《机电产品生产工艺流程》-项目八

项目八现代制造技术简介可基本归纳为以下四个方面:(1)先进的工程设计技术;(2)先进制造工艺技术;(3)制造自动化技术;(4)先进生产管理技术、制造哲理与生产模式。一、先进的工程设计技术先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括CAD,CAE,CAPP,CAT,PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介(1)产品(投放市场的产品和制造产品的工艺装备(夹具、刀具、量检具等)设计现代化。以CAD为基础(造型，工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等)，全面应用先进的设计方法和理念。

(2)先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。在信息集成环境下，采用计算机辅助工艺规程设计、即CAPP，数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备的计算机辅助工作程序设计即CAM等。二、先进制造工艺技术1.高效精密、超精密加工技术上一页下一页返回项目八现代制造技术简介包括精密、超精密磨削、车削，细微加工技术，纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在10~0.1µm(相当于IT5级精度和IT5级以上精度)，表面粗糙度Ra值在0.1µm以下的加工方法，如金刚车、金刚锁、研磨、琦磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等，在当前制造工业中占有极重要的地位。超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.1~0.01µm数量级，表面粗糙度Ra值为0.001µm数量级的加工方法。此外，精密加工与特种加工一般都是计算机控制的自动化加工。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介

2.精密成型制造技术包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热处理与表面处理技术。3.现代特种加工技术包括高能束流(主要是激光束、以及电子束、离子束等)加工，电解加工与电火花(成型与线切割)加工、超声波加工、高压水加工等。电火花加工(Electricaldischargemashining(EDM)电火花加工electricsparkmachining)是指在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行的加工。能对任何导电材料加工而不受被加工材料强度和硬度的限制。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介可分为电火花成型加工(EDM)和电火花线切割加工(电火花线切割加工electricaldischargewire-cutting一EDW)两大类。4.快速成型制造(RPM)快速成形技术是在计算机控制下，基于离散堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加而成。从CAD电子模型中离散得到点、面的几何信息，再与成型工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。5.先进制造工艺发展趋势(1)采用模拟技术，优化工艺设计;(2)成形精度向近无余量方向发展;上一页下一页返回项目八现代制造技术简介(3)成形质量向近无“缺陷”方向发展;(4)机械加工向超精密、超高速方向发展;(5)采用新型能源及复合加工，解决新型材料的加工和表面改性难题;(6)采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制;(7)采用清洁能源及原材料，实现清洁生产;(8)加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋向集成及一体化;(9)工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介三、制造自动化技术一句话:计算机控制自动化技术1.数控技术与数控机床数控加工技术是为了实现机床控制自动化要求而发展的。它是指用代码化的数字、字母及符号表示加工要求、零件尺寸及其参数、加工步骤等，通过控制介质，输入到控制装置，经过微机进行处理与计算，发出各种控制信号与数据，使机床各部件自动协调运动，实现自动加工的技术。采用数控加工技术的机床，称为数控机床。数控加工的主要特点是:加工的零件精度高;生产效率高;特别适合加工形状复杂的轮廓表面;有利于实现计算机辅助制造;对操作者(不含编程人员)技术水平的要求相对较低;初始投资大、加工成本高。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介此外，数控机床是技术密集型的机电一体化产品，数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度，需要配备素质较高的维修人员和维修设备。

2.工业机器人(用于物流与加工)及物流设备工业机器人是一种可编程的智能型自动化设备，是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。最近，联合国标准化组织采用的机器人的定义是:“一种可以反复编程的多功能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机”。在无人参与的情况下，工业机器人可以自动按不同轨迹、不同运动方式完成规定动作和各种任务。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介机器人和机械手的主要区别是:机械手是没有自主能力，不可重复编程，只能完成定位点不变的简单的重复动作;机器人是由计算机控制的，可重复编程，能完成任意定位的复杂运动。3.柔性制造系统(FMC,FMS,FML)包括加工设备(CNC机床)、检测设备、物料输送(工业机器人、自动交换托盘(APC)、自动输送台车(RGO,AGO)等)和储存设备(立体仓库等);数柔性制造系统(FMS)是现代机械制造业中的新型自动化生产设备，它是为填补占机械制造中70%的中小批量生产自动化而发展起来的。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介它主要包括若干台数控机床和加工中心(或其他直接参加产品零部件生产的自动化设备)，用一套自动物料(包括工件和刀具)搬运系统连接起来，由分布式多级计算机系统进行综合管理与控制，以适应柔性的高效率零件加工(或零部件生产)。所谓柔性的零件加工是指能够同时地和交替地加工不同的但是同系统的零件。柔性制造系统的适用范围很广，它主要解决了单件小批生产的自动化和中大批多品种的自动化加工。它把高柔性、高质量、高效率结合和统一起来，在当今具有很强的生命力

4.计算机集成制造(CIM)和工厂自动化(FA)上一页下一页返回项目八现代制造技术简介计算机集成制造系统(CIMS)是由计算机管理系统、计算机辅助设计与制造CAD/CAM以及柔性制造系统FMS(还可能有其他生产单元)组成。CIMS是产品生产过程的各子系统的完美集成，即把工程设计、生产制造、市场分析和其他支持功能合理地通过计算机网络有机地集合成一个整体，以实现生产的柔性化、优化、自动化和集成化，达到高效率、高质量、低成本而灵活生产的目的。四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式包括先进制造生产模式、集成管理技术和生产组织方法等。以计算机辅助生产管理为核心，研究和应用先进的生产管理系统和技术。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介包括成组技术、全面质量管理、精益生产与JIT,敏捷制造、并行工程、柔性制造、计算机集成制造、虚拟制造、智能制造、网络化制造、绿色制造、生物制造、可重构制造、MRP,MRPIIERP,SCM,CRM、计算机辅助后勤支援(ComputerAidedLogisticSupport,CALS)、电子商务、知识管理。五、发展当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面:(1)信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用;(2)设计技术不断现代化。产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是:上一页下一页返回项目八现代制造技术简介①设计手段的计算机化在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展;②新的设计思想和方法不断出现;③向全寿命周期设计发展;④设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素。

(3)成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展，成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、粉末冶金等单元技术的总称。

(4)加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介

(5)工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展。先进制造技术的一个重要发展趋势是，工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学。

(6)专业、学科间的界限逐渐淡化、消失。(7)绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征。日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，它将是21世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在:①绿色产品设计技术。②绿色制造技术。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介③产品的回收和循环再制造。

(8)虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用虚拟现实技术(VirtualRealityTechnology)主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。

(9)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展，造业在经历了少品种小批量一少品种大批量、一多品种小批量生产模式的过渡后，70年代、80年代开始采用计算机集成制造系统(CIMS)进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)的方向发展。精益生产(LP)、灵捷制造(AM)等先进制造模式相继出现，预计21世纪初，先进制造模式必将获得不断发展。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介

(10)先进加工技术:先进的机械加工技术是伴随着时代的进步、加工设备的进步而进步的。这个时期的金切设备的特点是:①金切设备功能单一，加工精度相对较低，工作效率也相对较低;②对操作人员的文化要求不高，但对实践经验要求比较高，比方说培养一个水平高超、只要是车床工作什么都做得好的车工，往往需要8年以上的时间，而且大多数人达不到这个水平;③操作者的劳动强度比较高。上世纪七十年代以来，特别是八十年代改革开放以后，大量的国际先进机械设备涌入我国，使我国的金切设备和加工手段有了一个飞跃式的进步。上一页下一页返回项目八现代制造技术简介这个时期的金切设备的特点是:①设备功能强大，许多加工中心具有组合金切设备的功能。②相对的说，对操作者的文化要求比较高，