【正文】 出過去很難做出的結(jié)構件，為新產(chǎn)品開發(fā)提供有力技術支撐 ； ④ 較傳統(tǒng)成形產(chǎn)品改善生產(chǎn)條件、減少對環(huán)境污染，成為一種清潔生產(chǎn)技術，為可持續(xù)發(fā) 展創(chuàng)造有利條件。它使得成形的機械構件具有精確的外形、高的尺寸精度和形位精度、好的表面粗糙 度。 精密成形技術發(fā)展前沿 1 精密成形技術的內(nèi)涵及作用 內(nèi)涵 精密成形技術是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工（近凈成形技術， near shape technique；或凈成形技術， shape technique），就可用作機械構件的成形技術。先 進制造生產(chǎn)模式主要有：柔性生產(chǎn)、準時生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程、分散網(wǎng)絡化制造等。 、管理技術緊密結(jié)合，先進制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展 先進制造技術系統(tǒng)是一個由技術、人和組織構成的集成體系，三者有效集成才能取得滿意的效果。泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（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及哲理的出現(xiàn)，使加工與設計之間的界限逐漸淡化，并走向一體化。在清潔生產(chǎn)基礎上，滿足產(chǎn)品從設計、生產(chǎn)到使用乃至回收和廢棄處理的整個周期都符合特定的環(huán)境要求的 “綠色制造 ”將成為 21世紀制造業(yè)的重要特征。如在鑄造生產(chǎn)中，噪聲極大的震擊式造型機已被射壓、靜壓造型機所取代。近年來清潔生產(chǎn)成為加工過程的一個新的目標，除搞好三廢治理外，重在從源頭抓起，杜絕污染的產(chǎn)生。 泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（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）等自動化單元技術綜合用于工藝設計、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）。 ，實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制 微電子、計算機、自動化技術與工藝設備相結(jié)合，形成了從單機到系統(tǒng)，從剛性到柔性，從簡單到復雜等不同檔次的多種自動化成形加工技術，使工藝過程控制方式發(fā)生質(zhì)的變化，其發(fā)展歷程及趨勢為： 1）應用集成電路、可編程序控制器、微機等新型控制元件、裝置實現(xiàn)工藝設備的單機、生產(chǎn)線或系統(tǒng)的自動化控制。其中以多種形式的激 光加工發(fā)展最為迅速。 。精切削加工技術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。采取的主要措施有：采用先進工藝，凈化熔融金屬薄板，增大合金組織的致密度，為得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎；采用模擬技術，優(yōu)化工藝設計，實現(xiàn)一次成形及試模成功；加強工藝過程監(jiān)控及無損檢測，及時發(fā)現(xiàn)超標零件；通過零件安全可靠性能研究及評估，確定臨界缺陷量值等。由于熱加工過程十分復雜，因素多變，所以很難避免缺陷的產(chǎn)生。如在汽車生產(chǎn)中， “接近零余量的敏捷及精密沖壓系統(tǒng) ”及 “智能電阻焊系統(tǒng) ”正在研究開發(fā)中。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。隨著毛坯精密成形工藝的發(fā)展，零件成形的型成形的形狀尺寸精度正從近凈成形泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 22 （ Near Net Shape Forming）向凈成形（ Net ShapeForming）即近無余量成形方向發(fā)展。 毛坯和零件的成形是機械制造的第一道工序。 應用模擬技術，可以虛擬顯示材料熱加工（鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、注塑等）的工藝過程，預測工藝結(jié)果（組織性能質(zhì)量），并通過不同參數(shù)比較以優(yōu)化工藝設計，確保大件一次制造成功；確保成批件一次試模成功。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，熱加工工藝設計只能憑 “經(jīng)驗 ”。為此，深入研究現(xiàn)代設計技術，大力發(fā)展現(xiàn)代設計技術，是制造業(yè)在市場中立于不敗之地的關鍵所在，也是科技工作者當前最主要的工作。面對全球化的競爭，我國要想從一個制造業(yè)大國變成制造業(yè)強國，關鍵是要大力發(fā)展推廣先進制造技術。韋爾施不約而同對設計者的提醒。具體來說現(xiàn)代設計技術的發(fā)展趨勢主要有：①設計將從作為企業(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。 現(xiàn)代設計技術的前景依舊樂觀。同時通過計算機模仿人的智能活動，從而力求設計泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 20 出高智能化的產(chǎn)品。（ 6）宜人性 現(xiàn)代設計技術強調(diào)產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的實用性，外觀質(zhì)量的美觀性、藝術性、時代性，在保證產(chǎn)品功能的前提下，要求對用戶 產(chǎn)生新穎、舒暢等精神功能。（ 4）最優(yōu)化 現(xiàn)代設計技術重視綜合集成，在性能、技術、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)。（ 2）創(chuàng)造性 突出人的創(chuàng)造性，發(fā)揮集體智慧，力求探尋更多突破性方案，開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品。 現(xiàn)代制造技術的特點包括以下幾點：（ 1）系統(tǒng)性 現(xiàn)代設計技術是邏輯系統(tǒng)的設計技術，強調(diào)用系統(tǒng)工程處理技術系統(tǒng)問題?，F(xiàn)代設計技術是以電子計算機為手段，以網(wǎng)絡為基礎，建立在現(xiàn)代管理技術之上，運用工程設計的新理論和新方法，實現(xiàn)計算結(jié)果最優(yōu)化，設計過程高效化和自動化的設計技術。機械產(chǎn)品開發(fā)應用現(xiàn)代設計技術，是市場競爭的需要，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本。在現(xiàn)代設計技術領域?qū)⒃O計法提升到邏輯的?，F(xiàn)代設計技術是交叉性很強的技術．具有創(chuàng)造性、優(yōu)化性、 和綜合性、系統(tǒng)性特點。設計出可以制造的方案。 現(xiàn)代設計技術受產(chǎn)品功能需求和市場競爭的影響。機械設計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以人為制造依據(jù)的工作過程。為此，世界各國都非常重視產(chǎn)品 的設計問題。 現(xiàn)代設計技術是先進制造技術的一個組成部分，是制造技術的第一個環(huán)節(jié)。 現(xiàn)代設計技術 先進制造技術（ 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（精密加工等）、先進的設計方法學（有限元法、逆向工程、模塊化設計 等）、交叉領域的技術（綠色制造、生物制造等）、先進的制造管理技術（創(chuàng)新管理法、現(xiàn)代管理方法）等等多個方面。作為 “ 綠色 ” 制造，產(chǎn)品還必須在一 定程度上是藝術品，以與用戶的生產(chǎn)、工作、生活環(huán)境相適應，給人以高尚的精神享受，體現(xiàn)著物質(zhì)文明、精神文明與環(huán)境文明的高度交融。所謂環(huán)境保護是廣義的，不僅要保護自然環(huán)境，還要保護社會環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境，還要保護生產(chǎn)者的身心健康。改善環(huán)境，就是發(fā)展生產(chǎn)力。人類必須從各方面促使人泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 17 與人類社會同自然界和諧一致，制造技術也不能例外。人與人類社會本質(zhì)上也是自然世界的一個部分，部分不能脫離整體，更不能對抗與破環(huán)整體。 “綠 ”是發(fā)展的必然 “ 綠 ” 就是 “ 綠色 ” ， “ 綠色 ” 是從環(huán)境保護領域中引用來的。隨著知識經(jīng)濟時代的初露端倪，知識將作為發(fā)展生產(chǎn)力主要的源泉，并導致以知識生產(chǎn)率取代勞動生產(chǎn)率，從而智能化制造的價值日益攀升。 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 。由此出發(fā)，可以說智能制造作為一種模式，是集自動化、集成化和智能化于一身，并具有不斷向縱深發(fā)展的高技術含量和高技術水平的先進制造系統(tǒng)，也是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)。④ 學習能力與自我維護能力 。② 自律能力 。智能化制造模式的基礎是智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)既是智能和技術的集成而形成的應用環(huán)境，也是智能制造模式的載體。制造技術的智能化是制造技術發(fā)展的前景。它具有兩大優(yōu)點：商務的直接化與透明化，這對降低成本、加決流通、提高效率、增加商業(yè)機會大有好處，從而對 企業(yè)內(nèi)部重組、經(jīng)營戰(zhàn)略與競爭模式有著深刻影響。電子商務將業(yè)務數(shù)據(jù)數(shù)字化，并將數(shù)字信息使用和計算機業(yè)務處理同 Inter 進行集成，成為一種全新的業(yè)務操作模式。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 ” ，而集中力量在自己最有競爭力的核心業(yè)務上。企業(yè)要避免傳統(tǒng)生產(chǎn)組織所帶來的一系列問題，必須在生產(chǎn)組織上實行某種泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 15 深刻的變革。這是因為制造業(yè)在市場競爭中，面臨多方的壓力 。制造技術的網(wǎng)絡化是先進制造技術發(fā)展的必由之路，是 制造業(yè)走向整體化、有序化，這同人類社會發(fā)展是同步的?？梢灶A期，這是一個嶄新的充滿著活力的領域。還有一點值得注意，即由生物技術與制造技術集成而成的 “ 微制造的生物方法 ” ，或所謂的 “ 生物制造 ”。也包括企業(yè)內(nèi)部的集成，企業(yè)外部的集成。 ３、企業(yè)集成，即管理的集成，包括生產(chǎn)信息、功能、過程的集成 。f 系統(tǒng)總體技術，而這些技術又同許多學科有關，又是一個 “ 集 ” 。d 伺服傳動技術 。b 信息處理技術 。顯然，在機電一體化技術中，關鍵往往是 。 “ 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。歸根結(jié)底，其本質(zhì)就是知識的集成，當然亦即知識表現(xiàn)形式的集成。 “集 ”是發(fā)展的方法 “ 集 ” 就是集成化。今天在我國大量設計單位已 “ 甩圖板 ”了， CAD 已十分 普及了。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%。 據(jù)統(tǒng)計，從 1870 年至 1980 年，加工過程的效率提高到 20 倍，即體力勞動得到了有效的解放 。第一次工業(yè)革命，以機械化這種形式的自動化來減輕、延伸或取代人的有關體力勞動 。顯然，自動化是重要的，自動化總是伴隨泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 13 有關機械或工具來實現(xiàn)的。 “自 ”是發(fā)展的條件 “ 自 ” 就是自動化。航空航天領域中，微型飛機，微型衛(wèi)星， “ 納米 ”衛(wèi)星 ( 以內(nèi) )。例如，在信息領域中，分子存儲器、原子存儲器、量子阱光電子器件、芯片加工設備 。其中之一就是 “ 微機電系統(tǒng) (MEMS)” ，這是工業(yè)發(fā)達國家與有關國家所高度關注的項前沿科技。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。實際上，納米級的加工就是移動原子級的加工?；虿僮鳈C械，其移動距離為納米級，移動精度為 納米。 由一組數(shù)據(jù)，可以看到微電子產(chǎn)品對加工精度的依賴程度，電子元件制造誤差為，一般晶體管 50 微米，一般磁盤 5 微米，一般磁頭磁鼓 微米，集成電路 微米，超大型集成電路達 微米，而合成半導體為 1 納米。 “ 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。有了前者，才要求有后者 。它一方面是指對產(chǎn)品、零件的精度要求越來越高，一方面是指 對產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來越高。對制造企業(yè)而言，各種信息 (如圖形、數(shù)據(jù)、知識、技能等等 )均以數(shù)字形式，通過網(wǎng)絡，在企業(yè)內(nèi)傳遞，以便根據(jù)市場信息，迅速收集資料信息，在虛擬現(xiàn)實、快速原型、數(shù)據(jù)庫、多媒體等多種數(shù)字化技術的支持下，對產(chǎn)品信息、工藝信息與資源信息進行分析、規(guī)劃與重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設計和產(chǎn)品功能的仿真，對加工過程與生產(chǎn)組織過程的仿真，或完成原型制造，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的快速重組與對市場的快速響應，以滿足客戶化要求。 泉州輕工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 11 它包含了 3 大部分：以設計為中心的數(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。信息的 “ 數(shù)字化 ” 處理同 “ 模擬化 ” 處理相比，有著 3個不可比擬的優(yōu)點：信息精確，信息安全，信息容量大?，F(xiàn)分述如 下： “數(shù) ”是發(fā)展的核心 “ 數(shù) ” 就是 “ 數(shù)字化 ” 。 (9) 制造以人為本。 (7) 實施無污染綠色制造。 (5) 開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。 (3) 成型及制造技術精密化、制造過程實現(xiàn)低能耗。 隨著電子、信息等高新技術的不斷發(fā)展，市場需求個性化與多樣化，未來現(xiàn)代制造技術發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。今后應關注的研究領域有生物加工技術、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術的組織工程學，以及與生物工程相關的關 鍵技術基礎等。 機械仿生與仿生制造是機械科學與生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設計和制造系統(tǒng)、智能仿生機械和生物成形制造等。 仿生制造屬于制造科學和生命科學的 遠緣雜交 ，它將對 21 世紀的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。所謂 自組織