青科大先进制造技术 复习资料.docx

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1、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：国际消费工程学会1990年： 制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、消费安排、消费过程、质量保证、经营管理、市场销售和效劳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）产业革命的标记：瓦特独创的蒸汽机。3）英国的制造业孕育和实现了瓦特的独创4）制造业和瓦特的独创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）产业革命的标记：电灯（爱迪生）、 （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

2、理论的诞生。4）麦克斯韦电动力学理论推动了20世纪初开场的无线电、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开展。5）牛顿力学和电动力学又为量子力学的开展指引了道路，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）产业革命的标记：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）微电子制造技术创始了全新的信息时代。四、第四次产业革命：1973-1）又称为：高新技术产业革命。2）产业革命的标记：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

3、、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、外表贴装、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、体系构造、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完毕，只要产品还在消费和销售，就必将反应大量的用户信息和消费制造信息，并要求对产品不断进展修改。因此，设计贯穿于产品的整个生命周期。 现代设计技术：现代设

4、计技术是以满足市场产品质量、性能、时间、本钱、价格综合效益最优为目的，以计算机协助设计技术为主体，以学问为依托，以多学科方法及技术为手段，探讨、改良、创建产品活动过程所用到的技术群体的总称。2、现代设计的体系构造n 根底技术 传统的设计理论及方法，特殊是运动学、静力学及动力学、材料力学、构造力学、热力学、电磁学、工程数学的根本原理及方法等方面。n 主体技术 计算机科学及计算机协助技术（如计算机协助设计、智能CAD（Intelligent CADICAD）、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等）n 支撑技术 设计方法学、产品的可信性设计技术及设计试验技术所供应的多种理论及方

5、法及手段的支撑。n 应用技术 针对好用目的解决各类详细产品设计领域的技术，如机床、汽车、工程机械、精细机械的现代设计内容，可以看作是现代设计技术派生出来的丰富多彩的详细技术群。 3、计算机协助设计的关键技术1 几何造型技术2 主模型技术及相关性设计3 CAD及其它CAX系统的集成技术4 标准化技术4、有限元单元类型 板（壳单元）单元： 三角形、四边形单元薄板：实际构造的板的边长板厚的510倍。 壳：圆筒、球、椭圆等的曲面板状构造。外径（R）及板厚（t）比R/t5即视为壳。 实体单元：六面体、五面体、四面体 轴对称单元分别采纳轴对称梁单元和轴对称板单元。 刚体（Rigid）单元 质量单元 弹簧单

6、元 阻尼单元 间隙单元 焊接单元5、有限分析的步骤n 前处理n 几何模型n 网格模型n 单元、材料特性n 约束条件n 载荷条件n 求解n 选择分析类型，确定求解软件n 后处理n 输出结果：应力、应变、变形、温度等，进展评价6、有限元分析、CAE的主要工具软件系统课本P41手写7、反求工程的概念、分类、测量系统、软件工具n 逆向工程(Reverse Engineering,RE)：由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进展精确、高速的扫描，得到其三维轮廓数据，协作反求软件进展曲向重构，并对重构的曲面进展在线精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进展快速成型或CNC数控加工

7、。n 逆向工程技术: “将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称.逆向工程分类n (1)实物逆向：在已有实物条件下，通过试验、测绘和分折，提出再创建的关键；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、构造、材质、精度、运用标准等多方面的逆向。实物逆向对象可以是整机、部件、组件和零件。n (2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、运用说明书、图纸、有关标准和标准、管理标准和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向中有三类状况：1)既有实物，又有全套技术软件；2)有实物而无技术软件；3)无实物，仅有全套或局部技术软件。n (3)影像逆向：无实物，无技术软件，仅有产品相片、图片、广

8、告介绍、参观印象和影视画面等，要从其中去构思、想象来逆向，称为影像逆向，这是逆向对象中难度最大的。影像逆向本身就是创新过程。目前还未形成成熟的技术。一般要利用透视变换和透视投影形成不同透视图，从外形、尺寸、比例和专业学问，去琢磨其功能和性能，进而分析其内部可能的构造。逆向工程测量系统n 接触式测量依据测头的不同，可分为触发式和连续式。如三坐标测量机n 非接触式测量依据原理的不同，可分为三角形法、构造光法、计算机视觉法、激光干预法、激光衍射法、CT测量法、MRI测量法、超声波法和层析法等。 三坐标测量机，逐点扫描，速度慢。Imageware是闻名的逆向工程软件8、绿色设计、绿色产品的概念，及一般

9、产品的不同n 绿色产品（Green product , GP），又称环境协调产品（Environment Conscious Product，ECP）。可这样定义：GP就是在其生命周期全过程中，符合特定的环保要求，对生态环境无害或危害很小，资源利用率很高，能源消耗低的产品。绿色设计n 绿色设计（Green Design，GD）又称生态设计（Ecological Design，ED），环境设计（Design for Environment，DFE）等。可这样定义：绿色设计是在产品的整个生命周期内（设计、制造、运输、销售、运用或消费、废弃处理），着重考虑产品的环境属性（自然资源的利用、对环境和人的

10、影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目的，在满足环境目的要求的同时，并行地考虑并保证产品应有的根本功能、运用寿命、经济性和质量等。9、绿色设计的材料选择原则绿色设计的材料选择原则：n 1、削减所用材料种类。Whirlpool公司把包装材料从20种削减到4种，处理废物的本钱下降了50以上，材料本钱降低，性能进步。n 2、削减在加工过程中对环境产生负面影响的材料。（能源）n 3、选用易回收材料或能再生材料。美国设计师利用再生材料制成的双层水纹板代替木板制成包装用托架，及同强度木材比重量减轻3/4，节约了木材资源和运输本钱，且能循环处理利用。（塑料 /铝）n 4、选用废弃后能自

11、然分解并能为自然界汲取的材料。如废弃后能在光合作用或生化作用下自然分解的塑料制品包装材料。n 5、尽可能选择无毒、无害的材料。10、可拆卸性设计和可回收性设计的原理（影响因素？设计准则？）第三章1、柔性制造技术的分类1.柔性制造单元2.柔性制造系统3.柔性制造线4.柔性制造工厂2、柔性的含义1设备柔性：指制造系统中能加工不同类型零件所具备的转换实力，其中包括刀具转换、夹具转换等。 2工艺柔性：能以多种工艺方法加工某一零件组的实力。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。 3工序柔性：能自动变更零件加工工序的实力。 4途径柔性：能自动更变零件加工途径。如遇到系统中某台设备的故障,能自动将工件转换到另一台

12、设备上加工。可以依据负荷,自动变更加工路途,进步利用率,削减等待时间。 5产品柔性：产品变更时能经济、快速的转产。 6批量柔性：能在不同批量下运行都能获得经济效益。 7扩展柔性：能依据消费的须要组建和扩展消费实力。3、柔性制造系统的组成，加工系统的机床配置形式、加工系统的组成、物料运储系统的分类和构成一个柔性制造系统一般可概括为由下列三个局部组成，一是可编程限制的加工系统，二是自动化的物料储运系统，三是计算机限制系统。FMS机床配置形式n FMS中机床设备的配置有互替式、互补式及混合式多种形式n 所谓互替式就是指纳入FMS中的机床是可以互相代替的。从系统的输入和互替式配置的机床输出的角度来看，

13、互替式机床之间是一种并联关系，工件可随机输送到系统中任何一个恰好空闲的工位进展加工，若某一工作台发生故障，系统仍能维持正常的工作。n 所谓互补式配置就是纳入系统的机床是互相补充的，各自完成某特定的工作，各机床之间不能互相代替，工件在肯定程度上必需依据依次经过各加工工位。n 鉴于互替式和互补式配置的各自特点，现有FMS大多实行互替机床和互补机床的混合运用形式。加工系统由两台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元、工业机器人及其它加工设备所组成，例如测量机、清洗机、动平衡机或各种特种加工设备等，用以完成多种工序的加工。自动物料系统机器人及机械手储存设备运输设备物料进出站自重输送传送带运输小车立体仓

14、库托盘站刀具库工业机器人通用机械手专用机械手堆垛起重机AGV架空单轨小车牵引/有轨小车步伐式链带式辊轮式履带式滚导滑导4、虚拟制造的概念、分类、特点虚拟制造：Virtual Manufacturing, VM，是国际上近年来提出的一项新型制造技术，就是利用仿真及虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络支持下，采纳群组协同工作，通过模型来模拟和预料产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检测等，并进展过程管理和限制。分为以设计为中心的虚拟制造Design-centered VM，如虚拟样机；以消费为中心的虚拟制造Pr

15、oduction-centered VM；以限制为中心的虚拟制造Control-centered VM，其实现工具为虚拟仪器虚拟制造的特点及实际制造相比拟，虚拟制造的主要特点是：n 1)无需制造实物样机就可以预料产品的性能，在计算机上对虚拟模型进展产品设计、制造、测试，甚至设计人员或用户可“进入”虚拟的制造环境检验其设计、加工、装配和操作，而不必依靠于传统原型样机的反复修改。n 2)可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一个产品模型上同时工作，互相沟通，信息共享，削减大量的文档生成及其传递的时间和误差，从而使产品开发以快捷、优质、低耗来响应市场变更。n 3)供应关键的设计和管理决策对消

16、费本钱、周期和实力的影响信息，以便正确处理产品性能及制造本钱、消费进度和风险之间的平衡，作出正确的决策。n 4)进步消费过程的开发效率，可以依据产品的特点优化消费系统的设计。n 5)通过消费安排的仿真，优化资源的利用，缩短消费周期，实现柔性制造和灵敏化制造。n 6)可依据用户的要求修改产品设计，刚好作出报价和保证交货期。n 7)产品开发中可以及早发觉问题，刚好进展更正。5、虚拟样机的本质n 本质：是一种模拟仿真技术，涉及多体系统运动学、动力学建模理论及其技术实现，是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术等综合应用的技术。6、多体系统动力学模型组成多体

17、系统动力学模型组成部件（Part）、约束（Constraint）、作用力（Force）和自定义的微分代数方程（Algebraic and differential equation）。n 部件：在动力学中，主要关注部件惯量大小，及实际零部件不肯定一一对应。n 约束：约束用来对一个或多个部件的运动做出限制。如各种运动副。n 作用力：力（矩）、作用力和反作用力、集中力和分布力、线性和非线性力等。可以是随意状态变量的函数。n 自定义的微分代数方程：对于一些特殊要求，可参加用户所需的方程。7、虚拟样机分析流程、分析策略虚拟样机仿真分析流程n 多体系统力学分析主要任务是进展运动学、动力学和静力学计算，这

18、样的软件一般包括三个模块：前处理模块、求解模块、后处理模块。n 前处理：各种参数输入，建立分析模型；n 后处理：结果数据处理，如生成曲线、数表、动画等。n 求解：是核心局部，自动生成系统的动力学方程，并供应静力学、运动学和动力学的结算结果。虚拟样机仿真分析策略在进展虚拟样机仿真分析时，常用以下策略：（1）应实行按部就班、从简洁分析逐步开展到困难的机械系统分析的策略。n 在最初的仿真分析建模时，不必过分追求构建几何形体的细微环节局部同实际构件完全一样，此阶段的关键是可以顺当进展仿真并获得初步结果。此时，只要仿真构件几何形体的质量、质心位置、惯性距和惯性积同实际构件一样，仿真结果是等价的。n 等获

19、得满足的仿真分析结果后，再完善构件几何形体细微环节和视觉效果。n 假如样机模型中含有非线性阻尼，可以从分析线性阻尼开场，之后再分析非线性阻尼。（2）子系统整个系统分析。n 在进展困难机械系统仿真分析时，可以将整个仿真系统分解为若干个子系统，先对这些子系统进展仿真分析和试验，逐个解除建仿照真过程中隐含的问题，最终进展整个系统的仿真试验。8、CIM/CIMS的概念、定义和来源CIM：计算机集成制造 课本P107 信息的“集成”CIMS：计算机集成制造系统 课本P107 基于CIM的优化制造系统9、CIMS的递阶限制系统CIMS的递阶限制系统n 所谓递阶限制（Hierarchical Control

20、），是一种把所需完成的任务按层次分级的层状或树状的吩咐/反应限制方式。n 高一级装置限制次一级装置，次一级的功能更详细，而最终一级就是完成要求的最详细的最终一道任务。美国国家标准局提出了闻名的5级递阶限制模型，分别是：工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层。10、网络制造和灵敏制造的特点和区分灵敏制造特点：（1）技术研发实力（2）消费的柔性实力（3）特性化消费（4）企业间的动态合作（5）激发员工的创建精神（6）新型的用户关系网络化制造的特征:网络化制造的特征、覆盖了企业消费经营的全部活动和产品生命周期的各个环节、以快速响应市场为施行的主要目的之一、打破了地域限制、强调企业间的协作及社会范围内

21、的资源共享第四章1、MEMS的含义MEMS的含义n 微机电系统是由电子和机械元件组成的集成化微器件或系统，它是采纳及集成电路兼容的大批量处理工艺制造的，并且尺寸在微米到毫米之间。它将计算、传感及执行融为一体，变更了我们感知和限制自然界的方式。n MEMS主要包括三局部：微型传感器、执行器和相应的处理电路。2、快速成型的概念、原理、图形识别快速成型(Rapid Prototyping)技术是近年来开展起来的干脆依据CAD模型快速消费样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成局部。基于材料累加原理的快速成型的操作过程事实上是一

22、层一层地离散制造零件。快速成型有许多种工艺方法，但全部的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，区分是制造每一层的方法和材料不同而已。3、精细加工的环境要求加工环境n 要求恒温、恒湿、干净、隔绝振动n （1）干净度：在高干净室内进展加工，无灰尘。通常要求干净度为100级（每立方英尺空气内大于0.5m的灰尘粒不超过100个）以上的干净室。n （2）温度：环境温度限制在200.06之间。n （3）湿度：在4050RH之间。低于40，会产生静电，高于50会生锈。n （4）气流和压力：室内气流以匀称速度向同一个方向流淌；室内压力高于室外，保持正压。n （5）振动：带防振沟的隔振地基；把机床放在地下室；

23、运用隔振气垫。4、MRP概念、开展MRP:物料需求安排20.40 库存限制订货点法、20.60 时段法MRP、20.70 闭环MRP、20.80MRPII、20.90ERP5、精益消费的概念精益消费其实指的就是丰田消费方式。简言之，精益消费就是刚好制造，歼灭故障，消退一切奢侈，向零次废品、零库存进军。6、丰田的看板系统、消费方式特点，优势丰田消费系统事实上由准时制消费和自动故障检报两大支柱组成，再辅之以全面质量管理开展而成。我国以及西方各国，往往是将丰田消费系统同JIT等同起来，其实自动故障检报是丰田消费系统必不行少的组成局部，否则是无法削减库存、无法施行JIT的。7、PDM的功能、原理PDM

24、的主要功能概述1.电子仓库和文档管理功能2.工作流及过程管理3.产品构造及配置功能4.零件的分类和检索管理5.工程变更管理6.工程管理7.阅读及圈阅效劳8.扫描及成像效劳9.电子化协作10.系统定制PDM根本原理 权限管理为保证数据平安性，在PDM系统中，必需对全部的系统用户按其所担当的任务或角色分别进展入口限制； 系统集成将各种不同的应用系统集成为一个有机的整体，是的核心任务之一，集成之后，各个软件将不在是“信息孤岛”； 数据管理主要是对产品信息和其他业务数据的管理产品信息包括业务对象和数据对象两种； 过程管理又称工作流管理，即对产品形成过程进展有序的管理首先应当确定过程的构造，其中包括全部

25、及此过程相关的活动每一个活动对应一项功能，每一项功能须要详细的执行者，该执行者必需具有相应的权限 工程管理主要包括进度管理和任务管理：前者针对工程的时间进度进展规划和限制；后者包括了完好的建模内容；n 3定原则：n 定点：放在那里适宜n 定容：用什么容器、颜色n 定量：规定适宜的数量5S起源于日本，指的是消费现场中对人员、机器、材料、方法等消费要素进展有效管理，是日式企业独特的一种管理方法。其中：整理:区分必需品和非必需品,现场不放置非必需品；整顿：将找寻必需品的时间削减为零；清扫：将岗位保持在无垃圾、无灰尘、干净整齐的状态；清洁：将整理、整顿、清扫进展究竟，并且制度化；素养：对于规定了的事，大家都要遵守执行。数据模型表示数据和数据之间的联络的方法称为数据模型。层次模型网状模型关系模型实体联络模型(E-R模型)实体名称实体联络模型反映的是现实世界中的事物及其互相联络实体描绘客观事物的概念属性联络属性指实体具有的某种特性联络现实世界的事物总是存在着这样或那样的联络