先进制造技术 答案

先进制造技术习题答案第一章制造业与先进制造技术1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。

制造：把原材料加工成适用的产品。

制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。

制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。

制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。

它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。

制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。

狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。

广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。

在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。

在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。

1-2 试简述制造技术的发展历程。

制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。

纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。

人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。

另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。

两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“手工——机械化——单机自动化——刚性流水自动化——柔性自动化——智能自动化”的方向发展。

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。

先进制造技术复习题答案一、单项选择题1. 先进制造技术的核心是实现制造过程的（A）。

A. 自动化B. 信息化C. 智能化D. 网络化2. 计算机集成制造系统（CIMS）不包括以下哪一项技术？（D）A. 计算机辅助设计（CAD）B. 计算机辅助制造（CAM）C. 计算机辅助工程（CAE）D. 计算机辅助教学（CAT）3. 柔性制造系统（FMS）的主要特点是（C）。

A. 高度自动化B. 高度信息化C. 高度柔性化D. 高度集成化4. 以下哪项不是先进制造技术中的精密加工技术？（B）A. 精密车削B. 传统铣削C. 精密磨削D. 精密电火花加工5. 制造执行系统（MES）的主要功能不包括（D）。

A. 生产调度B. 质量控制C. 设备管理D. 产品开发二、多项选择题6. 先进制造技术包括以下哪些方面？（ABCD）A. 制造自动化技术B. 制造信息化技术C. 制造智能化技术D. 制造网络化技术7. 计算机集成制造系统（CIMS）的主要组成部分包括（ABC）。

A. 管理信息系统（MIS）B. 制造资源计划（MRP）C. 企业资源计划（ERP）D. 客户关系管理（CRM）8. 柔性制造系统（FMS）能够实现以下哪些功能？（ABC）A. 多品种、小批量生产B. 自动化物料搬运C. 生产过程监控D. 产品销售9. 精密加工技术在先进制造技术中的作用包括（ACD）。

A. 提高加工精度B. 降低生产成本C. 提高产品质量D. 缩短加工周期10. 制造执行系统（MES）的主要作用包括（ABC）。

A. 实时监控生产过程B. 优化生产调度C. 跟踪产品质量D. 市场分析预测三、判断题11. 先进制造技术的发展可以提高生产效率和产品质量。

（√）12. 计算机集成制造系统（CIMS）只适用于大型制造企业。

（×）13. 柔性制造系统（FMS）能够适应市场需求的变化，实现快速生产。

（√）14. 精密加工技术只适用于高附加值产品的制造。

1. 狭义制造和广义制造有什么区别？狭义制造：指产品的机械加工工艺过程，又称小制造。

即制造是一种将有关资源（包括物料、能源、资金、人力资源、信息等）按照社会需求转变为新的有更高应用价值的资源的行为和过程。

——包括加工和装配两大过程。

广义上，“制造”的概念在“范围”和“过程”两个方面有所扩展。

在范围方面，广义制造涉及的领域并非只局限于机械制造，而是涉及到机械、电子、化工、食品、军工等大量行业。

在过程方面，广义制造不仅包括加工工艺过程，而且包括从市场调研到产品设计、工艺设计、加工、装配、生产计划和控制以及检验、销售、服务等---产品整个生命周期的所有过程。

2. 什么是产品生命周期？任何产品都有一个从引入到消亡的过程。

这个过程称为产品生命周期。

一般以产品销量和利润的变化为标志分为四个阶段：引入期、成长期、成熟期、衰退期四个阶段。

3. 简述先进制造技术的科学内涵。

是制造业不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理销售、使用和服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高制造企业对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称。

具有：①先进性②广泛性③实用性④系统性⑤集成性⑥动态性⑦持续发展性。

4. 先进制造技术的发展趋势如何？怎样理解？集合多学科成果形成一个完整的制造体系——整体化：传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术、先进的管理科学相结合；信息技术对先进制造技术的发展影响深远——信息化——数字化：制造业信息化即将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新。

典型代表如CIMS、CE、AM、虚拟企业等；向超精微细领域扩展——精密化：微型机械，纳米测量、微米/纳米加工制造；制造过程集成化——集成化CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP集成（淡化了学科界限-技术与管理的集成），快速原形制造技术，使得设计思想能够快速转化为物理原形，甚至能够直接制成零件（淡化了设计与制造的界限-技术集成），机器人加工工作站及FMS的出现，使加工过程、检验过程、物流过程融为了一体（淡化了专业界限-过程集成）；制造科学与制造技术、生产管理的融合——集成化：制造科学是制造系统和制造过程知识的系统描述，包括数字描述、仿真、优化、设计理论和方法、运动学、动力学、结构强度、摩擦学等。

1. FMS由哪几部分组成2.简单说明扫描隧道显微镜工作原理。

3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。

4 ISO全面质量管理的内涵是什么？全面质量管理的内容由哪四个方面？问题补充：最佳答案1.加工系统、物流系统和控制系统2.扫描隧道显微镜(STM)的原理是用极尖的探针对被测表面进行扫描，探针和被测表面非常接近，在一定的电场作用下产生隧道电流。

探针和表面间距离的极微小变化将使隧道电流产生很大变化。

扫描时探针升降以保持隧道电流不变，因而可测出表面形貌高低。

3.（1）首先将CAD模型按一定厚度分层。

即将模型离散成一系列的二维层面。

（离散）（2）根据各层面的轮廓数据，进行层面工艺规划，生成数控代码。

（即层面信息处理或层面工艺规划）（3）由数控成型机接收控制指会，以平面加工的方式，按顺序（从下往上）加工各单元层面，并逐层粘接起来。

最后，得到与CAD模型相对应的三维实体。

（堆积成型）4.ISO是国际标准化组织，与全面质量管理是两码事。

全面质量管理的内涵：1）具有先进的系统管理的思想2）强调建立全面的有效的质量管理体系3）目的在于让顾客满意、社会受益。

全面质量管理的的内容：全面的、全过程的、全员参加的、多方法的质量管理。

先进制造技术结业测验题一、填空题（每空1分，共计40分）1、制造过程产品从设计、＿＿、＿＿、＿＿、报废、回收等的全过程，也称为产品＿＿＿＿。

2、制造业将制造资源利用＿＿＿＿，通过＿＿＿＿，转化为供人们使用或利用的＿＿＿或＿＿＿＿的行业。

3、制造生产的运行过程，包括市场分析、＿＿＿＿、工艺规划、＿＿＿＿、＿＿＿＿、产品销售、＿＿＿＿、报废、回收、再利用等。

4、恩格斯指出：“直立和＿＿创造了人类，而＿＿是从＿＿＿＿开始的。

动物所做到的最多是收集,而人则从事＿＿。

”5、现代制造技术的四个基本特征是＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。

6、成功企业的关键因素主要有：上市时间、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、灵活性、＿＿＿＿。

先进制造技术习题答案(DOC 32页)全国高职高专规划教材·精品与示范系列先进制造技术习题答案孙燕华主编电子工业出版社Publishing House of ElectronicsIndustry北京·BEIJING1-1论述先进制造技术及其主要特点。

答：1、系统性先进制造技术由于微电子、信息技术的引入，使制造技术成为一个能驾驭生产过程的物质流、信息流和能量流的系统工程。

如柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）技术是先进制造技术全过程控制物质流、信息流和能量流的典型应用案例。

2、集成性现代制造技术使各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失，发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。

集成技术显示出高效率、多样化、柔性化、自动化、资源共享等特点。

3、广泛性现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及用户服务等整个产品生命周期全过程，成为“市场——产品设计——制造——市场”的大系统。

4、高精度现代制造对产品、零件的精度要求越来越高，在飞机、潜艇等军事设施中使用的精密陀螺、大型天文望远镜以及大规模集成电路的硅片等高新技术产品都需要超精密加工技术的支持。

这些需求使激光加工、电子束、离子束加工、纳米制造、微机械制造等新方法迅速发展。

５、实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁、灵活生产等基础制造技术，它是从传统的制造工艺发展起来的，并与新技术实现了局部或系统集成。

1-2叙述先进制造技术的构成及分类。

答：先进制造技术的构成：１、基础技术第一层次是优质、高效、低耗、少或无污染的基础制造技术。

铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用、经济适用的技术，这些基础工艺经过优化而形成的基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部分。

这些基础技术主要有精密下料、精密成形、精密加工、精密测量、毛坯强韧化、无氧化热处理、气体保护焊及埋弧焊、功能性防护涂层等。

第一章习题:1.如何理解先进制造技术的定义?先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

2.什么是加工\制造\生产?加工：零件的形成过程。

machining制造：产品的形成过程。

manuf acturing生产：包括商务在内的全过程。

制造和生产的概念已经很模糊了。

Production3.简述先进制造技术的基本问题是什么?1．加工工序的最佳化加工工序的最佳化是一个优化过程，包括选定优化准则，确定目标函数，找出约束条件，求最优解。

优化准则包括1）最高生产率准则, 2）最低成本准则,3）最大利润率准则。

约束条件包括1）刀具使用寿命约束,2）主电机功率结束,3）进给电机转矩约束,4）机床进给范约束,5）表面精糙度约束。

2．工艺过程最佳化同一零件的工艺过程可能有多种，根据最高生产率或最低成本原则可从中优化一个最优的方案。

其实质是一个决策过程，其方法有动态规划法（属线性规划）和智能化方法（如CAPP专家系统等）。

3．企业运行最优化（生产系统运行最佳化）随着市场的发展变化，制造业全球化的趋势更加明显，要求企业具有极强的市场适应性，要快速反应。

在竞争中求得最大经济效益和社会效益。

方法和模式很多，如敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）、虚拟制造（VM）和智能制造系统（IMS）等。

4.了解先进制造技术的发展趋势.1．企业生产方式面临重大变革2．绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征3．设计技术不断现代化4．成形制造技术向精密成形或净成形的方向发展5．加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展6．新型加工方法以及复合工艺不断发展7．虚拟技术将广泛应用8．技术创新将成为21世纪企业竞争的焦点第2 章制造自动化技术___NC1．制造自动化技术的发展历程有几个阶段？制造自动化技术的发展历程有如下几个阶段：第一阶段：刚性自动化，包括自动单机和刚性自动线。

先进制造技术答案完整版20一、填空题1．先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群与制造技术环境三个技术群。

2．制造系统是由制造过程及其所涉及硬件、软件与人员构成的一个有机整体。

3．系统的可靠性预测要根据系统的构成形式分别按串联系统，并联系统与混联系统可靠度进行计算。

4．根据产品的信息来源，反求工程可分为实物反求，软件反求与影像反求。

5．先进制造工艺技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包含清洁与灵活生产。

6．微细加工中的三束加工是指电子束，离子束，激光束。

7．超精密机床的关键部件包含：主轴，导轨，床身，其中机床的床身多使用天然花岗石制造。

8. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响与资源效率的现代制造模式。

9.及时制生产追求的目标为零缺点，零库存，零整备时间，零前置时间。

最终目标是排除一切可能浪费。

10．扫描隧道显微镜的两种工作模式为恒（直）电流工作模式，恒高度工作模式。

11.超高速机床主轴的结构常使用交流伺服电动机内置式集成结构，这种主轴通常被称为空气轴承主轴。

12.快速原型制造常用的工艺方法光固化成形，叠层实体制造，选择性激光烧结，熔融沉积制造。

13.精益生产的体系结构中三大支柱是GIT及时生产制，GT成组技术与 T QC全面质量管理14.敏捷制造的基本思想就是在“竞争—合同—协同”机制下，实现对市场需求作出快速反应的一种生产制造新模式。

15.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或者制造系统的物理实现之前，就能使人体会或者感受到未来产品的性能或者者制造系统的状态，从而能够作出前瞻性的决策与优化实施方案。

16.并行工程的特征为并行特性，整体特性，协同特性，约束特性。

17.大规模集成电路的微细制作方法有外延生长，氧化，光刻，选择扩散，真空镀膜。

18.优化设计的两个前提条件以数学规划为理论基础，以计算机为基础。

19.常用的看板有生产看板，运送看板两种。

先进制造技术习题及解答1.FMS由哪几部分组成2.简单说明扫描隧道显微镜工作原理。

3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。

4 ISO全面质量管理的内涵是什么？全面质量管理的内容由哪四个方面？问题补充：最佳答案1.加工系统、物流系统和控制系统2.扫描隧道显微镜（STM）的原理是用极尖的探针对被测表面进行扫描，探针和被测表面非常接近，在一定的电场作用下产生隧道电流。

探针和表面间距离的极微小变化将使隧道电流产生很大变化。

扫描时探针升降以保持隧道电流不变，因而可测出表面形貌高低。

3.（ 1）首先将CAD莫型按一定厚度分层。

即将模型离散成一系列的二维层面。

（离散）（2）根据各层面的轮廓数据，进行层面工艺规划，生成数控代码。

（即层面信息处理或层面工艺规划）（3）由数控成型机接收控制指会，以平面加工的方式，按顺序（从下往上）加工各单元层面，并逐层粘接起来。

最后，得到与 CAD模型相对应的三维实体。

（堆积成型）4.IS0是国际标准化组织，与全面质量管理是两码事。

全面质量管理的内涵：1）具有先进的系统管理的思想 2）强调建立全面的有效的质量管理体系 3）目的在于让顾客满意、社会受益。

全面质量管理的的内容：全面的、全过程的、全员参加的、多方法的质量管理。

四、名词：1、狭义：为机电产品的机械加工工艺过程广义：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、按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。

即：使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称。

3、在传统制造技术基础上不断吸收机械.电子.信息.材料.能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计•制造•检测•管理•销售•使用•服务的制造全过程，以实现优质•高效•低耗•清洁•灵活的生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称，也是取得理想技术经济效果的制造技术的总称.4、是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。

先进制造技术习题答案超精密加⼯部分作业题1. 超精密加⼯⽅法主要有哪⼏种？各适合于什么材料的超精密加⼯？答：1.加⼯⽅法有：1)机械能量法（切削加⼯、磨削加⼯、切（割）断加⼯、磨粒加⼯等）。

2)热能量法（电极加⼯、激光加⼯、电⼦束加⼯、离⼦束加⼯等）。

3)电⽓、化学能量法（电解加⼯、电解研磨、化学研磨、蚀刻等）。

2.适于材料:1)超精密切削：主要⽤于加⼯铝合⾦、铜合⾦、Ti合⾦、⾮电解镍等;2)超精密磨削：主要加⼯⿊⾊⾦属和脆性材料。

如：合⾦钢、钛合⾦、玻璃、陶瓷、单晶硅等;3)超精密研磨和抛光：主要⽤于加⼯⾼表⾯质量和⾼平⾯度的集成电路芯⽚和光学平⾯及蓝宝⽯窗⼝等.2. 超精密切削中，影响加⼯精度的主要因素有哪些？答：1.给定的精度指标。

2.加⼯机械的直线运动和回转运动精度。

3.加⼯机械的定位精度；4.加⼯机械、⼯具及⼯件的刚度；5.加⼯机械、⼯具、⼯件的振动；6.加⼯机械、⼯具、⼯件的热变形；7.⼯具的尺⼨及形状精度；8.加⼯机械、⼯具、⼯件的磨损和磨伤；9.⼯具、⼯件的定位安装精度；10.⼯件在前道⼯序加⼯中的尺⼨、形状的误差及其误差分散的程度；11.⼯件材质及其物理、机械性能；12.⼯件的形状和尺⼨；13.⼯件材料的不均匀性；14.加⼯单位的⼤⼩(去除、结合、变形等)；15.测量技术与数据处理；16.加⼯者的知识及技术熟练程度；17.加⼯环境的⼒、振动、热、清洁程度；3. 超精密切削时，最⼩理论极限切削厚度是多少？最⼩切削厚度与⼑刃刃⼝半径ρ是什么关系？答：1nm到30nm的切削。

⼑刃刃⼝半径ρ越⼤，最⼩切削厚度越⼤。

4. 离⼦束加⼯的原理是什么？有哪⼏部分组成？举例说明其应⽤。

答：原理：也是在真空条件下，将氩、氪、⼭等隋性⽓体，通过离⼦源产⽣离⼦束并经过加速、集束、聚焦后，投射到⼯什表⾯的加⼯部位，以实现去除材料的加⼯组成：离⼦源系统、真空系统、控制系统、电源系统举例：1)⽤于从⼯件上去除加⼯的离⼦刻蚀加⼯;2)⽤于给⼯件表⾯添加材料的离⼦镀膜加⼯;3)⽤于表⾯改性的离⼦注⼊加⼯等5. 电⼦束加⼯的原理是什么？有哪⼏部分组成？举例说明其应⽤。