【正文】 程的含義，簡(jiǎn)述反求工程的關(guān)鍵技術(shù)。反求工程的關(guān)鍵技術(shù)有:數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)、模型重構(gòu)及產(chǎn)品制造技術(shù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù):對(duì)得到的測(cè)量數(shù)據(jù)在CAD模型重構(gòu)之前應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，主要是為了排除噪聲數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)、精簡(jiǎn)和歸并冗余數(shù)據(jù)，通常包括:①噪聲點(diǎn)過(guò)濾②數(shù)據(jù)點(diǎn)分區(qū)③數(shù)據(jù)點(diǎn)精簡(jiǎn)④數(shù)據(jù)點(diǎn)平滑。產(chǎn)品的生命周期包括從資源原料的開(kāi)發(fā)到產(chǎn)品廢棄報(bào)廢的整個(gè)過(guò)程， 環(huán)境因素是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的考慮因素之一綠色設(shè)計(jì)并不是意味著產(chǎn)品設(shè)計(jì)只是面向環(huán)境或者說(shuō)環(huán)境因素是唯一的考慮因素。它是建立在新材料、新能源、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多學(xué)科高新技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，改造了傳統(tǒng)的毛坯成型技術(shù)，使之由粗糙成型變?yōu)閮?yōu)質(zhì)、高效、高精度、輕量化、低成本、無(wú)公害的成型技術(shù)。答：快速原型技術(shù)的特點(diǎn)：（1）快速性。在快速成型工藝中，計(jì)算機(jī)中的CAD模型數(shù)據(jù)通過(guò)接口軟件轉(zhuǎn)化為可以直接驅(qū)動(dòng)快速成型設(shè)備的數(shù)控指令，快速成型設(shè)備根據(jù)數(shù)控指令完成原形或零件的加工。并且，快速成型技術(shù)在成型過(guò)程中無(wú)需專用的夾具或工具，成型過(guò)程具有極高的柔性，這是快速成型技術(shù)非常重要的一個(gè)技術(shù)特征?？焖僭凸に嚕海?）利用激光固化樹(shù)脂材料的光造型法敏樹(shù)脂選擇性固化是采用立體雕刻原理的一種工藝，簡(jiǎn)稱SLA，也是最早出現(xiàn)的、技術(shù)最成熟和應(yīng)用最廣泛的快速原型技術(shù)。④ 表面質(zhì)量較好，工件的最上層表面很光滑，側(cè)面可能有臺(tái)階不平及不同層面間的曲面不平；比較適合做小件及較精細(xì)件。③ 光敏樹(shù)脂固化后較脆，易斷裂，可加工性不好；工作溫度不能超過(guò)100℃，成形件易吸濕膨脹，抗腐蝕能力不強(qiáng)。⑥ 需要設(shè)計(jì)工件的支撐結(jié)構(gòu)，以便確保在成型過(guò)程中制作的每一個(gè)結(jié)構(gòu)部位都能可靠定位，支撐結(jié)構(gòu)需在未完全固化時(shí)手工去除，容易破壞成型件。常用于加工內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大型零件及實(shí)體件。③ 表面比較粗糙，工件表面有明顯的臺(tái)階紋，成型后要進(jìn)行打磨；且紙制零件很容易吸潮，必須立即進(jìn)行后處理、上漆。因此，工作過(guò)程中需要專職人員職守。③ 零件的構(gòu)建時(shí)間較短，可達(dá)到1in/h高度。 ③ 成形件強(qiáng)度和表面質(zhì)量較差，精度低。⑤ 需要對(duì)加工室不斷充氮?dú)庖源_保燒結(jié)過(guò)程的安全性，加工的成本高。34 超精密加工所涉及的技術(shù)范圍包含哪些？答：（1）超精密加工機(jī)理,超精密加工是從被加工表面去除一層微量的表面層，包括超精密切削、超精密磨削和超精密特種加工等。 （4）精密測(cè)量及補(bǔ)償技術(shù),超精密加工必須有相應(yīng)級(jí)別的測(cè)量技術(shù)和裝置，具有在線測(cè)量和誤差補(bǔ)償。精密和超精密加工方法分類加工機(jī)理主要加工方法示例去除加工（分離加工）力學(xué)加工、力濺射電物理加工電化學(xué)加工熱蒸發(fā)、熱擴(kuò)散 、熱溶解切削、磨削、研磨、拋光、超精加工、珩磨、超聲波加工、離子濺射加工 等離子加工 噴射加工；電火花加工（電火花成型、電火花線切割）；電解加工、蝕刻（電子束曝光）、 化學(xué)機(jī)械拋光；電子束加工、激光加工、脫碳處理、氣割 結(jié)合加工附著加工化學(xué)電化學(xué)熱、熱熔化力物理化學(xué)鍍、化學(xué)氣相沉積；電鍍、電鑄；真空蒸鍍、熔化鍍；離子鍍（離子沉積）、物理氣相沉積 注入加工（滲入加工）化學(xué)電化學(xué)熱熱擴(kuò)散力物理氧化、氮化、活性化學(xué)反應(yīng)；陽(yáng)極氧化；晶體生長(zhǎng)、分子束外延、摻雜、滲碳和燒結(jié)；離子束外延、離子注入連接加工熱物理、電物理化學(xué)激光焊接、氣焊、電焊、快速成型加工；化學(xué)粘接變形加工（流動(dòng)加工）熱流動(dòng)、表面熱流動(dòng)粘滯流動(dòng)分子定向鍛造、熱流動(dòng)加工（氣體火焰、高頻電流、熱射線、電子束和激光）；鑄造、液體流動(dòng)加工（金屬、塑料等壓鑄、注塑）；液晶定向36 試說(shuō)明超精密切削、超精密磨削加工的特點(diǎn)和各自的適應(yīng)場(chǎng)合。達(dá)到1 nm，圓度和圓柱度均為納米級(jí)精度。0．002μm的表面粗糙度和 0．01μm的圓度。主軸運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和主軸驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的熱量對(duì)機(jī)床精度有很大影響，故必須嚴(yán)格控制溫升和熱變形。人造花崗巖是由花崗巖碎粒用樹(shù)脂粘結(jié)而成，它不僅具有花崗巖材料的尺寸穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低、硬度高、耐磨且不生銹的特點(diǎn)，又可鑄造成形，克服了天然花崗巖有吸濕性的不足，并加強(qiáng)了對(duì)振動(dòng)的衰減能力。超精密加工時(shí)工作環(huán)境：工作環(huán)境的任何微小變化都可能影響加工精度的變化，使超精加工達(dá)不到精度要求。一般要求加工區(qū)溫度和室溫保持在 20土 ℃的范圍內(nèi)。38 在怎樣的速度范圍下加工屬于高速加工？分析高速切削加工所用解決的關(guān)鍵技術(shù)。超高速加工不但可以大幅度提高零件的加工效率、縮短加工時(shí)間、降低加工成本；而且可以使零件的表面加工質(zhì)量和加工精度達(dá)到更高的水平。310 簡(jiǎn)述超高速磨削特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)？答：超高速磨削技術(shù)特點(diǎn)：( 1) 大幅度提高磨削效率，設(shè)備使用臺(tái)數(shù)少；( 2) 磨削力小、磨削溫度低、加工表面完整性好；( 3) 砂輪使用壽命長(zhǎng)，有助于實(shí)現(xiàn)磨削加工的自動(dòng)化；( 4) 實(shí)現(xiàn)對(duì)難加工材料的磨削加工。（2）超高速砂輪的修整：超高速單層電鍍砂輪一般不需修整。 （2）超高速軸承技術(shù)：高速主軸采用的軸承有滾動(dòng)軸承、氣浮軸承、液體靜壓軸承和磁懸浮軸承幾種形式。超高速磨削進(jìn)給系統(tǒng)隨著高速超高速加工技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外都采用了直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)。311 簡(jiǎn)述超高速銑削特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)？答：超高速銑削的技術(shù)特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率高，成本低超高速銑削高硬度鋼的金屬切除率高、沒(méi)有手工精加工等耗時(shí)的工序，縮短了生產(chǎn)過(guò)程，簡(jiǎn)化了輔助工作，能使整體加工效率提高幾倍乃至十幾倍，且其能耗低，能源和設(shè)備的利用率高，從而降低了生產(chǎn)成本。超高速銑削的關(guān)鍵技術(shù)超高速銑削刀具幾何角度：超高速銑削高硬度鋼時(shí)，刀具的主要失效形式為刀尖破損，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮提高刀尖的抗沖擊強(qiáng)度。超高速銑削刀具材料：有整體硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、硬質(zhì)合金和立方氮化硼等。能加工硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬及非金屬材料；2)易獲得良好的表面質(zhì)量，殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、熱影響區(qū)、冷作硬化等均比較??；3)易于加工比較復(fù)雜的型面、微細(xì)表面及柔性零件；4)各種加工方法易于復(fù)合形成新的工藝方法，便于推廣和應(yīng)用。313 電火花加工的原理與應(yīng)用。調(diào)節(jié)裝置控制工具電極，保證工具與工件間維持正常加工所需的很小放電間隙。如此周而復(fù)始高頻率地循環(huán)下去，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，得到由無(wú)數(shù)小凹坑組成的加工表面，工具的形狀最終被復(fù)制在工件上。③火花放電必須具有足夠大的能量密度，且必須在具有一定的絕緣強(qiáng)度的液體介質(zhì)（工作液）中進(jìn)行。穿孔的尺寸精度主要靠工具電極的尺寸和火花放電的間隙來(lái)保證。（3）電火花線切割加工 電火花線切割加工簡(jiǎn)稱線切割加工，它是利用一根運(yùn)動(dòng)的細(xì)金屬絲（～ mm的鉬絲或銅絲）作工具電極，在工件與金屬絲間通以脈沖電流，靠火花放電對(duì)工件進(jìn)行切割加工。如用電火花磨削，可磨削加工精密小孔、深孔、薄壁孔及硬質(zhì)合金小模數(shù)滾刀、成形銑刀的后面；用電火花共軛回轉(zhuǎn)加工可加工精密內(nèi)、外螺紋環(huán)規(guī)，內(nèi)錐螺紋，精密內(nèi)、外齒輪等；此外還有電火花表面強(qiáng)化和刻字加工等。（1）電解整體葉輪采用電解加工的方法，不受材料硬度和韌性的限制，在一次行程中可加工出具有復(fù)雜葉型面的整體葉輪，比切削加工有明顯的優(yōu)越性。（2）深孔擴(kuò)孔加工深孔擴(kuò)孔電解加工時(shí)，常采用移動(dòng)式陰極。圖328為電解去小孔毛刺的原理圖，它以工件為陽(yáng)極，工具電極為陰極。電解磨削克服了電解加工精度不高的弱點(diǎn)，集中了電解加工和機(jī)械磨削的優(yōu)點(diǎn)。（5）電解拋光電解拋光是利用不銹鋼在電解液中的選擇性陽(yáng)極溶解而達(dá)到拋光和清潔表面目的的一種電化學(xué)表面處理方法。這使得設(shè)備不粘壁、不掛料、易清洗，達(dá)到GMP和FDA規(guī)范要求。超聲加工（簡(jiǎn)稱USM）也稱超聲波加工，是利用超聲振動(dòng)工具在有磨料的液體介質(zhì)中或干磨料中產(chǎn)生磨料的沖擊、拋磨、液壓沖擊及由此產(chǎn)生的氣蝕作用來(lái)去除材料，或給工具或工件沿一定方向施加超聲頻振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)加工，或利用超聲振動(dòng)使工件相互結(jié)合的加工方法。（4）超聲加工的生產(chǎn)率較低。非加工應(yīng)用包括：清洗、塑料焊接、金屬焊接、超聲分散、化學(xué)處理、塑料金屬成形和無(wú)損檢測(cè)等。特別是對(duì)難加工材料的深孔鉆削來(lái)說(shuō)，會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。然而，由于工程陶瓷等硬脆材料具有極高的硬度和脆性，其成形加工十分困難，特別是成形孔的加工尤為困難，嚴(yán)重阻礙了材料的應(yīng)用推廣。（4）超聲磨削加工超聲磨削是利用超聲振動(dòng)和砂輪磨削的復(fù)合作用來(lái)形成加工表面。加工原理離子束加工是在真空條件下將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過(guò)加速、聚焦后，打到工件表面以實(shí)現(xiàn)去除加工（圖333）。離子撞擊工件材料時(shí)，可將工件表面的原子一個(gè)一個(gè)打擊出去，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。離子膜加工已用于鍍制潤(rùn)滑膜、耐熱膜、耐蝕膜、耐磨膜、裝飾膜和電氣膜等，用離子鍍膜在切削工具表面鍍滲氮鈦、滲碳鈦等超硬層，可提高刀具的耐用度。離子束刻蝕已用于加工陀螺儀氣動(dòng)軸承（碳化硼、鈦合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等材料）的異形溝槽、非球面透鏡及刻蝕集成電路等微電子器件亞微米圖形，還用來(lái)制作集成光路中的光柵和波導(dǎo)、薄石英晶體振蕩器和壓電傳感器等。因此，離子束加工已成為制造半導(dǎo)體器件和大面積集成電路的重要手段。318 微機(jī)械加工中的關(guān)鍵技術(shù)？與傳統(tǒng)機(jī)械相比，微機(jī)械在許多方面都具有自身特色，這是因?yàn)樵谖⑿〕叽绾臀⑿〕叨瓤臻g內(nèi)，許多宏觀狀態(tài)下的物理量和機(jī)械量都發(fā)生了變化，并在微觀領(lǐng)域狀態(tài)下呈現(xiàn)出特有規(guī)律，由此決定了微機(jī)械具有自身特有的理論基礎(chǔ)。(4) 自組織成形工藝　模仿生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程讓材料通過(guò)自組織作用，自動(dòng)生長(zhǎng)成為所要求形狀以超分子的自組織實(shí)驗(yàn)?zāi)M生物自組織生長(zhǎng)過(guò)程制備三維網(wǎng)格，并以生物酶對(duì)之進(jìn)行加工和修飾；并可對(duì)形狀和尺寸進(jìn)行控制的方法。20世紀(jì)初對(duì)制造自動(dòng)化的理解或者說(shuō)制造自動(dòng)化的功能目標(biāo)是以機(jī)械的動(dòng)作代替人力操作，自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。在過(guò)去制造系統(tǒng)中僅強(qiáng)調(diào)信息的集成，這是不夠的。應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、發(fā)貨、支持用戶到產(chǎn)品報(bào)廢等）各個(gè)環(huán)節(jié)智能化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程（包括組織、管理、計(jì)劃、調(diào)度、控制等）各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化、并實(shí)現(xiàn)人與制造系統(tǒng)的融合及人的智能的充分發(fā)揮。4．分布式并行處理技術(shù)。不僅要考慮技術(shù)因素，還必須考慮到經(jīng)濟(jì)、心理、環(huán)境、人文及社會(huì)等方面因素。7．人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)技術(shù)。42 加工中心根據(jù)其加工范圍可以分為哪幾類？它們與普通的數(shù)控機(jī)床的最大區(qū)別是什么？數(shù)控加工中心按主軸的方向可分為立式和臥式兩種，立式加工中心的主軸是垂直的，主要用于精密加工，適合復(fù)雜型腔的加工。加工中心按主軸在加工時(shí)的空間位置可分為立式加工中心、臥式加工中心、立臥兩用（也稱萬(wàn)能、五面體、復(fù)合）加工中心。43 試論述工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)單元技術(shù)、分類及性能特征。腕部：是聯(lián)接手部和手臂的部件，用以調(diào)整手部的姿態(tài)和方位。（2）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，支配著機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予的指令信息（如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度等），同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行指令。工業(yè)機(jī)器人的分類：（1）按系統(tǒng)功能分類①專用機(jī)器人：在固定地點(diǎn)以固定程序工作的機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)、造價(jià)低廉，如附設(shè)在加工中心機(jī)床上的自動(dòng)換刀機(jī)械手。④智能機(jī)器人：采用計(jì)算機(jī)控制，具有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種感覺(jué)功能和識(shí)別功能機(jī)器人，通過(guò)比較和識(shí)別，自主做出決策和規(guī)劃，自動(dòng)進(jìn)行信息反饋．完成預(yù)定的動(dòng)作。 （3）按結(jié)構(gòu)形式分類①直角坐標(biāo)機(jī)器人：由三個(gè)相互正交的平移坐標(biāo)軸組成（圖4—12a），可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)，各個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)獨(dú)立，具有控制簡(jiǎn)單、定位精度高的特點(diǎn)。可伸縮搖臂的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與坦克的轉(zhuǎn)塔類似，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng)。（4）按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能分類可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。每個(gè)自由度需要一個(gè)伺服軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因而自由度數(shù)越高，機(jī)器人可以完成的動(dòng)作越復(fù)雜，通用性越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也越廣，但相應(yīng)地帶來(lái)的技術(shù)難度也越大。如圖412a、b、c、d分別為直角坐標(biāo)機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)器人的工作空間，而直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間則是一個(gè)矩形空間。目前實(shí)際應(yīng)用機(jī)器人一般為中小型機(jī)器人。（5）位置精度 是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的又一技術(shù)指標(biāo)。一般認(rèn)為CAPP系統(tǒng)的功能包括毛坯設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工序設(shè)計(jì)、工藝路線制定和工時(shí)定額計(jì)算。（2）基于低端數(shù)據(jù)庫(kù)（FoxPro等）開(kāi)發(fā)的CAPP系統(tǒng)。采用CAD技術(shù)開(kāi)發(fā)了一些CAPP系統(tǒng)，它解決了實(shí)用性問(wèn)題，但卻忽視了最根本的問(wèn)題：工藝是以相關(guān)的數(shù)據(jù)為對(duì)象的，而不是以卡片為對(duì)象的。45 簡(jiǎn)述數(shù)控編程程序編制的方法。圖4 16數(shù)控編程的步驟圖中數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟如下。（3）編寫(xiě)零件加工程序完成上述工藝處理及數(shù)值計(jì)算后，即按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的程序格式和編程指令將加工工序及可走刀路線數(shù)據(jù)編寫(xiě)成相應(yīng)的程序段。一般的校核方法是將程序輸送給機(jī)床進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)畫(huà)圖檢查，檢查機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡與動(dòng)作的正確性。46 試論述圖形交互式編程原理及其特點(diǎn)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是零件的幾何數(shù)據(jù)已經(jīng)在CAD中建立，省去了像APT自動(dòng)編程時(shí)人工編寫(xiě)零件源程序的工作，避免了數(shù)據(jù)重復(fù)輸入引起的錯(cuò)誤。47 試論述CAD／CAPP／CAM各自的功能及集成的必要性。顯然集成結(jié)果減少了許多中間輸入環(huán)節(jié)，提高了效率。由于虛擬技術(shù)依賴于高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備及軟件，因此目前只有汽車(chē)等少數(shù)行業(yè)得以應(yīng)用，但它是設(shè)計(jì)制造一體化的發(fā)展方向。48 試論述柔性制造系統(tǒng)的組成及其物流控制系統(tǒng)的組成。2．物流系統(tǒng)在FMS中工件、工具流統(tǒng)稱物流，物流系統(tǒng)即物料貯運(yùn)系統(tǒng)，是柔性制造系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。(2)貯運(yùn)系統(tǒng)具有自動(dòng)存取機(jī)能，用于調(diào)節(jié)加工節(jié)拍的差異。3．信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)包括過(guò)程控制和過(guò)程監(jiān)控兩個(gè)系統(tǒng)，其功能分別為：過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行加工系統(tǒng)及物流系統(tǒng)的自動(dòng)控制；過(guò)程監(jiān)控進(jìn)行在線狀態(tài)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和處理。毛坯的隨行夾具由輸送系統(tǒng)送出，工業(yè)機(jī)器人或自動(dòng)裝卸機(jī)按照信息系統(tǒng)的指令和工件及夾具的編碼信息，自動(dòng)識(shí)別和選擇所裝