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正文內(nèi)容

先進制造技術(shù)及其發(fā)展(參考版)

2024-11-14 18:03本頁面
  

【正文】 一、指南內(nèi)容(一)基礎(chǔ)研究綠色制造基礎(chǔ)理論與共性技術(shù)(1)綠色制造基礎(chǔ)理論(2)產(chǎn)品壽命預(yù)測與安全服役基礎(chǔ)理論智能制造(3)智能裝備產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計理論(4)精密與超精密加工技術(shù)服務(wù)機器人(5)仿生材料與結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(6)高功率密度能源動力理論(7)腦生肌電認知與智能假肢控制理論(二)前沿技術(shù)研究綠色制造(1)綠色制造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫與標準(2)基于全生命周期的產(chǎn)品設(shè)計工具應(yīng)用(3)綠色生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)與裝備(4)制造過程碳效優(yōu)化技術(shù)(5)產(chǎn)品壽命預(yù)測與安全服役關(guān)鍵技術(shù)(6)低碳烯烴及衍生物關(guān)鍵工藝、技術(shù)及裝備智能制造(7)微納制造技術(shù)與應(yīng)用(8)基于系統(tǒng)與裝備功能安全的新型控制系統(tǒng)(9)箱體類精密工作母機(10)新型太陽能產(chǎn)品制造成套裝備(11)半導(dǎo)體照明產(chǎn)品制造成套裝備(12)智能化工程機械成套裝備(13)高端傳感器、儀器儀表服務(wù)機器人(14)仿人機器人(15)機器人模塊化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、平臺、標準與測試規(guī)范面向制造業(yè)的核心軟件產(chǎn)品開發(fā)(16)產(chǎn)品設(shè)計平臺技術(shù)與系統(tǒng)(17)制造過程平臺技術(shù)與系統(tǒng)(18)經(jīng)營管理平臺技術(shù)與系統(tǒng)(19)復(fù)雜產(chǎn)品全生命周期監(jiān)測與服務(wù)支持系統(tǒng)(三)應(yīng)用開發(fā)及集成示范綠色制造(1)行業(yè)、區(qū)域綠色制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范智能制造(2)高端制造裝備重點行業(yè)技術(shù)集成與應(yīng)用示范(3)支撐區(qū)域支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的裝備與自動化生產(chǎn)線服務(wù)機器人(4)公共安全與救援機器人(5)醫(yī)療機器人制造業(yè)信息化(6)集團企業(yè)數(shù)字化應(yīng)用示范(7)中小企業(yè)服務(wù)支撐平臺開發(fā)與應(yīng)用(8)RFID技術(shù)開發(fā)與系統(tǒng)集成應(yīng)用(9)制造過程物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用(10)支撐行業(yè)、地方支柱產(chǎn)業(yè)的制造業(yè)信息化綜合應(yīng)用示范機械產(chǎn)品數(shù)控化(11)數(shù)控機械設(shè)備生產(chǎn)工藝技術(shù)及應(yīng)用(12)機械設(shè)備專用數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動裝置的研發(fā)及應(yīng)用(13)機床、紡織、建材、印刷、包裝、木工機械行業(yè)設(shè)備數(shù)控化應(yīng)用示范(包括服務(wù)平臺、培訓(xùn)平臺和標準體系)(14)數(shù)控機械設(shè)備產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域應(yīng)用示范二、具體要求(一)指南發(fā)布預(yù)備項目推薦工作自本通知發(fā)布之日起開始,指南可從科技部網(wǎng)站(。超高速加工技術(shù)常用的刀具材料有:涂層刀具 金屬陶瓷刀具 立方氮化硼(CBN)刀具聚晶金剛石(PCD)刀具 超高速切削機床 電主軸采用陶瓷滾動球軸承 磁懸浮軸承PDM技術(shù)的發(fā)展可以分為以下三個階段:配合CAD工具的PDM系統(tǒng)、專業(yè)PDM系統(tǒng) 產(chǎn)生和PDM的標準化階段??焖俣逊e成形快速成形系統(tǒng)根據(jù)切片的輪廓和厚度要求,用片材、絲材、液體或粉末材料制成所要求的薄片,通過一片片的堆積,最終完成三維實體原型的制備。(2)成形過程中無人干預(yù)或較少干預(yù),大大減少了對熟練技術(shù)工人的需求。包括三級:微米級亞微米級納米級快速原型制造技術(shù) 原理:基于“材料逐層堆積”的制造理念,將復(fù)雜的三維加工分解為簡單的材料二維添加的組合。超聲波加工 主要是磨粒的撞擊作用超聲波加工 適合于加工硬脆材料,尤其是不導(dǎo)電的非金屬材料。電子束加工離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入 4類?;驹O(shè)備包括:激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及機械系統(tǒng)等。特種加工與傳統(tǒng)切削加工的不同特點主要有:①不是主要依靠機械能,而是用其他的能量(如電能、熱能、光能、聲能以及化學(xué)能等)去除工件材料;②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度,有些情況下,例如在激光加工、電子束加 工、離于束加工等加工過程中,根本不需要使用任何工具; 激光加工定義:激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬時急劇熔化和氣化,并產(chǎn)生很強的沖擊波,使被熔化的物質(zhì)爆炸式地噴濺來實現(xiàn)材料去除地加工技術(shù)。兩個支撐分系統(tǒng): 計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng) , 數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫:就是以一定的組織方式將相關(guān)的數(shù)據(jù)組織在一起存放在計算機存儲器上形成的、能為多個用戶共享的、與應(yīng)用程序彼此獨立的一組相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。從功能角度看,一般可以將CIMS分為四個功能分系統(tǒng)和兩個支撐分系統(tǒng)。信息集成和總體優(yōu)化是集成制造系統(tǒng)與一般制造系統(tǒng)的最主要區(qū)別之一。柔性制造系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流,:基本數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)。加工系統(tǒng)的配置互替形式(并聯(lián))、互補形式(串聯(lián))和混合形式(并串聯(lián))三種。(4)提高自動化水平,以利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動強度、改善生產(chǎn)環(huán)境。(2)提高機床利用率,縮減輔助時間,以利于降低生產(chǎn)成本。柔性制造系統(tǒng)定義: 我國國家軍用標準 “柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng),它包括多個柔性制造單元,能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調(diào)整,適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。制造系統(tǒng)的自動化 突出特點是采用信息技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期中的信息集成,人、技術(shù)和管理三者的有效集成。特點: 構(gòu)成: 從內(nèi)層到外層分別為基礎(chǔ)技術(shù)、新型單元技術(shù)、集成技術(shù)。電解與電火花復(fù)合加工,電解磨削、電火花磨削已用于生產(chǎn)。電火花加工氣膜孔采用多通道、納秒級超高頻脈沖電源和多電極同時加工的專用設(shè)備,加工效率2~3秒/孔,通用高檔電火花成型及線切割已能提供微米級加工精度,可加工3μm的微細軸和5μm的孔。4 電加工技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀國外電解加工應(yīng)用較廣,除葉片和整體葉輪外已擴大到機匣、盤環(huán)零件和深小孔加工,用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。 發(fā)展趨勢離子束及等離子體加工技術(shù)今后應(yīng)結(jié)合已取得的成果,針對需求,重點開展熱障涂層及離子注入表面改性的新技術(shù)研究,同時,在已取得初步成果的基礎(chǔ)上,進一步開展等離子體焊接技術(shù)研究。真空等離子體噴涂技術(shù)和全方位離子注入技術(shù)已開始研究,與國外尚有較大差距。微束等離子體焊在精密零部件的焊接中應(yīng)用廣泛。等離子焊接已成功應(yīng)用于18mm鋁合金的儲箱焊接。美國及歐洲國家目前多數(shù)用微波ECR等離子體源來制備各種功能涂層。1)150kV、15kW高壓電子槍及高壓電源的技術(shù)研究; 2)電子束物理氣相沉積技術(shù)的研究;3)大厚度變截面鈦合金的電子束焊接技術(shù)研究及質(zhì)量評定; 4)典型復(fù)合材料飛機構(gòu)件的電子束固化工藝研究及其工程化研究; 5)多功能電子束加工技術(shù)研究。電子束刻蝕、電子束輻照固化樹脂基復(fù)合材料技術(shù)正處于研究階段。其特點是采用變頻電源,設(shè)備的體積、噪聲、高壓性能等方面都有很大提高;在控制系統(tǒng)方面,運用了先進的計算機技術(shù),采用了先進的CNC及PLC技術(shù),使設(shè)備的控制更可靠,操作更簡便、直觀。因此,電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,對電子束焊接設(shè)備的需求量也越來越大。如:F22戰(zhàn)斗機采用先進的電子束焊接,減輕了飛機重量,提高了整機的性能;“蘇27”及其它系列飛機中的大量承力構(gòu)件,如起落架、承力隔框等,均采用了高壓電子束焊接技術(shù)。目前正在研究焊縫自動跟蹤、填絲焊接、非真空焊接等,最大焊接熔深可達300mm,焊縫深寬比20:1。國外定型生產(chǎn)的40kV~300kV的電子槍(以60kV、150kV為主),已普遍采用CNC控制,多坐標聯(lián)動,自動化程度高。實現(xiàn)高溫渦輪發(fā)動機氣膜孔無缺陷加工,可使葉片使用壽命達2000小時以上;以焊代替數(shù)控加工飛機次承力構(gòu)件,以及帶筋壁板的以焊代鉚;實現(xiàn)重要零部件的表面強化,提高安全性、可靠性等,從而使先進的激光制造技術(shù)在軍事工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。完成了激光燒結(jié)快速成型原理樣機研制,并采用環(huán)氧聚脂和樹脂砂燒結(jié)粉末材料,快速成型出典型零件,如葉輪、齒輪。在激光制孔、激光熱處理、焊接等方面雖有一定的應(yīng)用,但質(zhì)量不穩(wěn)定。激光快速成型技術(shù)已從研究開發(fā)階段發(fā)展到實際應(yīng)用階段,已顯示出廣闊的應(yīng)用前景。激光精微焊接技術(shù)已成為航空電子設(shè)備、高精密機械設(shè)備中微型件封裝結(jié)點的微型連接的重要手段。目前薄材切割速度可達15m/min,切縫窄,~1mm之間,熱影響區(qū)只有切縫寬的10%~20%,最大切割厚度可達45mm,已廣泛應(yīng)用于飛機三維蒙皮、框架、艦船船身板架、直升機旋翼、4 發(fā)動機燃燒室等。,已成功地應(yīng)用自動化六坐標激光制孔專用設(shè)備加工航空發(fā)動機渦輪葉片、燃燒室氣膜孔,達到無再鑄層、無微裂紋的效果。激光加工技術(shù) 現(xiàn)狀國外激光加工設(shè)備和工藝發(fā)展迅速,現(xiàn)已擁有100kW的大功率CO2激光器、kW級高光束質(zhì)量的Nd:YAG固體激光器,有的可配上光導(dǎo)纖維進行多工位、遠距離工作。采用該技術(shù)的成形件完全致密且具有細小均勻的內(nèi)部組織,從而具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能,同時零件的復(fù)雜程度基本不受限制,并且可以縮短加工周期,降低成本。在圍繞著提高陶瓷胚體均勻性和解決陶瓷材料可靠性的問題,開發(fā)了多種原位凝固成型工藝,凝膠注模成型工藝、溫度誘導(dǎo)絮凝成形、膠態(tài)振動注模成形、直接凝固注模成形等相繼出現(xiàn),受到嚴重重視。它是近20年來材料先進制備與成型加工技術(shù)的熱點與主要發(fā)展方向之一。超塑性成型加工技術(shù)具有成型壓力低、產(chǎn)品尺寸與形狀精度高等特點,近年來發(fā)展方向主要包括兩個方面:一是大型結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、精密薄壁件的超塑性成型,如鋁合金汽車覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機艙門,與盥洗盆等;二是難加工材料的精確成形加工,如鈦合金、鎂合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的成形加工等。為了解決復(fù)雜形狀或深殼件產(chǎn)品沖壓、拉深成型設(shè)備規(guī)模大、模具成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、靈活度低等缺點,滿足社會發(fā)展對產(chǎn)品多樣性(多品種、小規(guī)模)的需求,20世紀80年代以來,柔性加工技術(shù)的開發(fā)受到工業(yè)發(fā)達國家的重視。目前快速凝固技術(shù)被廣泛地用于非晶或超細組織的線材、帶材和體材料的制備與成型。傳統(tǒng)的快速凝固追求高的冷卻速度而限于低維材料的制備,如非晶絲材、箔材的制備。一大批先進技術(shù)和工藝不斷發(fā)展和完善,并逐步獲得實際應(yīng)用,如快速凝固、定向凝固、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠、精密鑄造、半固態(tài)加工、粉末注射成型、陶瓷膠態(tài)成型、熱等靜壓、無模成型、微波燒結(jié)、離子束制備、激光快速成型、激光焊接、表面改性等,促進了傳統(tǒng)材料的升級換代,加速了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用,解決了高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展對特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。日本在20世紀90年代后期,先后實施了“超級金屬”、“超鋼鐵”計劃,重點是發(fā)展先進的制備加工技術(shù),精確控制組織,大幅度提高材料的性能,達到減少材料用量、節(jié)省資源和能源的目的。德國開展的“21世紀新材料
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