《现代制造技术》课程读书报告.doc

现代制造技术课程读书报告姓 名 ：班 级 ：学 号 ：学 院 ：机电工程学院任课教师：日 期 ：2012年1月12日目录1. 简要叙述现代制造技术或先进制造技术的内涵 -32. 简要叙述先进制造技术的国内外发展现状及发展趋势 -43 简要叙述先进制造技术主要包含哪些具体类型的技术 -6 4. 对现代制造技术或先进制造技术中的1-2项具体的制造技术的主要内容进行叙述（电火花加工）。 -75. 应用Mastercam软件对一个零件的至少一道工序进行数控车削（左右掉头）或铣削加工的自动编程。 -106. 参考文献-15161 简要叙述现代制造技术或先进制造技术的内涵1.1 现代制造技术的定义 现代制造技术是指制造业不断吸收机械工程技术、电子信息技术（包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术）、自动化技术生产设备、材料、能源及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、管理和售后服务以及对报废产品的回收处理这样一个制造全过程；实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，提高对动态、多变市场的适应能力和竞争1.2 现代制造技术的内涵 现代科学技术的发展与交叉融合，给制造技术提出了新的要求，也给予了强大支持。因此，涌现了许多先进制造技术。超高速切削、超精密加工、微机械制造等技术近年来有了长足的发展。 制造系统主要由物流、信息流和资金流组成。制造系统的设计主要对这三个系统进行设计。快速响应制造技术主要包括产品的快速设计、快速开发、快速制造及生产系统的快速组成。先进制造技术的许多重要概念都与快速响应密切相关。其中主要有快速成形制造（RP&M，Rapid Prototyping & Manufacturing），并行工程、虚拟制造、CIMS、敏捷制造、动态联盟与虚拟公司等。 现代制造技术以优质、高效、低耗及无污染的基础技术，以适应市场需求而产生的单元技术，从而进行高效率、高质量、高利益的集成技术完成产品的加工、设计、优化及评测，以适应现代工业生产需求。能力、并取得理想的技术经济效果的制造技术的总称。1.3 现代制造技术的分类现代设计技术 计算机技术 + 基础优良设计技术 + 优势竞争环境创建技术 + 产品生命周期设计技术 + 可持续发展（sustainable development）设计 + 可靠性、仿真性、虚拟性实验。现代制造技术精密、超紧密技术 + 特种加工（nonterditional machining）制造自动化技术数控 + 工业机器人 + FMS + CAT + CAEMachining system AND Machining modrelCIMS + AMS（敏捷制造）+ IMS + LP（精良生产） + CE ANDCE +MRP（制造资源计划）+ JIT（准时生产） + ABC AND VT（virua teachnology）等。2 简要叙述先进制造技术的国内外发展现状及发展趋势。2.1 先进机械制造技术的发展现状 近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段的整体上的差距。 （1）制度落后 工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理。多数小型企业仍处于经验管理阶段。 （2）设计方法落后 工业发达国家不断更新设计数据和准则。采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术(CADCAM)，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CADCAM技术的比例较低（3）制造工艺落后 工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米，纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。 （4）自动化程度低 工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统，实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。 （5）管理方面 工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。 2.2 我国先进机械制造技术的发展趋势 （1）全球一体化 特别是加入世界贸易组织后，国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少企业暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通信技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球一体化制造企业发展的动力。 （2）信息化 信息通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。 （3）模拟化 制造过程中的模拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。 （4）自动化 自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。 （5）绿色化 绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响。同时使原材料和能源的利用效率达到最高。2.3 国外先进制造技术的发展趋势先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：（1）精密化 精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3m)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。（2）自动化自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。（3）信息化信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。（4）柔性化随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。（5）集成化集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。（6）智能化智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。 3 简要叙述先进制造技术主要包含哪些具体类型的技术。 先进制造技术(advanced manufacturing technique，缩写AMT，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。包括：微电子技术、信息技术与计算机技术； 自动化与自动控制技术； 人工智能技术； 现代设计理论与技术； 材料加工、成形的新技术； 现代管理科学与技术。而先进制造技术主要包括以下三个技术群: （1）主体技术群：是制造技术的核心,它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。 （2）支撑技术群：a.信息技术:接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统。b.标准和框架：数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。c.机床和工具技术。d.传感器和控制技术：单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划。e.其它; (3)制造技术基础设施.要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人员在各种先进生产技术和方案方面的培训和教育等。4 对现代制造技术或先进制造技术中的1-2项具体的制造技术的主要内容进行叙述（内容简单的2项，内容较复杂的1项）。4.1 激光加工技术4.1.1 激光加工原理 激光是一种受激辐射产生的加强光，当激光照射到工件表面，光能被工件迅速吸收并转化为热能，工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用达到加工的目的。 激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高的能量密度靠光热效应加工各种材料的一种新工艺（简称LBM）。激光是一束相同频率、相同方向和严格位相关系的高强度平行单色光。由于光束的发散角通常不超过0.1，因此在理论上可聚焦到直径为光波波长尺寸相近的焦点上，焦点处的能量密度可达1081010W/cm2，温度可高达摄氏1万度，从而使任何材料均在瞬时（103s ）被急剧熔化乃至汽化，并产生强烈的冲击波被喷发出去，从而达到切除材料的目的。常用的激光器按激活介质的种类可分为固体激光器和气体激光器。4.1.2 激光加工特点 （1）功率密度大 高达108-1010W/cm2，可加工如耐热合金、陶瓷、石英、金刚石等任何材料； （2）聚焦光斑小 激光束可聚焦到微米级，可打孔直径0.001mm小孔； （3）非接触加工 没有明显机械力，没有工具损耗，可加工易变形的薄板和橡胶等弹性零件； （4）加工速度快，热影响区小 可对真空管内部器件进行加工； （5）属于瞬时局部熔化和气化的热加工方法 影响因素很多，其精度和表面粗糙度需反复试验、寻找合理参数才能达到所需要求。4.1.3 激光加工工艺及应用激光打孔 可在任何材料上打微型小孔，如喷嘴、喷丝板、宝石轴承等，孔直可达0.01mm以下，深径比50:1。激光切割 可切割金属、非金属，更适宜于对细小部件作各种精密切割。激光焊接 以高功率聚焦激光束为热源，无需焊料和焊剂，只需将工件的加工区域“热熔”在一起就可以。激光表面处理 有相变硬化、快速熔凝、合金化、熔覆等表面处理工艺。4.2 高分子材料注射成形技术注射成形原理 （1）气体辅助成形： 在熔融塑料充填（不完全充填）完成后将惰性气体注入，在成品较厚部分形成空腔，使成品壁厚均匀，可防止缩痕或翘曲产生。气体辅助注射成形原理 （2）注射压缩成形：可采用较低的注射压力成形薄壁制品，适用于流动性较差的制品。工作过程：保持模具一定开度的状态下合模，将高分子熔融体充填（不完全充填）进去，而后利用液压缸压缩使模具的动模板移动至完全合模状态，此时熔融体因受压而充满模具成型 （3）剪切场控制取向成形法：使材料纤维取向与流动方向一致，可提高熔接痕强度，消除缩孔和缩痕。常用于玻纤维或碳纤维材料。 剪切场控制取向成形法原理：当型腔充满以后安装于主流道的两个液压缸活塞一进一退反复振荡 （4）直接注射成形法 不需混炼造粒的复合材料制备过程过程，可将填充剂均匀地分散在基体树脂中，直接注射成制品。主要用于高浓度玻璃纤维、碳纤维等材料。 右图为直接注射成形机螺杆压缩段剖面图。5. 应用Mastercam软件对一个零件的至少一道工序进行数控车削（左右掉头）或铣削加工的自动编程。要求反映出被加工零件的主要形状与尺寸、工件设定、刀具轨迹图、加工仿真结果图、NC代码开头的一部分等主要内容和步骤。零件自行选择或设计，但不能选用教师上课讲过的例子、提供的上机视频的例子和上机考查的例子。 CAD图 加工过程 加工仿真结果图 加工仿真程序%O0000(PROGRAM NAME - QQ)(DATE=DD-MM-YY - 10-01-13 TIME=HH:MM - 23:54)N100G21N102G0G17G40G49G80G90( 5. FLAT ENDMILL TOOL - 2 DIA. OFF. - 2 LEN. - 2 DIA. - 5.)N104T2M6N106G0G90G54X-101.262Y45.732A0.S1909M3N108G43H2Z50.N110Z42.N112G1Z0.F1.8N114G2X101.262R104.063F190.9N116X104.081Y43.559R60.N118G1X105.746Y42.194N120G2X110.053Y38.302R60.N122G1X111.482Y36.879N124G2X115.566Y32.377R60.N126G1X116.789Y30.884N128G2X120.47Y25.88R60.N130G1X121.511Y24.301N132G2X124.642Y18.968R60.N134G1X125.52Y17.28N136G2X128.013Y11.837R60.N138G1X128.742Y10.01N140G2X130.581Y4.689R60.N142G1X131.17Y2.683N144G2X132.405Y-2.301R60.N146G1X132.86Y-4.541N148G2X133.591Y-9.003R60.N150G1X133.912Y-11.561N152G2X134.266Y-15.347R60.N154G1X134.451Y-18.367N156G2X134.55Y-20.729R60.N158G1X134.593Y-22.684N160G2X134.607Y-24.229R60.N162G1X134.6Y-26.145N164G2X134.528Y-28.865R60.N166G1X134.436Y-30.735N168G2X134.185Y-34.01R60.N170G1X134.093Y-34.896N172G2X133.692Y-37.966R60.N174G1X133.561Y-38.802N176G2X132.823Y-42.676R60.N178G1X132.657Y-43.414N180G2X131.429Y-48.015R60.N182G1X131.24Y-48.624N184G2X129.348Y-53.856R60.N186G1X129.14Y-54.358N188G2X124.608Y-63.15R60.N190G1X124.143Y-63.895N192G2X113.832Y-76.306R60.N194G1X113.301Y-76.793N196G2X100.971Y-85.529R60.N198X98.618Y-91.429R60.N200G1X98.276Y-92.169N202G2X90.599Y-104.569R60.N204G1X90.056Y-105.246N206G2X80.956Y-114.376R60.N208G1X80.189Y-114.995N210G2X71.104Y-121.055R60.N212G1X70.082Y-121.609N214G2X61.802Y-125.321R60.N216G1X60.491Y-125.793N218G2X53.265Y-127.894R60.N220G1X51.639Y-128.258N222G2X45.428Y-129.31R60.N224G1X43.47Y-129.536N226G2X38.12Y-129.914R60.N228G1X35.833Y-129.973N230G2X31.169Y-129.911R60.N232G1X28.578Y-129.777N234G2X24.435Y-129.417R60.N236G1X21.591Y-129.07N238G2X17.829Y-128.489R60.N240G1X14.801Y-127.924N242G2X11.301Y-127.16R60.N244G1X8.548Y-126.474N246X8.241Y-126.497N248G2X5.176Y-126.653R60.N250G1X1.512Y-126.745N252G2X-1.597Y-126.743R60.N254G1X-5.466Y-126.64N256G2X-8.535Y-126.479R60.N258X-11.632Y-127.238R60.N260G1X-14.711Y-127.905N262G2X-18.439Y-128.591R60.N264G1X-21.545Y-129.062N266G2X-25.736Y-129.547R60.N268G1X-28.581Y-129.775N270G2X-33.279Y-129.967R60.N272G1X-35.799Y-129.971N274G2X-41.184Y-129.738R60.N276G1X-43.342Y-129.547N278G2X-49.613Y-128.657R60.N280G1X-51.4Y-128.306N282G2X-58.736Y-126.377R60.N284G1X-60.167Y-125.903N286G2X-68.624Y-122.359R60.N288G1X-69.727Y-121.794N290G2X-79.037Y-115.889R60.N292G1X-79.852Y-115.259N294G2X-89.161Y-106.322R60.N296G1X-89.728Y-105.645N298G2X-97.568Y-93.63R60.N300G1X-97.922Y-92.913N302G2X-100.975Y-85.519R60.N304X-113.837Y-76.307R60.N306G1X-114.321Y-75.852N308G2X-120.704Y-68.831R60.N310G1X-120.823Y-68.678N312G2X-125.676Y-61.357R60.N314G1X-126.086Y-60.628N316G2X-130.598Y-50.517R60.N318G1X-130.945Y-49.497N320G2X-133.058Y-41.501R60.N322G1X-133.325Y-40.109N324G2X-134.162Y-34.121R60.N326G1X-134.329Y-32.251N328G2X-134.554Y-28.053R60.N330G1X-134.6Y-25.537N332G2X-134.609Y-23.953R60.N334G1X-134.605Y-23.532N336G2X-134.586Y-22.419R60.N338G1X-134.518Y-19.828N340G2X-134.429Y-17.79R60.N342G1X-134.325Y-16.071N344G2X-134.169Y-14.047R60.N346G1X-134.025Y-12.529N348G2X-133.775Y-10.323R60.N350G1X-133.594Y-8.951N352G2X-133.041Y-5.528R60.N354G1X-132.605Y-3.25N356G2X-131.395Y1.854R60.N358G1X-130.779Y4.027N360G2X-128.874Y9.659R60.N362G1X-128.114Y11.588N364G2X-125.524Y17.269R60.N366G1X-124.615Y19.018N368G2X-121.382Y24.5R60.N370G1X-120.313Y26.111N372G2X-116.552Y31.179R60.N374G1X-115.307Y32.683N376G2X-111.185Y37.18R60.N378G1X-109.745Y38.6N380G2X-105.548Y42.363R60.N382G1X-103.966Y43.653N384G2X-101.262Y45.732R60.N386G1Z10.F1.8N388G0Z50.N390X-98.595Y43.949N392Z42.N394G1Z0.N396G2X98.596Y43.946R101.063F190.9N398X102.18Y41.238R57.N400G1X103.845Y39.874N402G2X107.936Y36.176R57.N404G1X109.365Y34.753N406G2X113.245Y30.476R57.N408G1X114.467Y28.984N410G2X117.965Y24.23R57.N412G1X119.006Y22.65N414G2X121.981Y17.585R57.N416G1X122.859Y15.896N418G2X125.227Y10.725R57.N420G1X125.956Y8.898N422G2X127.703Y3.843R57.N424G1X128.292Y1.837N426G2X129.465Y-2.897R57.N428G1X129.92Y-5.137N430G2X130.615Y-9.376R57.N432G1X130.935Y-11.935N434G2X131.271Y-15.531R57.N436G1X131.457Y-18.551N438G2X131.55Y-20.795R57.N440G1X131.594Y-22.75N442G2X131.607Y-24.218R57.N444G1X131.6Y-26.133N446G2X131.531Y-28.718R57.N448G1X131.44Y-30.588N450G2X131.201Y-33.699R57.N452G1X131.109Y-34.585N454G2X130.729Y-37.501R57.N456G1X130.597Y-38.337N458G2X129.896Y-42.018R57.N460G1X129.73Y-42.755N462G2X128.563Y-47.127R57.N464G1X128.374Y-47.736N466G2X126.577Y-52.706R57.N468G1X126.369Y-53.208N470G2X122.064Y-61.561R57.N472G1X121.599Y-62.306N474G2X111.803Y-74.096R57.N476G1X111.272Y-74.583N478G2X98.501Y-83.433R57.N480X95.894Y-90.172R57.N482G1X95.553Y-90.912N484G2X88.26Y-102.692R57.N486G1X87.716Y-103.369N488G2X79.071Y-112.042R57.N490G1X78.304Y-112.661N492G2X69.673Y-118.418R57.N494G1X68.651Y-118.972N496G2X60.785Y-122.498R57.N498G1X59.475Y-122.97N500G2X52.61Y-124.966R57.N502G1X50.984Y-125.33N504G2X45.083Y-126.329R57.N506G1X43.125Y-126.556N508G2X38.043Y-126.915R57.N510G1X35.756Y-126.974N512G2X31.325Y-126.915R57.N514G1X28.734Y-126.781N516G2X24.798Y-126.439R57.N518G1X21.954Y-126.092N520G2X18.38Y-125.54R57.N522G1X15.352Y-124.975N524G2X12.027Y-124.25R57.N526G1X8.907Y-123.471N528G2X8.803Y-123.445R57.N530G1X8.012Y-123.506N532G2X5.1Y-123.654R57.N534G1X1.436Y-123.746N536G2X-1.517Y-123.744R57.N538G1X-5.386Y-123.641N540G2X-8.421Y-123.479R57.N542G1X-8.826Y-123.447N544X-8.925Y-123.474N546G2X-12.268Y-124.306R57.N548G1X-15.346Y-124.973N550G2X-18.889Y-125.625R57.N552G1X-21.994Y-126.096N554G2X-25.976Y-126.556R57.N556G1X-28.821Y-126.785N558G2X-33.284Y-126.967R57.N560G1X-35.804Y-126.971N562G2X-40.919Y-126.75R57.N564G1X-43.078Y-126.559N566G2X-49.035Y-125.713R57.N568G1X-50.823Y-125.362N570G2X-57.792Y-123.53R57.N572G1X-59.222Y-123.055N574G2X-67.256Y-119.689R57.N576G1X-68.36Y-119.124N578G2X-77.204Y-113.514R57.N580G1X-78.019Y-112.885N582G2X-86.862Y-104.394R57.N584G1X-87.43Y-103.717N586G2X-94.878Y-92.303R57.N588G1X-95.232Y-91.585N590G2X-98.237Y-84.249R57.N592G1X-98.265Y-84.163N594G2X-98.503Y-83.427R57.N596G1X-99.079Y-83.127N598G2X-111.783Y-74.119R57.N600G1X-112.268Y-73.665N602G2X-118.332Y-66.995R57.N604G1X-118.45Y-66.841N606G2X-123.061Y-59.887R57.N608G1X-123.471Y-59.158N610G2X-127.758Y-49.552R57.N612G1X-128.104Y-48.533N614G2X-130.111Y-40.936R57.N616G1X-130.378Y-39.544N618G2X-131