【正文】 究內(nèi)容包括考慮切削力、變形和殘余應力的零件制造過程建模、有限元分析與仿真、配合公差與零件變形、以及計算結(jié)果可視化等方面． 三、虛擬裝配的構(gòu)成　　虛擬裝配由兩個部分組成，即由虛擬現(xiàn)實軟件內(nèi)容（即vr）內(nèi)容和虛擬現(xiàn)實（vr)外設設備 ,這兩個個協(xié)同工作，缺一不可，這樣才能制造出交互性與沉浸性于一體的虛擬裝配環(huán)境。舉例導入舉例分析說明結(jié)合實例分析討論法分析結(jié)合實際舉例舉例分析提問學生總結(jié)教學環(huán)節(jié)教 學 內(nèi) 容備 注組織教學提問導言檢查學生出勤大家了解什么是微機械嗎？這節(jié)課我們就簡單介紹一下。由于微機械的體積小，幾乎不受熱膨脹、噪聲、撓曲等因素影響，具有較高的抗干擾性，可在較差的環(huán)境下進行穩(wěn)定的工作。硅單晶的抗拉強度(105N/cm2)比不銹鋼至少大三倍．利用硅材料是實現(xiàn)微型化及集成化的必然趨勢。該技術(shù)使用濃硼摻雜層或電化學刻蝕停止技術(shù)能使腐蝕自動終止在特定層，可以精確控制腐蝕深度。 就濕法和干法比較而言，濕法的腐蝕速率快、各向異性好、成本低，但控制腐蝕厚度困難。首先是在硅基底上淀積犧牲層材料，如淀積磷硅玻璃，其作用是為形成結(jié)構(gòu)層的后續(xù)工藝提供臨時支撐。m，LIGA的制造過程主要分四步：第一步，在絕緣基片(陶瓷或帶二氧化硅薄膜的硅片、上濺射金屬層(鉻、銀)作為電鑄工藝的基礎；第二步，在基片上濺射另一層鈦作為犧牲層；第三步，采用標準LIGA工藝，X射線同步輻射制模，電鍍金屬(Ni)成型；第四步，在氫氟酸(HF)溶液中進行選擇性刻蝕，分離出金屬結(jié)構(gòu)。 激光快速成型技術(shù)激光快速成型技術(shù)是利用光硬化性樹脂的光合成樹脂進行加工的技術(shù)。目前實現(xiàn)標準的IC工藝與MEMS集成的方法有三種：第一種是先進行IC工藝，再進行MEMS微機械加工的單片集成工藝；第二種先進行MEMS微機械加工再進行標準IC工藝的單片集成工藝；第三種是電路和MEMS分別制作在不同的襯底上然后再鍵合在一起的混合集成工藝，整個系統(tǒng)的尺寸可小至幾百微米。 加工的材料，從單純的硅向著各種不同類型的材料發(fā)展，如玻璃、陶瓷、樹脂、金屬及一些有機物，大大擴展了微機械的應用范圍，滿足了更多的要求。 微型機械加工或稱微型機電系統(tǒng)或微型系統(tǒng)是只可以批量制作的、集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、甚至外圍接口、通訊電路和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。目前微型加工技術(shù)主要有基于從半導體集成電路微細加工工藝中發(fā)展起來的硅平面加工和體加工工藝，上世紀八十年代中期以后在LIGA加工（微型鑄模電鍍工藝）、準LIGA加工，超微細加工、微細電火花加工（EDM）、等離子束加工、電子束加工、快速原型制造（RPM）以及鍵合技術(shù)等微細加工工藝方面取得相當大的進展。 1965年，斯坦福大學研制出硅腦電極探針，后來又在掃描隧道顯微鏡、微型傳感器方面取得成功。微細機械加工技術(shù)是微型機械技術(shù)領域的一個非常重要而又非?；钴S的技術(shù)領域，其發(fā)展不僅可帶動許多相關(guān)學科的發(fā)展，更是與國家科技發(fā)展、經(jīng)濟和國防建設息息相關(guān)。微細加工的出現(xiàn)和發(fā)展早是與大規(guī)模集成電路密切相關(guān)的，集成電路要求在微小面積的半導體上能容納更多的電子元件，以形成功能復雜而完善的電路。舉例導入舉例分析說明結(jié)合實例分析討論法分析結(jié)合實際舉例舉例分析提問學生總結(jié)教學環(huán)節(jié)教 學 內(nèi) 容備 注組織教學提問導言檢查學生出勤微機械加工在國民經(jīng)濟中所占的地位和作用？任務七 微機械加工技術(shù)一、 概念光刻技術(shù)也從平面發(fā)展到了三維。這是一種納米級微加工技術(shù)，是一種從物質(zhì)的微觀角度來構(gòu)造微結(jié)構(gòu)，制作微機械的方法．美國的IBM公司用STM操縱35個氙原子，在鎳板上拼出了“IBM”三個字母；中國科學院化學研究所用原子擺成我國的地圖；日本用原子拼成了“Peace”一詞，有理由相信，STM將會在微細加工方面有更大的突破。反應封接是將多晶硅結(jié)構(gòu)與硅基通過氧化封接在一起；淀積密封膜是用化學氣相淀積法在構(gòu)件和襯底之間淀積密封材料；鍵合技術(shù)分為硅硅直接鍵合和靜電鍵合：硅硅鍵合是將兩個經(jīng)過磨拋的平坦硅面在高溫下依靠原子的力量直接鍵合在一起形成一個整體，靜電鍵合主要用于硅和玻璃之間的鍵合，在400℃溫度下，將硅和玻璃之間加上電壓產(chǎn)生靜電引力而使兩者結(jié)合成一體。 LIGA技術(shù)LIGA 是德文Lithographie, Galvanoforming, Abfovmung的縮寫，是深層同步輻射X射線光刻、微電鑄、微塑鑄三種工藝的有機結(jié)合。表面微機械加工的關(guān)鍵步驟是有選擇性地將抗腐蝕薄膜下面的犧牲層腐蝕掉，從而得到一個空腔結(jié)構(gòu)．常用二氧化硅(SiO2)、磷硅玻璃(PSG)作為犧牲層材料。電位差使正離子從等離子體加速到基片上，垂直于基片的離子碰撞能直接產(chǎn)生腐蝕。但腐蝕深度的控制難度大，靠通過腐蝕時間來控制深度的誤差很大。3 微機械加工技術(shù)微機械加工使用最多的材料是硅材料，其來源廣泛，加工技術(shù)成熟，基片成本低，硅既有良好的機械特性，又有良好的電子性能和材料性能，十分適合微機械構(gòu)件的制造。最近有資料表明，科學家們已能在5平方毫米內(nèi)放置1000臺微型發(fā)動機。 　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征之一就是人機之間的交互性. 為了實現(xiàn)人機之間的充分交換信息，必須設計特殊輸入和演示設備，以影響各種操作和指令，且提供反饋信息，實現(xiàn)真正生動的交互效果。通過建立產(chǎn)品數(shù)字化裝配模型，虛擬裝配技術(shù)在計算機上創(chuàng)建近乎實際的虛擬環(huán)境，可以用虛擬產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)設計中的物理樣機，能夠方便的對產(chǎn)品的裝配過程進行模擬與分析，預估產(chǎn)品的裝配性能，及早發(fā)現(xiàn)潛在的裝配沖與缺陷，并將這些裝配信息反饋給設計人員。 　　虛擬裝配是虛擬制造的重要組成部分，利用虛擬裝配，可以驗證裝配設計和操作的正確與否，以便及早的發(fā)現(xiàn)裝配中的問題，對模型進行修改，并通過可視化顯示裝配過程。 　　可加深人們對生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認識和理解，有利于對其進行理論升華，更好地指導實際生產(chǎn)，即對生產(chǎn)過程、制造系統(tǒng)整體進行優(yōu)化配置，推動生產(chǎn)力的巨大躍升。 　　虛擬制造技術(shù)將從根本上改變了設計、試制、修改設計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。 應用　　虛擬制造技術(shù)的廣泛應用將從根本上改變現(xiàn)行的制造模式，對相關(guān)行業(yè)也將產(chǎn)生巨大影響，可以說虛擬制造技術(shù)決定著企業(yè)的未來，也決定著制造業(yè)在競爭中能否立于不敗之地。 總結(jié)分析　　綜合目前國際上有代表性的文獻，對虛擬制造給出如下定義：虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質(zhì)實現(xiàn)，即采用計算機仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在計算機上群組協(xié)同工作，實現(xiàn)產(chǎn)品的設計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強制造過程各級的決策與控制能力。 　　美國空軍Wright實驗室的定義是： 　　“虛擬制造是仿真、建模和分析技術(shù)及工具的綜合應用，以增強各層制造設計和生產(chǎn)決策與控制。例如：可以對生產(chǎn)人員進行操作訓練、異常工藝的應急處理等。虛擬制造技術(shù)的應用將會對未來制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為： 　　●運用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素（人、組織管理、物流、信息流、能量流）進行 下面僅僅列舉一些工業(yè)仿真的教培與模擬方面的應用： 　　舉例導入舉例分析說明結(jié)合實例分析討論法分析結(jié)合實際舉例舉例分析提問學生總結(jié)教學環(huán)節(jié)教 學 內(nèi) 容備 注組織教學提問導言小結(jié)作業(yè)檢查學生出勤中國制造業(yè)的現(xiàn)狀？任務四 虛擬加工技術(shù)　 在當今經(jīng)濟全球化、貿(mào)易自由化和社會信息化的形勢下，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，在30～60年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益，如：美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性流水線進行大批量生產(chǎn)；70年代更加重視降低生產(chǎn)成本，如：日本豐田公司采用準時化生產(chǎn)；80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標；進入90年代新產(chǎn)品開發(fā)及交貨期成為競爭的焦點。 　　培養(yǎng)目標：培養(yǎng)適應我國社會主義現(xiàn)代化建設需要，德、智、體全面發(fā)展，獲得工程師或科學研究基本訓練，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高，具有較強的英語語言能力、創(chuàng)新精神和實踐能力，較全面地具備工程力學基礎理論知識，掌握計算力學與虛擬設計方法，具有對工程中相關(guān)力學計算問題綜合分析和研究的初步能力，并具有虛擬仿真工程設計、研究、開發(fā)能力的應用型高級專門人才。由于在娛樂方面對VR的真實感要求不是太高，故近些年來VR在該方面發(fā)展最為迅猛。給客戶提供一種嶄新的方式展示、宣傳樓盤；完美體現(xiàn)了客戶的設計方案，通過第一人稱角色切換，給予購房者以真實在場，親臨其景的感受；在同一角度，對同一戶型嘗試不同的裝潢設計；實時變換房間的裝修材料，使購房者體驗不同的裝修風格設計。而“虛擬”是指用計算機生成的意思?，F(xiàn)在，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的“休息機”可以為人們提供這種跨越空間的手段。權(quán)威人士斷言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將是21世紀信息技術(shù)的代表。觀察者怎樣積極和能動地操作虛擬現(xiàn)實，以實現(xiàn)不同的視點景象和更高層次的感覺信息。VR技術(shù)是計算機技術(shù)、計算機圖形學、計算機視覺、視覺生理學、視覺心理學、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、軟件工程、語音識別與合成技術(shù)、人機接口技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種高新技術(shù)集成之結(jié)晶。與之相適應，制造技術(shù)的生產(chǎn)方式沿著“手工→機械化→單機自動化。 　　6 智能制造(IM) 　　智能制造(IM)是制造技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術(shù)。它利用所要制造零件的三維CAD模型數(shù)據(jù)直接生成產(chǎn)品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產(chǎn)品原型。 　　2 敏捷制造(AM) 　　敏捷制造(AM)是指企業(yè)實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)經(jīng)營的一種制造哲理和生產(chǎn)模式。一個國家的先進制造技術(shù)是支持該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力。 五、先進制造技術(shù)的提出及背景　　1993年，美國政府批準了由聯(lián)邦科學、工程與技術(shù)協(xié)調(diào)委員會（FCCSET）主持實施的先進制造技術(shù)計劃（Advanced Manufacturing Technology－AMT）計劃 　　先進制造技術(shù)計劃（Advanced Manufacturing Technology－AMT)是美國根據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇,為增強制造業(yè)的競爭力和促進國家經(jīng)濟增長,首先提出了先進制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology)的概念。 　　(2)標準和框架：數(shù)據(jù)標準、產(chǎn)品定義標準、工藝標準、檢驗標準、接口框架。 　　在計算機誕生2年后，由于飛機制造（飛機蒙皮壁板、梁架）的需要，在美國發(fā)明了數(shù)字控制（NC）機床。 　　AMT發(fā)展歷程: 　　人類漫長的歷史發(fā)展中，使用工具、制造工具進行產(chǎn)品制造是基本生產(chǎn)活動之一。近幾年發(fā)展起來的產(chǎn)品和工藝的并行設計具有雙重目的,一是縮短新產(chǎn)品上市的周期,二是可以將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物減少到最低程度,使最終產(chǎn)品成為可回收、可再利用的,因此對實現(xiàn)面向保護環(huán)境的制造而言是必不可少的。一、什么是先進制造技術(shù)(AMT)　　先進制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology),人們往往用AMT來概括由于微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。 　　（2）系統(tǒng)