【正文】 應用科技新成果去改造它和充實它；先進制造技術在強調環(huán)境保護的同時，還強調各專業(yè)學科之間的相互滲透、融合和淡化，并消除其間的界限。特點: 構成: 從內層到外層分別為基礎技術、新型單元技術、集成技術。柔性制造系統(tǒng)定義: 我國國家軍用標準 “柔性制造系統(tǒng)是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng),它包括多個柔性制造單元,能根據制造任務或生產環(huán)境的變化迅速進行調整,適用于多品種、中小批量生產。（4）提高自動化水平，以利于提高產品質量、降低勞動強度、改善生產環(huán)境。柔性制造系統(tǒng)中的數據流,:基本數據、控制數據和狀態(tài)數據。從功能角度看，一般可以將CIMS分為四個功能分系統(tǒng)和兩個支撐分系統(tǒng)。特種加工與傳統(tǒng)切削加工的不同特點主要有：①不是主要依靠機械能，而是用其他的能量（如電能、熱能、光能、聲能以及化學能等）去除工件材料；②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情況下，例如在激光加工、電子束加 工、離于束加工等加工過程中，根本不需要使用任何工具； 激光加工定義：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬時急劇熔化和氣化，并產生很強的沖擊波，使被熔化的物質爆炸式地噴濺來實現材料去除地加工技術。電子束加工離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入 4類。包括三級：微米級亞微米級納米級快速原型制造技術 原理：基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復雜的三維加工分解為簡單的材料二維添加的組合?？焖俣逊e成形快速成形系統(tǒng)根據切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料制成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維實體原型的制備。三個層次：一是優(yōu)質、高效、低耗、清潔的基礎制造技術。這是運用信息技術 和系統(tǒng)管理技術，對上述兩個層次進行技術集成的結果，系統(tǒng)駕馭生產過程中的物質流、能 量流和信息流?，F代 設計技術主要包括：現代設計方法，設計自動化技術，工業(yè)設計技術等；二是先進制造工藝技術，主要包括精密和超精密加工技術、精密成刑技術、特種加工技術、表而改性、制模和 涂層技術；三是制造自動化技術，其中包括數控技術、工業(yè)機器人技術、柔性制造技術、計 算機集成制造技術、傳感技術、自動檢測及信號識別技術和過程設備工況監(jiān)測與控制技術等； 四是系統(tǒng)管理技術，包括工程管理、質量管理、管理信息系統(tǒng)等，以及現代制造模式（如精 益生產、CIMS、敏捷制造、智能制造等）、集成化的管理技術、企業(yè)組織結構與虛擬公司等 生產組織方法。與傳統(tǒng)制造技術相比，先進制造技術更具有系統(tǒng)性、集成性、廣泛性、高精度性。而先進制造技術由于專業(yè)和學科的不斷深入，交叉，融合其界限逐漸淡化和消失，技術系統(tǒng)化，集成化的現代交叉性制造系統(tǒng)工程。從集成的角度看，早期的計算機集成制造系統(tǒng)側重于信息集成，而現代集成制造系統(tǒng)的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴展，除了信息集成外，還實現了企業(yè)產品全生命周期中的各種業(yè)務過程的整體優(yōu)化，即過程集成，并發(fā)展到企業(yè)優(yōu)勢互補的企業(yè)之間的集成階段。通過對其內涵和特征的研究，目前共同的認識是：先進制造技術是傳統(tǒng)制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。3）我國現代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略在市場競爭的推動下，先進制造技術發(fā)展十分迅速，新思想、新概念層出不窮，通過對現代集成制造系統(tǒng)與先進制造技術關系的分析，我們認為在制定我國現代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時，應該注重以人為本的思想，運用并行工程的哲理，使各種先進制造技術相互銜接、協(xié)調發(fā)展，并不斷吸收先進制造技術的成熟成果，為先進制造技術在我國的廣泛應用起到促進的作用。（10分）機械制造業(yè)的變革：面對越來越激烈的國際市 場競爭，我國機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。機械制造技術的發(fā)展趨勢可以概括為：（1）機械制造自動化。一、集成化計算機集成制造（CIMS）被認為是21世紀制造企業(yè)的主要生產方式。三、敏捷化 敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力。3． 高柔性、模塊化、可伸縮的制造系統(tǒng)。四、虛擬化虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。清潔生產的兩個基本目標是資源的綜合利用和環(huán)境保護。存在著許多技術黑洞中國的機械制造業(yè)除了面臨“外敵”之外，自身也存在著諸多問題。相比歐美等發(fā)達國家來說，業(yè)內人士普遍認為，技術黑洞的形成與國家的重視程度、投入密切相關。二、簡述先進制造技術的定義、特點和發(fā)展趨勢。、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統(tǒng)管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。發(fā)展趨勢：計算機技術、自動控制理論、數控技術、機器人、CAD/CAM技術、CIM技術以及網絡通信技術等在內的信息自動化技術的迅猛發(fā)展，為先進制造技術的發(fā)展和應用提供了日益增多的高效能手段。（CAD/CAM），是計算機輔助設計依托強大軟件來完成產品設計中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模擬、制圖、數控編程、編制工藝文件等工作。它能在三維空間內完成多種操作。柔性制造系統(tǒng)具有：高柔性，在線編程使計算機響應進行控制高自動化設備工作；高效率，合理控制設備的切削用量實現高效加工。（Computer Integrated Manufacturing Systen），簡稱（CIMS）是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎之上，通過計算機網絡及數據庫，將分散的自動化系統(tǒng)有機的集成起來，完成從原材料采購到產品銷售的一系列生產過程的高效益、高柔性的先進制造系統(tǒng)。成本：產品成本、合理利潤、一次性安裝費用和經常性維修費用。（2）動態(tài)性要考慮產品的靜態(tài)特性，和實際工作狀態(tài)下的動態(tài)特性，考慮與周圍環(huán)境的物資、能量及信息的交互。綜合考慮產品全生命周期中的所有因素，強調并行設計。主要設計技術方法：并行設計是一種對產品及其相關過程(包括設計制造過程和相關的支持過程)進行并行和集成設計的系統(tǒng)化工作模式。三、綠色設計綠色設計是指以環(huán)境資源保護為核心概念的設計過程，其基本思想就是在設計階段就將環(huán)境因素和預防污染的措施納人產品設計之中，將環(huán)境性能作為產品的設計目標和出發(fā)點，力求使產品對環(huán)境的影響為最小。解決復雜系統(tǒng)的出路在于使用智能優(yōu)化的設計手段。動態(tài)設計通過建立監(jiān)測系統(tǒng)和信息反饋有利于控制施工安全，并不斷地將現場情況及變化反饋到設計單位，以便調整完善設計。十一、摩擦學設計摩擦學是研究相對運動的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，以及三者間相互關系的理論與應用的一門邊緣摩擦學系統(tǒng)過程研究學科。十五、共用性設計共用性設計UD(Universal Design)是指，在商業(yè)利潤的前提下河現有生產技術條件下，產品（廣義的，包括器具﹑環(huán)境﹑系統(tǒng)和過程等）的設計盡可能使不同能力的使用者（例如殘疾人﹑老年人等），在不同的外界條件下能夠安全﹑舒適地使用的一種設計過程。十八、機械動態(tài)設計根據產品的動載工況,以及對產品提出的動態(tài)性能要求與設計準則,按動力學方法進行分析計算、優(yōu)化與試驗、并反復進行的一種設計方法。超高速加工技術主要包括：超高速切削與磨削機理研究，超高速主軸單元制造技術，超高速進給單元制造技術，超高速加工用刀具與磨具制造技術，超高速加工在線自動檢測與控制技術等。五、非傳統(tǒng)加工技術主要有哪些種類？ 非傳統(tǒng)加工技術的主要特點有哪些？（10分）非傳統(tǒng)加工亦稱為“特種加工”或“現代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學能、化學能、聲能及特殊機械能等能量達到去除或增加材料的加工方法，從而實現材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。不存在加工中的機械應變或大面積的熱應變，可獲得較低的表面粗糙度，其熱應力、殘余應力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩(wěn)定性好。如下圖：快速原型制造技術優(yōu)點：，減少設計、加工、檢查的工具，不需要任何刀具，模具及工裝卡具的情況下，可將任意復雜形狀的設計方案快速轉換為三維的實體模型或樣件。、激光技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術。（4）層壓物體制造技術（LOM）LOM（Laminated Object Manufacturing)是通過逐層激光剪切薄紙材料制造零件的一種技術。(2)普適性：其概念、哲理和結構，適用于不同企業(yè)，其核心思想和觀念具有普遍指導意義。該模式主要依靠有高度柔性的以計算機數控機床為主的制造設備來實現多品種小批量的生產，以增強制造業(yè)的靈活性和應變能力，可縮短產品生產周期，提高設備使用效率和員工勞動生產率且改進產品質量。該模式是將柔性制造的先進技術、熟練掌握的生產技能、有素質的勞動力，以及促進企業(yè)內部和企業(yè)之間的靈活管理三者集成在一起，利用信息技術對千變萬化的市場機遇做出快速響應，最大限度地滿足顧客的要求。高效快速重組生產系統(tǒng)模式是上述三種模式的理論和實踐在更高層次上的有機集成生產系統(tǒng)，其特征是對市場的靈活快速反應的制造資源的有效集成。極端制造模式制造技術正在從常規(guī)制造、傳統(tǒng)制造向非常規(guī)制造及極端制造發(fā)展，因而出現了極端制造模式。綠色制造模式是實現制造業(yè)可持續(xù)長遠發(fā)展的制造模式。（3）產品的回收和循環(huán)再利用：如生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術。三、制造自動化系統(tǒng)的優(yōu)化理論與調度方法制造系統(tǒng)是一類離散事件動態(tài)系統(tǒng)(Discrete Event Dynamic System，DEDS)，其物流、信息流以及各種資源的規(guī)則、調度和控制等有獨特的要求。虛擬制造哲理的研究為制造企業(yè)敏捷制造提供指導思路，在信息集成基礎上，通過組織管理、技術、資源和人機集成實現產品的開發(fā)過程的集成。七、柔性制造技術和智能制造技術的研究柔性制造系統(tǒng)的理論和技術所涉及領域很廣，主要包括：生產調度理論與算法的研究，主要涉及數學規(guī)劃、圖論、對策論、排隊論、人工神經網絡方法、Petri網理論等應用數學 理論及方法；計算機通信及數據庫技術的研究；計算機仿真技術的研究；生產組織及控制模式理論和技術的研究，主要涉及動態(tài)邏輯單元重構理論、多黑板結構模型的智能單元控制理論、系統(tǒng)擾動及再調度理論和技術、JIT技術、開放式體系結構等；制造資源控制管理理論和技術的研究，主要涉及刀具管理理論及技術、加工設備的實時調度技術、物料儲運系統(tǒng)如AGV、立體倉庫等的控制技術。光纖傳感技術主要研究內容為：光波調制原理、調制光波信號檢測技術、多傳感器復用技術、多傳感器網絡及通信技術、光纖傳感技術與光纖通信技術的結合原理和方法等。？答：現代設計技術是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。？答：把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個個零件族(組)，按零件族制訂工藝進行生產制造，擴大了批量，減少了品種，提高了勞動生產率。？ 答：(1)系統(tǒng)要預先對現有零件進行分組。(5)從標準工藝規(guī)程中篩選派生出當前零件的工藝規(guī)程。決策邏輯以程序代碼(一般的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng))或者以規(guī)則的形式存入相對獨立的工藝知識庫，供主控程序調用。第二次作業(yè)？答：針對已有樣件，可利用三維數字化測量儀器準確、快速地測量出產品外形數據，在逆向軟件中構建曲面模型，再輸入CAD/CAM系統(tǒng)進一步編輯、修改，由CAM生成刀具NC代碼送至數控機床（CNC）制作所需模具，或者由快速成型機將樣品模型制作出來。② 測量系統(tǒng)的支撐結構存在靜態(tài)及動態(tài)誤差。⑥ 不當的操作容易損害樣件,也會使測頭磨耗、損壞。但非接觸式測量也還存在一些缺點：① 測量精度較差。答：(1)隨切削速度提高，單位時間內材料切除率增加，切削加工時間減少。(5)高速切削可加工淬硬鋼鐵件，？答：(1)高速切削時速度和自動化程度高，要求刀具應具有很高的可靠性。(4)刀具材料應能適應難加工材料和新型材料加工的需要？答：(1)切削力監(jiān)測以控制刀具磨損，機床功率監(jiān)測亦可間接獲得刀具磨損信息；(2)主軸轉速監(jiān)測以判別切削參數與進給系統(tǒng)間關系；(3)刀具破損監(jiān)測；(4)主軸軸承狀況監(jiān)測；(5)電器控制系統(tǒng)過程穩(wěn)定性監(jiān)測等。刀片和刀座的夾緊、調整結構應盡可能消除游隙，并且要求重復定位性好。？答：在絕緣液體介質中進行，自動進給調節(jié)裝置使工件與工具電極之間保持適當的放電間隙，當在電極和工件之間施加很強的脈沖電壓時，就會擊穿介質絕緣強度最低處形成瞬間火花放電，電流密度很大，放電區(qū)能量高度集中，瞬時溫度達10000－12000℃，工件和電極表面金屬放電點就被熔化，甚至汽化而被蒸發(fā)。線切割采用細金屬絲為電極，線切割可以加工帶有一定錐度的型孔或型芯等。(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。？答：離子束加工的原理與電子束加工基本類似，也是在真空條件下，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。隨著電子和信息技術的發(fā)展，特別是隨著計算機的出現和廣泛應用，制造自動化的概念已擴展為不僅包括用機器代替人的體力勞動和腦力勞動，而且還包括人和機器及制造過程的控制、管理和協(xié)調優(yōu)化，以使產品制造過程實現高效、優(yōu)質、低耗、及時和潔凈的目標。(3)刀具儲運系統(tǒng)：由刀具庫、刀具輸送裝置和交換機構等組成。？答：確定加工對象的類型及范圍；對所確定的加工對象進行工藝分析、制定加工方案；建立系統(tǒng)的功能模型和信息模型；確定設備類型及配置，進行系統(tǒng)總體平面布局設計；確定物流系統(tǒng)方案、控制系統(tǒng)方案、質量控制及監(jiān)控方案；計算機通信網絡及數據庫管理系統(tǒng)設計；輔助裝置的確定；對系統(tǒng)配置及運行方案進行計算機仿真以確定最佳方案；對系統(tǒng)進行可靠性分析；對系統(tǒng)進行風險分析和經濟效益評估等。(2)兩個支撐分系統(tǒng)：① CIMS數據庫系統(tǒng)；② CIMS計算機通信網絡系統(tǒng)。？答：產品數據管理(PDM)以產品為中心，通過計算機網絡和數據庫技術，把企業(yè)生產過程中所有與產品相關的信息和過程集成起來，統(tǒng)一管理，使產品數據在其生命周期內保持一致、最新和安全，從而縮短產品研發(fā)周期、降低成本、提高質量、改善性能，使企業(yè)贏得主動權和