先进制造技术学习体会

1、先进制造技术学习体会系别：机械制造系专业:数控班级：10652学号:061610学生姓名：孙松涛指导教师:罗南贵完成时间：2010年9月20日本学期开学的第一天我们就接触到了先进制造技术这门课程，上课后罗老师就给我们说这是一门普及课程，并没有对我们做出什么特殊的要求，只需了解一下即可。先来简单介绍一下什么是先进制造技术吧，先进制造技术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。它可分为主体技术群和支撑技术群.其中主体技术群又分为面向制造的设计技术群和制造工艺技术群，其中面向制造的设

2、计技术群系指用于生产准备(制造准备)的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间都有很大影响。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具，例如计算机辅助设计(CAD)以及工艺过程建模和仿真等，生产设施、装备和工具,甚至整个制造企业都可以采用先进技术更有效地进行设计。近几年发展起来的产品和工艺的并行设计具有双重目的，一是缩短新产品上市的周期，二是可以将生产过程中产生的废物减少到最低程度，使最终产品成为可回收、可再利用的，因此对实现面向保护环境的制造而言是必不可少的。而制造工艺技术群是指用于物质产品（物理实体产品）生产的过程及设备。例如，模塑成形、铸造、冲压、磨削等。随着

3、高新技术的不断渗入，传统的制造工艺和装备正在产生质的变化。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术，也是制造技术或称生产技术的传统领域。而制造技术群指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术，诸如:测试和检验、物料搬运、生产（作业）计划的控制以及包装等。它们也是用于保证和改善主体技术的协调运行所需的技术，是工具、手段和系统集成的基础技术。支撑技术群包括：（1）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。（2）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。（3）机床和工具技术。（4）

4、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。（5）其它。先进制造技术的特点是：（1）是制造技术的最新发展阶段，是面向21世纪的技术制造业是社会物质文明的保证，是与人类社会一起动态发展的，因此，制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展而来，保持了过去制造技术中的有效要素；但随着高新技术的渗入和制造环境的变化，已经产生了质了变化，先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群，是一类具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。（2）是面向工业应用的技术先进制造技术应能适合

5、于在工业企业推广并可取得很好的经济效益，先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业（如汽车工业、电子工业）的需求而发展起来的适用的先进制造技术，有明显的需求导向的特征。先进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，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。（3）是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。因此，先进制造技术的主体应具有世界水平。但是，每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场，开发和应用适合国情的先

6、进制造技术势在必行。先进制造技术计划最初是美国因本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，便首先提出了先进制造技术的概念。此后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。而我国是从1995年把其列入为提高工业质量及效益的重点开发推广项目。但就目前世界的经济发展来看，以美国、日本、西欧为代表的工业化国家在先进制造技术上都有雄厚的实力。这就是我所了解的先进制造技术。罗老师上课期间讲了重点讲了两个关于先进制造技术这门课程里的重点，第一个是精密和超精密切削加工。精密和超精密切削加工是在传统切屑加工技术基础上，综合应用近代科技和工艺成果而形成的一门高新技术，是

7、现代军事电子装备制造中不可缺少的重要基础技术。其中精密切削加工是指切屑加工误差为10-0.1um,表面粗糙度值为Ra0.1-0.025um的切削加工方法。而超精密切削加工是指切屑加工误差为0.1-0.01um,表面粗糙度值为Ra<0.025um的切削加工方法。二者是机密和超精密加工中最基本的加工方法。超精密加工中的微细加工时当今世界上最精密的制造技术，制造误差在亚微米（0.1um）至纳米（1nm=103um）极，这已经是用单纯的切削加工难以达到的了。精密和超精密切削加工的特点是（1）二者是一门多学科的综合性高技术它包括机、电、光等多种高技术，是一个内容极其广泛的制造系统工程，不仅要考虑加

8、工方法、加工设备、加工刀具、加工环境、被加工材料、加工中的检测与补偿等，而且还要研究其切屑机理及其相关技术。（2）加工检测一体化二者的在线检测和在位检测极为重要。因为加工精度很高，表面粗糙度值很低，如果工件加工完毕卸下来后再检查，发现问题就难在进行加工了，因此要进行在线检测和在位检测。（3）精密和超精密切削加工与自动化技术联系紧密二者采用计算机控制、误差分离与补偿、自适应控制和工艺过程优化等技术可以进一步提高加工精度和表面质量。避免机器本身和手工操作人为引起的误差，保证了加工质量及其稳定性。(4)精密和超精密切削加工机理和一般切削加工不同二者是微量切削，它的关键是在最后一道工序能够从被加工表面

9、去除微量表面层，去除的微量表面层越薄，则加工精度越高。精密和超精密切削加工在军事电子装备中也占有十分重要的位置，比如说各种各样的探测、导航和制导系统等。罗老师还向我们讲述了关于精密和超精密磨削加工，磨削加工是加工精密和超精密工件的重要方法。它主要是对钢铁等黑色金属和半导体等硬脆材料进行精密和超精密磨削、研磨和抛光等加工。在军事电子装备制造中，精密和超精密磨削加工多用于铝合金、铜和铜合金工件进行精密和超精密磨削、研磨和抛光。精密和超精密磨削是人们比较熟悉的一种常用的磨削加工方法。精密砂轮磨削主要是靠砂轮的精细修整，使磨粒在具有大量的等高微刃的状态下进行加工，以使被加工表面留下大量残留高度极小、极

10、微细的磨削痕迹，从而得到低的表面粗糙度。然后经过无火花磨削过程，在微切削、滑挤、摩擦等作用下，可使得被加工表面达到镜面，并获得高精度。磨粒上大量的等高微刃是用金刚石修整工具以极低且均匀的进给精细修整而得到的。因为精密和超精密砂轮磨削的关键就是砂轮的修整。因此，必须认真仔细地用单粒金刚石、金刚石粉末烧结型修整器或金刚石超声波修整器好砂轮后，才能进行磨削。20世纪80年代末期，欧美和日本的众多公司和研究机构相继推出了两种新的磨削工艺：塑性磨削和镜面磨削。塑性磨削主要针对脆性材料而言，其切削形成与塑性材料相似，切屑通过剪切的形式被磨粒从机体上切除下来。所以由此磨削后的表面没有微裂纹形成，也没有脆性剥

11、落时的无规则的凹凸不平，表面呈有规则纹理。镜面磨削则不局限于脆性材料，它也包括金属材料如钢、铝和铝等。这就是罗老师所讲的有关于精密和超精密切削加工的内容。罗老师在后来的课程中还向我们重点讲解了关于高速切屑机床的内容。高速切屑是进十年以来迅速崛起的一项先进制造技术，是继数控技术之后又一场对机械制造行业影响深远的技术革命。1976年美国的Vought公司研制了一台高速铳床，最高速度达到了2000r/min,联邦德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所从1978年开始系统地进行高速切削机理研究，对各种金属和非金属材料进行高速切削实验。自20世纪80年代中后期以来，商品化的高速切削机床不断出

12、现，高速机床从单一的高速铳床发展成为高速车铳床、钻铳床乃至各种高速加工中心等，瑞士、英国、日本也相继推出了自己的高速机床。日本日立精机的HG400m型加工中心主轴最高转速36000-40000r/min,工作台快速移动速度为36-40m/min。采用直线电机的美国Ingersol公司的HVM800型高速加工中心进给移动速度为60m/min。目前高速加工中心和其他高速数控机床在发达国家已呈普吉趋势，我国在20世纪80年代相继从德国、美国、法国、日本等国引进了多条较先进的轿车数控生产自动线。在引进设备的带动下，我国高速机床技术有了长足进步，目前的差距在于机床关键功能部件的研发上，落后于市场需求。如

13、转速20000r/min以上的大功率高刚度主轴、无刷环形扭矩电机、直线电机、快速响应数控系统等在实用上处于空白。在课堂上罗老师还讲了高速切削的概念，高速切削是指在比常规切削速度高出很多的速度下进行的切削加工。但高速切削也是个相对的概念，究竟如何定义，目前尚无共识。根据高速切削机理的研究结果，当切削速度达到相当高的区域时，切削力下降，工件的温升较低，热变形较小，刀具的耐用度提高。高速切削不仅大幅度提高了单位时间的材料切除率，而且还会带来一系列的其它优良特性。因此，高速切削的速度范围应该定义在能给加工带来一系列优点的区域。然而，切削过程是一个非常复杂的过程，对于不同的加工工序和机床、不同的零件和刀

14、具材料，常规切削对应有不同的速度范围。高速切削速度是个相对的概念，同样受到加工工序、材料和机床等因素的影响，所以很难给出一个确定的速度范围。高速切削的定义目前沿用的主要有以下几种：1978年，CIRP切削委员会提出以线速度为500-7000m/min的切削为高速切削。对铳削加工而言，从刀具夹持装置达到平衡要求（平衡品质和残余不平衡量）时的速度来定义高速切削。根据ISO1940标准，主轴转速高于8000r/min为高速切削。德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所提出以高于5-10倍普通切削速度的切削定义为高速切削。从主轴设计的观点，以沿用多年的DN值（主轴轴承孔直径D与主轴最大转速N

15、的乘机）来定义高速切削。DN达（5-2000）X105mm?r/min时为高速切削。从刀具和主轴的动力学角度来定义高速切削。这种定义取决于刀具振动的主模式频率，它在ANSI/ASME标准中用来进行切削性能测试时选择转速范围。高速切削不仅仅要求有高的切削速度，而且还要求具有高的加速度和减速度。因为大多数零件在机床上加工时的工作行程都不长，一般在几毫米到几百毫米，只有在很短的时间内达到高速和在很短的时间内准确停止才有意义。因此在衡量机床的高速性能时还需要考察机床进给速度的加减速性能。目前高速切削机床的进给速度一般在30-90m/min以上，加减速度为1g-8g,随着科学技术的不断发展，高速加工采用

16、的切削速度会越来越高。相比于常规切削而言，高速切削的优点有以下几点：（1）提高生产率（2）提高了加工精度（3）能获得较好的表面质量（4）可加工各种难加工材料（5）降低了加工成本目前高速切削主要应用于汽车工、航空航天工业、模具工具制造、难加工材料和超精密微细切削加工领域。高速切削技术是新材料技术、计算机技术、控制技术和精密制造技术等多项新技术综合应用发展的结果，主要包括了高速切削机理、高速切削刀具技术、高速切削机床技术、高速切削工艺技术、高速加工的测试技术等方面的基础理论和关键技术。高速切削机床是实现高速加工的前提和基本条件，高速机床一般都是数控机床和精密机床。它与普通数控机床的最大区别在于高速机床要能够提供很高的切削速度和加速度，并能够满足高速加工要求的一系列较为特殊的要求。高速加工对机床提出的要求主要包括：（1）主轴转速高，输出功率大（2）进给速度高（3）主轴转速和进给速度的加速度高（4）机床的静、动态特性好（5）机床的其他功能部件性能高。高速机床是实现高速加工的前提和基本条件，高速切削机床技术是高速切削技术中最基本的关键技术。一般认为，高速切削机床的关键技术包括以下几个方面：（1）高速主轴单元（2）高速直线驱动进给单元高速切削刀具技术（4）CNC控制系统切削处理和冷却系统（6）安全装置与