先进制造技术温习题参考答案_1.docx

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1、先进制造技术温习题参考答案先进制造技术温习题1制造业的分类制造业按行业分类：机械制造、食品加工、化工制造、工厂产品制造等从制造方法分：m0的快速成型技术；m择性地切割一层又一层的片状材料或固化一层层的液态光敏树脂，烧结一层层的粉末材料，或喷射一层层的热熔材料或粘合剂等方法构成一系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用粘接、聚合、熔结、焊接或化学反响等手段使其逐层堆积成一体制造出所设计的三维模型或样件。典型快速成型工艺：1立体光造形Stereolithography(SLA)技术能制造形状复杂、精细的零件，效率高。2激光薄片叠层制造LaminatedObjectManufacturing(LOM)

2、技术是一种常用来制作模具的新型快速成形技术，LOM可制作一些光造型法难以制作的大型零件和厚壁样件，且制作成本低廉、速度高，并可简便地分析设计构思和功能。用来制作复合模、薄料模、级进模等，经济效益也甚为显著。3立体喷墨印刷Ink-JetPrinting技术采用喷墨打印的原理，将液态造型墨水由打印头喷出，逐层堆积而构成一个三维实体。该项技术的主要特点是非常精细，能够在实体上造出小至0.1mm的孔。7高速加工技术的原理与应用超高速加工技术采用超硬材料的刃具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量。高速切削加工目前主要用于汽车工业大批生产、难加工材料、超精细微细切削、复杂

3、曲面加工等不同的领域。航空工业是高速加工的主要应用行业，飞机制造通常需切削加工长铝合金零件、薄层腹板件等，直接采用毛坯高速切削加工，可不再采用铆接工艺，进而降低飞机重量。8不同材料超高速切削的切削速度怎样确定Ni基高温合金(Inconel718)和Ti合金(Ti-6Al-4V)常用来制造发动机零件，因它们很难加工，一般采用很低的切削速度。如采用高速加工，则可大幅度提高生产效率、减小刀具磨损、提高零件的外表质量。纤维加强复合材料切削时对刀具有特别严重的刻划作用，刀具磨损非常快。用聚晶金刚石PCD刀具进行高速加工，收到满意效果。可防止出现“层间剥离，效率高、质量好。高精度铝质模具型腔加工是诸多模具

4、制造厂家的一大难题。在传统铣削加工中，由于铝熔点低，铝屑容易粘附在刀具上，虽经后续的铲刮、抛光工序，型腔也很难到达精度要求，在制时间达60小时。用高速铣削n0粗=18000r/min，ap=2mm，f=5m/min；n0精20000r/min，ap=0.2mm，加工周期仅为6小时，完全到达1500mm长度上的尺寸精度为0.05mm、Ra0.8m的要求。塑料的轮胎型芯加工用传统方法(手工)需十几道工序，在制时间20天以上，也很难到达复杂轮胎花纹的技术要求。采用高速铣削，n018000r/min，ap=2mm，f=10m/min，在制时间仅24小时就完全到达了工艺要求。9水射流切割的特点和应用水射

5、流技术，是将水通过高压发生装置，使其获得宏大能量后，从一定形状的喷嘴，以很高的速度喷射出来、能量高度集中的一股水流。利用水射流的水楔作用、冲蚀作用和空化作用，能够对各种脆硬性材料进行高效的切割、破碎作业，对管道、型材进行除锈。具有成本低、无污染、高效灵敏、容易控制等特点。在诸多的切割技术中，是唯一的冷态切割工具，不会对切缝周围造成热应力、切口质量好、精度高。在超细粉碎方面，具有设备构造简单、易于操作与维护、占地面积小等特点，此外，由于其内部无运动部件，不会对粉体产生二次污染。推广应用范围和前景：水射流切割技术：可应用于钢铁厂、加工厂、石材厂、服装厂等。10超精细加工的加工精度一般在什么范围目前

6、工业发达国家的一般工厂已能稳定把握3m的加工精度我国为5m。同此，通常称低于此值的加工为普通精度加工，而高于此值的加工则你之为高精度加工。在高精度训工的范畴内，根据精度水平的不同，分为三个档次：精度为3O3m，粗糙度为O3O03m的叫精细加工；精度为03003m，粗糙度为0030005m的叫超精细加工，或亚微米加工；精度为003m30纳米，粗糙度优于0005m以上的则称为纳米nm加工。11了解常用的微制造MEMS工艺一、STM隧道显微镜加工它的基本原理是用极细的探针与被研究的样品外表分别作为两个电极构成势垒。当样品与针尖离得特别近纳米量级或小于纳米足够薄，在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极

7、间的势垒流向另一电极。二、离子束加工IBM，IonBeamMachining离子束加工的原理与电子束加工原理基本类似，即在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之打到工件外表。离子束加工方法根据其所利用的物理效应和到达目的的不同，能够分为四类，即利用离子撞击和溅射效应的离子刻蚀、离子溅射沉积和离子镀，以及利用注入效应的离子注入。12比拟公认的微机电系统的多少尺寸范围量级的机械在日常生活中，人们往往是把眼睛看不清的东西称之为微小物体，可以以讲是指大小在0.1m到100m左右的物体。不同学者对微机电系统的尺寸范围看法也不尽一致。有些学者把大小在1mm以上到10mm量级的机械称之为超小型机

8、械，把1mm下面量级的机械称为微型机械。比拟公认的范围是是指1mm到0.01m量级的机械称为微型机械。有些学者把近来特别热门的纳米技术也列入微型机械的范围内。13虚拟现实系统的特性3I特性、主要构造形式与应用虚拟现实技术的基本特征有三个：沉浸性、交互性和想象性。1沉浸性是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。2交互性是指用户对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反应的自然程度3想象性是指用户沉浸在多维信息空间中，依靠本人的感悟和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，构成新的概念。虚拟现实系统按其交互程度和沉浸程度的不同，能够分为下面几类：1桌面式VR系统2沉浸式VR系统。3

9、叠加式VR系统。4分布式VR系统。应用1教育应用：虚拟教学平台、虚拟实验室、虚拟教学软件、虚拟校园等等在群众化教育及军事、医学、航空等的教育方面都得到了广泛应用2工程应用3商业应用4娱乐应用等等14仿真与虚拟现实的区别仿真(Simulation)属于一门基础性学科。仿真就是利用模型进行的一种试验，它可极为有效而经济地用于科研、设计、训练以及系统的试验。仿真技术是以控制理论、类似原理、数模与计算技术、信息技术、系统技术及其应用领域相关专业技术为基础。虚拟现实(VirtualReality-VR)，又称灵境技术，实际上是一种采用计算机技术制作模拟仿真的假想世界的技术。VR技术是计算机技术、传感技术

10、、人机接口技术和人工智能技术等多种高新技术的结晶。仿真与VR是一对孪生兄弟，只是其侧重点不同罢了仿真强调其与事物的类似性，而VR则强调其“沉浸感。采用VR技术进行系统仿真，将会收到珠联壁合之效。15虚拟轴机床的特点1机床构造简单虚拟轴机床主要由框架和可变长度杆等简单构件组成，机床以较为复杂的控制换取机床构造的最大简化。2机床构造稳定、刚度高虚拟轴机床为对称的封闭框架构造，受力、受热均匀3机床动态性能好虚拟轴机床采用并联合构，运动部件的数量少、质量轻，减少了运动负荷，能够实现更快的动态响应。4机床精度高机床的误差是6个轴误差的平均值，而不像串联机构那样是各个轴的误差的叠加；因而，误差小而加工精度

11、高。此外，构造刚度的提高，运动部件质量的减小也会对加工精度产生良好的影响。5机床适应性强6机床经济性好虚拟轴机床构造简单，易于制造，制造成本低。7机床通用性、模块化程度高16虚拟轴机床并联机构和传统机床串联机构的比拟传统数控机床的问题：1)主体构造为串联开链构造，存在悬臂部件，不容易获得高的构造刚度。2)组成环节多，使机床不容易获得高的总体刚度，限制了加工精度和速度的提高。3)串联合构会使各组成环节的制造误差、传动误差，热变形误差、受力变形误差等相迭加。4)运动环节的总质量大，机床的进给速度和加速度低。5)构造复杂、零件数量多、加工量大、制造难度大、生产周期长、生产成本高。新型机床具有下面显著

12、优点：1)机械构造简单，零部件通用化、标准化程度高，易于经济化批量生产。此外，该机床整体重量轻，约为常规机床的几分之一。2)工件固定而主轴相对于工件作进给运动，高的加速度和高的进给速度，机床中不存在承重导轨，驱动阻力小，还有利于提高进给速度和加速度。3)该构造中不存在悬臂环节，总体刚度高，加工精度和加工质量。4)将传动与支承功能集成为一体，有利于提高机床的综合精度。刚度高、移动部件质量小、构造简单以及一样零件的数量多，成为并联机构突出的优点。17RE逆向工程、RP快速成型在产品开发的集成应用逆向工程ReverseEngineering，RE)是在没有设计图纸或没有CAD模型的情况下根据现有零件

13、，利用各种数字化设备对现有的实物进行扫描和测量，获得密集的空间点资料，然后通过计算机技术处理得到实物的数字模型和三维实体造型的经过。快速成型(RapidPrototyping，RP)技术于20世纪80年代起源于机械工程领域，是集新型材料科学、计算机辅助设计、数控技术、激光技术为一体，基于离散、堆积原理逐层累加进行物理模型快速制作的综合。18.环境意识绿色设计的含义和应遵循的规则在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性可拆卸性，可回收性、可维护性、可重复利用性等并将其作为设计目的，在知足环境目的要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求。绿色设计的原则被公以为“3R的原则，即Reduce,Reuse,Recycle，减少环境污染、减小能源消耗，产品和零部件的回收再生循环或者重新利用。