现代制造技术1

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1、以下答案仅供参考，如有错误，概不负责1.现代（或先进）制造（工艺）技术的概念、特点、例子。1.1 现代制造工艺定义:先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展 后所形成的工艺技术，包括常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的 新型加工方法。 特点：先进制造工艺的特点可用先进性、实用性和前沿性来概括 1 先进制造工艺的先进性主要表现在优质、高效、低耗、洁净、灵活（柔性 五个方面。 2 先进制造工艺的实用性主要表现在两个方面。一是应用普遍性，二是经济 适用性。 3 先进制造工艺的前沿性主要表现在：先进制造工艺是高新技术产业化或传 统工艺高新技术化的结果，它们是制造工艺研究最为活跃的前沿领域

2、。 例子：超高速切削技术、高效磨削技术、精密和超精密加工技术、微细加工 技术、快速制造技术。 1.2 先进制造技术概念：先进制造技术就是指集机械工程技术、电子技术、 自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。 现代制造技术的特点：1）现代制造技术研究的范围更广泛，涵盖了从产品 设计、加工制造到产品销售、使用、维修和回收的整个生命周期；2）现代制造 过程呈多学科、多技术交叉以及系统化集成的发展态势；3）现代制造技术的基 础是优质、高效、低耗、无污染或少污染的加工工艺，在此基础上形成了新的 先进的加工工艺技术；4）现代制造技术从单一目标向多元目标转变；5）现代 制造技术从

3、物质流和能源流为要素的传统制造观向这以信息流、物质流和能源 流为要素的现代制造观转变，并且信息流在制造系统中的地位超过了物质流和 能源流；6）现在制造技术特别强调以人为本，强调组织、技术与管理的集成。 例子：特种加工、虚拟制造、并行工程、CIMS、FMS 等 2.现代设计技术的特点及其概念 现代设计技术：是指运用现代设计理论、技术、方法和科学知识、按照产品 功能要求制定设计方案并付诸实施的技术。 现代设计技术的特点：设计范畴扩展化;设计手段计算机化;设计过程并行化; 设计过程智能化;设计手段拟实化;设计手段精确化;多种手段综合运用;强调产品 环保性;强调产品宜人性;强调用户参与;强调设计阶段质

4、量控制;产品全寿命周期 最优化。 3.先进加工技术的特点（特种加工） 。激光加工的特点。精密加工/超精密加工 概念、原理、特点、及其发展趋势。 特种加工：是一种利用化学能，电能，声能，机械能以及光能和热能对金属 或非金属材料进行加工的方法。 特种加工原理：其工作原理不同于传统的机械切削方法，即加工过程中共建 与所用工具之间没有明显的切削力，工具材料的硬度也可以低于工件材料的硬 度。 先进加工技术的特点：1）不使用机械能，与加工对象的机械性能无关，如 激光加工。2）非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不 接触，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及

5、弹性元件得以加工 ；3）微细加工，工件表面质量高 ；4）不存 在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，其热应 力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好； 激光加工的特点 ：1）由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其 移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的；2）它可以对多种金属、非金 属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料；3）加工工件表面 质量高，对加工材料的热影响区小，工件基本上不产生变形；4）加工速度快， 效率高，且无污染。 精密加工与超精密加工的概念：精密加工指的是加工精度为 30.3m Ra0.30.03 m，表面粗糙度为 Ra0.1

6、0.01um 的加工技术；超精密加工是指被 加工零件的尺寸精度 0.30.03m，表面粗糙度 Ra0.30.005 m，以及所用 机床定位精度的分辨率和重复性高于 0.01m 的加工技术。 原理：超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具 有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光 洁度的加工过程。 发展趋势：从制造工件的毛坯、从接近零件形状向直接制成工件的方向发展； 向更高精度、更高效率方向发展；向大型化、微型化方向发展；向加工检测一 体化方向发展；机床向多功能模块化方向发展；不断探讨适合于超精密加工的 新原理、新方法、新材料。 作用：精密，超精密

7、加工技术是提高几点产品性能、质量、工作寿命和可靠 性，以及节材节能的重要途径。 关键技术：精密加工机床，金刚石刀具，精密切削机理，稳定的加工环境， 误差补偿，精密测量技术。 4.CAX 技术（有哪些 CAX、基本概念、它们之间的区别） 集成技术（三种集成方法：开发专用接口、基于中间文档、数据库） CAX 即为计算机辅助技术，是计算机辅助工程类软件的总称。通常包括：通 常包括 CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT、PDM、PLM。其中以 4C(CAD、CAE、CAPP、CAM)为核心成员。基本概念：CAD 即计算机辅助设计。它利用计算机及其图形设备帮助设计人 员进行设计工作。在工程和产品设计

8、中，通过计算机帮助设计人员担负计算、 信息存储和制图等项工作; CAE 计算机辅助工程。用计算机辅助求解复杂工程和 产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑 性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析 方法; CAPP 计算机辅助工艺过程设计。CAPP 是指借助于计算机软硬件技术和支 撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械 加工工艺过程; CAM 计算机辅助制造。CAM 的核心是计算机数值控制(简称数控)， 是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统，是利用计算机来进行生产设备 管理控制和操作的过程。 区别：CA

9、D 的主要任务是表达，输入的是设计概念，输出的是结构化图形及 其约束参数；CAE 主要任务是计算，输入的是结构化图形及工作参数，输出的 是数值及其变化趋势；CAPP 主要任务是固化转换，结构化图形及其约束参数， 输出的是流程和代码；CAM 主要任务是数控：输入的是结构化图形及其约束参 数和流程代码，输出的是设备的驱动程序和状态报告。可以看出 CAD、CAE、CAPP、CAM 各司其职，任务可能会有所重叠，但它们共同完成产品从设计到生产的整个流程。 5.现代制造技术、现代制造技术与现代制造系统之间的关联 先进制造技术概念：先进制造技术就是指集机械工程技术、电子技术、自动 化技术、信息技术等多种技

10、术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。 现代制造系统是由众多的要素和子系统构成的有机整体，制造系统是一个输 入制造资源（原材料、能源）等通过制造过程而输出产品（包括半成品）的输 入输出系统，是一个以人群为主的人机系统。由此可见，把先进制造技术的 各个组成技术集成在一起进行科学的管理，构成了先进制造系统。 6.并行工程，再制造、再设计的相关知识（例如绿色制造/设计相关的概念） 并行工程的定义：并行工程是对产品设计及其相关过程（包括制造过程和支 持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。 并行工程的特征：1）并行特征；并行工程是把时间上有先后作业过程转变 为同时考虑，尽可能的同时处理和

11、并行处理的过程；2）整体特征：并行工程是 将制造系统看成是一个有机整体，各个功能单元都存在着不可分割的内在联系， 特别是富有的双向信息联系；3）协同特征：并行工程强调人们的群体协同作用， 包括产品全生命周期的有关部门人员组成的小组或是小组群协同工作；4）集成 特征：并行工程的计策很难过包括信息集成、功能集成、技术集成和人员集成。再制造与再设计：再制造工程是以产品全寿命周期理论为指导，以提升废旧 产品性能为目标，以优质、高效、节能、环保为准则，以先进技术和产业化生 产为手段，修复、改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称。再设计 是指在设计与施工完成后,对已使用设计作品进行重新考察评估, 寻

12、找由于功能 变更而产生的新需求或设计过程与施工过程的不完善而产生的问题, 并对其进 行再次设计。 绿色制造/设计的概念：绿色制造的定义：在满足产品功能、质量和成本等 要求的前提下，系统考虑产品开发制造及其活动对环境的影响，是产品在整个 生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。这种综合考虑了产品制 造特性和环境特性的先进制造模式称为绿色制造。 绿色设计：又称为面向环境的设计（DFE） 。指的是在产品及其生命周期全过 程的设计中，充分考虑到对资源环境的影响，使产品及其制造过程对环境的总 体影响和资源的消耗减少到最小。 绿色制造的优点：工厂环境更趋于安全、清洁，工人健康得到保护，后续处 置费

13、用减少，产品质量提高，生产效率提高和具有良好的公众形象。 7.有关 PDM 与 MRP、MRP2、ERP 之间的关系 PDM 的定义：PDM 的中文名称为产品数据管理。是一门用来管理所有与产 品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD 文件、结构、权限信息等)和所有 与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。 MRP 概念：MRP 是在产品结构的基础上，运用网络计划原理，以每个物料 为计划对象，以完工日期为时间基准倒排计划，按提前期长短区别各个物料下 达计划时间的先后顺序。 MRPII 是一个围绕企业的基本经营目标，以生产计划为主线，对企业制造的 各种资源进行统一计划和控制的有效系统。也是

14、企业、物流、信息流和资金流 并使之畅运的动态反馈系统。 ERP 的概念：是建立在信息技术的基础上，利用现代企业的先进管理思想，全面地集成了企业的所有资源信息，并为企业提供决策、计划、控制 与经营负 债评估的全方位和系统化的管理平台。 他们之间的关系：MRP 主要是物料信息的集成，MRP II 面向的是企业的物料 /资金信息的集成，而 ERP 则是面向供需链，即需求市场/制造企业/供应市场的 信息集成。可见，MRP、MRP2、ERP 是层层扩展的关系，是发展与包罗，并不 是取代与否定的关系。PDM 的服务对象主要是工程设计的需要，即将 CAX 信息 化孤岛集成起来。而 ERP 主要服务对象是生产

15、制造，源于制造业的经营与生产 活动的管理，包括经营、生产、物料需求的计划与制造资源的需求计划的管理。 PDM 及 MRP 都具有管理软件的性质，只不过 MRP 管理具体的制造信息，而 PDM 管理 MRP 产生的数据；PDM 及 MRP 都具有缩短生产周期、降低制造成本 之功效，但一个注重宏观，一个侧重微观。 8.先进制造技术的哲理，第一代 CIMS 概念，以及与 FMS（柔性制造系统）之间 的区别。 CIMS 即计算机集成制造系统，基本思想是借助于计算机技术、现代系统管 理技术、现代制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术，将制造过程 中有关的人、技术和经营管理三要素有机集成，通过信息共

16、享以及信息流与物 流的有机集成实现系统的优化运行。CIMS 发展的三个阶段：信息集成化，过程 集成化，企业间集成化。 CIMS 的构成：四个功能子系统和两个支撑系统：工程设计自动化子系统、 管理信息子系统、制造自动化子系统、质量保证子系统，以及计算机网络子系 统和数据库子系统两个支撑系统。 两者区别： FMS 的经济性太差并忽略了人在制造系统中的核心作用。20 世 纪 90 年代以来，CIMS 提出以人为中心的 CIMS 的思想，并进一步的将并行工程、 精益生产、敏捷制造、智能制造和企业重组等新思想、新模式引入 CIMS。由此 可见，两者区别一是如何对待人在系统中的作用，另外 CIMS 更强调集成性， FMS 更强调加工的可变性，即系统能根据不同的产品迅速调整以适应市场的变 化。 9.开发制造系统的可重构（将产品或平台构件化/组件化） ，可重构系统的特点。可重构制造系统是指能够通过对制造系统结构及其组成单元进行快速重组或 更新，及时调整制造系统的功能和生产能力，以迅速响应市场变化及其它需求 的一种制造系统。其核心技术是系统的可重构性，即利用对制造设备及其模块