專(zhuān)升本機(jī)械工程及自動(dòng)化數(shù)字化設(shè)計(jì)

1、xx 大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育課程考試大作業(yè)請(qǐng)于 11 月 10 日前提交考試科目:數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)一、大作業(yè)題目（內(nèi)容）：一、參照大凡系統(tǒng)的性能，對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造來(lái)說(shuō)，其主要性能及能力要求有哪些？ （10 分 ）答：參照大凡系統(tǒng)的性能，對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造來(lái)說(shuō)，其主要性能及能力要求包括以下幾方面： 1）安定性。安定性是指在正常情況下，系統(tǒng)保持其安定狀態(tài)的能力。2）集成性。集成性指系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，能協(xié)同工作。3）靈敏性。靈敏性指系統(tǒng)對(duì)環(huán)境或輸入條件變化及不確定性的適應(yīng)能力，對(duì)內(nèi)外各種變化能快速響應(yīng)、快速重組的能力。單件、多品種、小批量是市場(chǎng)對(duì)現(xiàn)代產(chǎn)品研制的基本生產(chǎn)要求。4）制造工程信息的主動(dòng)共

2、享能力。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造中零件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和工裝設(shè)計(jì)等過(guò)程的集成和并行協(xié)同要求信息能同步傳遞，這種信息共享方式稱(chēng)為 “信息主動(dòng)共享”。5）數(shù)字仿真能力。數(shù)字仿真能力指系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品制造中涉及的諸多問(wèn)題進(jìn)行虛擬仿真的能力。6）支持異構(gòu)分布式環(huán)境的能力。無(wú)論從例外類(lèi)型設(shè)備聯(lián)網(wǎng)還是從數(shù)據(jù)管理考慮，或是從面向全生命周期的零件信息模型考慮，均需對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的綜合規(guī)劃與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分布性與統(tǒng)一性的協(xié)調(diào)。7）擴(kuò)展能力。系統(tǒng)的擴(kuò)展是通過(guò)軟件工具集的擴(kuò)展來(lái)實(shí)現(xiàn)的。二、什么是參數(shù)化設(shè)計(jì)？請(qǐng)說(shuō)明參數(shù)化設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的意義。 （10 分 ）答：參數(shù)化設(shè)計(jì)一船是指設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)形狀基本不變，而用一

3、組參數(shù)來(lái)約定尺寸關(guān)系。參數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯式對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受尺寸驅(qū)動(dòng)，因此參數(shù)的求解較簡(jiǎn)單。意義：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)約束滿(mǎn)足問(wèn)題，即由給定的功能、結(jié)構(gòu)、材料及制造等方面的約束描述，經(jīng)過(guò)反復(fù)迭代、不斷修改從而求得滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的解的過(guò)程。除此之外，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常碰到這樣的情況： 許多零件的形狀具有相似性，區(qū)別僅是尺寸的例外； 在原有罕件的基礎(chǔ)上做一些小的改動(dòng)來(lái)產(chǎn)生新零件； 設(shè)計(jì)經(jīng)常需要修改。這些需求采用傳統(tǒng)的造型方法是難以滿(mǎn)足的，大凡只朗從頭建模。參數(shù)化方法提供了設(shè)計(jì)修改的可能性。三、CAPP系統(tǒng)由哪些基本部分組成？(10分)答：傳統(tǒng)的CAPP系統(tǒng)通常包括三個(gè)基本組成部

4、分，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入、 工藝決策、產(chǎn)品工藝信息輸出。1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入：工藝規(guī)劃所需要的最原始信息是產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息。2工藝決策：所謂工藝決策，是指根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)信息，利用工藝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，參考詳盡的制造資源條件，確定產(chǎn)品的工藝過(guò)程。3產(chǎn)品工藝信息輸出四、數(shù)字化制造體系下的制造計(jì)劃系統(tǒng)有哪些？ (10 分)答：數(shù)字化制造體系下的制造計(jì)劃系統(tǒng)主要有 MRP計(jì)劃系統(tǒng)、JIT(Just ln Time)計(jì)劃系統(tǒng)、TOC(Theory of Constraint)+劃系統(tǒng)和 APS(Advanced Planning System計(jì)劃系統(tǒng)四個(gè)主要流派，各自蘊(yùn)含的原理和方法均有所例外 .1. MRP計(jì)

5、劃系統(tǒng)：物料需求計(jì)劃系統(tǒng)是一種將庫(kù)存管理和生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合在一起的計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)。2. JIT計(jì)劃系統(tǒng)：顧名思義，JIT計(jì)劃系統(tǒng)的核心 思想是在需要的時(shí)候才去生產(chǎn)所需要的品種和數(shù)量，不要多生產(chǎn)，也不要提前生產(chǎn)。3. TOC計(jì)劃系統(tǒng)：約束理論(TOC羽指導(dǎo)思想實(shí)質(zhì)上是尋求系統(tǒng)的關(guān)鍵約束 點(diǎn)，集中精力優(yōu)先解決主要矛盾。TOC計(jì)劃系統(tǒng)，首先確定瓶頸工序和瓶頸資 源，編制產(chǎn)品關(guān)鍵件生產(chǎn)計(jì)劃，在確認(rèn)關(guān)鍵件的生產(chǎn)進(jìn)度的前提下，再編制非關(guān)鍵件的生產(chǎn)計(jì)劃。4. APS高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)系統(tǒng)：高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)系統(tǒng)APS是進(jìn)行無(wú)限能力計(jì)劃的應(yīng)用系統(tǒng)，它是基于約束理論，通過(guò)事先定義的規(guī)則，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行排產(chǎn)的過(guò)

6、程。五、為什么 PDM 系統(tǒng)適合作為數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造的集成框架？(10 分)答：(1)它支持異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境，包括例外的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與共享，提供單一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置為核心，把與產(chǎn)品有關(guān)的所有信息組合在一起，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)信息的統(tǒng)一有用管理。（2）PDM 能便當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用工具的封裝，便于有用地管理應(yīng)用工具產(chǎn)生的信息，提供應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息傳遞與交換平臺(tái)。（3）它可以提供過(guò)程管理與監(jiān)控，為并行工程中的過(guò)程集成提供了必要的支持。六、數(shù)控機(jī)床的控制方式有哪些？ （10 分 ）答：（1）點(diǎn)位控制：只控制機(jī)床移動(dòng)部件的終點(diǎn)位置，而不管移動(dòng)軌跡如何，并且在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行

7、切削。（2）直線(xiàn)切削控制：除了控制運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)與終點(diǎn)的確鑿位置外，還要求刀具運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線(xiàn)，并能控制刀具按照給定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削加工。（3）持續(xù)切削控制：又稱(chēng)輪廓控制，能夠?qū)Φ毒吲c工件的相對(duì)移動(dòng)軌跡和速度進(jìn)行持續(xù)控制，并在移動(dòng)時(shí)進(jìn)行切削加工，可以加工任意斜率的直線(xiàn)、圓弧和曲線(xiàn)。七、FMS的柔性有哪些詳盡表現(xiàn)？（10分）答：（1）機(jī)床的柔性：FMS中機(jī)床通常為CNC機(jī)床或加工中心，可通過(guò)配 置相應(yīng)的刀具，夾具，托盤(pán)，NC程序等，完成給定零件族中任一零件的加工。（ 2）加工柔性：FMS 能夠以多種流程加工一組類(lèi)型、材料例外的零件，即使同一類(lèi)型的零件也可采用例外的加工手段與方法。（3）零件工藝路

8、線(xiàn)的柔性：FMS在加工零件過(guò)程中出現(xiàn)局部故障時(shí)，能迅速選擇新的加工路線(xiàn)并繼續(xù)加工，以保證零件按期交付。（ 4）擴(kuò)展柔性：FMS 系統(tǒng)在需要時(shí)能夠便當(dāng)?shù)亍⒛K化地?cái)U(kuò)展其規(guī)模，并且擴(kuò)展的部分能與原有部分完全融合，形成一個(gè)新的整體。（ 5）生產(chǎn)柔性：FMS 能夠生產(chǎn)各類(lèi)零件。八、綜述題：為什么說(shuō)數(shù)字化是制造技術(shù)創(chuàng)新的基本手段？ （30 分）答：從手工作業(yè)使用圖板到計(jì)算機(jī)二維繪圖和NC加工，從三維設(shè)計(jì)到數(shù)字樣機(jī)，由數(shù)字化工藝過(guò)程設(shè)計(jì)到數(shù)字化制造、虛 擬制造，從CAD應(yīng)用到數(shù)字化企業(yè)(DigitalEnterprise)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的制造發(fā)生 了質(zhì)的變革。數(shù)字化程度已經(jīng)成為衡量設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平的嚴(yán)重標(biāo)志。實(shí)踐表明，數(shù)字化技術(shù)是縮短產(chǎn)品研制周期、降低研制成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有用途徑，是建立現(xiàn)代產(chǎn)品快速研制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在優(yōu)秀制造技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，有四項(xiàng)技術(shù)具有里程碑的性質(zhì)，分別是