先進制造技術復習題

1、名詞解釋1 數控技術指用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動化技術。2 可靠性產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間內，完成規(guī)定功能的能力。3 虛擬制造技術是一門新的制造技術，它以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為技術支持，在產品設計或制造系統(tǒng)的物理實現之前，就能使人感受到未來產品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而可以作出前瞻性的決策與優(yōu)化實施方案。4 liga技術（X射線刻蝕電鑄模法）是一種新型的三維超微細加工技術，采用深度X射線光刻，電鑄成模或微塑造的方法，可以用來制作任意形狀的三維微細結構。工藝包括三個主要工序：1）把從同步加速器放射出的具有波長短和很高平行性的X射線作為曝光光源，

2、可在最大厚度達500m的光致抗蝕劑上生成曝光圖形的三維實體深度光刻。2）用曝光蝕刻的圖形實體作電鑄的模具，生成鑄型。3）以生成的鑄型作為注塑成形的模具，即能加工出所需的微型零件。5 超精密加工技術指加工精度和表面質量達到極高程度的精密加工工藝，從概念上講具有相對性，隨著加工技術的不斷發(fā)展，超精密加工的技術指標也是不斷變化的。包括微細加工和超微細加工、精整和光整加工。6 快速原型制造技術是采用離散/堆積成型的原理，由CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維實體的技術總稱。7 納米技術及其主要內容納米技術是指納米級（01nm100nm）的材料、設計、制造、測量、控制和產品的技術。納米技術的主要

3、內容：納米測量技術，納米級加工技術，納米級器件，納米材料，微型機械和微型機電系統(tǒng)，納米生物學。8 敏捷制造技術制造系統(tǒng)在滿足低成本和高質量的同時，對變幻莫測的市場需求的快速反應。9 綠色制造技術綠色制造的定義：是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現代制造模式，其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環(huán)境的影響（副作用）最小，資源效率最高。10 柔性制造技術一種主要用于多品種中小批量或變批量生產的制造自動化技術，它是對各種不同形狀加工對象進行有效地且適應性轉化為成品的各種技術總稱。11 先進制造技術及其主要內容制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息、能源和現代管理等

4、方面的技術的成果，并將其綜合應用于產品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。主要內容：現代設計技術，現代制造工藝技術，制造自動化技術，現代管理技術，現代生產制造系統(tǒng)12 并行工程并行工程是一種對產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行的和集成設計的系統(tǒng)化工作模式。13 erpEnterprise Resource Planning，將客戶需求和企業(yè)內部制造活動以及供應商的制造資源整合在一起，體現完全按需求制造的思想。 14 現代設計技術現代設計技術是根據產品功能要

5、求和市場競爭的需要，應用現代技術和科學知識，經過設計人員創(chuàng)造性思維，規(guī)劃和決策，制定可以用于制造的方案并使方案付諸實施的技術。論述題1 現代設計技術的特點1、設計范疇的擴展化2、設計手段的計算機化3、設計過程的并行化4、設計過程智能化5、設計手段的擬實化6、分析手段的精確化7、多種手段綜合應用8、強調設計的邏輯性和系統(tǒng)性9、進行動態(tài)多變量的優(yōu)化10、強調產品的環(huán)保性11、強調產品的宜人性12、強調用戶參與13、強調設計階段的質量控制14、設計和制造一體化15、強調產品全壽命周期最優(yōu)化2 如何理解制造信息化及其關鍵技術制造業(yè)信息化是運用現代信息技術改造傳統(tǒng)的制造業(yè)，在產品研制生產全過程的各個方面

6、應用現代信息技術，深入開發(fā)、廣泛利用信息資源，實現設計、制造、管理與資源配置的信息化。關鍵技術：1、 產品設計的信息化及應用技術，2、基于PDM的設計制造過程集成化技術，3、企業(yè)管理信息化技術，4、制造過程中的信息化技術，5、應用集成技術。3 快速原型制造的方法及每種方法的工作原理1、立體印刷：液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂，它在一定劑量的紫外激光照射下，聚焦后的激光光點在液面上按計算機的指令逐點掃描，在同一層內則逐點固化。當一層掃描后被照射的地方就固化，未被照射的地方仍然是態(tài)樹脂。然后升降架帶動平臺再下降一層高度，上面又布滿一層樹脂以便進行第二次掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復，直到

7、三維零件完成。2、分層實體制造：根據零件分層幾何信息切割箔材和紙等，將所獲得的層片粘結成三維實體?？刂萍す獾墓鈴姾颓懈钏俣?，使他們達到最佳配合，以便保證良好的切口質量和切割深度是該技術的關鍵技術。3、選擇性激光燒結：先在工作臺上鋪上一層粉末，用激光在計算機控制下有選擇地進行燒結，被燒結部分便固化在一起構成零件的實心部分。一層完成后再進行下一層，新一層與其上一層被牢牢地燒結在一起。全部燒結完成后，去除多余的粉末，便得到燒結成的零件。4、熔融沉積成型：噴頭在計算機控制下作X-Y聯動掃描以及Z向運動，絲材在噴頭中被加熱并略高于其熔點。噴頭在掃描運動中噴出熔融的材料，快速冷卻形成一個加工層并與上一層牢

8、牢連接在一起。這樣層層掃描迭加便形成一個空間實體。4 先進制造技術的特點1、先進性2、廣泛性3、實用性4、系統(tǒng)性5、繼承性6、動態(tài)性7、技術與管理的更緊密結合8、先進制造技術強調的是優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產。9、先進制造技術是面向21世紀的技術系統(tǒng)，其目的是提高制造業(yè)的綜合經濟效益，贏得激烈的市場競爭。5 簡述cnc技術的插補原理CNC系統(tǒng)輪廓控制的主要問題就是如何控制刀具或工件的運動軌跡，這個問題實質上是如何通過插補運算，實現按一定規(guī)律分配進給脈沖控制伺服電動機運動。插補運算就是CNC系統(tǒng)依據輸入的基本數據，將工件輪廓形狀描述出來，邊計算邊根據計算結果向各坐標發(fā)出進給指令。6 簡述精

9、密切削時工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的影響（1）切削力作用點位置變化引起的工件形狀誤差 1）機床變形引起的加工誤差 因機床受力變形而使加工出來的工件成兩 端粗/中間細的鞍形。 2）工件變形引起的加工誤差 因工件受力變形而使加工出來的工件成鼓形 3）機床變形和工件變形共同引起的加工誤差（2）切削力大小變化引起的加工誤差（3）傳動力/慣性力/夾緊力和重力對加工精度的影響 1）傳動力的影響 傳動力會引起同軸度誤差 2）慣性力引起的加工誤差 慣性力會引起同軸度誤差 周期變化的慣性力 常常引起工藝系統(tǒng)的強迫振動。 3）夾緊力引起的加工誤差 工件在裝夾時，由于工件剛度較低或夾緊力著點不當，會使工件產生相應的變

10、形，造成加工誤差。 4）機床部件和工件自身重量引起的加工誤差 工藝系統(tǒng)有關零件自身的重力所引起的相應變形，也會造成加工誤差。 7 簡述高速切削的特點及關鍵技術優(yōu)點：加工時間可縮短3-5倍；提高生產效率；表面粗糙度提高；輪廓精度提高；減少拋光時間；減少輔助時間；在同一工序上即可完成粗、精加工；可直接加工淬硬材料，實現“以切代磨”；可加工很薄的外壁；降低加工成本。不利因素：舊的加工習慣必須拋棄；更多的設備投資；更多的刀具成本；必須格外加強操作人員的保護；培訓較復雜。關鍵技術：高速主軸特性8 微型機械加工的關鍵技術微型系統(tǒng)設計技術微型加工技術微型機械組裝和封裝技術微系統(tǒng)的表征和測試技術9 簡述“3束

11、”及水射流的工作原理電火花加工：脈沖電源的一極接工具電極，另一極接工件電極。電極均浸入具有一定絕緣度的液體介質中。工具電極由自動進給調節(jié)裝置控制，以保證工具與工件在正常加工時維持一很小的放電間隙。當脈沖電壓加到兩極之間，便將當時條件下極間最近點的液體介質擊穿，形成放電通道。由于通道的截面積很小，放電時間極短，致使能量高度集中，放電區(qū)域產生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發(fā)，以致形成一個小凹坑。第一次脈沖放電結束之后，經過很短的間隔時間，第二個脈沖又在另一極間最近點擊穿放電。如此周而復始高頻率的循環(huán)下去，工具電極不斷的向工件寄進給，它的形狀最終就復制在工件上，形成所需要的加工表面。激光束加工：當激

12、光照射到工件表面，光能被工件吸收并迅速轉化為熱能，光斑區(qū)域的溫度可達10000°C 以上，使材料熔化甚至氣化。隨著激光能量的不斷吸收，材料凹坑內的金屬蒸汽迅速膨脹，壓力突然增大，熔融物爆炸式的高速噴射出來，在工件內部形成方向性很強的沖擊波。激光加工就是工件在光熱效應下產生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。電子束加工：由電子槍射出的高速電子束經電磁透鏡聚焦后轟擊工件表面，在轟擊處形成局部高溫，使材料瞬時熔化和氣化，從而達到材料去除、連接或改性的目的。離子束加工:在真空條件下，將離子源產生的離子束經過加速后，撞擊在工件表面上，引起材料變形、破壞和分離。由于離子帶正電荷，其質量是電子的千萬

13、倍，因此離子束加工主要是靠高速離子束的微觀機械撞擊動能，而不是像電子束加工主要靠熱效應。水射流加工:利用水或水中加添加劑的液體，經水泵至增壓器，再經貯液蓄能器使高壓液體流動平穩(wěn)，最后由人造藍寶石噴嘴形成300-900m/s的高速液體流束，噴射到工件表面，從而達到去除材料的加工目的。10 簡述超高速主軸單元制造技術的關鍵技術超高速主軸材料、結構、軸承的研究與開發(fā)，超高速主軸系統(tǒng)動態(tài)特性及熱態(tài)特性研究，柔性主軸及其軸承的彈性支撐技術的研究，超高速主軸系統(tǒng)的潤滑與冷卻技術研究，以及超高速主軸系統(tǒng)的多目標優(yōu)化設計、虛擬設計技術研究等。先進制造技術名詞解釋：1、 先進制造技術：制造業(yè)不斷吸收機械、電子、

14、信息、能源及現代系統(tǒng)管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的系統(tǒng)。主要內容：現代設計技術，現代制造工藝技術，制造自動化技術，現代管理技術，現代生產制造系統(tǒng)。2、現代設計技術：現代設計技術是根據產品功能要求和市場競爭的需要，應用現代技術和科學知識，經過設計人員創(chuàng)造性思維，規(guī)劃和決策，制定可以用于制造的方案并使方案付諸實施的技術。3、可靠性：產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間內，完成規(guī)定功能的能力。4、并行工程：并行工程是一種對產品及其相關過程

15、（包括制造過程和支持過程）進行并行的和集成設計的系統(tǒng)化工作模式。5、高壓水射流切割：利用水或水中加添加劑的液體，經水泵至增壓器，再經貯液蓄能器使高壓液體流動平穩(wěn)，最后由人造藍寶石噴嘴形成300-900m/s的高速液體流速，噴射到工件表面，從而達到去除材料的加工目的。6、超高速加工技術：是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地實現高速運動的高精度、高自動化、高柔性的制造設備。以極大地提高切削速度來達到提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代制造加工技術。7、超高速切削理論（薩洛蒙曲線）：在常規(guī)切削速度范圍內（A）切削溫度隨切削速度增加而提高，但是，當切削速度增大至某一數值Ve后，切削速度再增加切削溫度

16、反而降低, Ve值與工件材料有關，對每種工件材料，存在一個速度范圍，在這個范圍內，切削溫度太高，任何刀具無法承受，稱為“死谷”。如果能夠超過這個“死谷”而在超高速區(qū)進行工作，則有可能用現有的刀具進行超高速切削，從而大幅度地減少切削工時，成功地提高機床的生產率。超精密加工：指加工精度和表面質量達到極高程度的精密加工工藝，從概念上講具有相對性，隨著加工技術的不斷發(fā)展，超精密加工的技術指標也是不斷變化的。包括微細加工和超微細加工、精整和光整加工。8、 精密加工技術：加工精度在10-0.1um，表面粗糙度值0.3-0.03 um的加工技術。9、 超精密加工技術：指加工精度和表面質量達到極高程度的精密加

17、工工藝，從概念上講具有相對性，隨著加工技術的不斷發(fā)展，超精密加工的技術指標也是不斷變化的。包括微細加工和超微細加工、精整和光整加工。10、 liga技術（X射線刻蝕電鑄模法）：是一種新型的三維超微細加工技術，采用深度X射線光刻，電鑄成?；蛭⑺茉斓姆椒?，可以用來制作任意形狀的三維微細結構。工藝包括三個主要工序：1）把從同步加速器放射出的具有波長短和很高平行性的X射線作為曝光光源，可在最大厚度達500m的光致抗蝕劑上生成曝光圖形的三維實體深度光刻。2）用曝光蝕刻的圖形實體作電鑄的模具，生成鑄型。3）以生成的鑄型作為注塑成形的模具，即能加工出所需的微型零件。11、虛擬軸機床：基座與主軸平臺間由六根桿

18、并聯地連接，六根桿同時相互耦合地作伸縮運動來確定平臺的運動，由六根桿分擔受力，且只承受拉力或壓力。具有剛度高，移動部件質量小，結構簡單以及相同零件多的優(yōu)點。12、快速原型制造技術：采用離散、堆積成型的原理，由CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維實體的技術總稱。13、插補原理： CNC系統(tǒng)依據輸入的基本數據，將工件輪廓形狀描述出來，邊計算邊根據計算結果向各坐標發(fā)出進給指令。14、數控技術：指用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動化技術。15、柔性制造技術：一種主要用于多品種中小批量或變批量生產的制造自動化技術，它是對各種不同形狀加工對象進行有效地且適應性轉化為成品的各種技術

19、總稱。FM的根本特征即“柔性”，是指制造系統(tǒng)（企業(yè)）對系統(tǒng)內部及外部環(huán)境的一種適應能力，也是指制造系統(tǒng)能夠適應產品變化的能力。16、ERP(企業(yè)資源計劃)：將客戶需求和企業(yè)內部制造活動以及供應商的制造資源整合在一起，體現完全按需求制造的思想。 17、 虛擬制造技術：是一門新的制造技術，它以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為技術支持，在產品設計或制造系統(tǒng)的物理實現之前，就能使人感受到未來產品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而可以作出前瞻性的決策與優(yōu)化實施方案。18、智能制造系統(tǒng)：一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中以一種高度柔性與集成的方式，借助計算機模擬人類專家的智

20、能活動進行分析、推理、判斷、構思和決策等，從而取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。19、敏捷制造技術：制造系統(tǒng)在滿足低成本和高質量的同時，對變幻莫測的市場需求的快速反應。20、全能制造系統(tǒng)：它有兩個含義：一是如果一個復雜系統(tǒng)由若干個簡單系統(tǒng)組成，這個系統(tǒng)將比全新設計的一個系統(tǒng)更快和更穩(wěn)定。二是整體和局部是相對的，一臺機器可以看成整體，但對企業(yè)來說，它又是局部。21、綠色制造技術：是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現代制造模式，其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環(huán)境的影響（副作用）最小，資源效率最高。22、 納米技術及其主要內容：納米技術是指納米級

21、（01nm100nm）的材料、設計、制造、測量、控制和產品的技術。納米技術的主要內容：納米測量技術，納米級加工技術，納米級器件，納米材料，微型機械和微型機電系統(tǒng)，納米生物學。一、 名詞解釋1、 超高速加工技術：是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地實現高速運動的高精度、高自動化、高柔性的制造設備，以極大地提高切削速度來達到提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代制造加工技術。2、 先進制造技術：制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息、能源及現代系統(tǒng)管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變的產品

22、市場的適應能力和競爭能力的制造技術的系統(tǒng)。3、 快速原型制造技術：采用離散、堆積成型的原理，由CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維實體的技術總稱。4、柔性制造系統(tǒng)（FMS）：一種主要用于多品種中小批量或變批量生產的制造自動化技術，它是對各種不同形狀加工對象進行有效地且適應性轉化為成品的各種技術總稱。FM的根本特征即“柔性”，是指制造系統(tǒng)（企業(yè)）對系統(tǒng)內部及外部環(huán)境的一種適應能力，也是指制造系統(tǒng)能夠適應產品變化的能力。5、綠色制造技術（GMT）：是一個綜合考慮環(huán)境和資源效率的現代制造模式。其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環(huán)境的影響（副作用）

23、最小，資源效率最高。6、 精密加工技術：加工精度在10-0.1um，表面粗糙度值0.3-0.03 um的加工技術。7、 虛擬軸機床：基座與主軸平臺間由六根桿并聯地連接，六根桿同時相互耦合地作伸縮運動來確定平臺的運動，由六根桿分擔受力，且只承受拉力或壓力。具有剛度高，移動部件質量小，結構簡單以及相同零件多的優(yōu)點。8、 全能制造系統(tǒng)：它有兩個含義：一是如果一個復雜系統(tǒng)由若干個簡單系統(tǒng)組成，這個系統(tǒng)將比全新設計的一個系統(tǒng)更快和更穩(wěn)定。二是整體和局部是相對的，一臺機器可以看成整體，但對企業(yè)來說，它又是局部。二、 論述題1、 計算機數控系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的功用是什么？程序輸入裝置CNC裝置通信線

24、路輸出裝置PLC主軸控制單元主軸電動機機床進給電動機位置檢測器速度控制單元1. 用戶程序。它是零件的加工程序；2. 輸入輸出設備。輸入輸出對數控設備進行自動控制所需的外部控制信息及加工數據，作為控制的依據。3. CNC裝置。由硬件和軟件組成，是數控設備的核心。4. PLC。完成數控設備的各種執(zhí)行機構的邏輯順序控制。5. 伺服系統(tǒng)。主要指數控設備的主軸驅動和進給驅動，是CNC系統(tǒng)的執(zhí)行部分。6. 受控設備。數控機床是受控設備的重要組成部分。數控機床的結構必須根據數控技術的特殊要求進行專門設計，才能充分發(fā)揮數控機床的性能。2、 典型的快速原型制造技術有哪幾種？分別簡述它們的工作原理。1、立體印刷：

25、液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂，它在一定劑量的紫外激光照射下，聚焦后的激光光點在液面上按計算機的指令逐點掃描，在同一層內則逐點固化。當一層掃描后被照射的地方就固化，未被照射的地方仍然是液態(tài)樹脂。然后升降架帶動平臺再下降一層高度，上面又布滿一層樹脂以便進行第二次掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復，直到三維零件完成。2、分層實體制造：根據零件分層幾何信息切割箔材和紙等，將所獲得的層片粘結成三維實體?？刂萍す獾墓鈴姾颓懈钏俣龋顾麄冞_到最佳配合，以便保證良好的切口質量和切割深度，是該技術的技術關鍵。3、選擇性激光燒結：先在工作臺上鋪上一層粉末，用激光在計算機控制下有選擇地進行燒結，被燒結部分便

26、固化在一起構成零件的實心部分。一層完成后再進行下一層，新一層與其上一層被牢牢地燒結在一起。全部燒結完成后，去除多余的粉末，便得到燒結成的零件。4、熔融沉積成型：噴頭在計算機控制下作X-Y聯動掃描以及Z向運動，絲材在噴頭中被加熱并略高于其熔點。噴頭在掃描運動中噴出熔融的材料，快速冷卻形成一個加工層并與上一層牢牢連接在一起。這樣層層掃描迭加便形成一個空間實體。3、 論述超高速切削時切削溫度的變化特點。在常規(guī)切削速度范圍內（A）切削溫度隨切削速度增加而提高，但是，當切削速度增大至某一數值Ve后，切削速度再增加切削溫度反而降低, Ve值與工件材料有關，對每種工件材料，存在一個速度范圍，在這個范圍內，切

27、削溫度太高，任何刀具無法承受，稱為“死谷”?，F代認為，在高速切削鑄鐵，鋼及難加工材料時，即使在很高的速度范圍內，也不存在這樣的“死谷”，刀具耐用度總隨切削速度的增加而降低，而在硬質合金刀具高速銑削鋼材時，盡管隨切削速度提高，切削溫度隨之提高，刀具磨損隨之加劇，刀具耐用度T繼續(xù)下降，且T-v規(guī)律仍遵循Tayor方程，但在較高的切削速度段，刀具耐用度T隨v提高而下降的速度逐緩，這一結論對于超高速切削技術的實際應用十分有意義。4、 簡述微型機械加工技術的關鍵技術。 微型機械的目的不僅僅在于縮小尺寸和體積，其目標更在于通過微型化、集成化來探索新原理、新功能的元件和系統(tǒng)，開辟一個新技術領域，形成批量化產

28、業(yè)。微型機械加工技術領域的前沿關鍵技術有：1、 微型系統(tǒng)設計技術 主要是微結構設計數據庫、有限元和邊界分析、CAD/CAM、仿真和擬實技術、微系統(tǒng)建模等。2、 微細加工技術 主要指高深寬比多層微結構的硅表面加工技術，利用X射線光刻、電鑄的LIGA和利用紫外線光刻的準LIGA加工技術。3、 微型機械組裝和封裝技術 主要指使用粘接材料的粘接、硅玻璃靜電封接、硅硅鍵合技術和自對準組裝技術，具有三維可動部件的封裝技術、真空封裝技術等，新封裝技術的探索。4、 微系統(tǒng)的表征和測試技術 主要有微結構材料特性測試技術，微小力學、電學等物理量的測試技術，微型器件和微型系統(tǒng)性能的表征和測試技術，微型系統(tǒng)動態(tài)特性測

29、試技術，微結構、微型器件和微型系統(tǒng)的可靠性的測量與評價技術。5、 簡述電子束的加工原理及特點。由電子槍射出的高速電子束經電磁透鏡聚焦后轟擊工件表面，在轟擊處形成局部高溫，使材料瞬時熔化和氣化，從而達到材料去除、連接或改性的目的。特點：1、電子束可實現極其微細的聚焦（可達0.1um）,可實現亞微米和毫微米的精密微細加工；2、電子束加工主要靠瞬時熱效應，工件不受機械力作用，因而不產生宏觀應力和變形；3、加工材料的范圍廣，對高強度、高硬度、高韌性的材料以及導體、半導體和非導體材料均可加工；4、電子束的能量密度高， 如果配合自動控制加工過程，加工效率非常高，每秒鐘可在0.1mm厚的鋼板上加工出3000

30、個直徑為0.2mm的孔；5、電子束加工在真空中進行，污染小，加工表面不易氧化，尤其適合加工易氧化的金屬及其合金材料，以及純度要求極高的半導體材料。6、 在機械制造中，如何實施信息化技術。制造業(yè)信息化是運用現代信息技術改造傳統(tǒng)的制造業(yè)，在產品研制生產全過程的各個方面應用現代信息技術，深入開發(fā)、廣泛利用信息資源，實現設計、制造、管理與資源配置的信息化。制造業(yè)信息化是用信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)和實現信息化帶動工業(yè)化的突破口。制造業(yè)信息化將信息技術、自動化技術、現代管理技術與制造技術相結合，帶動產品設計方法和工具的創(chuàng)新，企業(yè)管理模式的創(chuàng)新，企業(yè)間協(xié)作關系的創(chuàng)新，實現產品設計制造和企業(yè)管理的信息化，生產過程

31、控制的智能化，制造裝備的數控化，咨詢服務的網絡化，全面提升我國制造業(yè)的整體競爭力。制造業(yè)信息化的理解及其關鍵技術1、制造業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)我國制造業(yè)在技術創(chuàng)新能力、管理體制與水平、市場響應和開拓能力等方面與發(fā)達國家相比仍有較大的差距，競爭態(tài)勢日趨嚴峻挑戰(zhàn)與問題：不實現技術創(chuàng)新和跨越發(fā)展就沒有出路2、信息時代制造業(yè)新的工業(yè)革命a.信息技術促進了敏捷制造的發(fā)展，形成了以虛擬制造和動態(tài)聯盟為特征的新型制造模式。b.網絡技術促進了全球化制造的發(fā)展，引發(fā)了制造業(yè)的重新分工和資源的重新配置。c.計算機技術促進設計制造數字化，提高了產品創(chuàng)新能力，縮短了設計周期，降低了產品開發(fā)成本。c.電子商務技術促進了全球

32、化采購/銷售，降低了采購與銷售成本，提高了服務質量。3、制造業(yè)信息化的技術構成a.以CAD為代表的單元技術b.以CIMS為代表的集成技術c.網絡化應用技術d.電子商務4、信息化是一次深刻的社會革命。信息化不僅是一次技術革命，更是一次深刻的認識革命和社會革命。5、關鍵技術：a.產品設計的信息化及應用技術b.基于PDM的設計制造過程集成化技術c.企業(yè)管理信息化技術d.制造過程中的信息化技術e.應用集成技術6、機械制造業(yè)實施信息化a.利用信息技術實現物質和知識資源利用的最大化b.制造業(yè)信息化不是技術決策，而是企業(yè)生產經營過程重組的戰(zhàn)略變革c.制造業(yè)信息化在深層次上是新的經營管理觀念和企業(yè)家創(chuàng)新精神的

33、體現內涵： 制造業(yè)信息化是用信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)和實現信息化帶動工業(yè)化的突破口。 作用：制造業(yè)信息將信息技術、自動化技術、現代管理技術與制造技術相結合，帶動產品設計方法和工具的創(chuàng)新，企業(yè)管理模式的創(chuàng)新，企業(yè)間協(xié)作關系的創(chuàng)新，實現產品設計制造和企業(yè)管理的信息化，生產過程控制的智能化，制造裝備的數控化，咨詢服務的網絡化，全面提升我國制造業(yè)的整體競爭力。制造業(yè)信息化技術的5個主要特征管理數字化：通過實現企業(yè)內外部管理的數字化，促進企業(yè)重組和優(yōu)化，提高企業(yè)管理效率和水平，還包括實現企業(yè) 商務的數字化。 · 制造資源管理（MRP） · 企業(yè)資源管理（ERP） · 供應鏈與客

34、戶關系管理（SCM/CRP） · 電子商務（EC） · 辦公自動化（OA） · 是推進現代企業(yè)管理思想的工具，是促進機轉變的突破口 設計數字化：通過實現產品設計手段與設計過程的數字化和智能化，縮短產品開發(fā)周期，促進產品的數字化，提高企業(yè)的產品創(chuàng)新能力。企業(yè)數字化：在企業(yè)設計、制造裝備、生產過程和經營管理數字化的基礎上，實現企業(yè)的信息集成、過程集成和內外部資源集成，實現制造企業(yè)的整體優(yōu)化，提高我國企業(yè)國際競爭能力。數字化代表全球經濟一體化未來的企業(yè)模式與制造模式。生產過程數字化：通過實現生產過程控制的數字化、自動化和智能化，提高企業(yè)生產過程自動化水平。制造裝備數字化

35、：通過實現制造裝備的數字化、自動化和精密化，提高產品的精度和加工裝配的效率。 信息化是一次深刻的社會革命信息化不僅是一次技術革命，更是一次深刻的認識革命和社會革命。我們從三次革命談起，人類經歷了農業(yè)革命與工業(yè)革命，知識經濟和信息化是第三次革命。農業(yè)革命經歷了500010000年的歷史，拉開了人類制造、利用工具改造利用大自然的序幕，1763年1970年是工業(yè)革命時期，開始了人類征服和改造自然的進程。在這一時期，出現了蒸汽機、汽車、飛機、輪船，電的發(fā)明，使電話、電視、精密儀器、儀表、機床、機械設備等廣泛地應用于生活與生產中。信息革命產生發(fā)展于近20年，也就是知識經濟時代，它可以控制人與自然的高度和

36、諧。電腦、因特網、信息高速公路、航空航天技術、海洋生物工程、新能源、新材料、納米技術等在生產生活中廣泛應用，使人類社會向著個性化、休閑化方向發(fā)展。這一時期是人腦的延伸，是在用一種無形的力量來推動人類社會的進步與發(fā)展。農業(yè)社會的基礎是農民，工業(yè)社會的基礎是市民，信息社會的基礎是網民。在以網民為基礎的信息社會里，人們的行為方式、思想方式甚至社會形態(tài)都發(fā)生了顯著的變化。從行為方式上說，網絡環(huán)境的時間和空間有無限的擴充性和多樣性。網絡時間處于一種無始無終的狀態(tài)，或者說網絡時間的特點是“實時、時時、無時”。用戶實時交互、網民時時在線、信息無時不在。北京下班了，巴黎還在工作；巴黎下班了，紐約繼續(xù)干。3人組

37、成的跨國公司，可以24小時不間斷地發(fā)揮作用。網絡空間是真正的“咫尺天涯”鼠標一點，漫游全國。人們所期望的全球化、多極化、個性化的特征，在網絡空間里得到了充分的體現。象生物一樣,企業(yè)需要一個神經系統(tǒng),這就是制造業(yè)應加快企業(yè)信息化,以達到快速反應和有效的控制。跨國公司看好中國市場，“中國制造”已成他們的發(fā)展戰(zhàn)略中國將成為世界制造大國，但制造大國必然是經濟強國的歷史不一定會重演兩種前途：跨國公司的加工車間全球制造的伙伴Ø 利用信息技術實現物質和知識資源利用的最大化Ø 制造業(yè)信息化不是技術決策，而是企業(yè)生產經營過程重組的戰(zhàn)略變革Ø 制造業(yè)信息化在深層次上是新的經營管理觀念

38、和企業(yè)家創(chuàng)新精神的體現結論信息化是戰(zhàn)略思想，而不是技術方案信息化的標志是信息的實時共享、連續(xù)流動和協(xié)同工作信息化的效益主要取決于組織和人員素質，而不是軟件和硬件的設施我國制造業(yè)信息化建設中的五大問題中國制造業(yè)信息化進步很快，各地的熱情也在空前高漲，但在效益與產出方面，結果并不理想，除CAD和財務軟件等單元產品因涉及到的因素簡單而效果明顯外，中國制造業(yè)信息化整個體系的發(fā)展速度并不象所造的聲勢那么令人樂觀，政府、軟件商、企業(yè)、咨詢和監(jiān)理五大因素牽引中國制造業(yè)信息化前行的腳步并不輕松，這其中蘊涵著致命的幾大問題。任何一塊“短木板”的存在，都是制造業(yè)信息化制約因素。把握制造業(yè)與信息化的階段性特征當前，

39、中國制造業(yè)生產和出口總量都已位居世界第四，家電、通訊等十多個行業(yè)的上百種產品產量已居世界第一。但是，成為國際名牌的卻很少。生產技術在國際分工體系中還處于中低端，許多高技術產品從研發(fā)到配件都嚴重依賴外國。中國是制造業(yè)大國，但還不是制造業(yè)強國。在信息化進程方面，從上個世紀的“甩圖板工程”到“十五”的“重大專項工程”，信息化應用從部門級提升到了企業(yè)級。但是，企業(yè)信息化的總體差距非常明顯：大企業(yè)與中小企業(yè)、沿海發(fā)達地區(qū)與內陸地區(qū)之間都存在很大差距?！笆晃濉敝圃鞓I(yè)信息化工作要把握好這種階段性特征，進一步突破時間、空間和思維極限，尋找更好的措施、方法與策略。關于制造業(yè)信息化的幾點思考一、三維CAD技術是

40、制造業(yè)信息化的根基二、人才是企業(yè)信息化的瓶頸三、市場呼喚第三方的咨詢服務商一、國內外先進制造技術的發(fā)展現狀和發(fā)展趨勢。（要求查閱最新的國際、國內期刊）（一）、國際先進制造技術的現狀b1世界上7080以上的產品是制造出來的：如美國、瑞士。b2高科技的發(fā)展需要先進制造技術，特別是精密制造技術：火箭、導彈等。b3信息技術的發(fā)展，給機械制造技術帶來了新活力：柔性制造技術、集成制造系統(tǒng)、并行工程等。 4必須將基礎科學研究與工程研究更緊密結合起來。b5必須從實際出發(fā)：如CIMS的經驗。（二）、國內先進制造技術的現狀b傳統(tǒng)機械仍占主導位置。b先進制造系統(tǒng)與技術的研究，總體上看尚處在跟蹤階段，創(chuàng)新不多。（三）

41、、國際先進制造技術發(fā)展趨勢b信息技術與制造技術的融合；b科學技術的綜合是當前技術發(fā)展的一個重要特點。如：仿生學研究；b綠色制造是近年來發(fā)展最快的重點研究領域之一；b加強對機械制造學科的基礎規(guī)律、機理的研究；b測量在現代制造技術中占有極重要的地位。如：虛擬測量技術；b“可重組的制造系統(tǒng)”值得注意；極端制造技術、微/納加工技術、綠色制造技術；b網絡制造技術（E-manufacturing）；制造技術與信息技術的集成；b大批量定制生產； MEMS/NEMS系統(tǒng)，機器人技術；數字化技術；b知識化：技術創(chuàng)新；產品及企業(yè)模塊化微小化、綠色化、智能化（四）、國內先進制造技術發(fā)展趨勢(1)b1. 21世紀的企

42、業(yè)面臨“管理革命”：（1）分散網絡化制造：以訂單為紐帶進行資源重組，企業(yè)間動態(tài)聯盟。（2）“中場產業(yè)”的興起（3）“大企業(yè)病”的出現及中小企業(yè)化（4）企業(yè)間從單純競爭走向既有競爭、又有結盟之路b2. 綠色制造將成為21世紀制造技術重要特征。b3. 以提高對市場快速反應能力為目標的制造技術得到超速發(fā)展和應用：并行工程，快速原型制造技術。4.虛擬制造技術將廣泛應用。5.制造業(yè)信息化：制造技術和制造業(yè)是一切技術的載體和“物化”手段，當然包括信息技術，但現代制造業(yè)的發(fā)展離不開信息技術。二如何發(fā)展我國的先進制造技術？我國先進制造技術的現狀：我國的先進制造技術經過多年的發(fā)展已經形成比較完整的技術體系，為國

43、民經濟發(fā)展所需的各類機械產品的制造提供基本的工藝技術，取得重要的成績。但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比存在階段性的差距。措施：調整產業(yè)結構；扶植中小企業(yè)；加大科研和產品開發(fā)的投入；加強教育投入，發(fā)展知識經濟；促進學科交叉，加強基礎研究。三極端制造技術國內外研究現狀和發(fā)展趨勢？極端制造技術是指極大型、極小型、極精密型等極端條件下的制造技術，主要用于制造極端尺寸或極高功能的器件。微納系統(tǒng)、極小芯片、微機電系統(tǒng)等都離不開細微制造、超精密制造、分子制造等極小制造手段。大飛機的關鍵構件精密模鍛框架和萬噸水壓機加工模鍛框架，則是極大制造的典型代表。一個新的“極端制造”前沿已經初現端倪。這些前沿領域標志性制造技術與

44、產品包括：微射流光纖傳輸系統(tǒng)，約比現在的光纖傳輸速度快倍；科學家正在研制量子計算機，其運行秒的速度，相當于現在計算機運行上百億年；還有超速飛機，每小時公里。第二章一、基本概念：1現代設計技術：以滿足應市產品的質量、性能、時間、成本/價格綜合效益最優(yōu)為目的，以計算機輔助設計技術為主體，以知識為依托，以多種科學方法及技術為手段，研究、改進、創(chuàng)造產品活動過程所用到的技術群體的總稱。2并行設計：是一種對產品及其相關過程進行集成地、并行地設計的系統(tǒng)化工作模式。這種方法要求產品開發(fā)人員從設計一開始就考慮產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢處理的所有因素，包括質量、成本、進度計劃和用戶的要求。3協(xié)同設計:

45、不同的設計人員之間，不同的設計組織之間，不同的部分工作人員之間，均可實現資源共享，實時交互協(xié)同參與，合作設計，從而提高設計效率，避免不必要的重復工作。4摩擦學設計： 運用摩擦學的理論、方法、技術和數據，將摩擦和磨損減小到最低程度，從而設計出高性能、低功耗、具有足夠可靠性及合適壽命的經濟合理的新產品。5DFM，面向制造的設計,Design for manufacturability，在設計過程中考慮如何適應企業(yè)現有的制造條件和限制。根據存儲在計算機中有關企業(yè)車間制造加工條件的數據庫，自動對初步才產品設計進行可制造性檢驗，把檢驗結果反饋給設計人員，從而使他們能夠不斷調整和修改設計，使其滿足制造條件

46、的要求。6綠色產品:就是在其產品生命周期全過程中，符合特定的環(huán)境保護的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或者危害很少，對資源利用率最高，能源消耗最低的產品。二、并行設計的關鍵技術并行環(huán)境下的信息抽象與建模技術計算機輔助設計評價與決策: DFMA與快速原型制造技術RPM支持并行設計的分布式計算機環(huán)境三.DFM關鍵技術計算機輔助概念設計CACD產品可制造模型及其評價方法的研究并行設計過程建模設計實驗技術四、綠色產品設計的主要內容 綠色產品的描述與建模；綠色設計的材料選擇與管理；產品的可拆卸性設計； 產品的可回收性設計；綠色產品的成本分析；綠色設計數據庫等。五、 綠色產品設計的關鍵技術1）面向環(huán)境的設計技術 2）

47、面向環(huán)能源的設計技術3）面向材料的設計技術4）人機工程設計技術六、現代設計技術的特點設計范疇的擴展化；設計手段的計算機化； 設計過程的并行化、智能化；設計手段的擬實化；分析手段的精確化； 多種手段綜合應用；強調設計的邏輯性和系統(tǒng)性； 進行動態(tài)多變量的優(yōu)化；強調產品的環(huán)保性、宜人性；強調用戶參與；強調設計階段的質量控制；設計和制造一體化； 強調產品全壽命周期最優(yōu)化第三章一、 先進制造工藝技術的定義、發(fā)展現狀與發(fā)展趨勢。定義：先進制造工藝技術就是機械制造工藝不斷變化和發(fā)展后所形成的制造工藝技術，包括了常規(guī)工藝經優(yōu)化后的工藝，以及不斷出現和發(fā)展的新型加工方法。其主要技術體系由先進成形加工技術、現代表

48、面工程技術等技術構成及先進制造加工技術。先進制造工藝技術發(fā)展現狀 1加工精度不斷提高2加工速度得到提高3材料科學促進制造工藝變革4重大技術裝備促進加工制造技術的發(fā)展5優(yōu)質清潔表面工程技術獲得進一步發(fā)展 6精密成形技術取得較大進展7熱成形過程的計算機模擬技術研究有一定發(fā)展先進制造工藝技術發(fā)展趨勢 優(yōu)質、高效、低耗，靈捷、潔凈是機械制造業(yè)永恒的追求目標，也是先進制造工藝技術的發(fā)展目標。 21世紀加工制造技術的熱點和發(fā)展趨勢是：先進精密超精密加工技術、特種加工技術、超高速切削及超高速磨削技術、微型機械加工技術、新一代制造裝備技術及虛擬制造技術等。 成形技術方面：鑄件生產正向輕量化、精確化、強韌化、復

49、合化及無環(huán)境污染方向發(fā)展。 精確塑性成形工藝：成為制造過程的總體上向“凈成形”目標邁進的途徑。 激光焊、電子束焊等高能密度焊接方法：得到較大發(fā)展，柔性化、智能化、自動化的焊接生產系統(tǒng)將逐漸取代大量的手工操作，精確軌跡控制的多自由度弧焊機器人。 激光表面合金化和熔覆工藝將趨成熟，各種激光加工方法都將實現智化控制，激光加工將成為自動生產線上的多功能加工單元。 快速原型制造技術日趨成熟，工藝相對穩(wěn)定，現有工藝將朝著精密化、高精度、低成本方向發(fā)展。 計算機模擬仿真、并行工程及虛擬制造技術的相繼出現為成形制造技術注入新活力。二、 主要的新型熱加工技術（鑄造、塑性成形、焊接、熱處理、表面工程）有哪些？鑄造

50、：近代化學硬化砂鑄造工藝，高效金屬型鑄造工藝（壓力鑄造和擠壓鑄造），消失模鑄造技術塑性成形：超塑和等溫成形工藝，輥鍛和楔橫軋技術，粉末成形技術焊接：精密焊接，特殊環(huán)境下焊接成形技術，現代切割技術，焊接機器人熱處理：真空熱處理，離子熱處理，激光表面合金化，熱處理專家系統(tǒng)與性能預報表面工程：表面改性技術，表面覆層技術，復合表面技術第四節(jié)一、 簡述高速切削的特點及技術關鍵1.優(yōu)點:加工時間可縮短3-5倍；提高生產效率；表面粗糙度降低；輪廓精度提高；減少拋光時間；減少輔助時間；在同一工序上即可完成粗、精加工；可直接加工淬硬材料，實現“以切代磨”；可加工很薄的薄壁；降低加工成本缺點：舊的加工習慣必須拋棄

51、；更多的設備投資；更多的刀具成本；必須格外加強操作人員的保護；培訓較復雜2.關鍵技術：超高速切削、磨削機理，超高速主軸單元制造技術，超高速進給單元制造技術，超高速加工用刀具、磨具，超高速機床支承及輔助單元制造系統(tǒng)，超高速加工測試技術、P159二、 分析高速切削時切削力和切削溫度的變化特點P159在常規(guī)的切削速度范圍內，切削溫度隨切削速度的增大而提高，但當切削速度增大到某一數值時，切削速度再增加，切削溫度反而降低在超高速切削條件下，單位切削力初期呈上升趨勢，而后急劇下降，塑性變形區(qū)變淺，參與應力和硬度變化減小。第五節(jié)超高速加工用刀具和磨具種類（P163） 超高速加工用刀具切削刃的刀具材料有：超細

52、晶粒硬質合金，聚晶金剛石（PCD），立方氮化硼（CBN）,氮化硅陶瓷，混合陶瓷和碳氮化鈦硬質合金，氣相沉淀法的超硬材料圖層刀具。超高速磨削用啥輪的磨具材料有聚晶金剛石（PCD），立方氮化硼（CBN），結合劑主要有陶瓷結合進和金屬結合劑。第六節(jié)一、1虛擬制造的概念（P345）以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支持，在產品設計或制造系統(tǒng)的物理實驗之前，就能是人體會或感受到未來產品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而做出前瞻性的決策與優(yōu)化實施方案。.2、虛擬制造的作用（P345）（1）運用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素（人、組織管理、物流、信息流、能量流）進行全面仿真，使之達到前所未有的高度集中，為先進制造技術的進一步發(fā)展提供了更廣闊的空間（2）可以加深人們對生產過程和制造系統(tǒng)的認識和理解，有利于對