现代制造工艺技术
分析现代机械制造工艺及精密加工技术的应用
分析现代机械制造工艺及精密加工技术的应用
随着工业化的发展和科技进步，现代机械制造工艺和精密加工技术已经得到了很大的改进和提高。
在新材料的研发和新技术的应用下，制造工艺越来越智能化和自动化，精度和质量都得到了很大的提高，而且生产效率也有了很大的提高。
在现代机械制造工艺中，数字化控制技术是一项非常重要的技术。
数字化控制技术可以使机床实现高速、高精度的切削加工，从而达到高效率、高质量和低成本的工艺效果。
数字化控制技术在机床操作上的应用，使我们能够通过电脑设计图纸并直接传输至机床制造，也可通过CAD/CAM软件进行辅助制造，这种方法在提高机械零件精度，减小误差方面得到了显著的提升。
随着制造工艺的智能化，机器人技术也已经得到很大的提高和应用。
机器人在制造过程中可以胜任很多繁琐、重复和危险的工作，尤其在精密加工和组装领域的应用越来越广泛。
机器人精度高、速度快，可以实现多目标、多工艺的加工，提高了制造的灵活性、效率和生产质量。
而且机器人可以通过与人类协作、交互，可以实现高级的智能化加工。
在现代机械制造工艺中，新材料和新加工技术也得到了广泛的应用。
比如金属3D打印就是一种新型的加工技术，可以制造出很多具有复杂几何形状和高精度的零件。
与传统的加工方法不同，3D打印技术不需要经过复杂的模具设计、制造和调试。
还有运用先进的材料科学研究，新一代的复合材料和高强度材料广泛应用于机械零部件制造中，使机械零部件与设备升级带来新的发展。
现代制造工艺
b）2 次对称轴 和（110）晶面
c）3 次对称轴 和（111）晶面
图7-20 八面体的晶轴和镜晶面
3.2.2 金刚石超精密加工技术
➢ 金刚石晶体的面网距和解理现象
◎金刚石晶体的（111）晶面面网密度最大，耐磨性最好。
◎（100）与（110）面网的面间距分布均匀；（111）面网 的面间距一宽一窄（图7-21）
磨粒切削深度超过1μm时，导致转变为脆性磨削。②高的刚 性。因为塑性磨削切削力远超过脆性磨削的水平，机床刚性 低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。
（2）磨粒与工件的接触点的温度高到一定程度时，工件 材料的局部物理特性会发生变化，导致切屑形成机理的变化 （已有试验作支持）。
3.2.3 超硬磨料砂轮超精密磨削
传动带
主轴电机 空气垫
图7-18 Moore金刚石车床
3.2.2 金刚石超精密加工技术
➢ T形布局（图7-19）
车床主轴装在横向 滑台（X轴）上， 刀架装在纵向滑台 （Z轴）上。可解 决两滑台的相互影 响问题，而且纵、 横两移动轴的垂直 度可以通过装配调 整保证，生产成本 较低，已成为当前 金刚石车床的主流 布局。
连续加工
热物理 化学
激光焊接、快速成形 化学粘接
热流动 变形加工 粘滞流动
分子定向
精密锻造、电子束流动加工、激光流动加工 精密铸造、压铸、注塑 液晶定向
3.2.1 概述
精密与超精密加工特点 ◆“进化”加工原则
➢ 直接式进化加工：利用低于工件精度的设备、工具， 通过工艺手段和特殊工艺装备，加工出所需工件。适用 于单件、小批生产。 ➢ 间接式进化加工：借助于直接式“进化”加工原则， 生产出第二代工作母机，再用此工作母机加工工件。适 用于批量生产。
现代制造工艺技术
2.2 高效磨削技术
5. 宽砂轮和多砂轮磨削
可以实现淬火硬度达到60HRC（某些情况下可达70HRC）的淬硬模具的切削加 工，加工时间仅为电加工的25%左右，加工费用可节省50%以上。
2.1.3 超高速切削技术的应用
3. 航空、航天领域
采用高速切削后，切削速度达到了100～1000m/min，不仅
大幅度提高生产率，还能有效减少刀具磨损，提高工件表面的加工 质量。因此，飞机制造业是最早采用高速铣削的行业。 图2－2所示为采用“整体制造法”制造的铝制螺旋片；壁厚最薄处
1. 高速重负荷荒磨（或修磨）
其砂轮线速度普遍达到了80m/s，有的高达120m/s；磨削法 向力通常达到了10000～12000N，有的高达30000N；磨削功率 一般为100～150kW，有的高达300kW；材料去除率可达 150kg/h。
主要用于钢坯的修磨，磨除钢坯的表面缺陷层（夹渣、结疤、 气泡、裂纹和脱碳Carl Salmon曲线
2.1.1 超高速切削技术的内涵
实践证明，切削速度提高10倍、进给速度提高20倍，远远超越 传统的切削“禁区”（图2-1中的不可切削区）后，切削机理发生了 根本的变化。其显著标志是使被加工塑性金属材料在切除过程中的 剪切滑移速度达到或超过某一阈值，开始趋向最佳切除条件，因而 被加工材料切除所消耗的能量、切削力、工件表面温度、刀具磨具 磨损、加工表面质量等均明显优于传统切削速度下的指标，加工效 率大大高于传统切削速度下的加工效率。
现代机械制造工艺的特点及发展趋势分析
现代机械制造工艺的特点及发展趋势分析
机械制造工艺是指将物体转化为具有一定形状、尺寸和性能的制品的过程。
随着科技的不断进步，现代机械制造工艺不断发展，呈现出以下几个特点：
1.自动化：现代机械制造工艺在很大程度上实现了自动化生产。
由于高度自动化的生产线，工人只需进行简单的操作和监控，大大提高了生产效率和质量，并且减少了人为操作的错误。
2.精密化：现代机械制造工艺要求制品的精密度更高。
通过使用先进的加工设备和技术，可以实现更精确的加工和测量，提高制品的精度和质量。
3.智能化：随着人工智能技术的快速发展，现代机械制造工艺越来越智能化。
通过使用智能化设备和系统，可以实现自动化的数据分析和决策，提高生产效率和降低成本。
4.绿色化：现代机械制造工艺注重环境保护。
通过使用节能设备和工艺，减少废物和污染物的排放，提高资源利用率，实现可持续发展。
5.定制化：现代机械制造工艺不断向个性化和定制化方向发展。
通过使用先进的设计软件和制造技术，可以根据客户需求进行个性化定制，提供更适合客户需求的产品和服务。
而在发展趋势方面，现代机械制造工艺面临以下几个发展趋势：
1.数字化制造：数字化制造是现代机械制造工艺的重要发展趋势之一。
通过使用数字化技术，实现产品的数字化设计和制造，提高生产效率和质量。
现代机械制造工艺具有自动化、精密化、智能化、绿色化和定制化等特点，并且面临数字化制造、智能制造、可持续发展、柔性制造和协同制造等发展趋势。
这些特点和趋势的出现，推动了现代机械制造工艺不断向更高效、高质量、环保和智能化方向发展。
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
产品技术和工艺技术
产品技术和工艺技术产品技术和工艺技术是现代制造业中非常重要的两个方面。
产品技术是指在产品的设计、开发和改进过程中所涉及的各种技术要求和技术指标，包括产品功能、性能、质量、可靠性等方面的技术要求。
工艺技术是指在产品的制造和加工过程中所涉及的各种工艺要求和工艺指标，主要包括生产过程、生产设备、工艺流程等方面的技术要求。
产品技术与工艺技术相互关联、相互依存。
产品技术对工艺技术提供了技术要求和技术指标，指导工艺的选择和优化；而工艺技术则是实现产品技术要求的手段和条件。
只有通过合适的工艺技术，才能生产出符合产品技术要求的产品。
在产品设计的过程中，产品技术起着决定性的作用。
通过产品技术的研发和应用，可以不断改进产品的功能和性能，提高产品的质量和可靠性。
例如，在电子产品中，通过研发新的芯片和电路技术，可以实现更高的处理速度和更低的功耗；在汽车制造中，通过研发新的材料和车身结构，可以提高汽车的安全性和燃油经济性。
产品技术的不断创新和进步，推动了产品的升级换代和技术的迭代更新。
而在产品制造过程中，工艺技术则成为实现产品技术要求的关键。
通过合理选择和优化生产工艺，可以提高产品的生产效率和质量稳定性，降低生产成本和资源浪费。
例如，在机械制造中，通过采用精密加工工艺和先进的数控机床，可以提高零件的加工精度和表面质量；在纺织制造中，通过优化纺纱和织造工艺，可以提高纺织品的柔软度和性能稳定性。
同时，产品技术和工艺技术的发展也相互促进。
随着产品技术的不断进步，对工艺技术的要求也越来越高。
只有通过不断的工艺创新和技术引进，才能满足产品技术要求带来的新需求。
例如，在航空航天领域，由于飞机的功能和性能要求越来越高，对制造工艺的要求也越来越严格，需要采用先进的复杂成形和焊接工艺。
综上所述，产品技术和工艺技术是现代制造业中不可分割的两个方面。
产品技术为工艺技术提供了技术要求和指导，而工艺技术则是实现产品技术要求的关键。
只有通过不断的技术创新和工艺优化，才能满足市场的需求和提高企业的竞争力。
现代制造技术和现代制造模式简介
现代制造技术和现代制造模式简介现代制造技术是指采用现代先进的工程技术把产品设计、制造、验证、测试、服务等全过程运用自动化手段和信息化办法来实现高效率、高质量的产品生产及降低成本的一种技术。
它涵盖了机械学科、自动化学科、现代材料学科、计算机学科及电子信息学科等多个领域，是集成制造工艺与运行的综合应用。
现代制造技术包括机械制造技术、模具制造技术、检测与检验技术、非机械加工技术等，它们为制造业的发展奠定了坚实的基础。
1、机械制造技术机械制造技术是指以机械工程为基础，采用机加工和其它机械成型的方法来制造产品的工艺和技术。
如车削、磨削、铣削、锻造、冲压等，通过这些技术能使工件表面获得理想的几何形状和加工精度，能进一步实现产品的质量要求和性能指标。
2、模具制造技术模具制造技术是指采用金属材料、复合材料和各种金属和非金属复合材料等来制造各种模具的技术。
它主要包括模具设计、制造、修复和技术改进等四方面。
模具制造技术的普及，能够提高产品的生产精度、降低加工成本和提高加工效率，从而促进全面新型制造业的技术进步和发展。
3、检测与检验技术检测与检验技术是指用于制程或产品检测，以保证产品质量的技术。
它主要涵盖了物理测量、光学测量、电子测量和机电组合技术等多种技术。
检测与检验技术的重要性在于它能够保证产品的质量，同时，它也是保证现代制造技术的重要组成部分。
4、非机械加工技术非机械加工技术是指以能量把工件表面进行加工的技术。
这些技术包括电火花加工技术、激光加工技术、电子束加工技术、等离子加工技术、电熔加工技术和水刀加工技术等，它们能够满足工件表面容许或外观要求的加工需求。
5、其他技术还有一些重要的技术，如机械自动化技术、机械运动控制技术、机床技术、传动技术、全自动贴装技术等，它们也为现代制造技术的进一步发展提供了技术支持和补充。
二、现代制造模式现代制造模式是指利用先进的技术，通过系统的集成加工，实现整个制造过程的自动化，以提高生产力、满足客户需求、降低成本、提升产品的质量和效率，以及提升企业竞争力的制造运营模式。
现代制造工艺技术
第7章现代制造技术教学目标与要求◆了解现代制造技术的发展水平与趋势◆了解特种加工技术的原理、特点及应用◆了解现代制造生产模式及其发展趋势教学重点◆现代制造技术的发展水平与趋势◆特种加工技术的原理、特点及应用7.1现代制造技术概述与传统制造技术比较，现代制造技术具有如下特征。
（1）系统性由于计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术和先进管理等技术的引入，并与传统制造技术的结合，现代制造技术成为一个能够驾驭生产过程中的物质流、信息流和能量流的系统工程；而传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流。
（2）广泛性传统制造技术通常只是指将原材料变为成品的各种加工工艺；而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使用维护的整个过程，成为“市场—设计开发—加工制造—市场”的大系统。
（3）集成性传统制造技术的学科专业单一、独立，相互间界限分明；而现代制造技术由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化，已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科—制造系统工程。
（4）动态性现代制造技术是针对一定的应用目标，不断吸收各种高新技术而逐渐形成和发展起来的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。
反映在不同的时期、不同的国家和地区，现代制造技术有其自身不同的特点、重点、目标和内容。
（5）实用性现代制造技术的发展是针对某一具体的制造需求而发展起来的先进、实用的技术，有着明确的需求导向。
现代制造技术不是以追求技术的高新度为目的，而是注重产生最好的实践效果，以促进国家经济的快速增长和提高企业的综合竞争力。
7.2现代制造工艺技术7.2.1现代制造工艺现代制造工艺的发展主要表现在如下几个方面。
（1）制造加工精度不断提高随着制造工艺技术的进步与发展，机械制造加工精度得到不断提高。
18世纪，加工第1台蒸汽机所用的汽缸镗床，其加工精度为1mm；19世纪末，机械制造精度也仅为0.05mm；20世纪初，由于能够测量0.001mm千分尺和光学比较仪的问世，加工精度向微米级过渡，成为机械加工精度发展的转折点；到了20世纪50年代末，实现了微米级的加工精度；在最近的一二十年内，机械制造加工精度提高了1～2个数量级，有了较快的发展，达到10nm的技术水平。
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现代制造工艺技术
现代制造工艺技术是指在现代工业制造中广泛应用的一系列技术方
法和工艺流程。
随着科技的不断发展和进步，现代制造工艺技术不断
更新，不断推陈出新，为各行各业的发展提供了强大的技术支持。
一、先进的制造工艺技术
1.数控加工技术
数控加工技术是指通过计算机数字控制系统对加工设备进行控制，
实现机械运动轨迹和速度的精确控制。
数控加工技术可以大大提高加
工精度和效率，减少人为操作的错误，广泛应用于数控车床、数控铣
床等加工设备中。
2.激光切割技术
激光切割技术利用激光束对材料进行高能量密度的瞬间加热，使材
料迅速融化和汽化，从而实现对材料的切割和加工。
激光切割技术可
以实现高精度、高速度的切割，适用于各种材料的加工，被广泛应用
于制造业中。
3.3D打印技术
3D打印技术是一种通过逐层堆积材料的方式实现物体的制造技术。
该技术通过将计算机模型按层切片，然后将每一层材料逐层叠加打印，最终形成三维实物。
3D打印技术可以实现复杂结构的制造，为快速原
型设计、个性化定制等提供了新的解决方案。
二、智能化制造工艺技术
1.人工智能技术
人工智能技术是指通过模拟、延伸和扩展人的智能，使机器能够感知、理解、学习和决策的一门技术。
在制造工艺技术领域，人工智能
技术可以实现设备、系统的自主调节、监控和故障自愈，提高制造过
程的自动化程度和稳定性。
2.物联网技术
物联网技术是指通过传感器、通信网络、云计算等技术手段将各种
设备、物体实现互联互通的一种技术。
在制造工艺技术中，物联网技
术可以实现对设备、物料、产品等信息的实时收集和传输，提高生产
过程的透明度和可追溯性。
3.大数据分析技术
大数据分析技术是指通过对大量数据进行采集、存储、处理和分析，挖掘出其中的有价值信息和规律的一种技术。
在制造工艺技术中，大
数据分析技术可以通过对生产过程中各种参数和指标进行实时分析，
及时发现问题、预测故障，优化生产计划和工艺流程。
三、可持续发展的制造工艺技术
1.绿色制造技术
绿色制造技术是指在制造过程中采用环保材料、降低资源消耗、减少废弃物和排放物的一种技术。
通过绿色制造技术，可以实现对环境的保护和可持续发展的目标。
2.新能源应用技术
新能源应用技术是指将可再生能源（如太阳能、风能等）应用于制造过程中的一种技术。
通过利用新能源技术，可以减少对传统能源的依赖，降低能源成本，并减少对环境的影响。
3.循环经济技术
循环经济技术是指将废弃物转化为资源再利用的一种技术。
通过循环经济技术，废弃物可以成为新的原材料，实现资源的有效利用和再生利用。
总结起来，现代制造工艺技术是制造业发展的重要支撑，可以提高制造效率、降低成本，推动产业升级和可持续发展。
随着科技的不断进步，制造工艺技术也在不断革新和完善，为制造业的发展注入了新的活力。
我们期待着未来制造工艺技术的进一步突破和创新，为人们的生活带来更多的便利和惊喜。