习题、先进制造技术10-11)习题参考2031.doc

1-1 论述先进制造技术及其主要特点。答:1、系统性先进制造技术由于微电子、信息技术的引入,使制造技术成为一个能驾驭生产过程的物质流、信息流和能量流的系统工程。如柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)技术是先进制造技术全过程控制物质流、信息流和能量流的典型应用案例。2、集成性现代制造技术使各专业、学科间不断交叉、融合,其界限逐渐淡化甚至消失,发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。集成技术显示出高效率、多样化、柔性化、自动化、资源共享等特点。3、广泛性现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及用户服务等整个产品生命周期全过程,成为“市场——产品设计——制造——市场”的大系统。4、高精度现代制造对产品、零件的精度要求越来越高,在飞机、潜艇等军事设施中使用的精密陀螺、大型天文望远镜以及大规模集成电路的硅片等高新技术产品都需要超精密加工技术的支持。这些需求使激光加工、电子束、离子束加工、纳米制造、微机械制造等新方法迅速发展。5、实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁、灵活生产等基础制造技术,它是从传统的制造工艺发展起来的,并与新技术实现了局部或系统集成。1-2 叙述先进制造技术的构成及分类。答:先进制造技术的构成:1、基础技术第一层次是优质、高效、低耗、少或无污染的基础制造技术。铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用、经济适用的技术,这些基础工艺经过优化而形成的基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部分。这些基础技术主要有精密下料、精密成形、精密加工、精密测量、毛坯强韧化、无氧化热处理、气体保护焊及埋弧焊、功能性防护涂层等。2、新型单元技术第二个层次是新型的先进制造单元技术。它是在市场需求及新兴产业的带动下,制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新的制造技术。如:制造业自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、系统管理技术、现代设计基础与方法、清洁生产技术、新材料成形与加工技术、激光与高密度能源加工技术、工艺模拟及设计优化技术等。3、集成技术第三个层次是先进制造集成技术。它是应用信息、计算机和系统管理技术对上述两个层次的技术局部或系统集成而形成的先进制造技术的高级阶段,如:FMS、CIMS、IMS等。先进制造技术的分类:1、现代设计技术现代设计技术是根据产品功能要求,应用现代技术和科学知识,制定方案并使方案付诸实施的技术。包含的内容有:(1)现代设计方法。现代设计方法包括产品动态分析和设计、摩擦学设计、防蚀设计、可靠性和可维护性及安全设计、优化设计及智能设计等。(2)设计自动化技术。设计自动化技术指应用计算机技术,进行产品造型和工艺设计、工程分析计算与模拟仿真、多变量动态优化,从而达到整体最优功能目标,实现设计自动化。(3)工业设计技术。工业设计技术指开展机械产品色彩设计和中国民族特色与世界流派相结合的造型设计,增强产品的国际竞争力。2、先进制造工艺现代制造工艺技术包括精密和超精密加工技术、精密成型技术以及特种加工技术等方面。(1)精密和超精密加工技术。精密、超精密加工技术是采用去除加工、结合加工、变形加工加工方法使工件的尺寸、表面性能达到极高的精度。现在的精密、超精密加工已经向纳米技术发展。(2)精密成型技术。精密成型技术是生产局部或全部无余量或少余量半成品的工艺方法的统称。包括精密凝聚成型技术、精密塑性加工技术、粉末材料构件精密成型技术、精密焊接技术及复合成型技术等。其目的在于使成型的制品达到或接近成品形状的尺寸,并达到提高质量、缩短制造周期和降低成本的效果,其发展方向是精密化、高效化、强韧化和轻量化。(3)特种加工技术。特种加工技术是指那些不属于常规加工范畴的加工,如高能束流(电子束、离子束、激光束)加工、电加工(电解和电火花加工)、超声波加工、高压水加工以及多种能源的组合加工。(4)表面改性、制膜和涂层技术。表面改性、制膜和涂层技术是采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合技术对产品表面进行改性、制膜和涂层,赋予产品耐磨、耐蚀、耐(隔)热、抗疲劳、耐辐射以及光、热、磁、电等特殊功能,从而达到提高产品质量、延长使用寿命和赋予新性能的新技术统称,是表面工程的重要组成部分。3、自动化技术制造自动化是指用机电设备取代或放大人的体力,甚至取代和延伸人的部分智力,自动完成特定的作业,包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。其目的在于减轻劳动强度、提高生产效率、减少在制品数量、节省能源消耗以及降低生产成本。自动化技术主要包括数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感技术。自动检测