先进制造技术题

一、名词解释
1、超高速加工技术：是指采用超硬材料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到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。

2、先进制造技术：制造业不断吸收机械、电子、信息、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系统。

3、快速原型制造技术：采用离散、堆积成型的原理，由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的技术总称。

4、柔性制造系统（FMS）：一种主要用于多品种中小批量或变批量生产的制造自动化技术，它是对各种不同形状加工对象进行有效地且适应性转化为成品的各种技术总称。

FM的根本特征即“柔性”，是指制造系统（企业）对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。

5、绿色制造技术（GMT）：是一个综合考虑环境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，对环境的影响（副作用）最小，资源效率最高。

6、精密加工技术：加工精度在10-0.1um，表面粗糙度值0.3-0.03 um的加工技术。

7、虚拟轴机床：基座与主轴平台间由六根杆并联地连接，六根杆同时相互耦合地作伸缩运动来确定平台的运动，由六根杆分担受力，且只承受拉力或压力。

具有刚度高，移动部件质量小，结构简单以及相同零件多的优点。

8、全能制造系统：它有两个含义：一是如果一个复杂系统由若干个简单系统组成，这个系统将比全新设计的一个系统更快和更稳定。

二是整体和局部是相对的，一台机器可以看成整体，但对企业来说，它又
是局部。

二、 论述题
1、 计算机数控系统由哪几部分组成？各部分的功用是什么？
1. 用户程序。

它是零件的加工程序；
2. 输入输出设备。

输入输出对数控设备进行自动控制所需的外部控制信息及加工数据，作为控制的依据。

3. C NC 装置。

由硬件和软件组成，是数控设备的核心。

4. P LC 。

完成数控设备的各种执行机构的逻辑顺序控制。

5. 伺服系统。

主要指数控设备的主轴驱动和进给驱动，是CNC 系统的执行部分。

6. 受控设备。

数控机床是受控设备的重要组成部分。

数控机床的结构必须根据数控技程序 输 入
装
置
C N C 装 置 通信
线路
输出
装置 P L C 主轴控制单元 主轴电动机 机床 进给电动机 位置检测器 速度控制单元
术的特殊要求进行专门设计，才能充分发挥数控机床的性能。

2、典型的快速原型制造技术有哪几种？分别简述它们的工作原理。

1、立体印刷：液槽中盛满液态光固化树脂，它在一定剂量的紫外激光照射下，聚焦后的激光光点在液面上按计算机的指令逐点扫描，在同一层内则逐点固化。

当一层扫描后被照射的地方就固化，未被照射的地方仍然是液态树脂。

然后升降架带动平台再下降一层高度，上面又布满一层树脂以便进行第二次扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复，直到三维零件完成。

2、分层实体制造：根据零件分层几何信息切割箔材和纸等，将所获得的层片粘结成三维实体。

控制激光的光强和切割速度，使他们达到最佳配合，以便保证良好的切口质量和切割深度，是该技术的技术关键。

3、选择性激光烧结：先在工作台上铺上一层粉末，用激光在计算机控制下有选择地进行烧结，被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分。

一层完成后再进行下一层，新一层与其上一层被牢牢地烧结在一起。

全部烧结完成后，去除多余的粉末，便得到烧结成的零件。

4、熔融沉积成型：喷头在计算机控制下作X-Y
联动扫描以及Z向运动，丝材在喷头中被加热并略高于其熔点。

喷头在扫描运动中喷出熔融的材料，快速冷却形成一个加工层并与上一层牢牢连接在一起。

这样层层扫描迭加便形成一个空间实体。

3、论述超高速切削时切削温度的变化特点。

在常规切削速度范围内（A）切削温度随切削速度增加而提高，但是，当切削速度增大至某一数值Ve后，切削速度再增加切削温度反而降低, Ve值与工件材料有关，对每种工件材料，存在一个速度范围，在这个范围内，切削温度太高，任何刀具无法承受，称为“死谷”。

现代认为，在高速切削铸铁，钢及难加工材料时，即使在很高的速度范围内，也不存在这样的“死谷”，刀具耐用度总随切削速度的增加而降低，而在硬质合金刀具高速铣削钢材时，尽管随切削速度提高，切削温度随之提高，刀具磨损随之加剧，刀具耐用度T继续下降，且T-v规律仍遵循Tayor方程，但在较高的切削速度段，刀具耐用度T随v提高而下降的速度逐缓，这一
结论对于超高速切削技术的实际应用十分有意义。

4、简述微型机械加工技术的关键技术。

微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化产业。

微型机械加工技术领域的前沿关键技术有：1、微型系统设计技术主要是微结构设计数据库、有限元和边界分析、CAD/CAM、仿真和拟实技术、微系统建模等。

2、微细加工技术主要指高深宽比多层微结构的硅表面加工技术，利用X射线光刻、电铸的LIGA和利用紫外线光刻的准LIGA加工技术。

3、微型机械组装和封装技术主要指使用粘接材料的粘接、硅玻璃静电封接、硅硅键合技术和自对准组装技术，具有三维可动部件的封装技术、真空封装技术等，新封装技术的探索。

4、微系统的表征和测试技术主要有微结构材料特性测试技术，微小力学、电学等
物理量的测试技术，微型器件和微型系统性能的表征和测试技术，微型系统动态特性测试技术，微结构、微型器件和微型系统的可靠性的测量与评价技术。

5、简述电子束的加工原理及特点。

由电子枪射出的高速电子束经电磁透镜聚焦后轰击工件表面，在轰击处形成局部高温，使材料瞬时熔化和气化，从而达到材料去除、连接或改性的目的。

特点：
1、电子束可实现极其微细的聚焦（可达0.1um）,可实现亚微米和毫微米的精密微细加工；
2、电子束加工主要靠瞬时热效应，工件不受机械力作用，因而不产生宏观应力和变形；
3、加工材料的范围广，对高强度、高硬度、高韧性的材料以及导体、半导体和非导体材料均可加工；
4、电子束的能量密度高，如果配合自动控制加工过程，加工效率非常高，每秒钟可在0.1mm厚的钢板上加工出3000个直径为0.2mm的孔；
5、电子束加工在真空中进行，污染小，加
工表面不易氧化，尤其适合加工易氧化的金属及其合金材料，以及纯度要求极高的半导体材料。

6、在机械制造中，如何实施信息化技术。

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，深入开发、广泛利用信息资源，实现设计、制造、管理与资源配置的信息化。

制造业信息化是用信息技术改造传统产业和实现信息化带动工业化的突破口。

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，带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新，实现产品设计制造和企业管理的信息化，生产过程控制的智能化，制造装备的数控化，咨询服务的网络化，全面提升我国制造业的整体竞争力。