中南大學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)試題及答案

1、中 南 大 學(xué) 網(wǎng) 絡(luò) 教 育 課 程 考 試先進(jìn)制造技術(shù)試題 （本試題頁不上交）注意事項(xiàng)：1.答卷可采取打印或手寫方式在A4打印紙上完成。如果手寫，必須字跡工整，以便老師批閱；月2日18: 00之前交學(xué)習(xí)中心；3.下載標(biāo)準(zhǔn)答卷模版。試題：一、簡述先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)有哪些？（15分）二、車削中心應(yīng)具有哪些特征，其工藝范圍是什么？（15分）三、什么是智能制造系統(tǒng)？為什么說智能制造是影響未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。（15分）四、試闡述立體光刻技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。（20分）五、鋼鐵行業(yè)環(huán)保問題已經(jīng)越來越成為被注重和研究的熱點(diǎn)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫一篇主題為“綠色制造在鋼鐵工業(yè)中如何應(yīng)用”的

2、短文，要求字?jǐn)?shù)不少于500字。（35分）中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試先進(jìn)制造技術(shù)答卷本人承諾：本試卷確為本人獨(dú)立完成，若有違反愿意接受處理。簽名學(xué)號 專業(yè)學(xué)習(xí)中心一、簡述先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)有哪些？（15分）答：先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)：1 .實(shí)用性。先進(jìn)制造技術(shù)是一項(xiàng)面向工業(yè)應(yīng)用，具有很強(qiáng)實(shí)用性的新技術(shù)。從先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展過程， 從其應(yīng)用于制造全過程的范圍，特別是達(dá)到的目標(biāo)與效果，都反映這是一項(xiàng)應(yīng)用于制造業(yè)，對制造業(yè)、對 國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展可以起重大作用的實(shí)用技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展有明確的需求導(dǎo)向的特征；先進(jìn)制造技 術(shù)不是以追求技術(shù)的高新為目的，而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果，以提高效益為中心，以提高企業(yè)的

3、競爭 力和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長和綜合實(shí)力為目標(biāo)。2 .綜合性技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)和學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界線逐漸淡化甚至消失，技術(shù) 趨于系統(tǒng)化、集成化、已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新型交叉學(xué)科。3 .系統(tǒng)性。一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)生往往要系統(tǒng)地考慮到制造的全過程，從全局出發(fā)、系統(tǒng)地考慮問題。4 .動態(tài)發(fā)展的技術(shù)。由于先進(jìn)制造技術(shù)本身是在針對一定的應(yīng)用目標(biāo)，不斷地吸收各種高新技術(shù)逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術(shù)，因而其內(nèi)涵不是絕對的和一成不變的。反映在不同的時(shí)期，先進(jìn)制造技術(shù)有其自身的 特點(diǎn)和內(nèi)容。5 .面向全球競爭。隨著世界自由貿(mào)易體制的進(jìn)一步完善，以及全球交通運(yùn)輸體

4、系和通信網(wǎng)絡(luò)的建立，制造 業(yè)將形成全球化與一體化的格局，新的先進(jìn)制造技術(shù)也必將是全球化的模式。二、車削中心應(yīng)具有哪些特征，其工藝范圍是什么？（15分）答：一、車削的工藝特點(diǎn)1、易于保證工件各加工面的位置精度a例如易于保證同軸度要求，利用卡盤安裝工件，回轉(zhuǎn)軸線是車床主軸回轉(zhuǎn)軸線利用前后頂尖安裝工件，回轉(zhuǎn) 軸線是兩頂尖的中心連線b易于保證端面與軸線垂直度要求由橫溜板導(dǎo)軌，與工件回轉(zhuǎn)軸線的垂直度2切削過程較平穩(wěn)避免了慣性力與沖擊力，允許采用較大的切削用量，高速切削，利于生產(chǎn)率提高。3適于有色金屬零件的精加工。有色金屬零件表面粗糙度大Ra值要求較小時(shí)，不宜采用磨削加工，需要用車削或銃削等。用金剛石車刀

5、進(jìn)行精細(xì)車時(shí)，可達(dá)較高質(zhì)量。4刀具簡單車刀制造、刃磨和安裝均較方便。二、車削的應(yīng)用在車床使用不同的車刀或其他道具，可以加工各種問轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、螺紋、溝槽、端面和成形面等，加工精度可達(dá)IT8 IT7 ,表面粗糙度 Ra值為，車削常用來加工單一軸線的零件，如直軸和一般盤、套類零件等。若改變工件的安裝位置或?qū)④嚧策m當(dāng)改裝，還可以加工多軸線的零件（如曲軸、 偏心輪等）或盤形凸輪。單件小批生產(chǎn)中，各種軸、盤、套等類零件多選用適應(yīng)性廣的臥式車床或數(shù)控車床進(jìn) 行加工；直徑大而長度短（長徑比）的大型零件，多用立式車床加工。成批牛產(chǎn)外形較復(fù)雜，具有內(nèi)孔及螺紋的中小型軸、套類零件時(shí)，應(yīng)選用轉(zhuǎn)塔

6、車床進(jìn)行加工。大批、大量生產(chǎn)形狀不太復(fù)雜的小型零件，如螺釘、螺 母、管接頭、軸套類等時(shí)，多選用半自動和自動車床進(jìn)行加工。它的生產(chǎn)率很高但精度較低。三、什么是智能制造系統(tǒng)？為什么說智能制造是影響未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。（15分）答：1、智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能以一種高度柔性與集成不高的方式，借助計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，從而取代或者延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，同時(shí)，收集、存儲、完善、共享、集成和發(fā)展人類專家的智能。2、是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人際一體化系統(tǒng)，它突出了在

7、制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成的方式，借助計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，從而取代或者延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，同時(shí)，收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家的智能。由于這種制造模式，突出了知識在制造活動中的價(jià)值地位，而知識經(jīng)濟(jì)又是繼工業(yè)經(jīng)濟(jì)后的主體經(jīng)濟(jì)形式，所以智能制造就成為影響未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。智能制造系統(tǒng)是智能技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境，也是智能制造模式展現(xiàn)的載體。四、試闡述立體光刻技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。（20分）答：激光成形機(jī)中的激光束按數(shù)控指令掃描，使盛于容器內(nèi)的液態(tài)光敏樹脂逐層固化并粘接在一起。固化過程從工作平臺上的第一層液體

8、開始。當(dāng)?shù)谝粚庸袒?，工作平臺延Z軸方向下降一個(gè)高度。使新一層液態(tài)樹脂覆蓋在已固化層上面，進(jìn)行第二層固化。重復(fù)此過程至最后一層固化完畢，使生成了三維成形實(shí)體。五、鋼鐵行業(yè)環(huán)保問題已經(jīng)越來越成為被注重和研究的熱點(diǎn)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫一篇主題為“綠色制造在鋼鐵工業(yè)中如何應(yīng)用”的短文，要求字?jǐn)?shù)不少于500字。（35分）答：（一）節(jié)能降耗是鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的必由之路計(jì)、監(jiān)測、考核辦法。可以看出，控制和減少溫室氣體排綠色制造不僅限于環(huán)境治理，而是強(qiáng)調(diào)清潔生產(chǎn)放已經(jīng)引起我國政府高度重視，近期召開的國際德班的理念，源頭消減、過程控制和末端污染治理相結(jié)合。氣候談判大會，中國代表團(tuán)也多次強(qiáng)調(diào)爭取目標(biāo)的實(shí)一般意義

9、上的環(huán)境治理是對已被污染的環(huán)境進(jìn)行治現(xiàn)。在“十二五”期間，國家也將采取一系列措施以保證理，使之恢復(fù)到被污染前的面貌，這種方法往往導(dǎo)致企業(yè)這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)制造成本增加，有可能消弱市場競爭力。綠色制鋼鐵行業(yè)由于其生產(chǎn)特點(diǎn)，承擔(dān)著為下游各行業(yè)造需要從過程科學(xué)、技術(shù)與工程研發(fā)入手，發(fā)展環(huán)境友 提供大宗鋼鐵原材料的任務(wù)，尤其在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)好的生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、制造流程，解決好環(huán)境污染期，鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品輸出量大，使得鋼鐵行業(yè)能源輸入量與可持續(xù)發(fā)展這對矛盾。中國鋼鐵工業(yè)的長流程工藝很大，且以煤炭消耗為主，占能源消耗總量70以上，為特點(diǎn)的生產(chǎn)過程要求消耗盡可能少的資源和能源，而CO2排放主要來源就是化石

10、燃料的燃燒，因此鋼鐵污染物盡可能消除在制造過程中，同時(shí)，低碳排放也成行業(yè)碳排放問題必然引起關(guān)注，這也將成為鋼鐵行業(yè)為鋼鐵綠色制造中的一項(xiàng)新的重要內(nèi)容。 生存發(fā)展的制約性問題。1.國際碳減排形勢嚴(yán)峻 2.鋼鐵行業(yè)碳減排途徑由溫室氣體引起的全球氣候變暖已成為國際社會提高能源利用效率和二次能源利用，從而降低一關(guān)注的焦點(diǎn)。我國政府在氣候變化方面，也做出了積極次能源消耗是現(xiàn)階段減少碳排放的主要途徑。應(yīng)對。 2010年10月18日中國共產(chǎn)黨第十七屆中央委員會第五次全體會議通過的中共中央關(guān)于制定國民利用效率。鋼鐵企業(yè)CO2排放與能源（化石燃料和電經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃的建議中多次提出從短期來講，首先

11、要加強(qiáng)節(jié)能降耗，提高二次能源消耗密切相關(guān)。因此，提高企業(yè)二次能源的利用效率到“氣候變化” 一詞，并指出要積極應(yīng)對全球氣候變化，是企業(yè)節(jié)能減排的重要措施之一。包括減少外購能把大幅降低能源消耗強(qiáng)度和二氧化碳排放強(qiáng)度作為約源，采用以干熄焦、TRT；煤氣綜合利用、蓄熱式燃燒技。冶金管理2012年第1期17本期聚焦術(shù)、熱送熱裝等節(jié)能措施，提高能源轉(zhuǎn)換效率和匯集放2.節(jié)能力度逐漸加大，節(jié)能觀念轉(zhuǎn)變散熱能實(shí)現(xiàn)外供都是降低CO2排放強(qiáng)度的有效手段。我國鋼鐵工業(yè)在產(chǎn)量迅速增長的同時(shí)，也注重節(jié)能，其次，從二次能源利用技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及減排潛力分析能降耗。隨著節(jié)能工作的推進(jìn)，噸鋼綜合能耗不斷降看，企業(yè)中低溫余熱綜合利用

12、還有較大潛力，應(yīng)該作為低?；仡櫧甑墓?jié)能歷程，鋼鐵企業(yè)所開展的節(jié)能行業(yè)“十二五”提高余熱資源綜合利用水平的主攻方降耗工作大體可以歸納為以下三個(gè)階段。向。此外，還要加強(qiáng)淘汰落后、控制總量增長。有效控制20世紀(jì)80年代：以完善工藝生產(chǎn)為主要目標(biāo)。減總量才是最有效的 CO2總量減排手段。鋼產(chǎn)量總量控少“跑、冒、滴、漏”，煤、油改氣（高、焦煤氣回收），該階制直接關(guān)系到資源、能源、環(huán)境、土地、物流、投資等可段采用局部性和單體性節(jié)能技術(shù)，起點(diǎn)較低；持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素的分配與占用，因此控制鋼鐵總20世紀(jì)90年代：以節(jié)能降本增效為目標(biāo)。淘汰落量應(yīng)作為總量減排 CO2的首要途徑。后工藝（如平改轉(zhuǎn)、連鑄替代模

13、鑄等），發(fā)展小型連軋、從長期來看，一要注重廢鋼資源的利用，降低鋼鐵高速線材等“一火成材”改造，熱裝熱送、富氧噴煤、高比。由于電爐短流程主要使用再生資源一廢鋼，所以電爐長壽化等共性關(guān)鍵技術(shù)，以及大規(guī)模高爐/焦?fàn)t和轉(zhuǎn)爐短流程比利用天然資源的高爐-轉(zhuǎn)爐流程消耗更少 爐煤氣的回收利用；的原料和能源，排放更少的氣體和固態(tài)物質(zhì),更有利于進(jìn)入 21世紀(jì)；以節(jié)能減排/可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo).推節(jié)約能源和資源，減少污染，對環(huán)境的影響更小.隨著廣“三干三利用”；干熄焦、高爐煤氣干法除塵和轉(zhuǎn)爐煤我國廢鋼積蓄量的增加，應(yīng)逐步重視發(fā)展廢鋼-電爐短氣干法除塵；水的綜合利用、以副產(chǎn)煤氣為代表的固體廢棄物綜合的途徑之一。另外還要積

14、極開發(fā)清潔能源，關(guān)注碳捕集利用；工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化，二次能源回收與能源與儲存技術(shù)。管控建設(shè)相結(jié)合，進(jìn)一步提高了能源回收利用效率，相此外，從鋼鐵生產(chǎn)的全生命周期考慮，還要與其他應(yīng)減少了相當(dāng)一部分的二氧化碳及污染物排放。行業(yè)形成生態(tài)鏈，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，延伸產(chǎn)品加工深度，總體來說，鋼鐵工業(yè)節(jié)能理念的變化有三個(gè)層次，替高產(chǎn)品質(zhì)量，減少剛才浪費(fèi)，延長鋼材的使用壽命第一層次是生產(chǎn)工藝設(shè)備和流程改造與優(yōu)化、余熱等。能利用技術(shù)推廣等，這一層次節(jié)能理念只是注重生產(chǎn)（二）鋼鐵工業(yè)能源利用現(xiàn)狀工藝設(shè)備和流程改造與優(yōu)化的附帶節(jié)能效果及單一技術(shù)1.能源消耗總量上漲壓力大、單一設(shè)計(jì)的節(jié)能效果；第二層次，是在鋼鐵生產(chǎn)流近年來，由于鋼產(chǎn)量的大幅增加，鋼鐵工業(yè)能源消耗程功能拓展的指導(dǎo)下，在關(guān)注鋼鐵生產(chǎn)流程能源轉(zhuǎn)換總量也在不斷上漲。雖然隨著鋼鐵工業(yè)節(jié)能工作的功能、能量流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，這一層次的節(jié)能理念是將原有不斷深入，噸鋼綜合能耗持續(xù)降低，能耗總量漲幅低于的注重工藝、技術(shù)和流程改善的節(jié)能轉(zhuǎn)向了流能源程粗鋼產(chǎn)量漲幅，如圖1所示，但總體來說，鋼鐵行業(yè)仍轉(zhuǎn)換功能與流程制造功能并重，是節(jié)能理念的重要提面