【正文】 成本、高質(zhì)量、高效 率參與國際市場競爭的十分重要的問題。為了日益擴大人類活動范圍，各種水下切割與連接，以及表面改性 技術(shù)獲得發(fā)展與應用，已可在水下 200 m 深處進行操作。高強度、形態(tài)復雜、薄壁、凈重 t 的鋁合金鑄件也獲成功；在精 密塑性成形技術(shù)方面，重點發(fā)展了熱鍛技術(shù)、冷精壓技術(shù)、成形軋制技術(shù)、精沖技術(shù)和超塑 成形技術(shù)。發(fā)展趨勢是實現(xiàn)凈成形，即 直接制成符合形狀要求的工件。 精密成形制造向虛擬制造和網(wǎng)絡制造方向發(fā)展 與制造技術(shù)向虛擬制造和網(wǎng)絡制造方向發(fā)展，并最終實現(xiàn)全球化生產(chǎn)的方向一樣，精密成形 制造也向虛擬制造和網(wǎng)絡制造方向發(fā)展，如精密模具制造目前已在國內(nèi)開展 分散網(wǎng)絡制造的 研究及應用示范。 ②毛坯 和零件的改性和涂層技術(shù)。將在使用中因磨損、腐蝕、疲勞等原因造成局部失效，但未造成不可恢 復損傷的重要零部件，采用先進的表面工程、修復熱處理等技術(shù)，優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、少 無污染地恢復并改善其性能的系統(tǒng)技術(shù)。它的方向是實現(xiàn)控制過程智能化。③ 金 屬材料熱加工微觀尺度模擬及優(yōu)化控制。 主要包括節(jié)能節(jié)材及少無污染成形與改性技術(shù)、三廢治理及綜合利用技術(shù)、成形與改性設(shè) 備的改造及延壽技術(shù)等。 現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢 工業(yè)發(fā)達國家對超高速加工的研究起步早，水平高。 在超高速切削技術(shù)方面， 1976年美國的 Vought 公司研制了一臺超高速銑床，最高轉(zhuǎn)速達到了 20200rpm。德國 Bosch公司應用 CBN砂輪高速磨削加工齒輪齒形，采用電鍍 CBN砂輪超高速磨削代替原須經(jīng)滾齒及剃齒加工的工藝，加工 16MnCr5 材料的齒輪齒形， Vs=155m/s，其 Q 達到 811mm3/，德國 Kapp 公司應用高速深磨加工泵類零件深槽，工件材料為 100Cr6軸承鋼，采用電鍍 CBN砂輪， Vs達到300m/s，其 Q`=140mm3/，磨削加工中，可將淬火后的葉片泵轉(zhuǎn)子10個一次裝夾，一次磨出轉(zhuǎn)子槽，磨削時工件進給速度為 ，泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 39 平均每個轉(zhuǎn)子加工工時只需 10秒鐘，槽寬精度可保證在 2μm ，一個砂輪可加工 1300個工件。 泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 40 （ 3）超高速進給單元制造技術(shù)研究。 （ 7）超精密加工設(shè)備制造技術(shù)研究。所以我們有理由有必要加快這一領(lǐng)域的發(fā)展和開發(fā)進程。 8）穩(wěn)固的床身構(gòu)件并隔絕外界的振動干擾。一般加工時 ,吃刀量較大，可以忽略晶粒的大小，而作為一個連續(xù)體來看待，因此可見一般加工和微細加工的機理是不同的。在超精密切削技術(shù)發(fā)展比較成熟后，日本已將黑色金屬、陶瓷和半導體功能材料的超精密加工技術(shù)作為重要 的研究開發(fā)項目。 日本對超精密技術(shù)的發(fā)展也十分重視， 70 年代初，日本成立了超精密加工技術(shù)委員會，制定了技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，成為此項技術(shù)發(fā)展速度最快的國家。 微觀機理 以切削加工為例，從工件的角度來講，一般加工和微細加工的最大區(qū)別是切屑的大小。 6）刀具的穩(wěn)固夾持和高的重復夾持精度。 （ 10）超精密加工工作環(huán)境條件研究。 （ 6） 超精密加工 的加工機理研究。 （ 2）超高 速主軸單元制造技術(shù)研究。德國 Guehring Automation 公司 1983 年制造出了當時世界第一臺最具威力的 60kw強力 CBN砂輪磨床， Vs達到140~160m/s。 90年代陶瓷或樹脂結(jié)合劑 CBN砂輪、金剛石砂輪線速度可達 125m/s，有的可達 150m/s，而單層電鍍 CBN砂輪可達 250m/s。目前，一般認為，超高速切削各種 材料 的切速范圍為： 鋁合金 已超過 1600m/min， 鑄鐵 為 1500m/min，超耐熱鎳合金達 300m/min， 鈦合金 達 150~1000m/min，纖維增強塑料為2020~9000m/min。清潔成形與改 性制造技術(shù)可在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)采用無毒無害材料、清潔的能源，高效、節(jié)能、降耗、減污 的先進制造工藝與裝備。 ② 金屬材料泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 35 熱加工宏觀尺度模擬及優(yōu)化控制。 它可以把廢次品消除在生產(chǎn)過程之中，實現(xiàn) 100%合格的全面質(zhì)量控制，而不是最后靠技術(shù)檢 驗科檢出廢品。為加 速產(chǎn)品開發(fā)，縮短開發(fā)和生產(chǎn)周期，需要解決的配套技術(shù)有快速成形制造技術(shù)和精密模具技 術(shù)。它是提供高效、精密、泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 33 高質(zhì)量毛坯的制造技術(shù)。 工藝模擬及優(yōu)化技術(shù)獲得飛速發(fā)展，工藝由 “ 技藝 ” 向 “ 工程科學 ” 方向 發(fā)展 精密成形技術(shù)的一個重要發(fā)展趨勢是工藝設(shè)計由經(jīng)驗判斷走向定量分析，應用數(shù)值模擬于鑄 造、鍛壓、焊接、熱處理等 工藝設(shè)計中，并與物理模擬和專家系統(tǒng)結(jié)合，來確定工藝參數(shù)、 優(yōu)化工藝方案、預測加工過程中可能產(chǎn)生的缺陷及采取有效防止措施、控制和保證加工工件 的質(zhì)量。通過該項目的實施，圍繞汽車等重大產(chǎn)品以及跟蹤國際精密成形技術(shù)的前沿，在 汽車薄壁球鐵件金屬型鑄泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 30 造、鋁合金金屬型精密成形、精密熱鍛件、冷精鍛和閉塞鍛造、復 雜形狀接插件、大型覆蓋件沖壓成形、大功率固體激光加工、離子束表面復合改性、金屬表 面合金化復合強化、快速原型制造及應用等方面，取得一批具有國際先進 水平的科技成果， 并且預計可研究開發(fā)成新產(chǎn)品 20種、工業(yè)應用示范生產(chǎn)線 14 條、中試生產(chǎn)點 12 個、綜合應用 示范廠 1 個。電渣熔鑄工藝已 用于大型水輪機的導葉生產(chǎn)。 為了提高制造成形的質(zhì)量，特別是在大型零件制造中，減少實驗工作量以實現(xiàn)一次制造成功 ，工藝模擬技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，首先在鑄造領(lǐng)域進入了商品化階段，在焊接、鍛壓、熱處 理方面也取得了很大成績。美國競爭委員會在 1991年向 美國總統(tǒng)提交的美國未來技術(shù)優(yōu)先權(quán)的研究報告中，把精密成形與加工技術(shù)列為美國處于柔 弱地位的技術(shù)，建議政府予以重視與支持。它使得成形的機械構(gòu)件具有精確的外形、高的尺寸精度和形位精度、好的表面粗糙 度。泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 25 CAD/CAM、 FMS、 CIMS、并行工程、快速原型等先進制造技術(shù)及哲理的出現(xiàn)，使加工與設(shè)計之間的界限逐漸淡化，并走向一體化。 泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 24 3）將計算機輔助工藝編程（ CAPP）、數(shù)控、 CAD/CAM、機器人、自動化搬運倉儲、管理信息系統(tǒng)（ MIS）等自動化單元技術(shù)綜合用于工藝設(shè)計、加工及物流過程，形成不同檔次的柔性自動化系統(tǒng)；數(shù)控加工、加工中心（ MC）、柔性制造單元（ FMC）、柔性制造島（ FMI）、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）和柔性生產(chǎn)線（ FTL），及至形成計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS）和智能制造系統(tǒng)（ IMS）。精切削加工技術(shù)由目前的紅處波段向加工可見光波段或不可見紫外線和 X 射線波段趨近；超精加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴大到非金屬。有的毛坯成形后，已接近或達到零件的最終形狀和尺寸，磨削后即可裝配。這些工藝過程特別是熱加工過程是極其復雜的高溫、動態(tài)、瞬時過程，其間發(fā)生一系列復雜的物理、化學、冶金變化，這些變化不僅不能直接觀察，間接測試也十分困難，因而多年來，熱加工工藝設(shè)計只能憑 “經(jīng)驗 ”。具體來說現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有：①設(shè)計將從作為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量成本第一的競爭策略轉(zhuǎn)向企業(yè)快速響應市場的競爭 策略；②從滿足產(chǎn)品功能屬性向同時滿足生態(tài)與環(huán)境屬性發(fā)展；③從需求時面向制造和經(jīng)營管理發(fā)展；④從傳統(tǒng)的串行向并行工作模式、協(xié)同工作方式發(fā)展；⑤使人們從設(shè)計過程數(shù)字化中逐步確立主動地位，激發(fā)主動創(chuàng)造性。（ 4）最優(yōu)化 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù) 重視綜合集成，在性能、技術(shù)、經(jīng)濟、制造工藝、使用、環(huán)境等各種約束條件下，通過計算機以高效率尋求最優(yōu)方案和參數(shù)。機械產(chǎn)品開發(fā)應用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，是市場競爭的需要，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本。 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)受產(chǎn)品功能需求和市場競爭的影響。 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù) 先進制造技術(shù)（ AMT）可以理解成是一個專業(yè)，也可以理解為是一個主干課程，在社會上的應用幾乎遍及制造業(yè)所有角落，因 AMT本身就是內(nèi)容比較廣泛，涉及到先進的加工技術(shù)（精密加工等）、先進的設(shè)計方法學（有限元法、逆向工程、模塊化設(shè)計等）、交叉領(lǐng)域的技術(shù)（綠色制造、生物制造等）、先進的制造管理技術(shù)（創(chuàng)新管理法、現(xiàn)代管理方法）等等多個方面。人類必須從各方面促使人泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 17 與人類社會同自然界和諧一致，制造技術(shù)也不能例外。 同時，收集、存儲、處理、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家的制造智能 。智能化制造模式的基礎(chǔ)是智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)既是智能和技術(shù)的集成而形成的應用環(huán)境，也是智能制造模式的載體。與此同時，這必然導致制造過程與組織的分散化網(wǎng)絡化，企業(yè)要拋棄傳統(tǒng)的 “ 小而全 ” 與 “ 大而全 ” 這類 “ 夕陽技術(shù) ” ，而集中力量在自己最有競爭力的核心業(yè) 務上?？梢灶A期，這是一個嶄新的充滿著活力的領(lǐng)域。f 系統(tǒng)總體技術(shù)，而這些技術(shù)又同許多學科有關(guān)，又是一個 “ 集 ” 。 “ 集成 ” 就是 “ 交叉 ” ，就是 “ 雜交 ” ，就是取人之長，補己之短，這是發(fā)展的一大方法。即使在美國，1984 年， CAD 在福特公司只占 40%，通用公司 34% , Chrysler 也不過67%。 “自 ”是發(fā)展的條件 “ 自 ” 就是自動化。在高溫、高壓、高濕、強磁場、強腐蝕等等條件下工作的，或有高硬度、大彈性等等要求的，或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的。 “ 精 ” 可以說，是指加工精度及其發(fā)展，精密加 工，細微加工，納米加工，如此等等。 泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 11 它包含了 3 大部分：以設(shè)計為中心的數(shù)字制造，以控制為中心的數(shù)字制造和以管理為中心數(shù)字制造。 (7) 實施無污染綠色制造。今后應關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學，以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力 ，智能化延伸了人類的智力，那么， 仿生制造 則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進化過程。一方面，通過計算機完成擬實仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環(huán)節(jié)，獲得最佳的工藝方案，實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制 備／制造；另一方面，根據(jù)不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等，研究材料和零件的設(shè)計形式。其特點如下：相當數(shù)量的微型元器件 (微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等 )和微系統(tǒng)研究成功，體現(xiàn)了其現(xiàn)實的和潛在的應用價值；多種微型制造技術(shù)的發(fā)展，特別是半導體微細加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù)；微型機電系統(tǒng)的研究需要多學科交叉的研究隊伍，微型機電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學科交叉的前沿研究領(lǐng)域，涉及 電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫(yī)學等多種工程技術(shù)和科學。MEMS 技 術(shù)的目標是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。因此制造過程中信息的獲取和應用十分重要。前沿科學具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。 （ 3）在現(xiàn)代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素，而且還是最活躍的驅(qū)動因素。隨著經(jīng)濟技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常 重視對先進制造技術(shù)的研究。 3. 論文符合寫作規(guī)范。 （ 二 ） 進度 要求 2020 年 7 月 1 日 —— 7 月 4日，初步查閱資料和調(diào)查研究，擬定題目 2020 年 7 月 6 日 —— 7 月 10 日，指導教師下達畢業(yè)論文任務書 2020 年 7 月 20 日 —— 8 月 10 日，進行畢業(yè)實習，同時查閱資料，調(diào)查研究，擬定論文寫作大綱； 2020 年 9 月 1 日 —— 9 月 14 日，學生完成畢業(yè)論文初稿； 2020 年 9 月 15 日 —— 9 月 25 日 ，修改論文初稿； 2020 年 9 月 25 日 —— 9 月 30 日，畢業(yè)論文定稿和裝訂； 2020 年 10 月 13日 —— 10月 16日，畢業(yè)論文答辯； （ 三 ） 需要閱讀的 主要 參考文獻 [1] 孫燕華 先進制造技術(shù) [2]應錦春 現(xiàn)代設(shè)計方法 [3]數(shù)控技術(shù) [4]制造技術(shù)及發(fā)展 學院負責人： （簽字） 2020 年 7 月 7 日泉州輕工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 1 先進制造技術(shù)的發(fā)展狀況 摘要： 本文介紹了當今制造技術(shù)面臨的問題，論述了先進制造的前沿科學，并展望了先進制造技術(shù)的發(fā)展前景。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能 力提出了更高的要求。制造智能還表現(xiàn)在：智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等