先進制造技術復習文件

1、前言由于全球經濟進展需求的快速增長，資源能源價格不斷攀升，且在高位波動生態(tài)環(huán)境壓力逐漸加大，全球氣候變化備受關注，ICT技術突飛猛進(Information andCommunicationsTechnology，簡稱ICT，信息通信技術)信息化、網絡化、知識化快速進展，經濟全球化和全球綠色、智能制造的進展趨勢不可逆轉。我國經濟總量已躍居全球第二位，差不多成為全球制造大國，然而，也付出了巨大的資源和環(huán)境為代價。新世紀下，資源環(huán)境“瓶頸”約束明顯加大，關鍵核心技術的自主創(chuàng)新能力較弱，機械電子裝備的關鍵材料和核心部件仍受制于人。我國制造業(yè)及其產品的物耗、能耗、排放強度較高，信息化、智能化水平較低，

2、仍然處于全球制造業(yè)產業(yè)鏈的中低端。中國制造業(yè)亟需實現(xiàn)由大轉強的歷史跨越，綠色、智能制造應成為中國制造業(yè)進展的方向。（1）地球上有限的不可再生資源決定了人類必須走一條資源節(jié)約型的進展之路以后20年，我國制造業(yè)假如單純依靠數(shù)量增長，將是能源資源和環(huán)境所不能承受的。因此，我們必須依靠科技進步，采納綠色制造技術，在提高產品質量和附加值的同時努力降低能源資源的消耗和排放。我國的能源資源需求快速增長，總量巨大，結構不合理，對外依存度上升，能源利用效率較低，單位GDP能耗強度高，其中制造業(yè)耗能占據較大比重。2009年，我國的總體能源利用效率為33%，較發(fā)達國家低10%左右，我國原油的對外依存度已達54.42

3、%。從各國的經驗看，對外依存度50%是一條安全警戒線，可能10 年后將達到64.5%。（2）地球上有限的生態(tài)環(huán)境承載能力決定了人類必須走一條生態(tài)環(huán)境友好、綠色低碳、無公害、可再生循環(huán)的制造進展之路能夠講，中國制造業(yè)總體上仍處于高消耗、高排放、低綜合利用率的粗放進展時期。我國二氧化硫排放量居世界第一，制造業(yè)是目前我國污染物排放大國，二氧化硫和二氧化碳排放分不占86%和37%。改善生態(tài)環(huán)境必須減少排放、實施源頭治理，依靠科技創(chuàng)新，進展綠色制造業(yè)。（3） ICT技術的進展為智能制造提供了技術基礎傳感技術、計算機技術、現(xiàn)場總線、因特網、軟件技術等已成為機械電子產品、數(shù)控技術、CAD/CAE/CAM/C

4、IMS的技術基礎，也為基于計算機和網絡的ERP、PDM提供了基礎。提高產品和制造過程的資源能源利用效率，減少排放，改善環(huán)境友好，提升綠色制造水平使按小批量訂單要求、乃至個性化制造與服務成為可能，滿足全球市場多樣性、個性化需求國外制造企業(yè)對智能制造普遍給予高度重視，智能制造差不多成為企業(yè)贏得競爭優(yōu)勢的重要途徑智能制造在汽車能源的深度應用，正在推動汽車產業(yè)發(fā)生革命性的變化。汽車的燃油系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、地盤系統(tǒng)、車載系統(tǒng)及汽車行駛的調度系統(tǒng)等都依靠信息集成技術(ICT)來實現(xiàn)智能化。全球信息化、網絡化為智能制造和營銷服務提供了空前的信息、知識和市場空間基于無線傳感網、Internet、物聯(lián)網、云計算、

5、全球知識與技術創(chuàng)新，制造了一種全新的全球網絡智能制造和服務模式制造業(yè)的市場信息、知識技術、材料裝備、資金人才、治理服務等要素，能在全球范圍內更自由、更便捷地流淌和更有效地優(yōu)化配置5）綠色、智能制造是進一步提高中國制造的全球競爭力、實現(xiàn)由“制造大國”向“制造強國”跨越的必由之路到2010年5月，我國已超越德國成為全球第一制造出口大國。能源、煉油、核電等成套設備的制造集成能力已有專門大提升，但與國際先進水平仍有明顯差距。要緊表現(xiàn)在關鍵核心技術創(chuàng)新能力、產品能耗物耗與排放水平、產品精度效率與全球服務的信息化、智能化水平、自主知識產權與全球聞名品牌。 以后5-10年，全球制造業(yè)競爭的關鍵將集中在產品的

6、性能和效率、智能化程度、環(huán)保與低碳性能等。目前，我國制造業(yè)總體仍處于全球制造業(yè)產業(yè)鏈的中低端，關鍵核心技術和部件仍依靠進口。因此，進一步提高中國制造的全球競爭力，提升我國制造業(yè)在全球制造業(yè)價值鏈中的地位，實現(xiàn)我國制造業(yè)由大變強的歷史跨越，也必須走綠色、智能制造之路。綠色、智能制造將為傳統(tǒng)產業(yè)鏈和戰(zhàn)略性新興產業(yè)提供資源節(jié)約、節(jié)能減排、環(huán)境友好、提升信息化水平的先進技術和先進裝備支持。（1）綠色、智能制造是戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成環(huán)境友好材料，節(jié)能減排綠色工藝，綠色智能產品等組成了一條宏大的創(chuàng)新制造產業(yè)鏈，而且還可帶動包括研發(fā)設計、信息物流、咨詢服務等在內的相關產業(yè)。產品的綠色智能設計和研發(fā)將減少

7、物耗和能耗，圍繞產品的全價值鏈進行綠色治理實現(xiàn)從原材料到廢棄物回收的資源能源節(jié)約、可再生循環(huán)、綠色低碳的循環(huán)經濟（2）綠色、智能制造將為戰(zhàn)略性新興產業(yè)的進展提供先進裝備綠色、智能制造將為七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)（節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車等）提供先進的裝備支持。綠色、智能制造幾乎覆蓋了戰(zhàn)略性新興產業(yè)的各個領域，是現(xiàn)代裝備產業(yè)中最核心、最先進的部分。為戰(zhàn)略性新興產業(yè)和高端制造業(yè)提供先進智能設備。 廢水處理；風力發(fā)電機并網。生物技術產品的規(guī)?；⒏咝噬a。新材料的制備；信息網絡產業(yè)。新能源汽車的能量操縱和治理。第一章制造業(yè)與先進制造技術在國民經濟產業(yè)結構中

8、通常有三大產業(yè)： 第一產業(yè)為農業(yè)； 第二產業(yè)為工業(yè)； 第三產業(yè)為服務業(yè)。 在工業(yè)中，又分制造業(yè)、建筑業(yè)、采掘業(yè)以及電力、煤氣、水的生產供應業(yè)。 目前，我國工業(yè)在國民經濟中所占比例為52、其中的制造業(yè)產值又占工業(yè)總產值的約45。1、快速響應市場競爭的挑戰(zhàn)實現(xiàn)制造環(huán)節(jié)并行2、全球化競爭的挑戰(zhàn)技術資源的集成 有三個要緊的因素促使技術資源的集成：（1）為滿足市場需求，企業(yè)必須快速響應那些具有不同期望和多種選擇的顧客。（2）快速響應環(huán)境要求在組織的各個層次上進行高效的通信，特不是與顧客、供應者和合作者的通信。（3）新技術的快速汲取要求整個企業(yè)具有快速的學習能力。二十一世紀制造業(yè)的產品特征個性化和多樣化，

9、 產品制造智能化， 包括產品自身智能和生產定制化、模塊化，滿足不同消費者喜好；壽命周期不斷縮短，智能化 包括產品自身智能和生產設施工具的智能；綠色產品， 全壽命周期無污染、低資源消耗和可回收利用。制造業(yè)生產方式：小批量少品種大批量多品種變批制造業(yè)資源配置：勞動密集設備密集信息密集知識密集制造技術：手工機械化單機自動化剛性自動化柔性自動化智能自動化1.2.2 先進制造技術產生背景1）社會經濟進展背景消費需求：主題化、個性化和多樣化，產品壽命周期縮短全球性產業(yè)結構調整：制造商之間既有激烈競爭，又有基于實力的合作。快速響應市場：滿足已有和潛在顧客需求，主動適應市場，引導市場，是贏得競爭，獵取最大利潤

10、的關鍵2)科學技術進展背景 制造技術在向宏觀(制造系統(tǒng))和微觀(超周密加工)兩個方向進展 現(xiàn)代制造業(yè)成為技術密集、知識密集型產業(yè) 信息成為制造業(yè)決定性因素，Intranet/Internet對制造業(yè)產生重大阻礙3)可持續(xù)進展戰(zhàn)略 資源匱泛，污染嚴峻； 環(huán)境問題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價；由粗放經營、掠奪式開發(fā)向集約型、可持續(xù)進展轉變1.3 先進制造技術的定義先進制造技術是在傳統(tǒng)制造技術基礎上不斷汲取機械、電子、信息(計算機與通信、操縱理論、人工智能等)、能源、材料以及現(xiàn)代治理技術等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、治理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、

11、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力并取得理想經濟效果的制造技術總稱。1.3.2 先進制造技術的構成 先進制造技術在不同進展水平的國家和同一國家的不同進展時期，有著不同的技術內涵。 1994年美國聯(lián)邦科學、工程和技術協(xié)調委員會將先進制造技術分為三個技術群：主體技術群；支撐技術群；治理技術群。這三個技術群相互聯(lián)系、相互促進，組成一個完整的體系。表1-1給出了先進制造技術的體系結構。 先進制造技術與傳統(tǒng)制造技術比較具有系統(tǒng)性、廣泛性、集成性、動態(tài)性、有用性特征。先進制造技術被分為：現(xiàn)代設計技術、先進制造工藝、工自動化技術、現(xiàn)代生產治理技術、先進制造生產模式。第二章 現(xiàn)代設計

12、技術 市場競爭的需要和各種新方法、新技術、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)以及相關科學及技術的進展；尤其是計算機科學及應用技術的進展，推動了設計方法和技術的進步，產品設計從傳統(tǒng)的經驗設計進入現(xiàn)代設計。 現(xiàn)代設計技術的時刻維產品規(guī)劃-需求分析、市場預測、可行性分析、總體參數(shù)、制約條件和設計要求；方案設計-功能原理設計，確定原理方案；技術設計-將產品的功能原理具體化為機器產品及其零部件的具體結構；施工設計-指工程圖繪制，工藝文件編寫，講明書編寫等?，F(xiàn)代設計技術的邏輯維分析-明確設計任務本質；綜合-綜合各種因素，探求解決方案；評價-對多種方案進行比較和評定，方案調整和改進；決策-確定最佳的設計方案方法維現(xiàn)代設

13、計的特征現(xiàn)代設計是傳統(tǒng)設計的深入、豐富和完善，而非獨立于傳統(tǒng)設計的全新設計。 以計算機技術為核心設計手段的更新，計算機技術推動了設計手段從“手工”向“自動”的轉變。 產品表示的改變，計算機技術推動了產品表示從“二維”向“三維”的轉變。 設計方法的進展促進了一些新的設計方法的出現(xiàn)，高性能的計算機硬件和先進的軟件技術是這些方法實施的保證。新的設計方法如并行設計、虛擬設計、計算機仿真等。 工作方式的變化，計算機技術促進了設計方式從“串行”到“并行”的變化。受設計手段限制，傳統(tǒng)設計過程采納串行方式進行，即設計任務按時序從一個環(huán)節(jié)傳入下一環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代設計技術要求設計小組(Team)同時地、并行地參與設計，

14、并最大限度地交流信息，以縮短設計周期及有助于將各種新思想、新技術、新方法融入到產品設計中。 設計與制造一體化 治理水平的提高 組織模式的開放 網絡技術的進展加快了數(shù)據通訊速度，縮短了企業(yè)之間的距離。傳統(tǒng)的局限于企業(yè)內部的封閉設計正在變?yōu)椴皇苄姓`屬關系約束的、多企業(yè)共同參與的異地設計。為完成一種設計任務形成的虛擬企業(yè)或動態(tài)聯(lián)盟將實現(xiàn)優(yōu)勢互補和資源共享，極大地提高設計效率和水平。 以設計理論為指導 傳統(tǒng)設計是以生產經驗為基礎，以運用力學和數(shù)學形成的計算公式、經驗公式、圖表、手冊等為依據進行?，F(xiàn)代設計方法是基于理論(如摩擦學理論、模態(tài)分析理論、可靠性理論、疲勞理論、潤滑理論等)形成的方法； 以設計

15、理論為指導 利用這種方法指導設計可減小經驗設計的盲目性和隨意性，提高設計的主動性、科學性和準確性?，F(xiàn)代設計是以理論指導為主、經驗為輔的一種設計。 現(xiàn)代設計的內涵 通過對其特征的分析，認為：“現(xiàn)代設計”確實是以滿足應市產品的質量、性能、時刻、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、制造產品活動過程所用到的技術群體的總稱?，F(xiàn)代設計的內涵 簡單的講，現(xiàn)代設計的內涵確實是以市場為驅動，以知識為依托，以知識獵取為中心，以產品全生命周期為對象，人、機、環(huán)境相容的設計理念。 基礎技術 指傳統(tǒng)的設計理論與方法，特不是運動學、靜力學、材料力學

16、、結構力學、熱力學、電磁學、工程數(shù)學的差不多原理與方法等方面。 主體技術 計算機輔助設計技術以其對數(shù)值計算和對信息與知識的獨特處理能力，成為現(xiàn)代設計技術的主干。 能夠毫不夸張地講，沒有如CAD技術、優(yōu)化設計、有限元分析、模擬仿真、虛擬設計和工程數(shù)據庫等這些計算機輔助技術，就沒有現(xiàn)代設計技術；而其他的現(xiàn)代設計技術的理論與方法，是從另一側面提高了計算機的“能力”和“智能”。 支撐技術 設計方法學、可信性設計技術及試驗設計技術所包含的種種內容，可視為現(xiàn)代設計技術群體的支撐技術。 應用技術 應用技術是針對有用目的解決各類具體產品設計領域的技術。如機床、汽車、工程機械、周密機械等設計的知識和技術。值得一

17、提的是，現(xiàn)代設計技術體系框架的劃分只是相對的，而不是絕對的；主體技術、支撐技術、應用技術、基礎技術之間并不存在絕對的界限。 CAD的技術特征計算機的支持和參與 利用計算機信息存儲、邏輯推理、長時刻重復工作、快速精確的計算等能力和特長，提高產品設計效率和質量；設計者的主導作用 計算機不可能完全取代人進行設計作業(yè)；要緊輔助完成技術設計 不可能也沒有必要涉及產品設計的所有環(huán)節(jié)。 特征確實是描述產品信息的集合，也是構成零、部件設計與制造的差不多幾何體，它既能反映零件的幾何信息，又反映了零件的加工工藝信息。常用的零件特征包括：形狀特征、精度特征、材料特征、裝配特征等。 形狀特征是特征造型的要緊部分，是其

18、他特征的載體，形狀特征定義為一組唯一確定該特征的參數(shù)，這組參數(shù)中有形狀參數(shù)及定位參數(shù)。 精度特征可分為兩類：一種是各幾何元素本身的要求，如尺寸公差、表面粗糙度等，另一種和其他幾何元素相關，即相關于基準的精度要求，如形狀及位置公差。 材料特征分為整體材料特征、表面處理特征及局部處理特征，整體材料特征作為零件的屬性，包括材料種類代號、性能、熱處理方法等，表面處理特征作為表面的屬性，包括表面淬火、滲碳、滲氮等。NURBS（Non-Unifrom Rational B-Splines）可統(tǒng)一自由曲線/曲面和規(guī)則曲線/曲面的數(shù)學模型，簡化系統(tǒng)結構，有利于曲線、曲面操作和修改。2.3.1優(yōu)化設計 最優(yōu)化設

19、計是借助最優(yōu)化數(shù)值計算方法和計算機技術，求取工程問題的最優(yōu)設計方案。 即：進行最優(yōu)化設計時，首先必須將實際問題加以數(shù)學描述，形成一組由數(shù)學表達式組成的數(shù)學模型，然后選擇一種最優(yōu)化數(shù)值計算方法和計算機程序，在計算機上運算求解，得到一組最佳的設計參數(shù)。 產品的工作能力 產品完成規(guī)定功能所處的狀態(tài)；產品工作能力的耗損過程屬于隨機過程。產品在某一時刻t時的工作能力，確實是產品在t時刻所處的狀態(tài)。可靠度 在規(guī)定條件和規(guī)定時刻內完成規(guī)定功能的概率R(t)，可靠度愈大，工作愈可靠，0R(t)1?？煽慷仁抢鄯e分布函數(shù)，它表示在規(guī)定的時刻內圓滿工作的產品占全部工作產品累積起來的百分數(shù)。設有N個相同的產品在相同的

20、條件下工作，到任一給定的工作時刻t時，累積有（）個產品失效，剩下（）個產品仍能正常工作。那么，該產品到時刻的可靠度（）為考慮：如何計算產品在正常運行一定時刻后再正常運行一段時刻的可靠度？采納經驗可靠度R(t）=Np(t)/N例子：在某批產品N個中，已有88個正常工作2400小時，在接著工作800小時，還有66個能正常工作，問在這800小時中的可靠度是多少？解：因為Np(t）=Np(2400)=88Np(t+t)=Np(2400+800)=66因此失效率 表示產品工作到某一時刻后，在單位時刻內發(fā)生故障的概率(t)，失效率愈低，產品愈可靠,能決定每一時刻的可靠度。由此可知，失效率是個條件概率。失效

21、率的觀測值：有100塊IC，在1000小時內失效5塊，在10001010小時失效38塊，求t1000，和t1010h的失效率的可能值？代入公式：(t) n(t)/ tN - n (t) 求解： (1000)5/1000(100-0)=5105/h50000 Fit(1010)38/(1010-1000)(100-5)0.4% h1 (5) 系統(tǒng)的可靠性預測 任何一個能實現(xiàn)所需功能的產品差不多上由一定數(shù)量的獨立單元組成的系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)的可靠度取決于各個獨立單元本身的可靠度和它們組成形式。組成形式的不同，系統(tǒng)的可靠度也有專門大的差不。系統(tǒng)的組成形式有：串聯(lián)、并聯(lián)和混合型。 定義：用已知組成系統(tǒng)的

22、各個獨立單元的可靠度計算系統(tǒng)的可靠性指標。（7） 可靠性試驗是為了定量評價產品的可靠性指標而進行的各種試驗的總稱。獲得可靠性指標，如平均壽命、可靠度R（t）、失效概率（t）等。常用試驗：（1）環(huán)境可靠性試驗（2）壽命試驗（3）現(xiàn)場可靠性試驗（2）價值工程差不多概念產品價值V是產品功能F與產品成本C的綜合反映。 價值(V) 功能(F) 成本(C) 三者關系為：V=F/C提高產品價值有以下五種途徑：1）功能不變，降低成本2）成本不變，提高功能3）功能提高，成本降低4）成本略有提高，功能有更大的提高5）功能略有下降，成本有更大的下降。 對象選擇是回答“它是什么”？ 能否從叢多產品中準確地選擇分析對象

23、，關系到價值工程地效果，應選擇在改進功能、降低成本上有較大潛力地對象。1）對象選擇要緊原則： 從產品功能考慮：不能滿足用戶要求，功耗大、效率低、可靠性低的產品； 從產品成本考慮：原材料昂貴、加工成本高的產品； 從企業(yè)外部環(huán)境考慮：市場需求量大，進展前景好的產品價值系數(shù)分析法-價值系數(shù)作為選擇對象的依據vi=fi/ciVi=1 零件的功能比重與成本比重差不多相同。能夠不作重點對象Vi1 講明零件的比較重要，而分配的成本比較小功能定義 用簡明語言對分析對象功能作出表述，講明它干什么用。例如車床產品的功能是“車削工件”的。產品的功能具有多樣性。要緊分類方法有：1）按功能的重要程度分，將功能分為差不多

24、功能和輔助功能。2）按功能的性質分，有使用功能和外觀功能。3）按用戶需要分，有必要功能和不必要功能功能整理 確定產品必要功能，調整過剩功能，明確產品功能區(qū)域。功能評價 是回答成本是多少和價值是多少的提問，其目 的是尋求給定功能的最低成本。一對一比較法（0-1評分法） 0-1評分法是把產品的各個功能逐個相互比較，排定功能重要性的次序，具體方法如下：假如產品有七個功能，先將功能填入功能比較表，然后逐行一對一比較，較重要的功能得1分，較次要的功能得0分。逐行計算得分。同功能相比計以符號,X作為1分計算。將每個功能的得分與所有功能的總分比較，得出每個功能評價系數(shù)。如表1-1產品開發(fā)的兩種模式：1、從市

25、場需求動身，從無到有(正向工程)： 市場分析概念設計結構設計加工制造裝配檢驗2、從已有產品動身，從有到新(反求工程)：已有產品實物測量重構模型創(chuàng)新改進加工制造反求工程類型： (1)實物反求 信息源為產品實物模型，應用最廣 (2)軟件反求 信息源為產品工程圖樣、數(shù)控程序、技術 文件等技術軟件； (3)影像反求 信息源為圖片、照片或影像等資料模型重構技術模型重構：依照所采集的樣本幾何數(shù)據在計算機內重構樣本模型的技術。模型重構的分類（1）依照所處理的數(shù)據對象的不同：有序數(shù)據的模型重構和散亂數(shù)據的模型重構（2）對測量數(shù)據重構后表面表示形式的不同，將模型重構分為：由眾多小三角片構成的網格曲面模型和分片連

26、續(xù)的樣條曲面模型。模型重構的差不多步驟數(shù)據預處理 對原始數(shù)據過濾、篩選、去噪、平滑和編輯等操作網格模型生成 采納適當?shù)姆椒ㄉ扇蔷W格模型網格模型后處理 三角網格模型進行簡化,修補模型孔洞、縫隙和重疊等缺陷綠色產品的定義：能夠拆卸、分解的產品；原材料使用合理化，并能處理回收的產品；從生產、使用、回收過程對生態(tài)環(huán)境無害或危害小產品；可翻新和重新利用的產品；綜合定義：在產品全生命周期內，節(jié)約資源和能源，對生態(tài)環(huán)境無危害或少危害，對生產者及使用者具有良好愛護性的產品。綠色產品特點：優(yōu)良的環(huán)境友好性，最大限度地利用材料資源，節(jié)約能源。綠色設計要緊內容綠色產品描述與建模；準確全面的描述，建立評價模型；綠

27、色設計材料選擇 側重環(huán)境約束和材料對環(huán)境阻礙；面向拆卸的設計 能夠高效、不加破壞地拆卸，有利于材料的重新利用和循環(huán)再生；可回收性設計 包括可回收材料識不及標志、回收處理工藝、可回收性結構設計、可回收經濟分析與評價；綠色產品成本分析 包括污染物處理成本、拆卸成本、重復利用成本、環(huán)境成本等；綠色設計的原則資源最佳利用原則 能源選用，盡可能使用再生資源;提高利用率；能量消耗最少原則 盡可能選用可再生一次能源，力求能源消耗最少；“零污染”原則 消除污染源，盡可能地做到零污染；“零損害”原則 將對身心健康損害降低最低程度；技術先進原則 采納新技術，使產品具有市場競爭力；生態(tài)經濟效益最佳原則 同時考慮經濟

28、效益和環(huán)境效益。新型工程材料的應用類型：超硬材料、超塑材料、高分子材料、 復合材料、工程陶瓷等對制造工藝貢獻： 改善刀具切削性能，改進加工設備；促進特種加工工藝進展。 單機自動化 系統(tǒng)自動化； 剛性自動化 柔性自動化 綜合自動化毛坯成形技術在向少、無余量進展 如：熔模周密鑄造、周密鍛造、周密沖裁、冷溫擠壓等新工藝。表面工程技術的形成和進展表面工程：通過表面涂覆、表面改性、表面加工、表面復合處理改變零件表面形態(tài)、化學成分和組織結構，以獵取與基體材料不同性能的一項應用技術。機械零件成形方法：受迫成形 在特定邊界和外力約束下成形，如鑄造、鍛壓、粉末冶金和注射成形等；去除成形 將材料從基體中分離出去成

29、形，如車、銑、刨、磨、電火花、激光切割；堆積成形 將材料有序地合并堆積成形，如快速原形制造、焊接等。自硬砂精確砂型鑄造粘土砂造型 鑄件質量差、生產效率低，勞動強度大、環(huán)境污染嚴峻自硬樹脂砂造型 高強度、高精度、高潰散性，低勞動強度，適合于各種復雜鑄件型芯制作。鑄件壁厚可 2.5mm高緊實砂型鑄造 可提高鑄型強度、剛度和硬度，減少金屬液澆注凝固時型壁移動，降低金屬消耗、減少缺陷，提高精度、粗糙度提高2-3級消逝模鑄造 利用泡沫塑料作為鑄造模型，并在其四周填砂，不分上下模，泡沫塑料在澆注過程中氣化?？尚颐馍靶蜐⑸?，可消除起模斜度，減小鑄件壁厚，能夠獲得表面光潔、尺寸精確，無飛邊、少無余量周密鑄件特

30、種鑄造技術 類型： HYPERLINK file:/C:UsersdellDesktop先進制造技術壓力鑄造的工作原理.wmv t _parent 壓力鑄造、低壓鑄造、熔模鑄造，真空鑄造、擠壓鑄造等。 壓力鑄造：金屬模，以壓力澆注取代重力澆注，鑄件精確、表面光潔、內部致密。清潔（綠色）鑄造技術潔凈的能源 以感應電爐代替沖天爐，減輕對空氣的污染，廢棄物再生和綜合利用 鑄造舊砂再生回收、熔煉爐渣處理和綜合利用。周密模鍛 利用模鍛設備鍛造出鍛件形狀復雜、精度高的模鍛工藝，其尺寸精度可達到IT1215,表面粗糙度可為. 1.6um，關于碳素鋼，精鍛溫度一般在900450度之間，又稱低溫模鍛。鍛模精度要

31、求比鍛件精度高12級。冷溫模鍛是指金屬材料在室溫或再結晶溫度以下愛的塑性成形工藝。超塑性成形 超塑性現(xiàn)象：在一定內部條件（如晶粒形狀、相變）和外部條件（如溫度、應變速率）下，呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的延伸率現(xiàn)象。目前已知鋅、鋁、銅等合金超塑性達1000%，有的甚至達2000%。 金屬超塑性類型：細晶超塑性（恒溫超塑性） 內在條件：具有均勻、穩(wěn)定等軸細晶組織（10m）；外在條件：特定溫度和變形速率（10-4-10-5min-1）。超塑性氣壓成形 薄板加熱到超塑性溫度，在壓力作用下產生超塑性變形，直至同模具貼合為止。輥軋工藝 用軋輥對坯料連續(xù)變形加工工藝，生產率高、質量好、材料消耗少。粉末冶

32、金的定義:將各種金屬和非金屬粉料均勻混合后壓制成形，再 經高溫燒結和必要的后續(xù)處理來制取金屬材料及其制品的成形工藝方法。粉末鍛造件優(yōu)點：能源消耗低，材料利用率高 為一般鍛造能耗49%，材料利用率達90%，一般鍛造僅40-60%；鍛件精度高，力學性能好 組織無偏析，無各向異性；疲勞壽命高 比一般鍛造提高20%，高速鋼工具壽命可提高兩倍以上。氣體輔助成形： 將惰性氣體注入，在成品較厚部分形成空腔，使成品壁厚均勻，可防止縮痕或翹曲產生。注射壓縮成形：可采納較低的注射壓力成形薄壁制品，適用于流淌性較差的制品。剪切場操縱取向成形法：使材料纖維取向與流淌方向一致，可提高熔接痕強度，消除縮孔和縮痕直接注射成

33、形法 不需混煉造粒過程，可將填充劑均勻地分散在基體樹脂中，直接注射成制品。超周密加工：指加工精度和表面質量達到極高程度的周密加工工藝。周密和超周密加工只是一個相對的概念，其界限隨著時刻的推移而不斷變化。1.超周緊密削對刀具的要求 （1）極高的硬度、極高的耐用度和極高的彈性模量，保證刀具壽命和尺寸耐用度； (2) 刃口能磨得極其鋒銳，刃口半徑值微小，能實現(xiàn)超薄的切削厚度； (3) 刀刃無缺陷，幸免刃形復印在加工表面； (4) 抗粘結性好、化學親和性小、摩擦系數(shù)低、能得到極好的加工表面完整性。天然單晶金剛石被公認為不能代替的超周緊密削刀具材料但僅用于有色金屬的切削加工超周密磨削：是最要緊黑色金屬超

34、周密加工手段， 加工精度=0.1m，表面粗糙度2” ，強調“工”字鋼協(xié)同強度。集成特征人員集成：治理者、設計者、制造者以至用戶集成；信息集成：信息獵取、表示和操作工具的集成與治理；功能集成：企業(yè)內部及外部功能集成；技術集成：多學科知識以及各種技術、方法的集成。智能制造系統(tǒng)（IMS）含義：由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)；模擬人類專家的智能活動，進行分析、推理和決策；取代/延伸人部分腦力勞動，進展人類專家的制造智能。智能制造模式的進展：智能制造是阻礙以后經濟進展的重要生產模式；制造系統(tǒng)將由能量驅動型轉變?yōu)樾畔Ⅱ寗有?；智能制造被各國政府列為國家進展打算；智能制造特不是信息技術進展的必定

35、，是自動化和集成技術縱向進展的結果。6.5.2 智能制造系統(tǒng)的特征 自律（Holonic)能力 搜集理解環(huán)境和自身信息，規(guī)劃自身行為的能力，基于知識的模型是系統(tǒng)自律能力的基礎。 人機一體化 智能機器只具有邏輯思維（專家系統(tǒng)和部分形象思維（神經網絡），沒有人的靈感思維，不可能全面取代人類專家智能；人機一體化突出人的核心地位，使二者各顯其能。 虛擬現(xiàn)實技術 借助于音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實生活中各種過程，虛擬以后產品及其制造過程，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。 自組織與超柔性 能夠自行組成一種最佳結構，具有運行方式和結構形式的柔性，如同一群人類專家群體，具有生物特性。 學習能力與自我

36、維護能力 在實踐中不斷充實知識庫，具有自學習，自行進行故障診斷與排除功能。6.5.3 智能加工與智能加工設備技術工人職責：用感受器官監(jiān)視加工狀況；通過大腦推斷加工狀態(tài)，并作出決策；用四肢實施相應的操作和處理。智能加工：應用傳感處理、智能決策、實時操縱技術，自主選取數(shù)據，積存經驗，依照獵取的狀態(tài)信息制造新的知識。智能機床：應用傳感器對切削過程進行在線監(jiān)測，依據神經網絡診斷異常狀態(tài)；故障發(fā)生時，啟動知識處理機，參照存儲積存的知識，決策修正加工條件，排除機床故障。預測推理模塊：事前對異常情況進行推理，提供處理對策表供檢索調用。操縱推理模塊：對已發(fā)生的異常情況采取相應處理對策。先進制造技術及要緊內容、

37、先進制造技術是制造業(yè)不斷汲取信息技術和現(xiàn)代治理技術的成果，并將其綜合應用于產品設計、加工、檢測、治理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)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。要緊內容：（1）現(xiàn)代設計技術 （2）現(xiàn)代制造工藝技術 （3）制造自動化技術 （4）現(xiàn)代治理技術 （5）現(xiàn)代生產制造系統(tǒng)超周密加工技術、是指加工精度和表面質量達到極高程度的周密加工工藝技術。數(shù)控技術、用數(shù)字化信號對設備運行及其加工過程進行操縱的自動化技術。柔性制造技術（FMS）、由數(shù)控加工設備、物料運儲裝置和計算機操縱系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)。它包括多個柔性制

38、造單元，能依照制造任務或生產環(huán)境的變化迅速進行調整，以適宜于多品種、中小批量生產。虛擬制造技術、虛擬制造技術是以計算機支持的仿真技術為前提，對設計、加工、成形、裝配、維護等，通過統(tǒng)一建模形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程、虛擬的產品。通過仿真，及時地發(fā)覺產品設計和工藝過程可能出現(xiàn)的錯誤和缺陷，進行產品性能和工藝的優(yōu)化，從而保證產品質量。快速原型/零件制造技術、綜合利用CAD技術、數(shù)控技術、材料科學、機械工程、電子技術及激光技術的技術集成以實現(xiàn)從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術。納米技術及要緊內容、納米技術是指納米級（01nm100nm）的材料、設計、制造、測量、操縱和產品的技術。納米技術的要

39、緊內容：（1）納米測量技術 （2）納米級加工技術 （3）納米級器件（4）納米材料 （5）微型機械和微型機電系統(tǒng) （6）納米生物學并行工程（CE）、是集成地、并行地設計產品及其相關的各種過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。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、進度打算和用戶的要求。敏捷制造（AM）、敏捷制造是利用先進制造技術和信息技術對市場的變化作出快速響應的一種生產方式，通過可重用、可重組的制造手段與動態(tài)的組織結構和高素養(yǎng)的工作人員的集成，獲得企業(yè)的長期經濟效益。綠色制造（GM）、是一個綜合考慮環(huán)境阻礙和資源效率的

40、現(xiàn)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)境的阻礙（副作用）最小，資源效率最高?，F(xiàn)代設計技術、以滿足應市產品的質量、性能、時刻、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、制造產品活動過程所用到的技術群體的總稱。可靠性、 產品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時刻內，完成規(guī)定功能的能力。LIGA技術、LIGA技術的機理是由深層X射線光刻、電鍍成型及注塑成型三個工藝組成。在用LIGA技術進行光刻的過程中，一張預先制作的模板上的圖形被映射到一層光刻掩膜上，掩膜中被光照的部分性質發(fā)生改變，在隨

41、后的沖洗過程被溶解，剩余的掩膜即是待生成的微結構的負體，在接下來的電鍍成型過程中，從電解液中析出的金屬填充到光刻的空間形成金屬微結構。ERP企業(yè)資源打算ERP是建立在信息技術基礎上，利用現(xiàn)代企業(yè)的先進治理思想，全面地集成了企業(yè)所有資源信息，為企業(yè)提供決策、打算、操縱與經營業(yè)績評估的全方位和系統(tǒng)化的治理平臺。1. 先進制造技術的特點？（1）先進制造技術的有用性（2）先進制造技術應用的廣泛性（3）先進制造技術的動態(tài)特征（4）先進制造技術的集成性：制造工程（5）先進制造技術的系統(tǒng)性：物質流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。（6）先進制造技術強調的是實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。（7）先進制造技術

42、是面向21世紀的技術系統(tǒng)，其目的是提高對產品市場的適應能力和競爭能力。2. 如何理解制造業(yè)信息化及其關鍵技術？3. 簡述超高速主軸單元制造技術的關鍵技術？超高速主軸的材料、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。4. 簡述CNC裝置/技術的插補原理？從產生數(shù)學模型來分，有直線插補，二次曲線插補和樣條插補等，從差不多原理可分為：以區(qū)域判不為特征的比較法插補，以比例乘法為特征的數(shù)字脈沖乘法器插補，以數(shù)字積分法進行運算的數(shù)字積分插補，以矢量運算為基礎的

43、矢量辨不法插補，以速度運算為基礎的時刻分割法以及兼?zhèn)渲瘘c比較和數(shù)字積分特征的比較積分法插補等。還能夠采納數(shù)字積分法等插補方法。5. 分析周緊密削時工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的阻礙？6. 現(xiàn)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、智能化； （4） 設計手段的擬實化； （5） 分析手段的精確化； （6）多種手段綜合應用；（7）強調設計的邏輯性和系統(tǒng)性； （8）進行動態(tài)多變量的優(yōu)化； （9）強調產品的環(huán)保性、宜人性； （10）強調用戶參與； （11）強調設計時期的質量操縱； （12）設計和制造一體化； （13）強調產品全壽命周期最優(yōu)化7. 簡

44、述高速切削的特點和關鍵技術？優(yōu)點：（1）加工時刻可縮短3-5倍； （2）提高生產效率；（3）表面粗糙度降低； （4）輪廓精度提高；（5）減少拋光時刻； （6）減少輔助時刻；（7）在同一工序上即可完成粗、精加工； （8）可直接加工淬硬材料，實現(xiàn)“以切代磨”；（9）可加工專門薄的薄壁； （10）降低加工成本。缺點（1）舊的加工適應必須拋棄； （2）更多的設備投資；（3）更多的刀具成本； （4）必須格外加強操作人員的愛護；（5）培訓較復雜。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，超高速機床支撐及輔助單元制造技術，以及超高速加工檢測技術。

45、8. 簡述微型機械加工技術的關鍵技術？（1）微型系統(tǒng)設計技術（2）微細加工技術（3）微型機械組裝和封裝技術（4）微系統(tǒng)的表征和測試技術9. 快速原型制造的要緊方法及每種要緊方法的工作原理？（1）選擇性液體固化 原理是：將激光聚攏到液態(tài)光固化材料（如光固化樹脂）表面，令其有規(guī)律地固化，由點到線到面，完成一個層面的建筑，而后升降移動一個層片厚度的距離，重新覆蓋一層液態(tài)材料，再建筑一個層面，由此層層迭加成為一個三維實體。（2）選擇性層片粘接 選擇性層片粘接采納激光或刀具對箔材進行切割。首先切割出工藝邊框和原型的邊緣輪廓線，而后將不屬于原型的材料切割成網格狀。通過升降平臺的移動和箔材的送給能夠切割出新

46、的層片并將其與先前的層片粘接在一起，如此層層迭加后得到下一個塊狀物，最后將不屬于原型的材料小塊剝除，就獲得所需的三維實體。（3）選擇性粉末熔結/粘接關于由粉末鋪成的有好密實度和平坦度的層面，有選擇地直接或間接將粉末熔化或粘接，形成一個層面，鋪粉壓實，再熔結或粘接成另一個層面并與原層面熔結或粘接，如此層層疊加為一個三維實體。（4）擠壓成形 擠壓成形是指將熱熔性材料（ABS、尼龍或蠟）通過加熱器熔化，擠壓噴出并堆積一個層面，然后將第二個層面用同樣的方法建筑出來，并與前一個層面熔結在一起，如此層層堆積而獲得一個三維實體。（5）噴墨印刷 噴墨印刷Ink-Jet Printing是指將固體材料熔融，采納噴墨打印原理（汽泡法和晶體振蕩法）將其有序地噴出，一個層面又一個層面地堆積建筑而形成一個三維實體。10. 簡述電火花、激光束、電子束、離子束、高壓水射流加工的原理及特點？電火花加工：原理：