先進(jìn)制造技術(shù)考試及答案

1、先進(jìn)制造技術(shù)考試及答案作者:日期:中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試先進(jìn)制造技術(shù)試題考試說明：1.首先下載試題及標(biāo)準(zhǔn)答卷模版，完成答題后，答卷從網(wǎng)上提交。2.答卷電子稿命名原則：學(xué)號(hào).doc。如：11031020512002.doc。3.網(wǎng)上提交起止時(shí)間：2016年5月16日8:006月16日18:00。試題：一、簡述先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)有哪些？（15分）二、車削中心應(yīng)具有哪些特征，其工藝范圍是什么？（15分）三、什么是智能制造系統(tǒng)？為什么說智能制造是影響未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。四、試闡述立體光刻技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。（20分）五、鋼鐵行業(yè)環(huán)保問題已經(jīng)越來越成為被注重和研究的熱點(diǎn)，查閱相關(guān)文

2、獻(xiàn)，撰寫一篇主題為“綠色制造（15分）在鋼鐵工業(yè)中如何應(yīng)用”的短文，要求字?jǐn)?shù)不少于500字。（35分）中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試先進(jìn)制造技術(shù)答卷一、簡述先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)有哪些？1.先進(jìn)制造技術(shù)涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，它的目的是提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。2.先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流，是生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程。3 .80年代以來，隨著全球市

3、場競爭越來越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)要求具有世界先進(jìn)水平，它的競爭已經(jīng)從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素的競爭，因此它是面向全球競爭的技術(shù)。4.先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展階段保持了過去制造技術(shù)的有效要素，同時(shí)吸收各種高新技術(shù)成果，滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程，從而形成了一個(gè)完整的技術(shù)群，具有面向21世紀(jì)新的技術(shù)領(lǐng)域。總之，成形技術(shù)和加工技術(shù)日趨精密化，制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性與可重性將成為制造業(yè)的顯著特點(diǎn)，虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)將廣泛應(yīng)用，智能化、數(shù)字化是先進(jìn)制造的發(fā)展方向，提高對(duì)市場快速反應(yīng)能力的制造技術(shù)將超速發(fā)展和應(yīng)用，信息技術(shù)在先進(jìn)制造領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作

4、用二、車削中心應(yīng)具有哪些特征，其工藝范圍是什么？車削中心是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，配置刀庫和機(jī)械手，使之可選擇使用的刀具數(shù)量大大增加。車削中心比較全能，可以車，銃,鉆等多種功能，刀庫容量大，軸也多，速度也比數(shù)控車床快得多，車削中心分立式，臥式還有立臥式加工中心，加工大批量而且復(fù)雜零件時(shí)一般采用加工中心。車削中心也是一種多工序加工機(jī)床，它是數(shù)控車床在擴(kuò)大工藝范圍方面的發(fā)展。不少回轉(zhuǎn)體零件上常常還需要進(jìn)行鉆孔、銃削等工序，例如鉆油孔、鉆橫向孔、銃鍵槽、銃偏方及銃油槽等。在這種情況下，所有工序最好能在一次裝夾下完成。這對(duì)降低成本、縮短加工周期、保證加工精度等都具有重要意義，特別是對(duì)重型機(jī)床，更能顯示其優(yōu)

5、點(diǎn)，因?yàn)槠浼庸さ闹匦土慵跹b不易。車削中心主要以車削為主，還可以進(jìn)行銃、鉆、擴(kuò)、較、攻螺紋等加工。其加工對(duì)象主要有：復(fù)雜零件的錐面、復(fù)雜曲線為母線的回轉(zhuǎn)體。在車削中心上還能進(jìn)行鉆徑向孔、銃鍵槽、銃凸輪槽和螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工?；剞D(zhuǎn)體表面及端面、溝槽、螺紋、成形面和切斷等。具體如下：車端面、車錐體、鉆中心孔、車特型面、車外園、用成型刀車特性面、鉆孔、車螺紋、鏈孔、滾花、絞孔、切斷。車削中心一般還具有以下兩種先進(jìn)功能。1）動(dòng)力刀具功能即刀架上某些刀位或所有的刀位可以使用回轉(zhuǎn)刀具（如銃刀、鉆頭）通過刀架內(nèi)的動(dòng)力使這些刀具回轉(zhuǎn)。2）c軸位置控制功能即可實(shí)現(xiàn)主軸周向的任意位置控制。實(shí)現(xiàn)XC、

6、ZC聯(lián)動(dòng)。另外，有些車削中心還具有Y軸功能。三、什么是智能制造系統(tǒng)？為什么說智能制造系統(tǒng)是影響未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)， 它在制造過程中能以一種高度柔性與集成不高的方式，借助計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動(dòng)進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，從而取代或者延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)。同時(shí)，收集、存貯、完善、共享、集成和發(fā)展人類專家的智能。20世紀(jì)60年代的數(shù)控機(jī)床（CNC）實(shí)現(xiàn)了機(jī)械加工過程的可編程自動(dòng)化：2O世紀(jì)70年代的柔性制造系統(tǒng)（FMS）將車間級(jí)的機(jī)床設(shè)備、工藝裝備、工業(yè)機(jī)器人及搬運(yùn)小車等通過計(jì)算機(jī)在線控制

7、實(shí)現(xiàn)了以物流為基礎(chǔ)的系統(tǒng)自動(dòng)化.進(jìn)一步滿足制造系統(tǒng)的柔性化要求；20世紀(jì)80年代的計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）通過信息技術(shù)將工廠中CAD、CAPP、CAM及經(jīng)營管理等集成起來，按照人們預(yù)測的方式實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化。而智能制造可以在確定性不明確、不能預(yù)測的條件下完成擬人的制造工作。主要表現(xiàn)在下列的特征：自組織能力、自律能力、自學(xué)習(xí)能力、系統(tǒng)的智能集成、人機(jī)一體化智能系統(tǒng)等等?？梢钥闯鯥MS作為一種模式，它是集自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不斷向縱深發(fā)展的先進(jìn)制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要類型有：以提高制造系統(tǒng)智能為目標(biāo)，智能機(jī)器人、智能體等為手段的智能制造系統(tǒng)；通過互聯(lián)網(wǎng)把企業(yè)的建模、

8、加工、測量、機(jī)器人的操作一體化的智能制造系統(tǒng)；采用生物問題的求解方法的生物智能制造系統(tǒng)等，所以智能制造系統(tǒng)是影響未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。四、闡述立體光刻技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法？立體光刻原則上屬添加法，它是由一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制的激光光束，通過CAD系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，利用光束依層固化液態(tài)的光敏樹脂，直至得到所需模型。光刻技術(shù)主要應(yīng)用在微電子中。它一般是對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行加工，需要一個(gè)有部分透光部分不透光的掩模板，通過曝光、顯影、刻蝕等技術(shù)獲得和掩模板一樣的圖形。先在處理過后的半導(dǎo)體上涂上光刻膠，然后蓋上掩模板進(jìn)行曝光；其中透光部分光刻膠的化學(xué)成分在曝光過程中發(fā)生了變化；之后進(jìn)行顯影，將發(fā)生化學(xué)變化的

9、光刻膠腐蝕掉，裸露出半導(dǎo)體；之后對(duì)裸露出的半導(dǎo)體進(jìn)行刻蝕，最后把光刻膠去掉就得到了想要的圖形。光刻技術(shù)在微電子中占有很大的比重，比如微電子技術(shù)的進(jìn)步是通過線寬來評(píng)價(jià)的，而線寬的獲得跟光刻技術(shù)有很大的關(guān)系。利用立體光刻技術(shù)制造模型，需要有一套激光曝光裝置和軟件5 .1激光曝光裝置應(yīng)用于立體光刻的激光曝光裝置主要由以下七個(gè)部分組成：（1）一臺(tái)連續(xù)的具有高能的穩(wěn)定的紫外激光器，立體光刻系統(tǒng)一般采用He-Cd激光器或Ar激光器.(2)一臺(tái)具有亞微米級(jí)精確度且速度變化范圍很大的XY平面移動(dòng)結(jié)構(gòu);(3)用于偏轉(zhuǎn)、集中激光束的光學(xué)部件；(4)裝有液體光敏聚合物的容器池;(5)在豎直方向可進(jìn)行精確位移的平臺(tái)；

10、(6)用來處理數(shù)據(jù)和控制激光器和平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)；(7)對(duì)半成品進(jìn)行后固化處理的后固化燈.6 .2軟件用立體光刻技術(shù)快速制造模型，需要有一套合適的CAD數(shù)據(jù)格式來支撐.因此，要想完全描述立體物件，必須設(shè)計(jì)一套嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式.實(shí)用的立體光刻軟件先把模型分解成切面，用交叉線來表達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu).一般來說，一套大的幾何文件或數(shù)據(jù)文件都包含有一種或幾種材料的切面數(shù)據(jù)，以后的工作是修改和完成這些參數(shù)文件，使之滿足各種材料及性能的要求.應(yīng)用控制程序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在磁盤文件中，以執(zhí)行固化操作和移動(dòng)激光束等；此外,還需要有一套應(yīng)用程序以幫助建立材料的數(shù)據(jù)文件、設(shè)定激光器的能量、設(shè)計(jì)液面等五、鋼鐵行業(yè)環(huán)保問題已經(jīng)

11、越來越成為被注重和研究的熱點(diǎn)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫一篇主題為綠色制造在鋼鐵工業(yè)中如何應(yīng)用”的短文，要求字?jǐn)?shù)不少于500字。(35分)(一)鋼鐵工業(yè)綠色化是綠色制造概念在鋼鐵工業(yè)中的具體體現(xiàn)綠色制造是一個(gè)綜合考慮資源、能源消耗和環(huán)境影響的現(xiàn)代制造模式。目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸和使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，資源利用率最高，并使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造實(shí)質(zhì)上是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。鋼鐵工業(yè)的綠色化生產(chǎn)不僅僅是清潔生產(chǎn)，還體現(xiàn)了生態(tài)工業(yè)的思想和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想(3R)?減量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循環(huán)(R

12、ecycle)”,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)資源、能源；(2)生產(chǎn)過程；(3)產(chǎn)品一提高鋼鐵產(chǎn)品綠色度；(4)與相關(guān)行業(yè)及社會(huì)的關(guān)系。(二)原料(資源與能源消耗最小及實(shí)用高效化)(1)少用鐵礦石及其他天然礦物資源，多用再生資源如廢鋼、鋼廠粉塵等；(2)少用不可再生能源(如煤、油、天然氣等)，開發(fā)采用新的能源如氫、太陽能等；(3)少用新水和淡水資源，發(fā)展節(jié)水技術(shù)，強(qiáng)化水循環(huán)，減少廢水排放。(三)生產(chǎn)過程清潔化(1)充分利用資源、能源；(2)少排放廢棄物、污染物和含毒物質(zhì)；(3)不用有毒物質(zhì)。(四)鋼鐵產(chǎn)品綠色化2 /9(1)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程環(huán)境負(fù)荷低，少污染或不污染環(huán)境；(2)產(chǎn)品的使用壽

13、命長，使用效率高；(3)產(chǎn)品及其制品對(duì)環(huán)境的污染負(fù)荷低；(4)產(chǎn)品使用報(bào)廢后易于回收、循環(huán)。(五)與相關(guān)行業(yè)及社會(huì)進(jìn)行代謝循環(huán)(1)可向社會(huì)提供余熱和副產(chǎn)品(煤氣、熱水、高爐渣、鋼渣等)；(2)可消納社會(huì)的廢棄物(如廢鋼、廢塑料、垃圾、廢輪胎、各種合金返回料等)；(3)與相關(guān)工業(yè)形成工業(yè)生態(tài)鏈(見圖9)。四、中國鋼鐵工業(yè)的綠色化對(duì)策(一)中國鋼鐵工業(yè)的國情背景(1)鋼鐵工業(yè)是資源、能源消耗大戶。冶金資源相對(duì)貧乏、鐵礦石品位低(表3、圖10),水資源嚴(yán)重匱乏。(2)產(chǎn)品消費(fèi)特點(diǎn)：長材多(約60%),平材少(40%左右)。(3)長流程居多，電爐鋼比例低(廢鋼資源缺乏、電價(jià)高)。(4)中國鋼廠在環(huán)境保護(hù)方面未能避免走發(fā)達(dá)國家走過的老路，仍然是先發(fā)展后治理。從半個(gè)世紀(jì)以來我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展歷程看，基本上是大量開采一大量生產(chǎn)一大量排放”的生產(chǎn)模式。(5)我國鋼鐵企業(yè)的布局特點(diǎn)是靠近城市。因此，鋼鐵廠的社會(huì)友好職能的開發(fā)與應(yīng)用將是使鋼鐵工業(yè)立足的重要方面。(二)中國鋼鐵工業(yè)的綠色化對(duì)