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1、第一章：1、制造的概念狭义：为机电产品的机械加工工艺过程广义：国际生产工程学会1990年： 制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。2、四次产业革命一、 第一次产业革命：1733-18781）又称为：蒸汽革命。2）产业革命的标志：瓦特发明的蒸汽机。3）英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明4）制造业和瓦特的发明推动了热力学理论的诞生。二、第二次产业革命：1879-19451）又称为：电气革命。2）产业革命的标志：电灯（爱迪生）、电话（贝尔）、电机（西门子）等电气化产品。3）制造业肇始了电的应用，而后才有麦克斯韦电动
2、力学理论的诞生。4）麦克斯韦电动力学理论推动了20世纪初开始的无线电、微波、雷达、合成孔径、微波成像、卫星通信、宇宙微波探测等技术的发展。5）牛顿力学和电动力学又为量子力学的发展指引了道路，导致了量子场论的创立。三、第三次产业革命：1945-19721）又称为：电子（原子）革命。2）产业革命的标志：原子弹（1945）、电子计算机（1946）、晶体管（1948）、集成电路、微电子技术等。3）微电子制造技术开创了全新的信息时代。四、第四次产业革命：1973-1）又称为：高新技术产业革命。2）产业革命的标志：众多高新技术产品，如微电子产品、电脑、新一代通信产品、新一代汽车、磁悬浮列车、新一代飞机、机
3、器人、生物工程产品、新一代药物、绿色食品、转基因产品等等。3）微器件制造工艺，如拉单晶、掺杂、扩散、离子注入、外延、溅射、化学沉积（CVD）、光刻、表面贴装、自动化组装、进而到纳米器件制造工艺将把高新技术产业革命推向顶峰。3、先进制造技术的概念、体系结构、学科内容课本P12第二章：1、现代设计的概念 现代设计：现代产品设计强调全生命周期设计，即产品设计是一个“设计-评价-再设计”的反复迭代过程。在产品的整个生命周期中，设计定型并不意味着设计工作的结束，只要产品还在生产和销售，就必将反馈大量的用户信息和生产制造信息，并要求对产品不断进行修改。因此，设计贯穿于产品的整个生命周期。 现代设计技术：现
4、代设计技术是以满足市场产品质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多学科方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。2、现代设计的体系结构n 基础技术 传统的设计理论与方法，特别是运动学、静力学与动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的基本原理与方法等方面。n 主体技术 计算机科学与计算机辅助技术（如计算机辅助设计、智能CAD（Intelligent CADICAD）、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等）n 支撑技术 设计方法学、产品的可信性设计技术及设计试验技术所提供的多种理论
5、与方法及手段的支撑。n 应用技术 针对实用目的解决各类具体产品设计领域的技术，如机床、汽车、工程机械、精密机械的现代设计内容，可以看作是现代设计技术派生出来的丰富多彩的具体技术群。 3、计算机辅助设计的关键技术1 几何造型技术2 主模型技术与相关性设计3 CAD与其它CAX系统的集成技术4 标准化技术4、有限元单元类型 板（壳单元）单元： 三角形、四边形单元薄板：实际结构的板的边长板厚的510倍。 壳：圆筒、球、椭圆等的曲面板状结构。外径（R）与板厚（t）比R/t5即视为壳。 实体单元：六面体、五面体、四面体 轴对称单元分别采用轴对称梁单元和轴对称板单元。 刚体（Rigid）单元 质量单元 弹
6、簧单元 阻尼单元 间隙单元 焊接单元5、有限分析的步骤n 前处理n 几何模型n 网格模型n 单元、材料特性n 约束条件n 载荷条件n 求解n 选择分析类型，确定求解软件n 后处理n 输出结果：应力、应变、变形、温度等，进行评价6、有限元分析、CAE的主要工具软件系统课本P41手写7、反求工程的概念、分类、测量系统、软件工具n 逆向工程(Reverse Engineering,RE)：由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，得到其三维轮廓数据，配合反求软件进行曲向重构，并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进行快速成型或CNC数控
7、加工。n 逆向工程技术: “将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称.逆向工程分类n (1)实物逆向：在已有实物条件下，通过试验、测绘和分折，提出再创造的关键；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质、精度、使用规范等多方面的逆向。实物逆向对象可以是整机、部件、组件和零件。n (2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向中有三类情况：1)既有实物，又有全套技术软件；2)有实物而无技术软件；3)无实物，仅有全套或部分技术软件。n (3)影像逆向：无实物，无技术软件，仅有产品相片、图片
8、、广告介绍、参观印象和影视画面等，要从其中去构思、想象来逆向，称为影像逆向，这是逆向对象中难度最大的。影像逆向本身就是创新过程。目前还未形成成熟的技术。一般要利用透视变换和透视投影形成不同透视图，从外形、尺寸、比例和专业知识，去琢磨其功能和性能，进而分析其内部可能的结构。逆向工程测量系统n 接触式测量 根据测头的不同，可分为触发式和连续式。 如三坐标测量机 n 非接触式测量 根据原理的不同，可分为三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法、CT测量法、MRI测量法、超声波法和层析法等。 三坐标测量机，逐点扫描，速度慢。Imageware是著名的逆向工程软件8、绿色设计、绿色产品的
9、概念，与普通产品的不同n 绿色产品（Green product , GP），又称环境协调产品（Environment Conscious Product，ECP）。可这样定义：GP就是在其生命周期全过程中，符合特定的环保要求，对生态环境无害或危害很小，资源利用率很高，能源消耗低的产品。绿色设计n 绿色设计（Green Design，GD）又称生态设计（Ecological Design，ED），环境设计（Design for Environment，DFE）等。可这样定义：绿色设计是在产品的整个生命周期内（设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理），着重考虑产品的环境属性（自然资源的利用、
10、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。9、绿色设计的材料选择原则绿色设计的材料选择原则：n 1、减少所用材料种类。Whirlpool公司把包装材料从20种减少到4种，处理废物的成本下降了50以上，材料成本降低，性能提高。n 2、减少在加工过程中对环境产生负面影响的材料。（能源）n 3、选用易回收材料或能再生材料。美国设计师利用再生材料制成的双层波纹板代替木板制成包装用托架，与同强度木材比重量减轻3/4，节约了木材资源和运输成本，且能循环处理利用。（塑料 /铝）n 4、选
11、用废弃后能自然分解并能为自然界吸收的材料。如废弃后能在光合作用或生化作用下自然分解的塑料制品包装材料。n 5、尽可能选择无毒、无害的材料。10、可拆卸性设计和可回收性设计的原理 （影响因素？设计准则？）第三章1、柔性制造技术的分类1.柔性制造单元 2.柔性制造系统3.柔性制造线4.柔性制造工厂2、柔性的含义1设备柔性：指制造系统中能加工不同类型零件所具备的转换能力，其中包括刀具转换、夹具转换等。 2工艺柔性：能以多种工艺方法加工某一零件组的能力。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。 3工序柔性：能自动改变零件加工工序的能力。 4路径柔性：能自动更变零件加工路径。如遇到系统中某台设备的故障,能自动将
12、工件转换到另一台设备上加工。可以根据负荷,自动改变加工路线,提高利用率,减少等待时间。 5产品柔性：产品改变时能经济、迅速的转产。 6批量柔性：能在不同批量下运行都能获取经济效益。 7扩展柔性：能根据生产的需要组建和扩展生产能力。3、柔性制造系统的组成，加工系统的机床配置形式、加工系统的组成、物料运储系统的分类和构成一个柔性制造系统一般可概括为由下列三个部分组成，一是可编程控制的加工系统，二是自动化的物料储运系统，三是计算机控制系统。FMS机床配置形式n FMS中机床设备的配置有互替式、互补式及混合式多种形式n 所谓互替式就是指纳入FMS中的机床是可以互相代替的。从系统的输入和互替式配置的机床
13、输出的角度来看，互替式机床之间是一种并联关系，工件可随机输送到系统中任何一个恰好空闲的工位进行加工，若某一工作台发生故障，系统仍能维持正常的工作。n 所谓互补式配置就是纳入系统的机床是相互补充的，各自完成某特定的工作，各机床之间不能相互代替，工件在一定程度上必须按照顺序经过各加工工位。n 鉴于互替式和互补式配置的各自特点，现有FMS大多采取互替机床和互补机床的混合使用形式。加工系统 由两台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元、工业机器人及其它加工设备所组成，例如测量机、清洗机、动平衡机或各种特种加工设备等，用以完成多种工序的加工。自动物料系统机器人及机械手储存设备运输设备物料进出站自重输送传
14、送带运输小车立体仓库托盘站刀具库工业机器人通用机械手专用机械手堆垛起重机AGV架空单轨小车牵引/有轨小车步伐式链带式辊轮式履带式滚导滑导4、虚拟制造的概念、分类、特点虚拟制造：Virtual Manufacturing, VM，是国际上近年来提出的一项新型制造技术，就是利用仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络支持下，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预测产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检测等，并进行过程管理和控制。分为以设计为中心的虚拟制造Design-centered VM，如虚拟样机；以生产为
15、中心的虚拟制造Production-centered VM；以控制为中心的虚拟制造Control-centered VM，其实现工具为虚拟仪器 虚拟制造的特点与实际制造相比较，虚拟制造的主要特点是：n 1)无需制造实物样机就可以预测产品的性能，在计算机上对虚拟模型进行产品设计、制造、测试，甚至设计人员或用户可“进入”虚拟的制造环境检验其设计、加工、装配和操作，而不必依赖于传统原型样机的反复修改。n 2)可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一个产品模型上同时工作，相互交流，信息共享，减少大量的文档生成及其传递的时间和误差，从而使产品开发以快捷、优质、低耗来响应市场变化。n 3)提供关键的设计和管理决策对生产成本、周期和能力的影响信息，以便正确处理产品性能与制造成本、生产进度和风险之间的平衡，作出正确的决策。n 4)提高生产过程的开发效率，可以按照产品的特点优化生产系统的设计。n
