先进制造技术

6/6先进制造技术一、名词解释：

5.CIMS定义：

CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统，是一种新型制造模式。

7.快速原型制造技术（RPM）:快速原型制造技术是综合利用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。

11.熔融沉积造型（FDM）:FDM工艺是利用热塑性材料（一般为蜡、ABS塑料、尼龙等）的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层堆积成型。

12.并行工程：并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期中的各种因素，包括质量、成本、进度及用户需求。

14．智能制造（IM）：智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

15．绿色制造（GM）：绿色制造是指在保证产品功能、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，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，对环境的负面影响最小，资源效率最高，并使企业经济效益和社会效益协

调优化。

16．虚拟制造：虚拟制造就

是利用仿真与虚拟现实技术，在

高性能计算机及高速网络的支持

下，采用群组协同工作，通过模

型来模拟和预测产品功能、性能

及可加工性等各方面可能存在的

问题，实现产品制造的本质过程，

包括产品的设计、工艺规划、加

工制造、性能分析、质量检测等，

并进行过程管理和控制。

17．精良生产：精良生产就

是有效地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，有效配置和

合理使用企业资源，把产品形成

全过程的诸要素进行优化组合，

以必要的劳动，确保在必要的时

间内，按照必要的数量，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，最大限度地为

企业谋求利益的一种新型生产方

式。

二．简答题

1．现代制造及其技术的形成和

发展特点是；

答：（1）在市场需求不断变化的

驱动下，制造的生产规模沿着以

下方向发展：小批量-少品种大批

量-多品种变批量（2）在科技高

速发展的推动下，制造业的资源

配置呈现出从劳动密集型-设备

密集型-信息密集型-知识密集型

变化（3）生产方式上，其发展过

程是：手工-机械化-单机自动化-

刚性流水自动线-柔性自动线-智

能自动化（4）在制造技术和工艺

方法上，现代制造在发展中，其

特征表现为：重视必不可少的辅

助工序；重视工艺装配，使制造

技术成为集工艺方法、工艺装备

和工艺材料为一体的成套技术；

重视物流、检验、包装及储藏，

使制造技术成为覆盖加工全过程

的综合技术，（5）引入工业工程

和并行工程概念，强调系统化及

其技术和管理的集成，将技术和

管理有机地结合在一起。

2.先进制造技术的特点；

答：先进性、广泛性、集成性、

实用性、系统性、动态性

3．先进制造技术发展趋势；

答:先进制造技术发展的总趋势

是向精密化、柔性化、虚拟化、

网络化、智能化、敏捷化、清洁

化、集成化及管理创新的方向发

展

4.FMS的类型

答：（1）配备互补机床的FMS

（2）配备可互相替换机床的

FMS这种类型的FMS（3）混

合式的FMS

5．简述FMS对加工系统的要求;

答：FMS中的加工设备应该是可

靠的、自动化的、高效率的和高

柔性的。在选择时，需考虑到该

FMS加工零件的尺寸范围、经济

效益、零件的工艺性、加工精度

和材料等。

6．FMS物料运储系统的形式

答：直线运输形式、环形运输形

式、带支路的直线运输形式、带

支路的环形运输形式、网络型运

输形式

7．实施FMS的过程中应注意的

问题；

答（1）实施FMS的基本原则l）

应与企业的经营计划和发展方向

挂钩，做到目标明确、资金落实。

2）具体地、仔细地分析企业的技

术力量和需求，做到技术落实。3）

分析引进设备后对生产管理方面

的影响，做到组织落实。4）制定

与设备引进相关的人才培训计

划，做到人员落实。

（2）加工对象的选择与分析选择FMS的加工对象时应考虑如下因素：1）多品种、中小批量、形状类似的工件（降低成本）。2）总附加价值高的工件（提高质量、缩短交货期、有可观的利润）。3）被切削性好、切屑处理容易、加工任务稳定的工件（易于无人值守自动加工）4）加工部位的形状和切削条件稳定的工件（易于数控加工）。5）加工工序可大幅度集约的工件（缩短产品开发、研制周期，适合数控加工）。

（3）实施方法（4）设备投资费用的预算（5）系统的扩展性（6）自动化程度（7）明确系统技术要求

8．简述派生式CAPP系统：

答：派生式CAPP系统是在成组技术的基础上，按零件结构和工艺的相似性，用分类编码系统将零件分为若干零件加工族，并给每一族的零件制定优化加工方案和编制典型工艺过程，以文件形式存储在计算机中。

9．简述创成式CAPP系统：答：创成式CAPP系统是根据所输入的零件信息，通过逻辑推理和计算，作出工艺决策而自动地“创成”一个新的优化的工艺过程。

10．简述CIMS的基本组成；答：管理信息系统、工程设计系统、制造自动化系统、质量保证系统、计算机通讯网络系统。11．制造自动化系统主要组成部分有：

答:（1）加工单元（2）工件运送子系统（3）刀具运送子系统（4）计算机控制管理子系统12．CIMS工程的实施阶段是设计阶段的延续。863/CIMS专家组在总结全国几十个实施CIMS企业经验基础上，针对CIMS工程

实施过程中所要遵循的技术原则

和方法。具体体现在哪四个方面：

答：贯彻“效益驱动”的原则、

充分利用企业现有资源、与企业

技术改造紧密结合、分步实施，

重点突破

13．快速原型制造技术的基本过

程其具体过程如下；

答：（1）产品的CAD建型应用三

维CAD软件（2）三维模型的近

似处理（3）三维模型的Z向离散

化（即分层处理）（4）处理层片

信息，生成数控代码（5）逐层堆

积制造（6）后处理。

14.快速原型制造技术的特点：

答：高度柔性化、技术高度集成

化、设计制造一体化、大幅度缩

短新产品的开发成本和周期、制

造自由成形化、材料使用广泛性。

15．简述光固化成形工艺特点；

答：（1）尺寸精度高SLA原型的

尺寸精度可达±0.lmm。

（2）表面质量好。（3）成形过程

自动化程度高SLA系统非常稳

定，加工开始后，成形过程可以

完全自动化，直至原型制作完成。

（4）原材料利用率高原材料的利

用率将近100%。（5）能制造形状

特别复杂（如空心零件）、特别精

细（如首饰、工艺品等）的零件。

（6）制作出来的原型件，可快速

翻制各种模具。

16．简述叠层实体制造工艺特点；

答：（1）生产效率高LOM工艺

只需在片材上切割出零件截面的

轮廓，而不用对整个截面进行扫

描。因此成形效率比其他RP工

艺要高，非常适合于制作大型实

体原型件。（2）零件精度较高

LOM工艺过程中不存在材料相

变，因此不易引起翘曲变形，零

件精度较高，小于0.15mm。（3）

无需设计和制作支撑结构工件外

框与截面轮廓之间的多余材料在

加工中起到了支撑作用，所以

LOM工艺无需加支撑。（4）后处

理工艺简单，成形后废料易于剥

离，且不需后固化处理。（5）原

型制作成本低LOM工艺常用的

原材料为纸、塑料薄膜等，这些

材料价格便宜。（6）制件能承受

高达200℃的高温，有较高的硬

度和较好的力学性能，可以进行

各种切削加工。

17．简述选择性激光烧结工艺特

点；

答：（1）可以采用多种材料从原

理上讲，这种方法可采用加热时

粘度降低的任何粉末材料，通过

材料或各类含有粘结剂的涂层颗

粒制造出任何造型，适应不同的

需要。（2）SLS工艺无需支撑因

为没有被烧结的粉末起到了支撑

的作用，因此SLS工艺不需要支

撑，这不仅简化了设计、制作过

程（3）制件具有较好的力学性能，

可直接用作功能测试或小批量使

用的产品。（4）材料利用率高，

未烧结的粉末可以重复利用。

18．简述熔融沉积造型工艺特

点；

答：（l）由于该工艺无需激光系

统，因此设备使用、维护简便，

成本较低，其设备成本往往只是

SLA设备成本的1／5。（2）FDM

设备系统可以在办公室环境下使

用。（3）用蜡成形的零件原型，

可以直接用于失蜡铸造。（4）原

材料在成形过程中无化学变化，

制件翘曲变形小。（5）当使用水

溶性支撑材料时，支撑去除方便

快捷，且效果较好。

19.简述并行工程的运行特性；

答：（1）并行特性并行工程的最

大特点是把时间上有先有后的作

业过程转变为同时考虑和尽可能

同时（或并行）处理的过程，在

产品的设计阶段就并行地考虑了产品整个产品生命周期中的所有因素，研制周期将明显地缩短。（2）整体特性并行工程哲理认为，制造系统（包括制造过程）是一个有机的整体，在空间中似乎相互独立的各个制造过程和知识处理单元之间，实质上都存在着不可分割的内在联系。（3）协同特性：1）多功能的协同组织机构2）协同的设计思想3）协同的效率（4）集成特性并行工程是一种系统集成方法，具有人员、信息、功能、技术的集成特性。

20.简述虚拟企业的组织结构答：（1）核心层（2）紧密层（3）松散层

21．智能制造系统的主要支撑技术

答：人工智能技术、并行工程、虚拟制造技术、信息网络技术22．绿色制造特点；

答：（1）系统性（2）突出预防性（3）保持适合性（4）符合经济性（5）注意有效性和动态性22．虚拟制造的特点：

答：（1）虚拟制造是实际制造过程在计算机上的映射和本质表现。（2）虚拟制造虽然不是实际的制造，但却实现实际制造的本质过程，是一种通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性