现代先进制造技术幻灯片.ppt
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1、现代先进制造技术第1页,共39页,编辑于2022年,星期日现代制造技术:现代制造技术:传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理技术的最新成果,将其综合应用于制造源及现代管理技术的最新成果,将其综合应用于制造全过程,实现优质、高效、清洁、灵活生产,取得理全过程,实现优质、高效、清洁、灵活生产,取得理想技术经济效果的制造技术总称。想技术经济效果的制造技术总称。第2页,共39页,编辑于2022年,星期日现代制造技术的特征:现代制造技术的特征:1 1、传统制造技术的学科、专业单一,界限分明,而现代、传统制造技术的学科、专业单一,界限分明,
2、而现代制造技术的各学科、专业间不断交叉融合,其界限逐渐淡制造技术的各学科、专业间不断交叉融合,其界限逐渐淡化,甚至消失。化,甚至消失。2 2、传统制造技术一般单指加工制造过程的工艺方法,、传统制造技术一般单指加工制造过程的工艺方法,而现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产而现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维修的全过程,以实现上市快、质量好、品销售及使用维修的全过程,以实现上市快、质量好、成本低、服务好(成本低、服务好(TQCSTQCS),满足不断增长的多样化需),满足不断增长的多样化需求。求。3 3、生产规模的扩大及最佳技术效果的追求,使现代、生产规模的扩大及最佳
3、技术效果的追求,使现代制造技术更加重视技术与管理的结合,重视制造过程制造技术更加重视技术与管理的结合,重视制造过程的简化及合理化,产生了一系列技术与管理相结合的的简化及合理化,产生了一系列技术与管理相结合的新的生产方式。新的生产方式。4 4、现代制造技术应能不断被优化和推陈出新,既有、现代制造技术应能不断被优化和推陈出新,既有鲜明的时代特征,具有相对和动态的特点。鲜明的时代特征,具有相对和动态的特点。第3页,共39页,编辑于2022年,星期日并行工程(并行工程(CECE)CECE(concurrentengineering)是一种企业组织、管是一种企业组织、管理和运行的先进设计、制造模式;是采
4、用多学科理和运行的先进设计、制造模式;是采用多学科团队和并行过程的集成化产品开发模式。它把传团队和并行过程的集成化产品开发模式。它把传统的制造技术与计算机技术、系统工程技术和自统的制造技术与计算机技术、系统工程技术和自动化技术相结合,在产品开发的早期阶段全面考动化技术相结合,在产品开发的早期阶段全面考虑产品生命周期中的各种因素,力争使产品开发虑产品生命周期中的各种因素,力争使产品开发能够一次获得成功。从而缩短产品开发周期,提能够一次获得成功。从而缩短产品开发周期,提高产品质量和降低产品成本。高产品质量和降低产品成本。第4页,共39页,编辑于2022年,星期日并行工程的核心内容:并行工程的核心内
5、容:1 1、产品开发队伍重构、产品开发队伍重构将传统的部门制或专业组变成以将传统的部门制或专业组变成以产品为主线的多功能集成产品开发梯队。它被赋予相应的产品为主线的多功能集成产品开发梯队。它被赋予相应的职责和权利,对所开发的产品负责。职责和权利,对所开发的产品负责。2 2、过程重构、过程重构从传统的串行产品开发流程转变为集成的、从传统的串行产品开发流程转变为集成的、并行的产品开发过程。并行过程不仅是活动的并发,更主要并行的产品开发过程。并行过程不仅是活动的并发,更主要的是下游过程在产品开发早期参与设计的过程;另一方面是的是下游过程在产品开发早期参与设计的过程;另一方面是过程的改进,使信息流动与
6、共享。过程的改进,使信息流动与共享。3 3、数字化产品定义、数字化产品定义包括两方面,数字化产品模型包括两方面,数字化产品模型和产品生命周期数据管理;数字化工具定义和信息集成。和产品生命周期数据管理;数字化工具定义和信息集成。4 4、协同工作环境、协同工作环境用于支持开发团队协同工作的网络用于支持开发团队协同工作的网络和计算机平台。和计算机平台。第5页,共39页,编辑于2022年,星期日逆向工程(逆向工程(RERE)逆向工程逆向工程(reverse engineering)(reverse engineering)也称反求工程、也称反求工程、反向工程,是在没有原始图样、文档或反向工程,是在没有
7、原始图样、文档或CADCAD模型模型数据的情况下,通过对已有的实物的工程分析和测数据的情况下,通过对已有的实物的工程分析和测量,得到重新制造产品所需的几何模型、物理和材量,得到重新制造产品所需的几何模型、物理和材料特性等数据,从而复制出已有产品的过程。料特性等数据,从而复制出已有产品的过程。作用:产品仿制作用:产品仿制 新产品设计新产品设计 旧产品的改进(改型)旧产品的改进(改型)第6页,共39页,编辑于2022年,星期日基本步骤和关键技术:基本步骤和关键技术:1 1、快速准确测出实物零件或模型的三维轮廓坐标数据、快速准确测出实物零件或模型的三维轮廓坐标数据(表面数据化)(表面数据化)2 2、
8、根据三维轮廓数据重构曲面。并建立完整、正确、根据三维轮廓数据重构曲面。并建立完整、正确的的CADCAD模型。模型。流程图:流程图:样件样件样件三维数据获得样件三维数据获得数据处理数据处理曲面曲面生成生成修整修整NCNC代码生成代码生成NCNC加工加工产品产品第7页,共39页,编辑于2022年,星期日敏捷制造敏捷制造(AM)(AM)它它(AgileManufacturing)是一种战略决策,指制造是一种战略决策,指制造系统在满足低成本和高质量的同时,对变化莫测系统在满足低成本和高质量的同时,对变化莫测的市场需求的快速反应。的市场需求的快速反应。敏捷制造的提出背景敏捷制造的提出背景敏捷制造的主要概
9、念敏捷制造的主要概念(全新企业概念全新企业概念全新的组织全新的组织管理概念管理概念全新的产品概念全新的产品概念全新的生产概念全新的生产概念)敏捷制造主要特征敏捷制造主要特征虚拟企业(公司)虚拟企业(公司)(功能的虚功能的虚拟化拟化组织的虚拟化组织的虚拟化地域的虚拟化地域的虚拟化)第8页,共39页,编辑于2022年,星期日精益生产精益生产(Lean Production)(Lean Production)精益生产的出现精益生产的出现-丰田汽车公司丰田汽车公司概念:在准时制生产方式、成组技术以及全面质量管概念:在准时制生产方式、成组技术以及全面质量管理的基础上逐步完善的理的基础上逐步完善的 ,它强
10、调以社会需求为驱动,它强调以社会需求为驱动,以人为中心,以简化为手段,以技术为支撑,以尽善以人为中心,以简化为手段,以技术为支撑,以尽善尽美为目标。主张消除不产生附加价值的活动和资源,尽美为目标。主张消除不产生附加价值的活动和资源,从系统观点出发将企业中所有的功能合理地组合;以从系统观点出发将企业中所有的功能合理地组合;以利用最少的资源、最低的成本向顾客提供高质量的产利用最少的资源、最低的成本向顾客提供高质量的产品服务,使企业获得最大利润和最佳的应变能力。品服务,使企业获得最大利润和最佳的应变能力。第9页,共39页,编辑于2022年,星期日绿色制造绿色制造一、绿色制造的提出与可持续发展战略一、
11、绿色制造的提出与可持续发展战略二、绿色产品二、绿色产品1 1、概念:在其生命过程(设计、制造、使用和销毁过程)、概念:在其生命过程(设计、制造、使用和销毁过程)中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对环境无害或中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对环境无害或危害极少,资源利用率最高,能源消耗最低的产品。危害极少,资源利用率最高,能源消耗最低的产品。2 2、主要特征:小型化,多功能;使用安全和方便,可回收、主要特征:小型化,多功能;使用安全和方便,可回收利用。利用。3 3、“绿色度绿色度”未来产品设计主要考虑的因素未来产品设计主要考虑的因素三、绿色制造三、绿色制造综合考虑环境影响和资源利用
12、率的现代制造模式。综合考虑环境影响和资源利用率的现代制造模式。其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期内,废弃资源和有害排放物最少。理的整个生命周期内,废弃资源和有害排放物最少。第10页,共39页,编辑于2022年,星期日1 1、核心内容:用绿色材料,绿色能源,经过绿色的生产、核心内容:用绿色材料,绿色能源,经过绿色的生产过程生产出绿色产品。过程生产出绿色产品。2 2、追求目标:、追求目标:(1 1)通过资源综合利用、短缺资源的)通过资源综合利用、短缺资源的代用、可再生资源的利用、二次能源的利用及节能降代用、可再生
13、资源的利用、二次能源的利用及节能降耗措施延缓资源能源的枯竭,实现持续利用;耗措施延缓资源能源的枯竭,实现持续利用;(2 2)减少废料和污染物的生成和徘放,提高工业产品)减少废料和污染物的生成和徘放,提高工业产品在生产过程和和消费过程中与环境的相容程度,降低在生产过程和和消费过程中与环境的相容程度,降低整个生产活动给人类和环境带来的风险,最终实现经整个生产活动给人类和环境带来的风险,最终实现经济效益和环境效益的最优化。济效益和环境效益的最优化。3 3、实施的关键:、实施的关键:技术设计技术设计企业管理企业管理第11页,共39页,编辑于2022年,星期日快速原型制造技术(快速原型制造技术(RPMR
14、PM)一、概述一、概述1 1、RPM (Rapid Prototyping Manufacturing)RPM (Rapid Prototyping Manufacturing):是一种:是一种基于离散基于离散/堆积原理的先进制造技术,是在计算机的控制和管堆积原理的先进制造技术,是在计算机的控制和管理下,直接根据零件的理下,直接根据零件的CADCAD模型,采用材料堆积的方法制造原模型,采用材料堆积的方法制造原型或零件的技术。型或零件的技术。2 2、起源及发展趋势、起源及发展趋势二、基本原理二、基本原理先有先有CADCAD系统构造出所需零件,然后据工艺要求,将系统构造出所需零件,然后据工艺要求,
15、将CADCAD模模型离散化为一定厚度的层片,在对层片进行一定处理,型离散化为一定厚度的层片,在对层片进行一定处理,加入加工参数,生产数控代码,最后在计算机的控制下,加入加工参数,生产数控代码,最后在计算机的控制下,数控系统以平面加工方式,有顺序地连续加工出每个片数控系统以平面加工方式,有顺序地连续加工出每个片层,并使它们自动粘接而逐步堆积成形。层,并使它们自动粘接而逐步堆积成形。第12页,共39页,编辑于2022年,星期日包含四个过程:包含四个过程:CADCAD数据建模数据建模数据处理数据处理原型制造原型制造物性转换物性转换走向工业实际应用的重要桥梁。走向工业实际应用的重要桥梁。包括精密铸造、
16、金属喷涂制模、硅胶模铸造、快速包括精密铸造、金属喷涂制模、硅胶模铸造、快速EDMEDM电极、电极、陶瓷型铸造等多项配套制造技术,这些技术与陶瓷型铸造等多项配套制造技术,这些技术与RPMRPM技技术结合,形成快速铸造、快速模具制造技术。术结合,形成快速铸造、快速模具制造技术。三、特点及应用三、特点及应用1 1、特点、特点(1 1)是一种)是一种“数字制造数字制造”(2 2)制造的快速性)制造的快速性即时制造即时制造第13页,共39页,编辑于2022年,星期日(3 3)制造技术的高度集成化:集成了计算机技术、数)制造技术的高度集成化:集成了计算机技术、数据采集与处理技术、控制技术、材料科学、光学和
17、机据采集与处理技术、控制技术、材料科学、光学和机电加工等技术。电加工等技术。“直接直接CADCAD制造制造”(4 4)制造的自由性)制造的自由性(5 5)制造过程的高度柔性)制造过程的高度柔性2 2、应用:、应用:(1 1)设计校验)设计校验(2 2)可制造性分析和供货询价)可制造性分析和供货询价(3 3)功能验证)功能验证(4 4)快速工装或直接制造实际零件)快速工装或直接制造实际零件第14页,共39页,编辑于2022年,星期日快速成形制模法快速成形制模法第15页,共39页,编辑于2022年,星期日四、典型快速原型制造工艺四、典型快速原型制造工艺1 1、光固化立体造型(、光固化立体造型(SL
18、ASLA)2 2、分层物件制造(、分层物件制造(LOMLOM)3 3、选择性激光烧结(、选择性激光烧结(SLSSLS)4 4、熔融沉积造型(、熔融沉积造型(FDMFDM)5 5、三维印刷(、三维印刷(3D-P3D-P)第16页,共39页,编辑于2022年,星期日光固化立体造型(光固化立体造型(SLASLA)立体平版印刷固化成形示意图立体平版印刷固化成形示意图1激光发生器;激光发生器;2激光束;激光束;3轴升级台;轴升级台;4托盘;托盘;5树脂槽;树脂槽;6光敏树脂;光敏树脂;7制成件制成件第17页,共39页,编辑于2022年,星期日分层物件制造(分层物件制造(LOMLOM)物体迭层制造法示意图
19、物体迭层制造法示意图1扫描系统;扫描系统;2光路系统;光路系统;3激光器;激光器;4加热辊加热辊;5薄层材料;薄层材料;6供料滚筒;供料滚筒;7工作平台工作平台;8回收滚筒;回收滚筒;9制成件;制成件;10制成层;制成层;11边角料边角料第18页,共39页,编辑于2022年,星期日熔融沉积造型(熔融沉积造型(FDMFDM)熔丝沉积制造法示意图熔丝沉积制造法示意图1熔丝材料;熔丝材料;2滚轮;滚轮;3加热喷嘴;加热喷嘴;4半熔状丝料;半熔状丝料;5制成件;制成件;6工作台工作台第19页,共39页,编辑于2022年,星期日选择性激光烧结(选择性激光烧结(SLSSLS)选择性激光烧结法示意图选择性激
20、光烧结法示意图1粉末材料;粉末材料;2激光束;激光束;3扫描系统;扫描系统;4透镜;透镜;5激光器;激光器;6刮平器;刮平器;7工作台;工作台;8制成件制成件第20页,共39页,编辑于2022年,星期日高速切削加工技术高速切削加工技术1、概述、概述:高速切削加工是面向高速切削加工是面向21世纪的一项高新技术,世纪的一项高新技术,它以高效率、高精度和高表面质量为基本特它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征,在汽车工业、航空航天、模具制造和仪征,在汽车工业、航空航天、模具制造和仪器仪表等行业中获得了越来越广泛的应用,器仪表等行业中获得了越来越广泛的应用,并已取得了重大的技术经济效益,是当代先并已
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