【正文】 出過(guò)去很難做出的結(jié)構(gòu)件，為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供有力技術(shù)支撐 ； ④ 較傳統(tǒng)成形產(chǎn)品改善生產(chǎn)條件、減少對(duì)環(huán)境污染，成為一種清潔生產(chǎn)技術(shù)，為可持續(xù)發(fā) 展創(chuàng)造有利條件。它使得成形的機(jī)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。 精密成形技術(shù)發(fā)展前沿 1 精密成形技術(shù)的內(nèi)涵及作用 內(nèi)涵 精密成形技術(shù)是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工（近凈成形技術(shù)， near shape technique；或凈成形技術(shù)， shape technique），就可用作機(jī)械構(gòu)件的成形技術(shù)。先進(jìn)制造生產(chǎn)模式主要有：柔性生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程、分散網(wǎng)絡(luò)化制造等。 、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展 先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)是一個(gè)由技術(shù)、人和組織構(gòu)成的集成體系，三者有效集成才能取得滿(mǎn)意的效果。泉州輕工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 25 CAD/CAM、 FMS、 CIMS、并行工程、快速原型等先進(jìn)制造技術(shù)及哲理的出現(xiàn)，使加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并走向一體化。在清潔生產(chǎn)基礎(chǔ)上，滿(mǎn)足產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到使用乃至回收和廢棄處理的整個(gè)周期都符合特定的環(huán)境要求的 “綠色制造 ”將成為 21世紀(jì)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(jī)已被射壓、靜壓造型機(jī)所取代。近年來(lái)清潔生產(chǎn)成為加工過(guò)程的一個(gè)新的目標(biāo)，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(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 24 3）將計(jì)算機(jī)輔助工藝編程（ CAPP）、數(shù)控、 CAD/CAM、機(jī)器人、自動(dòng)化搬運(yùn)倉(cāng)儲(chǔ)、管理信息系統(tǒng)（ MIS）等自動(dòng)化單元技術(shù)綜合用于工藝設(shè)計(jì)、加工及物流過(guò)程，形成不同檔次的柔性自動(dòng)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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）和智能制造系統(tǒng)（ IMS）。 ，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的優(yōu)化控制 微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)與工藝設(shè)備相結(jié)合，形成了從單機(jī)到系統(tǒng)，從剛性到柔性，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜等不同檔次的多種自動(dòng)化成形加工技術(shù)，使工藝過(guò)程控制方式發(fā)生質(zhì)的變化，其發(fā)展歷程及趨勢(shì)為： 1）應(yīng)用集成電路、可編程序控制器、微機(jī)等新型控制元件、裝置實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)備的單機(jī)、生產(chǎn)線或系統(tǒng)的自動(dòng)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(shù)由目前的紅處波段向加工可見(jiàn)光波段或不可見(jiàn)紫外線和 X 射線波段趨近；超精加 工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。采取的主要措施有：采用先進(jìn)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(chǔ)；采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一次成形及試模成功；加強(qiáng)工藝過(guò)程監(jiān)控及無(wú)損檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)零件；通過(guò)零件安全可靠性能研究及評(píng)估，確定臨界缺陷量值等。由于熱加工過(guò)程十分復(fù)雜，因素多變，所以很難避免缺陷的產(chǎn)生。如在汽車(chē)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(kāi)發(fā)中。有的毛坯成形后，已接近或達(dá)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(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 22 （ Near Net Shape Forming）向凈成形（ Net ShapeForming）即近無(wú)余量成形方向發(fā)展。 毛坯和零件的成形是機(jī)械制造的第一道工序。 應(yīng)用模擬技術(shù)，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(guò)程，預(yù)測(cè)工藝結(jié)果（組織性能質(zhì)量），并通過(guò)不同參數(shù)比較以?xún)?yōu)化工藝設(shè)計(jì)，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(guò)程特別是熱加工過(guò) 程是極其復(fù)雜的高溫、動(dòng)態(tài)、瞬時(shí)過(guò)程，其間發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)、冶金變化，這些變化不僅不能直接觀察，間接測(cè)試也十分困難，因而多年來(lái)，熱加工工藝設(shè)計(jì)只能憑 “經(jīng)驗(yàn) ”。為此，深入研究現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，大力發(fā)展現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，是制造業(yè)在市場(chǎng)中立于不敗之地的關(guān)鍵所在，也是科技工作者當(dāng)前最主要的工作。面對(duì)全球化的競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)要想從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)變成制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，關(guān)鍵是要大力發(fā)展推廣先進(jìn)制造技術(shù)。韋爾施不約而同對(duì)設(shè)計(jì)者的提醒。具體來(lái)說(shuō)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有：①設(shè)計(jì)將從作為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量成本第一的競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)向企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)策略；②從滿(mǎn)足產(chǎn)品功能屬性向同時(shí)滿(mǎn)足生態(tài)與環(huán)境屬性發(fā)展；③從需求時(shí)面向制造和經(jīng)營(yíng)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(jì)過(guò)程數(shù)字化中逐步確立主動(dòng)地位，激發(fā)主動(dòng)創(chuàng)造性。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的前景依舊樂(lè)觀。同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)模仿人的智能活動(dòng)，從而力求設(shè)計(jì)泉州輕工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 20 出高智能化的產(chǎn)品。（ 6）宜人性 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的實(shí)用性，外觀質(zhì)量的美觀性、藝術(shù)性、時(shí)代性，在保證產(chǎn)品功能的前提下，要求對(duì)用戶(hù) 產(chǎn)生新穎、舒暢等精神功能。（ 4）最優(yōu)化 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)重視綜合集成，在性能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、制造工藝、使用、環(huán)境等各種約束條件下，通過(guò)計(jì)算機(jī)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(kāi)發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品。 現(xiàn)代制造技術(shù)的特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：（ 1）系統(tǒng)性 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)用系統(tǒng)工程處理技術(shù)系統(tǒng)問(wèn)題?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以電子計(jì)算機(jī)為手段，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立在現(xiàn)代管理技術(shù)之上，運(yùn)用工程設(shè)計(jì)的新理論和新方法，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果最優(yōu)化，設(shè)計(jì)過(guò)程高效化和自動(dòng)化的設(shè)計(jì)技術(shù)。機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本。在現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒃O(shè)計(jì)法提升到邏輯的。現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是交叉性很強(qiáng)的技術(shù)．具有創(chuàng)造性、優(yōu)化性、 和綜合性、系統(tǒng)性特點(diǎn)。設(shè)計(jì)出可以制造的方案。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)受產(chǎn)品功能需求和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的影響。機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)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(guò)程。為此，世界各國(guó)都非常重視產(chǎn)品 的設(shè)計(jì)問(wèn)題。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)組成部分，是制造技術(shù)的第一個(gè)環(huán)節(jié)。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 先進(jìn)制造技術(shù)（ AMT）可以理解成是一個(gè)專(zhuān)業(yè)，也可以理解為是一個(gè)主干課程，在社會(huì)上的應(yīng)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(jìn)的加工技術(shù)（精密加工等）、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法學(xué)（有限元法、逆向工程、模塊化設(shè)計(jì) 等）、交叉領(lǐng)域的技術(shù)（綠色制造、生物制造等）、先進(jìn)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(gè)方面。作為 “ 綠色 ” 制造，產(chǎn)品還必須在一 定程度上是藝術(shù)品，以與用戶(hù)的生產(chǎn)、工作、生活環(huán)境相適應(yīng)，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(hù)是廣義的，不僅要保護(hù)自然環(huán)境，還要保護(hù)社會(huì)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境，還要保護(hù)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(lèi)必須從各方面促使人泉州輕工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 17 與人類(lèi)社會(huì)同自然界和諧一致，制造技術(shù)也不能例外。人與人類(lèi)社會(huì)本質(zhì)上也是自然世界的一個(gè)部分，部分不能脫離整體，更不能對(duì)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(hù)領(lǐng)域中引用來(lái)的。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的初露端倪，知識(shí)將作為發(fā)展生產(chǎn)力主要的源泉，并導(dǎo)致以知識(shí)生產(chǎn)率取代勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而智能化制造的價(jià)值日益攀升。 同時(shí)，收集、存儲(chǔ)、處理、完善、共享、繼承和發(fā)展人類(lèi)專(zhuān)家的制造智能 。由此出發(fā)，可以說(shuō)智能制造作為一種模式，是集自動(dòng)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(shù)含量和高技術(shù)水平的先進(jìn)制造系統(tǒng)，也是一種由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)。④ 學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力 。② 自律能力 。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(yīng)用環(huán)境，也是智能制造模式的載體。制造技術(shù)的智能化是制造技術(shù)發(fā)展的前景。它具有兩大優(yōu)點(diǎn)：商務(wù)的直接化與透明化，這對(duì)降低成本、加決流通、提高效率、增加商業(yè)機(jī)會(huì)大有好處，從而對(duì) 企業(yè)內(nèi)部重組、經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略與競(jìng)爭(zhēng)模式有著深刻影響。電子商務(wù)將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)數(shù)字化，并將數(shù)字信息使用和計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)處理同 Inter 進(jìn)行集成，成為一種全新的業(yè)務(wù)操作模式。與此同時(shí)，這必然導(dǎo)致制造過(guò)程與組織的分散化網(wǎng)絡(luò)化，企業(yè)要拋棄傳統(tǒng)的 “ 小而全 ” 與 “ 大而全 ” 這類(lèi) “ 夕陽(yáng)技術(shù) ” ，而集中力量在自己最有競(jìng)爭(zhēng)力的核心業(yè)務(wù)上。企業(yè)要避免傳統(tǒng)生產(chǎn)組織所帶來(lái)的一系列問(wèn)題，必須在生產(chǎn)組織上實(shí)行某種泉州輕工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 15 深刻的變革。這是因?yàn)橹圃鞓I(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，面臨多方的壓力 。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化是先進(jìn)制造技術(shù)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(lèi)社會(huì)發(fā)展是同步的?？梢灶A(yù)期，這是一個(gè)嶄新的充滿(mǎn)著活力的領(lǐng)域。還有一點(diǎn)值得注意，即由生物技術(shù)與制造技術(shù)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(guò)程的集成 。f 系統(tǒng)總體技術(shù)，而這些技術(shù)又同許多學(xué)科有關(guān)，又是一個(gè) “ 集 ” 。d伺服傳動(dòng)技術(shù) 。b 信息處理技術(shù) 。顯然，在機(jī)電一體化技術(shù)中，關(guān)鍵往往是 。 “ 集成 ” 就是 “ 交叉 ” ，就是 “ 雜交 ” ，就是取人之長(zhǎng)，補(bǔ)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(shí)的集成，當(dāng)然亦即知識(shí)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(guó)大量設(shè)計(jì)單位已 “ 甩圖板 ”了， CAD 已十分 普及了。即使在美國(guó)，1984 年， CAD 在福特公司只占 40%，通用公司 34% , Chrysler 也不過(guò)67%。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，從 1870 年至 1980 年，加工過(guò)程的效率提高到 20 倍，即體力勞動(dòng)得到了有效的解放 。第一次工業(yè)革命，以機(jī)械化這種形式的自動(dòng)化來(lái)減輕、延伸或取代人的有關(guān)體力勞動(dòng) 。顯然，自動(dòng)化是重要的，自動(dòng)化總是伴隨泉州輕工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 13 有關(guān)機(jī)械或工具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 “自 ”是發(fā)展的條件 “ 自 ” 就是自動(dòng)化。航空航天領(lǐng)域中，微型飛機(jī)，微型衛(wèi)星， “ 納米 ”衛(wèi)星 ( 以?xún)?nèi) )。例如，在信息領(lǐng)域中，分子存儲(chǔ)器、原子存儲(chǔ)器、量子阱光電子器件、芯片加工設(shè)備 。其中之一就是 “ 微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)” ，這是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家與有關(guān)國(guó)家所高度關(guān)注的項(xiàng)前沿科技。在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)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(shí)際上，納米級(jí)的加工就是移動(dòng)原子級(jí)的加工?；虿僮鳈C(jī)械，其移動(dòng)距離為納米級(jí)，移動(dòng)精度為 納米。 由一組數(shù)據(jù)，可以看到微電子產(chǎn)品對(duì)加工精度的依賴(lài)程度，電子元件制造誤差為，一般晶體管 50 微米，一般磁盤(pán) 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(dá) 微米，而合成半導(dǎo)體為 1 納米。 “ 精 ” 可以說(shuō)，是指加工精度及其發(fā)展，精密加工，細(xì)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(duì)產(chǎn)品、零件的精度要求越來(lái)越高，一方面是指 對(duì)產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來(lái)越高。對(duì)制造企業(yè)而言，各種信息 (如圖形、數(shù)據(jù)、知識(shí)、技能等等 )均以數(shù)字形式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，在企業(yè)內(nèi)傳遞，以便根據(jù)市場(chǎng)信息，迅速收集資料信息，在虛擬現(xiàn)實(shí)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體等多種數(shù)字化技術(shù)的支持下，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息與資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃與重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品功能的仿真，對(duì)加工過(guò)程與生產(chǎn)組織過(guò)程的仿真，或完成原型制造，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的快速重組與對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)，以滿(mǎn)足客戶(hù)化要求。 泉州輕工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 11 它包含了 3 大部分：以設(shè)計(jì)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(gè)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：信息精確，信息安全，信息容量大。現(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(shí)施無(wú)污染綠色制造。 (5) 開(kāi)發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。 (3) 成型及制造技術(shù)精密化、制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)低能耗。 隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)需求個(gè)性化與多樣化，未來(lái)現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。今后應(yīng)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(xué)，以及與生物工程相關(guān)的關(guān) 鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。 機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合，其研究?jī)?nèi)容包括生長(zhǎng)成形工藝、仿生設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。 仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的 遠(yuǎn)緣雜交 ，它將對(duì) 21 世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。所謂 自組織 是