先進(jìn)制造技術(shù)教案

教案

2017-2018學(xué)年第一學(xué)期

所屬學(xué)院機(jī)電與汽車工程學(xué)院

教研室數(shù)控機(jī)電教研室

課程名稱先進(jìn)制造技術(shù)

適用班級(jí)15數(shù)控/機(jī)電/應(yīng)電

主講教師一呼昊一

職稱高級(jí)工程師

2017年9月5日

廈門華天涉外職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制

首頁(yè)

課程名稱先進(jìn)制造技術(shù)授課對(duì)象15數(shù)控/機(jī)電/

課程編號(hào)1112B326（班級(jí)）應(yīng)電

必修課公共基礎(chǔ)課（）；專業(yè)基礎(chǔ)喝W（）；專業(yè)課

課程類型（）

選修課專業(yè)選修課（J）；公共選修課（）

授課方式課堂講授（J）;實(shí)踐課考核方式考試（V）；

（）

課程教學(xué)40學(xué)分?jǐn)?shù)2

總學(xué)時(shí)數(shù)

學(xué)時(shí)分配理論教學(xué)：36學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）：4學(xué)時(shí)

選用的教序號(hào)教材名稱作者出版社出版時(shí)間

材及主要1先進(jìn)制造技術(shù)袁國(guó)大連理工出2013.06

參考資料偉版社

2

3

授課教師呼昊職稱高級(jí)工程師

授課時(shí)間2017—2018學(xué)年第一學(xué)期一18周

注：表中（）選項(xiàng)請(qǐng)打“J”。

課程教案

授課時(shí)間第周第1-2節(jié)課2017年9月19日課次1

授課方式

理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

安排

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

緒論

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：了解先進(jìn)制造技術(shù)的提出和各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展

栗求：掌握制造、制造業(yè)、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)等基本概念

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重*占?

八、、?

難點(diǎn)：

教具多媒體、現(xiàn)場(chǎng)

作業(yè)

思考題

課后小結(jié)

教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段

一'制造與制造業(yè)

1.制造（Manufacturing）

--------工藝能源——

制造原材料--------1匚------A產(chǎn)品

知識(shí)技能工具

是人類運(yùn)用知識(shí)和技能，利用某種工具，采用某種方法，將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)

品的全過程。

狹義的制造（小制造）：指生產(chǎn)車間內(nèi)與物流有關(guān)的加工和裝配過程。

廣義的制造（大制造）：包括市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量保證、生

產(chǎn)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷全過程以及報(bào)廢后的回收處理等整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)一系列相互

聯(lián)系的生產(chǎn)活動(dòng)。

2.制造系統(tǒng)

講授、討論

制造系統(tǒng)是制造過程及其涉及的硬件以及有關(guān)軟件和制造信息組成的一個(gè)具有將

制造資源（原材料、能源等）轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品或半成品的特定功能的有機(jī)整體。

制造系統(tǒng)=>

制造過程硬件軟件人員

制造過程：經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、開發(fā)研制、加工制造和控制管理等過程

硬件：人員、生產(chǎn)設(shè)備、工具和材料、能源以及各種輔助裝置

軟件：制造理論、制造工藝和方法、各種制造信息等

4.制造業(yè)

（1）定義：將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、人力等）利

用制造技術(shù)，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的行

業(yè)。

可供人們使用和消費(fèi)的產(chǎn)品行業(yè)，是所有與制造有關(guān)的企業(yè)群體

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

三大產(chǎn)業(yè)：農(nóng)林牧業(yè)，工業(yè)，服務(wù)業(yè)；農(nóng)林牧業(yè)：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、蓄禽業(yè)、水產(chǎn)業(yè)

工業(yè)(52%):制造業(yè)(45%)、建筑業(yè)、采掘業(yè)以及電力、煤氣、水的生

產(chǎn)供應(yīng)業(yè)

服務(wù)業(yè)：商業(yè)、金融、房地產(chǎn)、經(jīng)貿(mào)等

17個(gè)行業(yè)：食品工業(yè)15.335,金屬制品3.395,一般機(jī)械8.625,運(yùn)輸機(jī)械

6.424,電器設(shè)備5.125,電子設(shè)備4.588，儀器儀表0.998,紡織7.193,服裝

5.018,家具1.542,文教用品4.292油加工3.870，化工15.586,建材7.299,黑

色冶金6.908,有色冶金2.120；其他制造1.6810

5.制造業(yè)地位和作用

提供人們衣、食、住、彳物質(zhì)消費(fèi)

(1)制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)

國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入的重要來(lái)源。一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)騰飛的重要基礎(chǔ)。

美國(guó)：68%的財(cái)富來(lái)源于制造業(yè)；

日本：49%的國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)來(lái)源于制造業(yè)；

講授、討論

中國(guó)：2001年制造業(yè)增加值：37613.1億元占國(guó)民生產(chǎn)總值的39.21%,占工

業(yè)生產(chǎn)總值的77.61%。上交稅金4398.17億元，占國(guó)家稅收總額的30%和財(cái)政收

入的27%0

(2)制造業(yè)是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移和就業(yè)的重要途徑、國(guó)際商品貿(mào)易的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)

2001年我國(guó)制造業(yè)全部從業(yè)人員8083萬(wàn)人，約占全國(guó)工業(yè)從業(yè)人員總數(shù)的

90.13%,全國(guó)全部從業(yè)人口的11.1%。2001年我國(guó)制造業(yè)出口創(chuàng)匯2398億元。

占全國(guó)外貿(mào)出口總額90%。

(3)制造業(yè)是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位的物質(zhì)保障，服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要條件；為科技和

教育發(fā)展提供經(jīng)費(fèi)支持和實(shí)驗(yàn)裝備；實(shí)現(xiàn)軍事現(xiàn)代化和國(guó)家安全的保障

二、21世紀(jì)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和特征

當(dāng)前時(shí)代：工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代知識(shí)寫齊時(shí)代。

知識(shí)：提高生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)器工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代：生產(chǎn)要素,資本和

勞動(dòng)力；知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代：生產(chǎn)要素，知識(shí)、資本和勞動(dòng)力。

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

1.21世紀(jì)制造業(yè)面臨的六大挑戰(zhàn)

(1)快速響應(yīng)市場(chǎng)能力的挑戰(zhàn)-全部制造環(huán)節(jié)并行實(shí)現(xiàn)

(2)打破組織、地域和時(shí)間壁壘的挑戰(zhàn)-技術(shù)資源的集成

(3)信息時(shí)代的挑戰(zhàn)-信息向知識(shí)的轉(zhuǎn)變(信息的收集、儲(chǔ)存、分析、發(fā)布

和應(yīng)用)

(4)有限的資源和日益增長(zhǎng)的環(huán)保壓力的挑戰(zhàn)-可持續(xù)發(fā)展(減少污染、合

理資源利用)

(5)制造全球化和貿(mào)易自由化的挑戰(zhàn)-可重組工程

(6)技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)-全新制造工藝和產(chǎn)品的開發(fā)

2.制造型企業(yè)追求的目標(biāo)

60年代-生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大；70年代-生產(chǎn)成本的降低；80年代-產(chǎn)品質(zhì)量的提

高；90年代-市場(chǎng)響應(yīng)速度；21世紀(jì)-技術(shù)創(chuàng)新。

3.21世紀(jì)制造業(yè)的市場(chǎng)特征

(1)不確定性：消費(fèi)需求非大量化、分散化、個(gè)性化；技術(shù)更新?lián)Q代加快；講授、討論

市場(chǎng)不可控制因素增多；

(2)市場(chǎng)的國(guó)際化和全球化：世界貿(mào)易組織的成立、歐元計(jì)劃的啟動(dòng)、亞大

經(jīng)濟(jì)合作組織、北美經(jīng)濟(jì)一體化聯(lián)盟；

(3)新興產(chǎn)業(yè)的崛起：如：軟件產(chǎn)業(yè)、環(huán)境產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；

(4)市場(chǎng)質(zhì)的短缺和動(dòng)態(tài)的非均衡：未來(lái)市場(chǎng)的調(diào)節(jié)表現(xiàn)為價(jià)格和質(zhì)量的權(quán)

衡，依賴于新產(chǎn)品出現(xiàn)后價(jià)格的調(diào)整；

(5)虛擬市場(chǎng)和代理制是未來(lái)市場(chǎng)重要形式：網(wǎng)絡(luò)銷售。

4.21世紀(jì)制造業(yè)的產(chǎn)品特征

(1)個(gè)性化和多樣化：產(chǎn)品制造定制化、模塊化，滿足不同消費(fèi)者喜好

(2)壽命周期不斷縮短：摩爾定律-芯片性能每18個(gè)月提高1倍，價(jià)格卻保

持不變；(3)智能化：包括產(chǎn)品自身智能和生產(chǎn)設(shè)施工具的智能；(4)綠色產(chǎn)

品：全壽命周期無(wú)污染、低資源消耗和可回收利用

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

5.未來(lái)制造型企業(yè)的特征

（1）滿足個(gè)性需求成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)宗旨；（2）制造硬件資源可重構(gòu)性成為企業(yè)

裝備的顯著特點(diǎn)；（3）人力資源是未來(lái)企業(yè)資源的核心要素；（4）企業(yè)的國(guó)際化

是發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)的前提；（5）虛擬企業(yè)和團(tuán)隊(duì)能力是21世紀(jì)企

業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；（6）企業(yè)文化氛圍的形成和創(chuàng)新充分體現(xiàn)人的價(jià)值，將成為

本世紀(jì)企業(yè)永恒的追求

講授、討論

課程教案

授課時(shí)間第周第3-4節(jié)課2017年9月21日課次1

授課方式

理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

安排

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

緒論

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：了解先進(jìn)制造技術(shù)的提出和各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展

栗求：掌握制造、制造業(yè)、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)等基本概念

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重*占?

八、、?

難點(diǎn)：

教具多媒體、現(xiàn)場(chǎng)

作業(yè)

思考題

課后小結(jié)

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

三、中國(guó)制造業(yè)的成就及與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距

1.改革開放20年來(lái)中國(guó)制造業(yè)的進(jìn)步

1）一些重要產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力已躍居世界前列：

大中型發(fā)電設(shè)備1200萬(wàn)千瓦以上（火電1000萬(wàn)千瓦，水電200萬(wàn)千瓦），

居世界第三位。機(jī)床的產(chǎn)值1993年為29.70億美元，居世界第四位。

2）我國(guó)已成為世界最大的服裝紡織品出口國(guó)。

3）成功開發(fā)生產(chǎn)了運(yùn)七、運(yùn)八、新舟60等支線飛機(jī)。

4）一些新產(chǎn)品的技術(shù)水平已達(dá)世界領(lǐng)先或先進(jìn)水平：

如沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)的電主軸高速臥式加工中心、激光切割機(jī)床；

沈陽(yáng)變壓器廠的50萬(wàn)伏超高壓變壓器；

黎明航發(fā)集團(tuán)的中國(guó)第一臺(tái)擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃，輪機(jī)；

沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化有限公司的6000米水下機(jī)器人；

清華大學(xué)制造工程研究所研制開發(fā)的并聯(lián)機(jī)床。

講授、討論

2.我國(guó)機(jī)械制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距

＞產(chǎn)品檔次低，高水平產(chǎn)品所占比例?。褐鲗?dǎo)產(chǎn)品達(dá)到

＞創(chuàng)新開發(fā)能力差，新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率低：

2000多種主導(dǎo)產(chǎn)品的平均生命周期為10.5年，而美國(guó)僅有3~4年，在

75期間開發(fā)的92種典型產(chǎn)品中有57%來(lái)于國(guó)外,企業(yè)創(chuàng)新能力較低。

＞專業(yè)化生產(chǎn)水平低：

專業(yè)化水平與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家有很大的差距。我國(guó)鑄造專業(yè)化比例為

30%,鍛造15%,熱處理20%,而美國(guó)、日本的專業(yè)化水平為

75%~95%。

＞企業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)落后：

我國(guó)大部分企業(yè)的生產(chǎn)管理依舊停留在過去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的管理模式上，先

進(jìn)管理模式?jīng)]有能應(yīng)用。我國(guó)制造企業(yè)的技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平比較，

差距達(dá)20年左右，是經(jīng)濟(jì)大國(guó)，不是經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)。

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

一、制造技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展

制造業(yè)生產(chǎn)方式：小批量一少品種大批量一多品種變批量

制造業(yè)資源配置：勞動(dòng)密集一設(shè)備密集一信息密集-知識(shí)密集

制造技術(shù)：手工-機(jī)械化一單機(jī)自動(dòng)化一剛性自動(dòng)化—柔性自動(dòng)化-智能自

動(dòng)化

1.制造技術(shù)的發(fā)展階段

(1)工場(chǎng)式生產(chǎn)時(shí)期：18世紀(jì)，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)，標(biāo)志第一次工業(yè)革命

興起。手工作坊到以機(jī)械加工為中心的工廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。

(2)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)時(shí)期：19世紀(jì)，麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論，電氣化

時(shí)代開始。電氣技術(shù)與其他制造技術(shù)的融合。實(shí)現(xiàn)了批量、工業(yè)化規(guī)范生產(chǎn)。

(3)剛性自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期：20世紀(jì)初，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明。以大批量生產(chǎn)為

模式的剛性自動(dòng)化。福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標(biāo)志自動(dòng)化時(shí)代到

來(lái)

(4)柔性自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期：二戰(zhàn)后，計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)，信息技術(shù)及

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，多品種小批量柔性自動(dòng)化生產(chǎn)模式。包括NC、CNC、講授、討論

FMC、FMS等

(5)綜合自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期：20世紀(jì)80年代以來(lái)，制造技術(shù)向自動(dòng)化、柔

性化、集成化的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合，促進(jìn)了制造

業(yè)中的設(shè)計(jì)、制造和管理在內(nèi)的單元自動(dòng)化技術(shù)。

2.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景

(1)消費(fèi)需求：主題化、個(gè)性化和多樣化，產(chǎn)品壽命周期縮短

(2)全球性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整：制造商之間既有激烈競(jìng)爭(zhēng)，又有基于實(shí)力的合

作。

(3)快速響應(yīng)市場(chǎng)：滿足已有和潛在顧客需求，主動(dòng)適應(yīng)市場(chǎng)，引導(dǎo)市

場(chǎng)，是贏得競(jìng)爭(zhēng)，獲取最大利潤(rùn)的關(guān)鍵

3.科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景

(1)制造技術(shù)在向宏觀(制造系統(tǒng))和微觀(超精密加工)兩個(gè)方向發(fā)展

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

(2)現(xiàn)代制造業(yè)成為技術(shù)密集、知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)

(3)信息成為制造業(yè)決定性因素，Intranet/lnternet對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生重大影

響

4.可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

資源匱泛，污染嚴(yán)重；環(huán)境問題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價(jià)；由

粗放經(jīng)營(yíng)、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變

二'先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生背景

(1)20世紀(jì)80年代以前，美國(guó)政府只對(duì)基礎(chǔ)研究、衛(wèi)生、國(guó)防技術(shù)等給

予經(jīng)費(fèi)支持，而對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)不予支持，主張產(chǎn)業(yè)技術(shù)通過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，由企業(yè)自

主發(fā)展；

(2)20世紀(jì)70年代，一批美國(guó)學(xué)者不斷鼓吹美國(guó)已進(jìn)入“后工業(yè)化社

會(huì)"，認(rèn)為制造業(yè)是“夕陽(yáng)工業(yè)"，主張經(jīng)濟(jì)重心由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和

第三產(chǎn)業(yè)。

結(jié)果：導(dǎo)致美國(guó)在經(jīng)濟(jì)上競(jìng)爭(zhēng)力下降,貿(mào)易逆差巨增，日本家電、汽車大

量涌入并占領(lǐng)了美國(guó)市場(chǎng)。(20世紀(jì)60年代美國(guó)汽車產(chǎn)量占世界汽車總產(chǎn)量講授、討論

的2/3,而到了80年代下降到不足1/3)0

20世紀(jì)80年代,美國(guó)政府開始認(rèn)識(shí)到問題的嚴(yán)重性：AMT首先由美國(guó)于

20世紀(jì)80年代末提出。

課程教案

授課時(shí)間第周第5-6節(jié)課2017年9月26日課次1

授課方式理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

安排

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

要求：了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重點(diǎn)：先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)

難點(diǎn)：先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)

教具多媒體、現(xiàn)場(chǎng)

作業(yè)

思考題

課后小結(jié)

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

第三節(jié)先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

一'先進(jìn)制造技術(shù)（AMT）定義和特征

無(wú)明確的和一致公認(rèn)的定義，通過對(duì)其特征的分析和多年的實(shí)踐，可以認(rèn)

為：

先進(jìn)制造技術(shù)AMT:是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，綜合

應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，

以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力的制

造技術(shù)的總稱。

要點(diǎn)：目標(biāo)提高制造企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力；強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)、現(xiàn)代管理

技術(shù)與制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合；信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)在整個(gè)制造過程中綜合應(yīng)

用。

傳統(tǒng)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)

系統(tǒng)性僅駕馭生產(chǎn)過程能駕馭生產(chǎn)過程

物質(zhì)流和能量流物質(zhì)流、信息流和能量流

廣泛性僅指將原材料變?yōu)槌韶灤漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到產(chǎn)品銷售的整個(gè)過

品的加工工藝程

集成性學(xué)科專業(yè)單一、獨(dú)專業(yè)和學(xué)科不斷滲透、交叉融合，其界限逐漸淡

立，相互間界限分明化甚至消失

動(dòng)態(tài)性不同時(shí)期、不同國(guó)家，其特點(diǎn)、重點(diǎn)、目標(biāo)和內(nèi)

容不同

實(shí)用性注重實(shí)踐效果，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力

AMT特征：

AMT是一項(xiàng)綜合性技術(shù)：AMT不是一項(xiàng)具體的技術(shù)，而是將各種相關(guān)技術(shù)

集合成一個(gè)整體，它特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)在整個(gè)制造過

程中的綜合應(yīng)用，特別強(qiáng)調(diào)人的主體作用，強(qiáng)調(diào)人、技術(shù)、管理的有機(jī)結(jié)合。

AMT是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)技術(shù)：AMT也不是一成不變的，而是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，它要不斷地吸

收和利用各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到制造系統(tǒng)的各個(gè)部分和整個(gè)過程，使其

不斷趨于完善。

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

AMT是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)：AMT是針對(duì)某一具體的制造需求而發(fā)展起來(lái)

的先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)，有明顯的需求導(dǎo)向。不以追求技術(shù)高新度為目的，重在實(shí)際

效果。

AMT是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)：通過提高企業(yè)綜合效益和對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)

能力，達(dá)到提高競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。

AMT是面向21世紀(jì)的技術(shù)：AMT是制造技術(shù)發(fā)展的新階段,它保留了傳

統(tǒng)制造技術(shù)中有效要躍。

二、先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)、分類和發(fā)展趨勢(shì)

1.先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）于1994年提出AMT

的分類目錄，指出“AMT是制造技術(shù)和現(xiàn)代高技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個(gè)完整的技術(shù)

群”。

（1）主體技術(shù)群之一：設(shè)計(jì)技術(shù)群

產(chǎn)品、工藝設(shè)計(jì)，包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）;適于加工和裝配的

設(shè)計(jì)（DFM,DFA）

講授、討論

工藝過程建模和仿真；計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（CAPP）;工作環(huán)境設(shè)

計(jì)；符合環(huán)保的設(shè)計(jì)★并行工程；★其它

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD-ComputerAidedDesign;計(jì)算機(jī)輔助制造CAM-Computer

AidedManufacturing;計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)CAPP-ComputerAidedPrecess

Planning

（2）主體技術(shù)群之二：制造工藝技術(shù)群

★材料生產(chǎn)工藝；★加工工藝，包括：切削加工；材料熱處理；表面涂層與

改性；復(fù)合材料工藝；鑄、鍛、壓力加工；電子工藝（光刻/沉積、離子注入等微

細(xì)加工）

★連接與裝配；★測(cè)試與檢驗(yàn)；★環(huán)保技術(shù)；★維修技術(shù)；★其它

3）支撐技術(shù)群：指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性核心技術(shù)，包

括：

信息技術(shù)：接口和通信；數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；軟件工程；決策支持系統(tǒng)；集成框架；

人工智能、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

★標(biāo)準(zhǔn)和框架：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品定義標(biāo)準(zhǔn)，?接口框架；工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)

準(zhǔn)

★機(jī)床和工具技術(shù)；★傳感與控制技術(shù)；★其它

(4)管理技術(shù)群

質(zhì)量管理：★用戶/供應(yīng)商交換作用；★工作人員培訓(xùn)和教育；★技術(shù)獲取和利

用；★全局監(jiān)督與基準(zhǔn)評(píng)測(cè)；★其它

講授、討論

課程教案

授課時(shí)間第周第7-8節(jié)課2017年9月30日課次1

授課方式理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

安排

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

要求：了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重點(diǎn)：先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)

難點(diǎn)：先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)

教具多媒體、現(xiàn)場(chǎng)

作業(yè)

思考題

課后小結(jié)

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

2.先進(jìn)制造技術(shù)的分類

（1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)知識(shí)，制定設(shè)計(jì)方案的技術(shù)，目的是使

產(chǎn)品設(shè)計(jì)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。促進(jìn)產(chǎn)品功能不斷完善，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。

D現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。旨在縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期的并行設(shè)計(jì)技術(shù)、快速設(shè)計(jì)技術(shù)

等；

旨在降低新產(chǎn)品開發(fā)成本的價(jià)值工程、面向成本的設(shè)計(jì)技術(shù)、低成本設(shè)計(jì)技術(shù)

等；

旨在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的綠色設(shè)計(jì)技術(shù)、面向環(huán)境保護(hù)的設(shè)計(jì)技術(shù)、面向節(jié)省能源

的設(shè)計(jì)技術(shù)、面向新型材料的設(shè)計(jì)技術(shù)、人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)等。反求工程設(shè)計(jì)技

術(shù)

2）產(chǎn)品可信性設(shè)計(jì)。可信性、可靠性和維修保障性?？煽啃栽O(shè)計(jì)、安全性設(shè)

計(jì)、動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、防疲勞設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)、維修設(shè)計(jì)等。

3）設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)。計(jì)算機(jī)軟硬件完成設(shè)計(jì)過程，產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)、工藝設(shè)

計(jì)、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、模擬仿真和虛擬設(shè)計(jì)。

（2）先進(jìn)制造工藝技術(shù)講授、討論

1）高效精密成形技術(shù)。無(wú)余量或少余量半成品工藝。精密潔凈鑄造成形工

藝、精確高效塑性成形工藝、優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)、優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技

術(shù)、快速成型制造技術(shù)。降低新產(chǎn)品制造成本和縮短新產(chǎn)品制造周期。

2）高效高精度切削加工工藝。精密和超精密加工、高速切削和磨削、復(fù)雜型

面的數(shù)控加工等。提高新產(chǎn)品制造質(zhì)量。

3）現(xiàn)代特種加工工藝。高能束加工：電子束、離子束、激光束。電加工、超聲

波加工、高壓水射流加工、微細(xì)加工等。

4）表面改性、制膜和涂層技術(shù)。耐磨、耐蝕、耐輻射和抗疲勞。熱噴涂技

術(shù)、化學(xué)鍍、表面強(qiáng)化處理技術(shù)等。

（3）加工自動(dòng)化技術(shù)

物料的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、裝配和檢驗(yàn)等各環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)

器人技術(shù)、柔性制造技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、信號(hào)處理及識(shí)別技術(shù)。

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

(4)現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)

一系列的生產(chǎn)活動(dòng)中使制造資源得到總體配置優(yōu)化和充分利用，使用的技術(shù)的

總稱。計(jì)劃、組織、控制和協(xié)調(diào)的方法?，F(xiàn)代生產(chǎn)管埋信息系統(tǒng)、物流系統(tǒng)管理、

工作流管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量保障體系等。

(5)先進(jìn)制造生產(chǎn)管理模式及系統(tǒng)

面向企業(yè)生產(chǎn)全過程，使先進(jìn)的信息技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的新思想，其功能

覆蓋生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，是制造業(yè)的綜合自動(dòng)化的新模式。CIMCEAMIMLP

3.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

(1)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將迅速發(fā)展和不斷完善

包括CAD,CAE,DFX,健壯設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，智能設(shè)計(jì)，反求工程，面向全生

命周期的設(shè)計(jì)等。

(2)材料成形向精密、低耗、清潔方向發(fā)展

材料成形技術(shù)將使毛坯從接近零件形狀向直接制成工件精密成形或稱凈成形的

方向發(fā)展。塑性成形與磨削加工相結(jié)合，將取代大部分中小零件的切削加工。

(3)加工技術(shù)向超精密、超高速方向發(fā)展講授、討論

(4)綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)重要特征

包括：綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)(產(chǎn)品在全生命周期符合環(huán)保、人類健康、能耗低、資

源利用率高的要求)；綠色制造技術(shù)(在整個(gè)制造過程，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，廢

棄物和有害物質(zhì)的排放最小，資源利用效率最高)；產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造(例

如，汽車等產(chǎn)品的拆卸和回收技術(shù)，以及生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)等)。

(5)虛擬制造將獲得廣泛應(yīng)用

首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型(SoftPrototype)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品

(HardPrototype)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，從而縮短產(chǎn)

品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。

課程教案

授課時(shí)間第周第9-10節(jié)課2017年10月9日課次1

授課方式理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）安排

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：了解現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)

栗求：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重點(diǎn)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)

難點(diǎn)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)

教具多媒體、現(xiàn)場(chǎng)

作業(yè)

思考題

課后小結(jié)

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵和特點(diǎn)

1.設(shè)計(jì)的概念和分類

(1)設(shè)計(jì)的概念：是人類運(yùn)用已有的知識(shí)和技術(shù)解決問題或創(chuàng)造新事物，以

滿足社會(huì)需要的一種技術(shù)活動(dòng)。各種方法和手段。

設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的智力活動(dòng)；

設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合、決策、迭代、尋優(yōu)的過程。

(2)設(shè)計(jì)的分類：根據(jù)設(shè)計(jì)活動(dòng)中創(chuàng)造性大小分

常規(guī)設(shè)計(jì)(Routinedesign):在功能和工作原理不變的情況下，變更現(xiàn)有

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)配置、布置方式和尺寸，使之適應(yīng)多方面的使用要求。20%。

革新設(shè)計(jì)(Innovationdesign):在原理、方案基本保持不變刖提下，對(duì)產(chǎn)

品作局部變更設(shè)計(jì)，使之更能滿足用戶要求。55%

創(chuàng)新設(shè)計(jì)(Creativedesign):運(yùn)用成熟的科學(xué)技術(shù)，從工作原理和結(jié)構(gòu)上

設(shè)計(jì)過去沒有的新型產(chǎn)品。25%

設(shè)計(jì)技術(shù)就是在設(shè)計(jì)過程中解決具體設(shè)計(jì)問題的各種方法和手段。講授、討論

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)是以“靜態(tài)、經(jīng)驗(yàn)、被動(dòng)和手工”為特征的。

傳統(tǒng)技術(shù)難以滿足設(shè)計(jì)的要求。

(1)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，要求創(chuàng)新性的產(chǎn)品；(2)新技術(shù)、新工藝的涌現(xiàn)，使產(chǎn)品

功能與結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜；(3)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)手段的現(xiàn)

代化。

現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的，多學(xué)科和多專業(yè)交叉的基礎(chǔ)科

學(xué)。

2.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的概念

概念：根據(jù)產(chǎn)品功能要求和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)知識(shí)，經(jīng)過

設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造性思維、規(guī)劃和決策，制定可以用于制造的方案，并使方案實(shí)施的技

術(shù)。

設(shè)計(jì)的范疇不斷擴(kuò)大，從單純產(chǎn)品設(shè)計(jì)-全壽命周期設(shè)計(jì)；

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

設(shè)計(jì)的組織形式上，從傳統(tǒng)的順序設(shè)計(jì)方式-并行設(shè)計(jì)方式；

設(shè)計(jì)手段上，傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)-現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是一個(gè)由時(shí)間維、邏輯維和方法維共同

組成的三維系統(tǒng)：

?是反映按時(shí)間順序的設(shè)計(jì)過程。?產(chǎn)品規(guī)劃-需求分析、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、可行性分

析、總體參數(shù)、制約條件和設(shè)計(jì)要求；?方案設(shè)計(jì)-功能原理設(shè)計(jì)，確定原理方案；

?技術(shù)設(shè)計(jì)-將產(chǎn)品的功能原理具體化為機(jī)器產(chǎn)品及其零部件的具體結(jié)構(gòu)；?施工設(shè)

計(jì)--指工程圖繪制，工藝文件編寫，說(shuō)明書編寫等。

是解決問題的邏輯步驟。分析--明確設(shè)計(jì)任務(wù)本質(zhì)；綜合-綜合各種因素，

探求解決方案；評(píng)價(jià)--對(duì)多種方案進(jìn)行比較和評(píng)定，方案調(diào)整和改進(jìn)；決策-確定

最佳的設(shè)計(jì)方案

是指設(shè)計(jì)過程中的各種思維方法和工作方法。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用知覺法、類比法

等經(jīng)驗(yàn)為主的設(shè)計(jì)方法。現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)采用各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、方法和工具。

新產(chǎn)品開發(fā)是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新和價(jià)值實(shí)現(xiàn)的過程，大致可分為市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)

計(jì)、產(chǎn)品制造和市場(chǎng)營(yíng)銷四個(gè)階段講授、討論

從圖中可以看出，新產(chǎn)品開發(fā)過程有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：

1）新產(chǎn)品開發(fā)過程源于市場(chǎng)、歸于市場(chǎng)，也就是說(shuō)，市場(chǎng)既是新產(chǎn)品開發(fā)的

出發(fā)點(diǎn)，又是新產(chǎn)品開發(fā)的歸宿，新產(chǎn)品開發(fā)成功與否，要接受市場(chǎng)的最終檢驗(yàn)。

2）新產(chǎn)品開發(fā)過程涉及企業(yè)內(nèi)部眾多部門，受到企業(yè)內(nèi)部各種因素和企業(yè)外

部各種條件的影響。

內(nèi)部因素包括：企業(yè)本身的人員素質(zhì)、管理水平、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)實(shí)力等。

外部條件包括：相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)發(fā)展水平，當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)厮芴峁┑募夹g(shù)手段（材

料、元件、設(shè)備等），以及國(guó)家的有關(guān)政策、法律等。

現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的核心因素

現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心因素：質(zhì)量、時(shí)間和成本：

質(zhì)量：滿足用戶功能要求，符合有關(guān)法律、標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)環(huán)境要求，安全性、可靠

性、合理壽命，方便使用和維護(hù)保養(yǎng)，用戶培訓(xùn)I、質(zhì)量保證和維修服務(wù)

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

成本：產(chǎn)品成本、合理利潤(rùn)、一次性安裝費(fèi)用和經(jīng)常性維修費(fèi)用。

時(shí)間：設(shè)計(jì)開發(fā)的周期，供貨的時(shí)間、方式等方面的適應(yīng)能力；

3.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)

(1)系統(tǒng)性強(qiáng)調(diào)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)處理設(shè)計(jì)問題。整體上把握涉及對(duì)象，考慮

對(duì)象與人、環(huán)境的聯(lián)系。

(2)動(dòng)態(tài)性要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，和實(shí)際工作狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)特性，考慮與

周圍環(huán)境的物資、能量及信息的交互。

(3)創(chuàng)造性是建立在先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論及工具，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思

維，運(yùn)用各種手段和方法，開發(fā)出創(chuàng)造性的產(chǎn)品。

(4)計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)已滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分利用計(jì)算機(jī)的數(shù)值

計(jì)算、嚴(yán)密的邏輯思維能力和巨大的信息存儲(chǔ)及處理能力：優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析

和系統(tǒng)仿真等。

(5)并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動(dòng)化強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)過程。綜合考慮產(chǎn)品

全生命周期中的所有因素，強(qiáng)調(diào)并行設(shè)計(jì)。

講授、討論

在設(shè)計(jì)過程中，用優(yōu)化的理論與技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行方案優(yōu)選、結(jié)構(gòu)優(yōu)選和參數(shù)優(yōu)

選，達(dá)到整體優(yōu)化。自動(dòng)化主要依靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和自動(dòng)建模技術(shù)。依靠

強(qiáng)大的商品化CAD軟件的支撐，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)虛擬化。三維建模，能在虛擬的環(huán)境中

觀察和評(píng)價(jià)。

(6)主動(dòng)性現(xiàn)代設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)初期，就對(duì)產(chǎn)品全生命周期的各種可能做出準(zhǔn)確

預(yù)測(cè)，減少故障的發(fā)生，體現(xiàn)了主動(dòng)性。

課程教案

授課時(shí)間第周第11-12節(jié)課2017年10月12日課次1

授課方式理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

安排

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

先進(jìn)制造工藝技術(shù)

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：了解先進(jìn)制造工藝技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

要求：掌握先進(jìn)制造工藝技術(shù)的特點(diǎn)

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重點(diǎn)：先進(jìn)制造工藝技術(shù)的特點(diǎn)

難點(diǎn)：先進(jìn)制造工藝技術(shù)的特點(diǎn)

教具多媒體、現(xiàn)場(chǎng)

作業(yè)

思考題

課后小結(jié)

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

第三章先進(jìn)制造工藝技術(shù)

第一節(jié)概述

一、機(jī)械制造工藝的定義和內(nèi)涵

機(jī)械制造工藝：是將各種原材料通過改變其形狀、尺寸、性能或相對(duì)位

置，使之稱為產(chǎn)品的方法或半成品的方法和過程。

毛坯和零件成形—鑄造、鍛壓、沖壓、焊接、壓制、燒結(jié)、注塑、壓

塑…

機(jī)械加工—切削、磨削、特種加工

材料改性與處理—熱處理、電鍍、轉(zhuǎn)化膜、涂裝、熱噴涂…

機(jī)械裝配—把零件按一定的關(guān)系和要求連接在一起，組合成部件和整臺(tái)機(jī)

■魏的白成去除形一堆積

講授、討論

1/成形

MDtf

械產(chǎn)品，包括零件的固定、連接、調(diào)整、平衡、檢版和皿雙寺_1_1下

零件成形方法

?受迫成形在特定邊界和外力約束下成形，如鑄造、鍛壓、粉末冶金和注

射成形等；

?去除成形將材料從基體中分離出去成形，如車、銃、包人磨、電火花、

激光切割；

?堆積成形將材料有序地合并堆積成形，如快速原形制造、焊接等。

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

二'先進(jìn)制造工藝的產(chǎn)生和發(fā)展

先進(jìn)制造工藝是在傳統(tǒng)

的機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)

的，優(yōu)化后的工藝和新型加工

方法。是核心和基礎(chǔ)。26

15

黛

(1)制造加工精度不斷安

e

K

M

提高18世紀(jì)，1mm;19世B

紀(jì),0.05mm;20世紀(jì),

0.001mm千分尺和光學(xué)比較

儀，微米級(jí)；最近一二十年，年代

10nm級(jí)。

優(yōu)化加工方法；開發(fā)和研制新型刀具材料；研制超精密機(jī)床；對(duì)加工精度進(jìn)

行監(jiān)控。

(2)切削加工速度迅速提高

刀具材料發(fā)展。20世紀(jì)前，碳素鋼，耐熱溫度低于200,切削速度不超講授、討論

過10m/min;

20世紀(jì)初,高速剛，溫度可達(dá)500~600,切削速度30~40m/min;20世

紀(jì)30年代，硬質(zhì)合金，800~1000,速度可達(dá)100m/min;陶瓷刀具、金剛

石刀具、立方氮化硼刀具，耐熱溫度達(dá)1000以上，切削速度可達(dá)1000m/min

以上。

(3)新型工程材料的應(yīng)用推動(dòng)了制造工藝的進(jìn)步和變革

超硬材料、超塑材料、高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、非晶與微晶合

金、功能材料。改善刀具材料的切削性能，改進(jìn)設(shè)備；新型的制造工藝，電

火花、電解、超聲波、電子束、離子束加工。

(4)自動(dòng)化和數(shù)字化工藝裝備的發(fā)展提高了機(jī)械加工的效率

微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)和控制技術(shù)與制造工藝技術(shù)相結(jié)合，多種自動(dòng)

化。

教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段

(5)零件毛坯成形在向少無(wú)余量發(fā)展

成形方法有：鑄造、鍛造、沖裁、焊接和軋制。熔模精密鑄造、精密鍛造、

精密沖裁、精密焊接和精密切割。毛坯接近或達(dá)到零件最終形狀。

(6)優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)的形成和發(fā)展。

表面工程技術(shù)：表面涂覆、表面改性、表面加工等，來(lái)改變形態(tài)、化學(xué)成分

和組織結(jié)構(gòu)。電刷渡、熱噴涂、化學(xué)熱處理、激光表面處理。提高產(chǎn)品性能、

延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命、裝飾環(huán)境。

三、先進(jìn)制造工藝技術(shù)特點(diǎn)

(1)優(yōu)質(zhì)。質(zhì)量高、性能好、尺寸精確、無(wú)缺陷、使用性能好、壽命長(zhǎng)和

可靠性高。

(2)高效。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕了勞動(dòng)者強(qiáng)度和成本。

(3)低耗。節(jié)省原材料消耗，降低能源消耗，提高資源的利用。

(4)潔凈。零羽F放或少排放，不污染環(huán)境。講授、討論

(5)靈活?？啥嗥贩N的柔性生產(chǎn)。

課程教案

授課時(shí)間第周第13-14節(jié)課2017年10月17日課次1

授課方式理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

安排

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

先進(jìn)制造工藝技術(shù)（高速加工技術(shù)）

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：掌握高速加工技術(shù)的概念、切削理論

要求：掌握高速加工技術(shù)的概念、切削理論

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重點(diǎn)：高速加工技術(shù)的概念、切削理論

難點(diǎn)：高速加工技術(shù)的概念、切削理論

教具多媒體、現(xiàn)場(chǎng)

作業(yè)

思考題

課后小結(jié)

教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段

一'高速加工的概念與特征

普通加工超過70%是輔助時(shí)間（零件的上下料、測(cè)量、換刀和調(diào)整機(jī)床）

幾十年，主要是減少加工過程的輔助時(shí)間。

20世紀(jì)50年代美國(guó)麻省理工學(xué)院發(fā)明了數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多品種、小批量

生產(chǎn)的柔性自動(dòng)化，成功解決了形狀復(fù)雜、重復(fù)加工精度高的零件的加工，節(jié)

省了輔助工時(shí)，提高了生產(chǎn)效率。

機(jī)床空行程動(dòng)作（自動(dòng)換刀、上下料）大大加快，輔助工時(shí)也大為縮短。自

動(dòng)換刀時(shí)間縮短小于1s,空行程速度提高到30~60m/mino但再減少輔助工

時(shí)，技術(shù)上有難度，經(jīng)濟(jì)上不合算。可以減少切削的工時(shí)，提高切削速度和進(jìn)

給速度。

高速加工可以成倍提高機(jī)床的生產(chǎn)效率,還可以改善加工質(zhì)量和精度。

高速加工技術(shù)：是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的

自動(dòng)化制造設(shè)備，極大地提高材料的切除率，并保證加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)

代制造加工技術(shù)。

以切削速度和進(jìn)給速度界定：高速加工的切削速度和進(jìn)給速度為普通切削的講授、討論

5~10倍。

以主軸轉(zhuǎn)速界定：高速加工的主軸轉(zhuǎn)速210000r/min0

刀具：PCD、CBN、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、Si3N4陶瓷、TiN基硬質(zhì)合金，涂層

刀具。

1.高速加工切削速度的范圍

高速加工切削速度范圍因不同的工件材料而異

鋁合金:1000-7000m/min?銅:900-5000m/min?鋼:500-2000m/min?

灰鑄鐵:800-3000m/min◎鈦:100-1000m/min

高速加工切削速度范圍隨加工方法不同也有所不同

?車削:700-7000m/min@銃削：300-6000m/min。鉆削：200-1100m/min。磨

削：50-300m/s

教學(xué)基本內(nèi)容

方法及手段

2.切削理論的提出

泰勒（FrederickW.Taylor）是最早研究金屬切削機(jī)理的學(xué)者之一。提出了

傳統(tǒng)的切削速度和刀具壽命的關(guān)系為線性，即刀具的速度越高，刀具的磨損越

快。但在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)了違反這一規(guī)律的現(xiàn)象。

由德國(guó)CarlSalmon博士，在1931年4月，根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線，提出著名的“薩洛

蒙曲線”和高速切削理論。

CarlSalmon薩洛蒙對(duì)鋁和鑄銅等有色金屬進(jìn)行了高速實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果圖中

的實(shí)線所示。虛線是推算出來(lái)的，并沒有經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

薩洛蒙指出：A區(qū)（常規(guī)切削區(qū)），切削速度t隨切削溫度v的提高而升

高，但是在B區(qū)（不可用切削區(qū)），當(dāng)速度v增大到某一數(shù)值vO后（v0的

大小同工件材料的種類有關(guān)），V再增大，t反而下降了。

由于在這個(gè)區(qū)域，t太高，任何刀具材料都無(wú)法接受，切削加工不可能進(jìn)

I常規(guī)?高速行，因此，這個(gè)區(qū)域被稱之為“死谷工

L切削區(qū)不璋用切削區(qū)I切削K

JC區(qū)，高速切削區(qū)。

講授、討論

IC1952年美國(guó)R.L.Vaughn教授首次主持了高

外速加工試驗(yàn)：將刀具裝在炮里從滑臺(tái)射向工

切削速度。

件或?qū)⒐ぜ?dāng)作子彈射向固定的刀具。

結(jié)果是隨著切削速度的提高，塑性材料的切削形態(tài)將從帶狀、片狀向碎屑

不斷演變；單位切削力初期呈上升趨勢(shì)，爾后急劇下降；刀具磨損減少了

95%。切除率可提高50~1000倍。

1970年美國(guó)空軍和海軍先后也進(jìn)行了一系列的高速銃削試驗(yàn)。指出：可以

大大縮短零件的加工過程，提高生產(chǎn)率。銃削力減少了70%,可以實(shí)現(xiàn)厚度為

0.33mm薄筒件的銃削。

教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段

3.高速加工的特點(diǎn)

＞加工效率高：進(jìn)給率較常規(guī)切削提高5-10倍，材料去除率可提高3-6倍

＞切削力?。狠^常規(guī)切削至少降低30%，徑向力降低更明顯。有利于減

小工件受力變形，適于加工薄壁件和細(xì)長(zhǎng)件

＞切削熱小：加工過程迅速，95%以上切削熱被切屑帶走，工件積聚熱量

極少，溫升低，適合于加工熔點(diǎn)低、易氧化和易于產(chǎn)生熱變形的零件

講授、討論

＞加工精度高：刀具激振頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)固有頻率，不易產(chǎn)生振動(dòng)；又

切削力小、熱變形小、殘余應(yīng)力小，易于保證加工精度和表面質(zhì)量

＞減少工序：可獲得高的加工精度和低的表面粗糙度，并在一定條件下，

可對(duì)硬表面進(jìn)行加工，從而可使工序集中在一道工序中完成。這對(duì)于模

具加工具有特別意義

課程教案

授課時(shí)間第周第15-16節(jié)課2017年10月19日課次1

授課方式理論課（。）討論課（）實(shí)踐課（）課時(shí)

2

安排

（請(qǐng)打。）習(xí)題課（）其他（）

授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

先進(jìn)制造工藝技術(shù)（高速加工技術(shù)）

教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

目的：掌握高速加工技術(shù)的概念、切削理論

要求：掌握高速加工技術(shù)的概念、切削理論

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：

重點(diǎn)：高速加工技術(shù)的概念、切