先进制造技术复习题44

1.说明狭义制造和广义制造的含义。叙述制造技术发展的五个时期。狭义制造：生产过程从原材料变成成品直接起作用的那部分工作内容。广义制造：不仅包括了具体的工艺过程，还包括市场分析、产品设计、质量监控、生产过程、管理营销、售后服务直至产品报废处理等在内的整个产品寿命周期的全过程制造技术发展的五个时期（1）刚性自动化阶段。刚性自动化包括自动单机和刚性自动线，这一技术在20世纪40~50年代已相当成熟。（2）数控加工阶段。数控技术包括数控和计算机数控，数控加工设备包括数控机床(3)柔性制造阶段。该阶段强调制造过程的柔性和高效率，适用多品种、中小批量生产。(4)计算机集成制造和计算机集成制造系统阶段。其特征是强调制造全过程的系统性和集成性，以解决现代生存和竞争的TQCSE问题。(5)新的制动化模式阶段。这些新的制造模式智能制造、敏捷制造、模拟制造、网络制造、全球制造和绿色制造等。2.先进制造技术AMT的内涵先进制造技术是以制造业不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合运用于产品设计、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，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力3.先进制造技术的分类及各部分的主要内容（1）现代设计技术应用现代技术和科学知识，制定设计方案的技术，目的是使产品设计建立在科学的基础上。促进产品功能不断完善，产品质量不断提高。1）现代设计方法旨在缩短新产品开发周期的并行设计技术、快速设计技术等；旨在降低新产品开发成本的价值工程、面向成本的设计技术、低成本设计技术等；旨在保护生态环境的绿色设计技术、面向环境保护的设计技术、面向节省能源的设计技术、面向新型材料的设计技术、人机工程设计技术等。2）产品可信性设计。可信性、可靠性和维修保障性。可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、维修设计等。3）设计自动化技术。计算机软硬件完成设计过程，产品的造型设计、工艺设计、有限元分析、优化设计、模拟仿真和虚拟设计（2）先进制造工艺技术1）高效精密成形技术。无余量或少余量半成品工艺。精密洁净铸造成形工艺、精确高效塑性成形工艺、优质高效焊接及切割技术、优质低耗洁净热处理技术、快速成型制造技术。降低新产品制造成本和缩短新产品制造周期。2）高效高精度切削加工工艺。精密和超精密加工、高速切削和磨削、复杂型面的数控加工等。提高新产品制造质量。3）现代特种加工工艺。高能束加工：电子束、离子束、激光束。电加工、超声波加工、高压水射流加工、微细加工等。4）表面改性、制膜和涂层技术。耐磨、耐蚀、耐辐射和抗疲劳。热喷涂技术、化学镀、表面强化处理技术等。（3）加工自动化技术，物料的存储、运输、加工、装配和检验等各环节的。（4）现代生产管理技术。现代生产管理信息系统、物流系统管理、工作流管理、产品数据管理、质量保障体系等。（5）先进制造生产模式。它包括计算机集成制造、并行工程、敏捷制造、智能制造、精益生产等先进的生产组织管理模式和控制方法。4.论述先进制造技术的发展趋势高效化方向。随着精度补偿、应用软件、传感器、自动控制、新材料和机电一体化等技术的发展，工艺装备在数控化的基础上进一步向生产自动化、作业柔性化、控制智能化方向发展，可对传统工艺技术加以优化和革新。敏捷化方向。进入20世纪90年代以来，因为竞争全球化、贸易自由化、需求多样化，产品生产朝多品种小批量方向发展，面向并行工程的设计、虚拟制造的设计、全寿命周期设计、CAD／CAM／CAPP一体化技术等敏捷设计制造技术与系统将在今后若干年内得到长足发展。清洁化方向。保护环境、节约资源已成为全球密切关注的焦点，为此发达国家正积极倡导“绿色制造”和“清洁生产”，大力研究开发生态安全型、资源节约型制造技术。柔性化方向。精密加工和超精密加工、微型机械的微细和超微细加工等精密工程是当今也是未来制造技术的基础，其中纳米级的超精密加工技术和微型机械技术被认为是21世纪的核心技术和关键技术。集成化方向。制造业自动化系统正沿着数控化→柔性化→集成化→智能化→全球化之螺旋式阶梯攀缘而上，柔性化程度越来越高全球化方向制造业将得以借助全球互联网络、计算机通信和多媒体技术实现全球或异地制造资源（知识、人才、资金、软件、设备等）的共享与互补，制造业、制造产品和制造技术走向国际化，制造自动化系统也进一步向网络化、全球化方向发展。基于Internet的敏捷制造、全球制造已经成为现实虚拟化方向虚拟现实技术是一种三维计算机图形软件技术与计算机硬件技术集成而实现的高级人机交互技术。交叉化方向。AMT的研究与开发越来越依赖于多学科的交叉与综合。5.先进设计技术体系结构由那几部分组成。（1）基础技术。传统的设计理论与方法。运动学、动力学等。（2）主体技术计算机辅助设计技术。数值计算、对信息和知识的独特处理能力。CAD技术、优化设计、有限元分析、虚拟设计和工程数据库（3）支撑技术设计信息的处理、加工、推理与验证提供多种理论、方法和手段的支撑。（4）应用技术：针对实用的目的，解决各类具体产品设计领域的技术。机床、汽车、工程机械等。6.现代设计技术的特征先进设计技术是对传统设计理论与方法的继承、延伸与扩展先进设计技术是多种设计技术、理论与方法的交叉与综合先进设计技术实现了设计手段的计算机化与设计结果的精确化先进设计技术实现了设计过程的并行化、智能化7.计算机辅助设计的关键技术1.产品的造型建模技术（1）几何建模（2）特征建模单一数据库与相关性设计。单一数据库：与设计相关数据来自同一数据库，实现产品相关性设计，提高设计质量，缩短开发周期。2.NURBS曲面造型技术。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3.CAD与CAX集成技术。CAD与CAX集成涉及建模技术、工程数据管理、数据交换接口等技术。包括如下集成4.标准化技术。目的：支持异构、跨平台的工作环境。8.CAPP的基本概念和组成.CAPP是连接产品设计和产品制造的桥梁、进行工艺装备制造和零件加工的主要依据。组成1.产品设计信息输入2.工艺决策3.产品工艺信息输出4.工艺数据库9.成组技术成组技术的核心是成组工艺，它是把结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，从而扩大了批量、减少了品种、便于采用高效方法、提高了劳动生产率。零件的相似性是广义的，在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性，以基本相似性为基础，在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。成组工艺实施的步骤①零件分类成组；②制订零件的成组加工工艺；③设计成组工艺装备；④组织成组加工生产线。10.什么是反求工程？。。反求工程的关键技术是从产品的有关信息（实物、软件和影像等）寻找这些信息的科学依据，加以消化和吸收，再现出产品，产品的CAD模型是在这些信息的基础上建立的。反求工程设计的基本方法?实物反求－产品的实物模型；软件反求－图样、数控程序、技术文件；影像反求－图片、照片或影像等。反求工程设计的基本步骤（1）分析阶段反求对象的功能原理、结构形状、材料性能、加工工艺。明确其关键功能和关键技术。通过分析可以确定实物的技术指标和几何元素之间的拓扑关系；（2）再设计阶段①根据分析结果和实物模型的几何元素拓扑关系，制定零件的测量规划，确定测量设备、测量顺序和精度等；②修正测量数据，剔除测量数据中的坏点、明显不合理的测量结果；（3）反求产品的制造阶段按通常的制造方法，完成制造，并采用一定的检测手段，进行结构和功能检测，修改设计。反求工程的关键技术（1）反求对象分析（2）反求对象的几何参数采集（3）模型重构技术11.什么是绿色产品？绿色产品是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。绿色设计与传统设计的根本区别绿色设计与传统设计的根本区别在于：绿色设计要求设计人员在设计构思阶段就要把降低能耗、易于拆卸、再生利用和保护生态环境与保证产品的性能、质量、寿命、成本的要求列为同等的设计目标，并保证在生产过程中能够顺利实施。12.1可靠性设计的主要内容故障机理和故障模型研究研究产品元件材料老化失效机理，掌握老化规律，揭示影响老化因素，建立失效机理模型。可靠性试验技术研究试验是取得可靠性数据主要来源，发现产品设计和研制阶段的问题，恰当的试验方法有利于保证和提高产品的可靠性，能够节省人力和费用。可靠性水平的确定制定相关产品的可靠性水平等级，为产品的可靠性设计提供依据12.2可靠性设计的常用指标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，就是产品在t时刻所处的状态。可靠度在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率R(t)，可靠度愈大，工作愈可靠，0≤R(t)≤1。可靠度是累积分布函数，它表示在规定的时间内圆满工作的产品占全部工作产品累积起来的百分数。13.价值工程基本概念产品价值V是产品功能F与产品成本C的综合反映。价值(V)--“合算不合算”或“值得不值得”；功能(F)--为功用、作用、效能、用途、目的等；成本(C)--是指实现功能所支付的全部费用。三者关系为：V=F/C14.先进制造工艺的内容1）精密、超精密加工技术指对工件表面材料进行去除，使工件的尺寸、表面性能达到产品要求所采取的技术措施。当前，纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平。2）精密成形制造技术指从制造工件的毛坯、从接近成形工艺向直接制成工件即精密成形工艺或称净成形工艺的方向发展。3）特种加工技术指那些不属于常规加工范畴的加工。如高能束流加工、电加工、超声波加工、高压水射流加工等。4）表面工程技术它是采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合，提高产品表面耐磨、耐蚀、耐热、耐辐射、抗疲劳等性能的各项技术。它主要包括热处理、表面改性、制膜和涂层等技术。15.超精密加工的关键技术1超精密加工机床技术①超精密加工机床的设计原理和方法②超精密机床基础部件技术1.精密主轴2.超精密导轨3.传动系统4.微进给装置2超精密加工刀具技术①晶面的选择②刃口刃磨工艺③刃口半径的测量3精密测量技术4超精密加工原理5超精密控制技术16.与传统的机械加工相比，特种加工的不同点是什么？A.不主要依靠机械能,而是主要用其他能量,如电能、化学能、光能、声能、热能等去除金属材料B.工具硬度可以低于被加工材料的硬度C.加工过程中工具和工件之间不存在显著机械切削能17成组技术的原理是什么？简述成组技术在产品设计、制造工艺及生产组织与管理中的应用。成组技术的原理是将企业生产的多种产品、部件和零件，按照一定的相似性准则分类成组，并这种分组为基础组织生产的全过程，从而实现产品设计、制造和生产管理的合理化及高效益。在产设计中实施成组技术，通过对企业中采用成组单元或成组流水线，可以缩短零件的运输线路，提高生产单元或系统的柔性。在生产管理中，以零件族为基础编制生产计划和生产作业计划，可以提高生产管理的效率，提高设备和劳动力的利用率。18.RPM技术的概念、工艺流程、特点、典型工艺技术物料需求计划是以物料计划人员或存货管理人员为核心的物料需求计划体系，它的涵盖范围仅仅为物料管理这一块。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。MRPII系统的特点管理信息的集成性集企业产、供、销、财务于一体，对企业资源进行统一的计划和控制，实现企业的整体优化。计划的可执行性计划下达前对生产能力进行平衡，并根据反馈信息及时调整，保证计划有效性和可执行性。管理的系统性MRPII把企业所有与生产经营有关的部