先进制造技术复习题

品表面制备各种具有特殊性能的覆层，大大降低了制件的加工成本。

14、超精密加工——加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺，其中加工精度在0.10～0.01μm，表面粗糙度Ra值在0.03～0.05μm。

15、超高速加工技术——采用超硬材料刀具和能可靠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，提高工件尺寸的精度和工件表面质量的现代制造技术。

16、准时制生产——通过看板管理，制止过量生产，实现在必要时刻生产必要数量的必要产品，消除产品在制造过程中的浪费，使生产过程合理、高效和灵活。

17、敏捷制造——指制造系统在满足低成本和高质量的同时，对变幻莫测的市场需求的快速反应。

18、全能制造——建立一个由一系列标准的、半标准的、独立的、协作的智能模块组成的高度分布的制造系统的体系结构，它适用于整个制造系统或者某种制造手段。

19、虚拟制造——以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品的物理实现之前，使人体会到产品的性能和制造系统的状态，从而做出优化实施方案。

二、简答题1、试述CAD三维建模步骤。

答：CAD三维建模采用自顶向下设计流程包括：1、创造组件结构； 2、使用骨架创建设计框架； 3、使用发布和复制几何特征共享设计信息； 4、通过参照复制几何特征来创造实体特征。

2、什么是回收设计。

答：回收设计室指在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收及可能性，（2分）回收价值大小，回收处理方法、回收处理结构工艺性等与回收性有关的一系列问题，（3分）达到零件材料资源，能源的最大利用，并对环境污染的最小的一种设计思想和方法。

（3分）3、简述可靠性设计的步骤。

答：系统的可靠性设计步骤：1、建立系统的可靠性模型 2、系统的可靠性预测即根据系统的可靠性模型，有单元的可靠度通过计算获得 3、系统可靠性分配，即将已知系统的可靠性指标合理的分配到各个子系统和单元上去，从而求出个单元应具有的可靠度4、什么是面向环境的设计。

答：1、将产品的基本属性与环境属性相结合的集成并行设计； 2、将环境约束作为优先控制目标； 3、实现资源能源的有效持续利用；4、将产品对环境的影响降低到最低程度或最终消除；5、实现持续发展的最有效途径。

5、从绿色制造的概念出发，工程设计应遵循的原则是什么？答：从绿色制造的概念出发，工程设计应遵循的原则是：⑴生态环境友善。

即产品在制造和使过程中，对人体、对生态环境无危害，人机环境舒适、友善。

⑵节约资源。

尽可能利用再生资源，节省材料，节省人力资源。

⑶延长产品适用寿命。

采用可更换结构。

⑷可回收性。

选用可回收材料，减少材料种类。

6、系统的可靠性模型分几种类型？画图说明。

答：系统的可靠性模型分五种类型：串联系统；并联系统；混联系统；备用冗余系统；复杂系统。

图7、优化设计模型的三要素是什么？写出优化设计模型的数学表达式。

答：优化设计模型的三要素是目标函数、设计变量、约束条件。

优化设计模型的数学表达式：X=(x1，x2，…，xn)TMin F(X)s.t. gi((X)=0 i=1，…，qgi((X) ≤0 i=q+1 , …，p8、与传统焊接相比，激光焊接有什么特点。

答：与传统焊接相比，激光焊接的特点如下：⑴激光连续焊接速度极为迅速，因此，焊接材料不易被氧化，焊接效率高；⑵激光功率密度高，激光束不与被焊工件材料接触，故不产生焊渣；⑶激光焊接输入能量极小，故焊点小，焊缝窄，热影响区间小，工件变形小，精度高；⑷可焊同种金属，异种金属以及金属和非金属材料，焊缝具有很高的耐腐蚀性且力学性能高于母材；⑸焊接件拼装精度高，焊前焊后不需要热处理；⑹焊接系统柔性高，自动化程度高，设备价格昂贵。

9、什么是表面改性技术？其目的是什么？常用的表面改性技术有哪几种？答：表面改性技术是指采用工艺手段使材料表面获得与基体不同的组织和性能的一种工艺。

目的：既能发挥基体材料的力学性能，又能使材料表面获得各种所需的特殊性能，同时可以掩盖材料表面的缺陷，延长材料的适用寿命。

常用的表面改性技术有：喷丸强化、表面热处理、化学热处理。

10、什么是超高速加工技术？在加工和应用上有什么特点？答：采用超硬材料刀具和能可靠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，提高工件尺寸的精度和工件表面质量的现代制造技术。

加工上的特点：⑴可加工各种表面形状的零件，由毛坯一次加工成成品，并实现精密甚至超精密加工。

⑵可实现小的磨粒切深，使陶瓷、钛合金、镍合金等难加工材料的切削性能大大提高，使磨削表面质量提高。

应用上的特点：⑴大批生产的领域，如汽车行业；⑵工件本身刚度不足的领域，如航空领域；⑶加工复杂曲面领域，如模具行业；⑷难加工材料领域以及超精密微细加工领域。

11、什么是快速原型制造技术？其应用上有什么特点？它有哪四种典型技术。

答：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。

应用上的特点：⑴适合于各种材料、各种形状复杂、不规则零件的加工；没有或极少切削且是一种环保性技术；⑵解决了CAD设计中三维造型看得见、摸不着的问题；体统柔性高，只需修改CAD模型就可生成各种不同形状的零件；⑶多技术集成设计制造一体化技术，不需要专用的夹具和模具，零件复杂程度与制造成本关系不大；新产品开发时间大大缩短。

快速原型制造技术典型的四种技术：立体印刷；分层实体制造；选择性激光烧结；熔融沉积成形。

12、什么是特种加工？工艺上有什么特点？应用上有什么特点？答：特种加工是将电、磁、声、光、热等物理、化学能或其组合乃至与机械能的组合直接施加在被加工部位，使材料去除、变形或则改变性能的一种工艺。

工艺特点：⑴刀具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度；切削时，机械力很小，因此，工件切削变形小，加工精度高，表面质量高；⑵可直接使用电能、电化学能、光能等对材料进行加工也可以复合成新的工艺；一种新能源的产生，会产生一种新的特种加工工艺。

应用特点：难加工材料的加工；复杂零件表面的加工；精密的、有特殊要求零件的加工。

13、简述现代企业生方式的巨大变革。

答：现代企业面临经济知识时代，技术不断创新，产品生命周期缩短，市场竞争日趋激烈。

因此现代企业生产的方式由大规模定制即企业需要从客户到供应商的各个环节，业务模式进行全面重组。

现代企业的生产方式，以客户为中心，企业的生存与发展最终取决于客户与销售能否实现。

14、简述制造资源计划。

答：制造资源计划（MRP）是一种工业制造企业的物资计划管理模式，根据产品各层次物品的从属和数量关系，以每个物品为计划对象，以完工日期为时间基准，倒排计划，按提前期长短区别物品下达计划时间的先后次序15、试述物料需求计划答：物料需求计划是一种以计算机为基础的生产计划与控制系统，它根据总生产进度计划中规定的最终产品的交货日期，编制所构成最终产品的装配件、部件、零件的生产进度计划、对外的采购计划、对内的生产计划16、简述数控机床的特点。

答：1、易于加工形状复杂的零件加工精度高2、工件加工周期短，生产效率高3、加工质量稳定，劳动强度低。

4、可实现精确成本计算和科学管理 5、有利于实现优化控制和生产系统的集成17、什么是虚拟制造技术？其目的是什么？答：虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、加工、成形、装配、维护等，通过统一建模形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品。

虚拟制造的目的：⑴提供产品性能、制造成本、生产周期的相关信息，使决策者做出正确的设计和管理决策；⑵及时发现设计和制造过程中可能出现的错误，减少设计、工艺缺陷，优化产品性能，降低成本，提高加工质量；⑶优化资源配置和物流管理，实现柔性制造和敏捷制造，提高企业在市场中的竞争优势。

18、什么是智能4M系统？其主要研究的内容是什么？答：智能4M系统是将建模、加工、测量、机器人操作四者一体化的智能系统，实现快速制造、检测、相应和重组。

其主要研究的内容是：信息共享和集成、传感器信息的处理和融合、4M系统的建模以及一体化的制造仿真与控制语言研究，形成面向用户的柔性加工高层控制语言、几何信息提取、特征映射方法和4M系统集成的研究。

19、什么是工业机器人？按自动化功能层次、控制方式可分为几种类型。

答：工业机器人是一种可以搬运物料、零件、工具或多种操作功能的专用机械装置；由计算机进行控制，是无人参与的自主自动化控制系统；它是可编程的、具有柔性的自动化系统，可以允许进行人机联系。

按自动化功能层次分为：专用机器人、通用机器人、示教再现机器人、智能机器人。

按控制方式分：固定程序控制机器人、可编程控制机器人。

20、什么是柔性制造技术？其柔性具体体现在哪些方面？答：柔性制造技术是一种用于多品种中小批量或变批量生产的制造自动化技术，它是对不同形状加工对象进行有效地适应性转化为成品的各种技术的总称，其基本特性是柔性。

其柔性具体指制造系统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，可分为瞬时、短期和长期柔性三种。

瞬时柔性是指设备出现故障后，自动排除故障或将零件转移到另一台设备上继续进行加工的能力；短期柔性是指系统在短期（几小时或几天）内，适应加工对象变化的能力，包括在任意时刻混合地进行加工两种以上零件的能力；长期柔性是指系统在长期（几周或一个月）使用中，能进行加工各种不同零件的能力。

21、并行工程的概念及其特征是什么？答：并行工程是对于产品和其有关的过程（包括制造和保障过程）进行并行设计的一种系统的综合方法，它要求研制者从一开始就考虑整个产品寿命周期（从概念形成到产品报废处置）中的全部要素，包括质量、成本、进度及顾客要求。

并行工程要求特别重视源头设计，在设计的开始阶段，就设法吧产品开发所需的所有信息进行综合考虑，把许多学科专家的经验汇集在一起，融为一体。

特征：并行特征；整体特征；协同特征；集成特征。

三、论述题1、试论述现代设计技术有什么特点。

答：现代设计技术是在传统设计的基础上继承和发展起来的一门多专业、多学科且相互交叉的综合性很强的基础技术科学，其设计范围不断扩大，设计手段不断现代化，已发展到采用计算机网络技术，实现异地设计、虚拟设计与制造。

现代设计的特点：⑴设计范畴扩展化，强调产品全寿命周期设计。

现代设计强调从市场调研、用户要求，到产品设计、制造、销售、维修直至回收再利用的产品全寿命周期的综合最优化；⑵设计手段的计算机化。

产品在物理模型实现之前，通过计算机仿真、有限元分析，进行多变量的最佳化设计方案选择，使系统整体最佳化。

⑶设计过程的并行化和智能化。

现代设计借助于网络和数据库，人工智能和专家系统，使计算机完成了一部分创造性设计；各设计团队互相协作，强调各个设计过程的交叉进行，使设计质量、设计效率大大提高。