1、成都航空職業技術學院先進制造技術學習體會先進制造技術學習體會系 別：機械制造系專 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 日成都航空職業技術學院先進制造技術學習體會本學期開學的第一天我們就接觸到了 就給我們說這是一門普及課程，并沒有對我們做出什么特殊的要求，只需了解一下即可。 先來簡單介紹一下什么是先進制造技術吧，先進制造技術就是指集機械工程技術、電子 技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。 主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。它可分為主體技 術群和支撐技術群其

2、中主體技術群又分為面向制造的設計技術群和制造工藝技術 群，其中面向制造的設計技術群系指用于生產準備（制造準備）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 品和制造工藝的設計可以采用一系列工具，例如計算機輔助設計 （CAD）以及工藝過程建模和仿真等，生產設施、裝備和工具，甚至整個制造企業都可以采用先進技術更有 效地進行設計。近幾年發展起來的產品和工藝的并行設計具有雙重目的，一是縮短新產品上市的周期，二是可以將生產過程中產生的廢物減少到最低程度，使最終產品成為可回收、可再利用的，因此對實現面向保護環境的制造而言是必不可少的。而制造 工藝技術群是指用于

3、物質產品（物理實體產品）生產的過程及設備。例如，模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術的不斷滲入，傳統的制造工藝和裝備正在產生質的變化。制造工藝技術群是有關加工和裝配的技術，也是制造技術或稱生產技術的傳統領域。而制造技術群指支持設計和制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）計劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術的協調運行所需的技術,是工具、手段和系統集成的基礎技術。支撐技術群包括：（1）信息技術：接口和通信、數據庫技術、集成框架、軟件工程人工智能、專家系統和神經網絡、決策支持 系統。（2）標準和框

4、架：數據標準、產品定義標準、工藝標準、檢驗標準、接口框 架。（3）機床和工具技術。（4）傳感器和控制技術：單機加工單元和過程的控制、 執行機構、傳感器和傳感器組合、生產作業計劃。（5）其它。先進制造技術的特點是：（1）是制造技術的最新發展階段，是面向21世紀的技術制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,制造技術必然也將隨著科技進步而不斷 更新。先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展而來，保持了過去制造技術中的有效要素；但隨著高新技術的滲入和制造環境的變化，已經產生了質了變化，先進制造技術是制造技術與現代高新技術結合而產生的一個完整的 技術群，是一類

5、具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。（2）是面向工 業應用的技術先進制造技術應能適合于在工業企業推廣并可取得很好的經濟效益先進制造技術的發展往往是針對某一具體的制造業（如汽車工業、電子工業）的需求而發展起來的適用的先進制造技術，有明顯的需求導向的特征。先進制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于全球化市場中。一個國家的先進制造技術是支持該國制造業在全球范圍市場的競爭 力。因此，先進制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制造技術水平向

6、先進制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制造技術勢在必行。先進制造技術計劃最初是美國因本國制造業面臨的挑戰和機遇，為增強制造業的競爭力和促進國家經濟增長，便首先提出了先進制造技術的概念。此后，歐洲各國、日本以及亞洲新興工業化國家如韓國等也相繼作出響應。而我國是從1995年把其列入為提高工業質量及效益的重點開發推廣項目。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制造技術上都有雄厚的實力。這就是我所了 解的先進制造技術。羅老師上課期間講了重點講了兩個關于先進制造技術這門課程里的重點，第 一個是精密和超精密切

7、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制 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10-0.1um,表面粗糙度值為 Ra0.1-0.025 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0.1-0.01um,表面粗糙度值為 RaV 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 制造技術，制造誤差在亞微米（0.1Um）至納米（1nm=1CT 3 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

8、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，是一個內容極其廣泛的制造系統 工程，不僅要考慮加工方法、加工設備、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在線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后再檢查，發現問題就難在進行加工了，因此要進行在線檢 測和在位檢測。（3）精密和超精密切削加工與自動化技術聯系緊密二者采用計算機控制、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

9、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，它的關鍵是在最后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于 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。在軍事電子裝備制造中，精密和超精密磨削加工多用于鋁合金、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

10、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。然后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，并獲得高精度。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后，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：

11、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 通過剪切的形式被磨粒從機體上切除下來。所以由此磨削后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。鏡面磨削則不局 限于脆性材料，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于精 密和超精密切削加工的內容。羅老師在后來的課程中還向我們重點講解了關于高速切屑機床的內容。高速切屑 是進十年以來迅速崛起的一項先進制造技術，是繼數控技術之后又一場對機械制造 行業影響深遠的技術革命。1976年美國的VOUght公司研制了一臺高速銑床，最高速度達到了 2000rmin,聯邦德國Dar

12、mStadt工業大學生產工程與機床研究所從1978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年代中后期以來，商品化的高速切削機床不斷出現，高速機床從 單一的高速銑床發展成為高速車銑床、鉆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機床。日本日立精機的HG400川型加工中心主軸最高轉速36000-40000rmin ,工作臺快速移動速度為36-40mmin。采用直線電機的美國Ingersol公司的HVM800型高速加工中心進給移動速度為60mmin。目前高速加工中心和其他高速數控機床在發達國家已呈普吉趨勢，我國在20世紀80年

13、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 引進設備的帶動下，我國高速機床技術有了長足進步，目前的差距在于機床關鍵功能部件的研發上，落后于市場需求。如轉速20000rmi n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于空白。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

14、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 范圍應該定義在能給加工帶來一系列優點的區域。然而，切削過程是一個非常復雜 的過程，對于不同的加工工序和機床、不同的零件和刀具材料，常規切削對應有不 同的速度范圍。高速切削速度是個相對的概念，同樣受到加工工序、材料和機床等 因素的影響，所以很難給出一個確定的速度范圍。高速切削的定義目前沿用的主要 有以下幾種： 1978年，CIRP切削委員會提出以線速度為500-7000mmin的切削為高速切削。 對銑削加工而言，從刀具夾持裝置達到平衡要求（平衡品質和殘余不平衡量）時的速度來定義高速切削。根據ISO1940標準，主軸轉速高于8

15、000rmin為高速切削。 德國DarmStadt工業大學生產工程與機床研究所提出以高于5-10倍普通切削速度的切削定義為高速切削。 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。 從刀具和主軸的動力學角度來定義高速切削。 這種定義取決于刀具振動的主模式頻率，它在ANSI/ASME標準中用來進行切削性能測試時選擇轉速范圍。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。因為大多數零件在機床上加工時的工作行程都不長，一般在幾毫 米到幾百毫米，只有在很短的時

16、間內達到高速和在很短的時間內準確停止才有意 義。因此在衡量機床的高速性能時還需要考察機床進給速度的加減速性能。目前高速切削機床的進給速度一般在30-90mmin以上，加減速度為1g-8g.隨著科學技術的不斷發展，高速加工米用的切削速度會越來越高。相比于常規切削而言，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于汽車工、航空航天工業、模具工具制造、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、控制技術和精密制造技術等多項新技術 綜合應用發展的結果，

17、主要包括了高速切削機理、高速切削刀具技術、高速切削機 床技術、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。 高速切削機床是實現高速加工的前提和基本條件，高速機床一般都是數控機床和精 密機床。它與普通數控機床的最大區別在于高速機床要能夠提供很高的切削速度和 加速度，并能夠滿足高速加工要求的一系列較為特殊的要求。高速加工對機床提出 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) 機床的靜、動態特性好 (5) 機床的其他功能部件性能 高。高速機床是實現高速加工的前提和基本條件，高速切削機床技術是高速切削 技術中最基本的關鍵技術。一般認為，高速切削機床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