先进制造技术习题复习资料完整

1、M叙述制造、劇造系统、剧造业、制造技术尊概念.比较广义制造与狭义制造的制逍：把原材料加工成适用的产品制造系统：制适过程及其所涉及的换件.软件和人员组成的一个将制适资谏 转变为产品（含半成品的有机整体.称为制造系统。制适系统还有以卜'三方面的 定义：制适系统的结构定义：制适系统的功能定文：制适系统的过程定义，制逍业：足将制造资源（物料、能源、设备.工具、资金.技术、信总和人 力等）.通过制适过程.转化为吋供人们使用与利用的工业品与生活汹费品的行业。 它涉及到田民经济的许多部门.是国艮经挤和媒合国力的支柱产业。制越技术：是完成制遗活动所需的一切手段的总和.制适技术已成为一个涵 盖整个生产过

2、程、跨多个学科.高度集成的高新技术。狭义制适足产品的机械工艺过程或机械加工过程。广义制逍与狭义制适相比. 制适的穩念和内涵在范用和过程两方面人人拓展。在范用方面.制逍涉及的工业领 域远非局限于机械制趟而足涉及机械、电子化工轻工、ft品、军工等田民经 济的人址行业在过程发面.广义制适不仅捋集体的工艺过程而是折包括市场分 析.产品设计、汁划控制、生产工艺过程.褻配检脸.侑何眼务和管理等产品整个 生命周期的全过程，1- 2试简述制造技术的发展历程制遣技术的发展是由礼会、政治、经济等多方面因索决定的.纵观近两百年 制逍业的发展历程.影响其发展说主要的因素是技术的推动及市场的牵引.人类科 学技术的毎次革

3、命.必然引起制适技术的不断发展.也推动了制适业的发展.另一 方面.随若人类的不斯进步.人类的需求不断变化.因而从另一方而推动了制适业 的不斯发展.促逬了制适技术的不断进步。两百年来.在市场需求不断变化的驰动K制迪业的生产规模沿若少品种人 批捷的规模生产一一多品种小批址生产个性化弹性批址生产：在科技高速发展 的推动1制适业的资源配怪沿若劳动密集设备与资金密集一一信息密集一 一知识密集”的方向发展.与之相适应.制适业的资源配览沿若“手工机械化 一单机自动化一一刚性流水自动化一一柔性自动化一一智能门动化的方向发展。 制造技术则从机械化机电一一体化与自动化一一网络化与神能化发展在组织 骨理方式上从腹中

4、.固定的组织管理方式一一分布、自治的管理一一协同.创新 的组织诗理发展：在生产管理方式上.从面向库存一一面向订单面向市场与顾 客发展：与资源环境的关系上.从利用资谏、破坏坏境一一节约资源.关心坏境一 一主动更新资源和美化环境发展。1- 3试简述机床发展历史及其各个阶段机床的技术特点1- 4论述制造业在国民经济中的地位与作用如何？它涉及到国民经济的许多部门.是田民经济和综合国力的支柱产业。在知识经 济条件卜制适业足参与市场竞争的主体.它始终足国民经济的支柱产业。1- 5分析制造业在新世纪所面临的机遇与挑故及发展趋势。人类进入21世纪后.社会与政治坏境.市场需求、技术创新预示若制适业人 类进入将发

5、生巨人变化。美国国家科学研尤委员会匚程技术委员会、制适与工程设 计院“制适业挑战展望委员会”对2020年溜造业所面员仝对临的形势.捉出了六人 挑战：快速响应市场能力的挑战全部制适坏节井行实现：打破传统经营面临的 组织.地域及时间壁垒的挑战一一技术资源的集成：信息时代的挑战信恩向知 识的转变：日益增长的环保用力的挑战一一町持续发展：制适全球化和贸易自由化 的挑战可觅组工程：技术创新的挑战全新制适工艺及产品的开发。在知I识经济时代.制适业面临若新的历史性发展机遇和更加严峻的挑战 H 特点足：产品生命周期缩短：用戶需求多样化：人市场和人竞争：交货期成为竞争 的笫一要索：信总化和智能化：人的知识.倉质

6、和需求的变化：坏境保护总识的增 强与对持续发展。1-6论述先进制造技术提出的背景.各国和我国对先逬制造技术发底战略如何？进入S0年代以来.各国制适业面临复杂多变的外部坏境：科学技术突飞猛进. 供求关系变化频繁.产品更新日新月异.备国经济与国际市场纵横交错.竞争对手 林立等等。因此肖局和企业界都在寻求对第.以获取全球范用内竞争优势传统 的制适技术己变的越来越不适应当今快速变化的环境.先进的制逍技术.尤其是计 并机技术和信总技术在制适业中的广泛应用.使人们正在或己经摆脱传统观念的束 缚.跨入制趟业的新纪元。先逬制趟技术AMT就足在这种人坏境卜美国根据本国制适业的挑战与机遇. 对制适业存在的问题进行

7、了深刻反省.为了加强其制适业的竞争能力和促逬贵民经 济增长而捉出来的，从技术的角度来呑以计以机为中心的新一代信息技术的发展. 使制逍业技术达到了的所宋有的新髙度.先进制适技术是捉岀也足这种进程的反映。 "先逬制逍技术”这个号有名词一经握出.立即获得欧洲乞田、日木及亚洲新兴工 业化国家的响应。美国的经济緬导地位.无论在国内或国外.都面临若强烈的挑战。美国轴过人 fit研究报皆为美国制适业的发展勾画蓝图。国家自然科学院和匸程科学院、 白宫科技政策办公室.国防部.商业部以及其他政府政府部门.都若手对制适业进 行调査以评估目前和近期的有多人能力对付可能面临的竞争.国会也参与有关美 田企业竞争

8、危机的讨论.并通过立法.促进制适业和制适技术的发展和逬步。日本从第二次世界人战的战败国一跃成为世界经济强国在许多車要领域把工 业实力很强、科学技术先12的美国和德国挤出了市场从1992年秋至1994年的人 约時年时间内IMS选择了六个试脸项目开展为期两年的研兜以探讨实施的川能忸西欧制适业已明显受到来自美国和H木的压力.就连一向以产品质址技术高礎 而自既的徳国也不得不承认与日本存在不小的汇距。1992年II显赫的企业家和政治 家们共通掀起了一场旨在通过欧共体统一市场法案“运动。这项法案得到众多的 支持。这些国家表明.为避免在工业上落后.他们是愿总在政治上付出代价的。我田制适技术经建田以来40余年

9、的发展已形成脚完粥的技术体系.为国 艮经济发展所需备类机械产品的制适捉供基本的工艺技术.并取紂了車要成就。然 而与H1外工业发达国家相比仍存在若阶段性的雄跑.同时征SO年代受到“笫三次 浪潮的影响.一度认为制趟业进入了夕阳阶段.影响到制逍技术的发展.近几年 來对制适技术的发展获得了垂新认识.我国政府及有关緬导对先进制造技术的发展 给予了高度的关注.国家计委也十分电视先进制遗技术的发展.在儿五"期河实 施了一批发展先逬制适技术项目。1-7简述先逬制造技术内涵.技术构成及特点.先进制适技术在不同的发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段.有不同 的技术内涵和构成.对我国而肓.它足一个多层次

10、的技术群。先进制适技术的内涵 和层次及其技术构成包括:基础技术：新型单元技术集成技术.以上三个层次都足 先进制适技术的组成部分.但其中毎一个层次都不等干先进胡适技术的全部。先进制逍技术有以卜持点：先进性：广泛性：实用性：系统性：动态性：集 成性：技术与管理的更紧密结合：先进制适技术强调的是实现优质.高效.低耗. 清洁、灵活生产.1-8简述先进制造技术的技术分类及其具体有哪鉄先进制造技术.将目前各田韋押的制适技术系统化.对先进制逍技术的研尤分为如卜*人领域: 现代设计技术。包括汁算机辅助设计技术、性能优良设il基础技术、竞争优 势创理技术.全寿甜周期设汁、吋持续发展产品设计、设计实脸技术，先进制

11、趟工艺。包括梢密捷径铸适成空技术、梢确岛效塑性成形技术.优质 高效烬按及切割技术、优质低税洁净热处理技术.高效高箱密机械加工工艺.现代 特种加工工艺、新型材料成型与加工工艺、优质洁净表面工程新技术、快速枳具制 逍技术、帜拟制适成型加工技术.自动化技术。包括数控技术、工业机器人、柔性制适系统（FM引.il侨机集成 制适系统（CIMS）.传感技术、自动检測及信号识别技术.过程设乞工况监测与拧制。系统管理技术.包括先进制适生产模式、集成管理模式.生产组织方式。1- 9结合杨叔子院士的观点分析先进制适技术的特点和发展趋势.先进制遗技术是面向21世纪的技术系统英目的足捉高制适业的综合经济效益. 糜得激烈

12、的市场竞争。人类已进入一个新的世纪.在新世纪中.制适业发展的觅要特性足向全球化. 网络化、模拟化方向发展.未来先进制适技术的发展的总趋势是向将密化.柔性化、 智能化、集成化、全球化方向发展.第二章现代设计技术2- 1试分析现代设计技术的内涵与特点并简述现代设计技术的体系结构.现代设讣技术是报据产品功能要求和市场竞争（时间、质价格尊）的需 要.应用现代技术和科学知识.经过设汁人员创逍性恩维.規划和决策.制定町以 用于制邀的方案.并使方案付诸实施的技术.特点：设计范畸的扩展化：设汁手段的计算机化：设计过程的井行化：设汁 过程智能化：分析手段的储确化：多种手段综合应用：强调设计的逻辑性和系统性： 进

13、行动态多变fit的优化：賤调产品的坏保性：强调产品的宜人性：强调用户型与： 賤调设计阶段的质fit拧制：设讣和制趟一体化：强调产品全寿命周期谥优化。体系结构：基础技术（主体技术）：CAX技术，2、支持技术：设计方法 学、可信任设计、试脸设计技术 3、应用技术.2- 2决定产品（或企业）竞争力有哪些因素？质fit：不仅满足用户功能要求还应以自身的待点满足用户的非物质功能方面 的需求.符合有关法律、标准和生态坏境要求.安全性.可靠性.合理的奇命、方 便使用和维护保养并提供及时必要的川户培训、质址保证和维修眼务，时间：设计开发的周期.供货的时徇、方式、供货的数豪、品种和方式等方 面的适腹能力成本/价

14、格：产品成本.合理利润、一次性安装费用和经密性维持费用等&2- 3计算机辅助设计技术包括哪些主要内客？分析其中的关键技术？主要包扌舌：有限尤法：优化设汁：计更机辅助设计：反求工程：技术：模弼 智能CAD：工程数据库.关键技术：计并机辅助设计包括CAD/CAE/CAM/CAPP/CAAP等技术。 24简述并行设计内涵、轻点、技术体系及其对制造业的影响。并行设计足折集成地、平行地处理产品设计制迪及其相关过程的系统方法。 并行设汁要求产品的设计开发者一开始就考电产品整个生命周期（从槪念设汁到产 品报废处理的所有因素.特点，信总资源共序.即时交互和协同.系统集成.技术体系：1并行环境卜的信息抽

15、做与建模技术：2计礫机辅助设il评价与决 策一一DFMA与RPM： 3.支持并行设汁的分布式汁总机坏境影响：并行设il改变了传统的串行工作方法.使紂在设计阶段就町能有制适 和营带眼务人员的介入和彼此信总交互。町以避免失误减少反复.増强了综合协 同.从而达到握高质fit缩短开发周期和降低成本的目的。M以预计并行设汁在今 后的虚拟制适体系中将大有作为.25叙述绿色设计的主要内容与原則主要内容：L绿色产品设计的材料选择与管理：2产品的町回收性设讣：3产 品的川拆卸性设计：4.绿色产品的成木分析：5.绿色产品设汁数据库。原则：产品在生命周期中符合坏保、人类健康.能耗低资源利用率高。 26CAPP有哪三

16、种？请简述派生式CAPP的工作廉理。派生式CAPP.创成型CAPP综合型CAPP.原理：它足和用成组技术将工艺设计对做按其相似性例如.冬件按其几何 形状及工艺过程相似性：部件按其结构功能和装配匸艺相似性等分类成组（簇） 为每一组（族对盘设汁典型工艺.并建立典5?工艺库。当为貝体对&设计工艺时. CAPP系统按冬件（部件或产品）信息和分类編叫檢唸相应的业型工艺.并根据具体 对软的结沟和工艺要求修改典型工艺.宜至满足实际生产的需耍。2- 7分析PD'l产生背以 内涵、主要功能及其结构组成。背景：在20世纪的60、70年代.企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、 CAM等技术.新技

17、术的应用在促进生产力发展的同时也帯來了新的挑战。对干制适 企业而肓.虽然各单元的计绎机辅助技术已经日益成熟.但都自成体系.彼此之间 缺少有效的信息共穿和利用形成所谓的“信息孤甜"。在这种馆况卜许多企业已 经总识到：实现信恩的有用管理梅成为任未來的竞争中保持领先的关键因倉。产品 数据管理Pnxlucl Data Management简称PDM）正是在这一背景卜运行而生的一项 新的管理思想和技术。内涵：以秋件技术为基础.以产品为核心实现对产品相关的数据、过祝. 资源一体化集成骨理的技术。主要功能：电子仓库管理：文档骨理：产品结构诗理：产品配賈管理：项目 管理：用户与组织团队管理：工作流与

18、过程管理：系统集成：系统安全与权限管理： 系统骨理。结构组成：分为五层.即底层平台层.PDM核心服务层、PDM应用组件层、 应用工貝层和实施理念层.2-8简述CAD/CABF/CAE及PD1WC3P）集成技术的技术思想。技术思想足：在开发制适系统时强调"多集成"的概念.即信息集成、袒能集 成.串并行工作机制集成、资源集成、过程集成.技术集成及人员集成 第三章先逬制造工艺技术3- 1简述先进制造工艺发展与特点有哪几类寥件成形方法？各自有哪些工艺内 容？先进制适工艺技术就足机械制适工艺不断变化和发展后所形成的制适工艺技 术.包括了常規工艺经优化后的工艺.以及不斯出现和发展的新型

19、加工方法.其主 要技术体系由先进成形加工技术、现代农面工程技术等技术构成及先进制适加工技 术。特点加工精度不断捉高：加工速度得到提高:材料科学促进制迪工艺变革: 觅大技术装备促进加工制适技术的发展：优质淸洁表面工程技术获得进一步发展： 精密成形技术収得较人进展：热成形过程的计乳机模拟技术研咒冇一定发展°从总 体发展趋势看.优质.高效.低耗、灵疑.洁净足机械制适业永怛的追求目标.也 足先进制适工艺技术的发展目标。依据现代成形学的观点从物质的组织方式上对把成形方式分为如卜四类： 去除成形：它是运用分离的办法.把一部分材料（裕址材料）有序地从基体中 分离出去而成形的办法。受迫成形：它足利用

20、材料的可成形性（如塑性等）.在持定外用约束（边界约束 或外力约束卜成形的方法.堆积成形：它是运用合井与连接的办法.把材料（气、液、固相）有序地合并 堆枳起来的成形方法。生成成形：是利用材料的活性进行成形的方法。3- 2分析扁速超离速加工技术的产生背最及应用领域.产生背景：随若数控机床、加工中心.柔性制适系统的发展机械加工中的“辅 助工时'人为缩短为了进一步提高机床的生产效率必须极人地提岛加工的切削速 度和进给速度以便人幅度地降低“切刑工时X奇速加工技术就足在这样的历史背舉 下产生的.应用领域：人批生产緬域如汽车工业：工件本身刚度不足的加工魏域：加工 堤杂曲面领域：难加工材料緬域：超秸密

21、微细切削、加工领域。3- 3分析扁速加工的技术内涵特点及高速加工所需解决的关權技术超高速加工技术足描采用超顾材料刀具創I和能吋雜地实现高速运动的高种 度、高自动化.高柔性的制适设备.以极人地提高切削速度来达到捉高材料切除率. 加工稱度和加工质址的现代制适加工技术.它是捉高切削和咯削效果以及提高加工 质扯、加工箱度和降低加工成本的鱼要手段.其显苦标志是使被加工塑性金属材料 任切除过程中的剪切滑移速度达到或磴过某一域限值.开始趋向帰佳切除条件.使 得誠加工材料切除所消耗的能BL切削力、 面质fit等明显优于传统切刑速度卜的抬标. 的加工效率。工件茨面温度.刀貝磨八磨拐、加工表 而加工效率则大人高于

22、传统切削速度卜超奇速主轴单元制适技术超岛速进给 超高速机床支承及辅助单元制遗技术.关这技术：趙高速切削、磨削机理. 单元制适技术超高速加工用刀具、 以及超高速加工测试技术等，3- 4试用单颗磨粒最小瞎削厚度的概念来解释高速超高速唐削的现象 3-5试嫁述超高速加工机床的主轴单元系统的关犍技术及国内外现状.关键技术有：超高速主轴材料.结构、轴承的研究与开发.超窩速主轴系统动 态特性及热态特性研究柔性主轴及其轴承的弹性支承技术的研究超窩速主轴系 统的润滑与冷却技术硏宪.以及超高速主轴系统的多目标优化设讣、虚拟设计技术 研究等。从目前发展现状来看.主轴单元形成独立的单元而成为功能部件以方便地配置 到多

23、种工艺、加工中心及超高速聘床上.而且越來越务地采用电主轴加匸类型.主轴支丼、 轴承选京及轴承设计制适是超高速主轴单元技术中的关键。超奇速人功率主轴单元的基 本方案足采用集成内装式电主轴.主轴支挣考虑功能和经济性的要求.采用陶瓷混 合球轴承或油基动静压轴承足较好的对选方案.对干超岛速的證悬浮轴承足各制适 商和研兄机构更为車视的研究和应用緬域。小功率的趙高速主轴单元吋以采用高箱 度的滾动轴承、液体动静压轴承或气浮动静压轴承。超高速主轴单元制逍技术的发展前沿主要涉及以卜几个方面：柔性主轴的设计 技术使紂主轴对在系统的二阶或三阶固冇频率以上穂宦地工作：柔性主轴支捋技 术越小主轴系统向机架传递的动载荷和

24、控制主轴系统的松宦性主轴轴承的开发 研短 主轴系统动态优化设讣和计以机虚拟设计技术：新的主轴系统润滑与冷却技 术的研宛.3-6试煤述超高速加工机床的进给系统的关赞技术及国内外现伏关键技术有：高速位JS环芯片的研制岛速桔密交流伺服系统及电机的研宛. 宜线伺服电机的设计与应用的研咒.加减速控制技术的研究超烏速进给系统的优 化设计技术、虚拟设计技术高速持密滚珠録杠制及人导祝滾珠线杠副的研制.奇 精度导轨新型导轨縻擦制的研兜以及新型导轨防护罩的结构与加工工艺研咒等。超高速进给单元制适技术发展趋势及待点川III纳为以卜几个方面：L从80年代中期.快速移动速度已由8-12m/min提高到现在的3O-5Om

25、/min. 18-20m/min iE在普及.某些加工中心已达到60m/min.采用宜线伺眼电机传动技术 己成为当前趙高速加工技术发展的必然趙势。2在进给系统的设计上.采用了新方法.新理论3. 采用新结构、新工艺由交流伺眼电机代替宜流伺服电机或者釆用宜线 伺服电机液体怖压线杠代替滾珠统杠：滚柱线杠副代替传统的滚珠统杠制h采用 静用导轨：采用新的制适工艺：简化进给系统.提高快速移动速度和定位精度。4. 数字交流伺腋系统及伺服电机将向高植度、更高的转速发展.5. 带动一些相关技术如机床移动部件防护眾也将产生新的适应岛速运动特点 的结沟润滑方式也将有所突破。6. 高特度加工的交流伺服系统.高分辨率及

26、高响应速度的位理检测器和用干 降低加I：形状诛差的插补館加减速控制方法那到研宛和开发。依据国内外比牧分析近期我国用干中等規格的加工中心的高速进给单元的 相关揺标足：快速进给速度为40-60m/min.切削进给速度为0.001 “OmAuin.定位 秸度 ±0.002mm°3-7超高速加工对刀具和砂轮有什么要求？简述超高連加工用的工具具体有哪些。要求：1刀具的材札盂要耐高观、高爪2.刀具的儿何角度必须选择说佳数 值：3刀貝与机床的联结界面结沟袋夹耍牢靠工具系统应有足够整体刚性：4.砂轮 的咯料、结合剂、基体二者之间的结合强度要高。目前.趙高速加工用刀具切削刃（如超高速铳刀的切

27、削刃）一般选用以下刀 具材料：超细品粒换质合金、聚品金刚石（PCD）、立方氮化蝴（CBN）、鼠化硅（SijNj） 陶瓷材料、混和曲浇和谈（飆）化钛基硕质合金以及采用气相沉淀法的超便材料涂 层刀貝等。3-8分析梢密趙梢密加工技术的技术领城.超桔密加工技术从加工技术范時來说.其包括徹细加工和趙微细加1匚精鏗 和光整加工。所涉及的技术领域包含了以卜几个方面：1加工技术即加工方法与加工机理：2.材料技术即加匸工貝和被加工材料：3加工设备及其基础元部件：4.测址即误差补偿技术： 5.工作坏境6 工件的定位与加緊：7.人的技艺.3-9就目曲技术条件下，普通加工.精密加工和趙精密加工时如何划分的？目前.普通

28、加工.粘密加工和超植密加工的划分如卜：普通加工加工精度在10pm左右.茨面粗糙度&值在0.3）.8nm的加工技 术.如车.铳.刨、咯、铿、铁等，精密加匚 加工精度在茨面粗槌度R.,值在0.3、0.03屮的加工技 术如金刚车、金刚録、硏咯、弟醉.超将加工.砂带磨削、敏面磨削和冷压加工超柿密加工加匸將度在0.17.0”im农面粗槌度R值在0.03405pm的加 工技术.如金刚石刀貝超柿密切削、超植密咯料加匸超精密特种加工和复合加工 等43-1«为什么当今趙精密切削加工一般均采用金刚石刀具？超柿密切削加工主要用于加1：软金属材料.如铜、铝等非铁金属及其合金.以 及光学玻璃、人理石和

29、璇索纤维板等非金属材料.主要加T对鸟是粘度耍求很高的 做面冬件.因此要求刀貝的刃口半径要尽址小.而金刚石刀貝的刃口半径可达到纳 米级水平所以当今超將密切削加工一股都采用金刚石刀八.3-11超精密誉削一般采用什么类型砂轮？这些砂轮又如何修整？超柿密爲刑-股采用人适金刚石、立方氮化硼（CBN）等超便咯料砂轮。CBN砂轮一股采用金刚石滚轮整形.金刚石滚轮足采用电機法或粉末 冶金法将金刚石颗粒固结在金属基体的閲周茨面上制成的高效成型修捷I： 具.其修整机理足通过金刚石滚轮与CBN砂轮的旋转运动之间产生的相对运 动來实现砂轮捷形。修整进给Star 411修整速比q （q=vr/vs. vr为金刚石滚轮线

30、 速度 vs为CBN砂轮线速度）对修整后CBN砂轮的咯刮性能冇車要影响。采 用较大修整速比q.條整后的CBN砂轮曙刑力较小但工件表面粗糙度较人。 采用牧大修整进给fit ar修整后的砂轮较锋利。312相比较普通机床，超精密加工机床的主轴部件和进给系统有何具体的符点？主轴部件：主轴转速奇速化、為辂麼:一般采用柔性主轴.稳定性好。1S给系统：移动速度快普遊采用宜线伺服电机传动技术在进给系统的设 计上.采用了新方法.新理论:采用新结杯 新工艺：数字交流伺服系统及伺服电 机将向高梢度、更高的转速发展：润滑方式的夹饋：采用新的控制方法.343绦述精密超精密加工技术的现状和发展趙势基于超柿密及纳来加工技术

31、的重要性.国内外对该技术的研兜和开发都投入 了人扯的人力和财力。超柿密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国.英15 和日本.目前这些国家的趙荊密加工技术正向纳米植度发展.以秸密和超柿密机床 沟标志目祁世界各国的超精密机床已发展到了极高的水平.在测嚴技术方而.广泛采用激光干涉仪、电容式测微仪、臾尔条纹光学尺菽 至扫描隧道显微越等技术实現梢密超柿密测址。我国的超箱密加工技术研完始于60年代末.在80年代有几个机床厂生产液 体饰斥轴承主轴的超桔密车床和空气轴承主轴的虑盘车床.8（）年代中后期.我国已 具有世界先进水平的超粘密加工机床及机床部件.井向"业化批At生产发展。勻前超荊密及纳米

32、加工技术的发展趋势主要表现在以卜一些方面：1向高秸度方向发展向加工箱度的极限冲刺.由現阶段的亚微米级向纳米级 进军其最终目标是做到“移动原子“实现原子级梢度的加工.2. 向人型化方向发展.研制齐种人型超精密加工设备.以满足航空航灭、电 子通信等领域的需要&、向矗型化方向发展.以适应做型机械.班成电路的发展&4向超精结构、多功能.光机电一体化加工检测一体化方向发展.并广泛采 川备种测lit控制技术实时补偿谋差°5不断出现许多新工艺和逐合加工技术.被加工的材料范阖不新扩人.6 在作业坏境建遗方面诸如高性能的基础隔振技术净化技术与环境温控技术 将有更大发展3-14试分析工程

33、陶住材料的加工（磨削）技术及加工（磨削）机理在陶瓷曆刑方面由干陶瓷的奇礎度和高脆性.人笋数研咒都使用了叩R痕断裂力 学'、模型或“切削加工'械型来近似处理。问瓷材料的衣除机理通常为裂纹扩展和脆性 断裂.而肖材料换度降低.斥痕半径小.來擦剧烈.并且戦荷小时.就会出现塑性 变形.315叙述X1EMS （微烈机电系统）的基本特征，目前有哪歧微刑机械加工技术？基本特征：体枳小.觅扯轻、能耗低、性能稳定：有利干人批敬生产.降低 生产成本：惯性小.谐报频率高、响应时何短：集约岛技术成果.附加价值高等。目曲微型机械加工技术主耍有基干从半导体集成电路徽细加工工艺中发展起 来的硅平而加匸工艺和体

34、加工工艺.80年代中期以后在LIGA加工、准UGA加匚、 超微细机械加工.微细电火花加工.等离子体加工.激光加匚、离子束加工、电子 束加工.快速原型制适以及健合技术等微细加工工艺方面取得了相当人的进展 3-16什么是光刻加工技术？试简述光刻加工的原理和工艺流程。光刻加工技术就足用光刻加工方法.刻谀出规定的图形的技术.光刻加工足用照相复卬的方法将光刻掩膜上的冈形卬制在涂有光致抗说剂 （光刻胶的薄般或基材茨面.然后进行选择件胸蚀.刻蚀出規定的图形。工艺流程足：涂胶、聊光显影.坚腆、濮做及去胶.3-17试简述UGA技术的原理、特点及主要工艺原理：UGA技术的机理足由滋层X射线光刻.电铸成形及塑注成形

35、三个工艺 组成.在用LIGA技术进行光刻过祝中.一张预先制作的模板上的图像皱映射到一 层光刻掩族上掩膜中被光照部分的性质发生变化.在随后的冲洗过程被熔解.剩 余的掩膜即足待生成的微细结构的负体.在接卜來的电镀成形过程中.从电解液中 析出的金属填充到光刻出的空闻而形成金屈微结构。特点：LIGA技术貝有平面内几何图形的任总性.高深宽比、高粘度小粗糙度. 原始材料的等元性等突出优点英不足之处在干LIGA工艺所需的X线同步辐射滅 比较昂贵稀少致使其应用受到限制，主要工艺：X光光刻掩模板的制作、X光深光刻.光刻胶见彫、电铸成形、塑 模制作、塑模脱模成形等组成。3-18综述特种加工的产生背景、分类及应用领

36、域.产生背景：待种加工足将电、逼、丙、光、热等物理能St及化学能贤或其组 合乃至干机械能组合宜按施加在被加工的部位上从而使材料彼去除、变形记改变 性能等。分类：一般按能fit形式和作用原理进行划分：1电能与热能作用方式：电火花成形与穿孔技术、电火花线切割加工技 术.电子束加工和等离子体加工。2电能与化学能作用方式：电解加工、电铸加工和刷镀加工。3 电化学能与机械能作用方式：电耕磨削、电解片曲，4於能勺机械能作用方式：趙能波加匸5光能药机械能作用方式：激光加工.6电能峙机械能作川方式：离子束加工。7液流能与机械能作用方式：水射流切割、咯料水吻射加工和挤压晦敕 应用领域：解决各种难切刖材料的加工问

37、题：解决各种复杂零件浪面的加工 何题：解决各种精密的.有特殊耍求的冬件加工问题.3-19分析电火花加工、电火花践切割加工的廉理.特点和应用范国。电火花加1：原理：加工时脉冲电漁的-极接工具电极.另一极接工件电 极。两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质中。匸貝电极由自动进给调节装賈控制. 以保证工具与工件在正密加工时维持一段很小的放电河覘。当脉冲电压加到两极之 间便将当时条件卜极间说近点的液体介质击穿.形成放电通道。由干通道的截面 枳很小放电时间极预.致使能址高度集中.放点区域产生的瞬时高温足以使材料 熔化莊至蒸发以致形成一个小凹坑。笫一个脉冲放电结束后经过很塩的何隔时 何.第二个脉冲又在另一极河

38、R近点击穿放电。如此周而芟始高频率地循环卜去. 工具电极不斯地向工件进给它的形状彊终就幼制在工件上.形成所需要的加工表 面。特点：吋以加工任何高强度.高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材 料匕加工时无明显机械力,脉冲參数町依据需要调节町在同一台驱上进行粗加 工.半將加工和粘加工：电火花加工后的茨面呈现的凹坑.有利于贮油和降低噪声： 生产效率低干切削加工：放电过程有部分能址消耗在工貝电极上.导致电极损耗. 影响成形粘度。应用范用*主要用于模具中型孔、型腔的加工:按工艺过程中工具与工件相 对运动的特点和用途不同.电火花加II人体分为：电火花成形加工.电火花切割 加工.电火花腭削加工、电火花展成

39、加工.非金屈电火花加工和电火花表面强化等。（2）电火花线切割原理：利用移动的细金属统做匸具电极.按预宦的轨迹进行 眛冲放电切割。待点：线切割时电极経不断移动.其损耗很小.因而加匸粘度比牧版 应用范阖：目前电火花切割广泛应用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样 板以及笛种形状笑杂型孔.型而和窄缝等。3-20分析滋光加工的工作原理.待点及应用范围工作原理:利用激光的高能fit密度（或称亮度）和高方向性（发散极小吋 以对所有固体材料进行桔细衣面加匚郴刻与切割.激光所到之处.固体迅速熔化. 气化.而周圈材料則几乎不受彫响。特点：1激光加工不需要匸貝故不存在工具损耗.更换调整工人等何題.因 此适于自动化

40、连续操作：2不受切削力的影响.易于保证加匸粘度：3几乎能加工所 有的金属和非金属材料：4.加工速度快效率高.热影响小：5能逬行微细加工：6. 吋透过玻璃等透明介质对工件进行加工：7无加工污染在人气中无能fit损失。应用范用：激光加工已成功用于切割、焊接.表面处理、打孔、做机械加工 及弯曲成形等方面.在工业发达国家中已被大量用干电子、汽车、钢铁、机械、航 空等工业部门。3-21分析水肘流切割加工的工作原理、待点及应用范围.工作原理：超高圧水射流切割机足将普通的水通过一个超高压加压器. 将水加压至3000也然后通过通道妊径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍 音速的水射流在计算机的拧制卜创方便的切割

41、任总图形的软材料.如纸类. 海绵.纤维等.若加入砂料增加其切割力则几乎可以切割任总材料。特点：1.无切割方向的限制可完成各种异形加工：2.水刀在工件上 所产生的测向力极小.可降低设定时徇及节省使用夹具成本* 3.水刀加工不 会产生热变形不需二次加工对节省时间及制适成本：4.水刀加匸切割速 度快.效率高.加工成本低。应用范围：L加工100mm以上厚度的防弹玻璃.层压玻璃和聚碳酸酯.效果 艮好：2.分适合干航空材料的加工：3町以胜任箱密切割.加工工件无须去毛剌： 4由于其貝有对以触及其他工具不易达到的地方的优点.现已成熟地应用干液压.气 动元件阀体的交叉孔去毛刺、倒闘和挤压模貝内腔抛光.3-22试

42、简述并联运动机床技术的原理、待点及应用前景.原理：这种机床由并联杆系沟成通过拧制杆系中杆的长度使杆系支挣的平 台获得相应自由度的运动.特点：（1）优点：机床机构简单：机床适应性强：机床结构穂定.刚度岛： 机床动态性能好：机床精度奇:机床经济性好：机床通用性、模块化程度高（2） 缺点：控制!4杂：机床工作空闻相对干机床所占尺寸小：相关理论研咒和应用技术 研宪不够成熟。应用前釆：町以应用于机床加工.如洗、磨.钻、遂、抛光和髙能束等加工: 吋以应用干工业机器人：还町以应用于高速加匸中。3-23分析RPMX作原理和作业过程，列举典教的RP'l工艺方法。工作原理：采用（软件）«

43、1;/（材料）堆税的原理而制适零件.通过离散获 得堆枳的顺序、路径限制和方式.通过堆积材料“说加”起來形成三维实体。作业过程：CAD ffi型建立、曲处理（如生成STL Z件格式.将模型分层切片八 快速原型过程（原型制作）和后处理（如去除支架、淸理茨面.固化处理尊四个 步骤.典型工艺方法：立体印刪（SLA）.分层实体制适（LOM）.选择性激光烧结 （SLS）、熔融沉积成形（FDM）。3-24试简述SI八SLSs IX）MS FDM等RPM技术的原理、特点及应用领域.sl技术：在液槽中盛满液态光周化树脂.在一定剂殲的紫外线光m f就会 在一定区域內固化。较广泛的用来为产品和模WJCAD设计捉供样

44、件和试竣模型。 该技术冃押是RPM技术领域中研宛彊参.技术彊为成熟的方法：但足这种方法有其 自身的局限性.如需要支拧、树脂收缩导致梢度卜降、光固化树脂有一定的無性而 不符合绿色制适发展趙势.LOM技术：根据冬件分层几何信息切割箔材和纸等.将所获那的层片粘结成 三维实体。该技术具有成本低、逍型速度抉的特点.适宜办公室坏境使用。SLS技术：川激光束在计并机控制卜冇选择的进行烧结.菽烧结部分便周化在 一起构成零件的实心部分 一层完成后再进行卜一层.新一层与其上一层鼓牢牢地 烧结在一起：全部绘结完成以后去除多余的粉末使得到烧结成的零件。该方法 的优点是由于粉末貝:有自支挣作用.不需另外支拧另外材料广泛

45、不仅能生产塑 料材料还对能宜按生产金属和陶瓷零件，3- 25试简述生物制造工程的内容及应用。内毎 主要包含利用生物的机能进行制适（基因复制、生物去除或生物生长）及 制适类生物或生物体。生物制型匸程的制适原理包括生长型制适原理、自组织生长 原理.分布式制适原理、分形理论等。生物制适的几个研宪方向有：生物活性组织 的工程化制适、类生物智能体的制适.生物遗传制适、利用生物机能的去除或生长 成形加工等。应用：I用于医疗修复工程：2用于新式机器人：3.用于新T弋机器冬件：4. 用于制邀保健品、艺术品.第四章先进制造自动化技术44叙述制造口动化技术的内涵及技术地位制造自动化足人类在长期的生产活动中不斯追求

46、的主耍目标.H走自动化技术 是先进制适技术中的車要组成部分.也是肖今制邀工程领域中涉及面广.研宪十分 活跃的技术。制趟自动化是在人制造概念（广义）”的制造过程的所有环节采用自动化技 术.实现制逍全过程的自动化.制遗自动化得任务就是研宪对制遗过程的规划、管 理、组织、控制与协调优化等的自动化.一足产品制趟过程实现高效、优质、低耗. 及时和洁净的目标。】就制适自动化技术的技术地位而肓制适自动化代茨若先进技术的水平.促 进制适业逐渐由劳动密集型产业转变为技术密集想和知识密集型产业.是制适业发 展的車要茨现和觅要标志。制适自动化技术也体现了一个国家的科技水平°采用制 适自动化技术町以右效改替

47、劳动条件显茗提岛劳动生产率.人幅度提高产品质fit 见著降低制逍成本.有效缩短生产周期.人大提高企业的市场竞争能力.4- 2叙述制造自动化技术的发展与超势自动化技术的发展大致分为5个阶段：第一阶段：刚性自动化包括自动单机和刚性自动线。本阶段在20世纪4050 年代已相当成熟.应用传统的机械设计与制造工艺方法.采用专用机床和组合机床、 自动单机或自动化生产线进行大批at生产.其特征是高生产率和刚性结构很难实 现生产产品的改变。引入的新技术包括继电器程控制、组合机床等，第二阶段：数控加工.包括数控（NC）和计并机数控（CNO.数控加工设备 包括数控机床.加工中心等.特点足柔性好、加工质fit高.适

48、应于多品种中小批 扯（包括但见产品的生产。引入的新技术包播数控技术.il斃机編程技术尊.第三阶段：柔性制适。木阶段特征足强调制邀过程的柔性和高效率.适应于多 品种、中小批fit的生产。设计的主耍技术包括成组技术（GT）、汁算机宜接数控和分 布式数控（DNC柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS、柔性加匸线（FML）. 离散系统理论和方法、仿真技术、车河计划于拧制、制趟过程监控技术、讣以机控 制与通信网络等等。第四阶段：计以机继承制适（CIM）和计并机继承制逍系统（CIMS）o H特征是 賤调制迪权过程的系统性和集成性以解决现代企业生存与经侦的TQCS何题。CIMS 设计的学科技术非密广泛

49、.包括现代制造技术、管理技术、计第机技术、信总技术、 自动化技术和系统工程技术等。第五阶段：新的制越自动化模式.如只能制讼敏從制讼虚拟制逍、网络制 趟.全球制适、绿色制适等。发展趋势为：壇捉化、网络化.虚拟化.只能化.全球化和制造绿色化。4- 3分析机床数控系统的组成籾工作过程数控系统分为八个组成部分：1零件的图样.作为数控装JS工作的原始数据。2为程序編制部分。工控制介质.也称为信总殺体.通常用穿孔纸带、逼带、软磴 盘或光盘作为记栽控制描令的机制。控制介质上粗村的加工零件所需要的全部操作 信息.足数控系统用来捋挥和控制设备进行加工运动动的唯一播令信息。4.数控系 统.他是数控机床的核心环节。

50、数控系统的作用足按接收介质输入信思.经处理运 第厉去控制机床运动。5伺服驱动系统它包括伺眼驱动电路和私廉电动机等驰动 执行机构。6坐标轴或执行机沟的测嚴装置:?辅助单尤用干控制其他部件的工作 如主轴的起停.道具交换等：8.坐标轴工作台轴.工作过程：1）输入：零件加工程序一般通过DNC从上一级计斃机输入而来。2）译硏：译码程序将零件加工程用牺译成计以机内部能识别的语肓。3）数据处理：包括刀貝半径补偿.速度计算以及辅助功能的处理。4）插补：足在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后在起点和终 点之间进行数据点的密化，5）伺魔输岀：伺服控制程序的功能足完成本次插补同期的位HHIR计孤 井将 结

51、果发送到伺服驰动接口中去。4试从汽车工业、航空航天工业.国防工业、电子信息产业等部分对数控机床的 需求分析数控机床的重要性答：4- 5通过近几年国内外机床工具展览会的情况分析数控机床的发展现状和趙势 发展现状:采用32位微空计以机.应用稱简指令集计其机（RISC）.能进行高 速处理：数控系统具有高速化和高柿度化：采用模块化结构：有丰实的软件功能： 采用了全数？化交流变频伺眼系统：具有智能化功能等。发展趙势：数拧技术向馮速化、高柿度化、高效加I乙商柔性化、多功能化、 災合化、智能化、模块化.小型化及开放式结构方向发展。4- 6什么是开放式数控系统I开放式数控系统有哪些实現途径？开放式数控系统就足

52、：能够自由地选HCNC装他 徑动装7L伺服电功机.应 用软件等败控系统的#个构成要紊，并能采用規范的、简便的方法将这些枸成芟素 组含起来.得剑一个'开放式控制器二通过PC机的体系结构为菇础.枸成了总线式（等总线）松块.开做性.做入 式的休系結构,其软碳件和总线规范军事对外开放的，硬件即插即用,可向系统滋 加在MS-DOS . Windows 3.1或Window 95环境卜使用的标准软件或用户软件.为数 控设备制造厂和用户进行集成给与了有力的支持 47机床进给何胆系统包抵那些组成部分？分析比较机床进给何駁系统与主轴何黴 歩统的特点与区别4-8试综述当前数控技术发展现状和趋势甜1952年

53、美国怕麦斯公司心 ；理工学陵合作研MlBH世界第一台数控机床 （三坐标数控铳床”,很好得完成了戌升E机叶片轮廓检住用严办的加L i亥机床 1955年进入实用阶段.数控系统的硕件发展进程经历一下几代变化，哮 代数桂 便件系统，9527959年.采用堪子元件构成的专用数控系统（NC）；夠:代数控礎 件系统,从1959年开始,采用中.小型模型继承电路的NC系统:第四代数控顼件 系统.从1970年开妳采用大规恢继承电路的小型通用电子计算机控制系SECNC）： 第Ji代敌控顾件系统从1974年开始.采用微型电子计算机和为处理器组成的桂利 系统（称MNC,目前仍习惯成为CNC）,他不仅具有小型机数控优点,

54、而且有较好 的性价比.实用范田广.T»来说.前面匚代数控系统.习慣称之为硕件数控系统. 用河代称软件数控系统数控结束的現状是：采用32为傲型计篦机.应用旃简指令 集计算机（RISC）,能进行告诉处理:败控系统貝衬高速化合高帝吩采用模块化 节后：冇风湿的软件功能：采用了全数字化交流使陪你伺服系统：具冇只能花功能 等，进入90年代.数控技术的典型应用是FMC. FMS. CIMS-其发展趋势尼向速 度化、髙精度化、高效加工、多功能化、复合化、智能化、模块化.小型化及开放 式结构方向发展“4-9分析FMS结构组成.特点和使用范围答：分为三个部分：名工仪数控加工系统、自动化物料储运系统和计稣

55、机腔制 的信总系统.其特点足，高效率.馮质址和高柔性。使用范也：随着科学技术的发展，人艾社会对产胡的功能与质适的尖求越来越 高.产品更新换代的周期越来越矩.产品的复杂程度也86之增高传统的大批at生 产方式受到了挑战.这种挑战不仅对中小企业形成了威（协而且也困扰若国有大中 空企业。因为,在大批处生产方式屮，棗性和生产申是相互才昭的。众所周知，只 有屈种单一.批就人、设涪专用.工艺稔定.效率髙.才能构成娩槌经济效益：反 之，多品种、小批星生产，设$的$用性低，任加工形式相似的情况下，頻緊的诡 整工央具，工艺稳定难度增大.生产效率势必受到影响。为了冋时提离制造工业的 柔性和生产效率使之点保证产品质

56、僉的« |编短产品生产周期.降低产品成 木.星终使屮小批吊生产能与大批吊生产抗衛.柔性自动化系统使应运而生。4-10分析自动小车导向方法，各有何待点?：隨科大规挾集约化生产在国内的广泛采用.各类先进的门动控制输送系统 不I析出现，自动炜向运行小车输送系统（AGV就是其中 种先进实用的系统并己在 实际使用过程中休现岀了非常明显的优点故障率低.现场淮护简单易行，能根 据不同的需耍实现不同的运行速度和动杵叮以大大捉高牛.产效率.实现柔性化工 产的扩展。4- 11什么是智能制造？分析智能制造系统的特征答：智能制适技术旨在将人匸智能”进制逍过程的各个环节.通过模拟专家的 智能活动，对制适问題进

57、行分析、判断、推堤.构思和决筮.丘在取代或矩伸制造 环境中人的部分薦力劳动:并对人类专家的制迪智能进行收集.存贮、完善.共享. 练承和发展；从而在刖造过程中，系统能门动檢测器运行状态.住于外界或内部滋 他时能够口动调斛（参数，以期达到处化状态，具右白组织能力"其特点足：娜个制造T作地全面已能化.加实阪制造系统中以机器智能取代 人的薛分脑力劳动作为Rgll标强调整个企业牛产经营过程大范IM的自组织能力. 信息和制造秤能的块成9共乳能型的集戒自动化。第五章先进制造生产模式5- 1阐述制造业生产方式及其相应的生产管理技术的发展进程存：人类制造业的工产方式的发廉人致经历了四个上要阶段：1.

58、手工与单件生产方式.其特点有：（1采用手动操作的通用机床.按用 户要求进行生产.生产的产册可靠性和一致性步能得到保证:（2）生产 效率低生产成本低:（3）生产者是正太机器的作坊业主:（4）工厂组 织结构松fit讦理层次简单；2. 大批就生产方式，其待点有：（1）实行从产M设汁、加工制造到管理的 标准化合专业化生产:（2）釆用移动式的裝配统和高效的专用设备:（3） 实行纵向体化译理。吧切与最后总产品相关的工作都归并到场内自3. 柔件FI动化生产力式找特虑冇工序相对集中.没冇国定的节无聊 的非顺序输送;将古效率和高荣乂洛J体，生产成本低 具有较强的 灵活性和适应性.4. 高效、坡握与集成经营生产方式.兀待点有，1）以技术为中心向以人 为中心转变，式技术的发展更加