先進(jìn)制造技術(shù)試題及答案

1、2013 年第二學(xué)習(xí)階段中南大學(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XXX學(xué)號(hào)XXXXXXXXXXXXX專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)習(xí)中心XXXXXXX題號(hào)一二三四五總分（百分制）評(píng)閱人簽字成績(jī)一、為什么說先進(jìn)制造技術(shù)是具有很強(qiáng)實(shí)用性的新技術(shù)？（15 分）答：先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵：先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)： 1.

2、 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(duì)制造業(yè)、對(duì)國(guó)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)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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

3、。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(dòng)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(duì)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(duì)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(jìng)爭(zhēng)。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。所以說，說先進(jìn)制造技術(shù)是具有很強(qiáng)實(shí)用性的新技術(shù)。二、 FMS由哪幾部分組成？各子系統(tǒng)的功能特征是什么？（15 分）答： FMS主要由下列三部分組成

4、: 加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、控制與管理系統(tǒng)。各子系統(tǒng)的功能特征： （ 1）加工系統(tǒng)：FMS 的基本制造單元，由CNC 機(jī)床、柔性制造單元（FMC）及工具等組成。（ 2）物流系統(tǒng)：包括自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、中央刀具庫(kù)、無(wú)人運(yùn)輸小車、輸送帶及搬運(yùn)機(jī)器人等。（ 3）控制與管理系統(tǒng)：包含過程控制及過程監(jiān)控兩個(gè)子系統(tǒng)，進(jìn)行加工系統(tǒng)及物流系統(tǒng)的自動(dòng)控制，以及在線狀態(tài)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理。三個(gè)子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)制造系統(tǒng)的能量流（通過制造工藝改變工件的形狀和尺寸） 、物料流（主要指工件流和刀具流）和信息流（制造過程的信息和數(shù)據(jù)處理）。三、為什么說 CIM/CIMS 不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達(dá)到企業(yè)目標(biāo)的手段之一？（15

5、 分）CIM 是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。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(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)（硬、軟件），使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期市場(chǎng)需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、支持（包括質(zhì)量、銷售、采購(gòu)、發(fā)送、服務(wù)）以及產(chǎn)品最后報(bào)廢、環(huán)境處理等各階段活動(dòng)中有關(guān)人/ 組織、經(jīng)營(yíng)管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)制造活動(dòng)的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，以達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。CIMS是一種基于CIM 哲理構(gòu)成的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集

6、成優(yōu)化的制造系統(tǒng)。CIM 是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。因此，CIM/CIMS 不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達(dá)到企業(yè)目標(biāo)的手段之一。四、什么是現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)？它與傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)有什么差別？（20 分）從字面上看，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)采用的是現(xiàn)代的設(shè)計(jì)思想、技術(shù)和手段，實(shí)現(xiàn)或輔助現(xiàn)代的管理；從內(nèi)涵上看，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)是以Intranet（企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)）作為信息基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)架，以信息廣泛共享（同構(gòu)信息和異構(gòu)信息）為目標(biāo)，以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)為數(shù)據(jù)組織和處理的形式，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)挖掘和多維數(shù)據(jù)分析，提供內(nèi)

7、（ Intranet）外（ Internet）部的信息擷取的方法和途徑，追求管理信息系統(tǒng)與管理的融合。一般地，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)所依附的網(wǎng)絡(luò)是縱橫連接的，局域網(wǎng)（Local Area Network-LAN）部分是寬帶的，其應(yīng)用模式是一種高效的網(wǎng)絡(luò)中心計(jì)算模式（ Web模式或 Web機(jī)制），系統(tǒng)具有良好的可伸縮性（Scalability）。而傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)是一種基于單機(jī)或局域網(wǎng)的封閉系統(tǒng)，數(shù)據(jù)組織單一，信息共享弱，數(shù)據(jù)挖掘缺乏方法和手段，數(shù)據(jù)源嚴(yán)重不足，系統(tǒng)可伸縮性差，難以適應(yīng)變化的管理需求?，F(xiàn)代管理信息系統(tǒng)依附于現(xiàn)代信息基礎(chǔ)設(shè)施（Information Infrastructure），其應(yīng)

8、用開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)中心計(jì)算，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代管理思想，指導(dǎo)、影響或作用于現(xiàn)代管理行為。五、模具是制造業(yè)必不可少的手段，但傳統(tǒng)的模具制造方法耗時(shí)耗錢，查閱相關(guān)文獻(xiàn)， 撰寫一篇主題為 “快速成形技術(shù)在模具快速制造中的應(yīng)用”的短文，要求字?jǐn)?shù)不少于500 字。（ 35 分）快速成形技術(shù)在模具快速制造中的應(yīng)用隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，模具制造在不斷改善產(chǎn)品性能與質(zhì)量的前提下應(yīng)快速地適應(yīng)市場(chǎng)的需求?？焖倌＞呒夹g(shù)是以快速成型技術(shù)為基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)制模技術(shù)與快速成型技術(shù)的相結(jié)合，使模具的設(shè)計(jì)和制造周期縮短，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。一、快速成型技術(shù)概論快速成型技術(shù) ( 又稱 RP 技術(shù) ) 誕生于 80 年代后期 , 是基于材

9、料累加法的一種高新制造技術(shù)?？焖俪尚图夹g(shù)將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)、輔助制造 (CAM )、計(jì)算機(jī)輔助控制 (CNC)、精密伺服驅(qū)動(dòng)和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體 , 依據(jù)計(jì)算機(jī)上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)模型 , 對(duì)其進(jìn)行分層切片 , 得到各層截面的輪廓 , 激光選擇性的切割一層層的紙 ( 或固化一層層的液態(tài)樹脂、或燒結(jié)一層層的粉末材料、或熱噴頭選擇快速地熔覆一層層的塑料或選擇性地向粉末材料噴射粘結(jié)劑等)形成各截面輪廓并逐步疊加成三維產(chǎn)品。雖然快。2。速成型技術(shù)問世不長(zhǎng),但由于它對(duì)制造業(yè)帶來的巨大效益使得這一技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛?？焖僭椭圃彀闯尚尾牧霞凹夹g(shù)不同發(fā)展了立體光刻造型法(SL ) ,粉末燒結(jié)

10、法 (SLS) ,熔化凝結(jié)法 (FDM ) ,薄層材料制造法 (LOM ) ,三維印刷法 (3DP) ,逐層固化法 (SGC)等成型方法。二、快速成型技術(shù)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：(1) 制造原型所用的材料不限，各種金屬和非金屬材料均可使用；(2) 原型的復(fù)制性、互換性高；(3) 制造工藝與制造原型的幾何形狀無(wú)關(guān)，在加工復(fù)雜曲面時(shí)更顯優(yōu)越；(4) 加工周期短，成本低，成本與產(chǎn)品復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，一般制造費(fèi)用降低50%，加工周期節(jié)約70%以上；(5) 高度技術(shù)集成，可實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)制造一體化；三、快速成型技術(shù)的主要應(yīng)用各行業(yè)的應(yīng)用狀況如下汽車、摩托車：外形及內(nèi)飾件的設(shè)計(jì)、改型、裝配試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)、汽缸頭試制。家電：

11、各種家電產(chǎn)品的外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配試驗(yàn)與功能驗(yàn)證，市場(chǎng)宣傳，模具制造。通訊產(chǎn)品：產(chǎn)品外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配試驗(yàn)，功能驗(yàn)證，模具制造。航空、航天：特殊零件的直接制造，葉輪、渦輪、葉片的試制，發(fā)動(dòng)機(jī)的試制、裝配試驗(yàn)。輕工業(yè)：各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、裝配，市場(chǎng)宣傳，玩具、鞋類模具的快速制造。醫(yī)療：醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)、試產(chǎn)、試用， CT 掃描信息的實(shí)物化，手術(shù)模擬，人體骨關(guān)節(jié)的配制。國(guó)防：各種武器零部件的設(shè)計(jì)、裝配、試制，特殊零件的直接制作，遙感信息的模型制作。四、快速成型技術(shù)的發(fā)展方向從目前RP 技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀來看，快速成型技術(shù)的進(jìn)一步研究和開發(fā)工作主要有以下幾個(gè)方面：(1) 開發(fā)性能好的快速成型材料

12、，如成本低、易成形、變形小、強(qiáng)度高、耐久及無(wú)污染的成形材料。(2) 提高 RP 系統(tǒng)的加工速度和開拓并行制造的工藝方法。(3) 改善快速成形系統(tǒng)的可靠性，提高其生產(chǎn)率和制作大件能力，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，尤其是提高成形件的精度、表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，為進(jìn)一步進(jìn)行模具加工和功能實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)。(4)開發(fā)快速成形的高性能RPM軟件。 提高數(shù)據(jù)處理速度和精度，研究開發(fā)利用CAD原始數(shù)據(jù)直接切片的方法，減少由STL 格式轉(zhuǎn)換和切片處理過程所產(chǎn)生精度損失。(5) 開發(fā)新的成形能源。(6)快速成形方法和工藝的改進(jìn)和創(chuàng)新。直接金屬成形技術(shù)將會(huì)成為今后研究與應(yīng)用的又個(gè)熱點(diǎn)。(7)進(jìn)行快速成形技術(shù)與CAD、 CAE、 RT、CAPP、 C