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文檔簡介
DFX(DFX(DesignForX)技術的狹義制造是產品的機械工藝過程或機械加工過程。廣義制造與狹義制造相比,制造的概念和內涵在范圍和過程兩方面大大拓展。在范圍方面,制造涉及的工業領域遠非局限于機械制造,而是涉及機械、電子、化工、輕工、食品、軍工等國民經濟的大量行業。在過程發面,廣義制造不僅指集體的工藝過程,而是指包括市場分析、產品設計、計劃控制、生產工藝過程、裝配檢驗、銷售服務和管理等產品整個生命周期的全過程。2試簡述制造技術的發展歷程。制造技術的發展是由社會、政治、經濟等多方面因素決定的。縱觀近兩百年制造業的發展歷程,影響其發展最主要的因素是技術的推動及市場的牽引。人類科學技術的每次革命,必然引起制造技術的不斷發展,也推動了制造業的發展。另一方面,隨著人類的不斷進步,人類的需求不斷變化,因而從另一方面推動了制造業的不斷發展,促進了制造技術的不斷進步。兩百年來,在市場需求不斷變化的驅動下,制造業的生產規模沿著“少品種大批量的規模生產——多品種小批量生產——個性化彈性批量生產;在科技高速發展的推動下,制造業的資源配置沿著“勞動密集——設備與資金密集——信息密集——知識密集”的方向發展,與之相適應,制造業的資源配置沿著“手工——機械化——單機自動化——剛性流水自動化——柔性自動化——智能自動化”的方向發展。制造技術則從機械化——機電—一體化與自動化——網絡化與智能化發展。在組織管理方式上,從集中、固定的組織管理方式——分布、自治的管理——協同、創新的組織管理發展;在生產管理方式上,從面向庫存——面向訂單——面向市場與顧客發展;與資源環境的關系上,從利用資源、破壞環境——節約資源、關心環境——主動更新資源和美化環境發展。3試簡述機床發展歷史及其各個階段機床的技術特點。4論述制造業在國民經濟中的地位與作用如何?它涉及到國民經濟的許多部門,是國民經濟和綜合國力的支柱產業。在知識經濟條件下,制造業是參與市場競爭的主體,它始終是國民經濟的支柱產業。5分析制造業在新世紀所面臨的機遇與挑戰及發展趨勢。人類進入21世紀后,社會與政治環境、市場需求、技術創新預示著制造業人類進入將發生巨大變化。美國國家科學研究委員會工程技術委員會、制造與工程設計院“制造業挑戰展望委員會”對2020年制造業所面員會對臨的形勢,提出了六大挑戰:快速響應市場能力的挑戰——全部制造環節并行實現;打破傳統經營面臨的組織、地域及時間壁壘的挑戰——技術資源的集成;信息時代的挑戰——信息向知識的轉變;日益增長的環保壓力的挑戰——可持續發展;制造全球化和貿易自由化的挑戰——可重組工程;技術創新的挑戰——全新制造工藝及產品的開發。在知識經濟時代,制造業面臨著新的歷史性發展機遇和更加嚴峻的挑戰。其特點是:產品生命周期縮短;用戶需求多樣化;大市場和大競爭;交貨期成為競爭的第一要素;信息化和智能化;人的知識、素質和需求的變化;環境保護意識的增強與可持續發展。6論述先進制造技術提出的背景,各國和我國對先進制造技術發展戰略如何?進入80年代以來,各國制造業面臨復雜多變的外部環境:科學技術突飛猛進,供求關系變化頻繁,產品更新日新月異,各國經濟與國際市場縱橫交錯,競爭對手林立等等。因此,當局和企業界都在尋求對策,以獲取全球范圍內競爭優勢。傳統的制造技術已變的越來越不適應當今快速變化的環境,先進的制造技術,尤其是計算機技術和信息技術在制造業中的廣泛應用,使人們正在或已經擺脫傳統觀念的束縛,跨入制造業的新紀元。先進制造技術AMT就是在這種大環境下,美國根據本國制造業的挑戰與機遇,對制造業存在的問題進行了深刻反省,為了加強其制造業的競爭能力和促進貴民經濟增長而提出來的。從技術的角度來看,以計算機為中心的新一代信息技術的發展,使制造業技術達到了前所未有的新高度,先進制造技術是提出也是這種進程的反映。 “先進制造技術”這個專有名詞一經提出,立即獲得歐洲各國、日本及亞洲新興工業化國家的響應。美國的經濟領導地位,無論在國內或國外,都面臨著強烈的挑戰。美國通過大量研究報告為美國制造業的發展勾畫藍圖。國家自然科學院和工程科學院、白宮科技政策辦公室、國防部、商業部以及其他政府政府部門,都著手對制造業進行調查,以評估目前和近期的有多大能力對付可能面臨的競爭。國會也參與有關美國企業競爭危機的討論,并通過立法,促進制造業和制造技術的發展和進步。日本從第二次世界大戰的戰敗國一躍成為世界經濟強國,在許多重要領域把工業實力很強、科學技術先進的美國以探討和德國擠出了市場。從1992年秋至1994年的大約兩年時間內,IMS選擇了六個試驗項目開展為期兩年的研究,實施的可能性。以探討西歐制造業已明顯受到來自美國和日本的壓力,就連一向以產品質量技術高超而自豪的德國也不得不承認與日本存在不小的差距。1992年由顯赫的企業家和政治家們共通掀起了一場旨在通過“歐共體統一市場法案”運動。這項法案得到眾多的支持。這些國家表明,為避免在工業上落后,他們是愿意在政治上付出代價的。我國制造技術經建國以來40余年的發展已形成腳完整的技術體系,為國民經濟發展所需各類機械產品的制造提供基本的工藝技術,并取得了重要成就。然而與國外工業發達國家相比,仍存在著階段性的差距。同時在 80年代受到“第三次浪潮”的影響,一度認為制造業進入了夕陽階段,影響到制造技術的發展。近幾年來對制造技術的發展獲得了重新認識,我國政府及有關領導對先進制造技術的發展給予了高度的關注。國家計委也十分重視先進制造技術的發展,在“九五”期間實施了一批發展先進制造技術項目。7簡述先進制造技術內涵、技術構成及特點。先進制造技術在不同的發展水平的國家和同一國家的不同發展階段,有不同的技術內涵和構成,對我國而言,它是一個多層次的技術群。先進制造技術的內涵和層次及其技術構成包括 :基礎技術;新型單元技術;集成技術。以上三個層次都是先進制造技術的組成部分,但其中每一個層次都不等于先進制造技術的全部。先進制造技術有以下特點:先進性;廣泛性;實用性;系統性;動態性;集成性;技術與管理的更緊密結合;先進制造技術強調的是實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產。8簡述先進制造技術的技術分類及其具體有哪些先進制造技術。將目前各國掌握的制造技術系統化,對先進制造技術的研究分為如下 4大領域:⑴現代設計技術。包括計算機輔助設計技術、性能優良設計基礎技術、競爭優勢創建技術、全壽命周期設計、可持續發展產品設計、設計實驗技術。⑵先進制造工藝。包括精密捷徑鑄造成型技術、精確高效塑性成形技術、優質高效焊接及切割技術、優質低耗潔凈熱處理技術、高效高精密機械加工工藝、現代特種加工工藝、新型材料成型與加工工藝、優質潔凈表面工程新技術、快速模具制造技術、模擬制造成型加工技術。(FMS)、計算機集成制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)、傳感技術、自動⑷系統管理技術。包括先進制造生產模式、集成管理模式、生產組織方式。9結合楊叔子院士的觀點分析先進制造技術的特點和發展趨勢。先進制造技術是面向21世紀的技術系統,其目的是提高制造業的綜合經濟效益,贏得激烈的市場競爭。人類已進入一個新的世紀,在新世紀中,制造業發展的重要特性是向全球化、網絡化、模擬化方向發展。未來先進制造技術的發展的總趨勢是向精密化、柔性化、智能化、集成化、全球化方向發展。第二章現代設計技術1試分析現代設計技術的內涵與特點并簡述現代設計技術的體系結構?,F代設計技術是根據產品功能要求和市場競爭(時間、質量、價格等)的需要,應用現代技術和科學知識,經過設計人員創造性思維、規劃和決策,制定可以用于制造的方案,并使方案付諸實施的技術。特點:設計范疇的擴展化;設計手段的計算機化;設計過程的并行化;設計過程智能化;分析手段的精確化;多種手段綜合應用;強調設計的邏輯性和系統性;進行動態多變量的優化;強調產品的環保性;強調產品的宜人性;強調用戶參與;強調設計階段的質量控制;設計和制造一體化;強調產品全壽命周期最優化。3、體系結構:1、基礎技術(主體技術):CAX技術。23、2決定產品(或企業)競爭力有哪些因素?質量:不僅滿足用戶功能要求還應以自身的特點滿足用戶的非物質功能方面的需求,符合有關法律、標準和生態環境要求,安全性、可靠性、合理的壽命、方便使用和維護保養并提供及時必要的用戶培訓、質量保證和維修服務。時間:設計開發的周期,供貨的時間、方式、供貨的數量、品種和方式等方面的適應能力。成本/價格:產品成本、合理利潤、一次性安裝費用和經常性維持費用等。CAD;工程數據庫。3計算機輔助設計技術包括哪些主要內容?分析其中的關鍵技術?主要包括:有限元法;優化設計;計算機輔助設計;反求工程;技術;模糊智能關鍵技術:計算機輔助設計,包括CAD/CAE/CAM/CAPP/CAAPCAD;工程數據庫。4簡述并行設計內涵、特點、技術體系及其對制造業的影響。并行設計是指集成地、平行地處理產品設計制造及其相關過程的系統方法。并行設計要求產品的設計開發者一開始就考慮產品整個生命周期(從概念設計到產品報廢處理)的所有因素。特點:信息資源共享,即時交互和協同,系統集成。DFMA與RPM;3.支持并行技術體系:DFMA與RPM;3.支持并行設計的分布式計算機環境。影響:并行設計改變了傳統的串行工作方法,使得在設計階段就可能有制造和營銷服務人員的介入和彼此信息交互??梢员苊馐д`,減少反復,增強了綜合協同,從而達到提高質量、縮短開發周期和降低成本的目的。可以預計并行設計在今后的虛擬制造體系中將大有作為。5敘述綠色設計的主要內容與原則。主要內容:1.綠色產品設計的材料選擇與管理;2.產品的可回收性設計;3.產品的可拆卸性設計;4.綠色產品的成本分析;5.綠色產品設計數據庫。原則:產品在生命周期中符合環保、人類健康、能耗低資源利用率高。6CAPP有哪三種?請簡述派生式CAPP的工作原理。派生式CAPP,創成型CAPP,綜合型CAPP。原理:它是利用成組技術將工藝設計對象按其相似性(例如,零件按其幾何形狀及工藝過程相似性;部件按其結構功能和裝配工藝相似性等)分類成組(簇),為每一組(簇)對象設計典型工藝,并建立典型工藝庫。當為具體對象設計工藝時,CAPP系統按零件(部件或產品)信息和分類編碼檢索相應的典型工藝,并根據具體對象的結構和工藝要求,修改典型工藝,直至滿足實際生產的需要。7分析PDM產生背景、內涵、主要功能及其結構組成。背景:在20世紀的60、70年代,企業在其設計和生產過程中開始使用 CAD、CAM等技術,新技術的應用在促信息孤島”。在這種情況下,許多企業已經意識到:實現信ProductDataManagement信息孤島”。在這種情況下,許多企業已經意識到:實現信ProductDataManagement簡稱PDM)正是過程、資源一體化集成管理的技術。項目管理;用戶與組織團隊管理;工作流息的有序管理將成為在未來的競爭中保持領先的關鍵因素。產品數據管理(在這一背景下運行而生的一項新的管理思想和技術。過程、資源一體化集成管理的技術。項目管理;用戶與組織團隊管理;工作流內涵:以軟件技術為基礎,以產品為核心,實現對產品相關的數據、主要功能:電子倉庫管理;文檔管理;產品結構管理;產品配置管理;與過程管理;系統集成;系統安全與權限管理;系統管理。結構組成:分為五層,即底層平臺層、PDM核心服務層、PDM應用組件層、應用工具層和實施理念層。8簡述CAD/CAPP/CAE及PDM(C3P)集成技術的技術思想。技術思想是:在開發制造系統時強調“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作機制集成、資源集成、過程集成、技術集成及人員集成。第三章先進制造工藝技術1簡述先進制造工藝發展與特點。有哪幾類零件成形方法?各自有哪些工藝內容?先進制造工藝技術就是機械制造工藝不斷變化和發展后所形成的制造工藝技術, 包括了常規工藝經優化后的工藝,以及不斷出現和發展的新型加工方法。其主要技術體系由先進成形加工技術、現代表面工程技術等技術構成及先進制造加工技術。特點:加工精度不斷提高;加工速度得到提高;材料科學促進制造工藝變革;重大技術裝備促進加工制造技術的發展;優質清潔表面工程技術獲得進一步發展;精密成形技術取得較大進展;熱成形過程的計算機模擬技術研究有一定發展。從總體發展趨勢看,優質、高效、低耗、靈捷、潔凈是機械制造業永恒的追求目標,也是先進制造工藝技術的發展目標。依據現代成形學的觀點從物質的組織方式上,可把成形方式分為如下四類:去除成形:它是運用分離的辦法,把一部分材料(裕量材料)有序地從基體中分離出去而成形的辦法。受迫成形:它是利用材料的可成形性(如塑性等),在特定外圍約束(邊界約束或外力約束)下成形的方法。堆積成形:它是運用合并與連接的辦法,把材料(氣、液、固相)有序地合并堆積起來的成形方法。生成成形:是利用材料的活性進行成形的方法。2分析高速超高速加工技術的產生背景及應用領域。產生背景:隨著數控機床、加工中心、柔性制造系統的發展,機械加工中的“輔助工時”大為縮短,為了進一步提高機床的生產效率,必須極大地提高加工的切削速度和進給速度,以便大幅度地降低“切削工時”。高速加工技術就是在這樣的歷史背景下產生的。應用領域:大批生產領域如汽車工業;工件本身剛度不足的加工領域;加工復雜曲面領域;難加工材料領域;超精密微細切削、加工領域。3分析高速加工的技術內涵特點及高速加工所需解決的關鍵技術。超高速加工技術是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地實現高速運動的高精度、高自動化、高柔性的制造設備,以極大地提高切削速度來達到提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代制造加工技術。它是提高切削和磨削效果以及提高加工質量、加工精度和降低加工成本的重要手段。其顯著標志是使被加工塑性金屬材料在切除過程中的剪切滑移速度達到或超過某一域限值,開始趨向最佳切除條件,使得被加工材料切除所消耗的能量、切削力、工件表面溫度、刀具磨具磨損、加工表面質量等明顯優于傳統切削速度下的指標,而加工效率則大大高于傳統切削速度下的加工效率。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,超高速機床支承及輔助單元制造技術,以及超高速加工測試技術等。4試用單顆磨粒最小磨削厚度的概念來解釋高速超高速磨削的現象。5試綜述超高速加工機床的主軸單元系統的關鍵技術及國內外現狀。關鍵技術有:超高速主軸材料、結構、軸承的研究與開發,超高速主軸系統動態特性及熱態特性研究,柔性主軸及其軸承的彈性支承技術的研究,超高速主軸系統的潤滑與冷卻技術研究,以及超高速主軸系統的多目標優化設計、虛擬設計技術研究等。從目前發展現狀來看,主軸單元形成獨立的單元而成為功能部件以方便地配置到多種工藝、加工中心及超高速磨床上,而且越來越多地采用電主軸加工類型。主軸支撐、軸承選擇及軸承設計制造是超高速主軸單元技術中的關鍵。超高速大功率主軸單元的基本方案是采用集成內裝式電主軸,主軸支撐考慮功能和經濟性的要求,采用陶瓷混合球軸承或油基動靜壓軸承是較好的可選方案,對于超高速的磁懸浮軸承是各制造商和研究機構更為重視的研究和應用領域。小功率的超高速主軸單元可以采用高精度的滾動軸承、液體動靜壓軸承或氣浮動靜壓軸承。超高速主軸單元制造技術的發展前沿主要涉及以下幾個方面:柔性主軸的設計技術,使得主軸可在系統的二階或三階固有頻率以上穩定地工作;柔性主軸支撐技術,減小主軸系統向機架傳遞的動載荷和控制主軸系統的穩定性;主軸軸承的開發研究;主軸系統動態優化設計和計算機虛擬設計技術;新的主軸系統潤滑與冷卻技術的研究。6試綜述超高速加工機床的進給系統的關鍵技術及國內外現狀。關鍵技術有:高速位置環芯片的研制,高速精密交流伺服系統及電機的研究,直線伺服電機的設計與應用的研究,加減速控制技術的研究,超高速進給系統的優化設計技術、虛擬設計技術,高速精密滾珠絲杠副及大導程滾珠絲杠副的研制,高精度導軌、新型導軌摩擦副的研究,以及新型導軌防護罩的結構與加工工藝研究等。超高速進給單元制造技術發展趨勢及特點可歸納為以下幾個方面:1.從80年代中期,快速移動速度已由8~12m/min提高到現在的30~50m/min,18~20m/min正在普及,某些加工中心已達到60m/min,采用直線伺服電機傳動技術已成為當前超高速加工技術發展的必然趨勢。在進給系統的設計上,采用了新方法、新理論。采用新結構、新工藝。由交流伺服電機代替直流伺服電機,或者采用直線伺服電機;液體靜壓絲杠代替滾珠絲杠;滾柱絲杠副代替傳統的滾珠絲杠副;采用靜壓導軌;采用新的制造工藝;簡化進給系統,提高快速移動速度和定位精度。數字交流伺服系統及伺服電機將向高精度、更高的轉速發展。帶動一些相關技術如機床移動部件防護罩也將產生新的適應高速運動特點的結構,潤滑方式也將有所突破。高精度加工的交流伺服系統、高分辨率及高響應速度的位置檢測器和用于降低加工形狀誤差的插補前加減速控制方法得到研究和開發。依據國內外比較分析,近期我國用于中等規格的加工中心的高速進給單元的相關指標是:快速進給速度為40~60m/min,切削進給速度為0.001~10m/min,定位精度±0.002mm。7超高速加工對刀具和砂輪有什么要求?簡述超高速加工用的工具具體有哪些。要求:1.刀具的材料,需要耐高溫、高壓;2.刀具的幾何角度必須選擇最佳數值;3.刀具與機床的聯結界面結構裝夾要牢靠,工具系統應有足夠整體剛性;4.砂輪的磨料、結合劑、基體三者之間的結合強度要高。目前,超高速加工用刀具切削刃(如超高速銑刀的切削刃)一般選用以下刀具材料:超細晶粒硬質合金、聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、氮化硅(Si3N4)陶瓷材料、混和陶瓷和碳(氮)化鈦基硬質合金以及采用氣相沉淀法的超硬材料涂層刀具等。8分析精密超精密加工技術的技術領域。超精密加工技術從加工技術范疇來說,其包括微細加工和超微細加工、精整和光整加工。所涉及的技術領域包含
了以下幾個方面:2.材料技術即加工工具和被加工材料;4.2.材料技術即加工工具和被加工材料;4.測量即誤差補償技術; 5.工作環境7.人的技藝。精密加工和超精密加工時如何劃分的?加工設備及其基礎元部件;6.工件的定位與加緊;3-9就目前技術條件下,普通加工、目前,普通加工、精密加工和超精密加工的劃分如下:普通加工,加工精度在10^m左右,表面粗糙度Ra值在0.3~0.8卩的加工技術,如車、銃、刨、磨、鏜、鉸等。精密加工,加工精度在10~0.1um,表面粗糙度Ra值在0.3~0.03卩的加工技術,如金剛車、金剛鏜、研磨、珩磨、超精加工、砂帶磨削、鏡面磨削和冷壓加工等。超精密加工,加工精度在0.1~0.01um表面粗糙度Ra值在0.03~0.05卩的加工技術,如金剛石刀具超精密切削、超精密磨料加工、超精密特種加工和復合加工等。3-10為什么當今超精密切削加工一般均采用金剛石刀具?超精密切削加工主要用于加工軟金屬材料,如銅、鋁等非鐵金屬及其合金,以及光學玻璃、大理石和碳素纖維板等非金屬材料,主要加工對象是精度要求很高的鏡面零件,因此要求刀具的刃口半徑要盡量小,而金剛石刀具的刃口半徑可達到納米級水平,所以當今超精密切削加工一般都采用金剛石刀具。3-11超精密磨削一般采用什么類型砂輪?這些砂輪又如何修整?超精密磨削一般采用人造金剛石、立方氮化硼(CBN)等超硬磨料砂輪。CBN砂輪一般采用金剛石滾輪整形,金剛石滾輪是采用電鍍法或粉末冶金法將金剛石顆粒固結在金屬基體的圓周表面上制成的高效成型修整工具, 其修整機理是通過金剛石滾輪與CBN砂輪的旋轉運動之間產生的相對運動來實現砂輪整形。修整進給量ar和修整速比q(q=vr/vs,vr為金剛石滾輪線速度,vs為CBN砂輪線速度)對修整后CBN砂輪的磨削性能有重要影響。采用較大修整速比 q,修整后的CBN砂輪磨削力較小,但工件表面粗糙度較大。采用較大修整進給量ar修整后的砂輪較鋒利。3-12相比較普通機床,超精密加工機床的主軸部件和進給系統有何具體的特點?主軸部件:主軸轉速高速化、高精度;一般采用柔性主軸,穩定性好。進給系統:移動速度快,普遍采用直線伺服電機傳動技術;在進給系統的設計上,采用了新方法、新理論;采用新結構、新工藝;數字交流伺服系統及伺服電機將向高精度、更高的轉速發展;潤滑方式的突破;采用新的控制方法。3-13綜述精密超精密加工技術的現狀和發展趨勢?;诔芗凹{米加工技術的重要性,國內外對該技術的研究和開發都投入了大量的人力和財力。超精密加工技術在國際上處于領先地位的國家有美國、英國和日本,目前這些國家的超精密加工技術正向納米精度發展。以精密和超精密機床為標志,目前世界各國的超精密機床已發展到了極高的水平。在測量技術方面,廣泛采用激光干涉儀、電容式測微儀、莫爾條紋光學尺甚至掃描隧道顯微鏡等技術實現精密超精密測量。我國的超精密加工技術研究始于60年代末,在80年代有幾個機床廠生產液體靜壓軸承主軸的超精密車床和空氣軸承主軸的磁盤車床,80年代中后期,我國已具有世界先進水平的超精密加工機床及機床部件,并向專業化批量生產發展。當前,超精密及納米加工技術的發展趨勢主要表現在以下一些方面:1.向高精度方向發展,向加工精度的極限沖刺,由現階段的亞微米級向納米級進軍,其最終目標是做到“移動原子”,實現原子級精度的加工。2.向大型化方向發展,研制各種大型超精密加工設備,以滿足航空航天、電子通信等領域的需要。向微型化方向發展,以適應微型機械、集成電路的發展。向超精結構、多功能、光機電一體化、加工檢測一體化方向發展,并廣泛采用各種測量、控制技術實時補償誤差。不斷出現許多新工藝和復合加工技術,被加工的材料范圍不斷擴大。在作業環境建造方面諸如高性能的基礎隔振技術、凈化技術與環境溫控技術將有更大發展。14試分析工程陶瓷材料的加工(磨削)技術及加工(磨削)機理。在陶瓷磨削方面由于陶瓷的高硬度和高脆性,大多數研究都使用了“壓痕斷裂力學”模型或“切削加工”模型來近似處理。陶瓷材料的去除機理通常為裂紋擴展和脆性斷裂,而當材料硬度降低,壓痕半徑小,摩擦劇烈,并且載荷小時,就會出現塑性變形。
3-15敘述MEMS(微型機電系統)的基本特征,目前有哪些微型機械加工技術?基本特征:體積小、重量輕、能耗低、性能穩定;有利于大批量生產,降低生產成本;慣性小、諧振頻率高、響應時間短;集約高技術成果,附加價值高等。目前微型機械加工技術主要有基于從半導體集成電路微細加工工藝中發展起來的硅平面加工工藝和體加工工藝,80年代中期以后在LIGA加工、準LIGA加工、超微細機械加工、微細電火花加工、等離子體加工、激光加工、離子束加工、電子束加工、快速原型制造以及健合技術等微細加工工藝方面取得了相當大的進展。3-16什么是光刻加工技術?試簡述光刻加工的原理和工藝流程。光刻加工技術就是用光刻加工方法,刻蝕出規定的圖形的技術。光刻加工是用照相復印的方法將光刻掩膜上的圖形印制在涂有光致抗蝕劑(光刻膠)的薄膜或基材表面,然后進行選擇性腐蝕,刻蝕出規定的圖形。工藝流程是:涂膠、曝光、顯影、堅膜、腐蝕及去膠。3-17試簡述LIGA技術的原理、特點及主要工藝。原理:LIGA技術的機理是由深層X射線光刻、電鑄成形及塑注成形三個工藝組成。在用LIGA技術進行光刻過程中,一張預先制作的模板上的圖像被映射到一層光刻掩膜上,掩膜中被光照部分的性質發生變化,在隨后的沖洗過程被熔解,剩余的掩膜即是待生成的微細結構的負體,在接下來的電鍍成形過程中,從電解液中析出的金屬填充到光刻出的空間而形成金屬微結構。特點:LIGA技術具有平面內幾何圖形的任意性、高深寬比、高精度小粗糙度、原始材料的多元性等突出優點;其不足之處在于LIGA工藝所需的X線同步輻射源比較昂貴稀少,致使其應用受到限制。主要工藝:X光光刻掩模板的制作、X光深光刻、光刻膠顯影、電鑄成形、塑模制作、塑模脫模成形等組成。3-18綜述特種加工的產生背景、分類及應用領域。產生背景:特種加工是將電、磁、聲、光、熱等物理能量及化學能量或其組合乃至于機械能組合直接施加在被加工的部位上,從而使材料被去除、變形記改變性能等。電能與熱能作用方式:電火花成形與穿孔技術、電火花線切割加工技術、電子束加工和等離子體加工。電能與化學能作用方式:電解加工、電鑄加工和刷鍍加工。電化學能與機械能作用方式:電解磨削、電解珩磨。聲能與機械能作用方式:超聲波加工。電能與熱能作用方式:電火花成形與穿孔技術、電火花線切割加工技術、電子束加工和等離子體加工。電能與化學能作用方式:電解加工、電鑄加工和刷鍍加工。電化學能與機械能作用方式:電解磨削、電解珩磨。聲能與機械能作用方式:超聲波加工。光能與機械能作用方式:激光加工。電能與機械能作用方式:離子束加工。液流能與機械能作用方式:水射流切割、磨料水噴射加工和擠壓珩磨。1234567應用領域:解決各種難切削材料的加工問題;解決各種復雜零件表面的加工問題;解決各種精密的、有特殊要求的零件加工問題。3-19分析電火花加工、電火花線切割加工的原理、特點和應用范圍。(1)電火花加工原理:加工時,脈沖電源的一極接工具電極,另一極接工件電極。兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質中。工具電極由自動進給調節裝置控制,以保證工具與工件在正常加工時維持一段很小的放電間隙。當脈沖電壓加到兩極之間,便將當時條件下極間最近點的液體介質擊穿,形成放電通道。由于通道的截面積很小,放電時間極短,致使能量高度集中,放點區域產生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發,以致形成一個小凹坑。第一個脈沖放電結束后,經過很短的間隔時間,第二個脈沖又在另一極間最近點擊穿放電。如此周而復始高頻率地循環下去,工具電極不斷地向工件進給,它的形狀最終就復制在工件上,形成所需要的加工表面。特點:可以加工任何高強度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導電材料;加工時無明顯機械力;脈沖參數可依據需要調節,可在同一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工;電火花加工后的表面呈現的凹坑,有利于貯油和降低噪聲;生產效率低于切削加工;放電過程有部分能量消耗在工具電極上,導致電極損耗,影響成形精度。應用范圍:主要用于模具中型孔、型腔的加工;按工藝過程中工具與工件相對運動的特點和用途不同,電火花加工可大體分為:電火花成形加工、電火花切割加工、電火花磨削加工、電火花展成加工、非金屬電火花加工和電火花表面強化等。(2)電火花線切割原理:利用移動的細金屬絲做工具電極,按預定的軌跡進行脈沖放電切割。特點:線切割時,電極絲不斷移動,其損耗很小,因而加工精度比較高。、樣板以及各種形狀復雜型孔、型面和窄應用范圍:目前電火花切割廣泛應用于加工各種沖裁模(沖孔和落料用)
、樣板以及各種形狀復雜型孔、型面和窄縫等。3-20分析激光加工的工作原理、特點及應用范圍。工作原理:利用激光的高能量密度(或稱亮度)和高方向性(發散極?。┛梢詫λ泄腆w材料進行精細表面加工、雕刻與切割。激光所到之處,固體迅速熔化、氣化,而周圍材料則幾乎不受影響。特點:1.激光加工不需要工具,故不存在工具損耗、更換調整工具等問題,因此適于自動化連續操作; 2.不受切削力的影響,易于保證加工精度;3.幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料;4.加工速度快,效率高,熱影響?。?.能進行微細加工;6.可透過玻璃等透明介質對工件進行加工;7.無加工污染,在大氣中無能量損失。應用范圍:激光加工已成功用于切割、焊接、表面處理、打孔、微機械加工及彎曲成形等方面。在工業發達國家中已被大量用于電子、汽車、鋼鐵、機械、航空等工業部門。3-21分析水射流切割加工的工作原理、特點及應用范圍。工作原理:超高壓水射流切割機是將普通的水通過一個超高壓加壓器,將水加壓至 3000bar,然后通過通道直徑為0.3mm的水噴嘴產生一道約3倍音速的水射流,在計算機的控制下可方便的切割任意圖形的軟材料,如紙類、海綿、纖維等,若加入砂料增加其切割力,則幾乎可以切割任意材料。特點:1.無切割方向的限制,可完成各種異形加工;2.水刀在工件上所產生的側向力極小,可降低設定時間及節省使用夾具成本;3.水刀加工不會產生熱變形,不需二次加工,可節省時間及制造成本;4.水刀加工切割速度快,效率高,加工成本低。2.十分適合于航空材料的加工;4.由于其具有可以觸及其他工具不易達到的地方的優點,現已成熟地應用應用范圍:1.加工100mm以上厚度的防彈玻璃、層壓玻璃和聚碳酸酯,效果良好;2.十分適合于航空材料的加工;4.由于其具有可以觸及其他工具不易達到的地方的優點,現已成熟地應用于液壓、氣動元件閥體的交叉孔去毛刺、倒圓和擠壓模具內腔拋光。3-22試簡述并聯運動機床技術的原理、特點及應用前景。原理:這種機床由并聯桿系構成,通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動。特點:(1)優點:機床機構簡單;機床適應性強;機床結構穩定,剛度高;機床動態性能好;機床精度高;機床經濟性好;機床通用性、模塊化程度高。(2)缺點:控制復雜;機床工作空間相對于機床所占尺寸??;相關理論研究和應用技術研究不夠成熟。應用前景:可以應用于機床加工,如銑、磨、鉆、鏜、拋光和高能束等加工;可以應用于工業機器人;還可以應用于高速加工中。3-23分析RPM工作原理和作業過程,列舉典型的RPM工藝方法。工作原理:采用(軟件)離散/(材料)堆積的原理而制造零件,通過離散獲得堆積的順序、路徑、限制和方式,通過堆積材料“疊加”起來形成三維實體。作業過程:CAD模型建立、前處理(如生成STL文件格式,將模型分層切片)、快速原型過程(原型制作)和后處理(如去除支架、清理表面、固化處理)等四個步驟。典型工藝方法:立體印刷(SLA)、分層實體制造(LOM)、選擇性激光燒結(SLS)、熔融沉積成形(FDM)。3-24試簡述SL、SLS、LOM、FDM等RPM技術的原理、特點及應用領域。SL技術:在液槽中盛滿液態光固化樹脂,在一定劑量的紫外線光照射下就會在一定區域內固化。較廣泛的用來為產品和模型的CAD設計提供樣件和試驗模型。該技術目前是RPM技術領域中研究最多、技術最為成熟的方法;但是這種方法有其自身的局限性,如需要支撐、樹脂收縮導致精度下降、光固化樹脂有一定的毒性而不符合綠色制造發展趨勢。LOM技術:根據零件分層幾何信息切割箔材和紙等,將所獲得的層片粘結成三維實體。該技術具有成本低、造型速度快的特點。適宜辦公室環境使用。SLS技術:用激光束在計算機控制下有選擇的進行燒結,被燒結部分便固化在一起構成零件的實心部分;一層完成后再進行下一層,新一層與其上一層被牢牢地燒結在一起;全部燒結完成以后,去除多余的粉末,便得到燒結成的零件。該方法的優點是由于粉末具有自支撐作用,不需另外支撐,另外材料廣泛,不僅能生產塑料材料,還可能直接生產金屬和陶瓷零件。3-25試簡述生物制造工程的內容及應用。內容:主要包含利用生物的機能進行制造(基因復制、生物去除或生物生長)及制造類生物或生物體。生物制造工程的制造原理包括生長型制造原理、自組織生長原理、分布式制造原理、分形理論等。生物制造的幾個研究方向有:生物活性組織的工程化制造、類生物智能體的制造、生物遺傳制造、利用生物機能的去除或生長成形加工等。應用:1.用于醫療修復工程;2.用于新式機器人;3.用于新一代機器零件;4.用于制造保健品、藝術品。
第四章先進制造自動化技術直走自動化技術是先進制造技術中的重要組成部分,1敘述制造自動化技術的內涵及技術地位制造自動化是人類在長期的生產活動中不斷追求的主要目標,也是當今制造工程領域中涉及面廣、研究十分活躍的技術。直走自動化技術是先進制造技術中的重要組成部分,制造自動化是在“大制造概念(廣義)”的制造過程的所有環節采用自動化技術,實現制造全過程的自動化。制造自動化得任務就是研究對制造過程的規劃、管理、組織、控制與協調優化等的自動化,一是產品制造過程實現高效、優質、低耗、及時和潔凈的目標?!恐圃熳詣踊夹g也體現了一個國家的科技水大幅度提高產品質量,顯著降低制造成本,制造自動化技術也體現了一個國家的科技水大幅度提高產品質量,顯著降低制造成本,2敘述制造自動化技術的發展與趨勢自動化技術的發展大致分為5個階段:20世紀20世紀40~50年代已相當成熟。應用傳統的機械第二階段:數控加工,包括數控( NC)和計算機數控(CNC)。數控加工設備包括數控機床、加工中心等。特點是柔性好、加工質量高,適應于多品種、中小批量(包括但見產品)的生產。引入的新技術包括數控技術、計算機編程技術等。第三階段:柔性制造。本階段特征是強調制造過程的柔性和高效率,適應于多品種、中小批量的生產。設計的主要技術包括成組技術(GT)、計算機直接數控和分布式數控(DNC)、柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、柔性加工線(FML)、離散系統理論和方法、仿真技術、車間計劃于控制、制造過程監控技術、計算機控制與通信網絡等等。第四階段:計算機繼承制造(CIM)和計算機繼承制造系統(CIMS)。其特征是強調制造權過程的系統性和集成性,以解決現代企業生存與經偵的TQCS問題。CIMS設計的學科技術非常廣泛,包括現代制造技術、管理技術、計算機技術、信息技術、自動化技術和系統工程技術等。第五階段:新的制造自動化模式,如只能制造、敏捷制造、虛擬制造、網絡制造、全球制造、綠色制造等。發展趨勢為:敏捷化、網絡化、虛擬化、只能化、全球化和制造綠色化。3分析機床數控系統的組成和工作過程數控系統分為八個組成部分:1.零件的圖樣,作為數控裝置工作的原始數據。 2..為程序編制部分。3.控制介質,也稱為信息載體,通常用穿孔紙帶、磁帶、軟磁盤或光盤作為記載控制指令的機制??刂平橘|上粗村的加工零件所需要的全部操作信息,是數控系統用來指揮和控制設備進行加工運動動的唯一指令信息。 4.數控系統,他是數控機床的核心環節。數控系統的作用是按接收介質輸入信息,經處理運算后去控制機床運動。5伺服驅動系統,它包括伺服驅動電路和私服電動機等驅動執行機構。 6.坐標軸或執行機構的測量裝置;7.輔助單元,用于控制其他部件的工作如主軸的DNC從上一級計算機輸入而來。譯碼:譯碼程序將零件加工程序翻譯成計算機內部能識別的語言。數據處理:包括刀具半徑補償、速度計算以及輔助功能的處理。插補:是在已知一條曲線的種類、起點、終點以及進給速度后,在起點和終點之間進行數據點的密化。伺服輸出:伺服控制程序的功能是完成本次插補周期的位置伺服計算,并將結果發送到伺服驅動接口中去。起停、道具交換等;8.DNC從上一級計算機輸入而來。譯碼:譯碼程序將零件加工程序翻譯成計算機內部能識別的語言。數據處理:包括刀具半徑補償、速度計算以及輔助功能的處理。插補:是在已知一條曲線的種類、起點、終點以及進給速度后,在起點和終點之間進行數據點的密化。伺服輸出:伺服控制程序的功能是完成本次插補周期的位置伺服計算,并將結果發送到伺服驅動接口中去。工作過程:1)輸入:零件加工程序一般通過2)3)4)5)4試從汽車工業、航空航天工業、國防工業、電子信息產業等部分對數控機床的需求分析數控機床的重要性答:5通過近幾年國內外機床工具展覽會的情況分析數控機床的發展現狀和趨勢發展現狀:采用32位微型計算機,應用精簡指令集計算機( RISC),能進行高速處理;數控系統具有高速化和高精度化;采用模塊化結構;有豐實的軟件功能;采用了全數字化交流變頻伺服系統;具有智能化功能等。發展趨勢:數控技術向高速化、高精度化、高效加工、高柔性化、多功能化、復合化、智能化、模塊化、小型化及開放式結構方向發展。6什么是開放式數控系統|開放式數控系統有哪些實現途徑?開放式數控系統就是:能夠自由地選擇CNC裝置、驅動裝置、伺服電動機、應用軟件等數控系統的各個構成要素,并能采用規范的、簡便的方法將這些構成要素組合起來。得到一個“開放式控制器”。通過PC機的體系結構為基礎,構成了總線式(多總線)模塊、開放性、嵌入式的體系結構,其軟硬件和總線規范軍事對外開放的,硬件即插即用,可向系統添加在MS-DOS、Windous3.1或Windous95環境下使用的標準軟件或用戶軟件,為數控設備制造廠和用戶進行集成給與了有力的支持7機床進給伺服系統包括那些組成部分?分析比較機床進給伺服系統與主軸伺服系統的特點與區別答:8試綜述當前數控技術發展現狀和趨勢答:1952年美國怕麥斯公司和麻省理工學院合作研制出圈世界第一臺數控機床(三坐標數控銑床) ),很好得完成了直升飛機葉片輪廓檢查用嚴辦的加工,該機床于1955年進入實用階段。數控系統的硬件發展進程經歷一下幾代變化:嗲一代數控硬件系統,1952~1959年,采用電子元件構成的專用數控系統(NC);第二代數控硬件系統,從1959年開始,采用中、小型模型繼承電路的NC系統;第四代數控硬件系統,從1970年開始,采用大規模繼承電路的小型通用電子計算機控制系統(NC);第五代數控硬件系統,從1974年開始,采用微型電子計算機和為處理器組成的控制系統(稱MNC,目前仍習慣成為CNC),他不僅具有小型機數控優點,而且有較好的性價比,實用范圍廣。一般來說,前面三代數控系統,習慣稱之為硬件數控系統,后兩代稱軟件數控系統。數控結束的現狀是:采用 32為微型計算機,應用精簡指令集計算機(RISC),能進行告訴處理;數控系統具有高速化合高精度;采用模塊化節后;有風濕的軟件功能;采用了全數字化交流便陪你伺服系統;具有只能花功能等。進入90年代,數控技術的典型應用是FMC、FMS、CIMS,其發展趨勢是向速度化、高精度化、高效加工、多功能化、復合化、智能化、模塊化、小型化及開放式結構方向發展。9分析FMS結構組成、特點和使用范圍答:分為三個部分:多工位數控加工系統、自動化物料儲運系統和計算機控制的信息系統。其特點是:高效率、高質量和高柔性。使用范圍:隨著科學技術的發展,人類社會對產品的功能與質量的要求越來越高,產品更新換代的周期越來越短,產品的復雜程度也隨之增高,傳統的大批量生產方式受到了挑戰。這種挑戰不僅對中小企業形成了威脅,而且也困擾著國有大中型企業。因為,在大批量生產方式中,柔性和生產率是相互矛盾的。眾所周知,只有品種單一、批量大、設備專用、工藝穩定、效率高,才能構成規模經濟效益;反之,多品種、小批量生產,設備的專用性低,在加工形式相似的情況下,頻繁的調整工夾具,工藝穩定難度增大,生產效率勢必受到影響。為了同時提高制造工業的柔性和生產效率,使之在保證產品質量的前提下,縮短產品生產周期,降低產品成本,是終使中小批量生產能與大批量生產抗衡,柔性自動化系統便應運而生。4-10分析自動小車導向方法,各有何特點答:隨著大規模集約化生產在國內的廣泛采用,各類先進的自動控制輸送系統不斷出現,自動導向運行小車輸送系統(AGV就是其中一種先進實用的系統并已在實際使用過程中體現出了非常明顯的優點——故障率低,現場維護簡單易行,能根據不同的需要實現不同的運行速度和動作,可以大大提高生產效率,實現柔性化生產的擴展。4-11什么是智能制造?分析智能制造系統的特征答:智能制造技術旨在將人工智能溶進制造過程的各個環節,通過模擬專家的智能活動,對制造問題進行分析、判斷、推理、構思和決策,旨在取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動;并對人類專家的制造智能進行收集、存貯、完善、共享、繼承和發展;從而在制造過程中,系統能自動檢測器運行狀態,在手外界或內部激勵時能夠自動調整其參數,以期達到最佳狀態,具有自組織能力。其特點是:整個制造工作地全面智能化,在實際制造系統中以機器智能取代人的部分腦力勞動作為主要目標,強調整個企業生產經營過程大范圍的自組織能力,信息和制造智能的集成與共享,強調智能型的集成自動化。第五章先進制造生產模式1闡述制造業生產方式及其相應的生產管理技術的發展進程答:人類制造業的生產方式的發展大致經歷了四個主要階段:1.手工與單件生產方式,其特點有:(1)采用手動操作的通用機床,按用戶要求進行生產,生產的產品可靠性和一致性步能得到保證;(2)生產效率低,生產成本低;(3)生產者是正太機器的作坊業主;(4)工廠組織結構松散,管理層次簡單;2.大批量生產方式,其特點有:(1)實行從產品設計、加工制造到管理的標準化合專業化生產; (2)采用移動2.式的裝配線和高效的專用設備;(3)實行縱向一體化管理。吧一切與最后總產品相關的工作都歸并到場內自制。3.柔性自動化生產方式,其特點有工序相對集中,沒有固定的節拍,無聊的非順序輸送;將告效率和高榮幸溶于一體,生產成本低;具有較強的靈活性和適應性。3.4.高效、敏捷與集成經營生產方式,其特點有:(1)以技術為中心向以人為中心轉變,式技術的發展更加符合人類社會發展的需要;(2)企業的組織結構將從金字塔式的多層次生產管理結構向分布式扁平的網絡結構轉變;(3)從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變; (4)制造系統的策略集中在靈活組織社會資源,企業4.從按功能劃分部門的固定組織形式向動態的、自主管理的小組工作組織形式轉變; (5)質量是企業尊嚴和品牌價值的起點,快速響應市場的競爭策略是制勝的法寶; (6)企業從單純競爭走向既有競爭、又有結盟之路;(7)技術創新將成為21世界企業競爭的焦點。2分析PDM與ERP之間的區別與聯系答:PDM的中文名稱為產品數據管理(ProductDataManagement)。PDM是一門用來管理所有與產品相關信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結構、權限信息等)和所有與產品相關過程(包括過程定義和管理)的技術。ERP企業資源計劃把客戶的需求和企業內部的制造活動,以及供應商的制造資源整合在一起,體現了完全按用戶需求制造的思想。 ERP的基本思想是將制造業企業的制造流程看做是一個緊密連接的供應鏈,其中包括供應商、制造工廠、分銷網絡和客戶等;將企業內部劃分成幾個相互協同作業的支持子系統,如財務、市場營銷、生產制造、質量控制、服務維護、工程技術等,還包括對競爭對手的監視管理。PDM和ERP在管理內容等多方面存在著不同程度的區別。但是,現代企業的運作是基于資金流、物流和信息流相相輔相成的一個動態系統,而產品的生命周期涉及 PDM和ERP兩個領域。所以,基于完整的產品生命周期,以全局的眼光來看, PDM和ERP則在以下幾個方面有著密切的聯系:*管理目標的一致性:PDM和ERP在管理目標上有著高度的一致性,PDM和ERP雖然管理的業務存在區別,但是,其管理目標都是試圖通過科學的調度和控制,減少失誤和返工,在盡可能短的時間內,通過最少的資源耗費,用最為經濟的手段和方式,保證產品的最早上市。過程之間的連續性:企業中的設計研發過程是按照從整體到局部逐步細化的設計路線開展,而生產制造等過程是按照從局部到整體的制造、裝配過程來進行,而企業的最終產品正是這兩個從不同路線和領域開展的過程連接的結果。處理業務之間存在著因果關系:生產、制造等領域使用的產品、零部件和產品結構,是企業設計部門創造出來的零部件及產品結構及狀態的表現形式。過程的支持條件有著先天的聯系:設計部門設計出來的產品,既是設計研發的產物,也是后續生產過程開展的活動目標和對象。3闡述及時生產的基本思想和體系結構。分析看板的功能與看板的運作過程。答:jrr生廬制是二戰以話日豐豐田汽車仝司想懈巾卑的峙點?逐涉創賣的一和獨待的多晶種、申就jrr生廬制是二戰以話日豐豐田汽車仝司想懈巾卑的峙點?逐涉創賣的一和獨待的多晶種、申就?*離質塩和低芾耗制適原式。jrrq產制的嘟木尿理來諒于趨級市場以ffi定桃的管理方式,叩供方低據訂賞傳聖(看fe)的£求,莊規毘的時間將賃甜配送制需要的她點,將這一思馳J對到制崔業中.也就赴只在疼需要的時間.供應所需農晶質和數障曲產fir.具體蠅說就量皆個階段加工或供應產品的品戍、數a和時間山下一階段的需求確定,在傳統生產制皓祭統中,物濤與侑息i?£同向動,制品垠據生產計劃從前W程“推"耐后制程’球種坐產方式戡稱之為“推功式生產栗蜒”;而JIT的物流與信息《呈相反方向運動,后制程甸赫制程佟通需求信息「拉”出自己序需求社制品B所W,nr生產方式又被悔之為“拉動式生產方式”"aJU的核心理悄除一切浪費*苴實理翁徑就是真現"宰揮存”目尿.籽對企業的直接危寓*現毎倉儲費用《加、占用濤功資號造慮間轉不暢,物品潛在的貶值鳳險導.更《耍的昆庫存幾乎掩蓋了牟產址程的一切礙員,就如同水庫中過髙的水忖■隠《了?K戰的晴?,Wf黒企業不龍睦E1生產申壯的何題,址于甘琲和**而左市場競爭中械洶所以有“庫存是萬惡之凍“和“庫存是企業的墳S■說iid因此,只有懋盡一晰注冥現"琴庫存"’才能路生產過程的所有間?水^¥石出幗#B出耒JTT的實?過程就是對生產過程水無休比的持續改善?通過增加喪Bd利用竝率,涪除各種淮費減ft企業成本,并tt供厲足市場需求的優質服務,述到企業增加科徊及提刊核心童爭力的忖的.FBB的看板FBB的看板Jtfr之!^傳累卡’是生廬現坊管理傳遞信息的工貝■它可以是一種K片.也町以是一種伯號,一種fr示碑.看板冥際上星在需豊的時間*揩需宴的戰ft對所簫#的物AA愛出生產運憐指令的一種信息煤介體匕.企運用II算PL講行網堵管理,汁算機弊也1]以秤成是…呻特秣豹看SL從#板擔負的任務親劃井.看梅井為兩大類■一種圧傳遞生產柞業規握的生產看板,劌一神是傳遙耽賃或運輔指舍的銀貨看板。生產W?S產品在菓制程的生產作業規祂;提貨看板是廿制程向前側程槌貨^6據,也£向冊制稅發出的生產ft址帯令》3衛■扳的運件程序1)毎牛制程按生產看板要求,從前制程和譴他原輔材料出品存放堆取W原輔材料*并犠運至i^E制惶提直人口處“以檢容器的標準戟盤為產罐單位{以看板盒中生產;S板的個數確定養就,并將毎牛生產看梅附在栩應載有制品的標淮彎鷺上”置于出品存放處.耳每個制程需要原輔材料時,撮運工帶普提賞看板制前制程出品存放處提取原輔材料提貨箱板與前制程的生產看扳對上號后,鍛運工就將爾M程生產看扳取下放同前制程估生產看板盒中,麗將帶來的提貨#板附任棚應的戢有制品的標淮容器h運到該制程怖提貨人n處.該制卷從取貸人口處毎便用完一個標確?件的厚輔材料,祁將所W的提貨霽板取下放回到提就看板盍中.3〉可以把企業的采購部門和曲售都門,看柞?個環卜和第一傘?程和嚴石一個制釋.只術過來購部門的提貨看板相應地換城采購看扳而已.4分析精益生產的思維特點和體系結構。闡述精益生產的主要內容答:思維特點是:(1)簡化生產只奧過程,合力利用時間,實行拉動式的準時生產,杜絕一切超前、超量生產;(2)簡化企業的組織機構,采用“分布自適應生產” ,提倡面向對象的組織形式,強調權利下放給項目小組,發揮項目組的作用;(3)精簡崗位與人員,每一生產崗位必須是增值的,否則就撤除; (4)簡化產品開發和生產準備工作,采取“主查”制和并行工程的方法??朔舜罅可a方式中由于分工過細所造成的信息傳遞慢、協調難、開發周期長的缺點;(5)減少產品層次;(6)綜合了但見生產和大量生產的有點,避免了前者成本高和后者講話的弱點,提倡用
(7)建立良好的寫作關系,克服單純縱向一體(9)“零缺陷”的工作目標。(7)建立良好的寫作關系,克服單純縱向一體(9)“零缺陷”的工作目標。TQC的基礎上逐步完善的,構造了衣服以 LP為體系機構是:在JIT生產方式、承租技術GU以及全面質量管理屋頂,以JIT、GT、TQC為三跟蜘蛛,以CE和小組化工作方式為基礎的建筑畫面。主要內容是:強調以社會需求為驅動,以人為中心,以簡化為手段,以技術為支撐,以“盡善盡美”為目標。主
張消除一切步產生附加價值的復活和資源, 以系統觀點出發將企業中所有的功能合力地加以組合, 以利用最少的資源、最低的成本向顧客提供高質量的產品服務,使企業獲得最大利潤和最佳應變能力。5分析精益生產在我國的應用前景答:6綜述我國學者提出現代集成制造系統的內涵及發展趨勢答:現代集成制造系統( ContemporaryIntegratedManufacturingSystem)是計算機集成制造系統新的發展階段,在繼承計算機集成制造系統優秀成果的基礎上,它不斷吸收先進制造技術中的相關思想的精華,從信息集成、過程集成向企業集成方向迅速發展,在先進制造技術中處于核心地位。具體地說,它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機的結合,通過計算機技術使企業產品在全生命周期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行,在企業產品全生命周期中實現信息化、智能化、集成優化,達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的,進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性,使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。從集成的角度看,早期的計算機集成制造系統側重于信息集成,而現代集成制造系統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產品全生命周期中的各種業務過程的整體優化,即過程集成,并發展到企業優勢互補的企業之間的集成階段。 現代集成制造系統的研究范圍應該介于國家攀登計劃和國家攻關計劃之間。與攀登計劃研究項目相比較,它更注重成果的應用性,盡可能將技術產業化,并推動我國制造業的現代化進程;與國家攻關計劃相比較,它更注重解決我國制造業發展中的關鍵的共性問題、前瞻性問題和示范性問題。發展趨勢:(1)發展總趨勢一一“六化”:(并行工程為代表)、并正在步入實集成化:EIMS已從當前的企業內部的信息集成和功能集成,發展到過程集成現企業問集成的階段((并行工程為代表)、并正在步入實步的發展與延伸、當前和未來的研究重點是具有自律、智能化:它是制造系統在柔性化和集成化基礎上進布、智能、仿生、敏捷、分形等特點的下一代制造系統。步的發展與延伸、當前和未來的研究重點是具有自律、全球化:隨著網絡全球化、“市場全球化”、 “競爭全球化”、“經營全球化”的出現,許多企業正積極采用“全球制造和“網絡制造的策略虛擬化:在數字化基礎上 虛擬化技術的研究正在 迅速發展,虛擬化技術主要包括虛擬現實 ivR),虛擬產品開發(VPD)、虛擬制造(vM)和虛擬企業(vE)等。異地并行工程,異地設計加工集成,柔性可重組機敏捷化:正積極研究發展動態聯盟技術,敏捷設計生產技術器技術等,隊實現敏捷制造。異地并行工程,異地設計加工集成,柔性可重組機綠色化:包括綠色制造、環境意識的設計與制造生態工廠、清潔化生產等概念、它是全球可持續發展戰略在制造業中的體現,是擺在現代制造業面前的一個嶄新課題。7比較并行工程與串行工程的區別,分析并行工程的運行模式和功能特點答:競爭優勢并行工程順序工程產品質量較好在生產前即已注意到產品的制造問題設計和制造之間溝通不足,致使產品質量無法達到最優化生產成本由于產品的易制造性提咼了,生產成本較低新產品開發成本低,但制造成本可能較咼生產柔性適于小批量、多品種生產適于咼新技術產業的產品適于大批量、單一品種生產適于較低技術產品產品創新較快速推出新產品,能從產品開發中學習及時修正的方法及創新意識,新產品投放市場快,競爭力強不易獲得最新技術以及市場需求變化趨勢,不利于產品創新
CE的運行模式為:以信息柴驥程為基礎,通過組織多學科的產品開發小組,利用各種計算機輔助手段,實現產品呢開發過程的集成,達到縮短產品開發周期,提高產品質量,降低成本,提高企業競爭能力的目標。CE的特性:(1)并行特性,把時間上有先后的作業活動轉變為同事考慮和盡可能同事處理和并行處理的活動; (整體特性,將制造系統看成是一個有機整體,各個功能單元都存在著不可分割的內在聯系,特別是有豐富的雙向信息聯系,強調全局性的考慮問題;(3)協同特性,特別強調人們的群體協同作用;(4)玉樹特性,在設計變量之間的關系上,考慮產品設計的集合、工藝及工程實施上的各種相互關系的約束和聯系。8試闡述敏捷制造、虛擬公司、虛擬制造的內涵答:敏捷制造就是指制造系統在滿足低成本和高質量的同時,對變幻莫測的市場需求的快速反應,其敏捷能力應當反映在一下六個方面:(1)對市場的快速反應能力;(2)競爭力;(3)柔性;(4)快速;(5)企業策略上的敏捷性;(6)企業日常運作的敏捷性。敏捷制造的基本思想是通過把動態靈活的虛擬組織結構、先進的柔性生產技術、高素質的人員進行全方位的集成,從而使企業能夠從容應付快速變化和不可預測的市場需求。2)可虛擬制造是一種新的制造技術,它以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支持kzai產品設計或制造系統的物理實現之前,就能使人體會或感受到未來產品的性能或者制造系統的狀態,從而可以做出前瞻性的覺得與優化實施方案。虛擬制造技術的應用將從根本上改變現行的制造模式,對未來只奧業的發展產生深遠影響,它的重大作用主要表現在:(1)運用軟件對制造系統中的五大要素(人、主旨管理、物流、信息流、能量流)進行全面仿真,使之達到了前所未有的高度集成,為現金制造技術的進一步發展提供了更廣的空間,同時也推動了相關技術的不斷發展和進步;(加深人們對生產過程和制造系統的認識和理解,有利于對其進行理論升華,更好地知道實際生產,即對生產過程、只奧系統整體進行優化配置,推動生產力的巨大躍升; (32)可的組織管理工作,而且對正確做出決策有不可估量的作用; (4)虛擬制造技術的應用將加快企業人才的培養速度。虛擬公司是指利用網絡衛星等高科技通信和流通技術組成的不受地域時空限制的經營性組織。虛擬公司可能沒有辦公室,沒有組織,沒有系統層次與垂直整合,虛擬公司是看不到的公司。也稱之為"影子公司"。虛擬公司是一種商業性的精英結構和精英文化.它利用高信息技術手段,在全球范圍內營造其軟性操作機構;每個地區無需正式存在在該地域的辦公人員,總公司直接受理各地區業務并隨時處理全球性的工作。虛擬公司主要特征是它的高智能性.它能夠適應知識經濟時代自身發展的需求,使低信息,低知識,低技術含金量的勞動密集型產品和產業淘汰掉,產業.取而代之的是高信息,高知識,高技術含量的知識密集型產品和虛擬公司的管理特點是:產業.1)信息的知識管理,即時間管理.2)不受時空限制的隱形管理.9簡述大規模定制生產方式的內涵、特點答:大規模定制是一種集企業、客戶、供應商、員工和環境于一體,在系統思想指導下,用整體優化的觀點。充分利用企業已有的各種資源,在標準技術、現代設計方法、信息技術和先進制造技術的支持下,根據客戶的個性化需求,以大批量生產的低成本、高質量和效率提供定制產品和服務的生產方式 。MC的基本思路是基于產品族零部件和產品結構的相似性、通用性,利用標準化模塊化等方法降低產品的內部多樣性。增加顧客可感知的外部多樣性,通過產品和過程重組將產品定制生產轉化或部分轉化為零部件的批量生產,從而迅速向顧客提供低成本、高質量的定制產品。大規模定制生產方式包括了諸如時間的競爭、精益生產和微觀銷售等管理思想的精華。其方法模式得到了現代生產、管理、組織、信息、營銷等技術平臺的支持,因而就有超過以往生產模式的優勢,更能適應網絡經濟和經濟技術國際一體化的競爭局面。課本內容復習第一部分1比較廣義制造與狹義制造的不同狹義制造是產品的機械工藝過程或機械加工過程。廣義制造與狹義制造相比,制造的概念和內涵在范圍和過程兩方面大大拓展。在范圍方面,制造涉及的工業領域遠非局限于機械制造,而是涉及機械、電子、化工、輕工、食品、軍工等國民經濟的大量行業。在過程發面,廣義制造不僅指集體的工藝過程,而是指包括市場分析、產品設計、計劃控制、生產工藝過程、裝配檢驗、銷售服務和管理等產品整個生命周期的全過程。反求工程中的定義?反求工程(ReverseEngineering,RE),也稱逆向工程、反向工程,是指用一定的測量手段對實物或模型進行測量,根據測量數據通過三維幾何建模方法重構實物的 CAD模型的過程,是一個從樣品生成產品數字化信息模型,并在此基礎上進行產品設計開發及生產的全過程。3超高速加工對刀具和砂輪有什么要求?要求:1.刀具的材料,需要耐高溫、高壓;2.刀具的幾何角度必須選擇最佳數值; 3.刀具與機床的聯結界面結構裝夾要牢靠,工具系統應有足夠整體剛性;4.砂輪的磨料、結合劑、基體三者之間的結合強度要高。4就目前技術條件下,普通加工、精密加工和超精密加工時如何劃分的?普通加工:加工精度在10gm左右,表面粗糙度Ra值在0.3~0.8gm的加工技術,如車、銃、刨、磨、鏜、鉸等。精密加工:加工精度在10?0.1gm,表面粗糙度Ra值在0.3~0.03gm的加工技術,如金剛車、金剛鏜、研磨、珩磨、超精加工、砂帶磨削、鏡面磨削和冷壓加工等。超精密加工:加工精度在0.1?0.01gm表面粗糙度Ra值在0.03?0.05z的加工技術,如金剛石刀具超精密切削、超精密磨料加工、超精密特種加工和復合加工等。5相比較普通機床,超精密加工機床的主軸部件和進給系統有何具體的特點?主軸部件:主軸轉速高速化、高精度;一般采用柔性主軸,穩定性好。更高的轉速發展;潤滑方式的突破;采用新的控制方法。進給系統:移動速度快,普遍采用直線伺服電機傳動技術;在進給系統的設計上,采用了新方法、新理論;采用新結構、新工藝;數字交流伺服系統及伺服電機將向高精度、更高的轉速發展;潤滑方式的突破;采用新的控制方法。6試簡述LIGA技術的原理原理:LIGA技術的機理是由深層的模板上的圖像被映射到一層光刻掩膜上,結構的負體,在接下來的電鍍成形過程中,X原理:LIGA技術的機理是由深層的模板上的圖像被映射到一層光刻掩膜上,結構的負體,在接下來的電鍍成形過程中,7分析電火花加工的原理、特點。電火花加工原理:加工時,脈沖電源的一極接工具電極,另一極接工件電極。兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質中。工具電極由自動進給調節裝置控制,以保證工具與工件在正常加工時維持一段很小的放電間隙。當脈沖電壓加到兩極之間,便將當時條件下極間最近點的液體介質擊穿,形成放電通道。由于通道的截面積很小,放電時間極短,致使能量高度集中,放點區域產生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發,以致形成一個小凹坑。第一個脈沖放電結束后,經過很短的間隔時間,第二個脈沖又在另一極間最近點擊穿放電。如此周而復始高頻率地循環下去,工具電極不斷地向工件進給,它的形狀最終就復制在工件上,形成所需要的加工表面。特點:可以加工任何高強度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導電材料;加工時無明顯機械力;脈沖參數可依據需要調節,可在同一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工;電火花加工后的表面呈現的凹坑,有利于貯油和降低噪聲;生產效率低于切削加工;放電過程有部分能量消耗在工具電極上,導致電極損耗,影響成形精度。8試簡述并聯運動機床技術的原理、特點原理:這種機床由并聯桿系構成,通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動。特點:(1)優點:機床機構簡單;機床適應性強;機床結構穩定,剛度高;機床動態性能好;機床精度高;機床經濟性好;機床通用性、模塊化程度高。(2)缺點:控制復雜;機床工作空間相對于機床所占尺寸??;相關理論研究和應用技術研究不夠成熟。9分析FMS結構組成、特點FMS結構組成:加工系統、自動化物料儲運系統和計算機控制的信息系統。特點是:高效率、高質量和高柔性。第二部分(名詞及填空)反求工程:消化吸收并改進國內外先進技術的一系列工作方法和技術的總和。特種加工技術:利用電、化學、聲、光、熱等能量去除工件材料,在加工過程中往往工具不接觸工件,二者之間不存在顯著地切削力。激光焊接技術: 以高功率聚焦的激光束為熱源,融化材料形成焊接接頭的高精度、高效率的焊接方法。并行工程:把傳統的制造技術與計算機技術、系統工程技術和自動化技術相結合,采用多學科團隊和并行過程的集成方法,將串行過程并行起來,在產品開發的早期階段全面考慮生命周期中的各種因素,力爭使產品開發能夠一次獲得成功,從而縮短產品開發周期,提高產品質量,降低產品成本的過程。柔性制造系統: 只用可編程、多功能的數字控制設備更換剛性自動化設備;用易編程、易修改、易擴展、易更換的軟件控制
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