習(xí)題、先進(jìn)制造技術(shù)10-11習(xí)題參考2031

1、1-1論述先進(jìn)制造技術(shù)及其主要特點(diǎn)。答：1、系統(tǒng)性先進(jìn)制造技術(shù)由于微電子、信息技術(shù)的引入，使制造技術(shù)成為一個(gè)能駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、信息流和能量流的系統(tǒng)工程。如柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)全過(guò)程控制物質(zhì)流、信息流和能量流的典型應(yīng)用案例。2、集成性現(xiàn)代制造技術(shù)使使各專(zhuān)業(yè)、學(xué)學(xué)科間不斷交交叉、融合，其其界限逐漸淡淡化甚至消失失，發(fā)展成為為集機(jī)械、電電子、信息、材材料和管理技技術(shù)為一體的的新型交叉學(xué)學(xué)科。集成技技術(shù)顯示出高高效率、多樣樣化、柔性化化、自動(dòng)化、資資源共享等特特點(diǎn)。3、廣泛性現(xiàn)代制造技術(shù)則則貫穿了從產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加加工制造到產(chǎn)產(chǎn)品銷(xiāo)售及用用戶(hù)服務(wù)

2、等整整個(gè)產(chǎn)品生命命周期全過(guò)程程，成為“市市場(chǎng)產(chǎn)品品設(shè)計(jì)制制造市場(chǎng)場(chǎng) ”的大系系統(tǒng)。4、高精度現(xiàn)代制造對(duì)產(chǎn)品品、零件的精精度要求越來(lái)來(lái)越高，在飛飛機(jī)、潛艇等等軍事設(shè)施中中使用的精密密陀螺、大型型天文望遠(yuǎn)鏡鏡以及大規(guī)模模集成電路的的硅片等高新新技術(shù)產(chǎn)品都都需要超精密密加工技術(shù)的的支持。這些些需求使激光光加工、電子子束、離子束束加工、納米米制造、微機(jī)機(jī)械制造等新新方法迅速發(fā)發(fā)展。、實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高高效、低耗、清清潔、靈活的的生產(chǎn)先進(jìn)制造技術(shù)的的核心是優(yōu)質(zhì)質(zhì)、高效、低低耗、清潔、靈靈活生產(chǎn)等基基礎(chǔ)制造技術(shù)術(shù)，它是從傳傳統(tǒng)的制造工工藝發(fā)展起來(lái)來(lái)的，并與新新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了了局部或系統(tǒng)統(tǒng)集成。1-2敘述先先進(jìn)制造技

3、術(shù)術(shù)的構(gòu)成及分分類(lèi)。答：先進(jìn)制造技技術(shù)的構(gòu)成：、基礎(chǔ)技術(shù)第一層次是優(yōu)質(zhì)質(zhì)、高效、低低耗、少或無(wú)無(wú)污染的基礎(chǔ)礎(chǔ)制造技術(shù)。鑄鑄造、鍛壓、焊焊接、熱處理理、表面保護(hù)護(hù)、機(jī)械加工工等基礎(chǔ)工藝藝至今仍是生生產(chǎn)中大量采采用、經(jīng)濟(jì)適適用的技術(shù)，這這些基礎(chǔ)工藝藝經(jīng)過(guò)優(yōu)化而而形成的基礎(chǔ)礎(chǔ)制造技術(shù)是是先進(jìn)制造技技術(shù)的核心及及重要組成部部分。這些基基礎(chǔ)技術(shù)主要要有精密下料料、精密成形形、精密加工工、精密測(cè)量量、毛坯強(qiáng)韌韌化、無(wú)氧化化熱處理、氣氣體保護(hù)焊及及埋弧焊、功功能性防護(hù)涂涂層等。2、新型單元技技術(shù)第二個(gè)層次是新新型的先進(jìn)制制造單元技術(shù)術(shù)。它是在市市場(chǎng)需求及新新興產(chǎn)業(yè)的帶帶動(dòng)下，制造造技術(shù)與電子子、信息、新新材

4、料、新能能源、環(huán)境科科學(xué)、系統(tǒng)工工程、現(xiàn)代管管理等高新技技術(shù)結(jié)合而形形成的嶄新的的制造技術(shù)。如如：制造業(yè)自自動(dòng)化單元技技術(shù)、極限加加工技術(shù)、質(zhì)質(zhì)量與可靠性性技術(shù)、系統(tǒng)統(tǒng)管理技術(shù)、現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)基礎(chǔ)礎(chǔ)與方法、清清潔生產(chǎn)技術(shù)術(shù)、新材料成成形與加工技技術(shù)、激光與與高密度能源源加工技術(shù)、工工藝模擬及設(shè)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)術(shù)等。3、集成技術(shù)第三個(gè)層次是先先進(jìn)制造集成成技術(shù)。它是是應(yīng)用信息、計(jì)計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)統(tǒng)管理技術(shù)對(duì)對(duì)上述兩個(gè)層層次的技術(shù)局局部或系統(tǒng)集集成而形成的的先進(jìn)制造技技術(shù)的高級(jí)階階段，如：FFMS、CIIMS、IMMS等。先進(jìn)制造技術(shù)的的分類(lèi)：1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是是根據(jù)產(chǎn)品功功能要求，應(yīng)應(yīng)用現(xiàn)代技

5、術(shù)術(shù)和科學(xué)知識(shí)識(shí)，制定方案案并使方案付付諸實(shí)施的技技術(shù)。包含的的內(nèi)容有：（1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)方法?，F(xiàn)代代設(shè)計(jì)方法包包括產(chǎn)品動(dòng)態(tài)態(tài)分析和設(shè)計(jì)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)設(shè)計(jì)、防蝕設(shè)設(shè)計(jì)、可靠性性和可維護(hù)性性及安全設(shè)計(jì)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)及智能設(shè)計(jì)計(jì)等。（2）設(shè)計(jì)自動(dòng)動(dòng)化技術(shù)。設(shè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化技技術(shù)指應(yīng)用計(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)，進(jìn)進(jìn)行產(chǎn)品造型型和工藝設(shè)計(jì)計(jì)、工程分析析計(jì)算與模擬擬仿真、多變變量動(dòng)態(tài)優(yōu)化化，從而達(dá)到到整體最優(yōu)功功能目標(biāo)，實(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)動(dòng)化。（3）工業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)。工業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)指指開(kāi)展機(jī)械產(chǎn)產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)計(jì)和中國(guó)民族族特色與世界界流派相結(jié)合合的造型設(shè)計(jì)計(jì)，增強(qiáng)產(chǎn)品品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力。2、先進(jìn)制造工工藝現(xiàn)代制造工藝技技術(shù)包括精密密

6、和超精密加加工技術(shù)、精精密成型技術(shù)術(shù)以及特種加加工技術(shù)等方方面。（1）精密和超超精密加工技技術(shù)。精密、超超精密加工技技術(shù)是采用去去除加工、結(jié)結(jié)合加工、變變形加工加工工方法使工件件的尺寸、表表面性能達(dá)到到極高的精度度。現(xiàn)在的精精密、超精密密加工已經(jīng)向向納米技術(shù)發(fā)發(fā)展。（2）精密成型型技術(shù)。精密密成型技術(shù)是是生產(chǎn)局部或或全部無(wú)余量量或少余量半半成品的工藝藝方法的統(tǒng)稱(chēng)稱(chēng)。包括精密密凝聚成型技技術(shù)、精密塑塑性加工技術(shù)術(shù)、粉末材料料構(gòu)件精密成成型技術(shù)、精精密焊接技術(shù)術(shù)及復(fù)合成型型技術(shù)等。其其目的在于使使成型的制品品達(dá)到或接近近成品形狀的的尺寸，并達(dá)達(dá)到提高質(zhì)量量、縮短制造造周期和降低低成本的效果果，其發(fā)

7、展方方向是精密化化、高效化、強(qiáng)強(qiáng)韌化和輕量量化。（3）特種加工工技術(shù)。特種種加工技術(shù)是是指那些不屬屬于常規(guī)加工工范疇的加工工，如高能束束流（電子束束、離子束、激激光束）加工工、電加工（電電解和電火花花加工）、超超聲波加工、高高壓水加工以以及多種能源源的組合加工工。（4）表面改性性、制膜和涂涂層技術(shù)。表表面改性、制制膜和涂層技技術(shù)是采用物物理、化學(xué)、金金屬學(xué)、高分分子化學(xué)、電電學(xué)、光學(xué)和和機(jī)械學(xué)等技技術(shù)及其組合合技術(shù)對(duì)產(chǎn)品品表面進(jìn)行改改性、制膜和和涂層，賦予予產(chǎn)品耐磨、耐耐蝕、耐（隔隔）熱、抗疲疲勞、耐輻射射以及光、熱熱、磁、電等等特殊功能，從從而達(dá)到提高高產(chǎn)品質(zhì)量、延延長(zhǎng)使用壽命命和賦予新性性

8、能的新技術(shù)術(shù)統(tǒng)稱(chēng)，是表表面工程的重重要組成部分分。3、自動(dòng)化技術(shù)術(shù)制造自動(dòng)化是指指用機(jī)電設(shè)備備取代或放大大人的體力，甚甚至取代和延延伸人的部分分智力，自動(dòng)動(dòng)完成特定的的作業(yè)，包括括物料的存儲(chǔ)儲(chǔ)、運(yùn)輸、加加工、裝配和和檢驗(yàn)等各個(gè)個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的的自動(dòng)化。其其目的在于減減輕勞動(dòng)強(qiáng)度度、提高生產(chǎn)產(chǎn)效率、減少少在制品數(shù)量量、節(jié)省能源源消耗以及降降低生產(chǎn)成本本。自動(dòng)化技術(shù)主要要包括數(shù)控技技術(shù)、工業(yè)機(jī)機(jī)器人技術(shù)、柔柔性制造技術(shù)術(shù)、計(jì)算機(jī)集集成制造技術(shù)術(shù)、傳感技術(shù)術(shù)。自動(dòng)檢測(cè)測(cè)及信號(hào)識(shí)別別技術(shù)和過(guò)程程設(shè)備工況監(jiān)監(jiān)測(cè)與控制技技術(shù)等。4、系統(tǒng)管理技技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)是是指企業(yè)在市市場(chǎng)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生生產(chǎn)制造、質(zhì)質(zhì)

9、量控制到銷(xiāo)銷(xiāo)售服務(wù)等一一系列的生產(chǎn)產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中中，為了使制制造資源（材材料、設(shè)備、能能源、技術(shù)、信信息以及人力力）得到總體體配置優(yōu)化和和充分利用，使使企業(yè)的綜合合效益（質(zhì)量量、成本、交交貨期）得到到提高而采取取的各種計(jì)劃劃、組織、控控制及協(xié)調(diào)的的方法和技術(shù)術(shù)的總稱(chēng)。它它是現(xiàn)代制造造技術(shù)體系中中的重要組成成部分，對(duì)企企業(yè)的最終效效益提高起著著重要的作用用。系統(tǒng)管理技術(shù)包包括工程管理理、質(zhì)量管理理、管理信息息系統(tǒng)等，以以及現(xiàn)代制造造模式（如精精益生產(chǎn)、CCIMS、敏敏捷制造、智智能制造等）、集集成化的管理理技術(shù)、企業(yè)業(yè)組織結(jié)構(gòu)與與虛擬公司等等生產(chǎn)組織方方法。1-3先進(jìn)制制造的關(guān)鍵技技術(shù)。答：1、集

10、成化化技術(shù)。在過(guò)過(guò)去制造系統(tǒng)統(tǒng)中僅強(qiáng)調(diào)信信息的集成，這這是不夠的。現(xiàn)現(xiàn)在更強(qiáng)調(diào)技技術(shù)、人和管管理的集成。在在開(kāi)發(fā)制造系系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多多集成”的概概念，即信息息集成、智能能集成、串并并行工作機(jī)制制集成、資源源集成、過(guò)程程集成及人員員集成。2、智能化技術(shù)術(shù)。應(yīng)用人工工智能技術(shù)實(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命命周期（包括括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制制造、發(fā)貨、支支持用戶(hù)到產(chǎn)產(chǎn)品報(bào)廢等）各各個(gè)環(huán)節(jié)智能能化，實(shí)現(xiàn)生生產(chǎn)過(guò)程（包包括組織、管管理、計(jì)劃、調(diào)調(diào)度、控制等等）各個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)的智能化，并并實(shí)現(xiàn)人與制制造系統(tǒng)的融融合及人的智智能的充分發(fā)發(fā)揮。3、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括括硬件與軟件件的實(shí)現(xiàn)。各各種通信協(xié)議議及制造自動(dòng)動(dòng)化協(xié)議、信信息通

11、信接口口、系統(tǒng)操作作控制策略等等，是實(shí)現(xiàn)各各種制造系統(tǒng)統(tǒng)自動(dòng)化的基基礎(chǔ)。4、分布式并行行處理技術(shù)。該該技術(shù)實(shí)現(xiàn)制制造系統(tǒng)中各各種問(wèn)題的協(xié)協(xié)同求解，獲獲得系統(tǒng)的全全局最優(yōu)解，進(jìn)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)的最優(yōu)決策策。5、多學(xué)科、多多功能綜合產(chǎn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)術(shù)。機(jī)電產(chǎn)品品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)不僅涉及到到機(jī)械科學(xué)的的理論與知識(shí)識(shí)而且還涉及及到電磁學(xué)、光光學(xué)、控制理理論等。不僅僅要考慮技術(shù)術(shù)因素，還必必須考慮到經(jīng)經(jīng)濟(jì)、心理、環(huán)環(huán)境、人文及及社會(huì)等方面面因素。機(jī)電電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)發(fā)要進(jìn)行多目目標(biāo)全性能的的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以以追求機(jī)電產(chǎn)產(chǎn)品動(dòng)靜特性性、效率、精精度、使用壽壽命、可靠性性、制造成本本與制造周期期的最佳組合合。6、虛擬現(xiàn)實(shí)技

12、技術(shù)。利用虛虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)、多媒體技技術(shù)及計(jì)算機(jī)機(jī)仿真技術(shù)，實(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)制造過(guò)程中中的幾何仿真真、物理仿真真、制造過(guò)程程仿真，采用用多種介質(zhì)來(lái)來(lái)存儲(chǔ)、表達(dá)達(dá)、處理多種種信息，融文文字、語(yǔ)音、圖圖像、動(dòng)畫(huà)于于一體，給人人一種真實(shí)感感及身臨其境境感。7、人機(jī)環(huán)環(huán)境系統(tǒng)技術(shù)術(shù)。將人、機(jī)機(jī)器和環(huán)境作作為一個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)來(lái)研究，發(fā)發(fā)揮系統(tǒng)的最最佳效益。研研究的重點(diǎn)是是：人機(jī)環(huán)境境的體系結(jié)構(gòu)構(gòu)及集成技術(shù)術(shù)、人在系統(tǒng)統(tǒng)中的作用及及發(fā)揮、人機(jī)機(jī)柔性交互技技術(shù)、人機(jī)智智能接口技術(shù)術(shù)、清潔制造造等。這些主主要關(guān)鍵技術(shù)術(shù)體現(xiàn)了211世紀(jì)制造技技術(shù)對(duì)CADD/CAM集集成系統(tǒng)的要要求，表達(dá)了了CAD/CCAM集成發(fā)發(fā)展

13、的方向。1-4我國(guó)機(jī)機(jī)械制造業(yè)的的發(fā)展?fàn)顩r。答：近10年來(lái)來(lái)，我國(guó)制造造業(yè)的發(fā)展受受到嚴(yán)重削弱弱，陷入了前前所未有的困困境。制造業(yè)業(yè)的發(fā)展滯后后已成為制約約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)發(fā)展的重要因因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì):全社會(huì)固固定資產(chǎn)投資資中，設(shè)備投投資的2/33依賴(lài)進(jìn)口。目目前，光纖制制造裝備的1100%、集集成電路芯片片制造裝備的的85%、石石油化上裝備備的80%、轎轎車(chē)工業(yè)裝備備、數(shù)控機(jī)床床、紡織機(jī)械械、膠印設(shè)備備的70%被被進(jìn)口產(chǎn)品占占領(lǐng)，國(guó)產(chǎn)裝裝備的可靠性性、自動(dòng)化程程度與國(guó)外產(chǎn)產(chǎn)品有較大差差距。我國(guó)制造業(yè)不斷斷采用先進(jìn)制制造技術(shù)，但但與工業(yè)發(fā)達(dá)達(dá)國(guó)家相比，仍仍然存在一個(gè)個(gè)階段性的整整體上的差距距。(1)

14、設(shè)計(jì)方方面。工業(yè)發(fā)發(fā)達(dá)國(guó)家不斷斷更新設(shè)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則，采采用新的設(shè)計(jì)計(jì)方法，廣泛泛采用計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)計(jì)技技術(shù)(CADD/CAM) ，大型企企業(yè)開(kāi)始無(wú)圖圖紙的設(shè)計(jì)和和生產(chǎn)。我國(guó)國(guó)采用CADD/CAM技技術(shù)的比例較較低。(2) 制造工工藝方面。工工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家家較廣泛的采采用高精密加加工、精細(xì)加加工、微細(xì)加加工、微型機(jī)機(jī)械和微米/納米技術(shù)、激激光加工技術(shù)術(shù)、電磁加工工技術(shù)、超塑塑加工技術(shù)以以及復(fù)合加工工技術(shù)等新型型加工方法。我我國(guó)普及率不不高，尚在開(kāi)開(kāi)發(fā)、掌握之之中。(3) 管理方方面。工業(yè)發(fā)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛泛采用計(jì)算機(jī)機(jī)管理，重視視組織和管理理體制、生產(chǎn)產(chǎn)模式的更新新發(fā)展，推出出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)產(chǎn)(JIT)

15、、敏捷制造造(AM)、精精益生產(chǎn)(LLP)、并行行工程(CEE)等新的管管理思想和技技術(shù)。我國(guó)只只有少數(shù)大型型企業(yè)局部采采用了計(jì)算機(jī)機(jī)輔助管理，多多數(shù)小型企業(yè)業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)管理階段。(4) 自動(dòng)化化技術(shù)方面。工工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家家普遍采用數(shù)數(shù)控機(jī)床、加加工中心及柔柔性制造單元元(FMC)、柔性制造造系統(tǒng)(FMMS)、計(jì)算算機(jī)集成制造造系統(tǒng)(CIIMS)，實(shí)實(shí)現(xiàn)了柔性自自動(dòng)化、知識(shí)識(shí)智能化、集集成化。我國(guó)國(guó)尚處在單機(jī)機(jī)自動(dòng)化、剛剛性自動(dòng)化階階段，柔性制制造單元和系系統(tǒng)僅在少數(shù)數(shù)企業(yè)使用。1-5 先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)的的發(fā)展趨勢(shì)。答：在21世紀(jì)紀(jì)中，隨著電電子、信息等等高新技術(shù)的的不斷發(fā)展，隨隨著市場(chǎng)需求求個(gè)

16、性化與多多樣化，未來(lái)來(lái)先進(jìn)制造技技術(shù)發(fā)展的總總趨勢(shì)是向精精密化、柔性性化、網(wǎng)絡(luò)化化、虛擬化、智智能化、清潔潔化、集成化化、全球化的的方向發(fā)展。當(dāng)前影響先進(jìn)制制造技術(shù)的發(fā)發(fā)展因素大致致有以下幾點(diǎn)點(diǎn):1、“數(shù)”是發(fā)發(fā)展的核心數(shù)字化制造就是是指制造領(lǐng)域域的數(shù)字化，它它包含了三大大部分:以設(shè)設(shè)計(jì)為中心的的數(shù)字制造，以以控制為中心心的數(shù)字制造造和以管理為為中心的數(shù)字字制造。2、“精”是發(fā)發(fā)展的關(guān)鍵“精”是“精密密化”，一方方面是指對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品、零件的的精度要求越越來(lái)越高，另另一方面是指指對(duì)產(chǎn)品、零零件的加工精精度要求越來(lái)來(lái)越高。3、“極”是發(fā)發(fā)展的焦點(diǎn)“極”即極端條條件，就是指指在極端條件件下工作的或或者有

17、極端要要求的產(chǎn)品，從從而也是指這這類(lèi)產(chǎn)品的制制造技術(shù)有“極極”的要求。如如在高溫、高高壓、高濕、強(qiáng)強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)腐腐蝕等條件下下工作，或有有高硬度、大大彈性等要求求的，或在幾幾何形體上極極大、極小、極極厚、極薄和和奇形怪狀的的。4、“自”是發(fā)發(fā)展的條件“自”就是自動(dòng)動(dòng)化，即減輕輕人的勞動(dòng)，強(qiáng)強(qiáng)化、延伸、取取代人的有關(guān)關(guān)勞動(dòng)的技術(shù)術(shù)或手段。自自動(dòng)化是先進(jìn)進(jìn)制造技術(shù)發(fā)發(fā)展的前提條條件。5、“集”是發(fā)發(fā)展的方法“集”就是集成成化，包括技技術(shù)的集成、管管理的集成、技技術(shù)與管理的的集成。其本本質(zhì)是知識(shí)的的集成。6、“網(wǎng)”是發(fā)發(fā)展的道路“網(wǎng)”就是網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化，制造技技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化化是先進(jìn)制造造技術(shù)發(fā)展的的必由之路，

18、制制造業(yè)走向整整體化、有序序化，這同人人類(lèi)社會(huì)發(fā)展展是同步的。7、“智”是發(fā)發(fā)展的前景“智”就是智能能化。智能化化制造模式的的基礎(chǔ)是智能能制造系統(tǒng)，它它既是智能和和技術(shù)的集成成而形成的應(yīng)應(yīng)用環(huán)境，也也是智能制造造模式的載體體。8、“綠”是發(fā)發(fā)展的必然“綠”就是“綠綠色”，制造造業(yè)的產(chǎn)品從從構(gòu)思開(kāi)始，到到設(shè)計(jì)階段、制制造階段、銷(xiāo)銷(xiāo)售階段、使使用與維修階階段，直到回回收階段、再再制造各階段段，都必須充充分涉及環(huán)境境保護(hù)，制造造必然要走向向“綠色”制制造。2-1 試論述述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技技術(shù)的內(nèi)涵及及特點(diǎn)。答：1、現(xiàn)代設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)涵涵：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是是以滿(mǎn)足應(yīng)市市產(chǎn)品的質(zhì)量量、性能、時(shí)時(shí)間、成本、價(jià)價(jià)格綜

19、合效益益最優(yōu)為目的的，以計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)計(jì)技技術(shù)為主體，以以知識(shí)為依托托，以多種科科學(xué)方法及技技術(shù)為手段，研研究、改進(jìn)、創(chuàng)創(chuàng)造產(chǎn)品活動(dòng)動(dòng)過(guò)程所用到到的技術(shù)群體體的總稱(chēng)。2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技技術(shù)的特點(diǎn)從現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)的內(nèi)涵分析析，現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)具有如如下一系列特特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)性 現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)強(qiáng)調(diào)用用系統(tǒng)的觀點(diǎn)點(diǎn)處理設(shè)計(jì)問(wèn)問(wèn)題，從整體體上把握設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)象，考慮慮對(duì)象與外界界（人、環(huán)境境）的聯(lián)系。（2）動(dòng)態(tài)性 不僅要考考慮產(chǎn)品的靜靜態(tài)特性，還還要考慮產(chǎn)品品在實(shí)際工作作狀態(tài)下的動(dòng)動(dòng)態(tài)特征，考考慮產(chǎn)品與周周?chē)h(huán)境的物物質(zhì)、能量及及信息的交互互。（3）創(chuàng)造性 現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)建立在在先進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)理論及設(shè)計(jì)計(jì)工具基

20、礎(chǔ)上上，能充分發(fā)發(fā)揮設(shè)計(jì)者的的創(chuàng)造性思維維能力和集體體智慧，運(yùn)用用各種創(chuàng)造方方法和手段，開(kāi)開(kāi)發(fā)出具有創(chuàng)創(chuàng)新性的產(chǎn)品品。（4）計(jì)算機(jī)化化 計(jì)算機(jī)機(jī)已經(jīng)滲透到到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)，很多現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)的實(shí)現(xiàn)都依依賴(lài)于計(jì)算機(jī)機(jī)，如優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)、有限元元分析、系統(tǒng)統(tǒng)仿真等。它它們充分利用用計(jì)算機(jī)快捷捷的數(shù)值計(jì)算算功能、嚴(yán)密密的邏輯推理理能力和巨大大的信息存儲(chǔ)儲(chǔ)及處理能力力，彌補(bǔ)自然然人存在的天天生不足，實(shí)實(shí)現(xiàn)人機(jī)優(yōu)勢(shì)勢(shì)的互補(bǔ)。（5）并行化、最最優(yōu)化、虛擬擬化和自動(dòng)化化 在產(chǎn)品品的設(shè)計(jì)階段段就綜合考慮慮產(chǎn)品全生命命周期中的所所有因素，強(qiáng)強(qiáng)調(diào)對(duì)產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)及其相關(guān)關(guān)過(guò)程并行地地、集成地、一一體化地進(jìn)行

21、行設(shè)計(jì)。在設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通通過(guò)優(yōu)化的理理論與技術(shù)，對(duì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行方方案優(yōu)選、結(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)選和參參數(shù)優(yōu)選，力力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)的整體性能能最優(yōu)化，以以獲得功能全全、性能好、成成本低、價(jià)值值高的產(chǎn)品。設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)主主要依托于各各種不同的計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)、自自動(dòng)建模技術(shù)術(shù)，以及一批批功能強(qiáng)大的的商品化CAAD軟件的支支撐。設(shè)計(jì)手段虛擬化化，是以虛擬擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行三三維建模，使使設(shè)計(jì)者能在在虛擬的設(shè)計(jì)計(jì)環(huán)境下觀察察CAD設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)容，從而而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的的可視化、評(píng)評(píng)估設(shè)計(jì)產(chǎn)品品的性能及其其可實(shí)現(xiàn)性，靈靈活方便地修修改設(shè)計(jì)，大大大提高設(shè)計(jì)計(jì)效果與質(zhì)量量。（6）主動(dòng)性 科學(xué)技術(shù)術(shù)的發(fā)展使得得在

22、產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)的早期，就就可對(duì)產(chǎn)品全全生命周期的的各種性能作作出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)測(cè)有利于及及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品品的潛在缺陷陷，將各種失失誤、可能發(fā)發(fā)生的故障減減少到最低程程度，體現(xiàn)了了主動(dòng)性的特特征，也有利利于縮短開(kāi)發(fā)發(fā)周期、降低低生產(chǎn)成本、提提高產(chǎn)品質(zhì)量量。2-2 描述現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)的體系結(jié)構(gòu)構(gòu)，為什么說(shuō)說(shuō)計(jì)算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)技術(shù)是是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技技術(shù)的主體？它與其它技技術(shù)的關(guān)系如如何？答：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技技術(shù)的整個(gè)體體系由基礎(chǔ)技技術(shù)、主體技技術(shù)、支撐技技術(shù)和應(yīng)用技技術(shù)四個(gè)層次次組成。（1）基礎(chǔ)技術(shù)術(shù) 基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)是指?jìng)鹘y(tǒng)的的設(shè)計(jì)理論與與方法，特別別是運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜靜力學(xué)與動(dòng)力力學(xué)、材料力力學(xué)、結(jié)構(gòu)力力學(xué)、熱力學(xué)學(xué)、電磁學(xué)、工工

23、程數(shù)學(xué)的基基本原理與方方法等方面。（2）主體技術(shù)術(shù) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)的誕生生和發(fā)展與計(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的的發(fā)展息息相相關(guān)、相輔相相成。計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)產(chǎn)生計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)、智智能CAD、優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、有有限元分析程程序、模擬仿仿真、虛擬設(shè)設(shè)計(jì)和工程數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)等，運(yùn)運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)的多種種理論與方法法如優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)、可靠性設(shè)設(shè)計(jì)、模糊設(shè)設(shè)計(jì)等理論構(gòu)構(gòu)造的數(shù)學(xué)模模型，來(lái)編制制計(jì)算機(jī)應(yīng)用用程序，可以以更廣泛、更更深入地模擬擬人的推理與與思維，從而而提高計(jì)算機(jī)機(jī)的“智力”。而而計(jì)算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)技術(shù)正正是以它對(duì)數(shù)數(shù)值計(jì)算和對(duì)對(duì)信息與知識(shí)識(shí)的獨(dú)特處理理能力，成為為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技技術(shù)群體的主主干。（3）支撐技

24、術(shù)術(shù) 支撐技術(shù)術(shù)主要指現(xiàn)代代設(shè)計(jì)方法學(xué)學(xué)、可信性設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)、試試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)方法學(xué)涉及及內(nèi)容很廣，如如并行設(shè)計(jì)、系系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功功能設(shè)計(jì)、模模塊化設(shè)計(jì)、價(jià)價(jià)值工程、質(zhì)質(zhì)量功能配制制、反求工程程、綠色設(shè)計(jì)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)計(jì)、面向?qū)ο笙蟮脑O(shè)計(jì)、工工業(yè)造型設(shè)計(jì)計(jì)等。可信性性設(shè)計(jì)是廣義義的可靠性設(shè)設(shè)計(jì)擴(kuò)展，主主要指可靠性性與安全性設(shè)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分分析與設(shè)計(jì)、防防斷裂設(shè)計(jì)、健健壯設(shè)計(jì)、耐耐環(huán)境設(shè)計(jì)等等。設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)技術(shù)包括可可靠性試驗(yàn)、環(huán)環(huán)保性能試驗(yàn)驗(yàn)與控制，以以及運(yùn)用計(jì)算算機(jī)技術(shù)的數(shù)數(shù)字仿真試驗(yàn)驗(yàn)和虛擬試驗(yàn)驗(yàn)等。（4）應(yīng)用技術(shù)術(shù) 應(yīng)用技術(shù)術(shù)是針對(duì)實(shí)用用目的解決各各類(lèi)具體產(chǎn)品品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的的技術(shù)，如機(jī)機(jī)

25、床、汽車(chē)、工工程機(jī)械、精精密機(jī)械的現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)內(nèi)容容，可以看作作是現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)派生出出來(lái)的具體技技術(shù)群。2-3計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)包括哪些主主要內(nèi)容？分分析其中的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。答：計(jì)算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)（Coomputeer Aidded Deesign，CCAD）是220世紀(jì)500年代末發(fā)展展起來(lái)的綜合合性計(jì)算機(jī)應(yīng)應(yīng)用技術(shù)。它它是以計(jì)算機(jī)機(jī)為工具，處處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程中的圖圖形和數(shù)據(jù)信信息，輔助完完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程的技術(shù)術(shù)。CAD技術(shù)包含含的內(nèi)容有；利用計(jì)算算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品品的造型、裝裝配、工程圖圖繪制以及相相關(guān)文檔的設(shè)設(shè)計(jì)；進(jìn)行行產(chǎn)品渲染、動(dòng)動(dòng)態(tài)顯示；對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行行工程分析，如如有限元分析析、優(yōu)化設(shè)計(jì)

26、計(jì)、可靠性設(shè)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿仿真等。關(guān)鍵技術(shù)：1、產(chǎn)品的幾何何造型技術(shù)CAD的幾何造造型過(guò)程也就就是對(duì)被設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)象進(jìn)行描描述，并用合合適的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在計(jì)計(jì)算機(jī)內(nèi)，以以建立計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)部模型的的過(guò)程。（1）線框模型型 線框模模型由一系列列空間直線、圓圓弧和點(diǎn)組合合而成，用來(lái)來(lái)描述產(chǎn)品的的輪廓外形。但但無(wú)法產(chǎn)生剖剖面圖、消除除隱藏線以及及求解兩個(gè)形形體間的交線線，也無(wú)法根根據(jù)線框模型型進(jìn)行物性計(jì)計(jì)算和數(shù)控加加工指令的編編制等作業(yè)。（2）表面模型型 表面模模型的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)是在線框框模型的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，增加了了有關(guān)面的信信息和棱邊的的聯(lián)接方向等等內(nèi)容。表面面造型又分為為“多邊平面面造型”和“曲曲

27、面造型”兩兩種。（3）實(shí)體模型型 實(shí)體體模型較完整整地反映三維維實(shí)體的幾何何信息，它既既能消除隱藏藏線，產(chǎn)生有有明暗效應(yīng)的的立體圖像；又能進(jìn)行物物性計(jì)算，進(jìn)進(jìn)行裝配體或或運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的的空間干涉檢檢查，進(jìn)行有有限元分析的的前后處理以以及多至五軸軸的數(shù)控編程程等作業(yè)。（4）特征造型型 所謂特特征就是描述述產(chǎn)品信息的的集合，也是是構(gòu)成零、部部件設(shè)計(jì)與制制造的基本幾幾何體，它既既能反映零件件的幾何信息息，又反映了了零件的加工工工藝信息。常常用的零件特特征包括：形形狀特征、精精度特征、技技術(shù)特征、材材料特征、裝裝配特征等。2、單一數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)與相關(guān)性設(shè)設(shè)計(jì)單一數(shù)據(jù)庫(kù)就是是與設(shè)計(jì)相關(guān)關(guān)的全部數(shù)據(jù)據(jù)信息來(lái)自同同一

28、個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)。所謂的相相關(guān)性設(shè)計(jì)就就是任何設(shè)計(jì)計(jì)改動(dòng)，都將將及時(shí)地反映映到設(shè)計(jì)過(guò)程程的其他相關(guān)關(guān)環(huán)節(jié)上。3、CAD與其其他CAX系系統(tǒng)的集成技技術(shù)CAD技術(shù)與其其他CAX技技術(shù)進(jìn)行有效效的集成，包包括CADCAM技術(shù)術(shù)的集成、CCAD與CIIMS其他功功能系統(tǒng)的集集成等。CAAD技術(shù)主要要功能是進(jìn)行行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)計(jì)造型，為其其他功能系統(tǒng)統(tǒng)提供了共享享的產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)模型，成為為CIMS或或其他制造系系統(tǒng)的基礎(chǔ)和和關(guān)鍵。CAD技術(shù)與其其他CAX系系統(tǒng)的集成，涉涉及到產(chǎn)品的的造型建模技技術(shù)、工程數(shù)數(shù)據(jù)的管理技技術(shù)、數(shù)據(jù)交交換接口等技技術(shù)。4、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織織（ISO）制制定了“產(chǎn)品品數(shù)據(jù)模型交

29、交換標(biāo)準(zhǔn)”（SSTEP）。SSTEP采用用統(tǒng)一的數(shù)字字化定義方法法，涵蓋了產(chǎn)產(chǎn)品的整個(gè)生生命周期，是是CAD技術(shù)術(shù)最新的國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)。2-4試論述并并行工程的基基本概念與設(shè)設(shè)計(jì)方法。答：并行設(shè)計(jì)是是在設(shè)計(jì)階段段就綜合考慮慮產(chǎn)品生命周周期中工藝、制制造、裝配、測(cè)測(cè)試、維修等等環(huán)節(jié)的因素素，及時(shí)全面面地評(píng)價(jià)產(chǎn)品品的設(shè)計(jì)，及及時(shí)反饋改進(jìn)進(jìn)意見(jiàn)，及時(shí)時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工工藝設(shè)計(jì)、制制造一次成功功，以達(dá)到降降低產(chǎn)品成本本，提高產(chǎn)品品質(zhì)量和縮短短開(kāi)發(fā)周期的的目的。并行設(shè)計(jì)要求在在設(shè)計(jì)階段就就要考慮產(chǎn)品品全生命周期期的各個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)，傳統(tǒng)的“孤孤島”式的設(shè)設(shè)計(jì)方法已不不能滿(mǎn)足并行行設(shè)計(jì)的需要要。為

30、此人們們對(duì)并行環(huán)境境下的產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)理論與方方法進(jìn)行了研研究，主要包包括設(shè)計(jì)方法法、建模技術(shù)術(shù)、計(jì)算機(jī)輔輔助評(píng)價(jià)及決決策技術(shù)。針針對(duì)設(shè)計(jì)方法法，基本上可可分為兩大類(lèi)類(lèi):一類(lèi)是通通過(guò)人員協(xié)同同集成實(shí)現(xiàn)并并行化；另一一類(lèi)是通過(guò)知知識(shí)協(xié)同集成成實(shí)現(xiàn)并行化化，研究得比比較多的有:面向產(chǎn)品生生命周期各/某環(huán)節(jié)的設(shè)設(shè)計(jì)DFX和和CAX技術(shù)術(shù)。DFX包括面向向裝配的設(shè)計(jì)計(jì)（DFA）、面面向制造的設(shè)設(shè)計(jì)(DFMM)、面向質(zhì)質(zhì)量的設(shè)計(jì)(DFQ)、面面向環(huán)保的設(shè)設(shè)計(jì)(DFEE)、面向維維護(hù)的設(shè)計(jì)(DFS)等等；CAX技技術(shù)包括計(jì)算算機(jī)輔助工藝藝設(shè)計(jì)(CAAPP)、計(jì)計(jì)算機(jī)輔助制制造(CAMM)、計(jì)算機(jī)機(jī)輔助工程分分

31、析(CAEE)等。2-5敘述反求求工程的含義義，簡(jiǎn)述反求求工程的關(guān)鍵鍵技術(shù)。答：反求工程(Reverrse Enngineeering，RRE)也稱(chēng)逆逆向工程、反反向工程等，是是指用一定的的測(cè)量手段對(duì)對(duì)實(shí)物或模型型進(jìn)行測(cè)量，根根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)據(jù)通過(guò)三維幾幾何建模方法法，重構(gòu)實(shí)物物的CAD模模型，從而實(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)與制造的過(guò)過(guò)程。與傳統(tǒng)統(tǒng)的“產(chǎn)品概概念設(shè)計(jì)產(chǎn)產(chǎn)品CAD模模型產(chǎn)品(物理模型)”的正向工工程相反。反反求工程是在在沒(méi)有設(shè)計(jì)圖圖紙或圖紙不不完整，而有有樣品的情況況下，利用三三維掃描測(cè)量量?jī)x，準(zhǔn)確快快速地測(cè)量樣樣品表面數(shù)據(jù)據(jù)或輪廓外形形，加以點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)處理、曲曲面創(chuàng)建、三三維實(shí)體模型型重構(gòu)，然

32、后后通過(guò)CAMM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)數(shù)控編程，直直至利用CNNC加工機(jī)床床或快速成型型機(jī)來(lái)制造產(chǎn)產(chǎn)品。反求工程的關(guān)鍵鍵技術(shù)有:數(shù)數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)術(shù)、數(shù)據(jù)預(yù)處處理技術(shù)、模模型重構(gòu)及產(chǎn)產(chǎn)品制造技術(shù)術(shù)。1、數(shù)據(jù)測(cè)量量技術(shù)反求工程中數(shù)據(jù)據(jù)測(cè)量方法主主要分為兩種種:一種是傳傳統(tǒng)的接觸式式測(cè)量法，如如三坐標(biāo)測(cè)量量機(jī)法；另一一種是非接觸觸測(cè)量法，如如投影光柵法法、激光三角角形法、工業(yè)業(yè)CT法、核核磁共振法(MRI)、自自動(dòng)斷層掃描描法等。只有有獲取了高質(zhì)質(zhì)量的三維坐坐標(biāo)數(shù)據(jù)，才才能生成準(zhǔn)確確的幾何模型型。所以，測(cè)測(cè)量方法的選選取是反求工工程中一個(gè)非非常重要的問(wèn)問(wèn)題。2、數(shù)據(jù)預(yù)處理理技術(shù):對(duì)得得到的測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)在CADD模型

33、重構(gòu)之之前應(yīng)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理，主主要是為了排排除噪聲數(shù)據(jù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)據(jù)、精簡(jiǎn)和歸歸并冗余數(shù)據(jù)據(jù)，通常包括括:噪聲點(diǎn)點(diǎn)過(guò)濾數(shù)據(jù)據(jù)點(diǎn)分區(qū)數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)平滑滑。3、模型重構(gòu)及及產(chǎn)品制造技技術(shù):通過(guò)重重構(gòu)產(chǎn)品零件件的CAD模模型，在探詢(xún)?cè)兒土私庠O(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)的基基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)原型的修修改和再設(shè)計(jì)計(jì)，以達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新、產(chǎn)產(chǎn)品更新之目目的，同時(shí)也也可以完成產(chǎn)產(chǎn)品或模具的的制造。2-6 敘述綠綠色設(shè)計(jì)的主主要特征。答： 1、面向向產(chǎn)品生命周周期綠色設(shè)計(jì)考慮的的是產(chǎn)品在整整個(gè)生命周期期內(nèi)的所有潛潛在的環(huán)境影影響，包括有有毒有害物質(zhì)質(zhì)向環(huán)境的排排放，不可再再生資源的消消耗以及能源源的過(guò)度消耗耗等等。產(chǎn)品品的

34、生命周期期包括從資源源原料的開(kāi)發(fā)發(fā)到產(chǎn)品廢棄棄報(bào)廢的整個(gè)個(gè)過(guò)程，2、環(huán)境因素素是產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)的考慮因素素之一綠色設(shè)計(jì)并不是是意味著產(chǎn)品品設(shè)計(jì)只是面面向環(huán)境或者者說(shuō)環(huán)境因素素是唯一的考考慮因素。相相反，綠色設(shè)設(shè)計(jì)是像其它它因素(比如如:用戶(hù)需求求分析、可制制造性、經(jīng)濟(jì)濟(jì)性、功能、尺尺寸和重量等等)一樣作為為產(chǎn)品設(shè)計(jì)共共同考慮的內(nèi)內(nèi)容。所以綠綠色設(shè)計(jì)是在在原有的設(shè)計(jì)計(jì)求解過(guò)程中中又引入了一一個(gè)環(huán)境變量量，從而使設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得得復(fù)雜起來(lái)，即即是一個(gè)更多多目標(biāo)的優(yōu)化化求解問(wèn)題。3-1 常見(jiàn)的的精密成型技技術(shù)分為哪幾幾類(lèi)？答：精密成型技技術(shù)是指零件件成型后，僅僅需少量加工工或不再加工工(近凈成型型技術(shù)或凈

35、成成型技術(shù))就就可用作機(jī)械械構(gòu)件的一種種成型技術(shù)。它它是建立在新新材料、新能能源、信息技技術(shù)、自動(dòng)化化技術(shù)等多學(xué)學(xué)科高新技術(shù)術(shù)成果的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，改造了了傳統(tǒng)的毛坯坯成型技術(shù)，使使之由粗糙成成型變?yōu)閮?yōu)質(zhì)質(zhì)、高效、高高精度、輕量量化、低成本本、無(wú)公害的的成型技術(shù)。它它使得成型的的機(jī)械零件具具有精確的外外形、高的尺尺寸精度和形形位精度、好好的表面粗糙糙度。精密成型技術(shù)分分為粉末冶金金、精密鑄造造、精密鍛造造、精密沖裁裁、精密焊接接、快速原型型技術(shù)等。3-2 快速原原型技術(shù)的特特點(diǎn)及工藝。答：快速原型技技術(shù)的特點(diǎn)：（1）快速性。通過(guò)STL格式式文件，快速速成型制造系系統(tǒng)幾乎可以以與所有的CCAD造型系系

36、統(tǒng)無(wú)縫連接接，從CADD模型到完成成原型制作通通常只需幾小小時(shí)到幾十小小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的的快速閉環(huán)反反饋。以快速速原型為母模模的快速模具具技術(shù)，能夠夠在幾天內(nèi)制制作出所需材材料的實(shí)際產(chǎn)產(chǎn)品，而通過(guò)過(guò)傳統(tǒng)的鋼制制模具制作，至至少需要幾個(gè)個(gè)月的時(shí)間。（2）高度集成成化快速成型技術(shù)實(shí)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與與制造的一體體化。在快速速成型工藝中中，計(jì)算機(jī)中中的CAD模模型數(shù)據(jù)通過(guò)過(guò)接口軟件轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為可以直直接驅(qū)動(dòng)快速速成型設(shè)備的的數(shù)控指令，快快速成型設(shè)備備根據(jù)數(shù)控指指令完成原形形或零件的加加工。（3）與工件復(fù)復(fù)雜程度無(wú)關(guān)關(guān)快速成型技術(shù)由由于采用分層層制造工藝，將將復(fù)雜的三維維實(shí)體離散成成一系列層片片加工和加工

37、工層片之疊加加，大大簡(jiǎn)化化了加工過(guò)程程。它可以加加工復(fù)雜的中中空結(jié)構(gòu)且不不存在三維加加工中刀具干干涉的問(wèn)題，理理論上可以制制造具有任意意復(fù)雜形狀的的原形和零件件。（4）高度柔性性快速成型系統(tǒng)是是真正的數(shù)字字化制造系統(tǒng)統(tǒng)，僅需改變變?nèi)SCADD模型，適當(dāng)當(dāng)?shù)卣{(diào)整和設(shè)設(shè)置加工參數(shù)數(shù)，即可完成成不同類(lèi)型的的零件的加工工制作，特別別適合新產(chǎn)品品開(kāi)發(fā)或單件件小批量生產(chǎn)產(chǎn)。并且，快快速成型技術(shù)術(shù)在成型過(guò)程程中無(wú)需專(zhuān)用用的夾具或工工具，成型過(guò)過(guò)程具有極高高的柔性，這這是快速成型型技術(shù)非常重重要的一個(gè)技技術(shù)特征。（5）自動(dòng)化程程度高快速成型是一種種完全自動(dòng)的的成型過(guò)程，只只需要在成型型之初由操作作者輸入一些些

38、基本的工藝藝參數(shù)，整個(gè)個(gè)成型過(guò)程操操作者無(wú)需或或較少干預(yù)。出出現(xiàn)故障，設(shè)設(shè)備會(huì)自動(dòng)停停止，發(fā)出警警示并保留當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)。完完成成型過(guò)程程時(shí)，機(jī)器會(huì)會(huì)自動(dòng)停止并并顯示相關(guān)結(jié)結(jié)果?？焖僭凸に嚕海?）利用激光光固化樹(shù)脂材材料的光造型型法光敏樹(shù)脂選擇性性固化是采用用立體雕刻原原理的一種工工藝，簡(jiǎn)稱(chēng)SSLA，也是是最早出現(xiàn)的的、技術(shù)最成成熟和應(yīng)用最最廣泛的快速速原型技術(shù)。SLA快速原型型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：成形速度較較快。系統(tǒng)工作相相對(duì)穩(wěn)定。尺寸精度較較高，可確保保工件的尺寸寸精度在0.1mm（但但，國(guó)內(nèi)SLLA精度在00.100.3mm之之間，并且存存在一定的波波動(dòng)性）。表面質(zhì)量較較好，工件的的最上層表面

39、面很光滑，側(cè)側(cè)面可能有臺(tái)臺(tái)階不平及不不同層面間的的曲面不平；比較適合做做小件及較精精細(xì)件。系統(tǒng)分辨率率較高。SLA快速原型型的技術(shù)缺點(diǎn)點(diǎn)：需要專(zhuān)門(mén)實(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，維維護(hù)費(fèi)用高昂昂。成型件需要要后處理，二二次固化，防防潮處理等工工序。光敏樹(shù)脂固固化后較脆，易易斷裂，可加加工性不好；工作溫度不不能超過(guò)1000，成形形件易吸濕膨膨脹，抗腐蝕蝕能力不強(qiáng)。氦-鎘激光光管的壽命僅僅3000小小時(shí)，價(jià)格較較昂貴。同時(shí)時(shí)需對(duì)整個(gè)截截面進(jìn)行掃描描固化，成型型時(shí)間較長(zhǎng)，因因此制作成本本相對(duì)較高。光敏樹(shù)脂對(duì)對(duì)環(huán)境有污染染，使皮膚過(guò)過(guò)敏。需要設(shè)計(jì)工工件的支撐結(jié)結(jié)構(gòu)，以便確確保在成型過(guò)過(guò)程中制作的的每一個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)部位都能可

40、可靠定位，支支撐結(jié)構(gòu)需在在未完全固化化時(shí)手工去除除，容易破壞壞成型件。（2）紙張疊層層造型法紙張疊層造型法法目前以Heelisyss公司開(kāi)發(fā)的的LOM裝置置應(yīng)用最廣。LOM可制作一一些光造型法法難以制作的的大型零件和和厚壁樣件，且且制作成本低低廉（約為光光造型法的11/2）、速速度高（約為為木模制作時(shí)時(shí)間的1/55以下），并并可簡(jiǎn)便地分分析設(shè)計(jì)構(gòu)思思和功能。LOM快速原型型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：由于只需要要使激光束沿沿著物體的輪輪廓進(jìn)行切割割，無(wú)需掃描描整個(gè)斷面，所所以這是一個(gè)個(gè)高速的快速速原型工藝。常常用于加工內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單的大型零件件及實(shí)體件。無(wú)需設(shè)計(jì)和和構(gòu)建支撐結(jié)結(jié)構(gòu)。LOM快速原型型技術(shù)的

41、缺點(diǎn)點(diǎn)是：需要專(zhuān)門(mén)實(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，維維護(hù)費(fèi)用高昂昂。可實(shí)際應(yīng)用用的原材料種種類(lèi)較少，盡盡管可選用若若干原材料，例例如紙、塑料料、陶土以及及合成材料，但但目前常用的的只是紙，其其他箔材商在在研制開(kāi)發(fā)中中。表面比較粗粗糙，工件表表面有明顯的的臺(tái)階紋，成成型后要進(jìn)行行打磨；且紙紙制零件很容容易吸潮，必必須立即進(jìn)行行后處理、上上漆。難以構(gòu)建精精細(xì)形狀的零零件，即僅限限于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單的零件。由于難以（雖雖然并非不可可能）去除里里面的廢料，該該工藝不宜構(gòu)構(gòu)建內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)雜的零件件。當(dāng)加工室的的溫度過(guò)高時(shí)時(shí)常有火災(zāi)發(fā)發(fā)生。因此，工工作過(guò)程中需需要專(zhuān)職人員員職守。（3）熱可塑造造型法熱可塑造型法以以DTM公司司開(kāi)

42、發(fā)的選擇擇性激光燒結(jié)結(jié)即SLS（SSelecttive LLaser Sinteering）應(yīng)應(yīng)用較多。SLS快速原型型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：與其他工藝藝相比，能生生產(chǎn)較硬的模模具，有直接接金屬型的概概念?？梢圆捎枚喽喾N原料，包包括類(lèi)工程塑塑料、蠟、金金屬、陶瓷等等。零件的構(gòu)建建時(shí)間較短，可可達(dá)到1inn/h高度。無(wú)需設(shè)計(jì)和和構(gòu)造支撐。SLS快速原型型技術(shù)缺點(diǎn)是是：需要專(zhuān)門(mén)實(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，維維護(hù)費(fèi)用高昂昂。在加工前，要要花近2小時(shí)時(shí)的時(shí)間將粉粉末加熱到熔熔點(diǎn)以下，當(dāng)當(dāng)零件構(gòu)建之之后，還要花花5-10小小時(shí)冷卻，然然后才能將零零件從粉末缸缸中取出。成形件強(qiáng)度度和表面質(zhì)量量較差，精度度低。表面的的粗糙度受

43、粉粉末顆粒大小小及激光光斑斑的限制。零件的表面面多孔性，為為了使表面光光滑必須進(jìn)行行滲蠟等后處處理。在后處處理中難于保保證制件尺寸寸精度，后處處理工藝復(fù)雜雜，樣件變型型大，無(wú)法裝裝配。需要對(duì)加工工室不斷充氮氮?dú)庖源_保燒燒結(jié)過(guò)程的安安全性，加工工的成本高。該工藝產(chǎn)生生有毒氣體，污污染環(huán)境。3-3 就目前前技術(shù)條件下下精密加工和和超精密加工工是如何劃分分的？根據(jù)目前技術(shù)水水平及國(guó)內(nèi)外外專(zhuān)家的看法法，對(duì)中小型型零件的加工工形狀誤差 和表面粗粗糙度Ra的的數(shù)量級(jí)可分分為以下檔次次。精密加工工： =11.00.1 m，RRa=0.110.033 m；超超精密加工： =0.10.001 m，RRa=0.0

44、030.0005 mm；納微米加加工： 0.01m，Ra0.0055m。3-4 超精密密加工所涉及及的技術(shù)范圍圍包含哪些？答：（1）超精精密加工機(jī)理理,超精密加加工是從被加加工表面去除除一層微量的的表面層，包包括超精密切切削、超精密密磨削和超精精密特種加工工等。當(dāng)然，超超精密加工也也應(yīng)服從一般般加工方法的的普遍規(guī)律，但但也有不少其其自身的特殊殊性，如刀具具的磨損、積積屑瘤的生成成規(guī)律、磨削削機(jī)理、加工工參數(shù)對(duì)表面面質(zhì)量的影響響等。（2）超精密加加工的刀具、磨磨具及其制備備技術(shù),包括括金剛石刀具具的制備和刃刃磨、修整等等是超精密加加工的重要的的關(guān)鍵技術(shù)。（3）超精密加加工機(jī)床設(shè)備備,超精密加加工

45、對(duì)機(jī)床設(shè)設(shè)備有高精度度、高剛度、高高的抗振性、高高穩(wěn)定性和高高自動(dòng)化的要要求，具有微微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)構(gòu)。（4）精密測(cè)量量及補(bǔ)償技術(shù)術(shù),超精密加加工必須有相相應(yīng)級(jí)別的測(cè)測(cè)量技術(shù)和裝裝置，具有在在線測(cè)量和誤誤差補(bǔ)償。（5）嚴(yán)格的工工作環(huán)境,超超精密加工必必須在超穩(wěn)定定的工作環(huán)境境下進(jìn)行，加加工環(huán)境的極極微小的變化化都可能影響響加工精度。因因而，超精密密加工必須具具備各種物理理效應(yīng)恒定的的工作環(huán)境，如如恒溫室、凈凈化間、防振振和隔振地基基等。3-5 敘述精精密和超精密密加工方法的的分類(lèi)、加工工機(jī)理及加工工方法示例。精密和超精密加加工方法分類(lèi)加工機(jī)理理主要加工方方法示例去除加工（分離加工）力學(xué)加工、力力濺

46、射電物理加工電化學(xué)加工熱蒸發(fā)、熱擴(kuò)散散 、熱溶解解切削、磨削削、研磨、拋拋光、超精加加工、珩磨、超超聲波加工、離離子濺射加工工 等離子加加工 噴射加加工；電火花加工（電電火花成型、電電火花線切割割）；電解加工、蝕刻刻（電子束曝曝光）、 化化學(xué)機(jī)械拋光光；電子束加工、激激光加工、脫脫碳處理、氣氣割結(jié)合加工附著加工化化學(xué)電化學(xué)熱、熱熔化力物理化學(xué)鍍鍍、化學(xué)氣相相沉積；電鍍、電鑄；真空蒸鍍、熔化化鍍；離子鍍（離子沉沉積）、物理理氣相沉積注入加工（滲入加工）化學(xué)電化學(xué)熱熱擴(kuò)散力物理氧化、氮氮化、活性化化學(xué)反應(yīng)；陽(yáng)極氧化；晶體生長(zhǎng)、分子子束外延、摻摻雜、滲碳和和燒結(jié)；離子束外延、離離子注入連接加工熱熱物

47、理、電物物理化學(xué)激光焊接、氣氣焊、電焊、快快速成型加工工；化學(xué)粘接變形加工（流動(dòng)加工）熱流動(dòng)、表表面熱流動(dòng)粘滯流動(dòng)分子定向鍛造造、熱流動(dòng)加加工（氣體火火焰、高頻電電流、熱射線線、電子束和和激光）；鑄造、液體流動(dòng)動(dòng)加工（金屬屬、塑料等壓壓鑄、注塑）；液晶定向3-6 試說(shuō)明明超精密切削削、超精密磨磨削加工的特特點(diǎn)和各自的的適應(yīng)場(chǎng)合。答：超精密切削削是借助鋒利利的金剛石刀刀具對(duì)工件進(jìn)進(jìn)行車(chē)削或銑銑削。主要用用于加工要求求低粗糙度和和高形狀精度度的有色金屬屬或非金屬零零件，如激光光或紅外的平平面，非球面面反射鏡、磁磁盤(pán)鋁基底、VVTR輥軸、有有色金屬軸套套和塑料多面面棱鏡等，甚甚至直接加工工納米級(jí)表面

48、面的硬脆材料料。超精密金金剛石刀具鏡鏡面車(chē)削加工工人造衛(wèi)星儀儀器軸承真空無(wú)潤(rùn)滑滑軸承，其孔孔和軸的表面面粗糙度R。達(dá)達(dá)到1 nmm，圓度和圓圓柱度均為納納米級(jí)精度。超超精密車(chē)削可可達(dá)到粗糙度度Ra0.0005m和和0.1mm的非球面形形狀精度。超精密磨削：超精密磨削是利利用磨具上尺尺度均勻性好好、近似等高高的磨粒（金金剛石砂輪和和CBN砂輪輪）對(duì)被加工工零件表面進(jìn)進(jìn)行摩擦、耕耕犁及切削的的過(guò)程。主要要用于硬度較較高的金屬和和非金屬零件件，如對(duì)加工工尺寸及形狀狀精度要求很很高的伺服閥閥、空氣軸承承主軸、陀螺螺儀超精密軸軸承、光學(xué)玻玻璃基片等。超超精密磨削可可達(dá)到R。00002m的表面粗粗糙度和

49、0001mm的圓度。3-7 超精密密加工時(shí)對(duì)機(jī)機(jī)床設(shè)備和環(huán)環(huán)境有何要求求？答：超精密加工工時(shí)機(jī)床設(shè)備備：超精密加工機(jī)床床應(yīng)具有高精精度、高剛度度、高加工穩(wěn)穩(wěn)定性和高度度自動(dòng)化的要要求，超精密密機(jī)床的質(zhì)量量主要取決于于機(jī)床的主軸軸部件、床身身導(dǎo)軌以及驅(qū)驅(qū)動(dòng)部件等關(guān)關(guān)鍵部件的質(zhì)質(zhì)量。(1) 精密主主軸部件精密主軸部件是是超精密機(jī)床床的圓度基準(zhǔn)準(zhǔn)，也是保證證機(jī)床加工精精度的核心。主主軸要求達(dá)到到極高的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)精度，精度度范圍為0.020.1m，此此外，主軸還還要具有相應(yīng)應(yīng)的剛度，以以抵抗受力后后的變形。主主軸運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程程中產(chǎn)生的熱熱量和主軸驅(qū)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生生的熱量對(duì)機(jī)機(jī)床精度有很很大影響，故故必須嚴(yán)格控控

50、制溫升和熱熱變形。為了了獲得平穩(wěn)的的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，超超精密機(jī)床主主軸廣泛采用用空氣靜壓軸軸承，主軸驅(qū)驅(qū)動(dòng)采用皮帶帶卸載驅(qū)動(dòng)和和磁性聯(lián)軸節(jié)節(jié)驅(qū)動(dòng)的主軸軸系統(tǒng)。(2) 床身和和精密導(dǎo)軌床身是機(jī)床的基基礎(chǔ)部件，應(yīng)應(yīng)具有抗振衰衰減能力強(qiáng)、熱熱膨脹系數(shù)低低、尺寸穩(wěn)定定性好的要求求。目前，超超精密機(jī)床床床身多采用人人造花崗巖材材料制造。人人造花崗巖是是由花崗巖碎碎粒用樹(shù)脂粘粘結(jié)而成，它它不僅具有花花崗巖材料的的尺寸穩(wěn)定性性好、熱膨脹脹系數(shù)低、硬硬度高、耐磨磨且不生銹的的特點(diǎn)，又可可鑄造成形，克克服了天然花花崗巖有吸濕濕性的不足，并并加強(qiáng)了對(duì)振振動(dòng)的衰減能能力。超精密機(jī)床導(dǎo)軌軌部件要求有有極高的直線線運(yùn)動(dòng)精度，

51、不不能有爬行，導(dǎo)導(dǎo)軌偶合面不不能有磨損，因因而液體靜壓壓導(dǎo)軌、氣浮浮導(dǎo)軌和空氣氣靜壓導(dǎo)軌，均均具有運(yùn)動(dòng)平平穩(wěn)、無(wú)爬行行、摩擦因數(shù)數(shù)接近于零的的特點(diǎn)，在超超精密機(jī)床中中得到廣泛的的使用。(3) 微量進(jìn)進(jìn)給裝置在超精密加工中中，要求微量量進(jìn)給裝置滿(mǎn)滿(mǎn)足如下的要要求：稍微微進(jìn)給與粗進(jìn)進(jìn)給分開(kāi)，以以提高微位移移的精度、分分辨率和穩(wěn)定定性；運(yùn)動(dòng)動(dòng)部分必須是是低摩擦和高高穩(wěn)定性，以以便實(shí)現(xiàn)很高高的重復(fù)精度度；末級(jí)傳傳動(dòng)元件必須須有很高的剛剛度，即夾固固刀具處必須須是高剛度的的；工藝性性好，容易制制造；應(yīng)能能實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給給的自動(dòng)控制制，動(dòng)態(tài)性能能好。微量進(jìn)給裝置有有機(jī)械或液壓壓傳動(dòng)式、彈彈性變形式、熱熱變形式

52、、流流體膜變形式式、磁致伸縮縮式、壓電陶陶瓷式等多種種結(jié)構(gòu)形式。超精密加工時(shí)工工作環(huán)境：工作環(huán)境的任何何微小變化都都可能影響加加工精度的變變化，使超精精加工達(dá)不到到精度要求。因因此，超精密密加工必須在在超穩(wěn)定的環(huán)環(huán)境下進(jìn)行。超超穩(wěn)定環(huán)境主主要是指恒溫溫、超凈和防防振三個(gè)方面面。超精密加工一般般應(yīng)在多層恒恒溫條件下進(jìn)進(jìn)行，不僅放放置機(jī)床的房房間應(yīng)保持恒恒溫，還要求求機(jī)床及部件件應(yīng)采取特殊殊的恒溫措施施。一般要求求加工區(qū)溫度度和室溫保持持在 20土土 0.066的范圍內(nèi)內(nèi)。超凈化環(huán)境對(duì)超超精密加工也也很重要，因因?yàn)榄h(huán)境中硬硬粒子會(huì)嚴(yán)重重影響被加工工表面的質(zhì)量量。外界振動(dòng)對(duì)超精精密加工的精精度和粗糙

53、度度影響甚大。采采用帶防振溝溝的隔振地基基和把機(jī)床安安裝在專(zhuān)用的的隔振設(shè)備上上，都是極有有效的防振措措施。3-8 在怎樣樣的速度范圍圍下加工屬于于高速加工？分析高速切切削加工所用用解決的關(guān)鍵鍵技術(shù)。答：超高速加工工是指高于常常規(guī)切削速度度5倍乃至十十幾倍條件下下所進(jìn)行的切切削加工。例例如在試驗(yàn)室室中，鋁合金金加工已達(dá)66000m/min；而而在實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)中也達(dá)到了了1500-5500mm/min。在在實(shí)驗(yàn)室中，磨磨削中單層鍍鍍砂輪磨削速速度達(dá)3000m/s，目目前正探索5500m/ss速度的磨削削；而實(shí)際生生產(chǎn)中也達(dá)到到了250mm/s。超高高速加工不但但可以大幅度度提高零件的的加工效率、縮縮

54、短加工時(shí)間間、降低加工工成本；而且且可以使零件件的表面加工工質(zhì)量和加工工精度達(dá)到更更高的水平。高速切削加工比比常規(guī)切削加加工的切削速速度高5110倍，進(jìn)給給速度隨切削削速度的提高高也可相應(yīng)提提高5100倍。3-9 超高速速切削包含哪哪些相關(guān)技術(shù)術(shù)？答：超高速切削削是一種綜合合性的高新技技術(shù)，超高速速切削技術(shù)的的推廣應(yīng)用是是多項(xiàng)相關(guān)技技術(shù)發(fā)展到與與之相匹配的的程度而產(chǎn)生生的綜合效應(yīng)應(yīng)。超高速切切削的相關(guān)技技術(shù)包括：超超高速切削中中的刀具技術(shù)術(shù)、高速主軸軸技術(shù)、直線線滾動(dòng)導(dǎo)軌和和直線驅(qū)動(dòng)技技術(shù)、高速數(shù)數(shù)控技術(shù)、機(jī)機(jī)床結(jié)構(gòu)等技技術(shù)。3-10 簡(jiǎn)述述超高速磨削削特點(diǎn)及關(guān)鍵鍵技術(shù)？答：超高速磨削削技術(shù)特

55、點(diǎn)：( 1) 大幅幅度提高磨削削效率，設(shè)備備使用臺(tái)數(shù)少少；( 2) 磨削削力小、磨削削溫度低、加加工表面完整整性好；( 3) 砂輪輪使用壽命長(zhǎng)長(zhǎng)，有助于實(shí)實(shí)現(xiàn)磨削加工工的自動(dòng)化；( 4) 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)難加工材材料的磨削加加工。超高速磨削關(guān)鍵鍵技術(shù)1、超高速磨削削的砂輪超高速磨削砂輪輪應(yīng)具有良好好的耐磨性、高高動(dòng)平衡精度度和機(jī)械強(qiáng)度度、高剛度和和良好的導(dǎo)熱熱性等。（1）超高速砂砂輪的材料：超高速磨削削用砂輪應(yīng)具具有強(qiáng)度高、抗抗沖擊強(qiáng)度高高、耐熱性好好、微破碎性性好、雜質(zhì)含含量低等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。超高速磨磨削砂輪可以以使用AI22O3、SiiC、CBNN和金剛石磨磨料。（2）超高速砂砂輪的修整：超高速單層層電

56、鍍砂輪一一般不需修整整。特殊情況況下利用粗磨磨粒、低濃度度電鍍杯形金金剛石修整器器對(duì)個(gè)別高點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行微米級(jí)級(jí)修整。2、 超高速主主軸和超高速速軸承（1）超高速電電主軸技術(shù)：超高速磨削削主要采用大大功率超高速速電主軸。高高速電主軸慣慣性扭矩小，振振動(dòng)噪聲小，高高速性能好，可可縮短加減速速時(shí)間，但它它有很多技術(shù)術(shù)難點(diǎn)。（2）超高速軸軸承技術(shù)：高高速主軸采用用的軸承有滾滾動(dòng)軸承、氣氣浮軸承、液液體靜壓軸承承和磁懸浮軸軸承幾種形式式。3、超高速磨削削的砂輪平衡衡技術(shù)與防護(hù)護(hù)裝置：對(duì)于于超高速砂輪輪系統(tǒng)不僅進(jìn)進(jìn)行靜平衡，還還必須根據(jù)系系統(tǒng)及不平衡衡質(zhì)量劃分平平衡階段，進(jìn)進(jìn)行分級(jí)動(dòng)平平衡以保證在在工作轉(zhuǎn)速下

57、下的穩(wěn)定磨削削。4、磨削液供給給系統(tǒng)超高速磨削常用用的冷卻液注注入方法有：高壓噴射法法，空氣擋板板輔助截?cái)鄽鈿饬鞣ǎ瑲怏w體內(nèi)冷卻法，徑徑向射流沖擊擊強(qiáng)化換熱法法等。為提高高供液效果，應(yīng)應(yīng)對(duì)供液系統(tǒng)統(tǒng)參數(shù)包括供供液壓力、流流量、磨削液液噴注位置、噴噴嘴結(jié)構(gòu)及尺尺寸等進(jìn)行優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，此此外系統(tǒng)還需需配有高效率率油氣分離和和吸排風(fēng)單元元。5、超高速磨削削進(jìn)給系統(tǒng)隨著高速超高速速加工技術(shù)的的發(fā)展，國(guó)內(nèi)內(nèi)外都采用了了直線伺服電電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)技術(shù)。使用用高動(dòng)態(tài)性能能的直線電機(jī)機(jī)結(jié)合數(shù)字控控制技術(shù)，避避免了傳統(tǒng)的的滾珠絲杠傳傳動(dòng)中的反向向間隙、彈性性變形、磨擦擦磨損和剛度度不足等缺陷陷，可獲得高高精度的高速

58、速移動(dòng)并具有有極好的穩(wěn)定定性。6、磨削狀態(tài)檢檢測(cè)及數(shù)控技技術(shù)利用磨削過(guò)程中中產(chǎn)生的各種種聲發(fā)射源，如如砂輪與工件件彈性接觸、接接合劑破裂、磨磨粒與工件磨磨擦、砂輪破破碎和磨損、工工件表面裂紋紋和燒傷、砂砂輪與修整輪輪的接觸等，可可以通過(guò)檢測(cè)測(cè)聲發(fā)射信號(hào)號(hào)的變化來(lái)對(duì)對(duì)磨削狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行判別和監(jiān)監(jiān)測(cè)。此外，工工件精度和加加工表面質(zhì)量量的在線監(jiān)控控技術(shù)也是高高效率磨削的的關(guān)鍵技術(shù)。3-11 簡(jiǎn)述述超高速銑削削特點(diǎn)及關(guān)鍵鍵技術(shù)？答：1、超高速速銑削的技術(shù)術(shù)特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率率高，成本低低超高速銑削高硬硬度鋼的金屬屬切除率高、沒(méi)沒(méi)有手工精加加工等耗時(shí)的的工序，縮短短了生產(chǎn)過(guò)程程，簡(jiǎn)化了輔輔助工作，能能使整

59、體加工工效率提高幾幾倍乃至十幾幾倍，且其能能耗低，能源源和設(shè)備的利利用率高，從從而降低了生生產(chǎn)成本。（2）加工精度度高對(duì)于同樣的切削削層參數(shù)：在在超高速銑削削條件下，單單位切削力顯顯著下降，且且其變化幅度度小，使工件件的受力變形形顯著減小；同時(shí)，由于于機(jī)床主軸運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)速度極高高： 激振頻頻率遠(yuǎn)離機(jī)床床、工件、刀刀具工藝系統(tǒng)統(tǒng)的高階固有有頻率：能有有效減小系統(tǒng)統(tǒng)的振動(dòng)，因因此有利于獲獲得高的加工工精度（3）加工表面面質(zhì)量好超高速銑削的加加工過(guò)程極為為迅速，加工工表面的受熱熱時(shí)間極短，995%-988%以上的切切削熱被切屑屑帶走，傳入入工件的切削削熱大為減少少，切削溫度度低，熱影響響區(qū)和熱影響響程度

60、都較小?。河欣讷@獲得低損傷的的加工表面；同時(shí)，由于于超高速銑削削時(shí)切削振動(dòng)動(dòng)對(duì)加工質(zhì)量量的影響很小小，因而能顯顯著降低加工工表面粗糙度度，表面粗糙糙度Ra值可可達(dá)到0.11um。（4）適于加工工薄壁類(lèi)精細(xì)細(xì)零件與常規(guī)切削相比比，超高速銑銑削加工時(shí)的的切削力至少少降低30%，尤其是徑徑向切削力顯顯著降低，非非常有利于薄薄壁類(lèi)精細(xì)零零件的加工。例例如，當(dāng)切削削速度達(dá)到113000rr/min 時(shí)，可以銑銑削壁厚僅00.01655的薄壁零件件。2、超高速銑削削的關(guān)鍵技術(shù)術(shù)超高速銑削刀具具幾何角度：超高速銑削削高硬度鋼時(shí)時(shí)，刀具的主主要失效形式式為刀尖破損損，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)著重考慮提提高刀尖的抗抗沖擊強(qiáng)