先进制造技术试题库与答案

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，还应涉及无污染。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行方案。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：目的函数，设计变量，约束条件。31.绿色设计的重要内容涉及：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.微细加工工艺方法重要有：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涉及：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是指公司资源计划，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性：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的三大特性分别为数据驱动、集成、柔性。49.CIMS提成五个层次，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.公司资源计划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.资源运用率高，能源消耗低c.为公司发明利润

8．计算机集成制造技术强调（c）

a.公司的经营管理b.公司的虚拟制造c.公司的功能集成

9．FMS非常适合（c）

a.大批大量生产方式b.品种单一、中档批量生产方式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.图像解决技术

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重要指标是（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.避免有互相影响的零件组合，避免零件的无损

b.避免使用与循环运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.超高速机床规定主轴的转速很高，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“产品数据模型互换标准”。（）18.刚性自动化制造以大批量生产为模式、以减少成本为目的。（）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成纳米级。（）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的值至少应达成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）可以在纳米尺度下进行表面微观测，合用于金属、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，可以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，涉及：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取机械、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、改善产品设计，调整产品结构，选择绿色原材料，生产原料闭路循环、资源综合运用，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。建立公司环境管理体系，为公司连续进行清洁生产提供组织和管理保障。7、简述绿色再制造的重要关键技术？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、修复热解决技术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运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。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。制造业指将制造资源涉及物料、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。市场及特性指一定期、一定地点的商品交易的场合。特性不拟定性、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。产品和特性指提供应市场满足人们某种欲望或需求的一切东西。特性:个性化和多样化、寿命周期的趋短、智能化、绿色化。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/CF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所有费用。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、价值系数分析法反求工程以已有的产品为基础进行消化、吸取并进行创新改善使之成为新产品。反求工程设计的基本环节分析阶段、再设计阶段、反求产品的制造阶段。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。样本重构的基本环节数据预解决、网格模型生成、网格模型后解决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通过翻新解决后可以重新运用。机械工艺流程毛坯的成形准备阶段、车削加工阶段、表面改性解决阶段机械零件成形方法受迫成形、去除成形、堆积成形超精密加工涉及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。超精密车削对刀具的规定极高的硬度、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超精密切削最小切削厚度:u=0.12时hDmin=0.322pu=0.26时hDmin=0.249p17、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℃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、尺寸稳定性好的规定。超精密床身多用人造花岗岩材料制造。机床导轨规定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。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。高速磨削加工特点尽也许地提高切削速度、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—数据文献分层切片—RPS—产品三维实体—三位数字化仪—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。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。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。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成特定使用规定的一项应用技术。方法激光表面改性、电子束表面改性、离子注入表面改性、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取并转化为热能致使光斑区域的金属蒸气迅速膨胀压力忽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。超声波加工基本原理频率超过16000HZ的声波超声波加工是运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。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。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。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查过程的自动化涉及切削自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检查自动化、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、公司管理自动化、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。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。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。综合自动化计算机集成系统、并行工程、精益生产、灵敏制造、制造自动化发展趋势灵敏化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。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涉及直线插补、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。数控加工编程一般环节工艺解决、数值计算、编制零件加工程序单、输入数控程序、程序检查。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。执行机构涉及手部、腕部、臂部、机身、机座及行走机构。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。工业机器人编程技术示教编程、离线编程、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。FMS的加工系统功能规定•工序集中减轻物流承担减少装夹次数•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。加工系统的辅助装置机床夹具、托盘、自动上下料装置。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。刀具运储系统的组成刀具预调站、刀具装卸站、刀具库系统、刀具运载互换装置、计算机控制管理系统。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。基本目的最大限度地减少库存减少库存成本。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拟定具体的生产投放和物料采购时间。MRP的信息来源主生产计划物料清单库存状态文献以及用户零部件订货的独立需求。MRP的输出信息涉及1下达计划订单2计划日程改变的告知3由于生产进度的取消或暂停而下达订货取消或暂停告知4输出库存状态报告5未来一段时间的计划订单。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MRP2的指导思想是把公司作为一个整体从最优的角度出发通过运用科学方法吧公司各种资源和产、供、销、财各个环节进行计划组织、控制和协调。MRP2可分为生产的计划控制、物流管理、财务管理三大子系统。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。物流系统的基本活动涉及物料加工、包装、装卸、搬运、运送、储存、流通、配送及其物流信息解决等。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。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配送及时生产的目的零库存零废品零故障零准备时间其最终目的是获取最大利益。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计算机集成制造CIM①公司的各个生产环节是一个不可分离的整体需要统一考虑。②整个公司生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工解决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是将公司所有人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。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。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具有需求定义、设计说明和实行描述三个不同的建模层次。CIMS/OSA的视图层CIMS/OSA的视图层敢于描述公司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涉及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涉及质量、成本、进度和用户规定。并行工程运营模式目的并行工程所追求的目的与CIMS的目的是相同的即“提高公司市场竞争能力赢得市场竞争。并行工程特性①并行特性②整体特性③协同特性④集成特性并行工程关键技术⑴产品开发过程的重构⑵集成产品的信息模型⑶并行设计过程的协调与控制精益生产的含义精益生产简练的含义就是运用多种现代管理方法和手段以社会需求为依托一发挥人作用为主线有效配置和合理使用公司资源为公司谋求经济效益的一种新型公司生产方式。精益生产的思维特点之所以能产生精益生产方式是由于精益生产发明人有一套完全与众不同的思维方式做指导重要的思维方式有下述三点⑴逆向思维精神⑵逆境中的拼搏精神⑶无止境的尽善尽美追求虚拟制造virtualmanufacturingVM是在计算机环境下将现实制造系统映射为虚拟制造系统借助三维可是交互环境对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术。具有以下的一些特性⑴功能一致性⑵结构相似性⑶组织的灵活性⑷集成化12、灵敏制造快速调整自己增强市场多变能力在“竞争-合作-协同”机制下实现对市场作出灵活反映的一种生产制造模式。虚拟公司一种动态组织结构为了赢得某个市场机遇快速组成一个功能单一的临时性经营实体。灵敏制造的基础结构1、物理基础结构涉及厂房、设备、实行、运送等物理设施当机遇出现时只需要添置少量必要设备多数的物理设施可以通过选择合适的合作伙伴得到。2、法律基础结构国家法律和政策条文在法律上认可虚拟公司规定如何交易、利益分享、资本流动、纳税等若虚拟公司破产如何还债、如何善后、人员如何流动等。3、社会基础结构需要社会为虚拟公司提供培训、中介等服务环境。4、信息基础结构涉及公司信息网络、服务网点、中介机构等信息服务手段。虚拟制造将现实制造系统映射为虚拟制造系统借助三维可视交互环境对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术。虚拟制造系统特性1、不消耗资源和能量不生产现实世界产品模拟产品制造过程对系统效益及风险进行评估2、功能一致性忠实反映现实制造系统功能和特性3、结构相似性与现实制造系统在结构上是相似的4、组织灵活性虚拟制造系统是面向未来、面向市场、面向用户需求的系统其组织与实现具有非常高的灵活性。5、集成化涉及信息集成、智能集成、串并行工作机制集成和人机集成等多种形式的集成。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发展人类专家的制造智能。18、智能制造系统的特性1、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。2、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也许全面取代人类专家智能人机一体化突出人的核心地位使两者各显其能。3、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未来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。4、自组织与超柔性可以自行组成一种最佳结构具有运营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。5、学习能力与自我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。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运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。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。制造业指将制造资源涉及物料、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。市场及特性指一定期、一定地点的商品交易的场合。特性不拟定性、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。产品和特性指提供应市场满足人们某种欲望或需求的一切东西。特性:个性化和多样化、寿命周期的趋短、智能化、绿色化。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/CF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所有费用。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、价值系数分析法反求工程以已有的产品为基础进行消化、吸取并进行创新改善使之成为新产品。反求工程设计的基本环节分析阶段、再设计阶段、反求产品的制造阶段。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。样本重构的基本环节数据预解决、网格模型生成、网格模型后解决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通过翻新解决后可以重新运用。机械工艺流程毛坯的成形准备阶段、车削加工阶段、表面改性解决阶段机械零件成形方法受迫成形、去除成形、堆积成形超精密加工涉及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。超精密车削对刀具的规定极高的硬度、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超精密切削最小切削厚度:u=0.12时hDmin=0.322pu=0.26时hDmin=0.249p17、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℃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、尺寸稳定性好的规定。超精密床身多用人造花岗岩材料制造。机床导轨规定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。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。高速磨削加工特点尽也许地提高切削速度、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—数据文献分层切片—RPS—产品三维实体—三位数字化仪—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。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。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。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成特定使用规定的一项应用技术。方法激光表面改性、电子束表面改性、离子注入表面改性、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取并转化为热能致使光斑区域的金属蒸气迅速膨胀压力忽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。超声波加工基本原理频率超过16000HZ的声波超声波加工是运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。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。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。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查过程的自动化涉及切削自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检查自动化、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、公司管理自动化、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。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。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。综合自动化计算机集成系统、并行工程、精益生产、灵敏制造、制造自动化发展趋势灵敏化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。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涉及直线插补、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。数控加工编程一般环节工艺解决、数值计算、编制零件加工程序单、输入数控程序、程序检查。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。执行机构涉及手部、腕部、臂部、机身、机座及行走机构。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。工业机器人编程技术示教编程、离线编程、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。FMS的加工系统功能规定•工序集中减轻物流承担减少装夹次数•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。加工系统的辅助装置机床夹具、托盘、自动上下料装置。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。刀具运储系统的组成刀具预调站、刀具装卸站、刀具库系统、刀具运载互换装置、计算机控制管理系统。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。基本目的最大限度地减少库存减少库存成本。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拟定具体的生产投放和物料采购时间。MRP的信息来源主生产计划物料清单库存状态文献以及用户零部件订货的独立需求。MRP的输出信息涉及1下达计划订单2计划日程改变的告知3由于生产进度的取消或暂停而下达订货取消或暂停告知4输出库存状态报告5未来一段时间的计划订单。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MRP2的指导思想是把公司作为一个整体从最优的角度出发通过运用科学方法吧公司各种资源和产、供、销、财各个环节进行计划组织、控制和协调。MRP2可分为生产的计划控制、物流管理、财务管理三大子系统。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。物流系统的基本活动涉及物料加工、包装、装卸、搬运、运送、储存、流通、配送及其物流信息解决等。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。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配送及时生产的目的零库存零废品零故障零准备时间其最终目的是获取最大利益。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计算机集成制造CIM①公司的各个生产环节是一个不可分离的整体需要统一考虑。②整个公司生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工解决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是将公司所有人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。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。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具有需求定义、设计说明和实行描述三个不同的建模层次。CIMS/OSA的视图层CIMS/OSA的视图层敢于描述公司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涉及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涉及质量、成本、进度和用户规定。并行工程运营模式目的并行工程所追求的目的与CIMS的目的是相同的即“提高公司市场竞争能力赢得市场竞争。并行工程特性①并行特性②整体特性③协同特性④集成特性并行工程关键技术⑴产品开发过程的重构⑵集成产品的信息模型⑶并行设计过程的协调与控制精益生产的含义精益生产简练的含义就是运用多种现代管理方法和手段以社会需求为依托一发挥人作用为主线有效配置和合理使用公司资源为公司谋求经济效益的一种新型公司生产方式。精益生产的思维特点之所以能产生精益生产方式是由于精益生产发明人有一套完全与众不同的思维方式做指导重要的思维方式有下述三点⑴逆向思维精神⑵逆境中的拼搏精神⑶无止境的尽善尽美追求虚拟制造virtualmanufacturingVM是在计算机环境下将现实制造系统映射为虚拟制造系统借助三维可是交互环境对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术。具有以下的一些特性⑴功能一致性⑵结构相似性⑶组织的灵活性⑷集成化12、灵敏制造快速调整自己增强市场多变能力在“竞争-合作-协同”机制下实现对市场作出灵活反映的一种生产制造模式。虚拟公司一种动态组织结构为了赢得某个市场机遇快速组成一个功能单一的临时性经营实体。灵敏制造的基础结构1、物理基础结构涉及厂房、设备、实行、运送等物理设施当机遇出现时只需要添置少量必要设备多数的物理设施可以通过选择合适的合作伙伴得到。2、法律基础结构国家法律和政策条文在法律上认可虚拟公司规定如何交易、利益分享、资本流动、纳税等若虚拟公司破产如何还债、如何善后、人员如何流动等。3、社会基础结构需要社会为虚拟公司提供培训、中介等服务环境。4、信息基础结构涉及公司信息网络、服务网点、中介机构等信息服务手段。虚拟制造将现实制造系统映射为虚拟制造系统借助三维可视交互环境对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术。虚拟制造系统特性1、不消耗资源和能量不生产现实世界产品模拟产品制造过程对系统效益及风险进行评估2、功能一致性忠实反映现实制造系统功能和特性3、结构相似性与现实制造系统在结构上是相似的4、组织灵活性虚拟制造系统是面向未来、面向市场、面向用户需求的系统其组织与实现具有非常高的灵活性。5、集成化涉及信息集成、智能集成、串并行工作机制集成和人机集成等多种形式的集成。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发展人类专家的制造智能。18、智能制造系统的特性1、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。2、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也许全面取代人类专家智能人机一体化突出人的核心地位使两者各显其能。3、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未来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。4、自组织与超柔性可以自行组成一种最佳结构具有运营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。5、学习能力与自我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。先进制造技术结业测验题姓名：学号：题号一二三四五总分得分填空题（每空1分，共计40分）1、制造过程产品从设计、＿＿、＿＿、＿＿、报废、回收等的全过程，也称为产品＿＿＿＿。2、制造业将制造资源运用＿＿＿＿，通过＿＿＿＿，转化为供人们使用或运用的＿＿＿或＿＿＿＿的行业。3、制造生产的运营过程，涉及市场分析、＿＿＿＿、工艺规划、＿＿＿＿、＿＿＿＿、产品销售、＿＿＿＿、报废、回收、再运用等。4、恩格斯指出：“直立和＿＿发明了人类，而＿＿是从＿＿＿＿开始的。动物所做到的最多是收集,而人则从事＿＿。”5、现代制造技术的四个基本特性是＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。6、成功公司的关键因素重要有：上市时间、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、灵活性、＿＿＿＿。7、整个生产过程实质上也是对信息的＿＿＿＿、传递和＿＿＿＿的过程，在公司中重要存在＿＿＿＿和＿＿＿＿这两种运动过程，而＿＿＿＿又是受＿＿＿＿控制的。8、公司的产品形成过程是：＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿。9、CIMS是一种基于CIM哲理构成的＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿的制造系统。10、CIM技术是传统的制造技术与＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿等的有机结合。二、选择题（每题2分，总计10分）1、磨削加工时常用的切削液是（）A、合成切削液；B、低浓度乳化液；C、切削油；D、极压切削油；2、粗加工后安排调质解决可提高零件的（）A、硬度B、耐磨性；C、强度D、综合力学性能；3、制定零件工艺过程中，一方面研究和拟定的基准是（）A、设计基准；B、工序基准；C、定位基准；D、测量基准；4、工序集中有助于保证各加工表面的（）A、尺寸精度；B、形状精度；C、互相位置精度；D、表面粗糙度；5、划分工序的重要依据是（）A、生产批量的大小；B、零件在加工过程中工作地是否变动；C、生产计划的安排；D、零件结构的复杂限度；三、判断题（每题1分，共计10分对的的打√，错误的打×）1、硬质合金是在碳素钢中加入大量的钨、钛、钽等元素构成，它具有很高的硬度和耐磨性。（）2、粗加工外圆表面时，一般依次从右到左、由小直径外圆到大直径外圆先后加工。（）3、表面粗糙度值越小，加工表面的微观几何形状精度就越高。（）4、车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。（）5、先进制造与自动化技术是实现各种高新技术的保障技术。（）6、国际竞争和对抗的焦点由军备竞赛转向全球范围内的以科技为先导，经济为基础、军事为后盾的综合国力的较量；（）7、试切法是通过试切—测量—调整—再试切的反复过程而获得规定尺寸精度的。（）8、用三爪自定心卡盘装夹工件，夹紧力大，且能自动定心，不需要找正。（）9、圆周铣具有能压紧工件，使铣削平稳、铣刀后面的挤压及摩擦小等优点，所以刀具磨损慢、工件加工表面质量好，一般采用顺铣。（）10、W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2是常用的两种硬质合金牌号。（）四、名词解释（每题4分，共计16分）1、制造：制造技术先进制造技术4、制造系统结构五、简答（每题6分，共计24分）1、电火花加工的物理本质是什么？2、未来十大高新技术及其产业领域有那些？3、简述制造业发展历程？简述制造业在国民经济中的重大意义？填空：1、生产、使用、维修、生命周期2、制造技术、制造过程、工业品、生活消费品。3、产品设计、制造装配、检查出厂、售后服务。4、劳动、劳动、制造工具、生产。5、柔性化、集成化、智能化、网络化。6、质量、产品成本、服务、环境。7、采集、加工解决、信息流、物流、物流、信息流。8、产品规划、概念设计、具体设计、生产准备。9、计算机化、信息化、智能化、集成优化。10、现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术二、选择：1、B2、D3、C4、B5、B三、判断1、×2、×3、√4、×5、√6、√7、√8、×9、√10、×四、名词：1、狭义：为机电产品的机械加工工艺过程广义：制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。2、按照人们所需的目的，运用知识和技能，运用客观物资工具，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。3、在传统制造技术基础上不断吸取机械.电子.信息.材料.能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计.制造.检测.管理.销售.使用.服务的制造全过程,以实现优质.高效.低耗.清洁.灵活的生产,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总称,也是取得抱负技术经济效果的制造技术的总称.4、是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。五、简答：1、电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极互相靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。2、(1)信息科学技术(2)生物科学技术(3)新能源科学技术(4)新材料科学技术(5)环境科学技术(6)航空航天科学技术(7)海洋科学技术(8)先进制造科学技术(9)管理科学技术(10)认知科学技术3、1）用机器代替手工，从作坊形成工厂2）从单件生产方式发展成大量生产方式3）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术4、1）在发达国家中,制造业发明了约60%的社会财富、约45%的国民经济收入。2）据记录，美国68%的社会财富来自于制造业。3）CIRP在1999年的报告中指出：在国家生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%-65%。4）在许多国家的科技发展计划中，先进制造技术都被列为优先发展的科技。先进制造技术先进制造技术的发展及体系结构制造系统的定义和内涵（P1）制造系统的定义：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机过程。三个方面的定义：制造系统的结构定义：制造系统是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具和能源等）、软件（涉及制造理论、制造工艺和制造信息等）和人员所组成的一个具有特定功能的有机整体。制造系统的功能定义：制造系统是一个输入制造资源（原材料、能源等），通过制造过程输出产品或半成品的输入输出系统。制造系统的过程定义：制造系统可看出是制造生产的运营过程，涉及市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检查出厂、产品销售及售后服务等各个环节的制造全过程。先进制造技术的内涵、技术构成及特点（P10）先进制造技术的定义（内涵）：先进制造技术是制造业不断吸取机械、电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代化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。先进制造技术的重要内容：现代设计技术：现代制造工艺技术：精密和超精密加工技术、精密成型技术、特种加工技术、表面改性、制膜和涂层技术。制造自动化技术现代管理技术现代生产制造系统先进制造技术的特点：先进制造技术的实用性；先进制造技术应用的广泛性；先进制造技术的动态特性；先进制造技术的集成性：制造工程；先进制造技术的系统性：物质流、能量流和信息流和信息流的系统工程先进制造技术强调的是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产其目的是提高对产品市场的适应能力哦和竞争能力。制造业的发展趋势：制造业发展的重要特性是向全球化、网络化和虚拟化方向发展；未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、智能化、集成化和全球化方向发展。如何理解制造业信息化及其关键技术？？？答：制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，可以改善制造公司的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，提高生产效率、产品质量和公司的创新能力，减少消耗，带动产品设计方法和设计工具的创新、公司管理模式的创新、制造技术的创新以及公司间协作关系的创新，从而实现产品设计制造和公司管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及征询服务的网络化，全面提高我国制造业的竞争力。制造业信息化是运用现代信息技术改造传统的制造业，在产品研制生产全过程的各个方面应用现代信息技术，进一步开发、广泛运用信息资源，实现设计、制造、管理与资源配置的信息化。关键技术：产品设计的信息化及应用技术：产品CAD应用技术，支持产品创新设计的CAD；基于PDM的设计制造工程集成化技术：网络化CAD技术，CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM(4CP)集成技术；公司管理信息化技术：适合我国国情的先进实用ERP技术，供应链管理与客户关系管理技术；制造过程中的信息化技术：支持公司协作与资源共享的网络化制造平台，流程工业生产过程的先进控制技术；应用集成技术：PDM/ERP集成技术，公司信息化应用软件集成套件及整体解决方案，基于网络的ASP服务。如何发展我国的先进制造技术？答：我国面临着从计划经济向市场经济过度和从粗放型经营向集约型经营发展的双重挑战，存在资源相对局限性、环境污染严峻、科技投入局限性、教育不够发达等因素。针对这些因素，发展我国先进制造技术大约有如下举措：调整产业结构，扶植中小公司，增长知识投入，发展知识经济，促进学科交叉，加强基础研究。现代设计技术1、现代设计技术（P23）1）、现代设计技术定义：以满足应市产品的质量、性能、时间、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、改善、发明产品活动过程所用到的技术群体的总称。2）、现代设计技术的特(P87)：设计范畴的扩展化；设计手段的计算机化；设计过程的并行化、智能化；设计手段的拟实化；分析手段的精确化；多种手段综合应用；强调设计的逻辑性和系统性；进行动态多变量的优化；强调产品的环保性、宜人性；强调用户参与；强调设计阶段的质量控制；设计和制造一体化；强调产品全寿命周期最优化。3）、现代设计技术的发展趋势：设计过程的数字化及并行设计、协同设计，面向集成制造和分布式经营管理的设计，面向环境的绿色设计，综合优化设计等获得快速应用。2、并行设计（P70）1）、（并行工程）CD：并行设计是一种对产品及其相关过程（涉及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，这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其寿命周期中所有后续阶段，涉及工艺规划、制造、装配、实验、经销、运送、使用、维修、保养直至回收处置等环节，减少产品成本，提高产品质量。2）、并行设计的关键技术：（1）并行环境下的信息抽象与建模技术；（2）计算机辅助设计评价与决策——DFMA与RPM。DFMA是面向制造的设计DFM（DesignForManufacturing）和面向装配的设计DFA（DesignForAssembly）的合称。快速原型制造技术RPM（RapidPrototypeManufacturing）；（3）支持并型设计的分布式计算机环境。3、协同设计（P27）：不同的设计人员之间、不同的设计组织之间、不同的部门工作人员之间、通过全球性计算机网络实现资源共享、实时交互协同参与，合作设计，从而提高设计效率，避免不必要的反复工作。4、摩擦学设计（P41）：摩擦学设计是运用摩擦学的理论、方法、技术和数据，将摩擦和磨损减小到最低限度，从而设计出高性能、低功耗、具有足够可靠性及合适寿命的经济合理新产品。5、DFM（面对制造的设计）：（P74、76）1）DFM定义：该技术是在设计过程中考虑如何适应公司现有的制造条件和限制，根据存储在计算机中有关公司车间制造加工条件的数据库，自动对初步的产品设计进行可制造性检查，把检查结果反馈给设计人员，从而使他们可以不断调整和修改设计，使其满足制造条件的规定。2)DFM关键技术（P76）(1)计算机辅助概念设计CACD（ComputerAidedConceptDesign）(2)产品可制造模型及其评价方法的研究（3）并行设计过程建模（4）设计实验技术6、绿色产品设计1）定义（P79）：绿色产品设计是以环境资源保护为核心概念的设计过程，它规定在产品的整个寿命周期内把产品的基本属性和环境属性紧密结合，在进行设计决策时，除满足产品的物理目的外，还应满足环境目的，以达成优化设计规定。2）绿色产品设计的重要内容（P80）（1）绿色产品设计的材料选择与管理（2）产品的可回收性设计（3）产品的可拆卸设计（4）绿色产品的成本分析（5）绿色产品设计数据库3）绿色产品设计的关键技术（P82）（1）面向环境的设计技术DFE(DesignForEnvironment)（2）面向能源的设计技术（3）面向材料的设计技术（4）人机工程设计技术：以人机工程学理论为基础先进制造工艺技术先进制造工艺技术定义、发展现状与趋势（P91）先进制造工艺技术定义：先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，涉及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。其重要技术体系由先进成形加工技术、现代表面工程技术等技术构成先进制造加工技术。先进制造工艺技术发展现状（P91）现状：加工精度不断提高、加工速度得到提高、材料科学促进制造工艺变革、重大技术装备促进加工制造技术的发展、优质清洁表面工程技术获得进一步发展、精密成形技术取得较大发展、热成形过程的计算机模拟技术研究有一定发展。先进制造工艺技术的发展趋势（P94）趋势：从总体发展趋势看，优质、高效、低耗、灵捷、洁净是机械制造业永恒的追求目的，也是先进制造工艺技术的发展目的。21世纪，加工制造技术的热点和发展趋势大体是：先进精密超精密加工技术、特种加工技术、超高速切削及超高速磨削技术、微型机械加工技术、新一代制造装备技术及虚拟制造技术等。重要的新型热加工技术（铸造、塑性成形、焊接、现代切割技术、热解决、表面工程）有哪些？(P95)精密洁净铸造（P95）：化学硬化砂铸造、高效金属型铸造（涉及压力铸造技术和挤压铸造技术）、消失模铸造技术（气化膜）。精确高效金属塑性成形（P106）：超塑性成形、等温成型、辊锻技术、楔横轧技术、粉末成形等工艺。优质高效焊接（P119）：精密焊接（激光焊接、电子束焊接、扩散焊、焊熔近终成形）、特殊环境下焊接技术（空间焊接、水下焊接）；焊接机器人技术。现代切割技术（P124）：激光切割、等离子弧切割、超声切割、高压水射流切割。优质低耗热解决（P130）：真空热解决、离子热解决、激光表面和进化、热解决工艺专家系统。表面工程：(P139)1)表面改性技术(P139)•等离子体表面解决：离子渗氮，离子渗碳，离子碳氮共渗，离子渗金属。•激光表面解决：激光表面强化，激光表面涂覆，激光表面非晶态解决，激光表面合金化，激光气相沉积。•电子束表面解决：电子束表面相变强化解决，电子束表面重熔解决，电子束表面合金化解决，电子束表面非晶化解决等。•高密度太阳能表面解决：太阳能相变硬化，太阳合金化解决，太阳能表面重熔解决。•离子注入表面改性2）表面覆层技术（P147）•热喷涂技术：火焰喷涂，电弧喷涂，等离子喷涂，爆炸喷涂等。•电火花表面涂敷、•塑料涂敷、•真空蒸镀、•溅射镀膜、•离子镀、•化学气相沉积、•分子束外延•离子束合成薄膜技术3）复合表面技术（P152）•复合表面化学热解决：多元素共渗。•表面热解决与表面化学热解决的复合强化解决。•热解决与表面形变强化的复合解决工艺。•镀覆层与热解决的复合解决工艺。•覆盖层与表面冶金化的复合解决工艺。•离子辅助涂覆。•激光、电子束复合气相沉积和复合涂镀层。•离子注入与气相沉积复合表面改性。超高速加工技术（P155）1、超高速加工技术是指采用超硬刀具磨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，以极大地提高切削速度来达成提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术，它是提高切削和磨削效果以及提高加工质量、加工精度和减少加工成本的重要手段。实现超高速加工技术的的核心关键技术重要有：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，超高速刀具、磨具，超高速机床支承及辅助单元制造技术，以及超高速加工测试技术等。简述高速切削的特点和技术关键。（）优点：加工时间可缩短3-5倍；提高生产效率；表面粗糙度减少；轮廓精度提高；减少抛光时间；减少辅助时间；在同一工序上即可完毕粗、精加工；可直接加工淬硬材料，实现“以切代磨”；可加工很薄的薄壁；减少加工成本。不利因素：旧的加工习惯必须抛弃；更多的设备投资；更多的刀具成本；必须格外加强操作人员的保护；培训较复杂。技术关键：•滚珠轴承高速主轴:转速特性值达1.1-2.6×106r/min，最高回转精度可达0.5μm，•液体静压轴承高速主轴:转速特性值可达1×106，轴径为30mm的主轴，其最高转速可达30000r/min以上•空气静压轴承高速主轴:转速特性值可达2.7×106r/min，回转误差在50nm以下，最高转速可达100000r/min。采用金刚石刀具可以进行镜面铣削，加工各种复杂的高精度形面。•磁浮轴承高速主轴:转速特性值达4×106r/min，是滚珠轴承主轴的两倍，如主轴最高转速相同，则磁浮主轴可采用较大轴径，有较高刚性（约为滚珠轴承主轴的10倍）和较大承载能力。回转精度可达0.2μm。•驱动电机高速化分析超高速切削时切削力和切削温度的变化特点。（P159）萨洛蒙指出：在常规的的切削速度范围内，切削温度随切削速度的增大而提高，但是，当切削速度达成某一数值Ve之后，切削速度再增长，切削温度反而减少；Ve之值与工件材料有关，对每种工件材料，存在一个速度范围，在这个速度范围内，由于切削温度太高，任何刀具都无法承受，切削加工不也许进行，这个范围被称之为“死谷”。假如切削速度能越过“死谷”在高速区工作，则有也许用现有刀具进行超高速切削，切削温度与常规切削基本相同，从而大大减少切削工时，大幅度提高机床生产效率。随着切削速度的提高，切屑形式依次为：弧形切屑、垫圈型螺旋切屑、条状切屑、短条切屑、碎断切屑。简述超高速主轴单元制造技术的关键技术（P161）超高速主轴单元制造技术的关键技术有：超高速主轴材料、结构、轴承的研究与开发，超高速主轴系统动态特性及热态特性研究，柔性制造主轴及其轴承的弹性支承技术的研究，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的优化设计、虚拟设计技术研究。高速切削对机床的规定1）主轴转速高、功率大。一般都大于10，000r/m，有的高达60，000—100，000r/m，为常规机床的10左右；主电机功率为15—80Kw。进给量和快速行程速度高。高达60-100m/s以上，是常规值的10倍左右。主轴和工作台运动都要有极高的加速度。机床要有优良的静、动态特性和热特性。要有其他配合高速度的部件，如快速刀具互换、快速工件互换以及快速排屑等装置以及高速下的安全保护、监测措施等。超高速加工用刀具（P163）1）、高速切削对刀具材料的规定：高硬度、高强度和耐磨性；高热硬性、良好化学稳定性；高韧度、良好耐热冲击性。2）、目前，高速切削加工常用刀具材料有：聚晶金刚石（PCD）材料、立方氮化硼（CBN）材料、、陶瓷刀具（Al2O3、Si3N4）、金属陶瓷、涂层刀具、超细晶粒硬质合金、粉末冶金高速钢等。3）、高速切削用刀具特点：（1）PCD的特点：精加工铝合金，有色金属及非金属材料，可获得优良的表面质量高耐磨性及优良的热传导性能，使刀片在高速切削时使用寿命延长不合用于加工钢与铸铁（2）CBN的特点：合用于加工难切削材料，如烧结金属，淬硬钢及超耐热合金，可节约加工成本，缩短工序，优良的加工表面质量，高速切削淬硬钢时可大大提高生产效率，合用于高速切削铸铁。（3）陶瓷刀具的特点：优良的红硬性，合用于高速切削；合用于加工淬硬材料及其他难加工材料低的化学亲和性；高耐磨性使刀具寿命更长优良的加工表面质量(4）金属陶瓷的特点：在高温高硬度下可用高速切削、优良的抗氧化性，刀具寿命更长、切削速度范围广.高速磨削1）高速磨削的特点：磨削速度高、在材料切除率不变的条件下，可减少单一磨粒的切削深度，从而减小磨削力，减少表面粗糙度，提高生产效率。高速磨削的材料切除率与车、铣削相称，既可精加工，也可粗加工，大大减少机床种类，“以磨代削”减少生产成本。2）高速磨削的技术关键：（1）高速主轴：滚珠轴承高速主轴，液体静压轴承高速主轴，空气静压轴承高速主轴，磁浮轴承高速主轴，电主轴；（2）磨床结构：尽也许组合多种磨削功能，实现在一台磨床上完毕所有的磨削工序；高动态精度、高阻尼、高抗震性和热稳定性；高自动化和可靠的磨削过程；（3）高速磨削砂轮：砂轮基体的机械强度必须承受高速磨削时的磨削力；高速磨削时的安全可靠性；外观锋利，磨粒（立方氮化硼与金刚石）突出高度大，以便容纳大量的长切屑；结合剂（多孔陶瓷和电镀镍）必须具有很高的耐磨性，以减少砂轮磨损。（4）冷却润滑系统：冷却润滑液规定：较高的热容量和导热率，以提高冷却效率；能承受较高的压力；良好的过滤性能，防腐蚀性和附着力；较高的稳定性，不起泡，不变色；对健康无害，易于清洗；有助于保护环境，易于解决。四、超精密加工技术（P166）精密加工：加工精度在10~0.1um，表面粗糙度Ra在0.3~0.8um的加工技术，如金刚车、金刚镗、研磨、超精细加工、砂带磨削、镜面磨削和冷压加工等。适应于精密机床、精密测量仪器等产品的关键零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨和精密轴承等。超精密加工：加工精度在0.1~0.01um，表面粗糙度Ra在0.03~0.05um的加工技术，如金刚石刀具超精密切削、超精密磨料加工、超精密特种加工和复合加工等，使用于精密元件、计量标准元件、大规模和超大规模集成电路的制造，目前超精密加工的精度正处在亚纳米级工艺，正在向纳米级工艺发展。纳米加工：加工精度高于0.001um，表面粗糙度Ra小于0.005um的加工技术。其加工方法大多已不是传统的机械加工方法，而是注入原子分子单位加工等方法。纳米技术：是指纳米级（0.1nm~100nm）的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术。纳米技术的重要内容：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。超精密磨削和磨料加工技术（P171-175）：超精密磨削和磨料加工是运用细粒度