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文檔簡介
DFX(DFX(DesignForX)技術(shù)的狹義制造是產(chǎn)品的機(jī)械工藝過程或機(jī)械加工過程。廣義制造與狹義制造相比,制造的概念和內(nèi)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(yè)領(lǐng)域遠(yuǎn)非局限于機(jī)械制造,而是涉及機(jī)械、電子、化工、輕工、食品、軍工等國民經(jīng)濟(jì)的大量行業(yè)。在過程發(fā)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(chǎn)品設(shè)計、計劃控制、生產(chǎn)工藝過程、裝配檢驗、銷售服務(wù)和管理等產(chǎn)品整個生命周期的全過程。2試簡述制造技術(shù)的發(fā)展歷程。制造技術(shù)的發(fā)展是由社會、政治、經(jīng)濟(jì)等多方面因素決定的??v觀近兩百年制造業(yè)的發(fā)展歷程,影響其發(fā)展最主要的因素是技術(shù)的推動及市場的牽引。人類科學(xué)技術(shù)的每次革命,必然引起制造技術(shù)的不斷發(fā)展,也推動了制造業(yè)的發(fā)展。另一方面,隨著人類的不斷進(jìn)步,人類的需求不斷變化,因而從另一方面推動了制造業(yè)的不斷發(fā)展,促進(jìn)了制造技術(shù)的不斷進(jìn)步。兩百年來,在市場需求不斷變化的驅(qū)動下,制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模沿著“少品種大批量的規(guī)模生產(chǎn)——多品種小批量生產(chǎn)——個性化彈性批量生產(chǎn);在科技高速發(fā)展的推動下,制造業(yè)的資源配置沿著“勞動密集——設(shè)備與資金密集——信息密集——知識密集”的方向發(fā)展,與之相適應(yīng),制造業(yè)的資源配置沿著“手工——機(jī)械化——單機(jī)自動化——剛性流水自動化——柔性自動化——智能自動化”的方向發(fā)展。制造技術(shù)則從機(jī)械化——機(jī)電—一體化與自動化——網(wǎng)絡(luò)化與智能化發(fā)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(xié)同、創(chuàng)新的組織管理發(fā)展;在生產(chǎn)管理方式上,從面向庫存——面向訂單——面向市場與顧客發(fā)展;與資源環(huán)境的關(guān)系上,從利用資源、破壞環(huán)境——節(jié)約資源、關(guān)心環(huán)境——主動更新資源和美化環(huán)境發(fā)展。3試簡述機(jī)床發(fā)展歷史及其各個階段機(jī)床的技術(shù)特點。4論述制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用如何?它涉及到國民經(jīng)濟(jì)的許多部門,是國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的支柱產(chǎn)業(yè)。在知識經(jīng)濟(jì)條件下,制造業(yè)是參與市場競爭的主體,它始終是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。5分析制造業(yè)在新世紀(jì)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢。人類進(jìn)入21世紀(jì)后,社會與政治環(huán)境、市場需求、技術(shù)創(chuàng)新預(yù)示著制造業(yè)人類進(jìn)入將發(fā)生巨大變化。美國國家科學(xué)研究委員會工程技術(shù)委員會、制造與工程設(shè)計院“制造業(yè)挑戰(zhàn)展望委員會”對2020年制造業(yè)所面員會對臨的形勢,提出了六大挑戰(zhàn):快速響應(yīng)市場能力的挑戰(zhàn)——全部制造環(huán)節(jié)并行實現(xiàn);打破傳統(tǒng)經(jīng)營面臨的組織、地域及時間壁壘的挑戰(zhàn)——技術(shù)資源的集成;信息時代的挑戰(zhàn)——信息向知識的轉(zhuǎn)變;日益增長的環(huán)保壓力的挑戰(zhàn)——可持續(xù)發(fā)展;制造全球化和貿(mào)易自由化的挑戰(zhàn)——可重組工程;技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)——全新制造工藝及產(chǎn)品的開發(fā)。在知識經(jīng)濟(jì)時代,制造業(yè)面臨著新的歷史性發(fā)展機(jī)遇和更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。其特點是:產(chǎn)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(zhì)和需求的變化;環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)與可持續(xù)發(fā)展。6論述先進(jìn)制造技術(shù)提出的背景,各國和我國對先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略如何?進(jìn)入80年代以來,各國制造業(yè)面臨復(fù)雜多變的外部環(huán)境:科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),供求關(guān)系變化頻繁,產(chǎn)品更新日新月異,各國經(jīng)濟(jì)與國際市場縱橫交錯,競爭對手林立等等。因此,當(dāng)局和企業(yè)界都在尋求對策,以獲取全球范圍內(nèi)競爭優(yōu)勢。傳統(tǒng)的制造技術(shù)已變的越來越不適應(yīng)當(dāng)今快速變化的環(huán)境,先進(jìn)的制造技術(shù),尤其是計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用,使人們正在或已經(jīng)擺脫傳統(tǒng)觀念的束縛,跨入制造業(yè)的新紀(jì)元。先進(jìn)制造技術(shù)AMT就是在這種大環(huán)境下,美國根據(jù)本國制造業(yè)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇,對制造業(yè)存在的問題進(jìn)行了深刻反省,為了加強(qiáng)其制造業(yè)的競爭能力和促進(jìn)貴民經(jīng)濟(jì)增長而提出來的。從技術(shù)的角度來看,以計算機(jī)為中心的新一代信息技術(shù)的發(fā)展,使制造業(yè)技術(shù)達(dá)到了前所未有的新高度,先進(jìn)制造技術(shù)是提出也是這種進(jìn)程的反映。 “先進(jìn)制造技術(shù)”這個專有名詞一經(jīng)提出,立即獲得歐洲各國、日本及亞洲新興工業(yè)化國家的響應(yīng)。美國的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)導(dǎo)地位,無論在國內(nèi)或國外,都面臨著強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)。美國通過大量研究報告為美國制造業(yè)的發(fā)展勾畫藍(lán)圖。國家自然科學(xué)院和工程科學(xué)院、白宮科技政策辦公室、國防部、商業(yè)部以及其他政府政府部門,都著手對制造業(yè)進(jìn)行調(diào)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(guān)美國企業(yè)競爭危機(jī)的討論,并通過立法,促進(jìn)制造業(yè)和制造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。日本從第二次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)敗國一躍成為世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國,在許多重要領(lǐng)域把工業(yè)實力很強(qiáng)、科學(xué)技術(shù)先進(jìn)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(nèi),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(yè)已明顯受到來自美國和日本的壓力,就連一向以產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)高超而自豪的德國也不得不承認(rèn)與日本存在不小的差距。1992年由顯赫的企業(yè)家和政治家們共通掀起了一場旨在通過“歐共體統(tǒng)一市場法案”運(yùn)動。這項法案得到眾多的支持。這些國家表明,為避免在工業(yè)上落后,他們是愿意在政治上付出代價的。我國制造技術(shù)經(jīng)建國以來40余年的發(fā)展已形成腳完整的技術(shù)體系,為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需各類機(jī)械產(chǎn)品的制造提供基本的工藝技術(shù),并取得了重要成就。然而與國外工業(yè)發(fā)達(dá)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(rèn)為制造業(yè)進(jìn)入了夕陽階段,影響到制造技術(shù)的發(fā)展。近幾年來對制造技術(shù)的發(fā)展獲得了重新認(rèn)識,我國政府及有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)對先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展給予了高度的關(guān)注。國家計委也十分重視先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,在“九五”期間實施了一批發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)項目。7簡述先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)涵、技術(shù)構(gòu)成及特點。先進(jìn)制造技術(shù)在不同的發(fā)展水平的國家和同一國家的不同發(fā)展階段,有不同的技術(shù)內(nèi)涵和構(gòu)成,對我國而言,它是一個多層次的技術(shù)群。先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和層次及其技術(shù)構(gòu)成包括 :基礎(chǔ)技術(shù);新型單元技術(shù);集成技術(shù)。以上三個層次都是先進(jìn)制造技術(shù)的組成部分,但其中每一個層次都不等于先進(jìn)制造技術(shù)的全部。先進(jìn)制造技術(shù)有以下特點:先進(jìn)性;廣泛性;實用性;系統(tǒng)性;動態(tài)性;集成性;技術(shù)與管理的更緊密結(jié)合;先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)。8簡述先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)分類及其具體有哪些先進(jìn)制造技術(shù)。將目前各國掌握的制造技術(shù)系統(tǒng)化,對先進(jìn)制造技術(shù)的研究分為如下 4大領(lǐng)域:⑴現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)。包括計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)、性能優(yōu)良設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)、競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計、可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計、設(shè)計實驗技術(shù)。⑵先進(jìn)制造工藝。包括精密捷徑鑄造成型技術(shù)、精確高效塑性成形技術(shù)、優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)、優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)、高效高精密機(jī)械加工工藝、現(xiàn)代特種加工工藝、新型材料成型與加工工藝、優(yōu)質(zhì)潔凈表面工程新技術(shù)、快速模具制造技術(shù)、模擬制造成型加工技術(shù)。(FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、傳感技術(shù)、自動⑷系統(tǒng)管理技術(shù)。包括先進(jìn)制造生產(chǎn)模式、集成管理模式、生產(chǎn)組織方式。9結(jié)合楊叔子院士的觀點分析先進(jìn)制造技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢。先進(jìn)制造技術(shù)是面向21世紀(jì)的技術(shù)系統(tǒng),其目的是提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益,贏得激烈的市場競爭。人類已進(jìn)入一個新的世紀(jì),在新世紀(jì)中,制造業(yè)發(fā)展的重要特性是向全球化、網(wǎng)絡(luò)化、模擬化方向發(fā)展。未來先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)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(fā)展。第二章現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)1試分析現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵與特點并簡述現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是根據(jù)產(chǎn)品功能要求和市場競爭(時間、質(zhì)量、價格等)的需要,應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)知識,經(jīng)過設(shè)計人員創(chuàng)造性思維、規(guī)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(shù)。特點:設(shè)計范疇的擴(kuò)展化;設(shè)計手段的計算機(jī)化;設(shè)計過程的并行化;設(shè)計過程智能化;分析手段的精確化;多種手段綜合應(yīng)用;強(qiáng)調(diào)設(shè)計的邏輯性和系統(tǒng)性;進(jìn)行動態(tài)多變量的優(yōu)化;強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的環(huán)保性;強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的宜人性;強(qiáng)調(diào)用戶參與;強(qiáng)調(diào)設(shè)計階段的質(zhì)量控制;設(shè)計和制造一體化;強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品全壽命周期最優(yōu)化。3、體系結(jié)構(gòu):1、基礎(chǔ)技術(shù)(主體技術(shù)):CAX技術(shù)。23、2決定產(chǎn)品(或企業(yè))競爭力有哪些因素?質(zhì)量:不僅滿足用戶功能要求還應(yīng)以自身的特點滿足用戶的非物質(zhì)功能方面的需求,符合有關(guān)法律、標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)環(huán)境要求,安全性、可靠性、合理的壽命、方便使用和維護(hù)保養(yǎng)并提供及時必要的用戶培訓(xùn)、質(zhì)量保證和維修服務(wù)。時間:設(shè)計開發(fā)的周期,供貨的時間、方式、供貨的數(shù)量、品種和方式等方面的適應(yīng)能力。成本/價格:產(chǎn)品成本、合理利潤、一次性安裝費用和經(jīng)常性維持費用等。CAD;工程數(shù)據(jù)庫。3計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)包括哪些主要內(nèi)容?分析其中的關(guān)鍵技術(shù)?主要包括:有限元法;優(yōu)化設(shè)計;計算機(jī)輔助設(shè)計;反求工程;技術(shù);模糊智能關(guān)鍵技術(shù):計算機(jī)輔助設(shè)計,包括CAD/CAE/CAM/CAPP/CAAPCAD;工程數(shù)據(jù)庫。4簡述并行設(shè)計內(nèi)涵、特點、技術(shù)體系及其對制造業(yè)的影響。并行設(shè)計是指集成地、平行地處理產(chǎn)品設(shè)計制造及其相關(guān)過程的系統(tǒng)方法。并行設(shè)計要求產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)者一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期(從概念設(shè)計到產(chǎn)品報廢處理)的所有因素。特點:信息資源共享,即時交互和協(xié)同,系統(tǒng)集成。DFMA與RPM;3.支持并行技術(shù)體系:DFMA與RPM;3.支持并行設(shè)計的分布式計算機(jī)環(huán)境。影響:并行設(shè)計改變了傳統(tǒng)的串行工作方法,使得在設(shè)計階段就可能有制造和營銷服務(wù)人員的介入和彼此信息交互??梢员苊馐д`,減少反復(fù),增強(qiáng)了綜合協(xié)同,從而達(dá)到提高質(zhì)量、縮短開發(fā)周期和降低成本的目的??梢灶A(yù)計并行設(shè)計在今后的虛擬制造體系中將大有作為。5敘述綠色設(shè)計的主要內(nèi)容與原則。主要內(nèi)容:1.綠色產(chǎn)品設(shè)計的材料選擇與管理;2.產(chǎn)品的可回收性設(shè)計;3.產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計;4.綠色產(chǎn)品的成本分析;5.綠色產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫。原則:產(chǎn)品在生命周期中符合環(huán)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(chuàng)成型CAPP,綜合型CAPP。原理:它是利用成組技術(shù)將工藝設(shè)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(jié)構(gòu)功能和裝配工藝相似性等)分類成組(簇),為每一組(簇)對象設(shè)計典型工藝,并建立典型工藝庫。當(dāng)為具體對象設(shè)計工藝時,CAPP系統(tǒng)按零件(部件或產(chǎn)品)信息和分類編碼檢索相應(yīng)的典型工藝,并根據(jù)具體對象的結(jié)構(gòu)和工藝要求,修改典型工藝,直至滿足實際生產(chǎn)的需要。7分析PDM產(chǎn)生背景、內(nèi)涵、主要功能及其結(jié)構(gòu)組成。背景:在20世紀(jì)的60、70年代,企業(yè)在其設(shè)計和生產(chǎn)過程中開始使用 CAD、CAM等技術(shù),新技術(shù)的應(yīng)用在促信息孤島”。在這種情況下,許多企業(yè)已經(jīng)意識到:實現(xiàn)信ProductDataManagement信息孤島”。在這種情況下,許多企業(yè)已經(jīng)意識到:實現(xiàn)信ProductDataManagement簡稱PDM)正是過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。項目管理;用戶與組織團(tuán)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(lǐng)先的關(guān)鍵因素。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(在這一背景下運(yùn)行而生的一項新的管理思想和技術(shù)。過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。項目管理;用戶與組織團(tuán)隊管理;工作流內(nèi)涵:以軟件技術(shù)為基礎(chǔ),以產(chǎn)品為核心,實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、主要功能:電子倉庫管理;文檔管理;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理;產(chǎn)品配置管理;與過程管理;系統(tǒng)集成;系統(tǒng)安全與權(quán)限管理;系統(tǒng)管理。結(jié)構(gòu)組成:分為五層,即底層平臺層、PDM核心服務(wù)層、PDM應(yīng)用組件層、應(yīng)用工具層和實施理念層。8簡述CAD/CAPP/CAE及PDM(C3P)集成技術(shù)的技術(shù)思想。技術(shù)思想是:在開發(fā)制造系統(tǒng)時強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作機(jī)制集成、資源集成、過程集成、技術(shù)集成及人員集成。第三章先進(jìn)制造工藝技術(shù)1簡述先進(jìn)制造工藝發(fā)展與特點。有哪幾類零件成形方法?各自有哪些工藝內(nèi)容?先進(jìn)制造工藝技術(shù)就是機(jī)械制造工藝不斷變化和發(fā)展后所形成的制造工藝技術(shù), 包括了常規(guī)工藝經(jīng)優(yōu)化后的工藝,以及不斷出現(xiàn)和發(fā)展的新型加工方法。其主要技術(shù)體系由先進(jìn)成形加工技術(shù)、現(xiàn)代表面工程技術(shù)等技術(shù)構(gòu)成及先進(jìn)制造加工技術(shù)。特點:加工精度不斷提高;加工速度得到提高;材料科學(xué)促進(jìn)制造工藝變革;重大技術(shù)裝備促進(jìn)加工制造技術(shù)的發(fā)展;優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)獲得進(jìn)一步發(fā)展;精密成形技術(shù)取得較大進(jìn)展;熱成形過程的計算機(jī)模擬技術(shù)研究有一定發(fā)展。從總體發(fā)展趨勢看,優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈捷、潔凈是機(jī)械制造業(yè)永恒的追求目標(biāo),也是先進(jìn)制造工藝技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。依據(jù)現(xiàn)代成形學(xué)的觀點從物質(zhì)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(yùn)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(yùn)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(jìn)行成形的方法。2分析高速超高速加工技術(shù)的產(chǎn)生背景及應(yīng)用領(lǐng)域。產(chǎn)生背景:隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展,機(jī)械加工中的“輔助工時”大為縮短,為了進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率,必須極大地提高加工的切削速度和進(jìn)給速度,以便大幅度地降低“切削工時”。高速加工技術(shù)就是在這樣的歷史背景下產(chǎn)生的。應(yīng)用領(lǐng)域:大批生產(chǎn)領(lǐng)域如汽車工業(yè);工件本身剛度不足的加工領(lǐng)域;加工復(fù)雜曲面領(lǐng)域;難加工材料領(lǐng)域;超精密微細(xì)切削、加工領(lǐng)域。3分析高速加工的技術(shù)內(nèi)涵特點及高速加工所需解決的關(guān)鍵技術(shù)。超高速加工技術(shù)是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地實現(xiàn)高速運(yùn)動的高精度、高自動化、高柔性的制造設(shè)備,以極大地提高切削速度來達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)。它是提高切削和磨削效果以及提高加工質(zhì)量、加工精度和降低加工成本的重要手段。其顯著標(biāo)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(dá)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(zhì)量等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)切削速度下的指標(biāo),而加工效率則大大高于傳統(tǒng)切削速度下的加工效率。關(guān)鍵技術(shù):超高速切削、磨削機(jī)理,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、磨具,超高速機(jī)床支承及輔助單元制造技術(shù),以及超高速加工測試技術(shù)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(xiàn)象。5試綜述超高速加工機(jī)床的主軸單元系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及國內(nèi)外現(xiàn)狀。關(guān)鍵技術(shù)有:超高速主軸材料、結(jié)構(gòu)、軸承的研究與開發(fā),超高速主軸系統(tǒng)動態(tài)特性及熱態(tài)特性研究,柔性主軸及其軸承的彈性支承技術(shù)的研究,超高速主軸系統(tǒng)的潤滑與冷卻技術(shù)研究,以及超高速主軸系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計、虛擬設(shè)計技術(shù)研究等。從目前發(fā)展現(xiàn)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(shè)計制造是超高速主軸單元技術(shù)中的關(guān)鍵。超高速大功率主軸單元的基本方案是采用集成內(nèi)裝式電主軸,主軸支撐考慮功能和經(jīng)濟(jì)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(jī)構(gòu)更為重視的研究和應(yīng)用領(lǐng)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(shù)的發(fā)展前沿主要涉及以下幾個方面:柔性主軸的設(shè)計技術(shù),使得主軸可在系統(tǒng)的二階或三階固有頻率以上穩(wěn)定地工作;柔性主軸支撐技術(shù),減小主軸系統(tǒng)向機(jī)架傳遞的動載荷和控制主軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性;主軸軸承的開發(fā)研究;主軸系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計和計算機(jī)虛擬設(shè)計技術(shù);新的主軸系統(tǒng)潤滑與冷卻技術(shù)的研究。6試綜述超高速加工機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及國內(nèi)外現(xiàn)狀。關(guān)鍵技術(shù)有:高速位置環(huán)芯片的研制,高速精密交流伺服系統(tǒng)及電機(jī)的研究,直線伺服電機(jī)的設(shè)計與應(yīng)用的研究,加減速控制技術(shù)的研究,超高速進(jìn)給系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、虛擬設(shè)計技術(shù),高速精密滾珠絲杠副及大導(dǎo)程滾珠絲杠副的研制,高精度導(dǎo)軌、新型導(dǎo)軌摩擦副的研究,以及新型導(dǎo)軌防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)與加工工藝研究等。超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)發(fā)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(xiàn)在的30~50m/min,18~20m/min正在普及,某些加工中心已達(dá)到60m/min,采用直線伺服電機(jī)傳動技術(shù)已成為當(dāng)前超高速加工技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計上,采用了新方法、新理論。采用新結(jié)構(gòu)、新工藝。由交流伺服電機(jī)代替直流伺服電機(jī),或者采用直線伺服電機(jī);液體靜壓絲杠代替滾珠絲杠;滾柱絲杠副代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠絲杠副;采用靜壓導(dǎo)軌;采用新的制造工藝;簡化進(jìn)給系統(tǒng),提高快速移動速度和定位精度。數(shù)字交流伺服系統(tǒng)及伺服電機(jī)將向高精度、更高的轉(zhuǎn)速發(fā)展。帶動一些相關(guān)技術(shù)如機(jī)床移動部件防護(hù)罩也將產(chǎn)生新的適應(yīng)高速運(yùn)動特點的結(jié)構(gòu),潤滑方式也將有所突破。高精度加工的交流伺服系統(tǒng)、高分辨率及高響應(yīng)速度的位置檢測器和用于降低加工形狀誤差的插補(bǔ)前加減速控制方法得到研究和開發(fā)。依據(jù)國內(nèi)外比較分析,近期我國用于中等規(guī)格的加工中心的高速進(jìn)給單元的相關(guān)指標(biāo)是:快速進(jìn)給速度為40~60m/min,切削進(jìn)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(shù)值;3.刀具與機(jī)床的聯(lián)結(jié)界面結(jié)構(gòu)裝夾要牢靠,工具系統(tǒng)應(yīng)有足夠整體剛性;4.砂輪的磨料、結(jié)合劑、基體三者之間的結(jié)合強(qiáng)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(xì)晶粒硬質(zhì)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(zhì)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(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)從加工技術(shù)范疇來說,其包括微細(xì)加工和超微細(xì)加工、精整和光整加工。所涉及的技術(shù)領(lǐng)域包含
了以下幾個方面:2.材料技術(shù)即加工工具和被加工材料;4.2.材料技術(shù)即加工工具和被加工材料;4.測量即誤差補(bǔ)償技術(shù); 5.工作環(huán)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(shè)備及其基礎(chǔ)元部件;6.工件的定位與加緊;3-9就目前技術(shù)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(shù),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(shù),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(shù),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(fù)合加工等。3-10為什么當(dāng)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(xué)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(dá)到納米級水平,所以當(dāng)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(jié)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(jī)理是通過金剛石滾輪與CBN砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動之間產(chǎn)生的相對運(yùn)動來實現(xiàn)砂輪整形。修整進(jìn)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(jìn)給量ar修整后的砂輪較鋒利。3-12相比較普通機(jī)床,超精密加工機(jī)床的主軸部件和進(jìn)給系統(tǒng)有何具體的特點?主軸部件:主軸轉(zhuǎn)速高速化、高精度;一般采用柔性主軸,穩(wěn)定性好。進(jìn)給系統(tǒng):移動速度快,普遍采用直線伺服電機(jī)傳動技術(shù);在進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計上,采用了新方法、新理論;采用新結(jié)構(gòu)、新工藝;數(shù)字交流伺服系統(tǒng)及伺服電機(jī)將向高精度、更高的轉(zhuǎn)速發(fā)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(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。基于超精密及納米加工技術(shù)的重要性,國內(nèi)外對該技術(shù)的研究和開發(fā)都投入了大量的人力和財力。超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)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(shù)正向納米精度發(fā)展。以精密和超精密機(jī)床為標(biāo)志,目前世界各國的超精密機(jī)床已發(fā)展到了極高的水平。在測量技術(shù)方面,廣泛采用激光干涉儀、電容式測微儀、莫爾條紋光學(xué)尺甚至掃描隧道顯微鏡等技術(shù)實現(xiàn)精密超精密測量。我國的超精密加工技術(shù)研究始于60年代末,在80年代有幾個機(jī)床廠生產(chǎn)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(jìn)水平的超精密加工機(jī)床及機(jī)床部件,并向?qū)I(yè)化批量生產(chǎn)發(fā)展。當(dāng)前,超精密及納米加工技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下一些方面:1.向高精度方向發(fā)展,向加工精度的極限沖刺,由現(xiàn)階段的亞微米級向納米級進(jìn)軍,其最終目標(biāo)是做到“移動原子”,實現(xiàn)原子級精度的加工。2.向大型化方向發(fā)展,研制各種大型超精密加工設(shè)備,以滿足航空航天、電子通信等領(lǐng)域的需要。向微型化方向發(fā)展,以適應(yīng)微型機(jī)械、集成電路的發(fā)展。向超精結(jié)構(gòu)、多功能、光機(jī)電一體化、加工檢測一體化方向發(fā)展,并廣泛采用各種測量、控制技術(shù)實時補(bǔ)償誤差。不斷出現(xiàn)許多新工藝和復(fù)合加工技術(shù),被加工的材料范圍不斷擴(kuò)大。在作業(yè)環(huán)境建造方面諸如高性能的基礎(chǔ)隔振技術(shù)、凈化技術(shù)與環(huán)境溫控技術(shù)將有更大發(fā)展。14試分析工程陶瓷材料的加工(磨削)技術(shù)及加工(磨削)機(jī)理。在陶瓷磨削方面由于陶瓷的高硬度和高脆性,大多數(shù)研究都使用了“壓痕斷裂力學(xué)”模型或“切削加工”模型來近似處理。陶瓷材料的去除機(jī)理通常為裂紋擴(kuò)展和脆性斷裂,而當(dāng)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(xiàn)塑性變形。
3-15敘述MEMS(微型機(jī)電系統(tǒng))的基本特征,目前有哪些微型機(jī)械加工技術(shù)?基本特征:體積小、重量輕、能耗低、性能穩(wěn)定;有利于大批量生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本;慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時間短;集約高技術(shù)成果,附加價值高等。目前微型機(jī)械加工技術(shù)主要有基于從半導(dǎo)體集成電路微細(xì)加工工藝中發(fā)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(zhǔn)LIGA加工、超微細(xì)機(jī)械加工、微細(xì)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(shù)等微細(xì)加工工藝方面取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。3-16什么是光刻加工技術(shù)?試簡述光刻加工的原理和工藝流程。光刻加工技術(shù)就是用光刻加工方法,刻蝕出規(guī)定的圖形的技術(shù)。光刻加工是用照相復(fù)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(jìn)行選擇性腐蝕,刻蝕出規(guī)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(shù)的原理、特點及主要工藝。原理:LIGA技術(shù)的機(jī)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(shù)進(jìn)行光刻過程中,一張預(yù)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(zhì)發(fā)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(xì)結(jié)構(gòu)的負(fù)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(jié)構(gòu)。特點:LIGA技術(shù)具有平面內(nèi)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(yōu)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(yīng)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(chǎn)生背景、分類及應(yīng)用領(lǐng)域。產(chǎn)生背景:特種加工是將電、磁、聲、光、熱等物理能量及化學(xué)能量或其組合乃至于機(jī)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(shù)、電火花線切割加工技術(shù)、電子束加工和等離子體加工。電能與化學(xué)能作用方式:電解加工、電鑄加工和刷鍍加工。電化學(xué)能與機(jī)械能作用方式:電解磨削、電解珩磨。聲能與機(jī)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(shù)、電火花線切割加工技術(shù)、電子束加工和等離子體加工。電能與化學(xué)能作用方式:電解加工、電鑄加工和刷鍍加工。電化學(xué)能與機(jī)械能作用方式:電解磨削、電解珩磨。聲能與機(jī)械能作用方式:超聲波加工。光能與機(jī)械能作用方式:激光加工。電能與機(jī)械能作用方式:離子束加工。液流能與機(jī)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(yīng)用領(lǐng)域:解決各種難切削材料的加工問題;解決各種復(fù)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(yīng)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(zhì)中。工具電極由自動進(jìn)給調(diào)節(jié)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(dāng)脈沖電壓加到兩極之間,便將當(dāng)時條件下極間最近點的液體介質(zhì)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(qū)域產(chǎn)生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發(fā),以致形成一個小凹坑。第一個脈沖放電結(jié)束后,經(jīng)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(fù)始高頻率地循環(huán)下去,工具電極不斷地向工件進(jìn)給,它的形狀最終就復(fù)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(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導(dǎo)電材料;加工時無明顯機(jī)械力;脈沖參數(shù)可依據(jù)需要調(diào)節(jié),可在同一臺機(jī)床上進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工;電火花加工后的表面呈現(xiàn)的凹坑,有利于貯油和降低噪聲;生產(chǎn)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(dǎo)致電極損耗,影響成形精度。應(yīng)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(yùn)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(qiáng)化等。(2)電火花線切割原理:利用移動的細(xì)金屬絲做工具電極,按預(yù)定的軌跡進(jìn)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(fù)雜型孔、型面和窄應(yīng)用范圍:目前電火花切割廣泛應(yīng)用于加工各種沖裁模(沖孔和落料用)
、樣板以及各種形狀復(fù)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(yīng)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(fā)散極?。┛梢詫λ泄腆w材料進(jìn)行精細(xì)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(diào)整工具等問題,因此適于自動化連續(xù)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,熱影響小;5.能進(jìn)行微細(xì)加工;6.可透過玻璃等透明介質(zhì)對工件進(jìn)行加工;7.無加工污染,在大氣中無能量損失。應(yīng)用范圍:激光加工已成功用于切割、焊接、表面處理、打孔、微機(jī)械加工及彎曲成形等方面。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中已被大量用于電子、汽車、鋼鐵、機(jī)械、航空等工業(yè)部門。3-21分析水射流切割加工的工作原理、特點及應(yīng)用范圍。工作原理:超高壓水射流切割機(jī)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(chǎn)生一道約3倍音速的水射流,在計算機(jī)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(chǎn)生的側(cè)向力極小,可降低設(shè)定時間及節(jié)省使用夾具成本;3.水刀加工不會產(chǎn)生熱變形,不需二次加工,可節(jié)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(dá)到的地方的優(yōu)點,現(xiàn)已成熟地應(yīng)用應(yīng)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(dá)到的地方的優(yōu)點,現(xiàn)已成熟地應(yīng)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(nèi)腔拋光。3-22試簡述并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床技術(shù)的原理、特點及應(yīng)用前景。原理:這種機(jī)床由并聯(lián)桿系構(gòu)成,通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動。特點:(1)優(yōu)點:機(jī)床機(jī)構(gòu)簡單;機(jī)床適應(yīng)性強(qiáng);機(jī)床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,剛度高;機(jī)床動態(tài)性能好;機(jī)床精度高;機(jī)床經(jīng)濟(jì)性好;機(jī)床通用性、模塊化程度高。(2)缺點:控制復(fù)雜;機(jī)床工作空間相對于機(jī)床所占尺寸??;相關(guān)理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究不夠成熟。應(yīng)用前景:可以應(yīng)用于機(jī)床加工,如銑、磨、鉆、鏜、拋光和高能束等加工;可以應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人;還可以應(yīng)用于高速加工中。3-23分析RPM工作原理和作業(yè)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(yè)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(jié)(SLS)、熔融沉積成形(FDM)。3-24試簡述SL、SLS、LOM、FDM等RPM技術(shù)的原理、特點及應(yīng)用領(lǐng)域。SL技術(shù):在液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂,在一定劑量的紫外線光照射下就會在一定區(qū)域內(nèi)固化。較廣泛的用來為產(chǎn)品和模型的CAD設(shè)計提供樣件和試驗?zāi)P?。該技術(shù)目前是RPM技術(shù)領(lǐng)域中研究最多、技術(shù)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(dǎo)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(fā)展趨勢。LOM技術(shù):根據(jù)零件分層幾何信息切割箔材和紙等,將所獲得的層片粘結(jié)成三維實體。該技術(shù)具有成本低、造型速度快的特點。適宜辦公室環(huán)境使用。SLS技術(shù):用激光束在計算機(jī)控制下有選擇的進(jìn)行燒結(jié),被燒結(jié)部分便固化在一起構(gòu)成零件的實心部分;一層完成后再進(jìn)行下一層,新一層與其上一層被牢牢地?zé)Y(jié)在一起;全部燒結(jié)完成以后,去除多余的粉末,便得到燒結(jié)成的零件。該方法的優(yōu)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(chǎn)塑料材料,還可能直接生產(chǎn)金屬和陶瓷零件。3-25試簡述生物制造工程的內(nèi)容及應(yīng)用。內(nèi)容:主要包含利用生物的機(jī)能進(jìn)行制造(基因復(fù)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(jī)能的去除或生長成形加工等。應(yīng)用:1.用于醫(yī)療修復(fù)工程;2.用于新式機(jī)器人;3.用于新一代機(jī)器零件;4.用于制造保健品、藝術(shù)品。
第四章先進(jìn)制造自動化技術(shù)直走自動化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分,1敘述制造自動化技術(shù)的內(nèi)涵及技術(shù)地位制造自動化是人類在長期的生產(chǎn)活動中不斷追求的主要目標(biāo),也是當(dāng)今制造工程領(lǐng)域中涉及面廣、研究十分活躍的技術(shù)。直走自動化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)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(huán)節(jié)采用自動化技術(shù),實現(xiàn)制造全過程的自動化。制造自動化得任務(wù)就是研究對制造過程的規(guī)劃、管理、組織、控制與協(xié)調(diào)優(yōu)化等的自動化,一是產(chǎn)品制造過程實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時和潔凈的目標(biāo)?!恐圃熳詣踊夹g(shù)也體現(xiàn)了一個國家的科技水大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量,顯著降低制造成本,制造自動化技術(shù)也體現(xiàn)了一個國家的科技水大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量,顯著降低制造成本,2敘述制造自動化技術(shù)的發(fā)展與趨勢自動化技術(shù)的發(fā)展大致分為5個階段:20世紀(jì)20世紀(jì)40~50年代已相當(dāng)成熟。應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械第二階段:數(shù)控加工,包括數(shù)控( NC)和計算機(jī)數(shù)控(CNC)。數(shù)控加工設(shè)備包括數(shù)控機(jī)床、加工中心等。特點是柔性好、加工質(zhì)量高,適應(yīng)于多品種、中小批量(包括但見產(chǎn)品)的生產(chǎn)。引入的新技術(shù)包括數(shù)控技術(shù)、計算機(jī)編程技術(shù)等。第三階段:柔性制造。本階段特征是強(qiáng)調(diào)制造過程的柔性和高效率,適應(yīng)于多品種、中小批量的生產(chǎn)。設(shè)計的主要技術(shù)包括成組技術(shù)(GT)、計算機(jī)直接數(shù)控和分布式數(shù)控(DNC)、柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、柔性加工線(FML)、離散系統(tǒng)理論和方法、仿真技術(shù)、車間計劃于控制、制造過程監(jiān)控技術(shù)、計算機(jī)控制與通信網(wǎng)絡(luò)等等。第四階段:計算機(jī)繼承制造(CIM)和計算機(jī)繼承制造系統(tǒng)(CIMS)。其特征是強(qiáng)調(diào)制造權(quán)過程的系統(tǒng)性和集成性,以解決現(xiàn)代企業(yè)生存與經(jīng)偵的TQCS問題。CIMS設(shè)計的學(xué)科技術(shù)非常廣泛,包括現(xiàn)代制造技術(shù)、管理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)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(wǎng)絡(luò)制造、全球制造、綠色制造等。發(fā)展趨勢為:敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、只能化、全球化和制造綠色化。3分析機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的組成和工作過程數(shù)控系統(tǒng)分為八個組成部分:1.零件的圖樣,作為數(shù)控裝置工作的原始數(shù)據(jù)。 2..為程序編制部分。3.控制介質(zhì),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(jī)制??刂平橘|(zhì)上粗村的加工零件所需要的全部操作信息,是數(shù)控系統(tǒng)用來指揮和控制設(shè)備進(jìn)行加工運(yùn)動動的唯一指令信息。 4.數(shù)控系統(tǒng),他是數(shù)控機(jī)床的核心環(huán)節(jié)。數(shù)控系統(tǒng)的作用是按接收介質(zhì)輸入信息,經(jīng)處理運(yùn)算后去控制機(jī)床運(yùn)動。5伺服驅(qū)動系統(tǒng),它包括伺服驅(qū)動電路和私服電動機(jī)等驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 6.坐標(biāo)軸或執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jī)輸入而來。譯碼:譯碼程序?qū)⒘慵庸こ绦蚍g成計算機(jī)內(nèi)部能識別的語言。數(shù)據(jù)處理:包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計算以及輔助功能的處理。插補(bǔ):是在已知一條曲線的種類、起點、終點以及進(jìn)給速度后,在起點和終點之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點的密化。伺服輸出:伺服控制程序的功能是完成本次插補(bǔ)周期的位置伺服計算,并將結(jié)果發(fā)送到伺服驅(qū)動接口中去。起停、道具交換等;8.DNC從上一級計算機(jī)輸入而來。譯碼:譯碼程序?qū)⒘慵庸こ绦蚍g成計算機(jī)內(nèi)部能識別的語言。數(shù)據(jù)處理:包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計算以及輔助功能的處理。插補(bǔ):是在已知一條曲線的種類、起點、終點以及進(jìn)給速度后,在起點和終點之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點的密化。伺服輸出:伺服控制程序的功能是完成本次插補(bǔ)周期的位置伺服計算,并將結(jié)果發(fā)送到伺服驅(qū)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(yè)、航空航天工業(yè)、國防工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)等部分對數(shù)控機(jī)床的需求分析數(shù)控機(jī)床的重要性答:5通過近幾年國內(nèi)外機(jī)床工具展覽會的情況分析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢發(fā)展現(xiàn)狀:采用32位微型計算機(jī),應(yīng)用精簡指令集計算機(jī)( RISC),能進(jìn)行高速處理;數(shù)控系統(tǒng)具有高速化和高精度化;采用模塊化結(jié)構(gòu);有豐實的軟件功能;采用了全數(shù)字化交流變頻伺服系統(tǒng);具有智能化功能等。發(fā)展趨勢:數(shù)控技術(shù)向高速化、高精度化、高效加工、高柔性化、多功能化、復(fù)合化、智能化、模塊化、小型化及開放式結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。6什么是開放式數(shù)控系統(tǒng)|開放式數(shù)控系統(tǒng)有哪些實現(xiàn)途徑?開放式數(shù)控系統(tǒng)就是:能夠自由地選擇CNC裝置、驅(qū)動裝置、伺服電動機(jī)、應(yīng)用軟件等數(shù)控系統(tǒng)的各個構(gòu)成要素,并能采用規(guī)范的、簡便的方法將這些構(gòu)成要素組合起來。得到一個“開放式控制器”。通過PC機(jī)的體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),構(gòu)成了總線式(多總線)模塊、開放性、嵌入式的體系結(jié)構(gòu),其軟硬件和總線規(guī)范軍事對外開放的,硬件即插即用,可向系統(tǒng)添加在MS-DOS、Windous3.1或Windous95環(huán)境下使用的標(biāo)準(zhǔn)軟件或用戶軟件,為數(shù)控設(shè)備制造廠和用戶進(jìn)行集成給與了有力的支持7機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)包括那些組成部分?分析比較機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)與主軸伺服系統(tǒng)的特點與區(qū)別答:8試綜述當(dāng)前數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢答:1952年美國怕麥斯公司和麻省理工學(xué)院合作研制出圈世界第一臺數(shù)控機(jī)床(三坐標(biāo)數(shù)控銑床) ),很好得完成了直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用嚴(yán)辦的加工,該機(jī)床于1955年進(jìn)入實用階段。數(shù)控系統(tǒng)的硬件發(fā)展進(jìn)程經(jīng)歷一下幾代變化:嗲一代數(shù)控硬件系統(tǒng),1952~1959年,采用電子元件構(gòu)成的專用數(shù)控系統(tǒng)(NC);第二代數(shù)控硬件系統(tǒng),從1959年開始,采用中、小型模型繼承電路的NC系統(tǒng);第四代數(shù)控硬件系統(tǒng),從1970年開始,采用大規(guī)模繼承電路的小型通用電子計算機(jī)控制系統(tǒng)(NC);第五代數(shù)控硬件系統(tǒng),從1974年開始,采用微型電子計算機(jī)和為處理器組成的控制系統(tǒng)(稱MNC,目前仍習(xí)慣成為CNC),他不僅具有小型機(jī)數(shù)控優(yōu)點,而且有較好的性價比,實用范圍廣。一般來說,前面三代數(shù)控系統(tǒng),習(xí)慣稱之為硬件數(shù)控系統(tǒng),后兩代稱軟件數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控結(jié)束的現(xiàn)狀是:采用 32為微型計算機(jī),應(yīng)用精簡指令集計算機(jī)(RISC),能進(jìn)行告訴處理;數(shù)控系統(tǒng)具有高速化合高精度;采用模塊化節(jié)后;有風(fēng)濕的軟件功能;采用了全數(shù)字化交流便陪你伺服系統(tǒng);具有只能花功能等。進(jìn)入90年代,數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用是FMC、FMS、CIMS,其發(fā)展趨勢是向速度化、高精度化、高效加工、多功能化、復(fù)合化、智能化、模塊化、小型化及開放式結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。9分析FMS結(jié)構(gòu)組成、特點和使用范圍答:分為三個部分:多工位數(shù)控加工系統(tǒng)、自動化物料儲運(yùn)系統(tǒng)和計算機(jī)控制的信息系統(tǒng)。其特點是:高效率、高質(zhì)量和高柔性。使用范圍:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類社會對產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來越高,產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短,產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增高,傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)不僅對中小企業(yè)形成了威脅,而且也困擾著國有大中型企業(yè)。因為,在大批量生產(chǎn)方式中,柔性和生產(chǎn)率是相互矛盾的。眾所周知,只有品種單一、批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定、效率高,才能構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益;反之,多品種、小批量生產(chǎn),設(shè)備的專用性低,在加工形式相似的情況下,頻繁的調(diào)整工夾具,工藝穩(wěn)定難度增大,生產(chǎn)效率勢必受到影響。為了同時提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率,使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,降低產(chǎn)品成本,是終使中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡,柔性自動化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。4-10分析自動小車導(dǎo)向方法,各有何特點答:隨著大規(guī)模集約化生產(chǎn)在國內(nèi)的廣泛采用,各類先進(jìn)的自動控制輸送系統(tǒng)不斷出現(xiàn),自動導(dǎo)向運(yùn)行小車輸送系統(tǒng)(AGV就是其中一種先進(jìn)實用的系統(tǒng)并已在實際使用過程中體現(xiàn)出了非常明顯的優(yōu)點——故障率低,現(xiàn)場維護(hù)簡單易行,能根據(jù)不同的需要實現(xiàn)不同的運(yùn)行速度和動作,可以大大提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)的擴(kuò)展。4-11什么是智能制造?分析智能制造系統(tǒng)的特征答:智能制造技術(shù)旨在將人工智能溶進(jìn)制造過程的各個環(huán)節(jié),通過模擬專家的智能活動,對制造問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策,旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動;并對人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存貯、完善、共享、繼承和發(fā)展;從而在制造過程中,系統(tǒng)能自動檢測器運(yùn)行狀態(tài),在手外界或內(nèi)部激勵時能夠自動調(diào)整其參數(shù),以期達(dá)到最佳狀態(tài),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(tǒng)中以機(jī)器智能取代人的部分腦力勞動作為主要目標(biāo),強(qiáng)調(diào)整個企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)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(qiáng)調(diào)智能型的集成自動化。第五章先進(jìn)制造生產(chǎn)模式1闡述制造業(yè)生產(chǎn)方式及其相應(yīng)的生產(chǎn)管理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程答:人類制造業(yè)的生產(chǎn)方式的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個主要階段:1.手工與單件生產(chǎn)方式,其特點有:(1)采用手動操作的通用機(jī)床,按用戶要求進(jìn)行生產(chǎn),生產(chǎn)的產(chǎn)品可靠性和一致性步能得到保證;(2)生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)成本低;(3)生產(chǎn)者是正太機(jī)器的作坊業(yè)主;(4)工廠組織結(jié)構(gòu)松散,管理層次簡單;2.大批量生產(chǎn)方式,其特點有:(1)實行從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造到管理的標(biāo)準(zhǔn)化合專業(yè)化生產(chǎn); (2)采用移動2.式的裝配線和高效的專用設(shè)備;(3)實行縱向一體化管理。吧一切與最后總產(chǎn)品相關(guān)的工作都?xì)w并到場內(nèi)自制。3.柔性自動化生產(chǎn)方式,其特點有工序相對集中,沒有固定的節(jié)拍,無聊的非順序輸送;將告效率和高榮幸溶于一體,生產(chǎn)成本低;具有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性。3.4.高效、敏捷與集成經(jīng)營生產(chǎn)方式,其特點有:(1)以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變,式技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會發(fā)展的需要;(2)企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)將從金字塔式的多層次生產(chǎn)管理結(jié)構(gòu)向分布式扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變;(3)從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變; (4)制造系統(tǒng)的策略集中在靈活組織社會資源,企業(yè)4.從按功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)的、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變; (5)質(zhì)量是企業(yè)尊嚴(yán)和品牌價值的起點,快速響應(yīng)市場的競爭策略是制勝的法寶; (6)企業(yè)從單純競爭走向既有競爭、又有結(jié)盟之路;(7)技術(shù)創(chuàng)新將成為21世界企業(yè)競爭的焦點。2分析PDM與ERP之間的區(qū)別與聯(lián)系答:PDM的中文名稱為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(ProductDataManagement)。PDM是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過程(包括過程定義和管理)的技術(shù)。ERP企業(yè)資源計劃把客戶的需求和企業(yè)內(nèi)部的制造活動,以及供應(yīng)商的制造資源整合在一起,體現(xiàn)了完全按用戶需求制造的思想。 ERP的基本思想是將制造業(yè)企業(yè)的制造流程看做是一個緊密連接的供應(yīng)鏈,其中包括供應(yīng)商、制造工廠、分銷網(wǎng)絡(luò)和客戶等;將企業(yè)內(nèi)部劃分成幾個相互協(xié)同作業(yè)的支持子系統(tǒng),如財務(wù)、市場營銷、生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制、服務(wù)維護(hù)、工程技術(shù)等,還包括對競爭對手的監(jiān)視管理。PDM和ERP在管理內(nèi)容等多方面存在著不同程度的區(qū)別。但是,現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)作是基于資金流、物流和信息流相相輔相成的一個動態(tài)系統(tǒng),而產(chǎn)品的生命周期涉及 PDM和ERP兩個領(lǐng)域。所以,基于完整的產(chǎn)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(lián)系:*管理目標(biāo)的一致性:PDM和ERP在管理目標(biāo)上有著高度的一致性,PDM和ERP雖然管理的業(yè)務(wù)存在區(qū)別,但是,其管理目標(biāo)都是試圖通過科學(xué)的調(diào)度和控制,減少失誤和返工,在盡可能短的時間內(nèi),通過最少的資源耗費,用最為經(jīng)濟(jì)的手段和方式,保證產(chǎn)品的最早上市。過程之間的連續(xù)性:企業(yè)中的設(shè)計研發(fā)過程是按照從整體到局部逐步細(xì)化的設(shè)計路線開展,而生產(chǎn)制造等過程是按照從局部到整體的制造、裝配過程來進(jìn)行,而企業(yè)的最終產(chǎn)品正是這兩個從不同路線和領(lǐng)域開展的過程連接的結(jié)果。處理業(yè)務(wù)之間存在著因果關(guān)系:生產(chǎn)、制造等領(lǐng)域使用的產(chǎn)品、零部件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),是企業(yè)設(shè)計部門創(chuàng)造出來的零部件及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及狀態(tài)的表現(xiàn)形式。過程的支持條件有著先天的聯(lián)系:設(shè)計部門設(shè)計出來的產(chǎn)品,既是設(shè)計研發(fā)的產(chǎn)物,也是后續(xù)生產(chǎn)過程開展的活動目標(biāo)和對象。3闡述及時生產(chǎn)的基本思想和體系結(jié)構(gòu)。分析看板的功能與看板的運(yùn)作過程。答:jrr生廬制是二戰(zhàn)以話日豐豐田汽車仝司想懈巾卑的峙點?逐涉創(chuàng)賣的一和獨待的多晶種、申就jrr生廬制是二戰(zhàn)以話日豐豐田汽車仝司想懈巾卑的峙點?逐涉創(chuàng)賣的一和獨待的多晶種、申就?*離質(zhì)塩和低芾耗制適原式。jrrq產(chǎn)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(jù)訂賞傳聖(看fe)的£求,莊規(guī)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(yè)中.也就赴只在疼需要的時間.供應(yīng)所需農(nóng)晶質(zhì)和數(shù)障曲產(chǎn)fir.具體蠅說就量皆個階段加工或供應(yīng)產(chǎn)品的品戍、數(shù)a和時間山下一階段的需求確定,在傳統(tǒng)生產(chǎn)制皓祭統(tǒng)中,物濤與侑息i?£同向動,制品垠據(jù)生產(chǎn)計劃從前W程“推"耐后制程’球種坐產(chǎn)方式戡稱之為“推功式生產(chǎn)栗蜒”;而JIT的物流與信息《呈相反方向運(yùn)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(chǎn)方式又被悔之為“拉動式生產(chǎn)方式”"aJU的核心理悄除一切浪費*苴實理翁徑就是真現(xiàn)"宰揮存”目尿.籽對企業(yè)的直接危寓*現(xiàn)毎倉儲費用《加、占用濤功資號造慮間轉(zhuǎn)不暢,物品潛在的貶值鳳險導(dǎo).更《耍的昆庫存幾乎掩蓋了牟產(chǎn)址程的一切礙員,就如同水庫中過髙的水忖■隠《了?K戰(zhàn)的晴?,Wf黒企業(yè)不龍睦E1生產(chǎn)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(yè)的墳S■說iid因此,只有懋盡一晰注冥現(xiàn)"琴庫存"’才能路生產(chǎn)過程的所有間?水^¥石出幗#B出耒JTT的實?過程就是對生產(chǎn)過程水無休比的持續(xù)改善?通過增加喪Bd利用竝率,涪除各種淮費減ft企業(yè)成本,并tt供厲足市場需求的優(yōu)質(zhì)服務(wù),述到企業(yè)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(xiàn)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(zhàn)ft對所簫#的物AA愛出生產(chǎn)運(yùn)憐指令的一種信息煤介體匕.企運(yùn)用II算PL講行網(wǎng)堵管理,汁算機(jī)弊也1]以秤成是…呻特秣豹看SL從#板擔(dān)負(fù)的任務(wù)親劃井.看梅井為兩大類■一種圧傳遞生產(chǎn)柞業(yè)規(guī)握的生產(chǎn)看板,劌一神是傳遙耽賃或運(yùn)輔指舍的銀貨看板。生產(chǎn)W?S產(chǎn)品在菓制程的生產(chǎn)作業(yè)規(guī)祂;提貨看板是廿制程向前側(cè)程槌貨^6據(jù),也£向冊制稅發(fā)出的生產(chǎn)ft址帯令》3衛(wèi)■扳的運(yùn)件程序1)毎牛制程按生產(chǎn)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(yùn)至i^E制惶提直人口處“以檢容器的標(biāo)準(zhǔn)戟盤為產(chǎn)罐單位{以看板盒中生產(chǎn);S板的個數(shù)確定養(yǎng)就,并將毎牛生產(chǎn)看梅附在栩應(yīng)載有制品的標(biāo)淮彎?jì)樕稀敝糜诔銎反娣盘?耳每個制程需要原輔材料時,撮運(yùn)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(chǎn)看扳對上號后,鍛運(yùn)工就將爾M程生產(chǎn)看扳取下放同前制程估生產(chǎn)看板盒中,麗將帶來的提貨#板附任棚應(yīng)的戢有制品的標(biāo)淮容器h運(yùn)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(biāo)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(yè)的采購部門和曲售都門,看柞?個環(huán)卜和第一傘?程和嚴(yán)石一個制釋.只術(shù)過來購部門的提貨看板相應(yīng)地?fù)Q城采購看扳而已.4分析精益生產(chǎn)的思維特點和體系結(jié)構(gòu)。闡述精益生產(chǎn)的主要內(nèi)容答:思維特點是:(1)簡化生產(chǎn)只奧過程,合力利用時間,實行拉動式的準(zhǔn)時生產(chǎn),杜絕一切超前、超量生產(chǎn);(2)簡化企業(yè)的組織機(jī)構(gòu),采用“分布自適應(yīng)生產(chǎn)” ,提倡面向?qū)ο蟮慕M織形式,強(qiáng)調(diào)權(quán)利下放給項目小組,發(fā)揮項目組的作用;(3)精簡崗位與人員,每一生產(chǎn)崗位必須是增值的,否則就撤除; (4)簡化產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作,采取“主查”制和并行工程的方法。克服了大量生產(chǎn)方式中由于分工過細(xì)所造成的信息傳遞慢、協(xié)調(diào)難、開發(fā)周期長的缺點;(5)減少產(chǎn)品層次;(6)綜合了但見生產(chǎn)和大量生產(chǎn)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(guān)系,克服單純縱向一體(9)“零缺陷”的工作目標(biāo)。(7)建立良好的寫作關(guān)系,克服單純縱向一體(9)“零缺陷”的工作目標(biāo)。TQC的基礎(chǔ)上逐步完善的,構(gòu)造了衣服以 LP為體系機(jī)構(gòu)是:在JIT生產(chǎn)方式、承租技術(shù)GU以及全面質(zhì)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(chǔ)的建筑畫面。主要內(nèi)容是:強(qiáng)調(diào)以社會需求為驅(qū)動,以人為中心,以簡化為手段,以技術(shù)為支撐,以“盡善盡美”為目標(biāo)。主
張消除一切步產(chǎn)生附加價值的復(fù)活和資源, 以系統(tǒng)觀點出發(fā)將企業(yè)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(zhì)量的產(chǎn)品服務(wù),使企業(yè)獲得最大利潤和最佳應(yīng)變能力。5分析精益生產(chǎn)在我國的應(yīng)用前景答:6綜述我國學(xué)者提出現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的內(nèi)涵及發(fā)展趨勢答:現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)( ContemporaryIntegratedManufacturingSystem)是計算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段,在繼承計算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上,它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的相關(guān)思想的精華,從信息集成、過程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展,在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說,它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,通過計算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行,在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化,達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量優(yōu)、成本低的目的,進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性,使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。從集成的角度看,早期的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)側(cè)重于信息集成,而現(xiàn)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(kuò)展,除了信息集成外還實現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中的各種業(yè)務(wù)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(bǔ)的企業(yè)之間的集成階段。 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究范圍應(yīng)該介于國家攀登計劃和國家攻關(guān)計劃之間。與攀登計劃研究項目相比較,它更注重成果的應(yīng)用性,盡可能將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,并推動我國制造業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程;與國家攻關(guān)計劃相比較,它更注重解決我國制造業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵的共性問題、前瞻性問題和示范性問題。發(fā)展趨勢:(1)發(fā)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(dāng)前的企業(yè)內(nèi)部的信息集成和功能集成,發(fā)展到過程集成現(xiàn)企業(yè)問集成的階段((并行工程為代表)、并正在步入實步的發(fā)展與延伸、當(dāng)前和未來的研究重點是具有自律、智能化:它是制造系統(tǒng)在柔性化和集成化基礎(chǔ)上進(jìn)布、智能、仿生、敏捷、分形等特點的下一代制造系統(tǒng)。步的發(fā)展與延伸、當(dāng)前和未來的研究重點是具有自律、全球化:隨著網(wǎng)絡(luò)全球化、“市場全球化”、 “競爭全球化”、“經(jīng)營全球化”的出現(xiàn),許多企業(yè)正積極采用“全球制造和“網(wǎng)絡(luò)制造的策略虛擬化:在數(shù)字化基礎(chǔ)上 虛擬化技術(shù)的研究正在 迅速發(fā)展,虛擬化技術(shù)主要包括虛擬現(xiàn)實 ivR),虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)、虛擬制造(vM)和虛擬企業(yè)(vE)等。異地并行工程,異地設(shè)計加工集成,柔性可重組機(jī)敏捷化:正積極研究發(fā)展動態(tài)聯(lián)盟技術(shù),敏捷設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)器技術(shù)等,隊實現(xiàn)敏捷制造。異地并行工程,異地設(shè)計加工集成,柔性可重組機(jī)綠色化:包括綠色制造、環(huán)境意識的設(shè)計與制造生態(tài)工廠、清潔化生產(chǎn)等概念、它是全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn),是擺在現(xiàn)代制造業(yè)面前的一個嶄新課題。7比較并行工程與串行工程的區(qū)別,分析并行工程的運(yùn)行模式和功能特點答:競爭優(yōu)勢并行工程順序工程產(chǎn)品質(zhì)量較好在生產(chǎn)前即已注意到產(chǎn)品的制造問題設(shè)計和制造之間溝通不足,致使產(chǎn)品質(zhì)量無法達(dá)到最優(yōu)化生產(chǎn)成本由于產(chǎn)品的易制造性提咼了,生產(chǎn)成本較低新產(chǎn)品開發(fā)成本低,但制造成本可能較咼生產(chǎn)柔性適于小批量、多品種生產(chǎn)適于咼新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品適于大批量、單一品種生產(chǎn)適于較低技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)品創(chuàng)新較快速推出新產(chǎn)品,能從產(chǎn)品開發(fā)中學(xué)習(xí)及時修正的方法及創(chuàng)新意識,新產(chǎn)品投放市場快,競爭力強(qiáng)不易獲得最新技術(shù)以及市場需求變化趨勢,不利于產(chǎn)品創(chuàng)新
CE的運(yùn)行模式為:以信息柴驥程為基礎(chǔ),通過組織多學(xué)科的產(chǎn)品開發(fā)小組,利用各種計算機(jī)輔助手段,實現(xiàn)產(chǎn)品呢開發(fā)過程的集成,達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,提高企業(yè)競爭能力的目標(biāo)。CE的特性:(1)并行特性,把時間上有先后的作業(yè)活動轉(zhuǎn)變?yōu)橥驴紤]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(tǒng)看成是一個有機(jī)整體,各個功能單元都存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系,特別是有豐富的雙向信息聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)全局性的考慮問題;(3)協(xié)同特性,特別強(qiáng)調(diào)人們的群體協(xié)同作用;(4)玉樹特性,在設(shè)計變量之間的關(guān)系上,考慮產(chǎn)品設(shè)計的集合、工藝及工程實施上的各種相互關(guān)系的約束和聯(lián)系。8試闡述敏捷制造、虛擬公司、虛擬制造的內(nèi)涵答:敏捷制造就是指制造系統(tǒng)在滿足低成本和高質(zhì)量的同時,對變幻莫測的市場需求的快速反應(yīng),其敏捷能力應(yīng)當(dāng)反映在一下六個方面:(1)對市場的快速反應(yīng)能力;(2)競爭力;(3)柔性;(4)快速;(5)企業(yè)策略上的敏捷性;(6)企業(yè)日常運(yùn)作的敏捷性。敏捷制造的基本思想是通過把動態(tài)靈活的虛擬組織結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的柔性生產(chǎn)技術(shù)、高素質(zhì)的人員進(jìn)行全方位的集成,從而使企業(yè)能夠從容應(yīng)付快速變化和不可預(yù)測的市場需求。2)可虛擬制造是一種新的制造技術(shù),它以信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)為支持kzai產(chǎn)品設(shè)計或制造系統(tǒng)的物理實現(xiàn)之前,就能使人體會或感受到未來產(chǎn)品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài),從而可以做出前瞻性的覺得與優(yōu)化實施方案。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將從根本上改變現(xiàn)行的制造模式,對未來只奧業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,它的重大作用主要表現(xiàn)在:(1)運(yùn)用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素(人、主旨管理、物流、信息流、能量流)進(jìn)行全面仿真,使之達(dá)到了前所未有的高度集成,為現(xiàn)金制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更廣的空間,同時也推動了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步;(加深人們對生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認(rèn)識和理解,有利于對其進(jìn)行理論升華,更好地知道實際生產(chǎn),即對生產(chǎn)過程、只奧系統(tǒng)整體進(jìn)行優(yōu)化配置,推動生產(chǎn)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(shù)的應(yīng)用將加快企業(yè)人才的培養(yǎng)速度。虛擬公司是指利用網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星等高科技通信和流通技術(shù)組成的不受地域時空限制的經(jīng)營性組織。虛擬公司可能沒有辦公室,沒有組織,沒有系統(tǒng)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(yè)性的精英結(jié)構(gòu)和精英文化.它利用高信息技術(shù)手段,在全球范圍內(nèi)營造其軟性操作機(jī)構(gòu);每個地區(qū)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(qū)業(yè)務(wù)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(yīng)知識經(jīng)濟(jì)時代自身發(fā)展的需求,使低信息,低知識,低技術(shù)含金量的勞動密集型產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)淘汰掉,產(chǎn)業(yè).取而代之的是高信息,高知識,高技術(shù)含量的知識密集型產(chǎn)品和虛擬公司的管理特點是:產(chǎn)業(yè).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(guī)模定制生產(chǎn)方式的內(nèi)涵、特點答:大規(guī)模定制是一種集企業(yè)、客戶、供應(yīng)商、員工和環(huán)境于一體,在系統(tǒng)思想指導(dǎo)下,用整體優(yōu)化的觀點。充分利用企業(yè)已有的各種資源,在標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計方法、信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的支持下,根據(jù)客戶的個性化需求,以大批量生產(chǎn)的低成本、高質(zhì)量和效率提供定制產(chǎn)品和服務(wù)的生產(chǎn)方式 。MC的基本思路是基于產(chǎn)品族零部件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相似性、通用性,利用標(biāo)準(zhǔn)化模塊化等方法降低產(chǎn)品的內(nèi)部多樣性。增加顧客可感知的外部多樣性,通過產(chǎn)品和過程重組將產(chǎn)品定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)化或部分轉(zhuǎn)化為零部件的批量生產(chǎn),從而迅速向顧客提供低成本、高質(zhì)量的定制產(chǎn)品。大規(guī)模定制生產(chǎn)方式包括了諸如時間的競爭、精益生產(chǎn)和微觀銷售等管理思想的精華。其方法模式得到了現(xiàn)代生產(chǎn)、管理、組織、信息、營銷等技術(shù)平臺的支持,因而就有超過以往生產(chǎn)模式的優(yōu)勢,更能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)國際一體化的競爭局面。課本內(nèi)容復(fù)習(xí)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(chǎn)品的機(jī)械工藝過程或機(jī)械加工過程。廣義制造與狹義制造相比,制造的概念和內(nèi)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(yè)領(lǐng)域遠(yuǎn)非局限于機(jī)械制造,而是涉及機(jī)械、電子、化工、輕工、食品、軍工等國民經(jīng)濟(jì)的大量行業(yè)。在過程發(fā)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(chǎn)品設(shè)計、計劃控制、生產(chǎn)工藝過程、裝配檢驗、銷售服務(wù)和管理等產(chǎn)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(jìn)行測量,根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實物的 CAD模型的過程,是一個從樣品生成產(chǎn)品數(shù)字化信息模型,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)及生產(chǎn)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(shù)值; 3.刀具與機(jī)床的聯(lián)結(jié)界面結(jié)構(gòu)裝夾要牢靠,工具系統(tǒng)應(yīng)有足夠整體剛性;4.砂輪的磨料、結(jié)合劑、基體三者之間的結(jié)合強(qiáng)度要高。4就目前技術(shù)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(shù),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(shù),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(shù),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(fù)合加工等。5相比較普通機(jī)床,超精密加工機(jī)床的主軸部件和進(jìn)給系統(tǒng)有何具體的特點?主軸部件:主軸轉(zhuǎn)速高速化、高精度;一般采用柔性主軸,穩(wěn)定性好。更高的轉(zhuǎn)速發(fā)展;潤滑方式的突破;采用新的控制方法。進(jìn)給系統(tǒng):移動速度快,普遍采用直線伺服電機(jī)傳動技術(shù);在進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計上,采用了新方法、新理論;采用新結(jié)構(gòu)、新工藝;數(shù)字交流伺服系統(tǒng)及伺服電機(jī)將向高精度、更高的轉(zhuǎn)速發(fā)展;潤滑方式的突破;采用新的控制方法。6試簡述LIGA技術(shù)的原理原理:LIGA技術(shù)的機(jī)理是由深層的模板上的圖像被映射到一層光刻掩膜上,結(jié)構(gòu)的負(fù)體,在接下來的電鍍成形過程中,X原理:LIGA技術(shù)的機(jī)理是由深層的模板上的圖像被映射到一層光刻掩膜上,結(jié)構(gòu)的負(fù)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(zhì)中。工具電極由自動進(jìn)給調(diào)節(jié)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(dāng)脈沖電壓加到兩極之間,便將當(dāng)時條件下極間最近點的液體介質(zhì)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(qū)域產(chǎn)生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發(fā),以致形成一個小凹坑。第一個脈沖放電結(jié)束后,經(jīng)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(fù)始高頻率地循環(huán)下去,工具電極不斷地向工件進(jìn)給,它的形狀最終就復(fù)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(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導(dǎo)電材料;加工時無明顯機(jī)械力;脈沖參數(shù)可依據(jù)需要調(diào)節(jié),可在同一臺機(jī)床上進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工;電火花加工后的表面呈現(xiàn)的凹坑,有利于貯油和降低噪聲;生產(chǎn)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(dǎo)致電極損耗,影響成形精度。8試簡述并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床技術(shù)的原理、特點原理:這種機(jī)床由并聯(lián)桿系構(gòu)成,通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動。特點:(1)優(yōu)點:機(jī)床機(jī)構(gòu)簡單;機(jī)床適應(yīng)性強(qiáng);機(jī)床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,剛度高;機(jī)床動態(tài)性能好;機(jī)床精度高;機(jī)床經(jīng)濟(jì)性好;機(jī)床通用性、模塊化程度高。(2)缺點:控制復(fù)雜;機(jī)床工作空間相對于機(jī)床所占尺寸小;相關(guān)理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究不夠成熟。9分析FMS結(jié)構(gòu)組成、特點FMS結(jié)構(gòu)組成:加工系統(tǒng)、自動化物料儲運(yùn)系統(tǒng)和計算機(jī)控制的信息系統(tǒng)。特點是:高效率、高質(zhì)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(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的一系列工作方法和技術(shù)的總和。特種加工技術(shù):利用電、化學(xué)、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(shù): 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(tǒng)的制造技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和自動化技術(shù)相結(jié)合,采用多學(xué)科團(tuán)隊和并行過程的集成方法,將串行過程并行起來,在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段全面考慮生命周期中的各種因素,力爭使產(chǎn)品開發(fā)能夠一次獲得成功,從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品成本的過程。柔性制造系統(tǒng): 只用可編程、多功能的數(shù)字控制設(shè)備更換剛性自動化設(shè)備;用易編程、易修改、易擴(kuò)展、易更換的軟件控制
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