先进制造技术先进制造技术(小论文)26

第1章绪论1.1先进制造技术的背景1.1.1世界制造业及其格局的发展变化近年来，随着信息产业的高速发展，制造技术中的某些技术已经不再适应高科技的快速发展，不能很好地融入信息化产业的大潮，缺乏市场竞争力，甚至还可能危及生态环境。许多人认为制造业已成为“夕阳产业”。制造技术中确有“夕阳技术”,这些技术同信息化大潮格格不入，同高科技发展不相适应，缺乏市场竞争力，甚至还可能危害生态环境。面临剧烈的市场变化和技术竞争，许多工业国家迅速调整其技术政策，把提高市场竞争力和增强综合国力作为科技政策的核心。例如，历来重视产业技术的日本、澳大利亚和一些新兴工业化国家。美、英等国过去一贯主张，产业技术的发展主要靠市场竞争，由企业自由发展，政府不必介入。1.1.2先进制造技术为制造业注入活力随着科技进步特别是计算机技术的发展，世界范围内对制造业进行了重新的认识和定位，先进制造技术为制造业注入新的活力，使制造业又重新生机勃勃。制造业绝不是“夕阳产业”和“夕阳技术”，先进制造技术是高技术的载体，没有哪个工业发达国家不予以高度关注，先进制造技术已经成为全球制造业争夺的市场焦点。先进制造技术为制造业注入新鲜血液，是发展制造业的基础，它是传统制造业不断地吸收机械、信息、电子、材料、能源和现代管理等方面的最新技术成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理和售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁和敏捷制造，并取得理想经济效果的前沿制造技术的总称。从本质上看，信息技术＋传统制造技术的发展＋自动化技术＋现代管理技术就是先进制造技术。1.2国外先进制造技术的现状近些年来，世界经济发展的严峻事实使美国政府意识到，制造业是美国工业的基础，政府必须介入工业技术的发展。20世纪80年代末期，美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业竞争力和促进国民经济增长，采取了一系列措施，进行了大规模的21世纪制造业的战略研究，并首先提出了先进制造技术的理念。其中，强调要促进先进制造技术的发展，成立各种层次的先进制造技术研究中心，并提出了一系列如并行工程、精益生产和敏捷制造等先进制造技术的新理论，收效良好。紧接着，许多工业国家如日本、澳大利亚、西欧各国以及一些新兴的工业化国家也都迅速调整其技术政策，开始重视研究和应用先进制造技术，将提高市场竞争力和增强综合国力作为科技决策的核心。自从美国提出先进制造技术这一概念以来，很快在日本、西欧各国以及亚洲新兴工业国家做出了响应，纷纷将先进制造技术列为国家的高新技术和优先发展项目，世界各国都已重视研究、应用先进制造技术。1.2.1制造业在美国经济的重要性强大的制造基础对国家的经济和军事力量是至关重要的。一个国家只有生产得好,才能生活得好。如美国2100万就业者(占总劳动力的17%)从事20%～30%高报酬的工作;雇佣了75%的科学家和工程师进行90%的非军事性的ResearchandDevelopment—研制与开发；每100份工作支持着60个以上的非制造业职位；GNP的1/5(超过1兆美元)为其它经济部门提供基本产品。1.2.2发达国家先进制造技术发展战略工业发达国家都把先进制造技术作为国家级关键技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种,但制造业的基础地位不能忽视。20世纪90年代以来，各发达国家,如美国、日本、欧共体、德国等都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划，旨在提高本国制造业的国际竞争能力。20世纪90年代初,美国政府提出“先进制技术”计划,将基于信息高速公路的敏捷制造作为美国21世纪的制造战略。1991年美国里海大学(LehighUniversity)提出“美国企业网”(FAN,FactoryAmericanNet)计划,该计划的目的是研究如何利用信息高速公路,把美国的制造企业联系在一起。2008年1月,欧洲联盟公布了“第五框架计划(2008～2012)”,将虚拟网络企业列入研究主题2012年,欧盟提出了“第六框架计划”,选定了需要重点攻关的7大领域,其中包括信息和网络技术。欧盟第六框架计划的目的是,通过各种方法刺激信息技术的快速发展,加强信息的产业化,使所有欧洲公民从以信息和网络为主体的知识社会和发展中获益。2012年,美国洛克希德-马丁公司提出了F-22飞机研制的虚拟工厂概念,打通了从设计、生产到管理的全数字化信息流。总之,工业化国家大都把先进制造技术作为本国的科技优先发展领域和高技术的实施重点；发展中国家也十分重视制造业信息化,都把信息技术作为改造传统企业和产业结构调整的主要战略；新兴工业化国家希望通过加快制造业信息化,跻身世界先进行列,众多发展中国家也希望以信息化推进工业化,以缩小与先进国家的差距。1.3我国先进制造技术的现状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起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。1.3.1我国先进制造技术的特点先进制造技术是制造技术加信息技术和管理科学,再加上有关的科学技术交融而形成的制造技术。它不局限于制造工艺,而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务,以及回收再生的全过程。其具有如下特点：（1）全球化。21世纪是国际化的大市场，世界各国市场竞相向国外开放，促成制造业竞争的国际化，主要反映在使制造业的资源配置由一国范围扩大到世界范围，致使制造业在全球范围重新分布、组合和洗牌。（2）多样化。由于每个用户群的看法和观点不同，其提出的产品结构和形状也不尽相同，中小批量的产品越来越多，产品的多样化特征也越来越明显。（3）虚拟化。虚拟制造是指利用计算机模拟与仿真技术、人工智能技术、并行工程以CAD/CAPP/CAM/CAE等多种技术，模拟现实制造环境或现实制造过程,呈现现实制造系统的运行状态或者现实产品性能的一种制造技术。（4）生产过程的高速化和柔性化。由于产品设计和制造周期的不断缩短，顾客要求的交货期也相应的越来越短；因此，高速生产技术得到了普遍应用，即要求实现生产过程的高速化。（5）集群化。为了提高自身抵抗风险的能力，各个小型制造企业开始纷纷联合组成集团公司，制造企业呈现越来越多的集中和并购，制造业的市场集中度也得到了进一步提高。（6）服务化。随着当前绿色制造和循环制造概念的提出，制造业应不仅考虑产品的设计和生产，还应考虑从市场调研开始到售后服务，再到产品报废回收，以及循环使用的产品整个生命周期或多个生命周期。1.3.2我国的先进制造技术与工业发达国家对比（1）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（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）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）设计方面：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（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。（3）制造工艺方面：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）自动化技术方面：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（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），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。1.3.3我国对先进制造的重视随着美国政府采取一系列措施进行大规模的21世纪制造业战略的研究。我国政府和企业界投入巨资，组织大量专家进行研究和分析，得出的结论是振兴中国经济的出路在于振兴美国的制造业，经济竞争归根到底是制造技术和制造能力的竞争。因而，我国提出要促进先进制造技术的发展，成立国家级、地区级、大学、企业等各种层次的先进制造技术协调、推广、应用研究中心。这些措施收到了良好的效果，使制造水平大幅度提高。通过先进制造技术，让企业适应多变的市场需求我国制造业市场具有很大的潜力，使得我国的制造技术水平和工业发达国家的差距进一步缩小。1.4先进制造技术的发展趋势1.4.1数字化制造技术数字化制造技术是支持信息化和知识化制造业的技术，是先进制造技术发展的核心，包括以设计为中心、以控制为中心和以管理为中心的数字制造。应用数字化制造技术，将会使全球制造网络环境下的产品异地设计与制造成为21世纪的重要制造模式，促使制造技术和制造产业发生革命性的变革。对全球制造业而言，在数字制造环境下，用户借助网络发布信息，各类企业通过电子商务实现优势互补，形成动态联盟，迅速协同设计并制造出相应的产品。1.4.2精密化是发展的关键现代超精密机械对精度要求极高，如借助于扫描隧道显微镜与原子力显微镜，加工精度可达0.1μｍ；而基于操作机械的移动距离为纳米级，移动精度可达0.1ｎｍ。显然，没有先进制造技术就没有先进电子技术装备。先进制造技术与先进信息技术是相互渗透、相互促进和紧密结合的，精密化是当前先进制造技术发展的关键所在。1.4.3网络化是发展的道路随着网络化的进一步普及，各种网上销售和网上购物正在悄然进入人们的生活当中，网络化已经成为先进制造技术发展的必由之路，这必将导致新的制造模式，即虚拟制造组织，形成动态的虚拟企业或企业联盟。此时，各企业致力于其核心业务，实现优势互补和资源优化动态组合与共享，如美国的“日不落计划”正是基于这一点。1.4.4绿色化是发展的方向绿色制造是一个综合考虑环境影响因素和资源效率的现代化制造模式，当前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，绿色制造技术也将获得快速的发展。其要求产品、制造、使用、维修及回收全部绿色化，主要体现在：１）绿色产品设计技术；２）绿色制造技术；３）产品的回收和循环再制造。1.4.5智能化是发展的前景以智能机器人和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，使制造系统具有自适应能力、自学习能力和自组织能力，能极大地提高系统的响应速度和决策水平。与传统制造相比，智能制造系统的突出之处在于制造诸环节中以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动；同时，收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。在不久的将来，为应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈的市场竞争，智能制造会越来越受到重视。1.4.6集成化是发展的方法集成化主要指现代技术、加工技术和企业等的集成，其使专业和学科间的界限逐渐淡化和消失。先进制造技术的不断发展，使得冷、热加工之间，加工、检测、物流和装配过程之间，设计、材料应用和加工制造之间的界限也逐渐淡化，逐步走向一体化。例如，CAD/CAPP和CAM的出现、精密成形技术的发展、快速原型件制造技术的产生、机器人加工工作站及FMS的出现。很多新材料的配制和成型是同时完成的，很难划清材料应用与制造技术的界限。1.5对我国先进制造技术的思考我国制造业市场的巨大潜力，为先进制造技术发展提供了广阔的市场空间。但是与制造业发达国家和地区相比，国内的先进制造技术的研发与市场拓展还不均衡。纵观国际制造业的竞争与发展，面对国际、国内２个制造业市场的日渐融合，如何立足国内制造业的市场需求，整合分散的科研与企业资源，尽快形成自身在先进制造产业竞争中的技术优势，已经是摆在我国制造业面前的迫在眉睫的课题。发展先进制造技术要结合国情，突出重点，在吸收世界各国经验的基础上，走一条具有自身特点的道路。（1）高度重视，全面规划。对涉及面广、技术难度大的技术，其研究及推广应用需要投入大量的力、物力及资金。（2）加强人员培养和培训工作。人是技术的主体，没有高素质的人才，再好的技术也会被束之高阁。（3）严格论证，科学管理。拟实施和上马的项目必须根据企业总体规划进行严格论证。论证时应吸收有关各方人员参与，集思广益，使实施计划更趋于完善。（4）发展我国先进制造技术的关键前沿技术。利用自身优势，大力发展一些关键前沿技术，比如新一代材料成型技术、快速原型制造、智能制造等。第2章先进制造技术与新工业革命2.1先进制造技术的概念、内涵及主要内容先进制造技术（advancedmanufacturingtechnology简称AMT）是美国在20世纪80年代末提出的概念，是作用于产品整个寿命周期的所有实用技术的总称，主要是指在当今技术条件下能显著提高企业的设计、加工、检测、物料储运、营销和生产管理等方面能力的设备，计算机软硬件和管理方法，其涉及制造技术的各个方面，包括工程设计、制造自动化、制造工艺技术、现代管理技术以及相关的支持环境和条件。先进制造技术在不同时代具有不同的含义，当前各种新出现的、先进的机械加工技术（纳米加工、激光切割、增材制制造等）、精益生产、并行工程、柔性制造、虚拟制造、敏捷制造和现代集成制造模式等，都属于AMT的研究之列。图1先进制造技术的图1先进制造技术的内涵、层次及技术构成2.2先进制造工艺技术（1）高效精密、超精密加工技术，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、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。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。（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(Electricaldischargemachining(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。可分为电火花成型加工(EDM)和电火花线切割加工两大类。一般都采用CNC控制。（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）柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前，按规模大小划分为：柔性制造系统（FMS），柔性制造单元（FMC）,柔性制造线（FML），柔性制造工厂（FMF）。柔性主要包括：①机器柔性。②工艺柔性。③产品柔性。④维护柔性。⑤生产能力柔性。⑥扩展柔性。⑦运行柔性。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。2.3先进制造模式/系统图2制造模式的演变图2制造模式的演变图3先进制造生产模式关系20世纪90图3先进制造生产模式关系2.4先进制造技术对产品生产活动的影响从生产流程来看，ATM与传统制造技术对制造过程的影响如图4所示。传统制造是利用制造资源将原材料转换为产品的过程，仅为生产过程的一部分，一般包括产品的加工和装配两大内容，制造商自行生产或者从供应商购买零件，将其组装成产品并检验以符合要求。制造过程中输入的是原材料、能量、信息、人力资源等，输出的是符合要求的产品。传统的制造系统设计、制造与销售各部分之间信息的传递与反馈不畅，各部门按功能分解任务，容易只考虑本部门的利益，对系统的优化考虑较少，造成设计与制造部门间难以协调、矛盾突出。ATM主要从材料设计、制造流程改造、产品服务融合的集成解决方案和循环利用四个方面拓展传统制造技术。图5先进制造技术对制造业的影响图5先进制造技术对制造业的影响图4先进制造（右）与传统制造（左）流程的比较2.5新工业革命工业革命是生产技术的变革，同时也是一场深刻的社会关系变革。新科技群的协同效应和深度融合将导致生产组织方式和制造模式发生重大变化，从而引发新的工业革命。目前正在出现一种新工业革命，但仍是一个十分模糊的概念，不同研究者对新工业革命的概念有各自的理解，主要有５种不同的观点：图6里夫金提出的新工业革图6里夫金提出的新工业革命的五个支柱（2）克里斯·安德森认为，新型材料的应用和增材制造技术等数字化制造方式将引发新工业革命，采用新型材料、３Ｄ打印技术和基于网络的协同制造服务等智能化与数字化制造方法，能够迅速和精准地将计算机中的虚拟设计模型转化为真实物体，甚至直接打印出零件或模具，基于网络的新型数字化设计及制造的创新提供给网络用户以创造真实物体的能力，将制造延伸至范围更广的生产人群中，这些制造过程蕴藏着由普通人完成的无限可能，众多个人制造联合推动全面创造，将直接加快向新型工业化趋势发展的步伐，从而引领新工业革命。（3）英国彼得·马什在《新工业革命：消费者、全球化以及大规模生产的终结》一书中，将工业革命划分为五次，如表１所示，而将始于2005年的第五次工业革命称为新工业革命。表1马什的工业革命划分表1马什的工业革命划分（5）德国政府于2013年4月举办的汉诺威工业博览会上，正式推出了工4.0第四次工业革命项目，目的是支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。工业4.0强调在工业生产过程中，以信息物理融合系统为核心，将众多智能体聚集在信息平台上，形成一种高度协同的互联互通关系，从而构建智能化的新型生产模式与产业结构。工业4.0正引领新一轮的工业革命，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域、商业模式和合作形式，将导致工业结构、经济结构和社会结构从垂直向扁平转变，从集中向分散转变。新工业革命是基于新能源、智能制造、数字化制造、机器人技术、新一代信息网络技术等先进技术综合系统协同创新及突破性的发展，融合信息、计算机、数字化、互联网技术创新变革，使工业生产方式与制造模式发生巨大变化，从而使交易方式与人们的生活方式发生重大变化。传统的自上而下、集中规模化的生产模式将逐步被新工业革命的分散、扁平和协作的模式取代，定制化、个性化、智能化、分散化和合作化是新工业革命的主要特征。2.6先进制造技术与新工业革命之间关系图7制造技术/模式与工业革命的演变图7制造技术/模式与工业革命的演变图中：第一次工业革命中，由于蒸汽机、电气技术、内燃机的发明与改进，机器取代手工成为主导生产方式，制造业进入机械化制造时代，成为近代工业化大生产时代的开端。第二次工业革命中，大规模制造成为主导生产方式，20世纪20年代，随着电子技术、信息技术的发展，以流水线为典型代表的大规模制造模式在组织结构上追求纵向一体化与大规模，内部分工仔细，专业化程度高，简单熟练的操作提高了生产效率，使制造成本随规模递减，同时质量的稳定性也得到提高，制造模式进入批量大规模制造阶段。新工业革命是现代先进制造模式集成协同创新的结果，进入20世纪90年代后期，随着网络信息技术、智能控制技术研究的深入和以知识为基础的经济时代的到来，制造业的市场环境与技术变革发生了根本性的改变。大规模制造系统的刚性与市场的个性化需求以及环境快速变化所要求的响应速度之间的矛盾日益尖锐，正是在此背景下，各种新制造模式研究探索与试验如雨后春笋般迅速兴起，现ATM融合自然科学和社会科学的最新进展，以绿色、低碳、可持续为发展理念，带来了产业组织模式的转变，对转变经济增长方式、政府管理模式和社会组织形态都有巨大的推动作用，使全球技术要素和市场要素配置方式发生了革命性变化。ATM的发展将在新工业革命中发挥重要作用。如前所述，工业革命的实质是制造业生产方式与制造模式发生重大变化，它必然也是始于制造技术突破性的发展。ATM是制造业产生变革的根本力量，新一代信息技术（云计算、大数据、物联网、务联网、云平台等）、新能源（再生能源、清洁能源等）、新材料（复合材料、纳米材料等）技术等将为新工业革命创造强大的新基础设施；分散式制造（网络化制造、制造物联、云制造、智能制造）、众包生产、集群效应、利基思维等使生产方式产生变革，将整个工业生产体系提升到一个新的水平，工业生产、经济体系和社会结构将从垂直转向扁平、从集中转向分散；以智能制造为代表的新一代先进制造模式，必将使商业模式、管理模式、服务模式、企业组织结构和人才资源需求发生巨大变化，给工业领域、生产价值链、业务模式乃至生活方式带来根本性变革，进而推进和实现新的工业革命。制造模式的演进与新工业革命的出现由市场发展、社会变革、技术突破、管理创新多种动因的综合作用决定。对新工业革命的内涵的理解必须通过与社会科学（如经济学和管理学）等跨学科的对话和交流，适当突破自然科学和工程技术学科的理论范畴。工业发展历程表明，新的生产模式的出现均为与特定的社会制度、组织结构和经济因素等相互作用的产物,而新的制造模式又会对既有社会制度和管理方式提出新的要求，从而推进企业管理模式、社会制度环境的变革。综上所述，在市场、技术、社会经济环境变化与全球一体化趋势的推动下，制造业正在经历着一场革命，一场以实施先进制造技术和经营方式彻底变革为主要内容的先进制造模式的革命，涉及制造理念、制造战略、制造技术、制造组织与管理各个领域的全面变革。第3章航空发动机关键技术近年来，为适应国家安全和国民经济发展的需要，各种型号的预警机、歼击机、直升机、大客大运等新型飞机不断飞上蓝天，但他们绝大多数依然缺乏一颗强劲的“中国心”。中国制造的ARJ21客机安装着美国的CF34-10A发动机，中国制造的C919大型客机，将配装美、法研制的LEAP-X1C发动机，我们必须尽快翻过这一页。可以相信，随着中国制造2025的全面布局，航空发动机重大工程的开展，通过航空发动机人的不懈努力，逐步解决航空发动机制造的关键技术、基础技术和热点技术.从关键技术、热点技术和基础技术3个层面介绍航空发动机关键制造技术，制造关键技术是研制先进航空发动机必须具有的技术；制造热点技术是提高发动机制造效率和制造品质必须开展研究的技术；制造基础技术是发动机研制和批量生产应逐步积累和发展的技术，代表发动机制造技术水平和生产能力的软实力。3.1航空发动机制造基础技术（1）精密制坯技术。精密制坯技术包括精密锻造制坯、精密铸造制坯和3D打印技术制坯，它是为现代航空发动机制造提供“粮食”的技术。（2）高效高质量焊接技术。构件整体化是新型航空发动机零件结构发展变化的趋势，高效焊接技术是实现构件整体化的最有效方法之一。扩散连接焊、线性摩擦焊、电子束焊等焊接工艺是实现航空发动机构件整体化制造的3大关键技术。（3）刀具、机床、构件一体化技术。航空发动机上几乎所有的零件都需要机械加工，机械加工离不了刀具和机床。现代航空发动机制造技术，使刀具技术和机床功能等得到了高速发展。（4）基础数据库的开发和应用技术。国外航空发动机设计、试验和制造大量采用仿真技术进行模拟相关零件、构件或发动机整机的特性，模拟锻件的变形、铸件的凝固、焊接件的连接、零件加工中材料的切削过程等。（5）加工废料回收和再利用技术。高性能航空发动机需要使用高强度、耐高温材料，靠近燃烧室的压气机和涡轮部件大量使用镍基和钴基超耐热合金，风扇和压气机叶片、机匣、盘大量采用钛合金、高温合金材料。3.2单晶涡轮叶片制造技术现代航空发动机涡轮前温度大大提升，F119发动机涡轮前温度高达1900~2050K，传统工艺铸造的涡轮叶片根本无法承受如此高的温度，甚至会被熔化，无法有效地工作。单晶涡轮叶片成功解决了推重比10一级发动机涡轮叶片耐高温的问题，单晶涡轮叶片优异的耐高温性能主要取决于整个叶片只有一个晶体，从而消除了等轴晶和定向结晶叶片多晶体结构造成晶界间在高温性能方面的缺陷。单晶涡轮叶片是目前航空发动机所有零件中制造工序最多、周期最长、合格率最低、国外封锁和垄断最为严格的发动机零件。制造单晶涡轮叶片的工序包括压芯、修芯、型芯烧结、型芯检验、型芯与外型模具的匹配、蜡模压注、蜡模X光检验、蜡模壁厚检测、蜡模修整、蜡模组合、引晶系统系统及浇冒口组合、涂料撤砂、壳型干燥、壳型脱蜡、壳型焙烧、叶片浇注、单晶凝固、清壳吹砂、初检、荧光检查、脱芯、打磨、弦宽测量、叶片X光检查、X光底片检查、型面检查、精修叶片、叶片壁厚检测、终检等制造环节。除此之外，还必须完成涡轮叶片精铸模具设计和制造工作。单晶涡轮叶片，目前世界上只有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数几个国家能够制造。近年来，国内在单晶涡轮叶片制造中也取得了较大的进步，研制了推重比10一级发动机单晶涡轮叶片并批量生产了高功重比涡轴发动机单晶涡轮叶片。3.3整体叶盘高效高精度低成本加工技术整体叶盘技术的应用推动了航空发动机结构设计的创新和制造工艺的跨越，实现了发动机减重和增效的目的，提高了发动机工作的可靠性。同时，叶片的薄厚度、大弯扭高效率气动设计，形成了叶片刚性差，加工易变形难控制的问题；叶片间窄而深的气流通道，使叶盘加工工艺实现性差；钛合金、高温合金等高强材料，难切削加工，效率低。美英20世纪80年代的新型发动机开始应用整体叶盘技术，我国整体叶盘技术起步于1996年前后。整体叶盘技术的应用推动了发动机零件结构整体化技术的发展，带鼓筒叶盘、带轴叶盘、盘片鼓筒轴组合叶盘、带箍闭式叶盘、整流器静子环叶盘和两级或多级叶盘组合的串列式整体叶盘结构在新型航空发动机研制中陆续得到应用；整体叶盘的功能结构在轴流叶盘、离心叶轮的基础上，发展了大小叶片结构叶盘、斜流转子叶盘。自整体叶盘在高性能航空发动机上应用以来，整体叶盘制造技术一直在发展和提升，目前整体叶盘加工的工艺方法主要有以下5种：失蜡精密铸造整体叶盘、电子束焊接整体叶盘、电化学加工整体叶盘、线性摩擦焊整体叶盘和五坐标数控机床加工整体叶盘等工艺方法。五坐标数控机床加工整体叶盘工艺方法是国内航空发动机整体叶盘制造中技术研究开展的最早、工程应用面最宽、技术成熟度较高的叶盘制造工艺方法。其中，插铣开槽加工工艺、对称螺旋铣削叶型精铣加工工艺、叶片前后缘加工误差补偿技术和整体叶盘叶型自适应加工工艺技术是该技术发展和应用的关键。国外T700发动机、BR715发动机增压级、EJ200发动机的整体叶盘使用此加工方法加工制造，我国CJ1000A、WS500等航空发动机整体叶盘也是采用五坐标数控加工技术制造。图8为我国制造的商用航空发动机高压压气机第一级整体叶盘。图8商用航空发动机高压压气机第一级整体叶盘图8商用航空发动机高压压气机第一级整体叶盘3.4空心叶片制造技术图9空心风扇叶片及内部三角形结构涡扇发动机的风扇远离燃烧室，热负荷低，但先进航空发动机对其气动效能的要求和防外物打伤的能力在不断提升。高性能航空发动机风扇均采用宽弦、无凸肩、空心风扇叶片。罗·罗公司研制的三角形桁架结构的空心风扇叶片是对原蜂窝夹芯叶片的改进，罗·罗公司称其为第二代空心风扇叶片，其工艺是采用超塑成形/扩散连接（SPF/DB）组合工艺方法，将3层钛合金板制成宽弦空心风扇叶片，叶片空心部位呈三角形桁架结构,该结构叶片已经在波音777和A330飞机的“遄达”发动机上使用。我国三角形桁架结构的空心风扇叶片制造技术也取得突破（图9为空心风扇叶片及内部三角形结构），但要满足工程化应用还需开展大量的强度、振动、疲劳试验和工艺优化研究工作。空心叶片的制造工艺流程为：首先需准备3块钛合金板并按上、中、下3层放置，中间一层为芯板，上下层分别为叶盆和叶背层板，然后按照除油酸洗3块钛合金板、中间层喷涂止焊剂、钛板焊接、入模加温、氩气净化、扩散连接、超塑成型、随炉冷却、表面化洗、叶根及进排气边加工、叶片检验等工序[2]超塑成形/图9空心风扇叶片及内部三角形结构3.5高端轴承制造技术轴承是航空发动机的关键零部件之一，轴承在以每分钟上万转高速长时间运转的同时，还要承受发动机转子高速旋转所产生的巨大离心力和各种形式的挤压应力、摩擦与超高温作用。轴承的质量和性能直接影响到发动机性能、寿命、可靠性和飞行安全。高端轴承的研制和生产与接触力学、润滑理论、摩擦学等学科交叉及疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究密切相关，同时还必须解决设计、材料、制造、制造装备、检测与试验、油脂及润滑等环节大量的技术难题。目前，高端轴承的研发、制造与销售基本上被铁姆肯、NSK、SKF，FAG等西方国家的轴承制造企业垄断。我国航空发动机制造技术落后，国内轴承制造企业的生产能力和研制水平，在短期根本无法提供适合先进航空发动机使用的高端轴承。轴承已成为我国航空发动机研发中难以翻越的“珠穆朗玛峰”，极大制约了我国高性能航空发动机的发展。3.6粉末涡轮盘制造技术航空发动机涡轮盘承受着高温和高应力的叠加作用，工作条件苛刻，制备工艺复杂，技术难度大，成为我国发动机发展的难点之一。基于粉末高温合金具有优异的综合力学性能和良好的冷热工艺性能等优点，国外高性能航空发动机上广泛使用粉末涡轮盘。粉末涡轮盘的制造包括材料研制、母合金熔炼、粉末制备与处理、热等静压、等温锻造、热处理，以及高精度检测与评价等一系列关键制造技术，它承载着先进航空发动机制造不可或缺的关键制造技术。国外粉末涡轮盘研究的趋势为在涡轮盘使用性能上从高强型涡轮盘向耐损伤型涡轮盘发展、制粉工艺向超纯净细粉方向发展，成型工艺在采用热等静压成型工艺的同时，还发展挤压成型工艺、等温锻成型工艺。国内，北京航空材料研究院已研制了多种航空发动机粉末涡轮盘，解决了先进航空发动机粉末涡轮盘的关键制造技术难题，但粉末涡轮盘工程化制造问题还未彻底解决。3.7叶片进排气边（前后缘）加工技术及自适应加工技术航空发动机叶片进排气边的加工质量是影响航空发动机气动性能的关键因素之一。进排气边也是叶片缺陷易发部位和钛合金缺陷敏感区，大量的发动机失效事件都是叶片进排气边加工缺陷造成的。由于叶片进排气边是叶片最薄的部位，又是叶片的边沿部位，其刚性差、加工变形量大，加工的叶片进排气边常常出现方头、尖头等。发动机叶片批量产中，高效高质量叶片进排气边加工的关键工艺问题仍未彻底解决。自适应加工技术分为3种形式，即刀位轨迹的自适应规划、数控系统的自适应控制和与数字化检测相结合的自适应加工。国内自适应加工技术在航空发动机精锻/辊轧叶片加工、损伤叶片修复和线性摩擦焊接整体叶盘加工中等到成功应用，虽然自适应加工技术在理论和实践上都取得了突破和发展，但是自适应加工技术的工程化应用仍是航空发动机制造研究的热点技术。3.8防鸟撞技术鸟撞事件频发，由此造成危害巨大成为航空发动机研制不可避开的问题，国内外均开展了广泛的研究。2015年7月美国FAA发布了《运输类飞机鸟撞要求》的通告，此要求的发布不仅对未来航空发动机的防鸟撞、防外物打伤提出了具体的要求和规定，同时又为发动机新材料新结构制造技术的开展指明了又一新的研究方向。3.9复合材料制造及3D打印技术复合材料技术已在高性能航空发动机上取得广泛的应用，为研制LEAP发动机的需要，斯耐克玛公司采用三维编制树脂转移模塑（RTM）工艺技术，加工制造了复合材料风扇机匣和复合材料风扇叶片，RTM技术制造的LEAP发动机零件，不但强度高，而且质量只有相同结构钛合金部件质量的一半。在研制F119发动机过程中，普惠公司研制连续SiC纤维增强钛基复合材料宽弦风扇叶片。该类复合材料叶片具有刚度高、质量轻、耐撞击等性能，被称为第三代宽弦风扇叶片。3D打印也称增材制造，集成CAD、CAM、粉末冶金、激光加工等多项技术。利用3D打印技术，我们可以把“大脑”的思维变成三维实体，把电脑上的零件图像打印成“真实”零件。3D打印技术使制造技术和加工理念发生了“革命性”的变化。澳大利亚莫纳什大学，成功制造出世界上首个3D打印喷气发动机。同时，还与波音公司、空客集团和赛峰集团合作，为波音等提供3D打印的发动机原型机，用于飞行测试。采用3D打印技术，发动机零部件的制造时间可以从3个月缩短至6天。利用3D打印技术制造了发动机上非承力件、静子件零件，但零件使用的力学性能正在积极地评估，同时，使用3D打印技术制造发动机转子零件、承力件等也开展了广泛的研究工作。第4章超精密加工领域的研究超精密加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。随着对产品质量和多样化的要求日益提高，对超精密加工提出更多、更高的要求。超精密加工技术已成为包含当代最新科技成果的一个复杂系统工程。从加工精度、加工质量和加工效率角度对先进的具有代表性的超精密加工机床、超精密切削、超精密磨削和超精密抛光技术进行重点评述和比较。超精密加工目前包括4个领域：①超精密切削加工；②超精密磨削加工；③超精密抛光加工；④超精密特种加工(如电子束、离子束加工)。图10给出了目前各种典型超精密加工方法的加工精度范围。图10目前各种超精密加工方法的精度范围超精密加工是现代高技术战争的重要支撑技术，是现代高科技产业和科学技术的发展基础，是现代制造科学的重要发展方向。以超精密加工技术为支撑的高性能武器，对现代战争的进程及结果发挥了决定性的作用。以超精密加工技术为支撑的三代半导体器件，为电子、信息产业的发展奠定了基础。图10目前图10目前各种超精密加工方法的精度范围4.1超精密机床超精密机床是实现超精密加工的首要基础条件。对于切削和磨削来说，要实现超精密加工就是要实现材料的超微量去除，除了要有极锋利的刀具或微细磨具之外，机床的动态刚度和精度以及微量进给系统非常重要。超精密机床技术目前已经发展成为一项综合性的系统工程，其发展综合利用了基础理论(包括切削机理、悬浮理论等)、关键单元部件技术、相关功能器件技术、刀具技术、计量与测试分析技术、误差处理技术、切削工艺技术、运动控制技术和可重构技术、环境技术等。因此，技术高度集成已成为超精密机床的主要特点。目前超精密机床已达到了很高的水平。现在美国和日本均各有几十家工厂和研究所生产超精密机床，英国、荷兰、德国等也都有单位在研发超精密机床，也都达到了较高的水平。目前美国超精密机床的水平最高，不仅有不少工厂生产中小型超精密机床，而且由于国防和尖端技术的需要，研发了大型超精密机床，其代表是LL国家实验室于1983～1984年研制成功的DTM-3和LODTM大型金刚石超精密车床，这两台机床是目前为止世界公认的最高水平的大型超精密机床。超精密机床发展过程中，国际上一些典型的、具有代表性的机床技术性能指标如表2所示。4.2超精密切削技术超精密切削是特指采用金刚石等超硬材料作为刀具的切削加工技术，其加工表面粗糙度Ra可达到几十纳米，包括超精密车削、镗削、铣削及复合切削(超声波振动车削加工技术等)。采用微量切削可以获得光滑而加工变质层较少的表面。最小切削厚度取决于金刚石刀具的切削刃钝圆半径，切削刃钝圆半径越小，则最小切削厚度越小。因此，具有纳米级刃口锋利度的超精密切削刀具的设计与制造表2几种典型的超精密机床技术性能指标是实现超精密切削的关键技术之一。超精密切削用刀具材料目前均采用天然单晶金刚石。国外金刚石刀具制造厂商主要有英国的康图公司、日本的大阪钻石工业株式会社。目前国外高精度圆弧刃金刚石刀具的刃磨水平最高已达到数纳米。国内尚不能制造高精度的圆弧刃金刚石刀具，切削刃钝圆半径只能达到0.1～0.3µm，生产中使用的高精度圆弧刃刀具均依赖于进口，价格昂贵。金刚石刀尖切削刃钝圆半径从理论上可达到3nm，但目前还无法直接测量。由于金刚石刀具在切削黑色金属如钢材时磨损严重，因此在黑色金属的超精密切削加工中也可以采用高性能陶瓷刀具、TiN、CBN、金刚石涂层的硬质合金刀具以及CBN刀片，但由于其加工表面质量不如天然金刚石好，仅用于表面质量不十分严格的场合。未来的发展趋势是采用金刚石刀具材料表面改性或复合切削技术(如低温切削技术、超声波振动切削技术等)来减小金刚石刀具在切削黑色金属时的磨损。微小结构表面切削加工是超精密切削的一个新的研究方向，目前德国和日本在该领域的研究处于国际领先水平。德国夫琅和费生产技术学院用微小单晶金刚石刀具加工出表面特征结构尺寸小100表2几种典型的超精密机床技术性能指标4.3超精密磨削技术超精密磨削是指以利用细粒度或超细粒度的固结磨料砂轮以及高性能磨床实现材料高效率去除、加工精度达到或高于0.1µm，加工表面粗糙度Ra<0.025µm的加工方法，是超精密加工技术中能够兼顾加工精度、表面质量和加工效率的加工手段。随着科学技术的不断发展，在机械、电子、通信、空间、光学等尖端技术和国防工业领域中，硬脆材料高精度，高表面质量的零件获得了广泛的应用，如单晶硅片、工程陶瓷、光学玻璃、光学晶体、蓝宝石基片等，超精密磨削技术就是为适应这些材料的高精度高表面质量的加工需要而发展起来的，硬脆材料超精密磨削可获得高度的镜面，具有很大的发展潜力。但由于磨削是面状刀具与工件的作用，因此，与单刃刀具相比，其产生的磨削阻力要大数倍乃至百倍。为了获得高的磨削精度，必须要有高刚度的砂轮和磨床。对硬脆材料的磨削，要生成微小切削必须采用微细磨粒的砂轮，而要产生自锐性必须使磨粒脱落的可能性增大。树脂结合剂砂轮因结合剂较软使砂轮自锐性显著提高，比金属结合剂砂轮磨削质量好。但是，磨削阻力会引起砂轮面的变形和精度恶化问题。为解决砂轮的高刚性化，采用玻璃质固化的微细金刚石砂轮具有气孔且易排屑，适用于高质量，高精度的磨削。现已生产出粒度为0.5nm、以铁粉作结合剂的金刚石砂轮，磨削的表面粗糙度为0.5nm，适用于磨削精细陶瓷、玻璃以及单晶材料。超精密磨削要求机床具有很高的精度和刚度，砂轮轴的高速旋转必须使用价格昂贵的轴承，而某种程度的振动总是不可避免的。磨削过程中需要对砂轮不断地进行修整，以保持磨粒的锐利，防止磨屑堵塞砂轮烧伤工件表面，容屑空间及其保持性成为制作超微细磨粒砂轮的主要难题；另外，磨削过程中，工件与砂轮主要为线接触方式，加工具有单向性，很难保证加工表面的均匀性；非磁导性工件装夹困难。这些问题都限制了磨削加工可获得的表面质量。如果能控制单颗磨粒对工件的法向载荷并使之小于中位—径向裂纹或侧向裂纹产生的临界载荷，此时工件可能仅发生弹性变形，则可实现无亚表面损伤的加工或塑性域加工。4.4超精密抛光技术超精密抛光是利用微细磨粒的机械作用和化学作用，在软质抛光工具或化学液、电/磁场等辅助作用下，为获得光滑或超光滑表面，减少或完全消除加工变质层，从而获得高表面质量的加工方法，加工精度可达到数纳米，加工表面粗糙度Ra可达到10–1nm级，超精密抛光是目前最主要的终加工手段。目前，抛光加工中材料的去除单位已在纳米甚至是亚纳米级，在这种加工尺度内，加工区域氛围的化学作用就成为抛光加工不可忽视的一部分。(1)超精密无损伤抛光。超精密无损伤抛光是以不破坏极表层结晶结构的加工单位进行材料微量去除的加工方法。可以按加工状态，将无损伤抛光看作是机械作用和化学的作用所进行的，它们的组合形成了各种抛光法。这些方法可分为：机械微量去除抛光、化学抛光、化学机械复合抛光。机械微量去除，只限定于磨图11各种抛光法的加工原理图11各种抛光法的加工原理分类(2)界面反应抛光。过去，硬脆电子功能陶瓷材料的加工基本上是利用硬质磨粒的机械压入、刻划作用为主的研磨和抛光。通常在工件表面留有加工变质层。为了消除加工变质层，一般采用化学抛光和电解抛光加工，但又会造成形状精度降低。为了克服上述缺点，必须开发新的抛光法，以实现功能陶瓷的高精度高质量抛光加工。在工件与磨料的摩擦界面上的机械能一部分转化为热能，使界面真实接触部位处于高温高压状态，处于这种状态的界面是不稳定的，各物质之间很容易互相渗透，化合物很容易产生和分解。这种界面反应一般称为机械化学反应。如果将反应生成物控制在工件表层极小的深度内(一般只有数个Å)，因其加工单位很小，就可以在不伤及母材情况下使其脱落，可以获得一般机械加工绝对达不到的超精密表面。这就是一边反应生成易于去除的局部软质生成物，一边进行加工的界面反应抛光方法。可用于抛光加工的界面反应现象有机械化学固相反应和水合反应现象，相应的抛光方法称为机械化学抛光和水合抛光。这些新方法与传统的抛光法相比在加工机理上是完全不同的。由于不必使用弹性抛光盘而使加工的面形精度得以提高。由于利用了化学反应，所形成的加工变质层极小。界面反应抛光将可能成为功能陶瓷元器件基片超精密加工的主要方法。(4)电、磁场辅助抛光。电、磁场辅助抛光(Field-assistedfinefinishing,FF)或场致抛光是通过控制电、磁场的强弱控制磨粒对工件的作用力，进行抛光的加工方法。磁场辅助抛光主要包括磁性磨粒加工、磁流体抛光和磁流变加工三种。磁性磨粒加工、磁流变加工将在下一节介绍，磁流体抛光有悬浮式和分离式两种，前者将磨粒混入磁流体中，通过磁流体在磁场作用下的“浮置”作用进行抛光；后者的磨粒不混入磁流体中，而是利用磁流体向强磁场方向移动的特性，通过橡胶等弹性体挤压磨料，对工件进行抛光。电场辅助抛光主要是指电泳抛光，它利用胶体粒子在电场作用下产生的电泳现象进行抛光。图12气囊式抛光原理(5)气囊式抛光。气囊式抛光原理如图12图12气囊式抛光原理超精密加工技术总的发展趋势是：①大型化、微小型化、数控化、智能化的加工装备；②复合化、无损伤加工工艺；③超精密、高效率、低成本批量加工；④在生产车间大量应用的高精度低成本专用检测装置。我国已把“高档数控机床与基础制造装备”列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要》确定的16个国家科技重大专项之一。该专项的目标是：到2020年，我国将形成高档数控机床与基础制造装备主要产品的自主开发能力，总体技术水平进入国际先进行列，部分产品国际领先。该专项的实施，对于提升我国超精密机床和基础制造装备产业的自主创新能力和核心竞争力具有重要意义。第5章本文总结随着社会的发展，先进制造技术呈现了新的特点和发展趋势。首先，介绍了先进制造技术发展背景和国内外的发展现状，阐述了先进制造技术的发展特点、技术发展趋势等。其次，介绍了先进制造技术和新工业革命的关系，并对先进制造工艺技术、先进制造模式/系统、先进制造技术对产品生产活动的影响和新工业革命的影响。再次，对航空发动机关键技术进行详细的论述，尤其对航空发动机制造基础技术、单晶涡轮叶片制造技术、整体叶盘高效高精度低成本加工技术、空心叶片制造技术、高端轴承制造技术、粉末涡轮盘制造技术、叶片进排气边（前后缘）加工技术及自适应加工技术、防鸟撞技术、复合材料制造及3D打印技术等的分析。最后，对超精密加工领域进行研究分析，主要分析了超精密机床、超精密切削技术、超精密磨削技术和超精密抛光技术四个方面。为更全面地理解先进制造技术与正在全球兴起的新工业革命，在分析先进制造技术的概念、内涵、体系结构和关键技术的基础上，系统总结了现有的制造模式提出实施先进制造技术的战略及把握新工业革命机遇的对策。总之，重视制造业和先进制造技术已成为全球化的大趋势。先进制造技术不是一项具体技术，而是利用系统工程技术将各种相关技术集成的一个有机整体；先进制造技术是一种动态技术，而不是一成不变的，它需要不断吸收各种高新技术成果，并将其渗透到产品的所有领域，结合成一个有机整体，实现优质、高效、低耗、清洁和灵活的生产；先进制造技术在强调环保护的同时，还强调各专业学科之间的相互渗透、融合和淡化，并消除其间的界限。参考文献：[1]孙林岩,汪建.先进制造模式理论与实践[M].西安:西安交通大学出版社,2003.[2]房贵如,刘维汉。先进制造技术的总体发展过程和趋势[J].中国机械工程,1995(3):7-10.[3]杨叔子,李斌,吴波.先进制造技术发展与展望[J].机械制造与自动化,2004(2):1-6.[4]赵晓梅,李爱荣.先进制造技术体系结构及特点[J].机械管理开发,2001(2);30-31[5]周晓东,邹国胜等大规模定制研究综述[J].计算机集成制造系统(CIMS),2003(12):1046-1056[6]魏志强,王先逵,吴丹,面向全球制造环境的先进制造技术[J].中国机械工程,2001(7):761-765.[7]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程，2002（3）[8]王世敬，温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械，2002[9]武永利.机械\o"制造"制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].\o"机械"机械制造与自动化,2003（1）.[10]LUNDROBERTT,HANSENJOHNA.KeepingAmericaatwork:strategiesforemployingthentechnologies[M].NewYork,N.Y.USA:JohnWiley&Sons,1986.[11]ZAMMUTORAYMONDF,［４］OCONNOREDWARDJ,Gainingadvancedmanufacturingtechnologiesbenefits:therlesforganizationdesignadculture[J].AcademyofManagementReview,2012,17(4):701-728.附录资料：不需要的可以自行删除Excel的50个使用技巧一、建立分类下拉列表填充项我们常常要将企业的名称输入到表格中，为了保持名称的一致性，利用“数据有效性”功能建了一个分类下拉列表填充项。1.在Sheet2中，将企业名称按类别（如“工业企业”、“商业企业”、“个体企业”等）分别输入不同列中，建立一个企业名称数据库。

2.选中A列（“工业企业”名称所在列），在“名称”栏内，输入“工业企业”字符后，按“回车”键进行确认。仿照上面的操作，将B、C……列分别命名为“商业企业”、“个体企业”……3.切换到Sheet1中，选中需要输入“企业类别”的列（如C列），执行“数据→有效性”命令，打开“数据有效性”对话框。在“设置”标签中，单击“允许”右侧的下拉按钮，选中“序列”选项，在下面的“来源”方框中，输入“工业企业”，“商业企业”，“个体企业”……序列（各元素之间用英文逗号隔开），确定退出。

再选中需要输入企业名称的列（如D列），再打开“数据有效性”对话框，选中“序列”选项后，在“来源”方框中输入公式：=INDIRECT（C1），确定退出。4.选中C列任意单元格（如C4），单击右侧下拉按钮，选择相应的“企业类别”填入单元格中。然后选中该单元格对应的D列单元格（如D4），单击下拉按钮，即可从相应类别的企业名称列表中选择需要的企业名称填入该单元格中。提示：在以后打印报表时，如果不需要打印“企业类别”列，可以选中该列，右击鼠标，选“隐藏”选项，将该列隐藏起来即可。二、建立“常用文档”新菜单在菜单栏上新建一个“常用文档”菜单，将常用的工作簿文档添加到其中，方便随时调用。1.在工具栏空白处右击鼠标，选“自定义”选项，打开“自定义”对话框。在“命令”标签中，选中“类别”下的“新菜单”项，再将“命令”下面的“新菜单”拖到菜单栏。按“更改所选内容”按钮，在弹出菜单的“命名”框中输入一个名称（如“常用文档”）。2.再在“类别”下面任选一项（如“插入”选项），在右边“命令”下面任选一项（如“超链接”选项），将它拖到新菜单（常用文档）中，并仿照上面的操作对它进行命名（如“工资表”等），建立第一个工作簿文档列表名称。重复上面的操作，多添加几个文档列表名称。3.选中“常用文档”菜单中某个菜单项（如“工资表”等），右击鼠标，在弹出的快捷菜单中，选“分配超链接→打开”选项，打开“分配超链接”对话框。通过按“查找范围”右侧的下拉按钮，定位到相应的工作簿（如“工资.xls”等）文件夹，并选中该工作簿文档。重复上面的操作，将菜单项和与它对应的工作簿文档超链接起来。4.以后需要打开“常用文档”菜单中的某个工作簿文档时，只要展开“常用文档”菜单，单击其中的相应选项即可。提示：尽管我们将“超链接”选项拖到了“常用文档”菜单中，但并不影响“插入”菜单中“超链接”菜单项和“常用”工具栏上的“插入超链接”按钮的功能。三、让不同类型数据用不同颜色显示在工资表中，如果想让大于等于2000元的工资总额以“红色”显示，大于等于1500元的工资总额以“蓝色”显示，低于1000元的工资总额以“棕色”显示，其它以“黑色”显示，我们可以这样设置。1.打开“工资表”工作簿，选中“工资总额”所在列，执行“格式→条件格式”命令，打开“条件格式”对话框。单击第二个方框右侧的下拉按钮，选中“大于或等于”选项，在后面的方框中输入数值“2000”。单击“格式”按钮，打开“单元格格式”对话框，将“字体”的“颜色”设置为“红色”。2.按“添加”按钮，并仿照上面的操作设置好其它条件（大于等于1500，字体设置为“蓝色”；小于1000，字体设置为“棕色”）。3.设置完成后，按下“确定”按钮。看看工资表吧，工资总额的数据是不是按你的要求以不同颜色显示出来了。四、制作“专业符号”工具栏在编辑专业表格时，常常需要输入一些特殊的专业符号，为了方便输入，我们可以制作一个属于自己的“专业符号”工具栏。

1.执行“工具→宏→录制新宏”命令，打开“录制新宏”对话框，输入宏名?如“fuhao1”?并将宏保存在“个人宏工作簿”中，然后“确定”开始录制。选中“录制宏”工具栏上的“相对引用”按钮，然后将需要的特殊符号输入到某个单元格中，再单击“录制宏”工具栏上的“停止”按钮，完成宏的录制。仿照上面的操作，一一录制好其它特殊符号的输入“宏”。2.打开“自定义”对话框，在“工具栏”标签中，单击“新建”按钮，弹出“新建工具栏”对话框，输入名称——“专业符号”，确定后，即在工作区中出现一个工具条。切换到“命令”标签中，选中“类别”下面的“宏”，将“命令”下面的“自定义按钮”项拖到“专业符号”栏上（有多少个特殊符号就拖多少个按钮）。3.选中其中一个“自定义按钮”，仿照第2个秘技的第1点对它们进行命名。4.右击某个命名后的按钮，在随后弹出的快捷菜单中，选“指定宏”选项，打开“指定宏”对话框，选中相应的宏（如fuhao1等），确定退出。重复此步操作，将按钮与相应的宏链接起来。5.关闭“自定义”对话框，以后可以像使用普通工具栏一样，使用“专业符号”工具栏，向单元格中快速输入专业符号了。五、用“视面管理器”保存多个打印页面有的工作表，经常需要打印其中不同的区域，用“视面管理器”吧。1.打开需要打印的工作表，用鼠标在不需要打印的行（或列）标上拖拉，选中它们再右击鼠标，在随后出现的快捷菜单中，选“隐藏”选项，将不需要打印的行（或列）隐藏起来。2.执行“视图→视面管理器”命令，打开“视面管理器”对话框，单击“添加”按钮，弹出“添加视面”对话框，输入一个名称（如“上报表”）后，单击“确定”按钮。3.将隐藏的行（或列）显示出来，并重复上述操作，“添加”好其它的打印视面。4.以后需要打印某种表格时，打开“视面管理器”，选中需要打印的表格名称，单击“显示”按钮，工作表即刻按事先设定好的界面显示出来，简单设置、排版一下，按下工具栏上的“打印”按钮，一切就OK了。六、让数据按需排序如果你要将员工按其所在的部门进行排序，这些部门名称既的有关信息不是按拼音顺序，也不是按笔画顺序，怎么办?可采用自定义序列来排序。1.执行“格式→选项”命令，打开“选项”对话框，进入“自定义序列”标签中，在“输入序列”下面的方框中输入部门排序的序列（如“机关,车队,一车间,二车间,三车间”等），单击“添加”和“确定”按钮退出。

2.选中“部门”列中任意一个单元格，执行“数据→排序”命令，打开“排序”对话框，单击“选项”按钮，弹出“排序选项”对话框，按其中的下拉按钮，选中刚才自定义的序列，按两次“确定”按钮返回，所有数据就按要求进行了排序。七、把数据彻底隐藏起来工作表部分单元格中的内容不想让浏览者查阅，只好将它隐藏起来了。1.选中需要隐藏内容的单元格（区域），执行“格式→单元格”命令，打开“单元格格式”对话框，在“数字”标签的“分类”下面选中“自定义”选项，然后在右边“类型”下面的方框中输入“；；；”（三个英文状态下的分号）。2.再切换到“保护”标签下，选中其中的“隐藏”选项，按“确定”按钮退出。3.执行“工具→保护→保护工作表”命令，打开“保护工作表”对话框，设置好密码后，“确定”返回。经过这样的设置以后，上述单元格中的内容不再显示出来，就是使用Excel的透明功能也不能让其现形。提示：在“保护”标签下，请不要清除“锁定”前面复选框中的“∨”号，这样可以防止别人删除你隐藏起来的数据。八、让中、英文输入法智能化地出现在编辑表格时，有的单元格中要输入英文，有的单元格中要输入中文，反复切换输入法实在不方便，何不设置一下，让输入法智能化地调整呢?选中需要输入中文的单元格区域，执行“数据→有效性”命令，打开“数据有效性”对话框，切换到“输入法模式”标签下，按“模式”右侧的下拉按钮，选中“打开”选项后，“确定”退出。以后当选中需要输入中文的单元格区域中任意一个单元格时，中文输入法（输入法列表中的第1个中文输入法）自动打开，当选中其它单元格时，中文输入法自动关闭。九、让“自动更正”输入统一的文本你是不是经常为输入某些固定的文本，如《电脑报》而烦恼呢?那就往下看吧。1.执行“工具→自动更正”命令，打开“自动更正”对话框。2.在“替换”下面的方框中输入“pcw”（也可以是其他字符，“pcw”用小写），在“替换为”下面的方框中输入“《电脑报》”，再单击“添加”和“确定”按钮。3.以后如果需要输入上述文本时，只要输入“pcw”字符?此时可以不考虑“pcw”的大小写?，然后确认一下就成了。十、在Excel中自定义函数Excel函数虽然丰富，但并不能满足我们的所有需要。我们可以自定义一个函数，来完成一些特定的运算。下面，我们就来自定义一个计算梯形面积的函数：1.执行“工具→宏→Visual

Basic编辑器”菜单命令（或按“Alt+F11”快捷键），打开Visual

Basic编辑窗口。2.在窗口中，执行“插入→模块”菜单命令，插入一个新的模块——模块1。3.在右边的“代码窗口”中输入以下代码：Function

V（a,b,h）V

=

h*（a+b）/2End

Function4.关闭窗口，自定义函数完成。以后可以像使用内置函数一样使用自定义函数。提示：用上面方法自定义的函数通常只能在相应的工作簿中使用十一、表头下面衬张图片为工作表添加的背景，是衬在整个工作表下面的，能不能只衬在表头下面呢?1.执行“格式→工作表→背景”命令，打开“工作表背景”对话框，选中需要作为背景的图片后，按下“插入”按钮，将图片衬于整个工作表下面。2.在按住Ctrl键的同时，用鼠标在不需要衬图片的单元格（区域）中拖拉，同时选中这些单元格（区域）。3.按“格式”工具栏上的“填充颜色”右侧的下拉按钮，在随后出现的“调色板”中，选中“白色”。经过这样的设置以后，留下的单元格下面衬上了图片，而上述选中的单元格（区域）下面就没有衬图片了（其实，是图片被“白色”遮盖了）。提示?衬在单元格下面的图片是不支持打印的。十二、用连字符“&”来合并文本如果我们想将多列的内容合并到一列中，不需要利用函数，一个小小的连字符“&”就能将它搞定（此处假定将B、C、D列合并到一列中）。1.在D列后面插入两个空列（E、F列），然后在D1单元格中输入公式：=B1&C1&D1。2.再次选中D1单元格，用“填充柄”将上述公式复制到D列下面的单元格中，B、C、D列的内容即被合并到E列对应的单元格中。3.选中E列，执行“复制”操作，然后选中F列，执行“编辑→选择性粘贴”命令，打开“选择性粘贴”对话框，选中其中的“数值”选项，按下“确定”按钮，E列的内容（不是公式）即被复制到F列中。4.将B、C、D、E列删除，完成合并工作。提示：完成第1、2步的操作，合并效果已经实现，但此时如果删除B、C、D列，公式会出现错误。故须进行第3步操作，将公式转换为不变的“值”。十三、快速打印学生成绩条常有朋友问“如何打印成绩条”这样的问题，有不少人采取录制宏或VBA的方法来实现，这对于初学者来说有一定难度。出于此种考虑，我在这里给出一种用函数实现的简便方法。此处假定学生成绩保存在Sheet1工作表的A1至G64单元格区域中，其中第1行为标题，第2行为学科名称。1.切换到Sheet2工作表中，选中A1单元格，输入公式：=IF（MOD（ROW（），3）=0，″″，IF（0MOD?ROW（），3（=1，sheet1！A$2，INDEX（sheet1！$A：$G，INT（（（ROW（）+4）/3）+1），COLUMN（））））。2.再次选中A1单元格，用“填充柄”将上述公式复制到B1至G1单元格中；然后，再同时选中A1至G1单元格区域，用“填充柄”将上述公式复制到A2至G185单元格中。至此，成绩条基本成型，下面简单修饰一下。3.调整好行高和列宽后，同时选中A1至G2单元格区域（第1位学生的成绩条区域），按“格式”工具栏“边框”右侧的下拉按钮，在随后出现的边框列表中，选中“所有框线”选项，为选中的区域添加边框（如果不需要边框，可以不进行此步及下面的操作）。4.同时选中A1至G3单元格区域，点击“常用”工具栏上的“格式刷”按钮，然后按住鼠标左键，自A4拖拉至G186单元格区域，为所有的成绩条添加边框。按“打印”按钮，即可将成绩条打印出来。十四、Excel帮你选函数在用函数处理数据时，常常不知道使用什么函数比较合适。Excel的“搜索函数”功能可以帮你缩小范围，挑选出合适的函数。执行“插入→函数”命令，打开“插入函数”对话框，在“搜索函数”下面的方框中输入要求（如“计数”），然后单击“转到”按钮，系统即刻将与“计数”有关的函数挑选出来，并显示在“选择函数”下面的列表框中。再结合查看相关的帮助文件，即可快速确定所需要的函数。十五、同时查看不同工作表中多个单元格内的数据有时，我们编辑某个工作表（Sheet1）时，需要查看其它工作表中（Sheet2、Sheet3……）某个单元格的内容，可以利用Excel的“监视窗口”功能来实现。执行“视图→工具栏→监视窗口”命令，打开“监视窗口”，单击其中的“添加监视”按钮，展开“添加监视点”对话框，用鼠标选中需要查看的单元格后，再单击“添加”按钮。重复前述操作，添加其它“监视点”。以后，无论在哪个工作表中，只要打开“监视窗口”，即可查看所有被监视点单元格内的数据和相关信息。十六、为单元格快速画边框在Excel2002以前的版本中，为单元格区域添加边框的操作比较麻烦，Excel2002对此功能进行了全新的拓展。单击“格式”工具栏上“边框”右侧的下拉按钮，在随后弹出的下拉列表中，选“绘图边框”选项，或者执行“视图→工具栏→边框”命令，展开“边框”工具栏。单击工具栏最左侧的下拉按钮，选中一种边框样式，然后在需要添加边框的单元格区域中拖拉，即可为相应的单元格区域快速画上边框。提示：①如果画错了边框，没关系，选中工具栏上的“擦除边框”按钮，然后在错误的边框上拖拉一下，就可以清除掉错误的边框。②如果需要画出不同颜色的边框，可以先按工具栏右侧的“线条颜色”按钮，在随后弹出的调色板中选中需要的颜色后，再画边框即可。③这一功能还可以在单元格中画上对角的斜线。十七、控制特定单元格输入文本的长度你能想象当你在该输入四位数的单元格中却填入了一个两位数，或者在该输入文字的单元格中你却输入了数字的时候，Excel就能自动判断、即时分析并弹出警告，那该多好啊!要实现这一功能，对Excel来说，也并不难。例如我们将光标定位到一个登记“年份”的单元格中，为了输入的统一和计算的方便，我们希望“年份”都用一个四位数来表示。所以，我们可以单击“数据”菜单的“有效性”选项。在“设置”卡片“有效性条件”的“允许”下拉菜单中选择“文本长度”。然后在“数据”下拉菜单中选择“等于”，且“长度”为“4”。同时，我们再来到“出错警告”卡片中，将“输入无效数据时显示的出错警告”设为“停止”，并在“标题”和“错误信息”栏中分别填入“输入文本非法!”和“请输入四位数年份。”字样。很显然，当如果有人在该单元格中输入的不是一个四位数时，Excel就会弹出示的警告对话框，告诉你出错原因，并直到你输入了正确“样式”的数值后方可继续录入。神奇吧?其实，在Excel的“数据有效性”判断中，还有许多特殊类型的数据格式可选，比如“文本类型”啊，“序列大小”啊，“时间远近”啊，如你有兴趣，何不自作主张，自己设计一种检测标准，让你的Excel展示出与众不同的光彩呢。十八、成组填充多张表格的固定单元格我们知道每次打开Excel，软件总是默认打开多张工作表。由此就可看出Excel除了拥有强大的单张表格的处理能力，更适合在多张相互关联的表格中协调工作。要协调关联，当然首先就需要同步输入。因此，在很多情况下，都会需要同时在多张表格的相同单元格中输入同样的内容。那么如何对表格进行成组编辑呢?首先我们单击第一个工作表的标签名“Sheet1”，然后按住Shift键，单击最后一张表格的标签名“Sheet3”（如果我们想关联的表格不在一起，可以按住Ctrl键进行点选）。此时，我们看到Excel的标题栏上的名称出现了“工作组”字样，我们就可以进行对工作组的编辑工作了。在需要一次输入多张表格内容的单元格中随便写点什么，我们发现，“工作组”中所有表格的同一位置都显示出相应内容了。但是，仅仅同步输入是远远不够的。比如，我们需要将多张表格中相同位置的数据统一改变格式该怎么办呢?首先，我们得改变第一张表格的数据格式，再单击“编辑”菜单的“填充”选项，然后在其子菜单中选择“至同组工作表”。这时，Excel会弹出“填充成组工作表”的对话框，在这里我们选择“格式”一项，点“确定”后，同组中所有表格该位置的数据格式都改变了。十九、改变文本的大小写在Excel中，为表格处理和数据运算提供最强大支持的不是公式，也不是数据库，而是函数。不要以为Excel中的函数只是针对数字，其实只要是写进表格中的内容，Excel都有对它编辑的特殊函数。例如改变文本的大小写。在Excel2002中，至少提供了三种有关文本大小写转换的函数。它们分别是：“=UPPER（源数据格）”，将文本全部转换为大写；“=LOWER（源数据格）”，将文本全部转换成小写；“=PROPER（源数据格）”，将文本转换成“适当”的大小写，如让每个单词的首字母为大写等。例如，我们在一张表格的A1单元格中输入小写的“excel”，然后在目标单元格中输入“=UPPER（A1）”，回车后得到的结果将会是“EXCEL”。同样，如果我们在A3单元格中输入“mr.weiwei”，然后我们在目标单元格中输入“=PROPER（A3）”，那么我们得到的结果就将是“Mr.Weiwei”了。二十、提取字符串中的特定字符除了直接输入外，从已存在的单元格内容中提取特定字符输入，绝对是一种省时又省事的方法，特别是对一些