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1、 毕业设计论文作者 学号系部 机电学院 专业 机电一体化技术 题目先进制造技术的应用与发展指导教师评阅教师完成时间： 2014 年 4月 26 日毕业设计(论文)中文摘要先进制造技术的应用与发展摘要：随着我国制造业的不断发展，先进制造技术得到越来越广泛的应用,随着经济技术的高速发展以与顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。本文主要阐述了我国先进机械制造技术的特点与发展现状，阐述了先进制造技术与机械制造业的相互关系，和先进制造业的应用领域等。并阐述了我国先进机械制造技 术的发展趋势。本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，
2、并展望了先进制造技术的发展前景。关键词：含义 机械制造 特点 发展现状 趋势应用 / 目 录1 绪论41.1先进制造技术的概述42 先进制造技术的现状53 先进制造技术的应用64 先进制造技术的应用举例74.1在产品制造过程与工艺技术中的应用75 先进制造技术发展展望86 计算机集成制造系统106.1 CIMS 系统的功能组成116.2 CIMS 系统的技术优势分析116.2.1保障和提高了新产品开发的质量116.2.2 缩短了新产品的上市周期127 加工技术127.1 超精密加工的技术畴127.2 超精密加工的关键技术137.2.1 主轴137.2.2 直线导轨137.2.3 传动系统147
3、.3数控技术（Numerical Control（NC）147.3.1 数控技术是应用制造技术的基础和核心157.3.2数控技术的推广应用给机械制造业带来了重大变革15结论16致16参考文献:171绪论1.1先进制造技术的概述先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology)，人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得
4、竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。先进制造技术在传统制造技术的基础上融合了计算机技术、信息技术、自动控制技术与现代管理理念等，所涉与的容非常广泛，学科跨度大。本书围绕先进制造技术的各主题，系统地介绍了各先进制造技术的基本知识、关键技术与其在实际中的应用等。制造技术是使原材料成为人们所需产品而使用的一系列技术和装备的总称，是涵盖整个生产制造过程的各种技术的集成。从广义来讲，它包括设计技术、加工制造技术、管理技术等三大类。其中设计技术是指开发、设计产品的方法；加工制造技术是指将原材料加工成所设计产品而采用
5、的生产设备与方法；管理技术是指如何将产品生产制造所需的物料、设备、人力、资金、能源、信息等资源有效地组织起来，达到生产目的的方法。具体地说, 先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果, 并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程, 以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产, 提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。与传统的制造技术相比, 当代的先进制造技术以其高效率、高品质和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。先进制造技术是生产力的主要构成因素, 是国民经济的重要支柱。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、
6、工具和检测仪器的重要任务, 成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的/ 土壤0。尤其是一些尖端科技, 如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等技术的出现和发展, 如果没有先进制造技术作为基础, 是根本不可能的.2先进制造技术的现状先进制造技术是现代技术和工业创新的集成和典, 是国家制造业水准的主要标志, 是国家工业的基础和支柱。目前, 世界各工业发达国家已充分认识到发展先进制造技术的重要性和紧迫感, 纷纷对此进行广泛深入的研究, 展开了激烈的竞争。各种创新成果和先进技术不断涌现。CIMS是现代信息技术条件下的新一代制造系统。它以计算机来辅助制造系统的集成, 以充分的、与时的信息交流
7、或信息共享将企业的设计、工艺、生产车间以与供销和管理部门集成为一个有机的整体, 使他们相互协调地运作,以提高产品品质, 缩短产品开发周期, 提高生产效率, 确保企业的整体效益, 提高企业的竞争能力和生存能力。CE是对产品与其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中, 设计中的问题或不足, 要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现, 然后再修改设计,改进加工、装配或售后服务(包括维修服务)。而CE就是将设计、工艺和制造结合在一起, 利用计算机互联网并行作业, 大大缩短生产周期。AM 是指企业实现敏捷生产经营的一种制造哲理和生产模式。AM
8、包括产品制造机械系统的柔性、员工授权、制造商和供应商关系、总体品质管理与企业重构。AM是借助于计算机网络和信息集成基础结构, 构造有多个企业参加的/ VM0环境, 以竞争合作的原则, 在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴, 组成面向任务的虚拟公司, 进行快速和最正确生产。VM是虚拟现实( virtual reality, VR) 技术在制造中的应用。VM其本质是以新产品与其制造系统的全局最优化为目标，以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行统模，在产品设计阶段，实时地、并行地模拟出产品未来制造全过程与其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可行制造等。3先进制造技术的
9、应用先进制造技术已在我国得到了广泛的使用，下面介绍应用比较成熟的先进制造技术。 计算机辅助设计技术(CAD)。进入20世纪90年代之后，CAD技术走上了商品化、产业化和全面推广应用的新阶段。应用CAD技术已成为提高市场应变能力和技术创新能力的重要手段。 精密成型技术。精密铸造技术重点发展了熔模精密制造、瓷型精密铸造、金属型铸造、消失模铸造等技术。精密塑性成型技术重点发展了精冲技术、超塑成型技术、冷挤压技术和成型轧制等技术。 超精密压力表加工技术。我国超精密加工技术起步较早，但直到20世纪80年代才取得了较大发展。 数控技术。我国数控技术经过1981-1985年的技术引进、1986-1990年的
10、消化吸收和1991-1995年开发自主的数控系统3个阶段的发展，已建立了2个具有自主的数控平台，即以PC机为基础的总线式、模块化、开放型中处理器平台和多处理器平台。开发出了4个具有自主的基本系统：中华型、航天型、型、华中型。并在此基础上开发了数控车床和加工中心6个电信系统与针对数控磨齿机、电加工机床、三坐标测量机等特定功能要求的16种派生系列，这就为我国实现数控机床的产业化奠定了基础。 计算机集成制造(CIMS)。计算机集成制造研究围覆盖了系统集成技术、CAD/CAM、管理决策信息系统、质量系统工程和数据库等，开展了系列关键技术的研究，包括复杂工业系统的模拟设计、异构环境的信息集成，基于STE
11、P的CAD/CAM集成系统、并行工程构架和应用集成平台。分散网络化制造(DNM)。生产在地域上的分散性，要求分散网络化制造。建立分散网络化制造系统，可以推出更高质量、更低成本的新产品，综合利用不同企业的现有设计能力和制造资源，把它们迅速组合成为一种没有围墙的、超越时空约束的、靠信息传输手段联系的、统一指挥的经营实体4先进制造技术的应用举例4.1在产品制造过程与工艺技术中的应用国主要发电设备制造厂家在90年代就开始采用数控加工技术加工主要零部件，并在复杂和典型零件加工方面研究开发CAM技术。如开发出大型水轮机叶片的五轴联动数控加工技术、汽轮机叶片制造的FMS、汽轮机缸体数控加工技术、汽轮发电机风
12、叶加工的FMS等。数控加工技术已在不同层次上广泛应用于发电设备制造业。针对发电设备制造业的特点，进一步推广应用FMS、CIMS、VM等在的先进制造技术，对于我国发电设备制造业提高产品制造水平、优化生产工艺具有重要的意义。可以应用的先进制造技术包括：(1)计算机辅助制造(CAM)与仿真加工技术利用数控机床，数控加工中心配以CAM技术，可以实现零件部分或全部加工过程的自动化。充分利用CAD的产品三维模型，在CAM和仿真软件中定义和模拟机床，模拟加工刀具、 夹具等加工工艺系统，制定零件的工艺路线和工序容，进行刀位轨迹规划、刀位轨迹计算、刀具干涉计算、进行针对加工机床后置处理数控加工程序。利用加工过程
13、仿真软件在计算机仿真加工对象在加工过程中的运动和状态进行虚拟加工，检查NC代码和装夹等因素引起的碰撞干涉现象，优化加工方案和加工工艺，并具有动画功能。(2)计算机辅助工艺设计规划(CAPP)通过PDM传递各发电设备的零部件信息，通过CAPP建立各企业的工艺资源库，向计算机输入被加工零件加工工艺信息，由计算机自动输出零件的工艺路线和工序容等工艺文件。包括毛坯选择与毛坯图生成、定位夹具选择、加工方法选择、加工顺序选择、工艺设备选择、工艺参数选择等，可优化加工工艺，合理设备负荷，大大降低工艺准备周期。 (3)柔性制造系统(FMS)FMS 包含2 台以上具有自动刀具交换和自动工件托盘交换装置的数控机床
14、，以加工中心为核心设备，配有自动物料传递和管理系统，如有轨运输小车或自动导引运输小车，并在中央计算机统一控制和管理下，动态地平衡资源地有效利用，具有生产调度和对加工过程的实时监控能力，可动态地实现多种零件族的自动加工。推广FMS技术，以加工中心为基础，包括加工中心、立体仓库、物料运输系统和控制系统。FMS可以实现加工高度柔性，有利于发电设备这种单件加工、小批量生产和增强对市场响应的敏捷性。(4)特种加工和新兴制造技术如将快速成型技术等特种加工应用于水轮机模型制造中，可大大缩短试制周期。(5)三维测量与大尺寸测量技术发电设备中有很多大型曲面零部件需要进行三维坐标测量，也有很多大部件需要进行尺寸测
15、量。采用计算机辅助非接触光电测量技术，结合反求工程可得以很好的解决。5先进制造技术发展展望与科学技术的发展和人类社会的进步相适应，先进制造技术的发展将具有以下三个特点：1.制造科学理论体系不断完善 现代制造正从技艺、技术走向科学：“数字化”将是建立制造科学理论体系的关键，它将贯穿包含设计、制造和控制等整个制造过程的数字化，如制造中从几何量、控制量的数字化到物理量、知识、经验的数字化等；“虚拟化”将在产品制造、制造系统运行全过程中广泛应用，是使预测和评价科学化的重要手段；“集成化”将使制造技术和管理更加深入和广泛地融合，其本质是知识与信息的集成；“网络化”可为制造企业的设计、生产、管理与营销等提供跨地域的运行环境，使制造业走向全球化、整体化和有序化； “智能化”将显著提高制造企业、系统和单元（装备）适应环境的能力，对海量和不完整信息的处理能力，相互间主动协调和协同能力。运作的自律性、组织结构的柔性、响应的敏捷性是智能化的典型特征，也是制造科学理论的重要特色。加工精度的“精密化”、加工尺度“细微化”、加工要求和条件的“极限化”都是当今制造科学与技术发展研究的焦点。2.先进
