【正文】 術(shù)。超高速加工技術(shù)主要包括：超高速切削與磨削機(jī)理研究，超高速主軸單元制造技術(shù)，超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)，超高速加工用刀具與磨具制造技術(shù)，超高速加工在線自動(dòng)檢測(cè)與控制技術(shù)等。實(shí)現(xiàn)這些加工所采用的工藝方法和技術(shù)措施，則稱為超精密加工技術(shù)。五、非傳統(tǒng)加工技術(shù)主要有哪些種類？ 非傳統(tǒng)加工技術(shù)的主要特點(diǎn)有哪些？（10分）非傳統(tǒng)加工亦稱為“特種加工”或“現(xiàn)代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法，從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。非傳統(tǒng)加工技術(shù)的主要特點(diǎn)與加工對(duì)象的機(jī)械性能無(wú)關(guān)，有些加工方法，如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學(xué)加工等，是利用熱能、化學(xué)能、電化學(xué)能等，這些加工方法與工非接觸加工，不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件不接觸，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變，可獲得較低的表面粗糙度，其熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩(wěn)定性好。特種加工對(duì)簡(jiǎn)化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響。如下圖：快速原型制造技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：，減少設(shè)計(jì)、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(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)方案快速轉(zhuǎn)換為三維的實(shí)體模型或樣件。模型或樣件可直接用于新產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證、功能驗(yàn)證、外觀驗(yàn)證、工程分析、市場(chǎng)訂貨以及企業(yè)的決策等，非常有利于早找錯(cuò)早修改早優(yōu)化，提高了新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，縮短了開發(fā)周期，降低了研發(fā)成本。、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及新材料技術(shù)。（2）選擇性激光燒結(jié)（SLS）SLS（Selective laser sintering)是利用激光所提供的能量有選擇性地融化熱塑性塑料以形成三維零件。（4）層壓物體制造技術(shù)（LOM）LOM（Laminated Object Manufacturing)是通過(guò)逐層激光剪切薄紙材料制造零件的一種技術(shù)。主要特點(diǎn)：通過(guò)對(duì)現(xiàn)代各種先進(jìn)制造模式的研究分析，可以總結(jié)出它們具有如下幾個(gè)特點(diǎn)。(2)普適性：其概念、哲理和結(jié)構(gòu)，適用于不同企業(yè)，其核心思想和觀念具有普遍指導(dǎo)意義。(4)動(dòng)態(tài)性：與社會(huì)及其生產(chǎn)力發(fā)展水平相適應(yīng)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。該模式主要依靠有高度柔性的以計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床為主的制造設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)多品種小批量的生產(chǎn)，以增強(qiáng)制造業(yè)的靈活性和應(yīng)變能力，可縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高設(shè)備使用效率和員工勞動(dòng)生產(chǎn)率且改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。因智能制造可實(shí)現(xiàn)決策自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)“制造智能”和制造技術(shù)的“智能化”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)的信息化和自動(dòng)化。該模式是將柔性制造的先進(jìn)技術(shù)、熟練掌握的生產(chǎn)技能、有素質(zhì)的勞動(dòng)力，以及促進(jìn)企業(yè)內(nèi)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(shù)對(duì)千變?nèi)f化的市場(chǎng)機(jī)遇做出快速響應(yīng)，最大限度地滿足顧客的要求。敏捷制造生產(chǎn)模式的新概念和新理論不斷出現(xiàn)，推動(dòng)著制造科學(xué)發(fā)展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制造和智能制造等新概念的問世。高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)模式是上述三種模式的理論和實(shí)踐在更高層次上的有機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是對(duì)市場(chǎng)的靈活快速反應(yīng)的制造資源的有效集成。它將從根本上改變?cè)O(shè)計(jì)、試制、修改設(shè)計(jì)、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。極端制造模式制造技術(shù)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(xiàn)了極端制造模式。當(dāng)前，極端制造已成為制造技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，極端制造集中表現(xiàn)在微細(xì)制造、超精密制造、巨系統(tǒng)制造和強(qiáng)場(chǎng)（如強(qiáng)能量場(chǎng)）制造，例如：制造空天飛行器、超常規(guī)動(dòng)力裝備、超大型冶金和石油化工裝備等極大尺寸和極強(qiáng)功能的重大裝備，制造微納電子器件、微納光機(jī)電系統(tǒng)等極小尺度和極高精度的產(chǎn)品。綠色制造模式是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的制造模式。（2）綠色生產(chǎn)過(guò)程：在整個(gè)制造過(guò)程，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小，資源利用效率最高。（3）產(chǎn)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(shù)。八、現(xiàn)代化機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)主要有哪些？（10分）現(xiàn)代化機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)主要有：一、制造自動(dòng)化系統(tǒng)開放式智能體系結(jié)構(gòu)目標(biāo)是使制造系統(tǒng)具備自組織和并行作用的能力，充分利用分布式計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，使制造自動(dòng)化向柔性化、集成化、智能化和全球化方向發(fā)展。三、制造自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化理論與調(diào)度方法制造系統(tǒng)是一類離散事件動(dòng)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(diào)度和控制等有獨(dú)特的要求。同時(shí)，由于實(shí)現(xiàn)各種先進(jìn)的制造哲理和管理策略，如虛擬企業(yè)、敏捷制造、精益生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)等，作為先進(jìn)制造模式賴以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之一，生產(chǎn)組織與過(guò)程優(yōu)化中決策調(diào)度的成功與否對(duì)上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著最為直接的影響。虛擬制造哲理的研究為制造企業(yè)敏捷制造提供指導(dǎo)思路，在信息集成基礎(chǔ)上，通過(guò)組織管理、技術(shù)、資源和人機(jī)集成實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程的集成。六、面向制造自動(dòng)化的數(shù)控技術(shù)的研究數(shù)控技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)及關(guān)鍵單元技術(shù)，又是精密、高效、高可靠性加工技術(shù)的支撐，它正朝著集成化和實(shí)用化方向發(fā)展。七、柔性制造技術(shù)和智能制造技術(shù)的研究柔性制造系統(tǒng)的理論和技術(shù)所涉及領(lǐng)域很廣，主要包括：生產(chǎn)調(diào)度理論與算法的研究，主要涉及數(shù)學(xué)規(guī)劃、圖論、對(duì)策論、排隊(duì)論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、Petri網(wǎng)理論等應(yīng)用數(shù)學(xué) 理論及方法；計(jì)算機(jī)通信及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究；生產(chǎn)組織及控制模式理論和技術(shù)的研究，主要涉及動(dòng)態(tài)邏輯單元重構(gòu)理論、多黑板結(jié)構(gòu)模型的智能單元控制理論、系統(tǒng)擾動(dòng)及再調(diào)度理論和技術(shù)、JIT技術(shù)、開放式體系結(jié)構(gòu)等；制造資源控制管理理論和技術(shù)的研究，主要涉及刀具管理理論及技術(shù)、加工設(shè)備的實(shí)時(shí)調(diào)度技術(shù)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)如AGV、立體倉(cāng)庫(kù)等的控制技術(shù)。九、先進(jìn)制造智能傳感與檢測(cè)的研究智能傳感與檢測(cè)研究主要包括智能傳感器、智能傳感和檢測(cè)技術(shù)以及光纖傳感技術(shù)等方面的研究。光纖傳感技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容為：光波調(diào)制原理、調(diào)制光波信號(hào)檢測(cè)技術(shù)、多傳感器復(fù)用技術(shù)、多傳感器網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)、光纖傳感技術(shù)與光纖通信技術(shù)的結(jié)合原理和方法等。、功能和過(guò)程是什么？答：結(jié)構(gòu)：是制造過(guò)程所涉及的硬件、軟件、人員所組成的具有特定功能的有機(jī)整體。？答：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本、價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識(shí)為依托，以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動(dòng)過(guò)程所用到的技術(shù)群體的總稱。(2)主體技術(shù)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生技術(shù)(3)支撐技術(shù)：指現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)。？答：把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個(gè)個(gè)零件族(組)，按零件族制訂工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，擴(kuò)大了批量，減少了品種，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。？答：CAPP是連接CAD與CAM之間的橋梁和紐帶。？ 答：(1)系統(tǒng)要預(yù)先對(duì)現(xiàn)有零件進(jìn)行分組。(3)存儲(chǔ)樣件信息文件、樣件標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程文件。(5)從標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程中篩選派生出當(dāng)前零件的工藝規(guī)程。？答：創(chuàng)成式系統(tǒng)的工藝規(guī)程是根據(jù)系統(tǒng)的決策邏輯和制造工程數(shù)據(jù)信息生成的。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(duì)獨(dú)立的工藝知識(shí)庫(kù)，供主控程序調(diào)用。？答：派生式CAPP系統(tǒng)的基本原理是將設(shè)計(jì)好的零件標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行編號(hào)，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。第二次作業(yè)？答：針對(duì)已有樣件，可利用三維數(shù)字化測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確、快速地測(cè)量出產(chǎn)品外形數(shù)據(jù)，在逆向軟件中構(gòu)建曲面模型，再輸入CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)一步編輯、修改，由CAM生成刀具NC代碼送至數(shù)控機(jī)床（CNC）制作所需模具，或者由快速成型機(jī)將樣品模型制作出來(lái)。接觸式測(cè)量的機(jī)械結(jié)構(gòu)及電子系統(tǒng)已相當(dāng)成熟，有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。② 測(cè)量系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)存在靜態(tài)及動(dòng)態(tài)誤差。④ 以逐點(diǎn)進(jìn)出方式進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量速度慢。⑥ 不當(dāng)?shù)牟僮魅菀讚p害樣件,也會(huì)使測(cè)頭磨耗、損壞。④ 不少光學(xué)測(cè)頭具有大的量程。但非接觸式測(cè)量也還存在一些缺點(diǎn)：① 測(cè)量精度較差。③ 非接觸式測(cè)頭是接收工件表面的反射光或散射光，測(cè)量結(jié)果易受環(huán)境光線及工件表面的反射特性的影響，噪聲較高，噪聲信號(hào)的處理比較麻煩。答：(1)隨切削速度提高，單位時(shí)間內(nèi)材料切除率增加，切削加工時(shí)間減少。(3)切屑以很高的速度排出，切削熱大部分被切屑帶走，給工件的熱量大幅度減少，工件的熱變形相對(duì)較小。(5)高速切削可加工淬硬鋼鐵件，？答：(1)高速切削時(shí)速度和自動(dòng)化程度高，要求刀具應(yīng)具有很高的可靠性。(2)刀具應(yīng)具有很好的高的耐熱性、抗熱沖擊性能和良好的高溫力學(xué)性能。(4)刀具材料應(yīng)能適應(yīng)難加工材料和新型材料加工的需要？答：(1)切削力監(jiān)測(cè)以控制刀具磨損，機(jī)床功率監(jiān)測(cè)亦可間接獲得刀具磨損信息；(2)主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)以判別切削參數(shù)與進(jìn)給系統(tǒng)間關(guān)系；(3)刀具破損監(jiān)測(cè)；(4)主軸軸承狀況監(jiān)測(cè)；(5)電器控制系統(tǒng)過(guò)程穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)等。(2)刀體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免貫通式刀槽，減少尖角，盡量減少機(jī)夾零件的數(shù)量。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且要求重復(fù)定位性好。刀體與刀片之間的連接配合要封閉，刀片夾緊機(jī)構(gòu)要有足夠的夾緊力。？答：在絕緣液體介質(zhì)中進(jìn)行，自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置使工件與工具電極之間保持適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙，當(dāng)在電極和工件之間施加很強(qiáng)的脈沖電壓時(shí)，就會(huì)擊穿介質(zhì)絕緣強(qiáng)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(shí)溫度達(dá)10000－12000℃，工件和電極表面金屬放電點(diǎn)就被熔化，甚至汽化而被蒸發(fā)。如此反復(fù)，電極不斷下降，工件不斷被蝕除，最后就在工件上復(fù)制出了電極形狀型腔內(nèi)形，達(dá)到成形加工的目的。線切割采用細(xì)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。？ 答：(1)不需要制造成形電極；(2)不需考慮電極損耗；(3)能加工精密細(xì)小、形狀復(fù)雜的通孔零件或零件外形；(4)不能加工盲孔(5)一般采用一個(gè)電規(guī)準(zhǔn)一次加工完成；第三次作業(yè)？答：(1)微進(jìn)給與粗進(jìn)給分開，以提高微位移的精度、分辨率和穩(wěn)定性；(2)運(yùn)動(dòng)部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定性，以便實(shí)現(xiàn)很高的重復(fù)精度；(3)末級(jí)傳動(dòng)元件必須有很高的剛度，即夾固刀具處必須是高剛度的；(4)工藝性好，容易制造；(5)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給的自動(dòng)控制，動(dòng)態(tài)性能好。(2)電子束加工主要靠瞬時(shí)熱效應(yīng)，工件不受機(jī)械力作用，因而不產(chǎn)生宏觀應(yīng)力和變形。(4)電子束的能量密度高，如果配合自動(dòng)控制加工過(guò)程，加工效率非常高。？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(chǎn)生的離子束經(jīng)過(guò)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(shù)的發(fā)展，特別是隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，制造自動(dòng)化的概念已擴(kuò)展為不僅包括用機(jī)器代替人的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，而且還包括人和機(jī)器及制造過(guò)程的控制、管理和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以使產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時(shí)和潔凈的目標(biāo)。答：(1)加工系統(tǒng)：組成FMS的自動(dòng)化加工設(shè)備。(3)刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)：由刀具庫(kù)、刀具輸送裝置和交換機(jī)構(gòu)等組成。(5)檢側(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)。？答：確定加工對(duì)象的類型及范圍；對(duì)所確定的加工對(duì)象進(jìn)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(shè)備類型及配置，進(jìn)行系統(tǒng)總體平面布局設(shè)計(jì)；確定物流系統(tǒng)方案、控制系統(tǒng)方案、質(zhì)量控制及監(jiān)控方案；計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)；輔助裝置的確定；對(duì)系統(tǒng)配置及運(yùn)行方案進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真以確定最佳方案；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估等。？答：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)借助于計(jì)算機(jī)的硬件、軟件技術(shù)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)、管理、計(jì)劃、調(diào)度、經(jīng)營(yíng)、銷售等整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，并對(duì)分散在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中各種孤立的自動(dòng)化子系統(tǒng)的功能進(jìn)行有機(jī)地集成，并優(yōu)化運(yùn)行，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。(2)兩個(gè)支撐分系統(tǒng)：① CIMS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；② CIMS計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。答：并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)的系統(tǒng)方法。？答：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)以產(chǎn)品為中心，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過(guò)程集成起來(lái)，統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全，從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量、改善性能，使企業(yè)贏得主動(dòng)權(quán)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。答：精益生產(chǎn)的核心內(nèi)容是準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式，這種方式通過(guò)看板管理，成功地制止了過(guò)量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了“在必要的時(shí)刻生產(chǎn)必要數(shù)量的必要產(chǎn)品”的目標(biāo)，從而徹底消除產(chǎn)品制造過(guò)程中的浪費(fèi)，以及由之衍生出來(lái)的種種間接浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的合理性、高效性和靈活性。？答：敏捷制造(Agile Manufacturing)，以柔性生產(chǎn)技術(shù)和動(dòng)態(tài)組織結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，以高素質(zhì)、協(xié)同良好的工作人員為核心，實(shí)施企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)集成，形成快速響應(yīng)市場(chǎng)的社會(huì)化制造體系。它主要完成企業(yè)的計(jì)劃管理、采購(gòu)管理、庫(kù)存管理、生產(chǎn)管理、成本管理等功能，MRPII可以在周密的計(jì)劃下有效地利用企業(yè)的各種資源，控制資金占用、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)