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第七章先进制造技术一、教学目的1．深刻理解当代机械制造技术的发展方向；2．深刻理解发展超精加工、微机电、超高速加工技术的重要意义；3．熟悉了解制造哲理与生产模式制造系统的设计与评估；4．熟悉了解自动化制造系统、快速响应制造及可持续发展制造战略。二、教学方法课堂讲授。三、教学手段多媒体教学。四、学时分配2学时。五、重点、难点1．超精加工、微机电、超高速加工技术2．自动化制造系统、快速响应制造及可持续发展制造六、作业布置1．试论当代机械制造技术的发展方向？2．分析超精加工、超高速加工基本原理？3、分析自动化制造系统、快速响应制造及可持续发展制造技术的技术要点。七、辅导安排每周5下午2：00在教学楼辅导答疑。八、教学内容1、制造技术的新发展2、制造哲理与生产模式3、制造系统的设计与评估4、自动化制造系统5、快速响应制造6、可持续发展制造现代科学技术的发展与交叉融合，给制造技术提出了新的要求，也给予了强大支持。因此，涌现了许多先进制造技术。超高速切削、超精密加工、微机械制造等技术近年来有了长足的发展。制造系统主要由物流、信息流和资金流组成。制造系统的设计主要对这三个系统进行设计。快速响应制造技术主要包括产品的快速设计、快速开发、快速造及生产系统的快速组成。先进制造技术的许多重要概念都与快速响应密切关。其中主要有快速成形制造（RP&M，RapidPrototyping&Manufacturing并行工程、虚拟制造、CIMS、敏捷制造、动态联盟与虚拟公司等。可持续发展战略以高技术努力降低自然资源消耗，把环境保护与自然资源筹考虑地发展。§7-1制造技术的新发展一、超精密加工现代机械工业之所以要致力于提高加工精度，其主要原因在于：提高产品性能和质量，提高其稳定性和可靠性，促进产品的小型化，增强零件的互换性提高装配生产率，并促进自动化装配。超精密加工。它是尖端技术产品发展中可缺少的关键加工手段。精密、超精密加工技术的提高，有力地推动了各种技术的发展。精密和超精密加工目前包含三个领域：①超精密切削。如超精密金刚石切削，可加工各种镜面，它成功地解决了高精大型抛物面镜的加工，用于激光光核聚变系统和天体望远镜。②精密和超精密磨削研磨。可以解决大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁的加工等。③精密特种加工。如电子束、离子束加工，使美国超大规模集成电路线宽达0.1μm(八十年代水平)。二、微机械制造技术在机械装置的小型化过程中出现两类机械，即小型机械和微型机械。可以样划分：10mm～1mm为小型机械,用精密加工的方法可以制造出来;1mm～1um为型机械,需要用硅微加工技术或LIGA技术等微细加工方法才能制造出来；1um1nm为纳米机械,是分子级的零件,需采用生物工程的方法制造。微型机械不是传统机械的简单微型化，而是指集微型机构、微型传动器以信号处理和控制电路，甚至外围接口电路、通讯电路和电源等于一体的微型机系统。因此，微型机械远远超出了传统机械的概念和范畴，是基于现代科学技术用崭新的思维方法指导的产物。三、超高速切削通常把切削速度比常规高5～10倍以上的切削叫做超高速削。切削温度通常随切削速度升高而升高，但超过一定范围后，切削温度反而切削速度的升高而下降。如图示。超高速切削的优点：①切屑形态将从带状演变为片状或碎屑；②切削热的95%将被切屑带走；③切削力至少降低30%以上；④工件非常精密、光洁；⑤工件表面的残留应力也小,直接达到精加工的要求；⑥单位时间材料切削率增加了6倍。超高速切削目前主要用于飞机、汽车及模具工业。超高速切削希望刀具强度高、耐热性能好。超高速机床，是实现超高速切削的前提条件和关键因素。超高速切削对机床的主要要求如下：（1）要有一个适应于超高速运转的主轴部件及其驱动系统。（2）要有一个快速反应的数控伺服系统和进给部件。（3）高压大流量喷射冷却系统。（4）要有一个"三刚"（静刚度、动刚度、热刚度）特性都很好的机床支承件。§7-2制造哲理与生产模式在大批量制造模式下，提高工序效率，可以显著提高生产率。因此，制造技术的许多研究，致力于切削速度的提高在大批量生产情况下，由于生产准备终结时间占的比例很少，加...