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并取得理想经济效果的制造技术总称。” 特点：1. 系统性2. 集成性 3. 广泛性 4. 高精度 5. 实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产
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1-2 叙述先进制造技术的分类及主要技术。
分类：1. 现代设计技术：(1) 现代设计方法。(2) 设计自动化技术。
(3) 工业设计技术。
2. 先进制造工艺：(1) 精密和超精密加工技术。(2) 精密成型技术。 (3) 特种加工技术。(4) 表面改性、制膜和涂层技术。王筱鹏
3. 自动化技术：数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感技术、自动检测及信号识别技术和过程设备工况监测与控制技术等
4. 系统管理技术：工程管理、质量管理、集成化的管理技术
1-3 描述我国机械制造业的发展目标。
(1) 2000年，产品设计、精密和超精密加工、激光加工、表面改性、制膜和涂层、制造业和过程工业综合自动化以及系统管理技术，总体上达到工业先进国家20世纪80年代末90年代初的水平。
(2) 我国的优质、高效、低耗、少或无污染的现代制造技术普及率在2000年由目前的不足10%提高到20%，预计在2010年提高到50%。
(3) 形成一批高科技产业：四个加工产业（精密成型加工、精密加工、激光加工、表面处理加工）；三个自动化硬件产业(数控系统、工业机器人、传感器和测试设备）；三个软件产业(CAD、CAM、MIS）。
到2000年，大型企业普遍采用CAD技术和计算机辅助管理技术；预计到2010年，大、中型企业普遍采用CAD，25%的大、中型企业采用CAM，大、中型企业主要产品的关键工序实现柔性化生产。
2-1 试论述现代设计技术的内涵及特点。
现代设计技术的定义：现代设计技术是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最
优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术体的总称。
现代设计技术的特点：(1) 系统性。(2) 动态性。(3) 创造性。(4) 计算机化。
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(5) 并行化、最优化、虚拟化和自动化。(6) 主动性。
2-2 描述现代设计技术的体系结构。为什么说计算机辅助设计技术是现代设计技术的主体？它与其它技术的关系如何？
答：1、现代设计技术的整个体系由基础技术（传统的设计理论与方法）、主体技术(计算机辅助技术）、支撑技术（现代设计方法学、可信性设计技术和实验设计技术）和应用技术（传统的设计理论与方法）四个层次组成。
2、现代设计技术的诞生和发展与计算机技术的发展息息相关、相辅相成。计算机科学与设计技术结合产生计算机辅助设计、智能CAD(Intelligent CAD，ICAD)、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技术。运用现代设计技术的多种理论与方法如优化设计、可靠性设计、模糊设计等理论
构造的数学模型，来编制计算机应用程序，可以更广泛、更深入地模拟人的推理与思维，从而提高计
算机的“智力”。而计算机辅助设计技术正是以它对数值计算和对信息与知识的独特处理能力，成为现代设计技术体的主干，即主体技术。3、
2-3 计算机辅助设计技术包括哪些主要内容？分析其中的关键技术？
主要包括：有限元法；优化设计；计算机辅助设计；反求工程；技术；模糊智能CAD；工程数据库。
关键技术：计算机辅助设计，包括CAD/CAE/CAM/CAPP/CAAP等技术
2-4 叙述反求工程的含义，分析反求工程作业的基本步骤。
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反求工程(Reverse Engineering,RE)，也称逆向工程、反向工程，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程，是一个从样品生成产品数字化信息模型，并在此基础上进行产
品设计开发及生产的全过程。
第一步: 零件原形的数字化：通常采用三坐标测量机(CMM)或激光扫描仪等测量装置来获取零件原形表面点的三维坐标值。
第二部: 从测量数据中提取零件原形的几何特征：按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的设计与加工特征。
第三部: 零件原形CAD模型的重建：将分割后的三维数据在CAD系统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面片的求交与拼接获取零件原形表面的CAD模型。
第四部: 重建CAD模型的检验与修正：采用根据获得的CAD模型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标的要，对不满足要求者重复以上过程，直至达到零件的逆向工程设计要求。
3-1 常见的精密成型技术分为哪几类？
粉末冶金、精密洁净铸造、精密锻造、精密冲裁、精密焊接、快速原型技术
3-2 简述快速原型技术的分类及应用。P46
一般而言，快速原型依其原料供应方法不同，主要可分成粉末、液态树脂和固体材料三大类，各有其不同的特点及应用领域。
(1)在粉末方面，粉末成型是目前最被看好的技术，因为任何可制成粉末的材料
均可用这种方式制作。由于它可以直接制作金属件，因而利用这种特性可将它应用在快速模具(Rapid Tooling)上，翻制大量生产用的产品，延伸了快速原型的应用领域。
(2)在液态树脂方面，目前投入的厂商数量最多，市场占有率也最多，其中又可
分为液态光硬化树脂(Photo Polymer)及熔化固化型(Melting+Solidification)两类。
（3）在固体材料成型方面，一般使用片状材料粘着(Glueing Sheets)的方式加工。从加工原理看来，任何可制成片材的材料均可用这种方法，但因为能量装置、废料去除及工件定位等因素的限制，目前大都以使用纸张为主
3-3 就目前技术条件下，精密加工和超精密加工是如何划分的？
3-4 超精密加工所涉及的技术范围包含哪些？
超精密加工所涉及的技术领域包含以下几个方面：
(1) 超精密加工机理。
(2) 超精密加工的刀具、磨具及其制备技术，包括金刚石刀具的制备和刃磨、修整等，是超精密加工重要的关键技术。
(3) 超精密加工机床设备。
(4) 精密测量及补偿技术。
(5) 严格的工作环境。
3-5 叙述精密和超精密加工方法的分类、加工机理及加工方法示例
3-6 试说明超精密切削、超精密磨削加工的特点和各自的适应场合。
答：超精密切削：借助锋利的金刚石刀具对工件进行车削或铣削。
主要的工艺特点是较小的切削深度（一般为微米级），极小的刀具磨损，多使用金刚石刀具，以达到镜面级加工表面为目的。超精密车削可达到0.005 μm 的粗糙度和0.1 μm的非球面形状精度。
主要用于加工低粗糙度和高形状精度的有金属或非金属零件，如非球面反射镜、磁盘铝基底、VTR辊轴、有金属轴套和塑料多面棱镜等，甚至可以直接加工纳米级表面的硬脆材料。超精密金刚石刀具镜面车削加工人造卫星仪器轴承——真空无润滑轴承，其孔和轴的表面粗糙度达到1 nm，圆度和圆柱度均为纳米级精度。
3-8 在怎样的速度范围下加工属于高速加工？分析高速切削加工所需解决的关键技术。
3-9 超高速切削包含哪些相关技术？105
1）分离式高速主轴采用皮带传动，其核心技术是主轴单元结构设计，主轴轴承的合理选择、装配及调整，主轴单元冷却系统的设计及主轴单元的试制等。2）内装式电主轴采用电机直接驱动方式，主轴电机与机床主轴合二为一，将其空心转子直接套装在机床主轴上，带有冷却套的定子则安装在主轴单元的壳体内。这样，电机的转子就是机床的主轴，机床主轴单元的壳体就是电机座，从而实现了变频电机与机床主轴的一体化。由于它取消了从主电机到机床主轴之间的一切中间传动环节，因而把主传动链的长度缩短为零。我们称这种新型的驱动与传动方式为“零传动”。
3-11 叙述高速磨削对砂轮的要求。
超高速磨削用砂轮应具有强度高、抗冲击强度高、耐热性好、微破碎性好、杂质含量低等优点。
3-12 简述特种加工技术的特点及应用领域。P160
与传统的切削加工方法比，特种加工的主要特点是：
(1) 范围不受材料力学性能的限制，可加工任何硬、软、脆、耐热或高熔点金属及非金属材料。
(2) 切削中不存在显著的切削力，可获得良好的表面质量，残余应力、热应力等均比较小。
(3) 适于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。
(4) 还可以进一步发展成以多种能量同时作为主要特征的复合加工工艺，如
电解磨削、电解电火花及超声电火花加工等
应用领域：材料难切削，型面复杂，结构特殊等
3-13 简述电火花加工的原理与应用。
加工时，将工具与工件置于具有一定绝缘强度的液体介质中，并分别与脉冲电源的正、负极相连接。调节装置控制工具电极，保证工具与工件间维持正常加工所需的很小的放电间隙。当两极之间的电场强度增加到足够大时，两极间最近点的液体介质被击穿，产生短时间、高能量的火花放电，放电区域的温度瞬时可达10 000℃以上，金属被熔化或汽化。灼热的金属蒸气具有很大的压力，引起剧烈的爆炸，而将熔融的金属抛出，金属微粒被液体介质冷却并迅速从间隙中冲走，工件与工具表面形成一个小凹坑
应用：1) 电火花穿孔2) 电火花型腔加工3) 电火花线切割加工
返老还童的女孩4-1 试论述制造自动化技术的内涵及关键技术。
(1) 在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：
·代替人的体力劳动。
·代替或辅助人的脑力劳动。
·制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化。
(2) 在功能方面，制造自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是制造自动化功能目标体系的一部分。
制造自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。此体系可用功能目标模型描述。功能目标模型简称TQCSE模型，其中T表示时间(Time)，Q表示质量(Quality)，C表示成本(Cost)，S表示服务(Service)，E表示环境友善性(Environment)。
(3) 在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体的生产制造过程，而且涉及产品生命周期的所有过程。
4-2 加工中心根据其加工范围可以分为哪几类？它们与普通数控机床的最大区别是什么？P23
答：常见加工中心按工艺用途可分为镗铣加工中心、车削加工中心、钻削加工中心、攻螺纹加工中心及磨削加工中心等。加工中心按主轴在加工时的空间位置可分为立式加工中心、卧式加工中心、立卧两用(也称万能、五面体、复合)加工中心。
区别：加工中心备有刀库并能按预定程序自动更换刀具，且对工件进行多工序加工，工序集中，自动化程度高，可减少工件装夹次数，避免工件多次定位所产生的累积误差，节省辅助时间，实现高质、高效加工。
4-4 叙述CAPP的定义及其分类
CAPP：它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息(形状、尺寸等)和工艺信息(材料、热处理、批量等)，由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。
紫环颈椎仪分类：(1) 派生式CAPP系统(2) 创成式CAPP系统。(3) 综合式CAPP系统(4) 交互型CAPP(5) 智能型CAPP
4-5 什么是成组技术？成组技术零件编码分类有哪几种类型？P91 答：（1）成组技术是利用产品零件间的相似性将零件分成组，然后根据每组零件所有的相似特征为其同组零件出相对统一的最佳处理方法，从而在不变动原有工艺和设备的条件下提高效率，节省资源，降低成本。
成组技术涉及到对机械制造中相似性的特征进行标识、开发和利用的一系
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