先进制造技术题库与答案
一、填空题
1．先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群和制造技术环境三个技术群。
5．先进制造基础技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括无污染。
6．微细加工中的三束加工是指电子束，离子束，激光束。
8. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响
和资源效率的现代制造模式。
11.超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机内置式集成结构，这种主轴通常被称
为空气轴承主轴。
12.快速原型制造常用的工艺方法光固化成形，叠层实体制造，选择性激光烧结，熔融沉积制造。
15.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。
17.大规模集成电路的微细制作方法有外延生长，氧化，光刻，
选择扩散，真空镀膜。
18.优化设计的两个前提条件以数学规划为理论基础，以计算机为基础。
20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是热塑性材料。
27.优化设计的三要素是：目标函数，设计变量，约束条件。
31.绿色设计的主要内容包括：绿色产品设计的材料选择与管理，产品的可拆卸性设计，
可维修设计，产品的可回收性设计，绿色产品的成本分析，和绿色产品设计数据库。
绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。
35.LIGA技术的工艺过程分为：(1)深层同步辐射X射线光刻；(2) 电铸成型；(3)模铸成型。
36.微细加工工艺方法主要有：三束加工技术，光刻加工，体刻蚀加工技术，面刻蚀加工技术，LIGA技术，牺牲层技术
和外延生长技术。
37.工业机器人一般由机械系统，控制系统，驱动系统和智能系统等几个部分组成。38.柔性制造系统的组成包括：加工系统，物流系统，
信息控制系统和一套计算机控制系统。
39.MRP和MRPII分别是指物料需求计划和制造资源计划，而ERP是指企业资源计划，其核心思想是完全按用户需求制造。
43.高速切削通常使用的刀具材料有：1)硬质合金涂层刀具2超细晶粒硬质合金3)立方氮化硼4)氮化硅聚晶金刚石
44.工业机器人的按系统功能分：1)专用机器人2)通用机器人
3)示教再现机器人4)智能机器人
45.工业机器人的性能特征：通用性，柔性，灵活性，智能化
46.PDM四层体系结构分别为：第一层用户界面层、第二层核心功能、第三层框架核心层、第四层系统支持层。
47.CIMS的三大特征分别为数据驱动、集成、柔性。
49.CIMS分成五个层次，即工厂级、车间级、单元级、
工作站级和设备级。
21、压电驱动技术是压电学和超声学在机械领域的应用。
22、
二、单项选择题
2．高速加工机床的进给系统机构大多采用（ a ）
a. 直线电机
b. 滑动丝杠传动机构
c. 摩擦传动机构
4．机床进给伺服系统常用的检测角位移的原件是（ d ）
a.感应同步器；
b.光栅；
c.容栅；
d.脉冲编码器
5. ERP的含义是（ c ）
a. 制造资源计划
b. 物料需求计划
c. 企业资源计划
d. 产品数据管理
6．下列哪种说法不符合绿色制造的的思想（ c ）
a. 对生态环境无害
b. 资源利用率高，能源消耗低
c. 为企业创造利润
8．计算机集成制造技术强调（c ）
a. 企业的经营管理
b. 企业的虚拟制造
c. 企业的功能集成9．FMS非常适合（ c ）
a. 大批大量生产方式
b. 品种单一、中等批量生产方式
c. 多品种、变批量生产方式
10．在进行纳米级测量非导体的零件表面形貌时，常采用的测量仪器为（ c ）
a. 光学显微镜
b. 扫描隧道显微镜
c. 原子力显微镜
13.光刻加工的工艺过程为：（ c ）
a. ①氧化②沉积③曝光④显影⑤还原⑦清洗
b. ①氧化②涂胶③曝光④显影⑤去胶⑦扩散
c. ①氧化②涂胶③曝光④显影⑤去胶⑦还原
14.光刻加工采用的曝光技术中具有最高分辨率的是（ c ）
a. 电子束曝光技术
b. 离子束曝光技术
c. X射线曝光技术
15.硅微体刻蚀加工和硅微面刻蚀加工的区别在于（ a ）
a. 体刻蚀加工对基体材料进行加工，而面刻蚀加工不对衬底材料进行加工；
b. 体刻蚀加工不对基体材料进行加工，而面刻蚀加工对衬底材料进行加工；
c. 体刻蚀加工可获得高纵横比的结构，而面刻蚀加工只能获得较低纵横比的结构；
16.工业机器人有多种分类方式，下列不属于按驱动方式分类的是（ d ）
a.气压传动机器人;
b. 液压传动机器人;
c. 电器传动机器人;
d.智能机器人；
21.在进行纳米级测量两个导体的表面形貌时，常采用的测量仪器为（ b ）
a.电镜
b.扫描隧道显微镜
c.图像处理技术
23.微细加工技术中的刻蚀工艺可分为下列哪两种（ b ）
a离子束刻蚀、激光刻蚀 b. 干法刻蚀、湿法刻蚀 c. 溅射加工、直写加工
25. 衡量机器人技术水平的主要指标是（ a ）
a.自由度
b. 工作空间
c. 提取重力
d.运动速度
26. 在机器人控制系统中下列不属于按其控制方式划分的是（ d ）
a.集中控制方式
b. 主从控制方式
c.分散控制方式
d.点位式
28. CIMS的两个支撑子系统是（ c ）
a.工程设计自动化子系统、管理信息子系统；
b.制造自动化子系统、质量保证子系统
c.计算机网络子系统、数据库子系统
29. 下列不是制造自动化分系统的是( a )
a.机械加工系统
b.控制系统物
c. 质量保证子系统
d.监控系统
35.下列不属于先进制造工艺所具有的显著特点的是（ b ）
a.优质；
b.能耗大；
c.洁净；
d.灵活
36. 下列属于可回收性设计原则的是（ d ）
a.避免有相互影响的零件组合，避免零件的无损
b.避免使用与循环利用过程不想兼容的材料或零件
c.实现零部件的标准化、系列化、模块化，减少零件的多样性
d.易于拆卸，易于分离
三、判断题
2.原子力显微镜可以进行纳米表面形貌测量。（）
4.超高速机床要求主轴的转速很高，但进给速度不需要提高。（）6.虚拟制造的类别有：以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚
拟制造和以控制为中心的虚拟制造。（）
8.超高速切削加工有色金属时，通常采用金刚石砂轮进行磨削。（）
10.CIMS是指计算机集成制造系统，而FMS的含义是柔性制造系统。（）
12. 激光束、离子束、电子束均可对工件表面进行改性。（）15.美国联邦科学、工程和技术协调委员会将先进制造技术分为主体技术群，支撑技术群和管理技术群。（）
16.STEP指的是由国际标准化组织（ISO）制定的“产品数据模型交换标准”。（）
18.刚性自动化制造以大批量生产为模式、以降低成本为目的。（）
19.对于可修复产品，其平均寿命是指产品从开始工作到发生失效前的平均工作时间。（）
22.到目前为止，还没有一种刀具材料可以是使其刀具的刃口圆弧半径达到纳米级。（）
23.液压传动式，磁致伸缩式，流体膜变式和压电陶瓷式都可以超精密机床的微量进给装置。（）
24.高速主轴单元是高速加工机床最关键的部件，其高速化指标dn的值至少应达到1×106。（）
25.在快速原型制造技术中，SLA指的是选区激光烧结法。（）27.FMS机床设备的配置形式有互替式和互补式两种。（）
28.扫描隧道显微镜（STM）能够在纳米尺度下进行表面微观测，适用于金属、非金属等材料。（）
35. 所谓托盘，就是产品从一道工序转移至另一道工序的备忘卡片或传票。通过看板，可以有效地组织生产，能够对生产系统中物流的速度和大小进行有效的调节。（）
37. 纳米材料的体积效应是指由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极小，随着纳米粒子的直径减小，能级间隔增大，电子移动困难，电阻率增大，从而使能隙变宽，金属导体将变为绝缘体。（）
41. 绿色设计技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。（）
44. FMS的自动化仓库一般由货架、堆垛机和计算机控制管理系统组成。（）
45. FMS控制系统一般采用三层递阶控制结构，包括：系统管理与控制层、过程协调与监控层、设备控制层，在上述三级递阶控制结构中，每层的信息流都是单向流动的。（）
四、问答题
1、先进制造技术的概念
先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁灵活生产，提高对动
态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
8、论述先进制造技术的发展趋势。（20分）
1、数字化
2、精密化
3、极端化
4、自动化
5．、集成化
6、网络化
7、智能化
8、绿色化
9简述超高速加工的优越性。（20分）
1、加工效率高
2、切削力小
3、热变形小
4、加工精度高、加工质量好
5、加工过程稳定
6、良好的技术经济效益
3、微机械研究中的关键问题是什么？（20分）
1、微型传感器与控制技术研究
2、材料科学方面
3、基础科学方面
4、驱动技术
5、研究将电能转变为大变形能的固体材料或复合材料
6、微型机构
7、微型加工和装配技术
4、简述工业机器人技术发展趋势？
1、机器人的智能化
2、机器人的多机协调化
3、机器人的标准化
4、机器人的模块化
5、机器人的微型化
5、简述虚拟制造的关键技术？
1、虚拟实现技术
2、制造系统建模
3、虚拟产品开发
4、制造过程仿真
5、可制造性评价
6、实现清洁生产的基本途径？
1、改进产品设计，调整产品结构，选择绿色原材料，生产原料闭路
循环、资源综合利用，防止对环境的不利影响。不采用对环境有害的原料，不生产对环境有害的产品。
2、改革生产工艺和设备，开发全新生产流程，最大限度地提高生产效率，减少污染排放。
3、加强生产管理，发展环保技术，减少和杜绝生产中的跑、冒、滴、漏。
4、进行产品的生命周期评价或清洁生产审计，对症下药地提出清洁生产方案并进行可行性分析。建立企业环境管理体系，为企业持续进行清洁生产提供组织和管理保障。
7、简述绿色再制造的主要关键技术？
1、再制造毛坯快速成形技术
2、先进表面技术
3、纳米复合及原位自愈合成技术
4、修复热处理技术
5、应急维修技术
6、再制造特种加工技术
7、再制造机械加工技术等
8、论述绿色制造的发展趋势。
1、全球化
2、社会化
3、集成化
4、并行化
5、智能化
6．、产业化
1、制造所谓制造即为人类按照市场需求运用主观掌握的知识和技能借助于手工或可以利用的客观物质工具采用有效的工艺方法和必要的能源将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。
2、制造系统指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。
3、制造业指将制造资源包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。
4、市场及特征指一定期、一定地点的商品交易的场所。特征不确定性、国际化和全球化、新兴产业的崛起、市场质的短缺和动态的非均衡、虚拟市场和代理是未来市场的重要形式。
5、产品和特征指提供给市场满足人们某种欲望或需求的一切东西。特征:个性化和多样化、寿命周期的趋短、智能化、绿色化。
6、价值工程以产品的功能分析为核心以科学的方法为工具
寻求功能与成本的最佳组合以获得最佳的产品价值。 V产品的价值在价值工程中产品价值的通俗含义 V=F/C F产品功能功用、效能、作用、用途、目的等。 C产品成本实现功能所支付的全部费用。
7、价值工程分析对象选择的基本方法综合加权评分法、ABC分类法、价值系数分析法
8、反求工程以已有的产品为基础进行消化、吸收并进行创新改进使之成为新产品。
9、反求工程设计的基本步骤分析阶段、再设计阶段、反求产品的制造阶段。
10、模型重构根据所采用的样本几何数据在计算机内重构样本模型的技术。
11、样本重构的基本步骤数据预处理、网格模型生成、网格模型后处理
12、绿色产品指以环境和环境资源保护为核心概念而设计产生的、可以拆卸和分解的产品其零部件经过翻新处理后可以重新利用。13、机械工艺流程毛坯的成形准备阶段、车削加工阶段、表面改性处理阶段
14.机械零件成形方法受迫成形、去除成形、堆积成形
15、超精密加工包括了所有能使零件成形、位置和尺寸精度到微米和亚微米范围的机械加工方法。
16、超精密车削对刀具的要求极高的硬度、耐用度和弹性模量
以保证刀具有很长的寿命和很高的尺寸耐用度刃口能磨得及其锋锐人口半径p值极小能实现超薄的切削厚度刀刃无缺陷因切削时刃形将复印在加工表面上而不能得到超光滑的镜面与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低能得到极好的加工表面完整性
17、超精密切削最小切削厚度: u=0.12时hDmin=0.322p u=0.26时hDmin=0.249p 17、超精密磨削砂轮立方氮化硼砂轮磨削较好立方氮化硼比金刚石有较好的热稳定性和较强的化学惰性其热稳定性可达1250~1350℃金刚石磨料只有700~800℃
18、床身和精密导轨床身是机床的基础部件应具有抗衰减能力强、热膨胀系数低、尺寸稳定性好的要求。超精密床身多用人造花岗岩材料制造。机床导轨要求有极高的直线运动精度不能有爬行导轨偶合面不能有磨损因而液体静压导轨、和空气静压导轨均具有运动平稳无爬行摩擦因数接近于0的热点。
19、超精密加工的支撑环境净化的空气环境、较好的抗震动干扰环境、恒定的稳定环境。 20、高速切削加工的关键技术高速主轴、快速进给系统、先进的机床结构、高速切削的刀具系统。
21、高速磨削加工特点尽可能地提高切削速度、既可以用于精加工又可以用于粗加工。 22、RPM的技术原理设计人员—CAD造型系统—CAD模型—数据文件分层切片—RPS—产品三维实体—三位数字化仪—
23、RPM工艺方法光敏液相固化法、选区片层粘结法、选区激光烧
结法。
34、微细加工工艺方法超微机械加工、光刻加工、体刻蚀加工、面刻蚀加工、LIGA技术、封接技术、分子装配技术。
35、LIGA技术工艺过程深层同步辐射X射线光刻把从同步辐射源放射出的具有短波长和很高平行度的X射线作为曝光光源可在最大厚度达500um的光致抗蚀剂上生成曝光图形的三维实体、电铸成形用曝光蚀的图形实体作为电铸用胎膜用点沉积方法在胎膜上沉积金属以形成金属微结构零件、注射将电铸制成的金属微结构作为注射成型的模具即能加工出所需的微型零件。
36、表面改性技术指采用某种工艺手段使在零件表面来改变基体表面状态化学成分、组织结构和应力状态等使基体表面具有不同于基体的某种特殊性能从而达到特定使用要求的一项应用技术。方法激光表面改性、电子束表面改性、离子注入表面改性、
37、激光加工原理和特点原理通过光学系统可将激光束聚焦成直径为几十微米的极小光斑从而获得极高的能量密度。当激光照射到工件表面时光能被工件迅速吸收并转化为热能致使光斑区域的金属蒸气迅速膨胀压力突然增大熔融物以爆炸式高速高速喷射出来在工件内部形成方向性很强的冲击波。激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合过程。特点功率密度高几乎可以加工任何材料、激光光斑大小可以聚焦到微米级输出功率可以调节因此可以精密微细加工、激光加工属于非接触加工没有明显的机械力没有工具损耗可加工易变形的薄板和橡胶等
弹性零件、加工速度快热影响区域小并可通过透明体进行加工、是属于一种瞬时的局部熔化和气化的热加工方法其影响因素很多。
38、超声波加工基本原理频率超过16000HZ的声波超声波加工是利用工具端面作超声振动通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种加工方法。
39、超声波加工装置组成超声波发生器、超声振动系统、机床、磨料工作液及其循环系统。应用型腔抛磨加工、超声清洗、超声波复合加工。
40、水射流切割加工基本原理高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体用高速水射流对各种材料进行切割的一种工艺方法。水射流切割加工设备组成增压系统、蓄能器、喷嘴、控制系统及其辅助系统。
41、制造自动化技术内涵狭义生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化包括切削自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断削与排削自动化、装配自动化、机械故障诊断自动化。广义产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净目的。
42、刚性自动化表现在半自动和自动机床、组合机床解决了单一品种大批量生产自动化的问题特点生产效率高加工品种单一。
43、柔性自动化满足多种小批量甚至单件生产自动化的需要。数控
技术、计算机数控、柔性制造单元、柔性制造系统等。
44、综合自动化计算机集成系统、并行工程、精益生产、敏捷制造、
45、制造自动化发展趋势敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。
46、数控系统的组成及功能原理组成数控装置、可编程控制器、进给伺服驱动装置、主轴伺服驱动装置、输入输出接口以及机床控制面板和人机界面组成。功能运动轴控制和多轴控制联动功能
准备功能即用来设定机床动作方式包括直线插补、圆弧插补、抛物线插补等。辅助功能即用来规定主轴的启停、转向冷却润滑的通断、刀库的启停等补偿功能刀具半径、长度、反间间隙、螺距、温度补偿等。
47、数控加工编程一般步骤工艺处理、数值计算、编制零件加工程序单、输入数控程序、程序检验。
48、计算机辅助数控加工编程数控语言自动编程、CAD/CAM系统数控编程
49、机器人的概念组成工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个部分组成。执行机构包括手部、腕部、臂部、机身、机座及行走机构。
50、工业机器人的性能指标自由度、工作空间、提取重力、运动速度、位置精度。
51、工业机器人编程技术示教编程、离线编程、
52、柔性制造系统基本概念由两台以上加工设备、物料运储和控制
系统组成通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产自动化制造系统组成加工系统、工件运储系统、刀具运储系统、控制系统、其他。
53、FMS的加工系统功能要求?工序集中减轻物流负担减少装夹次数?控制功能强、扩展性好?高刚度、高精度、高速度?自保护与自维护性好?使用经济性好?对环境的适应性与保护性好。
54、加工系统的辅助装置机床夹具、托盘、自动上下料装置。
55、FMS工件运储系统组成工件装卸站、托盘缓冲站、自动化仓库、物料运载装置。
56、刀具运储系统的组成刀具预调站、刀具装卸站、刀具库系统、刀具运载交换装置、计算机控制管理系统。
57、物料需求计划MRP 基本思想在需要的时间向需要的部门
按照需要的数量提供该部门所需的物料。基本目标最大限度地减少库存降低库存成本。工作流程从主生产计划出发按照产品结构展开推算每个零部件和原材料的需求量并根据现有库存和生产/采购过程所需的提前期最终确定具体的生产投放和物料采购时间。
58、MRP 的信息来源主生产计划物料清单库存状态文件以及用户零部件订货的独立需求。
59、MRP的输出信息包括1下达计划订单2计划日程改变的通知
3由于生产进度的取消或暂停而下达订货取消或暂停通知4输
出库存状态报告5未来一段时间的计划订单。
60、mrp的计算逻辑量有总需求量、现有库存量、计划到货量、净需求量、计划交付量、计划投放量
61、MRP2的指导思想是把企业作为一个整体从最优的角度出发通过运用科学方法吧企业各种资源和产、供、销、财各个环节进行计划组织、控制和协调。
62、MRP2可分为生产的计划控制、物流管理、财务管理三大子系统。
63、PDM产品数据管理的体系结构由用户层、功能层、对象层、支持层4层组成。
64、物流系统的基本活动包括物料加工、包装、装卸、搬运、运输、储存、流通、配送及其物流信息处理等。
65、物流配送中心是指专门从事配送工作的物流据点是物质的集散地。
66、物流配送一般流程1备货2储存3分拣4加工与在包装5配送
67、及时生产的目标零库存零废品零故障零准备时间其最终目标是获取最大利益。
68、全面质量管理的内容1产品设计过程中的质量管理2产品制造过程中的质量管理3辅助生产过程中和生产服务过程的质量管理4产品使用过程中的质量管理
第六章
1、计算机集成制造CIM①企业的各个生产环节是一个不可分离的
整体需要统一考虑。②整个企业生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工处理的过程最终形成的产品可看做是信息的物质表现。国际标准化组织奖CIM定义为CIM是将企业所有人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。
2、计算机集成制造系统CIMS是基于CIM历年二组成的系统是CIM的具体实现。
3、CIMS的组成一般认为CIMS可由经营管理信息系统、工程设计自动化系统、制造自动化系统和质量保证信息系统四个功能分系统
以及计算机网络和数据库管理两个分系统组成。
4、CIMS的体系结构: CIMS/OSA的结构层次通用层、部分通用层和专用层。 CIMS/OSA的建模层次CIMS/OSA的生命周期维用于说明CIMS生命周期的不同阶段它包含有需求定义、设计说明和实施描述三个不同的建模层次。 CIMS/OSA的视图层CIMS/OSA的视图层勇于描述企业CIMS的不同方面有功能视图、信息视图、资源视图和组织视图。
5、并行工程的定义并行工程是一种对产品及相关过程包括制造过程和支持过程进行并行的、一体化设计的工作模式这种模式可使产品开发人员一开始就能考虑到从产品概念设计到产品销亡的整个产品生命周期中的所有因素包括质量、成本、进度和用户要求。
6、并行工程运行模式目标并行工程所追求的目标与CIMS的目标是相同的即“提高企业市场竞争能力赢得市场竞争。
7、并行工程特征①并行特征②整体特征③协同特征④集成特
先进制造技术试卷 This manuscript was revised on November 28, 2020
2016—2017学年第一学期期末考试 先进制造技术试卷B 姓名_______ 学号____ __ 成绩_________ 一、填空题（40分，每空2分） 1、先进制造技术的四个基本特征是、、 、。 2.虚拟制造技术是以、、为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 3、CIMS分成五个层次，即、、、和设备级。 4、工业机器人的按系统功能分：1) 2) 3) 4) 。 5、先进制造技术的特点是、、 、、。 二、判断题（20分，每题2分） 1. 激光束、离子束、电子束均可对工件表面进行改性。（） 2. 敏捷制造的基本思想就是企业快速响应市场的需求。（） 3.刚性自动化制造以大批量生产为模式、以降低成本为目的。 （） 4.在快速原型制造技术中，SLA指的是选区激光烧结法。（）
5. 绿色设计技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。（） 6. FMS的自动化仓库一般由货架、堆垛机和计算机控制管理系统组成。（） 7. 柔性制造系统按固定的生产节拍运行。( ) 8. 中小企业不宜采用先进制造技术。( ) 9. 电火花线切割采用细金属丝作电极。( ) 10、车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。（） 三、问答题（40分） 1、什么是快速原型制造技术它有哪四种典型技术。 2、什么是工业机器人按自动化功能层次可分为几种类型。 3、LOM快速原型制造工艺方法的工作原理 4、什么是柔性制造系统柔性制造系统的组成
第十一章现代制造技术简介 本章主要介绍以下内容： ．概述 1 2．现代制造系统物流技术 3．现代制造生产管理技术 课时分配：1、2、3，共两学时 重点：难点：略 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、快速制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相关。其中主要有快速成形制造（RP&M，Rapid Prototyping & 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统筹考虑地发展11．1制造技术的新发展制造技术的新发展 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：提高产品的性能和质量，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不可缺少的关键加工手段。精密、超精密加工技术的提高，有力地推动了各种新技术的发展。 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度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盘的加工等。 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。可以这样划分：10mm～1mm 为小型机械,用精密加工的方法可以制造出来;1mm～1um为微型机械,需要用硅是分子级的,为纳米机械1nm～1um技术等微细加工方法才能制造出来；LIGA微加工技术或． 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、微型传动器以及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电系统。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。
2016—2017学年第一学期期末考试 先进制造技术试卷A 姓名_______ 学号____ __ 成绩_________ 一、填空题（40分，每空2分） 1、先进制造技术的四个基本特征是柔性化、集成化、智能化、网络化。 2.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 3、CIMS分成五个层次，即工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级。 4、工业机器人的按系统功能分：1) 专用机器人2) 通用机器人3)示教再现机器人4)智能机器人。 5、先进制造技术的特点是先进性、广泛性、实用性、系统集成性、动态性。
二、判断题（20分，每题2分） 1. 制造系统是一个将生产要素转变成离散型产品的输入输出系统。( √) 2. 现代机械制造技术是传统机械制造技术与高新技术相结合的产物( √) 3. 柔性制造系统按固定的生产节拍运行。(×) 4. 中小企业不宜采用先进制造技术。( ×) 5. 制造技术基础设施要求采用最先进的设备和工具。( ×) 6.超精密加工又称为纳米加工。( √) 7.虚拟制造的类别有：以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。（×） 8、表面粗糙度值越小，加工表面的微观几何形状精度就越高。（√） 9、车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。（×） 10.超高速切削加工有色金属时，通常采用金刚石砂轮进行磨削。（√）
三、问答题（40分） 1、简述工业机器人技术发展趋势 1、机器人的智能化 2、机器人的多机协调化 3、机器人的标准化 4、机器人的模块化 5、机器人的微型化 2、CIMS是指什么从功能角度看，它的基本部分有那些 答：（1）CIMS就是计算机集成制造系统，是在计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、现代管理技术、柔性制造技术基础上，将企业的全部生产、经营活动所需的各种分散的自动化系统，经过新的生产管理模式，把企业全部生产过程中的有关人、技术、经营管理三要素及其信息流与物料流有机地集成起来，以获得适用于多品种、中小批量生产的高效益、高柔性、高质量的制造系统。 （2）CIMS由管理信息系统(MIS)、工程设计自动化系统(CAD/CAM)、制造自动化系统（或柔性自动化系统）(FMS)、质量保证系统(CAQ)
6.绿色设计的主要内容包括：____________、____________、____________、____________和____________。 7.柔性制造系统组成包括：____________、____________和____________。 8.PDM四层体系结构分别为：____________、____________、____________和____________。 9.CIMS分为五个层次，即：____________、____________、____________、____________和____________。 10.MRP和MRPⅡ分别指____________和____________，而ERP指__________，其核心思想是____________。 二、判断题 1. 并行工程的主要目标是缩短产品的开发周期，降低产品的质量，提高产品的成本，从而增强企业的竞争力。（×） 2. 电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学腐蚀将工件加工成形。电解加工的工具（阴极）发生溶解，可长期使用。可在一个工序内完成复杂形状的加工。（×） 3. 柔性制造系统是由数控加工设备（或FMC）,物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。（√） 4. 特种加工是指直接利用电能、声能、光能、电化学能、热能以及特殊机械能对材料进行加工，它与传统的切削加工方法相比具有许多特点：在加工过程中工具与工件之间没有显著的切削力；加工用的工具材料硬度可以低于被加工材料的硬度；能用简单的运动加工出复杂的型面。（√） 5. FMS可使工艺人员避免查阅冗长的资料、数值计算，填写表格等重复的繁重工作，大幅度地提高工艺人员的工作效率，提高生产工艺水平和产品质量。 （×） 6.制造技术就是指按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即：使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称。（√） 三、名词解释 1.DFC DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。 2.FMS 柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。 3.CE 并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一
复习题： 简答 1、先进制造技术含有哪些技术群？各技术群又含有哪些技术？ 2、简述机电产品开发的过程。 3、CAD/CAM集成关键技术有哪些？CAD/CAM系统由哪几部分组成？主要任务有哪些？ 4、FMS由哪几部分组成？FMS零件运输系统主要完成哪些任务？主要运输工具有哪些？ 5、简述“5S”的含义及内容。 6、简述激光加工的特点及应用场合。 7、列表比较LOM、SLA、SLS、FDM四种快速原型技术的特点及应用材料。 8、加工中心刀库有哪几种刀库？各有何特点？FMS刀具信息应含哪些内容？ 9、什么是CIM？简述CIMS技术内涵实现的途径。 10、RP技术在产品设计中有何作用？为什么说RP技术给产品设计带来革命？ 11、生产管理技术的发展分为三个阶段，科学管理阶段和现代生产管理阶段的主要技术有哪些？： 12、PDM的主要功能有哪些？PDM管理的与产品相关的信息和过程有哪些？ 13、ERP系统是由哪些系统组成的？
14、MRP的输入和输出各有哪些？ 15、制造过程中的七大损耗是指哪些损耗？ 16、简述超精密加工所涉及的技术范围。 17、简述特种加工与传统切削加工方法在原理上的主要区别。 18、高速切削与普通切削相比有何特点？ 19、简述绿色再制造的关键技术和一般步骤。 填空 1、CAD/CAM系统的主要任务有：几何建模、、、、计算机辅助工艺规划、、工程数据库管理等。 2、CAD/CAM系统软件系统分三个层次：系统软件、、。 3、制造系统的“三流”是指、、。 4、先进制造技术的核心技术是。 5、FMS系统有哪三种软件：、、FMS数据管理和通信网络。 6、FMS零件运输系统的作用是、
《先进制造技术》试题 考试说明： 1.首先下载试题及《标准答卷模版》，完成答题后，答卷从网上提交。 2.答卷电子稿命名原则：学号.doc。如：11031020512002.doc。 3.网上提交起止时间：2016年5月16日8：00—6月16日18：00。 试题： 一、简述先进制造技术的特点有哪些？（15分） 二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？（15分） 三、什么是智能制造系统？为什么说智能制造是影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。（15分） 四、试阐述立体光刻技术的具体实现方法。（20分） 五、钢铁行业环保问题已经越来越成为被注重和研究的热点，查阅相关文献，撰写一篇主题为“绿色制造 在钢铁工业中如何应用”的短文，要求字数不少于500字。（35分）
《先进制造技术》答卷 一、简述先进制造技术的特点有哪些？ 1.先进制造技术涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，它的目的是提高制造业的综合经济效益和社会效益，是面向工业应用的技术。 2.先进制造技术强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流，是生产过程的系统工程。 3.80年代以来，随着全球市场竞争越来越激烈，先进制造技术要求具有世界先进水平，它的竞争已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的竞争，因此它是面向全球竞争的技术。 4.先进制造技术的最新发展阶段保持了过去制造技术的有效要素，同时吸收各种高新技术成果，渗透到产品生产的所有领域及其全部过程，从而形成了一个完整的技术群，具有面向21世纪新的技术领域。 总之，成形技术和加工技术日趋精密化，制造工艺、设备和工厂的柔性与可重性将成为制造业的显著特点，虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用，智能化、数字化是先进制造的发展方向，提高对市场快速反应能力的制造技术将超速发展和应用，信息技术在先进制造领域发挥越来越重要的作用。 二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？ 车削中心是在数控车床的基础上，配置刀库和机械手，使之可选择使用的刀具数量大大增加。车削中心比较全能,可以车,铣,钻等多种功能,刀库容量大,轴也多,速度也比数控车床快得多,车削中心分立式,卧式还有立卧式加工中心,加工大批量 而且复杂零件时一般采用加工中心。车削中心也是一种多工序加工机床，它是数控车床在扩大工艺范围方面的发展。不少回转体零件上常常还需要进行钻孔、铣削等工序，例如钻油孔、钻横向孔、铣键槽、铣偏方及铣油槽等。在这种情况下，所有工序最好能在一次装夹下完成。这对降低成本、缩短加工周期、保证加工精度等都具有重要意义，特别是对重型机床，更能显示其优点，因为其加工的重型零件吊装不易。 车削中心主要以车削为主，还可以进行铣、钻、扩、铰、攻螺纹等加工。其加工对象主要有：复杂零件的锥面、复杂曲线为母线的回转体。在车削中心上还能进行钻径向孔、铣键槽、铣凸轮槽和螺旋槽、锥螺纹和变螺距螺纹等加工。回转体表面及端面、沟槽、螺纹、成形面和切断等。具体如下：车端面、车锥体、钻中心孔、车特型面、车外园、用成型刀车特性面、 钻孔、车螺纹、镗孔、滚花、绞孔、切断。车削中心一般还具有以下两种先进功能。 1)动力刀具功能即刀架上某些刀位或所有的刀位可以使用回转刀具(如铣刀、钻头)通过刀架内的动力使这些刀具回转。
先进制造技术复习题 一、填空题 1.制造系统是由制造所涉及、和组成的 一个有机整体。 2.可靠性设计的常用评价指标主要包括， 和等。 3.反求工程的主要影响因素有， 和。 4.先进制造技术旨在实现、、、 和的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。 5.高能束加工通常包括，，。 6.超精密加工机床设备应该具有，， 和高自动化的要求。 7.绿色产品是指以和为核心而设计生产的，可以拆卸和分 解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。 8.物流配送流程包括，，，，， 等多个作业环节。 9.原子力显微镜的两种力模式为，。 10.高速机床主轴的轴承有，，，等形式。 11.快速原型制造常用的工艺方法，， ，。 12.在精益生产的大厦体系结构中，其目标支柱是， 和。 13.敏捷制造企业采用现代通信技术，以，，的形式，组 织新产品的开发。 14.虚拟制造技术旨在用、、去赢得竞争。
15.并行工程的特征为，，， 。 16.大规模集成电路的制作工艺过程主要包 括，，，， 。 17.光敏液相固化法(SLA)通常采用的原材料是。 18.超精密加工软金属时，常用的刀具材料为。 19.FMS的机床配置形式通常有，和。 20.先进制造技术包含、和三个技术群。 21.系统的可靠性预测要根据系统的组成形式分别按， 和可靠度进行计算。 22.根据产品的信息来源，反求工程可分为，和。 23.先进制造工艺技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括 和。 24.微细加工中的三束加工是指，，。25．超精密加工机床设备的关键部件主要有，， 。 26. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑 和的现代制造模式。 27.及时制生产追求的目标为零，零，零，零。28．扫描隧道显微镜的两种工作模式为，。
《先进制造技术》课程教学大纲 一、课程简介 课程名称：先进制造技术 英文名称：Advanced Manufacturing Technology 课程代码：0110993 课程类别：专业课 学分：2 总学时数：32 先修课程：机械基础，机械制造技术，机械CAD/CAM 课程概要： 先进制造技术课程是工科院校机械相关专业的一门重要的专业课。课程主要介绍先进制造技术的内涵、体系结构及发展趋势，以及现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术、现代生产管理技术以及先进制造生产模式，全面介绍了先进制造技术的基本内容和最新技术。 二、教学目的及要求 先进制造技术是学生掌握和了解现代制造技术的发展情况和技术前沿,是机械各专业教学计划中的主干课程。先进制造技术已经成为各国经济发展和满足人民日益增长需要的主要技术支撑，成为高新技术发展的关键技术，通过本课程学习，使学生全面了解制造技术的现状与发展趋势，掌握先进制造技术方法，先进制造工艺，更新制造技术理念。本门课程涉及到计算机技术、自动控制技术、人工智能技术、生物工程技术和现代检测技术等多学科内容。 本课程的主要任务是培养学生： 掌握目前制造业中先进的制造技术和制造工艺; 2．了解国内外先进制造技术的发展趋势; 3．了解先进制造技术的应用情况和场合; 4．了解先进制造技术对推动制造技术发展的重要性; 三、教学内容及学时分配 第一章先进制造技术概论（4学时） 1 制造与制造技术 2 先进制造技术的提出 3 先进制造技术的体系结构和分类 4 先进制造技术的发展趋势
重点掌握：介绍先进制造技术的由来、概念、特点、现状和发展前景 一般掌握：十大先进制造技术简介及其基本发展理念 了解：与课程相关的一些基本概念 第二章先进设计技术（6学时） 1 先进设计技术概述 2 计算机辅助设计技术 3 计算机辅助工艺规程设计 4 模块化设计 5 逆向工程 6 其他先进设计方法 重点掌握：先进设计技术概述、计算机辅助设计技术、计算机辅助工艺规程设计、模块化设计。 一般掌握: 未来精密加工、微型设备制造和精品仪器设备的发展蓝图 了解：逆向工程，其他先进设计方法 第三章先进制造工艺（6学时） 1 先进制造工艺的发展及其内容 2 超精密加工 3 微细/纳米加工技术 4 高速加工技术 5 现代特种加工技术 6 快速原型制造技术 7 绿色制造技术 重点掌握：现代制造业中最新工艺及其发展 一般掌握：世界快速制造的基本原理和方法 了解：市场发展规律和企业自身有效技术改造的方法，培养宏观驾驭能力 第四章制造自动化技术（4学时） 1 制造自动化技术概述 2 现代数控加工技术 3 工业机器人技术 4 柔性制造技术
第七章：先进制造技术 一、单项选择题 1.按照系统的观点，可将生产定义为使生产（）转变为生产财富并创造效益的 输入输出系统。C A．对象；B．资料；C．要素；D．信息。 2.快速原型制造技术采用（）方法生成零件。C A．仿形；B．浇注；C．分层制造；D．晶粒生长 3.度量生产过程效率的标准是（）。D A．产量；B．产值；C．利润；D．生产率 4.在先进的工业化国家中，国民经济总产值的约（）来自制造业。C A．20%；B．40%；C．60%；D．80% 5.制造从广义上可理解为（）生产。B A．连续型；B．离散型；C．间断型；D．密集型。 6.精良生产是对（）公司生产方式的一种描述。 D A．波音；B．通用；C．三菱；D．丰田。 7.在机械产品中，相似件约占零件总数的（）。C A．30%；B．50% ；C．70%；D．90%。 8.零件分类编码系统是用（）对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规 则和依据。 C A．文字；B．数字；C．字符；D．字母 9.成组技术按（）组织生产。D A．产品；B．部件；C．零件；D．零件组 10.CIM是（）和生产技术的综合应用，旨在提高制造型企业的生产率和响应能 力。 B A．高新技术；B．信息技术；C．计算机技术；D．现代管理技术 11.并行工程是对产品及（）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。 D A．零件；B．设备；C．工艺装备；D．相关过程 12.实行并行工程的企业多采用（）的组织形式。C A．直线式；B．职能式；C．矩阵式；D．自由式 13.在多变的市场环境下，影响竞争力的诸要素中（）将变得越来越突出。A A．时间； B．质量； C．成本； D．服务 14.柔性制造系统（FMS）特别适合于（）生产。B A．单件；B．多品种、中小批量；C．少品种、中小批量；D．大批量 15.先进制造技术首先由美国于20世纪（）提出。D A．70年代中；B．80年代初；C．80年代末；D．90年代中 16.当前精密加工所达到的精度是（）。C
先进制造技术_第七次 教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
教案
讲稿 第三节高速加工技术 一、高速加工的概念与特征 普通加工超过70％是辅助时间（零件的上下料、测量、换刀和调整机床）几十年，主要是减少加工过程的辅助时间。 20世纪50年代美国麻省理工学院发明了数控技术，实现了多品种、小批量生产的柔性自动化，成功解决了形状复杂、重复加工精度高的零件的加工，节省了辅助工时，提高了生产效率。 机床空行程动作（自动换刀、上下料）大大加快，辅助工时也大为缩短。自动换刀时间缩短小于1s，空行程速度提高到30～60m/min。但再减少辅助工时，技术上有难度，经济上不合算。可以减少切削的工时，提高切削速度和进给速度。 高速加工可以成倍提高机床的生产效率，还可以改善加工质量和精度。 高速加工技术：是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料的切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。 以切削速度和进给速度界定：高速加工的切削速度和进给速度为普通切削的5～10倍。 以主轴转速界定：高速加工的主轴转速≥10000 r/min。 刀具：PCD、CBN、超细晶粒硬质合金、Si3N4陶瓷、TiN基硬质合金，涂层刀具。 高速切削和普通切削的比较
机床价格低高 环境状况噪声、油污、烟尘清洁生产 1. 高速加工切削速度的范围 高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异 铝合金：1000-7000 m/min◎铜：900-5000 m/min◎钢：500-2000 m/min◎灰铸铁：800-3000 m/min◎钛：100-1000m/min 高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同 ◎车削：700-7000 m/min◎铣削：300-6000 m/min◎钻削：200-1100 m/min◎磨削：50-300 m/s 2. 切削理论的提出 泰勒（Frederick W.Taylor）是最早研究金属切削机理的学者之一。提出了传统的切削速度和刀具寿命的关系为线性，即刀具的速度越高，刀具的磨损越快。但在实际生产中出现了违反这一规律的现象。 由德国Carl Salmon 博士,在1931 年4 月，根据实验曲线，提出著名的“萨洛蒙曲线”和高速切削理论。 Carl Salmon萨洛蒙对铝和铸铜等有色金属进行了高速实验，所得结果图中的实线所示。虚线是推算出来的，并没有经过实验验证。 萨洛蒙指出：A 区（常规切削区），切削速度t 随切削温度v 的提高而升高，但是在B 区（不可用切削区），当速度v增大到某一数值v0 后（ v 0的大小同工件材料的种类有关）， v 再增大， t 反而下降了。 由于在这个区域，t 太高，任何刀具材料都无法接受， 切削加工不可能进行，因此，这个区域被称之为“死谷”。 C区，高速切削区。
反求工程：消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。 特种加工技术：利用电、化学、声、光、热等能量去除工件材料，在加工过程中往往工具不接触工件，二者之间不存在显著地切削力。 激光焊接技术：以高功率聚焦的激光束为热源，融化材料形成焊接接头的高精度、高效率的焊接方法。 敏捷制造技术：指制造系统在满足低成本和高质量的同时，对变幻莫测的市场需求的快速反应。 计算机集成制造：在自动化孤岛技术的基础上，将制造过程进行全面统一的设计并且将制造企业的全部声场经营活动通过数据驱动形式形成一个有机整体，以实现制造业的高效益、高柔性和智能化。 精益生产：有效运用现代先进制造技术和管理技术成就，以整体优化的观点，以社会需求为依据，以发挥人的因素为根本，有效配合和合理使用企业资源，把产品形成全过程诸要素进行优化组合，以必要的劳动，确保必要的时间内，按必要的数量，生产必要的零部件，达到杜绝超量生产，消除无效劳动和浪费，降低成本，提高产品质量，用最少的投入，实现最大的产出，最大限度的为企业谋求利益的一种新型生产方式。 并行工程：把传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，采用多学科团队和并行过程的集成方法，将串行过程并行起来，在产品开发的早期阶段全面考虑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，提高产品质量，降低产品成本的过程。 绿色制造：又称环境意识制造和面向环境的制造，是一个综合考虑环境和资源消耗的现代再造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的负面影响最小，资源利用率最高并使企业经济效益和社会效益最高。 柔性制造系统：只用可编程、多功能的数字控制设备更换刚性自动化设备；用易编程、易修改、易扩展、易更换的软件控制代替刚性联接的工序过程，是刚性生产线柔性化，以快速响应市场的需求，更有效率地完成多品种、中小批量的生产任务。 快速成型技术：针对工程领域而言，其广义上的定义为：通过概念性的具备基本功能的模型快速表达出设计者意图的工程方法。 针对制造技术而言，其狭义上的定义为：一种根据CAD信息数据把成型材料层层叠加而制造零件的工艺过程。 制造系统：制造过程及其所涉及的硬件以及有关的软件，组成的具有特定功能的有机整体。先进制造技术：是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术和管理科学等多学科先进技术的综合，并应用于制造工程之中所形成的一个科学体系。 先进制造技术分为三个技术群：主体技术群，支撑技术群，制造基础设施。 反求工程技术的研究对象主要可以分为实物、软件和影像三大类。 特种加工工艺：利用化学、电化学、物理（声、光、热、磁）等方法对材料进行加工工艺。快速成型工艺：直接根据产品CAD的三维实体模型数据，经计算机处理后，将三维模型转化为许多平面模型的叠加，再通过计算机控制，制造一系列平面模型并加以联接，形成复杂的三维实体零件。 光敏树脂液相固化成形（SL）原理： 具有一定波长和强度的紫外激光光束，在计算机控制下按加工零件各分层截面的形状对液态光敏树脂逐点扫描，被光照射到的薄层树脂发生聚合反应，从而形成一个固化的层面。当一层扫描完成后，未被照射到的地方仍是液态。然后升降台带动基板再下降一层高度，已成型的层面上方又填充一层树脂，在进行第二次扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上。如此反复直到整个零件制造完毕。
1.先进制造技术概念；与传统制造技术的区别： 指在制造过程和制造系统中融合电子、信息、管理以及新工艺等科学技术，使材料转换为产品的过程更有效、成本更低、更能及时满足市场需求的先进的工程技术的总称。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。 由于先进制造技术涵盖了大量的新理念新技术，而且这些理念和技术更能适应当今市场的发展，与传统制造业相比其优越性也是显而易见的，主要表现在以下方面： （1）使制造企业能够适应市场快速变换和多样化的需要，提高为用户服务的水平。 （2）以较小的批量轮番生产，可以减少在制品占用，缩短制造提前期，减少成品的安全库存，从而加速流动资金的周转速度。 （3）先进的开发与设计是决定企业快速反应能力的首要因素，这些技术主要是指基于信息基础上的，可使设计过程信息化与自动化，可使设计过程缩短，设计成本降低。 （4）以优质、高效、低耗、清洁、灵活的基础制造技术为核心，使得产品性质更好，生产效率更高，运作成本更少，人性化更完善，满足可持续发展的要求。（5）通过信息技术、计算机技术和系统管理技术将传统制造技术的基础及技术和新型制造单元局部或系统集成形成了先进制造集成技术，技术优势更加明显突出。 （6）企业组织更加有机化与柔性化，能够充分发挥人的主观能动性，充分利用高新技术和先进信息技术的扁平型，层次效率高，灵活迅速，应变能力强，充满活力，具有很强的竞争能力而且能够持续进行组织学习、管理创新和结构重组的组织。 （7）管理理念追求变革创新，重视人的作用，充分利用外部资源，如变革管理、人才管理、自主管理、团队管理、作业管理、流动管理等。 2.快速成型技术的基本概念与基本原理；SLA、SLS、FDM三个技术的特点： 基本概念：快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制 造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。 基本原理：快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。
《先进制造技术》考试试卷(A)答案 一、填空题（每空2分，共30分） 1、典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。 2、先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。 3、CIMS系统的三要素：人、经营、技术。 4、FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、监控、监视。 二、名词解释（共15分，每题3分） 1、DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。 2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。 3、CE 并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。 4、CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。CIM在世界各工业国的推动下，历经了百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。80年代初，美国和日本关于CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。德国自80年代初期开始注意探讨CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年(联邦)德车经济和平委员会(AWFA)提出了CIM的推荐性定义，取得了一定程度上的统一。 5、FMS 柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。 三、简答题（共15分,每题5分） 1、先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 2、数据库系统在CIMS中的作用和地位 数据库分系统是支持CIMS各个分系统、覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统。它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵的功能；具有安全控制功能，保证了数据安全性； 提供完整性控制，保证数据正确性和一致性；提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性。所以数据库技术是管理数据、实现共享的最通用的方法。 在CIMS中还有一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据，如图形、工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理数据按一定的规范进行交换，从而达到全CIMS的信息集成和共享。 3、快速原型技术的基本过程
先进制造技术试题 一、填空题（每空2分，共30分） 1、典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。 2、先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。 3、 CIMS系统的三要素：丄、经营、技术。 4、FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、监控、监视。 二、名词解释（共15分，每题3分） 1、DFC Design For Cost 的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X ）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维 修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。 2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing ）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。 3、CE并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。 4、 CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。CIM在世界各工业国的推动下，历经了 百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。80年代初，美国和日本关于 CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。德国自 80年代初期开始注意探讨 CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年（联邦）德车经济和平委员会（AWFA）提出了 CIM的推荐 性定义，取得了一定程度上的统一。 5、FMS柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系 统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物 料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产（即具有柔性”）并能及时地改变产品以满 足市场需求。 三、简答题（共15分，每题5分） 1、先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 2、数据库系统在 CIMS中的作用和地位 数据库分系统是支持 CIMS各个分系统、覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统。它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵的功能；具有安全控制功能，保证了 数据安全性；提供完整性控制，保证数据正确性和一致性；提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性。所以数据库技术是管理数据、实现共享的最通用的方法。 在CIMS中还有一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据，如图形、工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理数据按一定的规范进行交换，从而达到全CIMS的信息集成和共享。 3、快速原型技术的基本过程 快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型-分层离散-按离散后的平面几何信息逐层 加工堆积原材料—生成实体模型。 该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作岀产品实体模型。 1.FMS由哪几部分组成 2简单说明扫描隧道显微镜工作原理。 3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。 4 ISO全面质量管理的内涵是什么？全面质量管理的内容由哪四个方面？问题补充：
教学课程：绪论 教学目的： 1.了解课程的性质和内容 2.了解机械制造技术的发展现状 3.了解先进制造技术及其发展方向 4.了解课程的目的和要求 教学重点： 1.了解课程的性质和内容 2.了解课程的目的和要求 教学过程： 讲授新课： 一、本课程的性质和内容 本课程所讲的机械制造技术主要是指机械冷加工技术和机械装配技术。 内容包括： （1）掌握金属切削过程的基本规律和机械加工的基本知识。合理选择机械加工方法与机床、刀具、夹具及切削加工参数，并初步具备制订机械加工工艺规程的能力。 （2）掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识。初步具备分析和解决现场工艺问题的能力。 二、机械制造技术的发展现状 我国的制造业得到长足发展，但还存在阶段性的差距。 1.数控机床在我国机械制造领域的普及率不高。 2.国产先进数控设备的市场占有率较低。
3.数控刀具、数控检测系统等数控机床的配套设备不能适应技术发展的需要。 4.机械制造行业的制造精度、生产效率、整体效益等都不能满足市场经济发展的要求。 三、先进制造技术的及其发展方向 先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。 先进制造技术的主要发展趋势 （1）制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展（CNC)机床、加工中心（MC)、柔性制造系统（FMS）以及计算机集成制造系统（CIMS）等自动化制造设备或系统的发展适应了多品种、小批量的生产方式，它们将进一步向柔性化、对市场快速响应以及智能化的方向发展，敏捷制造设备将会问世，以机器人为基础的可重组加工或装配系统将诞生，智能制造单元也可望在生产中发挥作用。加速产品开发过程的CAD／CAM一体化技术、快速成形（RP）技术、并行工程（CE）和虚拟制造（VM）将会得到广泛的应用。 （2）制造技术向高精度方向发展 21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进，采用一般的精密加工也可以稳定地获得亚微米级的精度。精密成形技术与磨削加工相结合，有可能覆盖大部分零件的加工。以微细加工为主要手段的微型机电系统技术将广泛应用于生物医学、航空航天、军事、农业、家庭等领域，而成为下世纪最重要的先进制造技术前沿之一。
1.先进制造技术的体系、内容、意义。结合实例我国应该重点发展哪些先进制造技术。体系：主体技术群、支撑技术群、制造技术环境。主体技术群包括面向制造的设计技术群和制造工艺技术群，其中面向制造的设计技术群主要有产品、工艺设计，快速成型技术，并行工程；制造工艺技术群包括材料生产工艺、加工工艺、环保技术等；支撑技术群包括信息技术、标准和框架、机床和工具技术等；制造技术环境包括质量管理、工作人员培训和教育、技术获取和利用等。内容(定义)：(Advanced Manufacturing Technology)(AMT)先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。意义：先进制造技术是现代制造业的关键技术,是一个国家综合实力和科技发展的重要标志,为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。1实现快速响应市场能力的挑战；2实现打破传统经营面临的组织、地域、时间壁垒的挑战；3实现信息时代的挑战；4实现日益增长的环保压力的挑战；5实现制造全球化和贸易自由化的挑战；6实现技术创新的挑战。我国还需大力发展：绿色制造（化工厂污染、切削液污染）；精密制造（手表，发动机制造）；微电子制造（无论是小到日常生活的电视机、VCD机、洗衣机、移动电话、计算机等家用消费品，还是大到传统工业的各类数控机床和国防工业的导弹、卫星、火箭、军舰等都离不开这小小的芯片）；生物制造；微、纳米制造；能源设备制造；重大型装备制造；制造自动化与数字制造；智能制造等。 2.现代设计技术的定义、内容。定义：现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争(时间、质量、价格等)的需要，应用现代技术和科学知识，经过设计人员创造性思维、规划和决策，制定可以用于制造的方案，并使方案付诸实施的技术。内容：①基础技术，传统的设计理论与方法，特别是运动学、静力学与动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的基本原理与方法，是现代设计技术的坚实的理论基础，是现代设计技术发展的源泉。②主体技术—CAD 支撑技术现代设计方法学平行设计、系统设计、功能设计、模块化设计、价值工程、质量功能配制、反求工程、绿色设计、模糊设计、面向对象的设计（DFXDF），工业造型设计等。③可信性设计，主要包括：可靠性设计，安全性设计、防断裂设计、疲劳设计、防腐蚀件设计、减摩和耐磨损设计、动态分析与设计、健壮设计、耐环境设计、维修性设计和维修保障设计、人机工程设计等。④耐环境设计，设计试验技术、产品性能试验、可靠性试验、环保性能试验与控制、数字仿真试验和虚拟试验。⑤应用技术，针对实用目的解决各类具体产品设计领域的技术，如机床、汽车、工程机械、精密机械的现代设计内容，可以看作是现代设计技术派生出来的丰富多采的具体技术群，促进了产品质量与性能的提高。 3.绿色制造的定义、内容及意义。定义：又称环境意识制造、面向环境的制造等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造这种现代化制造模式，是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。内容：①绿色设计，绿色设计是指在产品及其生命周期全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，使得产品及其制造过程对环境的总体影响和资源消耗减到最小。②绿色工艺，绿色工艺规划就是要根据制造系统的实际，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、噪声低、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。③绿色材料，在选用材料的时候，不能要考虑其绿色性，还必须考虑产品的功能、质量、成本、噪声等多方面的要求。减少不可再生资源和短缺资源的使用量，尽量采用各种替代物质和技术。④绿色包装，绿色包装技术就是从环境保护的角度，优化产品包装方案，使得资源消耗和废弃物产生最少。⑤绿色处理，产品寿命终结后，可以有多种不同的处理方案，如再使用、再利用、废弃等，各种方案的处理成本和回收价值都不一样，需要对各种方案进行分析与评估，确定出最佳的回收处理方案，从而以最少的成本代价，获得最高的回收价值。意义：绿色制造作为当今全球性产业结构调整的战略，可以确保提高人类生活质量，也能促进经济可持续发展。 4.全寿命周期设计、并行工程的相关内容。概念：不仅是设计产品的功能和结构，而且要设计产品的全寿命周期，即要考虑产品的规划、设计、制造、经销、运行、使用、维修、保养直到回收再用处置的全过程。意味着在设计阶段就要考虑到产品生命历程的所有环节，以求产品全寿命周期设计的综合优化。所以全寿命周期设计旨在时间、质量、成本和服务方面提高企业的竞争力。技术特点：①是一个系统集成过程，以并行方式设计产品及相关过程。②面向制造的设计是其重要组成内容。③分布式设计环境。④统一的数据模型，统一的知识表达模式，产品数据管理是实现该技术的关键。应用优点：缩短了产品投放市场的时间；提高质量；降低成本；增强市场竞争力。并行工程概述：并行设计是一种对产品及其相关过程〔包括制造过程和支持过程）进行并行和集成设计的系统化工作模式。其思想是在产品开发的初始阶段，即规划和设计阶段，就以并行的方式综合考虑寿命周期中所有后续阶段，包括工艺规划、制造、装配、试验、检验、经销、运输、使用、維修、保养直至回收处置等环节，降低产品成本，提高产品质量。最重要的问题是如何处理各个任务间的耦合及协调并行设计群体的活动方式，因此，有效建立并行设计模型和优先顺序是并行设计技术发展的突破点。优点：使早期生产中工程变更次数减少50﹪以上；产品开发周期缩短40﹪?60﹪；制造成本降低30﹪?40﹪；产品的报废及返工率减少75﹪。 5.可靠性设计、优化设计的相关内容。可靠性设计理论基础是概率统计学。概念：产品在规定条件下和规定时间区间内，完成规定功能的能力，当用数值来表示时，就称为可靠度。可靠性设计就是在满足产品功能、成本等要求的前提下，使产品可靠地运行的设计过程。它包括确定产品的可靠度、失效率、平均无故障的工作时间(平均寿命)；系统的可靠性设计包括：①可靠性模型：串联、并联、混联、备用冗余系统；②可靠度预测；③可靠度分配。可靠性设计的主要内容：故障机理和故障模型硏究；可靠性试验技术硏究；可靠性水平的确定。可靠性设计的常用指标：产品的工作能力；可靠度；失效率；平均寿命；可靠度的许用值。优化设计选定在设计时力图改善的一个或几个量作为目标函数，在一定约束条件下，以数学方法和电子计算机为工具，不断调整设计参量，最后使目标函数获得最佳的设计。优化问题的分类：①按目标函数数量：单目标优化和多目标优化；②按设计变量数量(n)；③按约束条件：无约束优化和有约束优化；④求解方法：准则法、数学规划法、线性规划、非线性规划和动起规划. 优化设计步骤：设计对象的分析；设计变量和设计约束条件的确定；目标函数的建立；合适的优化计算方法的选择；优化结果分析。 6.先进制造工艺包含的主要内容及核心目标。先进制造技术(Advanced Manufactuing Technology), 定义：是传统机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，包括了常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系由先进成形加工技术、现代表面工程技术、先进机械加工技术等。目标：优质高效低耗灵捷洁净 7.特种加工包含哪些典型技术。其基本的原理、特点、应用范围是什么。电火花加工：原理：当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中（10～107W／mm），放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小 凹坑。第一次脉冲放电结束之后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲 又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去，工 具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需 要的加工表面。特点： 1：电火花加工速度与表面质量模具在电火 花机加工一般会采用粗、中、精分档加工方式。粗加工采用大功率、 低损耗的实现，而中、精加工电极相对损耗大，但一般情况下中、精 加工余量较少，因此电极损耗也极小，可以通过加工尺寸控制进行补 偿，或在不影响精度要求时予以忽略。2电火花工件与电极相互损耗范 围：电火花加工主要用于加工各种高硬度的材料（如硬质合金和淬火 钢等）和复杂形状的模具、零件，及切割、开槽和去除折断在工件孔 内的工具（如钻头和丝锥）等。电子束加工：原理：在真空条件下， 利用电子枪中产生的电子，经加速、聚焦形成高能量大密度的细电子 束，轰击工件被加工部位，使该部位的材料熔化和蒸发，从而进行加 工，或利用电子束照射引起的化学变化而进行加工的方法特点：功率 高和功率密度大，能在瞬间把能量传给工件范围：利用电子束的热效 应可以对材料进行表面热处理、焊接、刻蚀、钻孔、熔炼，或直接使 材料升华。 超声波加工：原理：加工时工具以一定的静压力作用于工件上，在工 具和工件之间加入磨料悬浮液（水或煤油和磨料的混合物）。超声波换 能器产生16kHz以上的超声频轴向振动，并借助变幅杆把振幅放大到 0.02~0.08mm，迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度不断撞击，抛磨 被加工表面，把加工区的材料粉碎成非常小的微粒。并从工件上去除 下来。虽然每次撞击去除的材料很少，但由于每秒撞击的次数多达 16000次以上，所以仍然有一定的加工速度。在一过程中，工作液受工 具端面的超声频率振动而产生高频，交变的液压冲击，使磨料悬浮液 在加工间隙中强迫循环，不但带走了从工作上去除下来的微粒，而且 使钝化了的磨料及时更新。由于工具的轴向不断进给，工具端面的形 状被复制在工件上。当加工到一定的深度即成为和工具形状相同的型 孔或型腔。特点：可采用比工件软的材料做成形状复杂的工具。去 除加工余量是靠磨料瞬时局部的撞击作用，工具对工件加工表面宏观 作用力小，热影响小，不会引起变形和烧伤，因此适合于薄壁零件及 工件的窄槽，小孔。适应范围：适用于加工脆硬材料（特别是不导电 的硬脆材料），如玻璃，石英，陶瓷，宝石，金刚石，各种半导体材料， 淬火钢，硬质合金钢等。 8.现代切削技术包含哪些典型的内容。高速切削技术内容、特点。现 代切削技术包括高速切削、硬切削、干式切削、低温冷风切削、精密 与超精密切削、加热、导电切削、振动切削等。高速切削技术内容： 高速切削技术是指采用超硬材料刀具和能可靠地实现高速运动的高精 度、高自动化、高柔性的制造设备，采用极高切削速度和进给速度， 来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代切削加工技术。 特点：①切削速度高，切削时间平均可减少30％以上，有利于提高生 产率。②切削特性发生显著变化：切削力降低，有利于加工薄壁零件 和脆性材料；工件温升小，95％一98％以上的切削热被切屑飞速带走， 工件可基本上保持冷态，因而特别适合于加工容易热变形的零件；提 高刀具寿命，应用直径较小的刀具；③高刚性：避免在加工中, 因加/ 减速移动产生切削力快速交替的影响而产生振动；④切削力减小，激 振力减小。工作频率远离系统低阶固有频率，几乎无振动发生；⑤加 工精度高，表面粗糙度低，表面质量较高；⑥扩大加工范围，可加工 多种难加工材料；⑦加工效率高、降低加工成本、单件加工时间缩短； ⑧工序集约化，一次装夹可完成粗、半精、精加工过程关键技术：1） 高速切削机理。2）高速切削刀具技术。3）高速切削机床技术4）高速 切削工艺技术5）高速加工的测试技术4.高速切削的应用：①航空航 天。整体结构成为主流，相对于焊接、组装模式，大型整体结构可大 量减少零件数量和装配工序，并有效减轻飞机整机重量，提高零件强 度和可靠性，使飞机的质量质量显著提高。零件结构日趋复杂，带有 大量薄壁、细筋的大型轻合金整体构件加工，刚度差，易变形；镍合 金、钛合金加工，切削速度达 200~1000 m/min1000 min；材料去除率 达；100~180cm3/min。几何精度不断提高。装配协调面，交点孔等数 量多。高性能材料大量应用，由铝合金为主过渡到铝合金、钛合金、 复合材料并重的局面。②汽车工业。③模具制造：快速原型制造；高 速铣削代替传统的电火花成形加工，效率提高33--55倍。④仪器仪表： 精密光学零件加工。 9.快速原型制造的原理、分类与适用范围。RPM技术获得零件的途径不 同于传统的材料去除或材料变形方法，而是在计算机控制下，基于离 散/堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成形与制造的技 术。原理：将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层截面的 轮廓，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地切割一层又 一层的片状材料（或固化一层层的液态光敏树脂，烧结一层层的粉末 材料，或喷射一层层的热熔材料或粘合剂等方法）形成一系列具有一 个微小厚度的片状实体，再采用粘接、聚合、熔结、焊接或化学反应 等手段使其逐层堆积成一体制造出所设计的三维模型或样件。分类： 光固化立体造型、分层物件制造、选择性激光烧结、熔融沉积造型、 挤压成形。适用范围：制造业（快速产品开发、快速工具、微型机械）、 与美学有关的工程（建筑设计、桥梁设计、首饰）、医学（颅外科、牙 科）、康复考古工程（假肢、考古）、其他（三维地图）。RPM技术的特 征：（1）高度柔性（2）技术的高度集成（3）设计制作一体化（4） 快速性（5）自由形状制造（6）材料的广泛性。快速原型制造的优 点：（1）从设计和工程的角度出发，可以设计更加复杂的零件。（2） 从制造角度出发，减少设计、加工、检查的工具 3）从市场和用户角 度出发，减少风险，可实时地根据市场需求低成本地改变产品。 10.FMS的特点、基本结构。FMS的特征：柔性高，适应多品种中小批量 生产；系统内的机床在工艺能力上是相互补充或相互替代的；可混流 加工不同的零件；系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；递阶 结构的计算机控制，可以与上层计算机联网通信；课进行三班无人值 守生产。基本结构：①加工系统，包括有两台以上的CNC机床、加工 中心或柔性制造单元（FMC）以及其他的加工设备所组成，例如测量机、 清洗机、动平衡机和各种特种加工设备等。②工件运储系统，由工件 装卸站、自动化仓库、自动化运输小车、机器人、托盘缓冲站、托盘 交换装置等组成，能对工件和原材料进行自动装卸、运输和存储。③ 刀具运储系统，包括中央刀库、机床刀库、刀具预调站、刀具装卸站、 刀具输送小车或机器人、换刀机械手等。④一套计算机控制系统能够 实现对FMS进行计划调度、运行控制、物料管理、系统监控和网络通信 等。除了上述4个基本组成部分之外，FMS还包含集中冷却润滑系统、 切屑运输控制系统、自动清洗装置、自动去毛刺设备等附属系统。 11.质量管理的发展阶段。①20世纪初的质量检验，美国工程师泰勒 (F.W.Taylor)②20世纪四五十年代的统计过程控制，休哈特 (W.A.Shewhart)、戴明博士③20世纪五十年代以后的全面质量管理， 朱兰和费根保姆。④后全面质量管理阶段（ISO 9000族标准）。 12.SPC控制方法的基本原理。统计过程控制（SPC）是一种借助数理统 计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息 及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维 持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。当过 程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态（简称受控状态）；当 过程中存在系统因素的影响时，过程处于统计失控状态（简称失控状 态）。由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服 从稳定的随机分布；而失控时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过 程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而，它强调过程在受 控和有能力的状态下运行，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。 附加题：制造自动化的内容、发展阶段制造自动化的任务就是研究对 制造过程的规划、管理、组织、控制与协调优化等的自动化，以使产 品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。制造自动化 的广义内涵：1.）在形式方面，制造自动化有三个方面的含义，即： 代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人、机器 及整个系统的协调、管理、控制和优化。2）在功能方面，制造自动化 的功能目标是多方面的，该体系可用TQCSE功能目标模型描述。TQCSE 模型中，T、Q、C、S、E是相互关联的，它们构成了一个制造自动化功 能目标的有机体系。3) 在范围方面，制造自动化不仅仅涉及到具体生 产制造过程，而且涉及到产品生命周期所有过程。其主要有制造系统 开放式智能体系结构及优化与调度理论，生产过程和设备自动化技术 以及产品研究与开发过程自动化技术等。先进制造技术（AMT）；质量、 时间、成本（T,Q,C）；虚拟现实（VR）；仿真与虚拟设计（Virtual Design）； 面向制造的设计DFM(Design For Manufacturing)；计算机辅助概念设 计(CACD)；面向环境的设计技术(DFE)；面向对象的设计（DFX）；消失 模铸造（ Lost Foam Casting Lost Casting，简称，LFC）；搅拌摩擦 焊（FRICTION STIR WELDING）；搅拌摩擦塞焊（Friction Plug Welding, FPW）；微型机电系统(micro electro-mechanical systems)(MEMS)； LIGA（光刻电铸）；集成电路（IC）；快速原型制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing ——RPM)；立体印刷(SLA）；分层实体制 造(LOM)；选择性激光烧结(SLS)；熔融沉积成形(FDM)CE并行工程 14.质量、质量管理、质量控制、质量改进、质量工程的概念（1）质 量：质量是反映实体满足明确或隐含需要的能力的特性总和。其中“实 体”是指能够单独描述和考虑的对象；“需要”有两种情况，即“明确 需要”和“隐含需要”。（2）质量管理：确定质量方针、目标和职责， 并在质量体系中通过诸如质量计划、质量控制、质量保证和质量改进 等手段来实施的全部管理职能的所有活动。质量管理活动包括：制定 质量方针和质量目标、质量策划、质量保证、质量控制、质量改进。（3） 质量控制：质量控制是为了满足质量要求所采取的一系列作业技术和 活动。其目的在于监视过程并排除所有阶段导致质量不满意的原因， 使产品质量保持在一定的水平。（4）质量改进：质量改进是质量管理 的一部分，致力于增强满足要求的能力。（5）质量工程的内涵：质量 工程的涵义比质量比质量管理宽泛，它将现代质量管理的理论及其实 践与现代科学和工程技术成果相结合，以设计、保证、控制、改进产 品和服务质量为目标，进行相关技术、方法、和技能的研究、开发和 应用。质量工程是将质量管理与优化设计、仿真技术、质量控制技术 等相互融合、交叉，是对质量管理的深化、量化和发展完善。现代质 量工程倡导：管理和技术是质量保证的两个轮子，缺一不可。 15.现代质量工程涉及的学科现代质量工程是一门新兴的交叉性学科， 它涉及管理学、产品设计与制造、现代测试技术、概率论与数理统计、 产品质量控制技术等多门学科。 16.SPC控制图的判异准则：（1）判异准则一：超出控制限的点：出现 一个或多个点超出任何一个控制限，是处于失控状态的主要证据。（2） 判异准则二：a：点均未出界，但排列不随机，判异。b：链：有下列 现象之一表明过程失控：*连续点（7点）位于平均值的一侧；*连续点 上升（后点等于或大于前点）或下降c：点子在控制界限附近，即在2 σ~3σ之间(称为警戒区间) 17.评价制造过程质量稳定性的指标是什么？从实际工程出发，该指标 在什么范围合适？并阐述提出该指标的意义。（1）产品质量分布是否 在合理的范围呈现正态分布，是判别产品质量稳定性的依据。工序能 力指数——就是工序能力对产品设计质量要求的保证程度。（2）正态 分布由两个参数决定：均值μ、标准差σ。理想的产品质量特性检测 数据分布应为：产品质量特性检测数据呈正态分布，平均值与指标公 差中心重合，产品质量特性检测数据分布的两边距规格限有一定的余 量。工序能力一般以±3σ作为控制界限。工序能力指数： S T T B T C P6 6 ≈ = = σ 当1 33 .1≥ ≥ p C时，0.27＞P≥ 0.006，工序能力尚可。σ–总体标准差； S-样本标准差； T-公差范 围；P-不合格率%通过计算工序能力指数可以判断质量稳态下加工过程 能力如何？过于充足？充足？尚可？使之在经济性原则下保持稳定。 18.对于多品种、小批量生产模式，简述你所了解的目前比较常用的质 量控制方法。（1）多品种、小批量工序质量预防控制技术（2）基于 Bootstrap方法的多品种小批量生产的质量控制（3）基于零件族的数 据转换方法