系別： 機械製造系專業： 數控
班級： 10652學號： 061610
學生姓名： 孫松濤指導教師： 羅南貴
完成時間： 2010 年 9 月 20 日
本學期開學的第一天我們就接觸到了《先進製造技術》這門課程，上課後羅老師就給我們說這是一門普及課程，並沒有對我們做出什麼特殊的要求，只需了解一下即可。
先來簡單介紹一下什麼是先進製造技術吧，先進製造技術就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、資訊科技等多種技術為一體所產生的技術、裝置和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助製造、整合製造系統等。
它可分為主體技術群和支撐技術群.其中主體技術群又分為面向製造的設計技術群和製造工藝技術群，其中面向製造的設計技術群系指用於生產準備(製造準備)的工具群和技術群。設計技術對新產品開發生產費用、產品質量以及新產品上市時間都有很大影響。
產品和製造工藝的設計可以採用一系列工具,例如計算機輔助設計(cad)以及工藝過程建模和**等,生產設施、裝備和工具,甚至整個製造企業都可以採用先進技術更有效地進行設計。近幾年發展起來的產品和工藝的並行設計具有雙重目的,一是縮短新產品上市的週期,二是可以將生產過程中產生的廢物減少到最低程度,使最終產品成為可**、可再利用的,因此對實現面向保護環境的製造而言是必不可少的。而製造工藝技術群是指用於物質產品(物理實體產品)生產的過程及裝置。
例如,模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術的不斷滲入,傳統的製造工藝和裝備正在產生質的變化。製造工藝技術群是有關加工和裝配的技術,也是製造技術或稱生產技術的傳統領域。
而製造技術群指支援設計和製造工藝兩方面取得進步的基礎性的核心技術。基本的生產過程需要一系列的支撐技術,諸如:測試和檢驗、物料搬運、生產(作業)計畫的控制以及包裝等。
它們也是用於保證和改善主體技術的協調執行所需的技術,是工具、手段和系統整合的基礎技術。支撐技術群包括: (1) 資訊科技:
介面和通訊、資料庫技術、整合框架、軟體工程人工智慧、專家系統和神經網路、決策支援系統。(2) 標準和框架：資料標準、產品定義標準、工藝標準、檢驗標準、介面框架。
(3) 工具機和工具技術。(4) 感測器和控制技術：單機加工單元和過程的控制、執行機構、感測器和感測器組合、生產作業計畫。
(5) 其它。先進製造技術的特點是：(1) 是製造技術的最新發展階段,是面向21世紀的技術製造業是社會物質文明的保證,是與人類社會一起動態發展的,因此,製造技術必然也將隨著科技進步而不斷更新。
先進製造技術是製造技術的最新發展階段,是由傳統的製造技術發展而來,保持了過去製造技術中的有效要素;但隨著高新技術的滲入和製造環境的變化,已經產生了質了變化,先進製造技術是製造技術與現代高新技術結合而產生的乙個完整的技術群,是一類具有明確範疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。(2) 是面向工業應用的技術先進製造技術應能適合於在工業企業推廣並可取得很好的經濟效益,先進製造技術的發展往往是針對某一具體的製造業(如****、電子工業)的需求而發展起來的適用的先進製造技術,有明顯的需求導向的特徵。先進製造技術不是以追求技術的高新度為目的,而是注重產生最好的實踐效果,以提高企業的競爭力和促進國家經濟增長和綜合實力為目標。
(3) 是面向全球競爭的目前每一國家都處於全球化市場中。乙個國家的先進製造技術是支援該國製造業在全球範圍市場的競爭力。因此,先進製造技術的主體應具有世界水平。
但是,每個國家的國情也將影響到從現有的製造技術水平向先進製造技術的過渡戰略和措施。我國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場,開發和應用適合國情的先進製造技術勢在必行。先進製造技術計畫最初是美國因本國製造業面臨的挑戰和機遇,為增強製造業的競爭力和促進國家經濟增長,便首先提出了先進製造技術的概念。
此後,歐洲各國、日本以及亞洲新興工業化國家如南韓等也相繼作出響應。而我國是從2023年把其列入為提高工業質量及效益的重點開發推廣專案。但就目前世界的經濟發展來看，以美國、日本、西歐為代表的工業化國家在先進製造技術上都有雄厚的實力。
這就是我所了解的先進製造技術。
羅老師上課期間講了重點講了兩個關於《先進製造技術》這門課程裡的重點，第乙個是精密和超精密切削加工。精密和超精密切削加工是在傳統切屑加工技術基礎上，綜合應用近代科技和工藝成果而形成的一門高新技術，是現代軍事電子裝備製造中不可缺少的重要基礎技術。其中精密切削加工是指切屑加工誤差為100.
1um,表面粗糙度值為ra0.10.025 um的切削加工方法。
而超精密切削加工是指切屑加工誤差為0.10.01um,表面粗糙度值為ra＜0.
025 um的切削加工方法。二者是機密和超精密加工中最基本的加工方法。超精密加工中的微細加工時當今世界上最精密的製造技術，製造誤差在亞微公尺(0.
1um)至奈米（1nm=103 um）極，這已經是用單純的切削加工難以達到的了。精密和超精密切削加工的特點是(1) 二者是一門多學科的綜合性高技術它包括機、電、光等多種高技術，是乙個內容極其廣泛的製造系統工程，不僅要考慮加工方法、加工裝置、加工刀具、加工環境、被加工材料、加工中的檢測與補償等，而且還要研究其切屑機理及其相關技術。(2) 加工檢測一體化二者的**檢測和在位檢測極為重要。
因為加工精度很高，表面粗糙度值很低，如果工件加工完畢卸下來後再檢查，發現問題就難在進行加工了，因此要進行**檢測和在位檢測。(3) 精密和超精密切削加工與自動化技術聯絡緊密二者採用計算機控制、誤差分離與補償、自適應控制和工藝過程優化等技術可以進一步提高加工精度和表面質量。避免機器本身和手工操作人為引起的誤差，保證了加工質量及其穩定性。
(4) 精密和超精密切削加工機理和一般切削加工不同二者是微量切削，它的關鍵是在最後一道工序能夠從被加工表面去除微量表面層，去除的微量表面層越薄，則加工精度越高。精密和超精密切削加工在軍事電子裝備中也占有十分重要的位置，比如說各種各樣的探測、導航和制導系統等。羅老師還向我們講述了關於精密和超精密磨削加工，磨削加工是加工精密和超精密工件的重要方法。
它主要是對鋼鐵等黑色金屬和半導體等硬脆材料進行精密和超精密磨削、研磨和拋光等加工。在軍事電子裝備製造中，精密和超精密磨削加工多用於鋁合金、銅和銅合金工件進行精密和超精密磨削、研磨和拋光。精密和超精密磨削是人們比較熟悉的一種常用的磨削加工方法。
精密砂輪磨削主要是靠砂輪的精細修整，使磨粒在具有大量的等高微刃的狀態下進行加工，以使被加工表面留下大量殘留高度極小、極微細的磨削痕跡，從而得到低的表面粗糙度。然後經過無火花磨削過程，在微切削、滑擠、摩擦等作用下，可使得被加工表面達到鏡面，並獲得高精度。磨粒上大量的等高微刃是用金剛石修整工具以極低且均勻的進給精細修整而得到的。
因為精密和超精密砂輪磨削的關鍵就是砂輪的修整。因此，必須認真仔細地用單粒金剛石、金剛石粉末燒結型修整器或金剛石超聲波修整器好砂輪後，才能進行磨削。20世紀80年代末期，歐美和日本的眾多公司和研究機構相繼推出了兩種新的磨削工藝：
塑性磨削和鏡面磨削。塑性磨削主要針對脆性材料而言，其切削形成與塑性材料相似，切屑通過剪下的形式被磨粒從機體上切除下來。所以由此磨削後的表面沒有微裂紋形成，也沒有脆性剝落時的無規則的凹凸不平，表面呈有規則紋理。
鏡面磨削則不侷限於脆性材料，它也包括金屬材料如鋼、鋁和鉬等。這就是羅老師所講的有關於精密和超精密切削加工的內容。
羅老師在後來的課程中還向我們重點講解了關於高速切屑工具機的內容。高速切屑是進十年以來迅速崛起的一項先進製造技術，是繼數控技術之後又一場對機械製造行業影響深遠的技術革命。2023年美國的vought公司研製了一台高速銑床，最高速度達到了2000r/min,聯邦德國darmstadt工業大學生產工程與工具機研究所從2023年開始系統地進行高速切削機理研究，對各種金屬和非金屬材料進行高速切削實驗。
自20世紀80年代中後期以來，商品化的高速切削工具機不斷出現，高速工具機從單一的高速銑床發展成為高速車銑床、鑽銑床乃至各種高速加工中心等，瑞士、英國、日本也相繼推出了自己的高速工具機。日本日立精機的hg400ⅲ型加工中心主軸最高轉速3600040000r/min，工作台快速移動速度為3640m/min。採用直線電機的美國ingersol公司的hvm800型高速加工中心進給移動速度為60m/min。
目前高速加工中心和其他高速數控工具機在發達國家已呈普吉趨勢，我國在20世紀80年代相繼從德國、美國、法國、日本等國引進了多條較先進的轎車數控生產自動線。在引進裝置的帶動下，我國高速工具機技術有了長足進步，目前的差距在於工具機關鍵功能部件的研發上，落後於市場需求。如轉速20000r/min以上的大功率高剛度主軸、無刷環形扭矩電機、直線電機、快速響應數控系統等在實用上處於空白。
在課堂上羅老師還講了高速切削的概念，高速切削是指在比常規切削速度高出很多的速度下進行的切削加工。但高速切削也是個相對的概念，究竟如何定義，目前尚無共識。根據高速切削機理的研究結果，當切削速度達到相當高的區域時，切削力下降，工件的溫公升較低，熱變形較小，刀具的耐用度提高。
高速切削不僅大幅度提高了單位時間的材料切除率，而且還會帶來一系列的其它優良特性。因此，高速切削的速度範圍應該定義在能給加工帶來一系列優點的區域。然而，切削過程是乙個非常複雜的過程，對於不同的加工工序和工具機、不同的零件和刀具材料，常規切削對應有不同的速度範圍。
高速切削速度是個相對的概念，同樣受到加工工序、材料和工具機等因素的影響，所以很難給出乙個確定的速度範圍。高速切削的定義目前沿用的主要有以下幾種：① 2023年，cirp切削委員會提出以線速度為500-7000m/min的切削為高速切削。
② 對銑削加工而言，從刀具夾持裝置達到平衡要求(平衡品質和殘餘不平衡量)時的速度來定義高速切削。根據iso1940標準，主軸轉速高於8000r/min為高速切削。③ 德國darmstadt工業大學生產工程與工具機研究所提出以高於5-10倍普通切削速度的切削定義為高速切削。
④ 從主軸設計的觀點，以沿用多年的dn值（主軸軸承孔直徑d與主軸最大轉速n的乘機）來定義高速切削。dn達（5-2000）x105 mm r/min時為高速切削。⑤ 從刀具和主軸的動力學角度來定義高速切削。
這種定義取決於刀具振動的主模式頻率，它在ansi/asme標準中用來進行切削效能測試時選擇轉速範圍。高速切削不僅僅要求有高的切削速度，而且還要求具有高的加速度和減速度。因為大多數零件在工具機上加工時的工作行程都不長，一般在幾公釐到幾百公釐，只有在很短的時間內達到高速和在很短的時間內準確停止才有意義。
因此在衡量工具機的高速效能時還需要考察工具機進給速度的加減速效能。目前高速切削工具機的進給速度一般在30-90m/min以上，加減速度為1g-8g.隨著科學技術的不斷發展，高速加工採用的切削速度會越來越高。
相比於常規切削而言，高速切削的優點有以下幾點：(1) 提高生產率 (2) 提高了加工精度 (3) 能獲得較好的表面質量 (4) 可加工各種難加工材料 (5) 降低了加工成本目前高速切削主要應用於汽車工、航空航天工業、模具工具製造、難加工材料和超精密微細切削加工領域。高速切削技術是新材料技術、計算機技術、控制技術和精密製造技術等多項新技術綜合應用發展的結果，主要包括了高速切削機理、高速切削刀具技術、高速切削工具機技術、高速切削工藝技術、高速加工的測試技術等方面的基礎理論和關鍵技術。
高速切削工具機是實現高速加工的前提和基本條件，高速工具機一般都是數控工具機和精密工具機。它與普通數控工具機的最大區別在於高速工具機要能夠提供很高的切削速度和加速度，並能夠滿足高速加工要求的一系列較為特殊的要求。高速加工對工具機提出的要求主要包括：
(1) 主軸轉速高，輸出功率大 (2) 進給速度高 (3) 主軸轉速和進給速度的加速度高 (4) 工具機的靜、動態特性好 (5) 工具機的其他功能部件效能高 。高速工具機是實現高速加工的前提和基本條件，高速切削工具機技術是高速切削技術中最基本的關鍵技術。一般認為，高速切削工具機的關鍵技術包括以下幾個方面：
(1) 高速主軸單元 (2) 高速直線驅動進給單元 (3) 高速切削刀具技術 (4) cnc控制系統 (5) 切削處理和冷卻系統 (6) 安全裝置與實時監控系統 (7) 換刀裝置 (8) 工具機床體結構 。關於高速切削工具機羅老師大致就講了這些重點。
雖然先進製造技術對我們來說是一門拓展課程，但是我覺得聽了羅老師講了這門課過後，我覺得受益匪淺，因為先進製造技術這門課程裡相當於我以前學習的其他課程的乙個彙總課程，它不僅有其他課本上有的知識，還有一些其他課程裡沒有的內容，所以它不僅幫助了我們複習以前學習的知識，還讓我們學習到了很多新的知識，這不僅為我們接下來要做的設計有重要的幫助，也對我們以後就業有很大幫助，所以我非常感謝學校能給我們開這門課程，也非常感謝羅老師對我們的教學指導，謝謝您了！！！
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