先进制造技术试题库与答案.docx

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先进制造技术试题库与答案

先进制造技术题库与答案

一、填空题

1．先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群和制造技术环境三个技术群。

5．先进制造基础技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括无污染。

6．微细加工中的三束加工是指电子束，离子束，激光束。

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

和资源效率的现代制造模式。

11.超高速机床主轴的结构常采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。

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，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。

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。

20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是热塑性材料。

27.优化设计的三要素是：

目标函数，设计变量，约束条件。

31.绿色设计的主要内容包括：

绿色产品设计的材料选择与管理，产品的可拆卸性设计，

可维修设计，产品的可回收性设计，绿色产品的成本分析，和绿色产品设计数据库。

绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。

35.LIGA技术的工艺过程分为：

（1）深层同步辐射X射线光刻；

（2）电铸成型；（3）模铸成型。

36.微细加工工艺方法主要有：

三束加工技术，光刻加工，体刻蚀加工技术，面刻蚀加工技术，LIGA技术，牺牲层技术和外延生长技术。

37.工业机器人一般由机械系统，控制系统，驱动系统和智能系统等几个部分组成。

38.柔性制造系统的组成包括：

加工系统，物流系统，

信息控制系统和一套计算机控制系统。

39.MRP和MRPII分别是指物料需求计划和制造资源计划，而ERP是指企业资源计划，其核心思想是完全按用户需求制造。

43.高速切削通常使用的刀具材料有：

1）硬质合金涂层刀具2超细晶粒硬质合金3）立方氮化硼4）氮化硅聚晶金刚石

44.工业机器人的按系统功能分：

1）专用机器人2）通用机器人

3）示教再现机器人4）智能机器人

45.工业机器人的性能特征：

通用性，柔性，灵活性，智能化

46.PDM四层体系结构分别为：

第一层用户界面层、第二层核心功能、第三层框架核心层、第四层系统支持层。

47.CIMS的三大特征分别为数据驱动、集成、柔性。

49.CIMS分成五个层次，即工厂级、车间级、单元级、

工作站级和设备级。

21、压电驱动技术是压电学和超声学在机械领域的应用。

22、

二、单项选择题

2．高速加工机床的进给系统机构大多采用（a）a.直线电机b.滑动丝杠传动机构c.摩擦传动机构4．机床进给伺服系统常用的检测角位移的原件是（d）a.感应同步器；b.光栅；c.容栅；d.脉冲编码器5.ERP的含义是（c）a.制造资源计划b.物料需求计划c.企业资源计划d.产品数据管理6．下列哪种说法不符合绿色制造的的思想（c）a.对生态环境无害b.资源利用率高，能源消耗低c.为企业创造利润8．计算机集成制造技术强调（c）a.企业的经营管理b.企业的虚拟制造c.企业的功能集成9．FMS非常适合（c）a.大批大量生产方式b.品种单一、中等批量生产方式c.多品种、变批量生产方式10．在进行纳米级测量非导体的零件表面形貌时，常采用的测量仪器为（c）a.光学显微镜b.扫描隧道显微镜c.原子力显微镜13.光刻加工的工艺过程为：

（c）a.①氧化②沉积③曝光④显影⑤还原⑦清洗b.①氧化②涂胶③曝光④显影⑤去胶⑦扩散c.①氧化②涂胶③曝光④显影⑤去胶⑦还原14.光刻加工采用的曝光技术中具有最高分辨率的是（c）a.电子束曝光技术b.离子束曝光技术c.X射线曝光技术15.硅微体刻蚀加工和硅微面刻蚀加工的区别在于（a）a.体刻蚀加工对基体材料进行加工，而面刻蚀加工不对衬底材料进行加工；b.体刻蚀加工不对基体材料进行加工，而面刻蚀加工对衬底材料进行加工；c.体刻蚀加工可获得高纵横比的结构，而面刻蚀加工只能获得较低纵横比的结构；16.工业机器人有多种分类方式，下列不属于按驱动方式分类的是（d）a.气压传动机器人;b.液压传动机器人;c.电器传动机器人;d.智能机器人；21.在进行纳米级测量两个导体的表面形貌时，常采用的测量仪器为（b）a.电镜b.扫描隧道显微镜c.图像处理技术23.微细加工技术中的刻蚀工艺可分为下列哪两种（b）a离子束刻蚀、激光刻蚀b.干法刻蚀、湿法刻蚀c.溅射加工、直写加工25.衡量机器人技术水平的主要指标是（a）a.自由度b.工作空间c.提取重力d.运动速度26.在机器人控制系统中下列不属于按其控制方式划分的是（d）a.集中控制方式b.主从控制方式c.分散控制方式d.点位式28.CIMS的两个支撑子系统是（c）a.工程设计自动化子系统、管理信息子系统；b.制造自动化子系统、质量保证子系统c.计算机网络子系统、数据库子系统29.下列不是制造自动化分系统的是（a）a.机械加工系统b.控制系统物c.质量保证子系统d.监控系统35.下列不属于先进制造工艺所具有的显著特点的是（b）a.优质；b.能耗大；c.洁净；d.灵活36.下列属于可回收性设计原则的是（d）a.避免有相互影响的零件组合，避免零件的无损b.避免使用与循环利用过程不想兼容的材料或零件c.实现零部件的标准化、系列化、模块化，减少零件的多样性d.易于拆卸，易于分离

三、判断题

2.原子力显微镜可以进行纳米表面形貌测量。

（）

4.超高速机床要求主轴的转速很高，但进给速度不需要提高。

（）

6.虚拟制造的类别有：

以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。

（）

8.超高速切削加工有色金属时，通常采用金刚石砂轮进行磨削。

（）

10.CIMS是指计算机集成制造系统，而FMS的含义是柔性制造系统。

（）

12.激光束、离子束、电子束均可对工件表面进行改性。

（）

15.美国联邦科学、工程和技术协调委员会将先进制造技术分为主体技术群，支撑技术群和管理技术群。

（）

16.STEP指的是由国际标准化组织（ISO）制定的“产品数据模型交换标准”。

（）

18.刚性自动化制造以大批量生产为模式、以降低成本为目的。

（）

19.对于可修复产品，其平均寿命是指产品从开始工作到发生失效前的平均工作时间。

（）

22.到目前为止，还没有一种刀具材料可以是使其刀具的刃口圆弧半径达到纳米级。

（）

23.液压传动式，磁致伸缩式，流体膜变式和压电陶瓷式都可以超精密机床的微量进给装置。

（）

24.高速主轴单元是高速加工机床最关键的部件，其高速化指标dn的值至少应达到1×106。

（）

25.在快速原型制造技术中，SLA指的是选区激光烧结法。

（）

27.FMS机床设备的配置形式有互替式和互补式两种。

（）

28.扫描隧道显微镜（STM）能够在纳米尺度下进行表面微观测，适用于金属、非金属等材料。

（）

35.所谓托盘，就是产品从一道工序转移至另一道工序的备忘卡片或传票。

通过看板，可以有效地组织生产，能够对生产系统中物流的速度和大小进行有效的调节。

（）

37.纳米材料的体积效应是指由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极小，随着纳米粒子的直径减小，能级间隔增大，电子移动困难，电阻率增大，从而使能隙变宽，金属导体将变为绝缘体。

（）

41.绿色设计技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。

（）

44.FMS的自动化仓库一般由货架、堆垛机和计算机控制管理系统组成。

（）

45.FMS控制系统一般采用三层递阶控制结构，包括：

系统管理与控制层、过程协调与监控层、设备控制层，在上述三级递阶控制结构中，每层的信息流都是单向流动的。

（）

四、问答题

1、先进制造技术的概念

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。

8、论述先进制造技术的发展趋势。

（20分）

1、数字化

2、精密化

3、极端化

4、自动化

5．、集成化

6、网络化

7、智能化

8、绿色化

9简述超高速加工的优越性。

（20分）

1、加工效率高

2、切削力小

3、热变形小

4、加工精度高、加工质量好

5、加工过程稳定

6、良好的技术经济效益

3、微机械研究中的关键问题是什么？

（20分）

1、微型传感器与控制技术研究

2、材料科学方面

3、基础科学方面

4、驱动技术

5、研究将电能转变为大变形能的固体材料或复合材料

6、微型机构

7、微型加工和装配技术

4、简述工业机器人技术发展趋势？

1、机器人的智能化

2、机器人的多机协调化

3、机器人的标准化

4、机器人的模块化

5、机器人的微型化

5、简述虚拟制造的关键技术？

1、虚拟实现技术

2、制造系统建模

3、虚拟产品开发

4、制造过程仿真

5、可制造性评价

6、实现清洁生产的基本途径？

1、改进产品设计，调整产品结构，选择绿色原材料，生产原料闭路循环、资源综合利用，防止对环境的不利影响。

不采用对环境有害的原料，不生产对环境有害的产品。

2、改革生产工艺和设备，开发全新生产流程，最大限度地提高生产效率，减少污染排放。

3、加强生产管理，发展环保技术，减少和杜绝生产中的跑、冒、滴、漏。

4、进行产品的生命周期评价或清洁生产审计，对症下药地提出清洁生产方案并进行可行性分析。

建立企业环境管理体系，为企业持续进行清洁生产提供组织和管理保障。

7、简述绿色再制造的主要关键技术？

1、再制造毛坯快速成形技术

2、先进表面技术

3、纳米复合及原位自愈合成技术

4、修复热处理技术

5、应急维修技术

6、再制造特种加工技术

7、再制造机械加工技术等

8、论述绿色制造的发展趋势。

1、全球化

2、社会化

3、集成化

4、并行化

5、智能化

6．、产业化

1、制造所谓制造即为人类按照市场需求运用主观掌握的知识和技能借助于手工或可以利用的客观物质工具采用有效的工艺方法和必要的能源将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。

2、制造系统指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。

3、制造业指将制造资源包括物料、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和消费的产品的行业。

4、市场及特征指一定期、一定地点的商品交易的场所。

特征不确定性、国际化和全球化、新兴产业的崛起、市场质的短缺和动态的非均衡、虚拟市场和代理是未来市场的重要形式。

5、产品和特征指提供给市场满足人们某种欲望或需求的一切东西。

特征:

个性化和多样化、寿命周期的趋短、智能化、绿色化。

6、价值工程以产品的功能分析为核心以科学的方法为工具寻求功能与成本的最佳组合以获得最佳的产品价值。

V产品的价值在价值工程中产品价值的通俗含义V=F/CF产品功能功用、效能、作用、用途、目的等。

C产品成本实现功能所支付的全部费用。

7、价值工程分析对象选择的基本方法综合加权评分法、ABC分类法、价值系数分析法

8、反求工程以已有的产品为基础进行消化、吸收并进行创新改进使之成为新产品。

9、反求工程设计的基本步骤分析阶段、再设计阶段、反求产品的制造阶段。

10、模型重构根据所采用的样本几何数据在计算机内重构样本模型的技术。

11、样本重构的基本步骤数据预处理、网格模型生成、网格模型后处理

12、绿色产品指以环境和环境资源保护为核心概念而设计产生的、可以拆卸和分解的产品其零部件经过翻新处理后可以重新利用。

13、机械工艺流程毛坯的成形准备阶段、车削加工阶段、表面改性处理阶段

14.机械零件成形方法受迫成形、去除成形、堆积成形

15、超精密加工包括了所有能使零件成形、位置和尺寸精度到微米和亚微米范围的机械加工方法。

16、超精密车削对刀具的要求极高的硬度、耐用度和弹性模量以保证刀具有很长的寿命和很高的尺寸耐用度刃口能磨得及其锋锐人口半径p值极小能实现超薄的切削厚度刀刃无缺陷因切削时刃形将复印在加工表面上而不能得到超光滑的镜面与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低能得到极好的加工表面完整性

17、超精密切削最小切削厚度:

u=0.12时hDmin=0.322pu=0.26时hDmin=0.249p17、超精密磨削砂轮立方氮化硼砂轮磨削较好立方氮化硼比金刚石有较好的热稳定性和较强的化学惰性其热稳定性可达1250~1350℃金刚石磨料只有700~800℃

18、床身和精密导轨床身是机床的基础部件应具有抗衰减能力强、热膨胀系数低、尺寸稳定性好的要求。

超精密床身多用人造花岗岩材料制造。

机床导轨要求有极高的直线运动精度不能有爬行导轨偶合面不能有磨损因而液体静压导轨、和空气静压导轨均具有运动平稳无爬行摩擦因数接近于0的热点。

19、超精密加工的支撑环境净化的空气环境、较好的抗震动干扰环境、恒定的稳定环境。

20、高速切削加工的关键技术高速主轴、快速进给系统、先进的机床结构、高速切削的刀具系统。

21、高速磨削加工特点尽可能地提高切削速度、既可以用于精加工又可以用于粗加工。

22、RPM的技术原理设计人员—CAD造型系统—CAD模型—数据文件分层切片—RPS—产品三维实体—三位数字化仪—

23、RPM工艺方法光敏液相固化法、选区片层粘结法、选区激光烧结法。

34、微细加工工艺方法超微机械加工、光刻加工、体刻蚀加工、面刻蚀加工、LIGA技术、封接技术、分子装配技术。

35、LIGA技术工艺过程深层同步辐射X射线光刻把从同步辐射源放射出的具有短波长和很高平行度的X射线作为曝光光源可在最大厚度达500um的光致抗蚀剂上生成曝光图形的三维实体、电铸成形用曝光蚀的图形实体作为电铸用胎膜用点沉积方法在胎膜上沉积金属以形成金属微结构零件、注射将电铸制成的金属微结构作为注射成型的模具即能加工出所需的微型零件。

36、表面改性技术指采用某种工艺手段使在零件表面来改变基体表面状态化学成分、组织结构和应力状态等使基体表面具有不同于基体的某种特殊性能从而达到特定使用要求的一项应用技术。

方法激光表面改性、电子束表面改性、离子注入表面改性、

37、激光加工原理和特点原理通过光学系统可将激光束聚焦成直径为几十微米的极小光斑从而获得极高的能量密度。

当激光照射到工件表面时光能被工件迅速吸收并转化为热能致使光斑区域的金属蒸气迅速膨胀压力突然增大熔融物以爆炸式高速高速喷射出来在工件内部形成方向性很强的冲击波。

激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合过程。

特点功率密度高几乎可以加工任何材料、激光光斑大小可以聚焦到微米级输出功率可以调节因此可以精密微细加工、激光加工属于非接触加工没有明显的机械力没有工具损耗可加工易变形的薄板和橡胶等弹性零件、加工速度快热影响区域小并可通过透明体进行加工、是属于一种瞬时的局部熔化和气化的热加工方法其影响因素很多。

38、超声波加工基本原理频率超过16000HZ的声波超声波加工是利用工具端面作超声振动通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种加工方法。

39、超声波加工装置组成超声波发生器、超声振动系统、机床、磨料工作液及其循环系统。

应用型腔抛磨加工、超声清洗、超声波复合加工。

40、水射流切割加工基本原理高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体用高速水射流对各种材料进行切割的一种工艺方法。

水射流切割加工设备组成增压系统、蓄能器、喷嘴、控制系统及其辅助系统。

41、制造自动化技术内涵狭义生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化包括切削自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断削与排削自动化、装配自动化、机械故障诊断自动化。

广义产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净目的。

42、刚性自动化表现在半自动和自动机床、组合机床解决了单一品种大批量生产自动化的问题特点生产效率高加工品种单一。

43、柔性自动化满足多种小批量甚至单件生产自动化的需要。

数控技术、计算机数控、柔性制造单元、柔性制造系统等。

44、综合自动化计算机集成系统、并行工程、精益生产、敏捷制造、

45、制造自动化发展趋势敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。

46、数控系统的组成及功能原理组成数控装置、可编程控制器、进给伺服驱动装置、主轴伺服驱动装置、输入输出接口以及机床控制面板和人机界面组成。

功能运动轴控制和多轴控制联动功能准备功能即用来设定机床动作方式包括直线插补、圆弧插补、抛物线插补等。

辅助功能即用来规定主轴的启停、转向冷却润滑的通断、刀库的启停等补偿功能刀具半径、长度、反间间隙、螺距、温度补偿等。

47、数控加工编程一般步骤工艺处理、数值计算、编制零件加工程序单、输入数控程序、程序检验。

48、计算机辅助数控加工编程数控语言自动编程、CAD/CAM系统数控编程

49、机器人的概念组成工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个部分组成。

执行机构包括手部、腕部、臂部、机身、机座及行走机构。

50、工业机器人的性能指标自由度、工作空间、提取重力、运动速度、位置精度。

51、工业机器人编程技术示教编程、离线编程、

52、柔性制造系统基本概念由两台以上加工设备、物料运储和控制系统组成通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产自动化制造系统组成加工系统、工件运储系统、刀具运储系统、控制系统、其他。

53、FMS的加工系统功能要求•工序集中减轻物流负担减少装夹次数•控制功能强、扩展性好•高刚度、高精度、高速度•自保护与自维护性好•使用经济性好•对环境的适应性与保护性好。

54、加工系统的辅助装置机床夹具、托盘、自动上下料装置。

55、FMS工件运储系统组成工件装卸站、托盘缓冲站、自动化仓库、物料运载装置。

56、刀具运储系统的组成刀具预调站、刀具装卸站、刀具库系统、刀具运载交换装置、计算机控制管理系统。

57、物料需求计划MRP基本思想在需要的时间向需要的部门按照需要的数量提供该部门所需的物料。

基本目标最大限度地减少库存降低库存成本。

工作流程从主生产计划出发按照产品结构展开推算每个零部件和原材料的需求量并根据现有库存和生产/采购过程所需的提前期最终确定具体的生产投放和物料采购时间。

58、MRP的信息来源主生产计划物料清单库存状态文件以及用户零部件订货的独立需求。

59、MRP的输出信息包括1下达计划订单2计划日程改变的通知3由于生产进度的取消或暂停而下达订货取消或暂停通知4输出库存状态报告5未来一段时间的计划订单。

60、mrp的计算逻辑量有总需求量、现有库存量、计划到货量、净需求量、计划交付量、计划投放量

61、MRP2的指导思想是把企业作为一个整体从最优的角度出发通过运用科学方法吧企业各种资源和产、供、销、财各个环节进行计划组织、控制和协调。

62、MRP2可分为生产的计划控制、物流管理、财务管理三大子系统。

63、PDM产品数据管理的体系结构由用户层、功能层、对象层、支持层4层组成。

64、物流系统的基本活动包括物料加工、包装、装卸、搬运、运输、储存、流通、配送及其物流信息处理等。

65、物流配送中心是指专门从事配送工作的物流据点是物质的集散地。

66、物流配送一般流程1备货2储存3分拣4加工与在包装5配送

67、及时生产的目标零库存零废品零故障零准备时间其最终目标是获取最大利益。

68、全面质量管理的内容1产品设计过程中的质量管理2产品制造过程中的质量管理3辅助生产过程中和生产服务过程的质量管理4产品使用过程中的质量管理

第6章

1、计算机集成制造CIM①企业的各个生产环节是一个不可分离的整体需要统一考虑。

②整个企业生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工处理的过程最终形成的产品可看做是信息的物质表现。

国际标准化组织奖CIM定义为CIM是将企业所有人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。

2、计算机集成制造系统CIMS是基于CIM历年二组成的系统是CIM的具体实现。

3、CIMS的组成一般认为CIMS可由经营管理信息系统、工程设计自动化系统、制造自动化系统和质量保证信息系统四个功能分系统以及计算机网络和数据库管理两个分系统组成。

4、CIMS的体系结构:

CIMS/OSA的结构层次通用层、部分通用层和专用层。

CIMS/OSA的建模层次CIMS/OSA的生命周期维用于说明CIMS生命周期的不同阶段它包含有需求定义、设计说明和实施描述三个不同的建模层次。

CIMS/OSA的视图层CIMS/OSA的视图层勇于描述企业CIMS的不同方面有功能视图、信息视图、资源视图和组织视图。

5、并行工程的定义并行工程是一种对产品及相关过程包括制造过程和支持过程进行并行的、一体化设计的工作模式这种模式可使产品开发人员一开始就能考虑到从产品概念设计到产品销亡的整个产品生命周期中的所有因素包括质量、成本、进度和用户要求。

6、并行工程运行模式目标并行工程所追求的目标与CIMS的目标是相同的即“提高企业市场竞争能力赢得市场竞争。

7、并行工程特征①并行特征②整体特征③协同特征④集成特征

8、并行工程关键技术⑴产品开发过程的重构⑵集成产品的信息模型⑶并行设计过程的协调与控制

9、精益生产的含义精益生产简练的含义就是运用多种现代管理方法和手段以社会需求为依托一发挥人作用为根本有效配置和合理使用企业资源为企业谋求经济效益的一种新型企业生产方式。

10、精益生产的思维特点之所以能产生精益生产方式是由于精益生产发明人有一套完全与众不同的思维方式做指导主要的思维方式有下述三点⑴逆向思维精神⑵逆境中的拼搏精神⑶无止境的尽善尽美追求