【正文】 n 效益最優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識(shí)為依托，以多種科學(xué)方 法和技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動(dòng)過程所用到的技術(shù)群體的總稱。產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的工作產(chǎn)量約占產(chǎn)品全生命周期的 20％，但卻決定了產(chǎn)品 制造成本的 80％。 虛擬企業(yè)則是為了快速響應(yīng)某一市場(chǎng)需求，通過信息高速公路，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時(shí)組建成為一個(gè)沒有圍墻、超越空間約束、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。主要體現(xiàn)在綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、綠色制造技術(shù)、產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造。事實(shí)證明，技術(shù)和管理是制造系統(tǒng)的兩個(gè)輪子，由生產(chǎn)模式結(jié)合在一起，推動(dòng)著制造系統(tǒng)向前運(yùn)動(dòng)。 二、制造過程的集成化 產(chǎn)品的加工、檢測(cè)、物流、裝配過程走向一體化。世界上各個(gè)工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。 2．作用 統(tǒng)計(jì)表明，制造業(yè)為工業(yè)化國家創(chuàng)造了 60％～ 80％的社會(huì)財(cái)富，是國際貿(mào)易中主要交易物品的源泉。 （ 3）先進(jìn)制造技術(shù)的重要支撐是信息技術(shù) 信息技術(shù)正在向制造技術(shù)注入和融合，促進(jìn)著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，使傳統(tǒng)制造技術(shù)發(fā)生著質(zhì)的變化。 三、特點(diǎn)與作用 1．特點(diǎn) 先進(jìn)制造技術(shù)除具有精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化等特點(diǎn)之外，還具備以下特征： 表 14 先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) （ 1）集合多學(xué)科成果形成一個(gè)完整的制造體系 先進(jìn)制造技術(shù)是多種科學(xué)及方法的整合。 在以知識(shí)為基礎(chǔ)、以創(chuàng)新為動(dòng)力的新經(jīng)濟(jì)體系中，制造業(yè)正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。 n ———— 亨利 福特（ Henry ford，n 1863~1947）世界著名的 “汽車大n 王 ”，終生致力于汽車的研究和制n 造，使汽車成為人人買得起的商品。 人物介紹n 1．泰勒n 弗雷德里克 專家預(yù)測(cè)，社會(huì)趨勢(shì)將相繼是納米時(shí)代和生物時(shí)代，以分子、原子等為對(duì)象的納米制造和以基因技術(shù)為核心的生物制藥閃亮登場(chǎng)，制造的主要對(duì)象將擴(kuò)大到基因資源和微觀領(lǐng)域的各種資源。 三、 制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn) 隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息和自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，給制造業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝與裝備、生產(chǎn)管理和企業(yè)經(jīng)營(yíng)帶來了重大變革，先后誕生了一系列新制造技術(shù)和新制造模式 ,見表 13。 3）朝精密化工程發(fā)展。零件互換技術(shù) 20世紀(jì) 50年代發(fā)展到了頂峰，產(chǎn)生了工業(yè)技術(shù)的革命和創(chuàng)新，傳統(tǒng)制造業(yè)及其大工業(yè)體系也隨之建立和逐漸成熟。泰勒(Frederick W Taylor)和亨利 各年代達(dá)到的加工精度，如圖 13所示。每一個(gè)社會(huì)發(fā)展階段，都會(huì)出現(xiàn)與之相匹配的加工制造技術(shù)。也可以說是完成制造活動(dòng)所需的一切手段的總和。國際生產(chǎn)工程研究學(xué)會(huì) (CIRP)的定義： “制造是一個(gè)涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)銷售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱 ”。4）鏈接相關(guān)背景知識(shí)，拓寬知識(shí)面。 本書內(nèi)容新穎、實(shí)用，突出中職教育的實(shí)用性和應(yīng)用性，力求做到深入淺出、圖文并茂，知識(shí)性與通俗性的統(tǒng)一。 全書共 6章，包括緒論、先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造自動(dòng)化技術(shù)、先進(jìn)制造模式以及先進(jìn)管理技術(shù)等，本書側(cè)重闡述適用的先進(jìn)制造技術(shù)的基本概念、應(yīng)用領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)。 本書既可作為中等職業(yè)學(xué)校模具制造專業(yè)、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為高等職業(yè)學(xué)校機(jī)電類專業(yè)的教材或相關(guān)崗位培訓(xùn)教材。 本書具有以下主要特點(diǎn)： 1）注重系統(tǒng)性和完整性，章節(jié)之間既有聯(lián)系，又獨(dú)立成章，方便教學(xué)。本課程教學(xué)共需 38學(xué)時(shí)左右，學(xué)時(shí)分配可參考表 01第一章 緒論學(xué)習(xí)目標(biāo) ：通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)對(duì)制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程有一個(gè)初步的了解。 （ 2）制造系統(tǒng) (Manufacturing System) 制造過程及其所涉及的硬件（包括人員、生產(chǎn)設(shè)備、材料、能源和各種輔助裝置）以及有關(guān)的軟件（包括制造理論、制造工藝、制造方法和制造信息等 )，組成了一個(gè)具有特定功能的有機(jī)整體，稱為制造系統(tǒng)。 （ 4）制造業(yè) (Manufactury) 制造業(yè)是所有與制造活動(dòng)有關(guān)的實(shí)體或企業(yè)機(jī)構(gòu)的總稱。社會(huì)各個(gè)時(shí)期制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，見表 11。 制造業(yè)在近代的發(fā)展，主要經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段： 1．用機(jī)器代替手工，從作坊形成工廠 20世紀(jì)初，各種金屬切削加工工藝方法逐漸形成，近代制造技術(shù)已成體系。福特（ Henry ford）。 3．柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù) 20世紀(jì) 80年代以來，現(xiàn)代制造技術(shù)逐步成為加工制造業(yè)的主要方法。 4）制造系統(tǒng)朝柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 而在新材料方面，隨著高強(qiáng)質(zhì)輕合金、工程塑料、復(fù)合材料、陶瓷材料、新型合金等材料的應(yīng)用，使產(chǎn)品用材有了顯著變化，又促進(jìn)了新的加工工藝和成形方法的發(fā)展。預(yù)言稱：將用納米科技 “營(yíng)造自然界尚不存在的新的物質(zhì)體系 ”；將用基因技術(shù) “重塑世界 ”。泰勒 (Frederick n W .Taylor， 1856~1915)是美國古n 典管理學(xué)家、科學(xué)管理的主要倡導(dǎo)n 人，被人稱為 “科學(xué)管理之父 ”。福n 特首先推行了零件互換技術(shù)、建立汽車n 裝配生產(chǎn)線、實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)方式等，它n 對(duì)社會(huì)結(jié)構(gòu)、勞動(dòng)分工、教育制度和經(jīng)n 濟(jì)發(fā)展，都產(chǎn)生了重大的影響。福特第二節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)概述 一、概念 先進(jìn)制造技術(shù) (Advanced Manufacturing Technology，AMT)是傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與管理科學(xué)等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)的綜合，并應(yīng)用于制造工程之中所形成的一個(gè)學(xué)科體系。因此，研究和推廣應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)無疑是十分重要的。但它決不是若干獨(dú)立學(xué)科先進(jìn)技術(shù)的簡(jiǎn)單累加，而是按照新的生產(chǎn)組織和管理哲理建立起的體系，先進(jìn)制造體系要實(shí)現(xiàn)自身的先進(jìn)性，保證 “時(shí)、空、人、物、信息、處理及決策 ”的正確性，就離不開先進(jìn)的信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和先進(jìn)的管理科學(xué)，并且要將這些技術(shù)和科學(xué)應(yīng)用于制造工程之中，形成一個(gè)有機(jī)的完整體系。目前，信息技術(shù)對(duì)制造技術(shù)發(fā)展的作用已占第一位。綜觀世界各國的發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)：如果一個(gè)國家的制造業(yè)發(fā)達(dá)，它的經(jīng)濟(jì)必然強(qiáng)大，國家的綜合實(shí)力也得以提升。在各個(gè)國家的企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占 55％～ 65％。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助制造的出現(xiàn)，使設(shè)計(jì)、制造成為一體；精密成形技術(shù)的發(fā)展，使熱加工可直接提供接近最終形狀、尺寸的零件，它與磨削加工相結(jié)合，有可能覆蓋大部分零件的加工，淡化了冷熱加工的界限；機(jī)器人加工工作站及柔性制造系統(tǒng)的出現(xiàn)，使加工過程、檢測(cè)過程、物流過程融為一體；現(xiàn)代制造系統(tǒng)使得自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)工藝密不可分；很多新型材料的配制與成形是同時(shí)完成的，很難劃清材料應(yīng)用與制造技術(shù)的界限。在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、敏捷制造、虛擬制造等模式中，管理策略和方法是這些新生產(chǎn)模式的靈魂。 五、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中獲得越來越多的應(yīng)用 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要包括虛擬制造技術(shù)和虛擬企業(yè)兩個(gè)部分。 六、制造全球化 先進(jìn)制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)正在導(dǎo)致制造業(yè)在全球范圍內(nèi)的重新分布和組合，新的制造模式將不斷出現(xiàn)，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。因此，產(chǎn)品開發(fā)和工程設(shè)計(jì)的能力是企業(yè)的核心。 第二章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 通過學(xué)習(xí)，對(duì)先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)方法有一個(gè)概括性的了解。n （ 4） 應(yīng)用技術(shù) 是針對(duì)實(shí)用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)，如 機(jī)床、汽車、工程機(jī)械的設(shè)計(jì)等。n 3）逐步成為相對(duì)獨(dú)立、平臺(tái)共享的新型產(chǎn)業(yè)，為現(xiàn)代制造的發(fā)展提供新的基礎(chǔ)和支撐。n 一、質(zhì)量功能配置n （ 1）質(zhì)量功能配置 (Quality Function Deployment， QFD) 它是一種面向市場(chǎng)顧客的包括產(chǎn)品開發(fā)工作中的管理、方案設(shè)計(jì)、 零部件設(shè)計(jì)、制造工藝計(jì)劃以及生產(chǎn)組織等一系列過程有機(jī)協(xié)調(diào)的系統(tǒng) 化方法，是現(xiàn)代管理和質(zhì)量工程的核心技術(shù)之一。n 二、工業(yè)造型設(shè)計(jì) 是以科技的手段，用藝術(shù)的表現(xiàn)，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品在材料、結(jié)構(gòu)、工n 藝、形態(tài)、表面處理及裝飾等方面進(jìn)行綜合處理，使其具有實(shí)用、經(jīng)n 濟(jì)、美觀的優(yōu)良品質(zhì)的一種設(shè)計(jì)方法。 主要是利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)建立能夠集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造信息的 產(chǎn)品定義模型，即面向?qū)ο蟮漠a(chǎn)品定義模型，在該模型的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。n （ 2）消化階段 在引進(jìn)國外先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備或產(chǎn)品時(shí)對(duì)引進(jìn)設(shè)備或產(chǎn)品進(jìn)行深入的分析研究，以科學(xué)的理論和先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備對(duì)其性能進(jìn)行研究，這一階段的主要目的是仿制引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備或產(chǎn)品。 （ 2）面向加工的設(shè)計(jì)（ Design For Manufacturing， DFM） 其主要思想是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮功能和性能的要求，而且要 同時(shí)考慮 制造的可能性、高效性和經(jīng)濟(jì)性，即產(chǎn)品的可制造性。n 2．研究對(duì)象n （ 1）實(shí)物類 主要是指先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)備的實(shí)物本身。從設(shè)計(jì)角度而言，反求工程技術(shù)的研究?jī)?nèi)容主要包括對(duì)引進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想、功能和原理方案、結(jié)構(gòu)、形體尺寸、精度、材料、工作性能、造型設(shè)計(jì)、工藝、使用和維修、包裝技術(shù)等分析。它一般用于非定量描述的場(chǎng)合。日本的一些人士也認(rèn)為今后世界市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是 可信性 。n 二、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)容n 面對(duì)國內(nèi)外劇烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，機(jī)械工業(yè)的企業(yè)界必須認(rèn)真對(duì)待用戶的可信性要求。n 一、概念n 新產(chǎn)品出廠投入使用之前，必須經(jīng)產(chǎn)品性能試驗(yàn)，以檢查其各方面n 的性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。n （ 1） 原型試驗(yàn) 是對(duì)產(chǎn)品實(shí)物的鑒定、驗(yàn)收等。根據(jù)產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)的功能側(cè)重不同，具體又可分為可靠性測(cè)定、可靠性增長(zhǎng)、可靠性篩選、可靠性接收、可靠性驗(yàn)證與鑒定試驗(yàn)等。n 4） 可靠性接收試驗(yàn) 產(chǎn)品使用者通過驗(yàn)證產(chǎn)品批次可靠性水平以保證接收的產(chǎn)品批次達(dá)到規(guī)定要求。 企業(yè)由環(huán)保的被動(dòng)、消極性變?yōu)? 關(guān)系到企業(yè)的形象和生存，這就要求企業(yè)必極主動(dòng)地迎接市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。 制造活動(dòng)是人類社會(huì)最基本的活動(dòng)，也是創(chuàng)造社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的主要活動(dòng)。n （ 3） 電子工藝 主要是指電子元器件及其電路的制造方法和過程，包括電子元件、部件和裝置的制造工藝，其中最有代表性、特殊性，最有前途的是單晶生長(zhǎng)工藝、晶片制造工藝、超大規(guī)模集成電路制造工藝、微電子器件工藝、光刻工藝、離子注入工藝、鍍膜工藝、電子束焊、激光焊和貴金屬釬焊等。n 變形工藝n 變形工藝主要包括使工件的原始幾何形狀從一種狀態(tài)改變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。n 切削工藝 :n 切削工藝是制造過程的主要內(nèi)容，幾乎占全部工藝勞動(dòng)量的1／ 3以上。今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里，切削、磨削仍然是獲得精密機(jī)械零件最主要的加工方法。n 材料改性工藝及表面處理工藝n 材料改性工藝及表面處理工藝是指不改變幾何形狀、僅改變工件材料的顯微組織結(jié)構(gòu)，n 使工件具有所要求的物理機(jī)械性能，從而獲得所希望指標(biāo)的工藝。n 快速成形工藝n 直接根據(jù)產(chǎn)品 CAD的三維實(shí)體模型數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，將三維模型轉(zhuǎn)化為許多平面模型的疊加，再通過計(jì)算機(jī)控制，制造一系列平面模型并加以聯(lián)結(jié)，形成復(fù)雜的三維實(shí)體零件。如果工藝有問題，再精良的自動(dòng)化系統(tǒng)都不可能對(duì)工藝產(chǎn)生本質(zhì)的改善。n （ 2） 實(shí)用性 主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是應(yīng)用普遍性。n （ 3） 前沿性 主要表現(xiàn)在先進(jìn)制造工藝可以實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化或加快傳統(tǒng)工藝的更新改造，它們是制造工藝研究最為活躍的前沿領(lǐng)域。n 產(chǎn)品創(chuàng)新的速度和制造技術(shù)的柔性成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)能力。 1升降臺(tái) 2－刮平器 3－液面 4－光敏樹脂 5－紫外激光 6－成形零件n RPM零件圖形處理過程1）快速原形制造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只有接受三維 CAD模型后，才能進(jìn)行切片處理（三維模型的近似處理 ）2）三維模型的切片處理 沿成形的高度方向每隔一定的間隔進(jìn)行切片處理，以獲取截面的輪廓。快速成形過程 n RP的主要成形工藝 n 的成形技術(shù)n RPM的應(yīng)用 n 1. 軍事領(lǐng)域n 2. 航天領(lǐng)域n 、考古等領(lǐng)域n 第三節(jié) 快速制模技術(shù)n 模具工業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)。n （ 2）快速成形石墨電極n 由 RP原型 (陽模 )直接復(fù)制出三維研具(陰模 )，再在石墨電極研磨機(jī)上用研具研磨出三維整體電極 (陽模 )，從而加快了石墨電極的制造。n （ 2）進(jìn)