培养复合型人才、制造工程专家、企业家等战略型人才奠定基础；
3．使学生了解面对全球技术、经济、市场变革的挑战和机遇，技术、经济竞争将成为世界各国竞争的焦点和社会发展的主要动力，对于制造业来说，竞争的核心将是新产品和制造技术的竞争。
五、适用学科专业：材料加工工程、机械工程
六、基本教学内容与学时安排
●先进制造技术的发展及体系结构（2学时）
知识经济条件下制造业的发展
先进制造技术的提出及工业化国家制造业的发展方向
先进制造技术的内涵、技术构成及特点
先进制造技术发展趋势
先进制造技术的技术前沿
●现代设计技术（4学时）
现代设计技术概述
优良性能设计技术基础
全寿命周期设计技术
绿色产品设计技术
●先进制造技术工艺（6学时）
先进制造技术工艺概述
精密洁净铸造工艺
精确高效金属塑性成型工艺
优质高效焊接与切割技术
快速原型与快速制模技术
虚拟成形与加工技术
模具先进制造技术
特种加工技术
●制造自动化技术（6学时）
制造自动化技术概述
数控技术
工业机器人
柔性制造技术和智能制造技术
自动化制造系统中的检测与监控技术
●先进制造生产模式（2学时）
先进制造生产模式创立基点及战略目标
先进制造生产模式的管理
先进制造生产模式
管理综合自动化技术
●实验安排：1数控机床及工业机器人编程实践（2学时）
2快速原型制造技术（2学时）七、教材及参考书
先进制造技术盛晓敏，邓朝晖，机械工业出版社，2000年模具先进制造技术李法致机械工业出版社2003年
特种加工技术赵万生高等教育出版社2001年注：此点要求写详细，便于学生购买。
八、考核方式
书面考试＋讨论、作业＋实践、实验表现
任课教师：张海鸥老师、王桂兰老师、曹彪老师。