智能制造加工技术课后习题参考答案

智能制造加工技术课后习题参考答案第一章1-1 本课程主要介绍哪几种智能加工技术？答：数控加工中心加工技术、增材制造技术、柔性制造技术、数控机床与自动化工厂1-2 智能制造加工技术由信息和传统制造相结合，这些信息技术包含哪些？答：网络化、智能化、透明化、数字化、可控化。

1-3 你觉得未来的智能制造加工会沿着哪个方向发展呢？答：1.产品智能化2. 装备智能化3. 车间智能化4.工厂智能化第二章2-1 机床按加工性质和所用刀具可分为：、、、、、、、、、、及等12类。

答：车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床以及其它机床。

2-2 任何规则表面都可以看作是一条线沿着另一条运动的轨迹，和统称为形成表面的发生线。

答：母线、导线2-3 可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动；可以是步进的，也可以是连续进行的；可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动。

答：主运动、进给运动2-4 写出下列机床型号各部分的含义。

1）Y3150E答：Y:类别代号,表示齿轮加工机床;3:组别代号(滚齿及铣齿机组):1:系别代号(滚齿机系);50:主参数的折算值,折算系数1/10,最大滚切直径500m;E:重大改进序号(第五次重大改进)2）CM1107精密型转塔车床答：C:类别代号,表示车床类:M:通用特性代号(精密);11:组别代号(单轴自动、半自动车床组>1:系别代号(单轴纵切自动车床系);07:主参数的折算值,折算系数1,表示最大加工棒料车削直径7mm:3）C1312最大切削直径为120mm的转塔车床答：C:类别代号,表示车床类;1:组别代号(单轴自动、半自动车床组);3:系别代号(单轴转塔自动车床系);12:主参数的折算值,折算系数1,表示最大加工棒料车削直径12mm4）M1432A最大加工直径为320mm经过一次重大改良的台式坐标钻床答：M:类别代号,表示磨床类;1:组别代号(外圆磨床组)4:系别代号(万能外圆磨床系);32:主参数的折算值,折算系数1/10,最大磨削直径320mm;A:重大改进序号(第一次重大改进)。

5）CA6140最大切削直径为400mm的卧式车床答：C代表车床A为结构特性代号，6代表卧式，1代表基本型，40代表最大回转直径400MM。

2-5 画出卧式车床车锥螺纹的传动原理图。

2-6CA6140主轴反转的转速为什么比正转高？答：卧式车床主轴反转主要用于车削螺纹时退刀，而退刀运动是一个辅助运动，转速高是可以节省辅助时间，提高生产效率。

2-7分析车削英制螺纹的传动路线，列出运动平衡式并说明为什么能车削出标准的英制螺纹？2-8在CA6140型车床上车削下列螺纹：1）制螺纹P=3mm；P=8mm；k=22)英制螺纹a=4 1/2牙/in3)公制螺纹L=48mm4)模数螺纹m=48mm，k=2试写出传动路线表达式，并说明车削这些螺纹时可采用的主轴转速范围。

第三章3-1 数控加工中心从主体上，主要由以下几个部分组成：基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀系统、辅助装置。

3-2 FANUC OiM系统中G28、G50、G54指令含义分别是什么？。

答：G28—返回参考点指令G50---刀具偏置0/-；G54---设定工件坐标;3-3 根据题图3-3的尺寸，选用D=12mm的立铣刀，编写ABCDEA加工程序。

题图3-3 编程示意图答：O3333G90 G00 X5 Y10 M03 S500 TO;1 M08G42 G01 X30 Y10 F;100G03 X40 Y20;I0 J10G02 X30 Y30 I;10 J10G01 X10;Y20G01 ; Y5G40 G00 X0 Y0;5 M09;M02第4章4-1 叙述光固化快速成型的原理？答：用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.4-2 光固化快速成型的特点有哪些？答：（1）光固化快速成型技术是最早出现的快速成型制造工艺，成熟度最高，经过时间的检验；（2）成型速度较快，系统工作相对稳定；（3）可以打印的尺寸也比较大，有可以做到2m的大件，关于后期处理特别是上色都比较容易；（4）尺寸精度高，可以做到微米级别；（5）表面质量较好，比较适合做小件及较精细件。

4-3 光固化材料的优点有哪些？光固化树脂主要分为几大类？答：光固化材料是一种既古老又崭新的材料，与一般固化材料比较，光固化材料具有下列优点：①固化快可在几秒钟内固化，可应用于要求立刻固化的场合。

②不需要加热这一点对于某些不能耐热的塑料、光学、电子零件来说十分有用。

③可配成无溶剂产品使用溶剂会涉及到许多环境问题和审批手续问题，因此每个工业部门都力图减少使用溶剂。

④节省能量各种光源的效率都高于烘箱。

可使用单组分，无配置问题，使用周期长。

⑤可以实现自动化操作及固化，提高生产的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益。

光固化树脂可以分为三类：1）自由基光固化树脂；2）阳离子光固化树脂；3）混杂型光固化树脂4-4 叠层实体快速原型制造工艺的基本原理？答：叠层实体快速原型制造技术由计算机、材料存储及送进机构、热粘压机构、激光切割系统、可升降工作台和数控系统和机架等组成。

首先在工作台上制作基底，工作台下降，送纸滚筒送进一个步距的纸材，工作台回升，热压滚筒滚压背面涂有热熔胶的纸材，将当前迭层与原来制作好的迭层或基底粘贴在一起，切片软件根据模型当前层面的轮廓控制激光器进行层面切割，逐层制作，当全部迭层制作完毕后，再将多余废料去除，最终形成三维工件原型。

4-5 叠层实体快速原型制造工艺的特点?答：优点：原材料价格便宜，原型制作成本低；制件尺寸大；无须后固化处理；无须设计和制作支撑结构；废料易剥离；热物性与机械性能好，可实现切削加工；精度高；设备可靠性好，寿命长；操作方便。

缺点：不能直接制作塑料工件；工件的抗拉强度和弹性不够好；工件易吸湿膨胀；工件表面有台阶纹，需打磨。

4-6 当前开发出来的叠层实体快速成型材料主要有几种？其中常用的是什么？答：薄层材料：纸、塑料薄膜、金属箔等。

粘结剂：热熔胶。

制备工艺：涂布工艺；常用的是涂有热熔胶的纸材。

4-6 叙述选择性激光烧结快速原型工艺的基本原理？答：选择性激光烧结加工过程是采用铺粉辊将一层粉末材料平铺在已成形零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形的部分实现粘接。

当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，如此反复，直至完成整个模型。

4-7 选择性激光烧结工艺的特点有哪些？答：SLS技术与SLA技术很相似，只是用粉末原料取代了液态光聚合物，并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料。

该技术具有原材料选择广泛、多余材料易于清理、应用范围广等优点，适用于原型及功能零件的制造。

在成形过程中，激光工作参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要参数。

4-8 叙述熔融沉积快速成型工艺的基本原理？答：熔融沉积（Fused Deposition Modeling，FDM）又叫熔丝沉积，它是将丝状的热熔性材料加热熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来，如果热熔性材料的温度始终稍高于固化温度，而成型部分的温度稍低于固化温度，就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后，随即与前一层面熔结在一起。

一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，再继续熔喷沉积，直至完成整个实体造型。

4-9 熔融沉积快速成型工艺的特点有哪些？答：优点：◎系统构造和原理简单，运行维护费用低（无激光器）；◎原材料无毒，适宜在办公环境安装使用；◎用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造；◎可以成型任意复杂程度的零件；◎无化学变化，制件的翘曲变形小；◎原材料利用率高，且材料寿命长；◎支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易；◎可直接制作彩色原型。

4-10 双喷头熔融沉积快速成型工艺的突出优势是什么？答：双喷头的优点除了沉积过程中具有较高的沉积效率和降低模型制作成本以外，还可以灵活地选择具有特殊性能的支撑材料，以便于后处理过程中支撑材料的去除，如水溶材料、低于模型材料熔点的热熔材料等第5章5-1 FMS的基本由控制与管理、加工、物流等三个子系统构成。

5-2 简述柔性制造所采用的关键技术。

答：1.计算机辅助设计；2.模糊控制技术；3.人工智能、专家系统及智能传感器技术；4.人工神经网络技术5-3 生产设备的布置最为关键。

简述设备布置的几种方式。

答：生产设备的布置最为关键。

设备布置有如下几种方式:1）产品原则布置:根据产品的制造步骤安排各组成部分。

理论上，流程是一条从原料投入到成品产出的连续线。

固定制造某种部件或产品的封闭车间，其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线，适合少品种、大批量的生产方式。

2）工艺原则布置：又称机群布置，是将同类设备和人员集中布置在一个地方的布置形式。

根据所执行的一般功能，对各工艺组成部分进行布置，并不考虑任何特殊产品，适用于单件小批加工车间等。

3）成组原则布置：实施成组加工的布置形式，介于产品布置与工艺布置之间，适用于中小批量生产。

4）定位原则布置：根据体积或重量，将产品固定在一个位置上，设备、人员、材料都围绕着产品分布，适用于飞机制造厂、造船厂等。

5-4 简述刀具管理常用功能。

答：其刀具管理常用功能包括：刀具库存管理、刀具的优化调度、刀具的动态调度、刀具的寿命管理、刀具的数据管理、刀具识别、刀具自动调定、刀具的自动轨道运输、刀具的监控检测与外围设备的通信。

5-5 简单回答装配的概念，说明什么是装配的层次性和有序性？答：根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合与连接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配。

所谓作业层次，是指装配中把直接进入产品装配的部件称为组件；把直接进入组件装配的部件称为第一级分组件；直接进入第一级分组件装配的部件称为第二级分组件；依此类推。

装配作业的有序性。

装配过程是一个有序的过程，也就是说，产品或部件的装配受装配顺序的约束。

比如在螺钉的配作连接时，要先钻孔、攻螺纹，然后才能完成螺钉的装配。

5-6 什么是装配优先图？它有什么作用？图中的节点、箭线和数字各代表什么含义？答：产品树结构图是按产品的设计阶段的部件划分绘制的。

在装配时会有些变化，因此按照不同的装配工艺要求进行处理，然后绘制成装配优先图。

当产品中零件和部件的数量较多时，装配优先图可能会出现网络图形的情况，给装配线的平衡带来困难。