【正文】 先進制造技術(shù)概論 (AMT) 課程編號 ： 5601090 學(xué) 分 ： 2 學(xué)生班級 ：材料 05050507班 課程性質(zhì) ：專業(yè)大類課、限選課 基本要求 ：鞏固制造技術(shù)基礎(chǔ)知識；了解先進制造技術(shù)的最新研究成果；掌握 12項先進制造技術(shù) /方法；開闊視野；培養(yǎng)創(chuàng)新意識 /能力。 開課時間 ： 0708年度 第 2學(xué)期 每周 4學(xué)時 / （每次 2學(xué)時） 授課方式 ：課堂教學(xué) /一次參觀 周二材 213室 /周五 II館 212室 考核形式 ：課堂考試（開卷） 或 文獻查閱與綜述（中、外文） 3頁；大作業(yè) 7頁。 主講教師 ：王續(xù)躍 Tel: 86929050 Email: 主要參考書 ：王潤孝 主編 先進制造技術(shù)導(dǎo)論 焦振學(xué) 編著 先進制造技術(shù) 趙汝嘉 主編 先進制造系統(tǒng)導(dǎo)論 查閱中英文（外文）文獻 /網(wǎng)上信息 810篇，外文不少于 3篇。 Dalian University of Technology 課程簡介 ? 單項技術(shù) ? 制造自動化技術(shù) ? 先進制造模式 Dalian University of Technology 單項技術(shù) ? 精密與超精密加工技術(shù) ? 超高速加工技術(shù) ? 高能束流加工與復(fù)合加工技術(shù) ? MEMS技術(shù) ? RPM技術(shù) ? 生物制造技術(shù) Dalian University of Technology 制造自動化技術(shù) ? GT ? CAD/CAPP/CAM ? NC/CNC ? FMS ? CIMS Dalian University of Technology 先進制造模式 ? 智能制造 ? 敏捷制造 ? 并行工程 ? 虛擬制造 ? 綠色制造 ? 精益制造 Dalian University of Technology 討論 1 ? 先進？ ? 機械？ ? 材料制備、成型、切削、加工、制造、生產(chǎn)？ Dalian University of Technology ? Mechanical Engineering deals with anything which moves. ? Advanced Technology means any technique or method that relate leading edge or high quality. Dalian University of Technology 討論 2 零件？ 產(chǎn)品？ 質(zhì)量？ Dalian University of Technology 第一章 概述 (BI) 基本概念 ：生產(chǎn)方式，品種與批量，規(guī)模 /系列， 質(zhì)量 ， 成本 ， 時間 ， 服務(wù) ，制造技術(shù) /先進制造技術(shù) 產(chǎn)品特點 ：品種 多樣化 需求的個性化、多樣化，時尚化； 制造者：搶先占領(lǐng)市場，制造裝備系統(tǒng) / 競爭。 生產(chǎn)方式： 單件 /小批；大批大量；“中等”批量。 制造技術(shù)發(fā)展特點 ： 常規(guī)制造工藝的優(yōu)化；加工方法不斷創(chuàng)新；學(xué)科間的界限逐漸淡化；設(shè)計由經(jīng)驗走向定量分析；工藝技術(shù)與信息、管理結(jié)合。 可持續(xù)發(fā)展 ： 人與自然的關(guān)系 /技術(shù)與資源利用 Dalian University of Technology 第一節(jié) 生產(chǎn)系統(tǒng)與機械制造系統(tǒng) 機械制造系統(tǒng)任務(wù)： 高效率和低消耗地制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品 生產(chǎn)系統(tǒng)組成 ：以機床和機械加工等生產(chǎn)技術(shù)為中心的“ 物質(zhì)流 ” 以生產(chǎn)管理和信息等管理技術(shù)為中心的“ 信息流 ” 為工藝裝備提供動力的“ 能量流 ” 任何一個工廠 ：都是一個有輸入和輸出、信息流和物質(zhì)流的生產(chǎn)系統(tǒng)。 典型生產(chǎn)系統(tǒng) ：決策級；經(jīng)營管理級；設(shè)計制造級。 設(shè)計制造級：包括開發(fā)和設(shè)計；生產(chǎn)工藝和調(diào)度；制造三個子系統(tǒng) 技術(shù)裝備形式 ： 制造業(yè) —機械制造 /先進機械制造 —機械加工 /先進機械加工 先進機械制造技術(shù)典型代表： CIMS 局部自動化 A —整體自動化 A ； 制造過程自動化 A 設(shè)計過程自動化 A 生產(chǎn)過程自動化 A和經(jīng)營管理過 程自動化 A 用 系統(tǒng)工程 的原理和方法組織生產(chǎn)使工廠的生產(chǎn)和管理科學(xué)化。 Dalian University of Technology 機械制造系統(tǒng)組成： 機床，工具和制造過程（工藝、檢驗、管理）。 1） 機床 ：為零件成形提供工具與工件之間的相對位置和相對運動，加工出滿足圖紙技術(shù)要求包擴形狀、尺寸、幾何精度和表面質(zhì)量的零件。 2） 工具 ：指切削刀具和必要的夾具、模具，測量工具和輔助工具等。 3） 制造過程 ：包括輸入材料或毛坯的加工、中間的熱處理、探傷檢驗等轉(zhuǎn)換過程 /生產(chǎn)流程和管理等。 4） 多級機械制造系統(tǒng) ：單臺 CNC機床構(gòu)成基本的制造系統(tǒng)，多臺 CNC機床由一臺通用計算機集中控制，形成直接數(shù)控DNC制造系統(tǒng)。 生產(chǎn)系統(tǒng)的三個級（決策級；經(jīng)營管理級；設(shè)計制造級）通過集成技術(shù)實現(xiàn)計算機控制的一體化管理，形成高效益、高智能計算機集成制造系統(tǒng) CIMS。 Dalian University of Technology 第二節(jié) 先進制造技術(shù)的概念，特點與分類 先進制造技術(shù) : 是制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息 (包括控制論 ,人工智能等 )、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等方面 成果 ，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計，制造，檢測，管理，銷售，使用，服務(wù)以及回收的制造 全過程 ，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，高效，低耗，清潔，靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的 適應(yīng)能力和 競爭能力 的制造技術(shù)的總稱。 傳統(tǒng)制造技術(shù)特點 ：設(shè)計獨立性強；生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定；以產(chǎn)品為對象組織生產(chǎn)；準(zhǔn)備、生產(chǎn)、裝配周期長；生產(chǎn)結(jié)構(gòu)剛性強。 先進制造技術(shù)特點 ：先進性；廣泛性；實用性；系統(tǒng)性；集成性；動態(tài)性；環(huán)保性 Dalian University of Technology 先進制造技術(shù)分類 : ： (1) 計算機輔助設(shè)計技術(shù)： 包括： 有限于元法，優(yōu)化設(shè)計， CAD ，反求工程，模糊智能 CAD ，工程數(shù)據(jù)庫。 (2) 優(yōu)良性能設(shè)計技術(shù)：可靠性設(shè)計，安全性設(shè)計，動態(tài)設(shè)計，疲勞設(shè)計，減摩與耐磨設(shè)計，環(huán)境設(shè)計，維護設(shè)計，測試性設(shè)計，人機工程設(shè)計。 (3) 競爭創(chuàng)建設(shè)計技術(shù) : 包括：快速響應(yīng)設(shè)計，智能設(shè)計，仿真與虛擬設(shè)計，工業(yè)設(shè)計，價值工程設(shè)計，模塊化設(shè)計。 (4) 全壽命周期設(shè)計技術(shù)，并行設(shè)計，面向制造設(shè)計，全壽命周期設(shè)計。 (5) 可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計 :主要有綠色設(shè)計 . (6) 設(shè)計實驗技術(shù) :包括：產(chǎn)品可靠性試驗，產(chǎn)品環(huán)保性試驗與控制，仿真試驗與虛擬試驗。 Dalian University of Technology 2. 現(xiàn)代加工工藝 ： (1) 精密潔凈鑄造成型工藝，（ 2）精密高效塑性成型工藝，（ 3）優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)，（ 4）優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)，（ 5）高效高精機械加工工藝，（ 6）現(xiàn)代特種加工工藝，（ 7）新型材料成型與加工工藝，（ 8）優(yōu)質(zhì)清潔表面工程新技術(shù)， （ 9）快速模具制造新技術(shù)，（ 10）擬實制造成型加工技術(shù)。 Dalian University of Technology 3 自動化技術(shù) ：（ 1）數(shù)控技術(shù)，（ 2）工業(yè)機器人，（ 3）柔性制造系統(tǒng) FMS : 包括： FMS加工系統(tǒng)， FMS物流系統(tǒng)， FMS調(diào)度與控制系統(tǒng)， FMS的故障診斷。（ 4）計算機集成制造系統(tǒng) CIMS，（ 5）傳感技術(shù)，（ 6）自動檢測及信號識別技術(shù)，（ 7）過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制。 4 系統(tǒng)管理技術(shù)： （ 1） 全面質(zhì)量管理，（ 2）成組技術(shù)，（ 3）即時生產(chǎn)，（ 4）物流管理，（ 5）企業(yè)資源規(guī)劃 5 先進制造模式： （ 1）先進制造生產(chǎn)模式，包括：精益生產(chǎn)（ LP）， CIMS，敏捷制造（ AM），網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，智能制造。（ 2）集成管理技術(shù)，包括：并行工程，現(xiàn)代信息管理系統(tǒng)，質(zhì)量保障體系，生產(chǎn)率工程，制造資源快速集成。（ 3）生產(chǎn)組織方法，包括：虛擬公司理論與組織，企業(yè)組織與變革，以人為本的團隊建設(shè)，企業(yè)重組工程。 Dalian University of Technology 第三節(jié) 先進制造技術(shù)發(fā)展趨勢 面臨 /適應(yīng)挑戰(zhàn) （ 1）新技術(shù)革命的挑戰(zhàn) （ 2）信息時代的挑戰(zhàn) （ 3）有限資源與日益增長的環(huán)保壓力的挑戰(zhàn) （ 4）制造全球化和貿(mào)易自由化的挑戰(zhàn) （ 5）消費觀念變革的挑戰(zhàn) 發(fā)展趨勢：柔性化、智能化、集成化、全球化、綠色制造 Dalian University of Technology 第四節(jié) 先進制造技術(shù) —自動化制造技術(shù) (1)成組技術(shù) (GT)特點 :集中處理 ,規(guī)范化 , 信息的重復(fù)使用 (2)數(shù)控技術(shù) （ NC)：用數(shù)字量及字符發(fā)布指令，實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。 數(shù)字化 —越來越廣泛。 （ 3） CAD—功能：建立幾何模型，工程分析，動態(tài)模擬，自動繪圖。 （ 4） CAPP—承接 CAD數(shù)據(jù)，處理轉(zhuǎn)換成 CAM加工信息。 （ 5） CAM—類型：直接應(yīng)用：物流 /生產(chǎn) /質(zhì)量 –控制 間接應(yīng)用：支持 CAPP/工裝設(shè)計 /作業(yè)計劃等 （ 6） 仿真技術(shù) (ST)步驟：定義被建模系統(tǒng)，建立系統(tǒng)模型，收集數(shù)據(jù)，驗證模型，運行模型，維護模型。 （ 7） FMS—適合于多品種，中小批量的生產(chǎn)方式。方向： FMS組成工廠和車間；與 CAD/ CAM聯(lián)結(jié)形成綜合生產(chǎn)系統(tǒng)； FMC模塊化和商品化；配套裝備 (8) CAQC重點考慮：質(zhì)量控制 —計劃 /功能 /方法，可以 100%檢測。 （ 9） CIM及新一代 CIMS—適應(yīng)市場機制的新概念與先進技術(shù)的融合。 Dalian University of Technology 第五節(jié) 先進制造技術(shù)的 技術(shù)前沿 （ 1） 可重組制造技術(shù) ：研究階段內(nèi)容：基礎(chǔ)理論；建模于仿真；新的系統(tǒng)；控制與通信 （ 2） 無浪費工藝 ：無切削加工 /廢棄物可利用，低消耗工藝 /室溫代替高溫環(huán)境 （ 3） 新的材料工藝 ：指超物理性能的新材料，微型化產(chǎn)品，原子級 /納米制造，屬于基因鏈接，生物工藝。 （ 4） 生物制造技術(shù) ：包括：用設(shè)計酶、細胞組織和生物催化劑的元件制造，還包括用自組織系統(tǒng)和生物原料生產(chǎn)特殊材料的遺傳工程。 （ 5） 企業(yè)建模和仿真 ：依靠 —通信與信息技術(shù)；建模工具。 （ 6） 信息技術(shù) ：把信息轉(zhuǎn)化為知識，進而決策的技術(shù)。 （ 7）增強型人 機界面：例如：語音輸入。 （ 8） 新型勞動力培訓(xùn) ：適應(yīng)新技術(shù)環(huán)境，學(xué)習(xí)型模式 （ 9） 智能協(xié)作系統(tǒng)軟件 ：滿足專業(yè)不同 /語言不同 /文化不同的交流，實現(xiàn)聯(lián)機和協(xié)作。以及不同背景企業(yè)間協(xié)作。 Dalian University of Technology 第六節(jié) 發(fā)達國家制造業(yè)的 發(fā)展戰(zhàn)略 美國： 68%財富來源于制造業(yè) /面臨的問題 立法、政策和資金投入、教育、目標(biāo) 日本：精益生產(chǎn)； 注重滿足客戶需求；培訓(xùn) 西歐 /德國：歐共體；創(chuàng)新 中國：政策、專項基金、聯(lián)合攻關(guān) Dalian University of Technology 第二章 高能束加工與復(fù)合加工技術(shù) 第一節(jié) 概述 背景 材料、成本、效率 特點與發(fā)展 個性、競爭、全球 材料 難加工（ 硬度、韌性、脆性 ） Dalian University of Technology 第二節(jié) 激光加工技術(shù) 激光的產(chǎn)生 與特點 產(chǎn)生的條件、三要素、波長、能量 /功率，特點 激光加工 基本原理 與特點 吸收與反射、能量密度、溫度控制，特點 激光加工設(shè)備 組成、運行控制 激光加工技術(shù)的應(yīng)用 打孔、切