先进制造技术复习文件

1、前言由于全球经济进展需求的快速增长，资源能源价格不断攀升，且在高位波动生态环境压力逐渐加大，全球气候变化备受关注，ICT技术突飞猛进(Information andCommunicationsTechnology，简称ICT，信息通信技术)信息化、网络化、知识化快速进展，经济全球化和全球绿色、智能制造的进展趋势不可逆转。我国经济总量已跃居全球第二位，差不多成为全球制造大国，然而，也付出了巨大的资源和环境为代价。新世纪下，资源环境“瓶颈”约束明显加大，关键核心技术的自主创新能力较弱，机械电子装备的关键材料和核心部件仍受制于人。我国制造业及其产品的物耗、能耗、排放强度较高，信息化、智能化水平较低，

2、仍然处于全球制造业产业链的中低端。中国制造业亟需实现由大转强的历史跨越，绿色、智能制造应成为中国制造业进展的方向。（1）地球上有限的不可再生资源决定了人类必须走一条资源节约型的进展之路以后20年，我国制造业假如单纯依靠数量增长，将是能源资源和环境所不能承受的。因此，我们必须依靠科技进步，采纳绿色制造技术，在提高产品质量和附加值的同时努力降低能源资源的消耗和排放。我国的能源资源需求快速增长，总量巨大，结构不合理，对外依存度上升，能源利用效率较低，单位GDP能耗强度高，其中制造业耗能占据较大比重。2009年，我国的总体能源利用效率为33%，较发达国家低10%左右，我国原油的对外依存度已达54.42

3、%。从各国的经验看，对外依存度50%是一条安全警戒线，可能10 年后将达到64.5%。（2）地球上有限的生态环境承载能力决定了人类必须走一条生态环境友好、绿色低碳、无公害、可再生循环的制造进展之路能够讲，中国制造业总体上仍处于高消耗、高排放、低综合利用率的粗放进展时期。我国二氧化硫排放量居世界第一，制造业是目前我国污染物排放大国，二氧化硫和二氧化碳排放分不占86%和37%。改善生态环境必须减少排放、实施源头治理，依靠科技创新，进展绿色制造业。（3） ICT技术的进展为智能制造提供了技术基础传感技术、计算机技术、现场总线、因特网、软件技术等已成为机械电子产品、数控技术、CAD/CAE/CAM/C

4、IMS的技术基础，也为基于计算机和网络的ERP、PDM提供了基础。提高产品和制造过程的资源能源利用效率，减少排放，改善环境友好，提升绿色制造水平使按小批量订单要求、乃至个性化制造与服务成为可能，满足全球市场多样性、个性化需求国外制造企业对智能制造普遍给予高度重视，智能制造差不多成为企业赢得竞争优势的重要途径智能制造在汽车能源的深度应用，正在推动汽车产业发生革命性的变化。汽车的燃油系统、操纵系统、地盘系统、车载系统及汽车行驶的调度系统等都依靠信息集成技术(ICT)来实现智能化。全球信息化、网络化为智能制造和营销服务提供了空前的信息、知识和市场空间基于无线传感网、Internet、物联网、云计算、

5、全球知识与技术创新，制造了一种全新的全球网络智能制造和服务模式制造业的市场信息、知识技术、材料装备、资金人才、治理服务等要素，能在全球范围内更自由、更便捷地流淌和更有效地优化配置5）绿色、智能制造是进一步提高中国制造的全球竞争力、实现由“制造大国”向“制造强国”跨越的必由之路到2010年5月，我国已超越德国成为全球第一制造出口大国。能源、炼油、核电等成套设备的制造集成能力已有专门大提升，但与国际先进水平仍有明显差距。要紧表现在关键核心技术创新能力、产品能耗物耗与排放水平、产品精度效率与全球服务的信息化、智能化水平、自主知识产权与全球闻名品牌。 以后5-10年，全球制造业竞争的关键将集中在产品的

6、性能和效率、智能化程度、环保与低碳性能等。目前，我国制造业总体仍处于全球制造业产业链的中低端，关键核心技术和部件仍依靠进口。因此，进一步提高中国制造的全球竞争力，提升我国制造业在全球制造业价值链中的地位，实现我国制造业由大变强的历史跨越，也必须走绿色、智能制造之路。绿色、智能制造将为传统产业链和战略性新兴产业提供资源节约、节能减排、环境友好、提升信息化水平的先进技术和先进装备支持。（1）绿色、智能制造是战略性新兴产业的重要组成环境友好材料，节能减排绿色工艺，绿色智能产品等组成了一条宏大的创新制造产业链，而且还可带动包括研发设计、信息物流、咨询服务等在内的相关产业。产品的绿色智能设计和研发将减少

7、物耗和能耗，围绕产品的全价值链进行绿色治理实现从原材料到废弃物回收的资源能源节约、可再生循环、绿色低碳的循环经济（2）绿色、智能制造将为战略性新兴产业的进展提供先进装备绿色、智能制造将为七大战略性新兴产业（节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等）提供先进的装备支持。绿色、智能制造几乎覆盖了战略性新兴产业的各个领域，是现代装备产业中最核心、最先进的部分。为战略性新兴产业和高端制造业提供先进智能设备。 废水处理；风力发电机并网。生物技术产品的规模化、高效率生产。新材料的制备；信息网络产业。新能源汽车的能量操纵和治理。第一章制造业与先进制造技术在国民经济产业结构中

8、通常有三大产业： 第一产业为农业； 第二产业为工业； 第三产业为服务业。 在工业中，又分制造业、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业。 目前，我国工业在国民经济中所占比例为52、其中的制造业产值又占工业总产值的约45。1、快速响应市场竞争的挑战实现制造环节并行2、全球化竞争的挑战技术资源的集成 有三个要紧的因素促使技术资源的集成：（1）为满足市场需求，企业必须快速响应那些具有不同期望和多种选择的顾客。（2）快速响应环境要求在组织的各个层次上进行高效的通信，特不是与顾客、供应者和合作者的通信。（3）新技术的快速汲取要求整个企业具有快速的学习能力。二十一世纪制造业的产品特征个性化和多样化，

9、 产品制造智能化， 包括产品自身智能和生产定制化、模块化，满足不同消费者喜好；寿命周期不断缩短，智能化 包括产品自身智能和生产设施工具的智能；绿色产品， 全寿命周期无污染、低资源消耗和可回收利用。制造业生产方式：小批量少品种大批量多品种变批制造业资源配置：劳动密集设备密集信息密集知识密集制造技术：手工机械化单机自动化刚性自动化柔性自动化智能自动化1.2.2 先进制造技术产生背景1）社会经济进展背景消费需求：主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短全球性产业结构调整：制造商之间既有激烈竞争，又有基于实力的合作。快速响应市场：满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场，引导市场，是赢得竞争，猎取最大利润

10、的关键2)科学技术进展背景 制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超周密加工)两个方向进展 现代制造业成为技术密集、知识密集型产业 信息成为制造业决定性因素，Intranet/Internet对制造业产生重大阻碍3)可持续进展战略 资源匮泛，污染严峻； 环境问题不能以牺牲今后几代人的利益为代价；由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续进展转变1.3 先进制造技术的定义先进制造技术是在传统制造技术基础上不断汲取机械、电子、信息(计算机与通信、操纵理论、人工智能等)、能源、材料以及现代治理技术等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、治理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、

11、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。1.3.2 先进制造技术的构成 先进制造技术在不同进展水平的国家和同一国家的不同进展时期，有着不同的技术内涵。 1994年美国联邦科学、工程和技术协调委员会将先进制造技术分为三个技术群：主体技术群；支撑技术群；治理技术群。这三个技术群相互联系、相互促进，组成一个完整的体系。表1-1给出了先进制造技术的体系结构。 先进制造技术与传统制造技术比较具有系统性、广泛性、集成性、动态性、有用性特征。先进制造技术被分为：现代设计技术、先进制造工艺、工自动化技术、现代生产治理技术、先进制造生产模式。第二章 现代设计

12、技术 市场竞争的需要和各种新方法、新技术、新工艺、新材料不断涌现以及相关科学及技术的进展；尤其是计算机科学及应用技术的进展，推动了设计方法和技术的进步，产品设计从传统的经验设计进入现代设计。 现代设计技术的时刻维产品规划-需求分析、市场预测、可行性分析、总体参数、制约条件和设计要求；方案设计-功能原理设计，确定原理方案；技术设计-将产品的功能原理具体化为机器产品及其零部件的具体结构；施工设计-指工程图绘制，工艺文件编写，讲明书编写等。现代设计技术的逻辑维分析-明确设计任务本质；综合-综合各种因素，探求解决方案；评价-对多种方案进行比较和评定，方案调整和改进；决策-确定最佳的设计方案方法维现代设

13、计的特征现代设计是传统设计的深入、丰富和完善，而非独立于传统设计的全新设计。 以计算机技术为核心设计手段的更新，计算机技术推动了设计手段从“手工”向“自动”的转变。 产品表示的改变，计算机技术推动了产品表示从“二维”向“三维”的转变。 设计方法的进展促进了一些新的设计方法的出现，高性能的计算机硬件和先进的软件技术是这些方法实施的保证。新的设计方法如并行设计、虚拟设计、计算机仿真等。 工作方式的变化，计算机技术促进了设计方式从“串行”到“并行”的变化。受设计手段限制，传统设计过程采纳串行方式进行，即设计任务按时序从一个环节传入下一环节。现代设计技术要求设计小组(Team)同时地、并行地参与设计，

14、并最大限度地交流信息，以缩短设计周期及有助于将各种新思想、新技术、新方法融入到产品设计中。 设计与制造一体化 治理水平的提高 组织模式的开放 网络技术的进展加快了数据通讯速度，缩短了企业之间的距离。传统的局限于企业内部的封闭设计正在变为不受行政隶属关系约束的、多企业共同参与的异地设计。为完成一种设计任务形成的虚拟企业或动态联盟将实现优势互补和资源共享，极大地提高设计效率和水平。 以设计理论为指导 传统设计是以生产经验为基础，以运用力学和数学形成的计算公式、经验公式、图表、手册等为依据进行。现代设计方法是基于理论(如摩擦学理论、模态分析理论、可靠性理论、疲劳理论、润滑理论等)形成的方法； 以设计

15、理论为指导 利用这种方法指导设计可减小经验设计的盲目性和随意性，提高设计的主动性、科学性和准确性。现代设计是以理论指导为主、经验为辅的一种设计。 现代设计的内涵 通过对其特征的分析，认为：“现代设计”确实是以满足应市产品的质量、性能、时刻、成本价格综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、制造产品活动过程所用到的技术群体的总称。现代设计的内涵 简单的讲，现代设计的内涵确实是以市场为驱动，以知识为依托，以知识猎取为中心，以产品全生命周期为对象，人、机、环境相容的设计理念。 基础技术 指传统的设计理论与方法，特不是运动学、静力学、材料力学

16、、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的差不多原理与方法等方面。 主体技术 计算机辅助设计技术以其对数值计算和对信息与知识的独特处理能力，成为现代设计技术的主干。 能够毫不夸张地讲，没有如CAD技术、优化设计、有限元分析、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等这些计算机辅助技术，就没有现代设计技术；而其他的现代设计技术的理论与方法，是从另一侧面提高了计算机的“能力”和“智能”。 支撑技术 设计方法学、可信性设计技术及试验设计技术所包含的种种内容，可视为现代设计技术群体的支撑技术。 应用技术 应用技术是针对有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、周密机械等设计的知识和技术。值得一

17、提的是，现代设计技术体系框架的划分只是相对的，而不是绝对的；主体技术、支撑技术、应用技术、基础技术之间并不存在绝对的界限。 CAD的技术特征计算机的支持和参与 利用计算机信息存储、逻辑推理、长时刻重复工作、快速精确的计算等能力和特长，提高产品设计效率和质量；设计者的主导作用 计算机不可能完全取代人进行设计作业；要紧辅助完成技术设计 不可能也没有必要涉及产品设计的所有环节。 特征确实是描述产品信息的集合，也是构成零、部件设计与制造的差不多几何体，它既能反映零件的几何信息，又反映了零件的加工工艺信息。常用的零件特征包括：形状特征、精度特征、材料特征、装配特征等。 形状特征是特征造型的要紧部分，是其

18、他特征的载体，形状特征定义为一组唯一确定该特征的参数，这组参数中有形状参数及定位参数。 精度特征可分为两类：一种是各几何元素本身的要求，如尺寸公差、表面粗糙度等，另一种和其他几何元素相关，即相关于基准的精度要求，如形状及位置公差。 材料特征分为整体材料特征、表面处理特征及局部处理特征，整体材料特征作为零件的属性，包括材料种类代号、性能、热处理方法等，表面处理特征作为表面的属性，包括表面淬火、渗碳、渗氮等。NURBS（Non-Unifrom Rational B-Splines）可统一自由曲线/曲面和规则曲线/曲面的数学模型，简化系统结构，有利于曲线、曲面操作和修改。2.3.1优化设计 最优化设

19、计是借助最优化数值计算方法和计算机技术，求取工程问题的最优设计方案。 即：进行最优化设计时，首先必须将实际问题加以数学描述，形成一组由数学表达式组成的数学模型，然后选择一种最优化数值计算方法和计算机程序，在计算机上运算求解，得到一组最佳的设计参数。 产品的工作能力 产品完成规定功能所处的状态；产品工作能力的耗损过程属于随机过程。产品在某一时刻t时的工作能力，确实是产品在t时刻所处的状态。可靠度 在规定条件和规定时刻内完成规定功能的概率R(t)，可靠度愈大，工作愈可靠，0R(t)1。可靠度是累积分布函数，它表示在规定的时刻内圆满工作的产品占全部工作产品累积起来的百分数。设有N个相同的产品在相同的

20、条件下工作，到任一给定的工作时刻t时，累积有（）个产品失效，剩下（）个产品仍能正常工作。那么，该产品到时刻的可靠度（）为考虑：如何计算产品在正常运行一定时刻后再正常运行一段时刻的可靠度？采纳经验可靠度R(t）=Np(t)/N例子：在某批产品N个中，已有88个正常工作2400小时，在接着工作800小时，还有66个能正常工作，问在这800小时中的可靠度是多少？解：因为Np(t）=Np(2400)=88Np(t+t)=Np(2400+800)=66因此失效率 表示产品工作到某一时刻后，在单位时刻内发生故障的概率(t)，失效率愈低，产品愈可靠,能决定每一时刻的可靠度。由此可知，失效率是个条件概率。失效

21、率的观测值：有100块IC，在1000小时内失效5块，在10001010小时失效38块，求t1000，和t1010h的失效率的可能值？代入公式：(t) n(t)/ tN - n (t) 求解： (1000)5/1000(100-0)=5105/h50000 Fit(1010)38/(1010-1000)(100-5)0.4% h1 (5) 系统的可靠性预测 任何一个能实现所需功能的产品差不多上由一定数量的独立单元组成的系统，因此，系统的可靠度取决于各个独立单元本身的可靠度和它们组成形式。组成形式的不同，系统的可靠度也有专门大的差不。系统的组成形式有：串联、并联和混合型。 定义：用已知组成系统的

22、各个独立单元的可靠度计算系统的可靠性指标。（7） 可靠性试验是为了定量评价产品的可靠性指标而进行的各种试验的总称。获得可靠性指标，如平均寿命、可靠度R（t）、失效概率（t）等。常用试验：（1）环境可靠性试验（2）寿命试验（3）现场可靠性试验（2）价值工程差不多概念产品价值V是产品功能F与产品成本C的综合反映。 价值(V) 功能(F) 成本(C) 三者关系为：V=F/C提高产品价值有以下五种途径：1）功能不变，降低成本2）成本不变，提高功能3）功能提高，成本降低4）成本略有提高，功能有更大的提高5）功能略有下降，成本有更大的下降。 对象选择是回答“它是什么”？ 能否从丛多产品中准确地选择分析对象

23、，关系到价值工程地效果，应选择在改进功能、降低成本上有较大潜力地对象。1）对象选择要紧原则： 从产品功能考虑：不能满足用户要求，功耗大、效率低、可靠性低的产品； 从产品成本考虑：原材料昂贵、加工成本高的产品； 从企业外部环境考虑：市场需求量大，进展前景好的产品价值系数分析法-价值系数作为选择对象的依据vi=fi/ciVi=1 零件的功能比重与成本比重差不多相同。能够不作重点对象Vi1 讲明零件的比较重要，而分配的成本比较小功能定义 用简明语言对分析对象功能作出表述，讲明它干什么用。例如车床产品的功能是“车削工件”的。产品的功能具有多样性。要紧分类方法有：1）按功能的重要程度分，将功能分为差不多

24、功能和辅助功能。2）按功能的性质分，有使用功能和外观功能。3）按用户需要分，有必要功能和不必要功能功能整理 确定产品必要功能，调整过剩功能，明确产品功能区域。功能评价 是回答成本是多少和价值是多少的提问，其目 的是寻求给定功能的最低成本。一对一比较法（0-1评分法） 0-1评分法是把产品的各个功能逐个相互比较，排定功能重要性的次序，具体方法如下：假如产品有七个功能，先将功能填入功能比较表，然后逐行一对一比较，较重要的功能得1分，较次要的功能得0分。逐行计算得分。同功能相比计以符号,X作为1分计算。将每个功能的得分与所有功能的总分比较，得出每个功能评价系数。如表1-1产品开发的两种模式：1、从市

25、场需求动身，从无到有(正向工程)： 市场分析概念设计结构设计加工制造装配检验2、从已有产品动身，从有到新(反求工程)：已有产品实物测量重构模型创新改进加工制造反求工程类型： (1)实物反求 信息源为产品实物模型，应用最广 (2)软件反求 信息源为产品工程图样、数控程序、技术 文件等技术软件； (3)影像反求 信息源为图片、照片或影像等资料模型重构技术模型重构：依照所采集的样本几何数据在计算机内重构样本模型的技术。模型重构的分类（1）依照所处理的数据对象的不同：有序数据的模型重构和散乱数据的模型重构（2）对测量数据重构后表面表示形式的不同，将模型重构分为：由众多小三角片构成的网格曲面模型和分片连

26、续的样条曲面模型。模型重构的差不多步骤数据预处理 对原始数据过滤、筛选、去噪、平滑和编辑等操作网格模型生成 采纳适当的方法生成三角网格模型网格模型后处理 三角网格模型进行简化,修补模型孔洞、缝隙和重叠等缺陷绿色产品的定义：能够拆卸、分解的产品；原材料使用合理化，并能处理回收的产品；从生产、使用、回收过程对生态环境无害或危害小产品；可翻新和重新利用的产品；综合定义：在产品全生命周期内，节约资源和能源，对生态环境无危害或少危害，对生产者及使用者具有良好爱护性的产品。绿色产品特点：优良的环境友好性，最大限度地利用材料资源，节约能源。绿色设计要紧内容绿色产品描述与建模；准确全面的描述，建立评价模型；绿

27、色设计材料选择 侧重环境约束和材料对环境阻碍；面向拆卸的设计 能够高效、不加破坏地拆卸，有利于材料的重新利用和循环再生；可回收性设计 包括可回收材料识不及标志、回收处理工艺、可回收性结构设计、可回收经济分析与评价；绿色产品成本分析 包括污染物处理成本、拆卸成本、重复利用成本、环境成本等；绿色设计的原则资源最佳利用原则 能源选用，尽可能使用再生资源;提高利用率；能量消耗最少原则 尽可能选用可再生一次能源，力求能源消耗最少；“零污染”原则 消除污染源，尽可能地做到零污染；“零损害”原则 将对身心健康损害降低最低程度；技术先进原则 采纳新技术，使产品具有市场竞争力；生态经济效益最佳原则 同时考虑经济

28、效益和环境效益。新型工程材料的应用类型：超硬材料、超塑材料、高分子材料、 复合材料、工程陶瓷等对制造工艺贡献： 改善刀具切削性能，改进加工设备；促进特种加工工艺进展。 单机自动化 系统自动化； 刚性自动化 柔性自动化 综合自动化毛坯成形技术在向少、无余量进展 如：熔模周密铸造、周密锻造、周密冲裁、冷温挤压等新工艺。表面工程技术的形成和进展表面工程：通过表面涂覆、表面改性、表面加工、表面复合处理改变零件表面形态、化学成分和组织结构，以猎取与基体材料不同性能的一项应用技术。机械零件成形方法：受迫成形 在特定边界和外力约束下成形，如铸造、锻压、粉末冶金和注射成形等；去除成形 将材料从基体中分离出去成

29、形，如车、铣、刨、磨、电火花、激光切割；堆积成形 将材料有序地合并堆积成形，如快速原形制造、焊接等。自硬砂精确砂型铸造粘土砂造型 铸件质量差、生产效率低，劳动强度大、环境污染严峻自硬树脂砂造型 高强度、高精度、高溃散性，低劳动强度，适合于各种复杂铸件型芯制作。铸件壁厚可 2.5mm高紧实砂型铸造 可提高铸型强度、刚度和硬度，减少金属液浇注凝固时型壁移动，降低金属消耗、减少缺陷，提高精度、粗糙度提高2-3级消逝模铸造 利用泡沫塑料作为铸造模型，并在其四周填砂，不分上下模，泡沫塑料在浇注过程中气化。可幸免砂型溃散，可消除起模斜度，减小铸件壁厚，能够获得表面光洁、尺寸精确，无飞边、少无余量周密铸件特

30、种铸造技术 类型： HYPERLINK file:/C:UsersdellDesktop先进制造技术压力铸造的工作原理.wmv t _parent 压力铸造、低压铸造、熔模铸造，真空铸造、挤压铸造等。 压力铸造：金属模，以压力浇注取代重力浇注，铸件精确、表面光洁、内部致密。清洁（绿色）铸造技术洁净的能源 以感应电炉代替冲天炉，减轻对空气的污染，废弃物再生和综合利用 铸造旧砂再生回收、熔炼炉渣处理和综合利用。周密模锻 利用模锻设备锻造出锻件形状复杂、精度高的模锻工艺，其尺寸精度可达到IT1215,表面粗糙度可为. 1.6um，关于碳素钢，精锻温度一般在900450度之间，又称低温模锻。锻模精度要

31、求比锻件精度高12级。冷温模锻是指金属材料在室温或再结晶温度以下爱的塑性成形工艺。超塑性成形 超塑性现象：在一定内部条件（如晶粒形状、相变）和外部条件（如温度、应变速率）下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的延伸率现象。目前已知锌、铝、铜等合金超塑性达1000%，有的甚至达2000%。 金属超塑性类型：细晶超塑性（恒温超塑性） 内在条件：具有均匀、稳定等轴细晶组织（10m）；外在条件：特定温度和变形速率（10-4-10-5min-1）。超塑性气压成形 薄板加热到超塑性温度，在压力作用下产生超塑性变形，直至同模具贴合为止。辊轧工艺 用轧辊对坯料连续变形加工工艺，生产率高、质量好、材料消耗少。粉末冶

32、金的定义:将各种金属和非金属粉料均匀混合后压制成形，再 经高温烧结和必要的后续处理来制取金属材料及其制品的成形工艺方法。粉末锻造件优点：能源消耗低，材料利用率高 为一般锻造能耗49%，材料利用率达90%，一般锻造仅40-60%；锻件精度高，力学性能好 组织无偏析，无各向异性；疲劳寿命高 比一般锻造提高20%，高速钢工具寿命可提高两倍以上。气体辅助成形： 将惰性气体注入，在成品较厚部分形成空腔，使成品壁厚均匀，可防止缩痕或翘曲产生。注射压缩成形：可采纳较低的注射压力成形薄壁制品，适用于流淌性较差的制品。剪切场操纵取向成形法：使材料纤维取向与流淌方向一致，可提高熔接痕强度，消除缩孔和缩痕直接注射成

33、形法 不需混炼造粒过程，可将填充剂均匀地分散在基体树脂中，直接注射成制品。超周密加工：指加工精度和表面质量达到极高程度的周密加工工艺。周密和超周密加工只是一个相对的概念，其界限随着时刻的推移而不断变化。1.超周紧密削对刀具的要求 （1）极高的硬度、极高的耐用度和极高的弹性模量，保证刀具寿命和尺寸耐用度； (2) 刃口能磨得极其锋锐，刃口半径值微小，能实现超薄的切削厚度； (3) 刀刃无缺陷，幸免刃形复印在加工表面； (4) 抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦系数低、能得到极好的加工表面完整性。天然单晶金刚石被公认为不能代替的超周紧密削刀具材料但仅用于有色金属的切削加工超周密磨削：是最要紧黑色金属超

34、周密加工手段， 加工精度=0.1m，表面粗糙度2” ，强调“工”字钢协同强度。集成特征人员集成：治理者、设计者、制造者以至用户集成；信息集成：信息猎取、表示和操作工具的集成与治理；功能集成：企业内部及外部功能集成；技术集成：多学科知识以及各种技术、方法的集成。智能制造系统（IMS）含义：由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统；模拟人类专家的智能活动，进行分析、推理和决策；取代/延伸人部分脑力劳动，进展人类专家的制造智能。智能制造模式的进展：智能制造是阻碍以后经济进展的重要生产模式；制造系统将由能量驱动型转变为信息驱动型；智能制造被各国政府列为国家进展打算；智能制造特不是信息技术进展的必定

35、，是自动化和集成技术纵向进展的结果。6.5.2 智能制造系统的特征 自律（Holonic)能力 搜集理解环境和自身信息，规划自身行为的能力，基于知识的模型是系统自律能力的基础。 人机一体化 智能机器只具有逻辑思维（专家系统和部分形象思维（神经网络），没有人的灵感思维，不可能全面取代人类专家智能；人机一体化突出人的核心地位，使二者各显其能。 虚拟现实技术 借助于音像和传感装置，虚拟展示现实生活中各种过程，虚拟以后产品及其制造过程，从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。 自组织与超柔性 能够自行组成一种最佳结构，具有运行方式和结构形式的柔性，如同一群人类专家群体，具有生物特性。 学习能力与自我

36、维护能力 在实践中不断充实知识库，具有自学习，自行进行故障诊断与排除功能。6.5.3 智能加工与智能加工设备技术工人职责：用感受器官监视加工状况；通过大脑推断加工状态，并作出决策；用四肢实施相应的操作和处理。智能加工：应用传感处理、智能决策、实时操纵技术，自主选取数据，积存经验，依照猎取的状态信息制造新的知识。智能机床：应用传感器对切削过程进行在线监测，依据神经网络诊断异常状态；故障发生时，启动知识处理机，参照存储积存的知识，决策修正加工条件，排除机床故障。预测推理模块：事前对异常情况进行推理，提供处理对策表供检索调用。操纵推理模块：对已发生的异常情况采取相应处理对策。先进制造技术及要紧内容、

37、先进制造技术是制造业不断汲取信息技术和现代治理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、治理、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。要紧内容：（1）现代设计技术 （2）现代制造工艺技术 （3）制造自动化技术 （4）现代治理技术 （5）现代生产制造系统超周密加工技术、是指加工精度和表面质量达到极高程度的周密加工工艺技术。数控技术、用数字化信号对设备运行及其加工过程进行操纵的自动化技术。柔性制造技术（FMS）、由数控加工设备、物料运储装置和计算机操纵系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制

38、造单元，能依照制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，以适宜于多品种、中小批量生产。虚拟制造技术、虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、加工、成形、装配、维护等，通过统一建模形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品。通过仿真，及时地发觉产品设计和工艺过程可能出现的错误和缺陷，进行产品性能和工艺的优化，从而保证产品质量。快速原型/零件制造技术、综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术的技术集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。纳米技术及要紧内容、纳米技术是指纳米级（01nm100nm）的材料、设计、制造、测量、操纵和产品的技术。纳米技术的要

39、紧内容：（1）纳米测量技术 （2）纳米级加工技术 （3）纳米级器件（4）纳米材料 （5）微型机械和微型机电系统 （6）纳米生物学并行工程（CE）、是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。这种方法要求产品开发人员从设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度打算和用户的要求。敏捷制造（AM）、敏捷制造是利用先进制造技术和信息技术对市场的变化作出快速响应的一种生产方式，通过可重用、可重组的制造手段与动态的组织结构和高素养的工作人员的集成，获得企业的长期经济效益。绿色制造（GM）、是一个综合考虑环境阻碍和资源效率的

40、现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的阻碍（副作用）最小，资源效率最高。现代设计技术、以满足应市产品的质量、性能、时刻、成本/价格综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、制造产品活动过程所用到的技术群体的总称。可靠性、 产品在规定的条件和规定的时刻内，完成规定功能的能力。LIGA技术、LIGA技术的机理是由深层X射线光刻、电镀成型及注塑成型三个工艺组成。在用LIGA技术进行光刻的过程中，一张预先制作的模板上的图形被映射到一层光刻掩膜上，掩膜中被光照的部分性质发生改变，在随

41、后的冲洗过程被溶解，剩余的掩膜即是待生成的微结构的负体，在接下来的电镀成型过程中，从电解液中析出的金属填充到光刻的空间形成金属微结构。ERP企业资源打算ERP是建立在信息技术基础上，利用现代企业的先进治理思想，全面地集成了企业所有资源信息，为企业提供决策、打算、操纵与经营业绩评估的全方位和系统化的治理平台。1. 先进制造技术的特点？（1）先进制造技术的有用性（2）先进制造技术应用的广泛性（3）先进制造技术的动态特征（4）先进制造技术的集成性：制造工程（5）先进制造技术的系统性：物质流、能量流和信息流的系统工程。（6）先进制造技术强调的是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。（7）先进制造技术

42、是面向21世纪的技术系统，其目的是提高对产品市场的适应能力和竞争能力。2. 如何理解制造业信息化及其关键技术？3. 简述超高速主轴单元制造技术的关键技术？超高速主轴的材料、结构、轴承的研究与开发，超高速主轴系统动态特性及热特性研究，柔性主轴及其轴承的弹性支撑技术的研究，超高速主轴系统的润滑与冷却技术研究，以及超高速主轴系统的多目标优化设计、虚拟设计技术研究等。4. 简述CNC装置/技术的插补原理？从产生数学模型来分，有直线插补，二次曲线插补和样条插补等，从差不多原理可分为：以区域判不为特征的比较法插补，以比例乘法为特征的数字脉冲乘法器插补，以数字积分法进行运算的数字积分插补，以矢量运算为基础的

43、矢量辨不法插补，以速度运算为基础的时刻分割法以及兼备逐点比较和数字积分特征的比较积分法插补等。还能够采纳数字积分法等插补方法。5. 分析周紧密削时工艺系统的刚度对加工精度的阻碍？6. 现代设计技术的特点？ （1）设计范畴的扩展化； （2） 设计手段的计算机化； （3）设计过程的并行化、智能化； （4） 设计手段的拟实化； （5） 分析手段的精确化； （6）多种手段综合应用；（7）强调设计的逻辑性和系统性； （8）进行动态多变量的优化； （9）强调产品的环保性、宜人性； （10）强调用户参与； （11）强调设计时期的质量操纵； （12）设计和制造一体化； （13）强调产品全寿命周期最优化7. 简

44、述高速切削的特点和关键技术？优点：（1）加工时刻可缩短3-5倍； （2）提高生产效率；（3）表面粗糙度降低； （4）轮廓精度提高；（5）减少抛光时刻； （6）减少辅助时刻；（7）在同一工序上即可完成粗、精加工； （8）可直接加工淬硬材料，实现“以切代磨”；（9）可加工专门薄的薄壁； （10）降低加工成本。缺点（1）旧的加工适应必须抛弃； （2）更多的设备投资；（3）更多的刀具成本； （4）必须格外加强操作人员的爱护；（5）培训较复杂。关键技术：超高速切削、磨削机理，超高速主轴单元制造技术，超高速进给单元制造技术，超高速加工用刀具、磨具，超高速机床支撑及辅助单元制造技术，以及超高速加工检测技术。

45、8. 简述微型机械加工技术的关键技术？（1）微型系统设计技术（2）微细加工技术（3）微型机械组装和封装技术（4）微系统的表征和测试技术9. 快速原型制造的要紧方法及每种要紧方法的工作原理？（1）选择性液体固化 原理是：将激光聚拢到液态光固化材料（如光固化树脂）表面，令其有规律地固化，由点到线到面，完成一个层面的建筑，而后升降移动一个层片厚度的距离，重新覆盖一层液态材料，再建筑一个层面，由此层层迭加成为一个三维实体。（2）选择性层片粘接 选择性层片粘接采纳激光或刀具对箔材进行切割。首先切割出工艺边框和原型的边缘轮廓线，而后将不属于原型的材料切割成网格状。通过升降平台的移动和箔材的送给能够切割出新

46、的层片并将其与先前的层片粘接在一起，如此层层迭加后得到下一个块状物，最后将不属于原型的材料小块剥除，就获得所需的三维实体。（3）选择性粉末熔结/粘接关于由粉末铺成的有好密实度和平坦度的层面，有选择地直接或间接将粉末熔化或粘接，形成一个层面，铺粉压实，再熔结或粘接成另一个层面并与原层面熔结或粘接，如此层层叠加为一个三维实体。（4）挤压成形 挤压成形是指将热熔性材料（ABS、尼龙或蜡）通过加热器熔化，挤压喷出并堆积一个层面，然后将第二个层面用同样的方法建筑出来，并与前一个层面熔结在一起，如此层层堆积而获得一个三维实体。（5）喷墨印刷 喷墨印刷Ink-Jet Printing是指将固体材料熔融，采纳喷墨打印原理（汽泡法和晶体振荡法）将其有序地喷出，一个层面又一个层面地堆积建筑而形成一个三维实体。10. 简述电火花、激光束、电子束、离子束、高压水射流加工的原理及特点？电火花加工：原理：