【正文】 3031[5]周曉東,鄒國勝等 大規(guī)模定制研究綜述[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),2003(12):10461056[6]魏志強(qiáng),王先逵,吳丹,面向全球制造環(huán)境的先進(jìn)制造技術(shù)[J].中國機(jī)械工程,2001(7):761765.[7][J].森林工程，2002（3）[8] 王世敬，[J].石油機(jī)械，2002[9] [J].機(jī)械制造與自 動(dòng)化,2003（1）.[10] LUNDROBERTT, HANSENJOHNA. Keeping America at work: strategies for employing then technologies [M].New York, : John Wileyamp?？傊匾曋圃鞓I(yè)和先進(jìn)制造技術(shù)已成為全球化的大趨勢。其次，介紹了先進(jìn)制造技術(shù)和新工業(yè)革命的關(guān)系，并對(duì)先進(jìn)制造工藝技術(shù)、先進(jìn)制造模式/系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)活動(dòng)的影響和新工業(yè)革命的影響。該專項(xiàng)的目標(biāo)是：到2020 年，我國將形成高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備主要產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，總體技術(shù)水平進(jìn)入國際先進(jìn)行列，部分產(chǎn)品國際領(lǐng)先?？梢约庸し乔蛎?包括離軸非球面)、自由光學(xué)曲面等。工件可以旋轉(zhuǎn)，并可作x、y、z向的數(shù)控聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。氣囊式拋光原理如圖12所示：進(jìn)動(dòng)拋光是一種新穎的光學(xué)器件的拋光方法，它具有高斯形收斂的去除函數(shù)，陀螺式的旋轉(zhuǎn)使得工件在拋光區(qū)域任意一點(diǎn)產(chǎn)生不同方向的摩擦力，從而拋光紋理錯(cuò)綜交叉，使得紋理細(xì)膩無方向性劃痕，以柔性頭作為拋光工具并結(jié)合數(shù)控拋光技術(shù)，使得該方法很容易加工出高精度、高表面質(zhì)量的光學(xué)器件。磁場輔助拋光主要包括磁性磨粒加工、磁流體拋光和磁流變加工三種。由于利用了化學(xué)反應(yīng)，所形成的加工變質(zhì)層極小。這就是一邊反應(yīng)生成易于去除的局部軟質(zhì)生成物，一邊進(jìn)行加工的界面反應(yīng)拋光方法。在工件與磨料的摩擦界面上的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為熱能，使界面真實(shí)接觸部位處于高溫高壓狀態(tài)，處于這種狀態(tài)的界面是不穩(wěn)定的，各物質(zhì)之間很容易互相滲透，化合物很容易產(chǎn)生和分解。過去，硬脆電子功能陶瓷材料的加工基本上是利用硬質(zhì)磨粒的機(jī)械壓入、刻劃作用為主的研磨和拋光?？梢园醇庸顟B(tài)，將無損傷拋光看作是機(jī)械作用和化學(xué)的作用所進(jìn)行的，它們的組合形成了各種拋光法。 超精密拋光技術(shù)超精密拋光是利用微細(xì)磨粒的機(jī)械作用和化學(xué)作用，在軟質(zhì)拋光工具或化學(xué)液、電/磁場等輔助作用下，為獲得光滑或超光滑表面，減少或完全消除加工變質(zhì)層，從而獲得高表面質(zhì)量的加工方法，加工精度可達(dá)到數(shù)納米，加工表面粗糙度 Ra 可達(dá)到10–1nm 級(jí)，超精密拋光是目前最主要的終加工手段。超精密磨削要求機(jī)床具有很高的精度和剛度，砂輪軸的高速旋轉(zhuǎn)必須使用價(jià)格昂貴的軸承，而某種程度的振動(dòng)總是不可避免的。樹脂結(jié)合劑砂輪因結(jié)合劑較軟使砂輪自銳性顯著提高，比金屬結(jié)合劑砂輪磨削質(zhì)量好。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在機(jī)械、電子、通信、空間、光學(xué)等尖端技術(shù)和國防工業(yè)領(lǐng)域中，硬脆材料高精度，高表面質(zhì)量的零件獲得了廣泛的應(yīng)用，如單晶硅片、工程陶瓷、光學(xué)玻璃、光學(xué)晶體、藍(lán)寶石基片等，超精密磨削技術(shù)就是為適應(yīng)這些材料的高精度高表面質(zhì)量的加工需要而發(fā)展起來的，硬脆材料超精密磨削可獲得高度的鏡面，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。m、高 200181。未來的發(fā)展趨勢是采用金剛石刀具材料表面改性或復(fù)合切削技術(shù)(如低溫切削技術(shù)、超聲波振動(dòng)切削技術(shù)等)來減小金剛石刀具在切削黑色金屬時(shí)的磨損。國內(nèi)尚不能制造高精度的圓弧刃金剛石刀具，～ 181。因此，具有納米級(jí)刃口鋒利度的超精密切削刀具的設(shè)計(jì)與制造表2 幾種典型的超精密機(jī)床技術(shù)性能指標(biāo)是實(shí)現(xiàn)超精密切削的關(guān)鍵技術(shù)之一。超精密機(jī)床發(fā)展過程中，國際上一些典型的、具有代表性的機(jī)床技術(shù)性能指標(biāo)如表2所示。因此，技術(shù)高度集成已成為超精密機(jī)床的主要特點(diǎn)。以超精密加工技術(shù)為支撐的三代半導(dǎo)體器件，為電子、信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。超精密加工目前包括 4 個(gè)領(lǐng)域：① 超精密切削加工；② 超精密磨削加工；③ 超精密拋光加工；④ 超精密特種加工(如電子束、離子束加工)。第4章 超精密加工領(lǐng)域的研究超精密加工是獲得高形狀精度、表面精度和表面完整性的必要手段。澳大利亞莫納什大學(xué)，成功制造出世界上首個(gè)3D打印噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。該類復(fù)合材料葉片具有剛度高、質(zhì)量輕、耐撞擊等性能，被稱為第三代寬弦風(fēng)扇葉片。 防鳥撞技術(shù)鳥撞事件頻發(fā)，由此造成危害巨大成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制不可避開的問題， 國內(nèi)外均開展了廣泛的研究。由于葉片進(jìn)排氣邊是葉片最薄的部位， 又是葉片的邊沿部位，其剛性差、加工變形量大，加工的葉片進(jìn)排氣邊常常出現(xiàn)方頭、尖頭等。國外粉末渦輪盤研究的趨勢為在渦輪盤使用性能上從高強(qiáng)型渦輪盤向耐損傷型渦輪盤發(fā)展、制粉工藝向超純凈細(xì)粉方向發(fā)展，成型工藝在采用熱等靜壓成型工藝的同時(shí)，還發(fā)展擠壓成型工藝、等溫鍛成型工藝。軸承已成為我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)中難以翻越的“珠穆朗瑪峰”，極大制約了我國高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展。軸承的質(zhì)量和性能直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能、壽命、可靠性和飛行安全。羅公司稱其為第二代空心風(fēng)扇葉片，其工藝是采用超塑成形/擴(kuò)散連接（SPF/DB）組合工藝方法，將3層鈦合金板制成寬弦空心風(fēng)扇葉片，葉片空心部位呈三角形桁架結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)葉片已經(jīng)在波音777和A330飛機(jī)的“遄達(dá)”發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。圖8 商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)第一級(jí)整體葉盤 空心葉片制造技術(shù)圖9 空心風(fēng)扇葉片及內(nèi)部三角形結(jié)構(gòu)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇遠(yuǎn)離燃燒室，熱負(fù)荷低，但先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)其氣動(dòng)效能的要求和防外物打傷的能力在不斷提升。五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工整體葉盤工藝方法是國內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤制造中技術(shù)研究開展的最早、工程應(yīng)用面最寬、技術(shù)成熟度較高的葉盤制造工藝方法。同時(shí)，葉片的薄厚度、大彎扭高效率氣動(dòng)設(shè)計(jì)，形成了葉片剛性差，加工易變形難控制的問題；葉片間窄而深的氣流通道，使葉盤加工工藝實(shí)現(xiàn)性差；鈦合金、高溫合金等高強(qiáng)材料，難切削加工，效率低。除此之外，還必須完成渦輪葉片精鑄模具設(shè)計(jì)和制造工作。 單晶渦輪葉片制造技術(shù)現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度大大提升，F(xiàn)119發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度高達(dá) 1900~2050K，傳統(tǒng)工藝鑄造的渦輪葉片根本無法承受如此高的溫度，甚至?xí)蝗刍?無法有效地工作。（4）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)。擴(kuò)散連接焊、線性摩擦焊、電子束焊等焊接工藝是實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件整體化制造的3大關(guān)鍵技術(shù)。 航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造基礎(chǔ)技術(shù)（1）精密制坯技術(shù)。綜上所述，在市場、技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境變化與全球一體化趨勢的推動(dòng)下，制造業(yè)正在經(jīng)歷著一場革命，一場以實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)和經(jīng)營方式徹底變革為主要 內(nèi)容的先進(jìn)制造模式的革命，涉及制造理念、制造戰(zhàn)略、制造技術(shù)、制造組織與管理各個(gè)領(lǐng)域的全面變革。ATM是制造業(yè)產(chǎn)生變革的根本力量， 新一代信息技術(shù)（云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等）、新能源（再生能源、清潔能源等）、新材料（復(fù)合材料、納米材料等）技術(shù)等將為新工業(yè)革命創(chuàng)造強(qiáng)大的新基礎(chǔ)設(shè)施；分散式制造（網(wǎng)絡(luò)化制造、制造物聯(lián)、云制造、智能制造）、眾包生產(chǎn)、集群效應(yīng)、利基思維等使生產(chǎn)方式產(chǎn)生變革，將整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)體系提升到一個(gè)新的水平，工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)體系和社會(huì)結(jié)構(gòu)將從垂直轉(zhuǎn)向扁平、 從集中轉(zhuǎn)向分散； 以智能制造為代表的新一代先進(jìn)制造模式， 必將使商業(yè)模式、 管理模式、服務(wù)模式、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和人才資源需求發(fā)生巨大變化，給工業(yè)領(lǐng)域、 生產(chǎn)價(jià)值鏈、業(yè)務(wù)模式乃至生活方式帶來根本性變革，進(jìn)而推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)新的工業(yè)革命。新工業(yè)革命是現(xiàn)代先進(jìn)制造模式集成協(xié)同創(chuàng)新的結(jié)果，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能控制技術(shù)研究的深入和以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，制造業(yè)的市場環(huán)境與技術(shù)變革發(fā)生了根本性的改變。人類制造模式的演變從原始手工生產(chǎn)模式到現(xiàn)代先進(jìn)制造模式的演變過程中， 經(jīng)歷了３次大的革命性變革。新工業(yè)革命是基于新能源、智能制造、數(shù)字化制造、機(jī)器人技術(shù)、新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)綜合系統(tǒng)協(xié)同創(chuàng)新及突破性的發(fā)展，融合信息、計(jì)算機(jī)、數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新變革，使工業(yè)生產(chǎn)方式與制造模式發(fā)生巨大變化， 從而使交易方式與人們的生活方式發(fā)生重大變化。而制造業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程正從智能計(jì)算機(jī)軟件、新材料、更靈巧的機(jī)器人、基于網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)服務(wù)化、新的制造方法５個(gè)方面向前推進(jìn)。（3）英國彼得目前正在出現(xiàn)一種新工業(yè)革命，但仍是一個(gè)十分模糊的概念，不同研究者對(duì)新工業(yè)革命的概念有各自的理解，主要有５種不同的觀點(diǎn)：圖6 里夫金提出的新工業(yè)革命的五個(gè)支柱（1）杰里米基礎(chǔ)制造技術(shù)通過改進(jìn)、整合形成新型制造單元技術(shù)，進(jìn)而影響整個(gè)制造過程。制造過程中輸入的是原材料、能量、信息、人力資源等，輸出的是符合要求的產(chǎn)品。圖3 先進(jìn)制造生產(chǎn)模式關(guān)系20世紀(jì)90年代，隨著先進(jìn)制造理念、先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)以及先進(jìn)管理方式的不斷成熟與發(fā)展，各種新的制造理念、先進(jìn)制造新模式得到了迅猛發(fā)展，理論界相繼出現(xiàn)了高質(zhì)量生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)的制造、智能制造等一系列新概念， 各種先進(jìn)制造模式之間的關(guān)系如圖3所示。隨著批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個(gè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。④維護(hù)柔性。目前，按規(guī)模大小劃分為：柔性制造系統(tǒng)（FMS），柔性制造單元（FMC）,柔性制造線（FML），柔性制造工廠（FMF）。從成型角度看，零件可視為“點(diǎn)”或“面”的疊加而成。能對(duì)任何導(dǎo)電材料加工而不受被加工材料強(qiáng)度和硬度的限制。此外，精密加工與特種加工 一般都是計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化加工。（1）高效精密、超精密加工技術(shù)，包括精密、超精密磨削、車削，細(xì)微加工技術(shù)，納米加工技術(shù)。利用自身優(yōu)勢，大力發(fā)展一些關(guān)鍵前沿技術(shù)，比如新一代材料成型技術(shù)、快速原型制造、智能制造等。（3）嚴(yán)格論證，科學(xué)管理。（1）高度重視，全面規(guī)劃。 對(duì)我國先進(jìn)制造技術(shù)的思考我國制造業(yè)市場的巨大潛力，為先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展提供了廣闊的市場空間。 集成化是發(fā)展的方法集成化主要指現(xiàn)代技術(shù)、加工技術(shù)和企業(yè)等的集成，其使專業(yè)和學(xué)科間的界 限逐漸淡化和消失。其要求產(chǎn)品、制造、使用、維修及回收全部綠色化，主要體現(xiàn)在：１）綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)；２）綠色制造技術(shù)；３）產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造