第一篇：數字化設計與制造蘇春版課后答案

《數字化設計與制造》

第一章

數字化設計與制造技術引論

1、數字化開發技術包含哪些核心技術。

以CAD、CAE、CAPP、CAM為基礎、為核心 2.產品數字化開發的主要環節。

3.數字化設計、數字化制造、數字化仿真的內涵。數字化設計與制造涵蓋： 數字化設計(DD)

CAD：概念化設計、幾何造形、工程圖生成及相關文檔

CAE：有限元分析（FEM）、優化設計

DS：虛擬裝配、運動學仿真、外觀效果渲染等等 數字化制造(DM)

CAPP：毛壞設計、加工方法選擇、工藝路線制定、工序設計、刀夾具設計

CAM： NC圖形輔助編程（GNC）、加工仿真檢驗 數字化制造資源管理(MPR、ERP）

數字化設計與制造數字信息集成管理（PDM、CIMS、PLM）

4.產品的數字化開發技術與傳統的產品開發技術相比，有哪些區別，有哪些優點？ 產品的市場競爭：

?

產品的的復雜性不斷增加(功能綜合)?

產品的生命周期不斷縮短,開發周期短 ?

產品的設計風險增加 ?

社會環境對產品的影響

現代好產品的標志: TQCSE（T 時間更短 Q 質量更好

C 成本更低

S 服務質量更好 E 更環保）

5、與傳統的產品設計與制造方法相比，數字化設計與制造方法有哪些優點？

提高設計效率，改進設計質量，降低產品的開發成本、縮短開發周期，改善信息管理，提高企業的競爭力

第三章

數字化設計與制造系統的組成

1.數字化設計與數字化制造技術大致經歷了哪些發展階段？有哪些發展趨勢

準備及醞釀階段(20世紀50年代)：出現數控機床；為數控機床開發自動編程工具語言APT 2D時代(20世紀60年代)：計算機輔助繪圖，提高繪圖質量和效率；方便圖紙管理；平面分析計算 CAD/CAM一體化(20世紀70-80年代)：3D建模

統一數字模型；CAE廣泛應用；CAD、CAM通過；無圖紙生產；數字信息交換接口

數字信息集成管理

（90年代開始）：產品信息、數據集成管理 PDM，智能化，分布式網絡化，CIMS，PLM 數字化設計與制造技術的發展趨勢：

利用基于網絡的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM集成技術,以實現全數字化設計與制造

CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技術與ERP、SCM、CRM結合，形成企業信息化的總體構架

通過Internet、Intranet及Extranet將企業的各種業務流程集成管理

虛擬工廠、虛擬制造、動態企業聯盟、敏捷制造、網絡制造以及制造全球化

2、數字化設計與制造系統的支撐軟件組成。）支撐軟件

?

圖形處理軟件二維圖形的生成、編輯、修改、尺寸標注和圖形的輸入輸出 ?

幾何造型軟件：線框、曲面、實體（特征）模型的造形設計、編輯 ? 數據庫管理系統：存儲系統指定數據，保證數據的完整、有效、安全、共享性，并便于修改擴充 支撐軟件一般有商品軟件，有集成型和單功能型二種：

集成型：Pro/E

UG

I-DEAS

CATIA

CAX’A 單功能型：AutoCAD

Ansys

MasterCAM

ORACLE

3、數字化設計與制造系統的系統軟件組成 CAD/CAM常用的操作系統：

1）unix+X-windows

(常用于大、中、小型機或圖形工作站）2）MS-windows

(常用于單用戶系統）3）windowsNT Linux

(常用于網絡系統））系統軟件

? 操作系統：存儲器管理、CPU管理、I/O管理、文件系統及數據庫管理

? 編譯系統、語言處理系統：支持用戶開發應用軟件；常用開發工具：匯編語音、VB、VC++、C++、Fortran ? 診斷系統：對系統的軟硬件進行診斷維護

4、數字化設計與制造系統的主要硬件。

硬件：計算機、輸入、輸出設備和數據交換通信接口

5、工程數據庫管理系統的基本功能

6、數字化設計與制造系統的軟件應具備的功能 大型集成支撐軟件的功能：

1）建模功能：2D建模、3D建模、特征建模

2）分析與優化設計：FE分析；機械運動學分析；動力學運動分析；裝配檢驗 3）數控編程功能：模具設計；GNC；后置處理

4）數據管理功能：工程數據管理；模型數據交換接口 5）提供專用功能開發環境

7、企業在數字化設計與制造系統配置中應考慮哪些問題 ？

軟件系統選型需考慮的因素：(1)系統的性能價格比(2)系統的開放性(3)系統的擴展能力(4)可靠性和維護性(5)第三方軟件的支持(6)供應商的經營狀況發展趨勢

數字化設計與制造系統選型：(1)需求分析(2)性能分析(3)編寫需求建議書

8、協同工作環境在數字化設計與制造系統的作用 第四章

產品數字化造型技術

1.什么產品造型技術?經歷哪幾個發展階段? 產品數字化造型技術概述

? 產品造型也稱產品建模，即建立產品的數字模型

? 根據需要，可建立產品的線框、曲面、實體或特征數字模型 ? 產品的數字化建模一般在建模功能軟件的界面上逐步建立完成的

? 不同的建模軟件的建模方法是不盡相同的，提供的用戶界面也不同，數字模型的表達也不相同 ? 產品數字化模型是產品開發的基礎、核心 2.描述幾何形體的幾何元素有哪些種類？ 基本幾何元素:點、邊、面、環、體、殼…

3.線框、曲面、實體和特征造型各有哪些特點? 線框造型——線框模型（Frame Model）

1、線框模型是用邊和點來描述和表達物體的

2、由于線框模型所需的信息少，數據結構簡單，對硬件要求不高，顯示響應速度快，是早期或簡單系統的建模方式。

3、由于線框模型沒有面的概念，故無法進行消隱，使模型出現位置多義性和形狀的多義性；線框模型是含信息最少最簡單的三維幾何模型。

現在研究熱點：線框模型自動轉換為三維實體模型 曲面造型——表面模型（Surface Model）

（1）表面模型是用物體的表面來表達物體的；

（2）曲面建模方法適合于表曲面不能用簡單的數學模型表達的物體的述。

復雜曲面表達方法：通過離散點來構造過這些點或逼近這些點的光滑過渡曲面。

常用方法：貝賽爾（Bezier）曲線、曲面；B樣條曲線、曲面 ；孔斯（Coons）曲線、曲面；非均勻有理B樣條（NURBS）曲線、曲面

（3）表面模型包含物體形狀的較多信息，但不能直接得到物體的物理特性（質量、轉動慣量。。）

（4）由表面模型較容易得到物體的實體體模型

實體建模——實體模型（Solid Model）

實體模型是利用一些基本體素，通過集合運算（布爾運算）表達物體的

（1）基本體素：1）長方體、圓柱體、球體、錐體、圓環體等等2）平面掃描體3）整體掃描體

（2）布爾運算（集合運算

Boolean）：1）并（join）“U” 2）交（and）“∩”3）差（cut）“”

三維實體表示方法 1）邊界表示法：

體通過面表達、面通過邊表達、邊通過點表達、點通過三個坐標表達

采用這種方法有：CATIA、EUCLID 等等

優點：表達信信息全面、修改容易。

缺點：信息量大且有冗余。

2）構造立體幾何法：

由基本體素，通過布爾運算來表示實體

優點：表達方便、直觀，數據結構簡單。

缺點：對復雜表面的物體難于表達。

3）混合模式：

這即是1）與 2）的混合表達模式，這種方法是現代造型CAD/CAM軟件常用的方法

還應指出：現休的大型造型軟件都含有這幾種幾何建模方法，在使用時，可視需要選用合適的建模方法。

特征造型的特點：

1)特征造型有利于完整表達產品的技術及生產管理信息

2)特征造型有利于體現產品的設計意圖,產品的數字模型更易理解

3)特征造型有利于后續如分析、工藝設計、加工、檢驗工作

4）特征造型有利于產品設計和工藝方法的規范化、標準化

5）特征造型有利于產品的智能化設計和制造 4.曲面造型與實體造型各有哪些方法？ 幾種曲面生成法（常用CAD/CAM軟件）：1）線性拉伸面2）直紋面3）旋轉面4）掃描面5）蒙皮面 5.產品結構模型及其功能。

6.數字化設計軟件中的關鍵技術與研究熱點分別有哪些？ 數字化設計軟件中的關鍵技術

參數化設計：能有效提高模型生成及修改的速度，對于形狀或功能相似的產品設計更是具有重要意義。對于裝配體的修改也很方便。

智能化設計：智能化是產品數字化設計的目標。但目前智能化水平還不能滿足設計的需要。目前的自動捕捉關鍵點、自動標注尺寸及公差，自動生成材料吸細表，裝配體的相關部件自動修改等都是智能化的體現。

基于特征設計：特征設計能更好應產品設計的加工工藝信息和工程特征信息。

單一數據庫與相關性設計：產品模型的全部信息來自同一個數據庫。這樣可以保證任何改動，都及時反映到設計過程的其它相關的環節上，從面實現相關設計，有利于減少設計中的差錯，縮短開發周期。NURBS幾何造型技術：NURBS—非均勻有理B樣條曲線是一種精確表示形體幾何信息的方法。它采用統一的數學形式表示曲線、曲面以及精確的二次曲線、曲面，從而簡化系統的管理，提高了曲面的構造成能力和編輯能力。

數字化設計軟件與其它開發、管理系統集成：1）數字化設計軟件與數字化仿真、數字化制造、數字化管理軟件模塊集成，為企業提供了一體化解決方案。2）將數字化造成型和設計技術的算法、功能模塊及系統，以專用芯片的形式加以固化，以提高設計效率。3）基于網絡環境，實現異地、異構系統的企業產品集成化設計。

標準化：標準化技術從根本上解決異構系統間的數據信息的交換問題。國際規定了STEP標準。

數字化設計軟件中的研究熱點：計算機輔助概念設計、計算機支持的協同設計、海量信息的存儲、管理和檢索；支持設計創新；與虛擬現實技術集成；計算機安全。

7.什么是產品數據？常用的產品數據交換標準有哪些？ 各有什么優缺點？ 產品數據:是指產品數字模型的全部信息。常用產品數據交換標準： 初始圖形轉換規范（IGES）：IGES的缺點：

1）由于IGES規定描述的實體不夠，無法描述產品數據模型的全部信息，某些數據會丟失。

2）不能轉換屬性信息。

3）層的信息經常丟失。

4）不能將兩個零部件的信息存放到一個文件中。

5）IGES產生的數據量較大，使得許多CAX系統難以處理。

6）IGES產生的過程中發生的錯誤難以確定，常需要人工處理IGES文件。產品模型數據交換標準（STEP）：為克服產品數字模型數據信息交換問題，國際標準化組織（ISO）提出了產品模型數據交換標準，簡稱STEP標準。STEP的概念模型

由于STEP標準著眼于未來，定義十分詳細。

STEP標準中產品模型數據信息分為三層，共7種類別。

三層：應用層、邏輯層、物理層

七類：描述方法、通信集成資源、應用集成資源、應用協議、實現方法、一致性測試、抽象測試集 DXF：DXF是AutoCAD軟件支持的中間文件格式。DXF文件采用ASCⅡ碼格式，第五章

數字化仿真技術

1.什么是仿真？仿真有哪些類型？

計算機仿真是在計算機內建立實際系統的計算機數字模型，通過仿真軟件驅動實際系統的計算機數字模型運行工作，進行觀察和考核實驗。

數字化仿真分類:按仿真的模型不同，分為物理仿真、數學仿真、物理-數學仿真 2.數字化仿真在產品開發中的作用?舉例說明 仿真技術在產品研制中的應用:

概念化設計：對設計方案進行技術、經濟分析及可行性研究，選擇合理設計方案

設計建模：建立系統及零部件模型，判斷產品外形、質地及物理特性是否滿意

設計分析：分析產品及系統的強度、剛度、振動、噪聲、可靠性等性能指標

設計優化：調整系結構及參數，實現系統特定性能或綜全性能的優化

制造：刀具加工軌跡、可裝配性仿真、及早發現加工、裝配中可能存在的問題 樣機試驗: 系統動力學運動學及運行性能仿真，虛擬樣機試驗，以確認設計目標

系統運行: 調整系統結構及參數，實現性能的持續改進及優化 3.數字化仿真的基本步驟是什么? 數字化仿真的基本步驟：建立系統的數字模型；模型變換；編制仿真算法；進行仿真實驗；仿真結果整理分析。

4.有限元分析方法的基本原理和求解步驟、主要模塊。

有限元方法起源于50年代，隨著其理論和實踐上的不斷成熟和計算機性能的不斷提高，有限元方法已成為機械設計分析的最為有效和最常用的方法。

一、有限元方法簡介：

設有彈性體在外界的作用下（外力、溫度變化等等）產生應力和變形描述彈性體上某點的應力和變形有15個未知量：

3個位移分量：u

v

w

6個應變分量：?x

?y

?z(正應變）

?xy

?yz

?zx(剪應變）

6個應力分量：?x

?y

?z（正應力）

?xy ?yz

?zx（剪應力）

為求出這15個未知量，我們可由彈性力學基本原理及假設導出15個基本方程：（偏微分方程）

3個平衡方程：（反映靜力平衡）

6個幾何方程：（反映位移與應變之間的關系）

6個物理方程：（反映應力與應變的關系）

從理論上講，由15個方程就可以解出15個未知量。但在實際應用中，由于復雜的結構、幾何形狀、載荷情況和材料特性，因此，除一些簡單問題外，一般不可能用解析方法求解。

困難：偏微分方程

非線性

解決方法：（數值近似法）

1）將彈性體--->有限個小單元（單元大小按精度要求劃分）

2）在每個小單元上用線性來代替非線性、用差分來代替微分

這些單元就稱為有限元，各單元相連接的點稱為節點。

這樣，就可以建立每個節點的相應15個未知量的15個簡單（線性）的代數方程，求解就方便多了。

即將所有節點的方程組合，加上邊界約束和載荷條件，再統一求解。有限元方法應用領域：分析計算結構與時間無關的應力分布與變形問題

2）結構動力學問題

動態特性：固有頻率、振型等

強迫響應分析：結構在動載荷的作用下的響應，振動和噪聲。

溫度場分析：分析結構內部的溫度分布及熱應力和熱變形。

流場分析：

二、有限元方法的分析計算過程：

1、結構的離散化：1）單元種類的選取2）單元的數目3）劃分方案

2、單元分析

3、建立整體矩陣方程

4、加入外加載荷以及約束條件等邊界條件

5、方程組求解

6、計算其它物理量

7、計算結果分析

三、有限元分析軟件及其應用

有限元分析軟件

常用的FE軟件：

NASTRAN

ANSYS

ADINA

SAP

等等

大型CAD/CAM集成軟件都有FE模塊

這些FE軟件一般有：

1）眾多的功能模塊：靜態分析、模態分析、隨機響應、熱傳導分析等等

2）單元種類多

（20~30種）

3）提供強有力的前、后處理功能

4）與其它軟件的接口

有限元軟件的組成

1）有限元前處理：構造圖形或幾何參數（CAD）；單元劃分；載荷；約束條件；材料特性輸入

2）有限元分析計算：進行單元分析和整體分析、求解（由軟件自動完成）

3）有限元后處理

對計算結果進行分析、整理、變換、處理和輸出（自動完成）

輸出結果分析圖形

輸出結果分析數據

5.在機械產品開發中，常用的仿真有哪些？

6.注塑成型仿真分析的主要作用有哪些？

第六章

、數字化制造技術

1.CAPP的基本功能和類型。

CAPP應具有的功能:1)產品的工藝設計2)工藝管理3)資源利用4)工藝匯總5）工藝設計管理6）流程控制與管理7）工藝設計管理8）標準工藝 CAPP的類型：

派生式(變異型)——典型工藝

做法:１）用成組工藝法，將零件按特征分組，形成主樣件和主樣件的典型工藝；

２）將分組特征、主樣零件及典型工藝以文件的形式輸入計算機，形成典型工藝庫；

３）按輸入零件特征檢索，找出該零件所屬的組，提出該組的主樣件和典型工藝；若找不到該零件所屬的組,系統給出提示.４）比較零件與主樣件，在典型工藝中刪除多余部分，即得該零件的工藝過程。

創成型CAPP系統：系統能自動地為一個新零件制定出工藝規程的系統。工藝規程是根據系統的制造工藝數據庫有沒有人工干預的條件下從無到有創造出來的。?

由系統的決策程序，模擬工藝設計人員的決策過程；

系統自動提取制造知識，產生零件所需要的各個工序和工步的加工內容； ?

系統自動完成機床、工具的選擇和加工過程的優化。?

工藝決策邏輯程序是創成型CAPP系統的核心 3.綜合型CAPP系統

綜合型CAPP系統也稱半創成型CAPP系統，是將變異型與創成型結合而成。?

前面的過程如變異型CAPP系統，一直到檢索出所屬零件族的典型工藝； ?

對典型工藝進行修改，工序設計則采用自動的邏輯決策程序 2.變異型CAPP的特點及其工作過程？

變異型CAPP系統的工作流程:1)零件信息檢索2)零件信息輸入3)零件成組編碼4)典型工藝搜索模塊5)工藝編輯模塊6)工藝設計過程管理7)工藝文件輸出8)CAPP相關工具 3.創成型CAPP的特點及其工作過程 4.試述數控自動編程的基本步驟。

分析零件圖樣和工藝處理：1）確定加工方案2）工夾具的設計和選擇3）正確地選擇編程原點及編程坐標系4）選擇合理的走刀路線5）確定合理的刀具的切削用量

數學處理

用相應的編程方法進行編程

檢驗并生成數控機床可用控制介質

5.如何確定數控機床的各軸?？ 坐標軸及其運動方向：

Z軸：平行于機床主軸的坐標軸（垂直于工件裝夾面）正方向為工作臺到刀具夾持方向；

X軸：作為水平的、平行于工件裝夾面的坐標軸，它平行于主要的切削方向，且以此方向為正方向； Y軸：由X軸和Z軸按右手法確定。

6.模態G代碼與非模態G代碼有何區別？F指令的常用單位

進給功能指令：也稱F功能，表示進給速度，屬于模態代碼。在G01、G02、G03和循環指令程序段中，必須要有F指令，或者在這些程序段之前已經寫入了F指令。進給功能用地址符F和其后1至5位數字表示，通常（F×××）表示。單位一般為mm/min，當進給速度與主軸轉速有關時（如車削螺紋），單位為mm/r。

7.M01與M30有何區別？

M01——計劃停止指令：M01指令的功能與M00相似，不同的是，M01只有在預先按下控制面板上“選擇停止開關”按鈕的情況下，程序才會停止。

M30——程序結束指令：M30指令與M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自動返回程序起始位置，為加工下一個工件作好準備。8.后置處理有何作用？

后置處理的作用是將刀具軌跡轉換為指定類型的G代碼程序

機床信息設置：

設置機床的類型。設置機床G和M指令的差別設置程序頭，程序尾設置換刀方式設置G00移動速度后置設置：設置轉換成G代碼的格式設置行號。坐標輸出格式設置圓弧插補命令設置 后置文件設置生成G代碼：生成工藝清單。將刀位文件轉換為G代碼程式 9.加工仿真過程有何作用？

檢驗加工程序所選擇的刀具、走刀路線、進退刀是否合理；檢驗加工程序在加工過程中是否有過切、啃切和欠切；檢驗刀具與限制面或約束面是不發生干涉；檢驗加工程序在加工過程中是否會發生碰撞 10.什么是DNC技術？

DNC—Direct

Numerical Control

直接式數字控制

（也稱群控）優點：中央處理器直接控制各機床，減少機床NC控制器的配置

減少機床的準備時間

缺點：各機床全部依賴中央處理器，中央處理器有問題，全部機床都不能工作 第七章

逆向工程與快速原型制造技術

1.什么是逆向工程？逆向工程分類、特點。

逆向工程（Reverse Engineering，RE）是指已有產品為藍本，在消化、吸收的基礎上，進行外形或 功能的改進、創新，進而推出新產品。

逆向工程的類型：實物逆向、軟件逆向、影象逆向、局部逆向 2.逆向工程的基本步驟。分析階段：逆向對象的功能、原理分析逆向對象的材料分析逆向對象的制造和裝配工藝分析逆向對象的精度分析逆向對象的造型分析逆向對象的系列化、模塊化分析逆向對象的包裝技術分析逆向對象的使用和維護技術分析 再設計階段：

A.分析實物的幾何柘樸關系，確定測量方法、測量工具，確定測量順序、精度，測量實物。B.檢查、分析測量數據，對測量數據作必要修正。C.重構逆向對象的數字化模型。

D.在分析階段的結果和重構的數字化模型基礎上，對逆向開發的產品的外形、功能上的改進、創新。逆向產品的制造階段：

逆向產品的制造過程與通常（正向）一樣。

對逆向產品的外觀、功能的檢驗。如不滿足設計要求，則要返回分析階段、再設計階段、制造階段重新進行修改。

3.什么是實物逆向工程？實物逆向工程的關鍵技術 4.實物逆向工程技術應用實例。

5.什么是原型？什么是快速原型制造技術？ 6.快速原型制造技術的特點。

7.快速原型制造技術的主要用途。

?

支持產品的外形設計

用于檢查設計質量

功能檢測

裝配于涉檢驗

產品宣傳

快速制模 8.舉例說明三坐標測量機在機械新產品開發中的作用

三坐標測量機是把光學、機械、電子和計算機控制技術融為一體的高精度、高效率、功能性強的檢測設備。對于數控機床加工的首件零件的檢測和制造過程中對形狀復雜、精度要求嚴格的零件的檢測都特別有效，從而給數控機床的工裝夾具和刀具位置的調整及加工程序補償提供最有效、精確的數據。三坐標測量機的這種高精度、高效率以及在CAD/CAM和反求工程中的應用是普通檢測技術所不可比擬的，因此更加推動了數控加工設備在制造業的廣泛應用。9.舉例說明快速原型技術在模具制造中的作用 第八章、產品數字化開發的集成技術

1.什么是CIMS？ CIMS包含哪些子系統？

CIMS定義:是一種組織、管理與運行企業生產的哲理，它借助計算機硬件及軟件，綜合運用現代管理技術、制造技術、自動化技術、系統工程技術，將企業生產全過程中有關人/組織、技術、經營管理三要素與其信息流、物流有機地集成并優化運行，實現企業整體優化，以達到產品高質、低耗、上市快、服務好，從而使企業贏得市場競爭。

CIMS旨在提高企業的T、Q、C、S CIMS的基本組成： ? 企業管理軟件系統：以管理信息系統、制造資源計劃或企業資源計劃為核心，包括市場及技術預測、企業經營決策、企業及車間生產計劃、原材料采購、供應鏈管理、財務管理、成本管理、人力資源管理、銷售管理等模塊

?

產品數字化設計系統: CAD/CAE/CAPP/CAM ?

制造過程自動化系統: 數控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統、機器人等

?

質量保證系統：采集、存儲、評價與處理存在于設計、制造、裝配、運輸等過程中與質量有關數據，以實現保證和提高產品質量 ?

物流系統 ?

數據庫系統 ?

網絡系統

2.CIMS 的分類，CIMS的實施過程中應注意的問題。

CIMS的分類：離散型企業CIMS、流程型企業CIMS、混合型企業CIMS 3.什么是并行工程？企業為什么要實行并行工程？

并行工程: 對產品及其相關過程進行集成地并行的設計的系統化工作模式。這種模式力圖使產品開發人員從設計開始就考慮到產品全生命周期中的各種因素，包括質量、成本、進度及用戶需求

實現產品開發的并行工程是為了縮短產品的開發周期、降低成本、提高產品質量、提高產品設計一次成功率和提升企業效益。

4.并行工程具有哪些特點？ 并行工程具有如下特點： 強調產品開發過程、尤其是設計過程的并行化和集成化處理強調在產品的設計階段就要考慮到產品全生命周期的所有因素強調各部門的協同工作，盡早地發現和解決后續環節中可能出現的問題通過改進設計質量以減少產品或工程開發中的變更次數；通過產品設計及其相關過程的并行以縮短產品的開發周期； 通過產品設計及其制造過程一體化降低產品的制造成本。強調在產品開發過程在時間和空間上的交叉和重疊，實現了先進制造技術與計算機技術、信息技術新成果的集成融合。5.并行工程的關鍵技術在哪些？ 并行工程的組織管理技術

? 開發團隊管理、網絡組織管理 并行工程的過程重構技術

?

產品開發流程重構、員工素質重構、工作環境重構(協同工作)、企業資源管理重構 并行工程的協調管理和協同工作環境 ?

協調管理、協同工作環境 DFX技術

? DFA、DFM 質量功能配置技術

?

質量屋---質量配置關系矩陣 產品數據管理技術 ?

PDM 產品性能綜合評價和決策系統 并行工程的集成框架系統

6.什么是并行工程？與傳統的產品串行開發相比有哪些優點？ 并行工程會對傳統產品開發模式產生強烈沖擊:

產品開發技術方面、生產組織方式方面、企業管理模工方面

7.協同設計技術的定義，協同設計技術的工作方式。

協同設計技術的定義：以計算機、通信和多媒體等為協同工作提供友好的用戶界面及信息交流工具 CSCW支持四種工作模式：

?

同地同步

同地異步

異地同步

異地異步 8.協同設計技術的基本操作，協同設計工具。CSCW支持五種基本操作：

?

協同會話功能

協同瀏覽功能

協同文本編輯功能

協同造型

協同查詢 協同設計工具： 電子白板 BBS視頻會議 FTP聊天室

9.什么是網絡化制造？網絡化制造主要應用模式有哪些？

網絡化制造——以網絡和數據庫技術為基礎，由基于網絡的產品設計、制造、管理和營銷技術有機集成的一種全新制造模式。它有利于企業快速獲取市場需求信息，提高企業管理預見性和主動性，增強企業生產計劃的針對性，整合制造資源，提高企業市場響應速度。網絡化制造的體系結構

1.基于ASP的網絡化制造

2.以龍頭企業為核心的網絡化制造

3.基于企業動態聯盟的網絡化制造 10.什么是PLM？PLM的功能有哪些？

產品全生命周期管理的定義： 通過網絡實現從產品需求預測、概念設計、結構設計、原材料采購、制造、銷售、使用、客戶服務、報廢以及回收等環節的集成管理系統。

PLM還擴展到協作企業，以便在更深層次上支持產品開發和企業管理。

PLM的主要管理功能：

1）需求管理

2）產品數字化開發過程管理

3）質量管理

4）產品回收管理

5）頂目管理

6）產品數據管理

7）價值鏈管理

8）配置管理

9）工作流管理

第二篇：船舶數字化設計與制造

關于船舶數字化設計與制造

目前在我國乃至全世界。要實現船舶行業的跨越式發展，必須以信息技術為基礎。世界造船強國從CAX開始，逐步由實施CIMS、應用敏捷制造技術向組建“虛擬企業”方向發展，形成船舶產品開發、設計、建造、驗收、使用、維護于一體的船舶產品全生命周期的數字化支持系統，實現船舶設計全數字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精細化、船舶制造裝備自動化和智能化、船舶制造企業虛擬化、從而大幅度提高生產效率和降低成本。所謂數字化設計就是運用虛擬現實、可視化仿真等技術，在計算機里先設計一條“完整的數字的船”。不僅可以點擊鼠標進入船體內部參觀一番，還可以在虛擬的大海中看它的速度、強度、抗風浪能力。這樣一來船舶設計的各個階段和船、機、舾、涂等多個專業模塊在同一數據庫中進行設計。

船舶是巨大而復雜的系統，由數以萬計的零部件和數以千計的配套設備構成，包括數十個功能各異的子系統，通過船體平臺組合成一個有機的整體。造船周期一般在10個月以上，既要加工制造大量的零部件，又要進行繁雜的逐級裝配，涉及物資、經營、設計、計劃、成本、制造、質量、安全等各個方面。這樣的一個復雜的系統需要非常強大的信息處理能力。我國船舶行業今年來雖有很大的發展，但與國際造船強國相比，無論在產量，還是在造船技術上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化設計系統與生產進程聯系不緊密、船舶零部件標準化程度低、信息采集手段落后、物資/物流管理系統信息部同步、生產日程計劃安排手段落后、成本管理工作缺乏系統性、數字化應用未有效的促進體制和管理創新等問題的存在，導致了我國船舶行業參與國際競爭的綜合能力不高。

船舶工業是集資金、技術、勞動密集為一體的產業，科技含量較高。盡管我國船舶行業的造船量已連續多年位居世界前三位，造船相關經濟指標持續增長，但是與其他造船強國相比，我國船舶企業還存在很大的差距，尤其是在造船信息化數字化方面，由于信息技術和應用的滯后，使得我國船舶企業與世界造船強國的船舶企業差距有擴大的趨勢。具體表現在：

1、開發設計滯后。由于缺乏一體化的數字設計工具，我國船舶工業長期以來在船舶設計與開發方面能力很差，已經嚴重影響我國船舶工業的發展，設計周期長和設計水平落后都制約了我國造船生產效率的提高。

2、信息建設無序。目前我國數字化造船存在的主要問題有船舶設計自頂向下的全過程集成尚未實現；現有系統的集成度差，信息孤島現象嚴重；信息架構的整體考慮不足，協同能力和柔性應對能力差，產品設計、制造、管理信息一體化的集成度較低，數字化設計、制造、管理生產線各主線尚未貫通，數字化制造技術效能遠未發揮。

3、運營管理薄弱。由于缺乏對造船成本的實時跟蹤管理，導致造船專業化水平低、生產流程不盡合理，生產準備周期長、單位產品工時耗費高制約了造船業的發展。特別是隨著產業規模的快速擴大來自企業管理方式和成本節約的挑戰將會更加突出。

4、配套商全球化。在我國船舶工業規模迅速擴大、造船產量急劇增加和船舶品種結構不斷升級的情況下，特別加入WTO后，國家對船用設備進口采取行政性限制措施，進一步降低船用設備進口關稅，更多性價比高的國外同類產品進入我國市場，使得船舶企業配套設備的提供商遍布全球，這從側面也對船舶企業信息一體化建設提出了更高的要求。

5、協同響應速動。船舶制造正在從集成制造向敏捷制造過程轉化，真正面向大批量定制技術的船舶敏捷制造系統，并沒有實現的基礎。但隨著造船模式向船舶敏捷制造過程轉化的深入，船舶結構設計模塊化和標準化技術也將會更加深入地研究并逐步推廣應用，這必將帶來船舶制造過程和模式的快速演變，可以預測，隨著以上關鍵技術的成熟，船舶制造大批量定制的環境將逐步形成，這將對船舶企業間協同的速動響應能力提出更高的要求，而船舶企業間的實時互通也需要強有力的信息化平臺作支持。

總之，我國船舶企業在數字化造船的實施建設方面，首先要確定其總體的發展規劃和目標，并建立起企業的Intranet/Internet網，做好基礎準備。從生產設計、信息化建設、企業管理三個方面入手，通過推動CAD/CAM、CIMS技術，B2B電子商務技術及ERP技術的廣泛應用，縮短船舶總體及配套設備的設計和生產周期，提高船舶質量。通過開展網上報價和網上采購，加速資金和材料的周轉速度。最終實現網絡化的管理體系，提高管理效率，最終實現數字化船舶。

第三篇：過程裝備制造與檢測課后答案

0-1過程裝備主要包括哪些典型的設備和機器。

過程裝備主要是指化工、石油、制藥、輕工、能源、環保和視頻等行業生產工藝過程中所涉及的關鍵典型備。

0-3壓力容器按設計壓力分為幾個等級，是如何劃分的。

按設計壓力分為低壓中壓高壓超高壓四個等級，劃分如下：低壓（L）0.1-1.6中壓（M）1.6-10高壓（H）10-100超高壓（U）>100

0-4為有利于安全、監督和管理，壓力容器按工作條件分為幾類，是怎樣劃分的。

a.第三類壓力容器（下列情況之一）

毒性程度為極度和高度危害介質的中壓容器和力P*V≥0．2MPa·m3的低壓容器；易燃或毒性程度為中度危害介質且P*V≥0.5MPa·m3的中壓反應容器和力P*V≥10MPa·m3的中壓儲存容器。;高壓、中壓管殼式余熱鍋爐;高壓容器。

b.第二類壓力容器（下列情況之一）

中壓容器[第a條規定除外];易燃介質或毒性程度為中度危害介質的低壓反應容器和儲存容器;毒性程度為極度和高度危害介質的低壓容器;低壓管殼式余熱鍋爐;搪玻璃壓力容器。

c.第一類壓力容器

除第a、b條規定外，為第一類壓力容器。

0-7按壓力容器的制造方法劃分，壓力容器的種類。

單層容器：鍛造法

卷焊法

電渣重溶法

全焊肉法

多層容器：熱套法

層板包扎法

繞代法

繞板法

1-3常規檢測包括哪些檢測內容。

包括宏觀檢測、理化檢測、無損檢測（射線

超聲波

表面）

2-1簡述射線檢測之前應做的準備工作。

在射線檢測之前，首先要了解被檢工件的檢測要求、驗收標準，了解其結構特點、材質、制造工藝過程等，結合實際條件選組合式的射線檢測設備、附件，為制定必要的檢測工藝、方法做好準備工作。

2-2說明射線照相的質量等級要求（象質等級）。

一般情況下選AB級（較高級）的照相方法，重要部位可考慮B級（高級），不重要部位選A級（普通級）。

2-3射線檢測焊接接頭時，對接接頭透照缺陷等級評定的焊縫質量級別是怎樣劃分的。

Ⅰ級焊縫內內不允許有裂紋、未熔合、未焊透和條狀夾渣存在；Ⅱ級焊縫內不允許有裂紋、未熔合、未焊透存在；Ⅲ級焊縫內不允許有裂紋、未熔合以及雙面焊或者相當于雙面焊的全焊頭對接焊縫和家電板的單面焊中的未焊透。不家電板的單面焊中的；焊縫缺陷超過Ⅲ級者為Ⅳ級。

3-2在超聲波檢測過程中，影響超聲波能衰減的主要原因有哪些方面，衰減對檢測有哪些影響，實際檢測時常采取什么措施？

a聲束的擴散衰減b超聲波的散射衰減c介質吸收引起的衰減會使檢測靈敏度降低

必須使用耦合劑（一般為液體）

3-3超聲波檢測時應做的準備工作.（1）調節掃描速度（2）調節檢測靈敏度，包括試塊調節和工件調節兩種方法

3-6說明超聲檢測焊接接頭時，國家標準對焊接接頭檢測等級的劃分和選擇。

焊接接頭超聲檢測分為A、B、C三個等級（GH345一89）。就檢驗的完善程度而言A級最低（難度系數1）；B級一般（難度系數5-6）1C級最高（難度系數10-12）工程技術人員應在充分了解超聲檢測可行性的基礎上進行結構設計及確定制造工藝，以防止焊接結構限制相應檢測等級的實施。

1各等級的檢驗范圍

a．A級檢驗用一種角度斜探頭在被檢焊縫的單面單側僅對可能掃查到的焊縫截面實施檢測。一般情況下不要求檢測橫向缺陷。當母材厚度大于50mm時，不允許采用A級檢驗。

b.B級檢驗原則上用一種角度探頭在被檢焊縫的單面雙側對整個焊面截面實施檢當母材厚度大于100mm時，要求在被檢焊縫的雙面雙側進行檢測。在受幾何條件限制的情況下，可用兩種角度的斜探頭在被檢焊縫的雙面單側實施檢測。條件允許應檢測橫向缺陷。

c．C級檢驗至少要用兩種角度的斜探頭在被檢焊縫的單面雙側實施檢測，同時要求在兩個掃查方向上用兩種角度的斜探頭檢測橫向缺陷。當母材厚度大于100mm時，應在被檢焊縫的雙面雙側進行檢測。

4-1磁粉檢測原理。影響磁粉檢測靈敏度高低（漏磁場強度的強弱）的主要因素有哪些。

當一被磁化的工件表面和內部存在缺陷時，缺陸的導磁率遠小于工件材料，阻大，阻礙磁力線利通過，造成力線彎曲。果工件表面、近表面存在缺陷（沒有裸露出表面也可以），則磁力線在缺陷處會逸出表面進人空氣中，形成漏磁場。此時若在工件表面撒上導磁率很高的磁性鐵粉，在漏場處就會有意粉被吸附，聚集形成磁痕，通過對磁痕得分析即可評價缺陷。

1外加磁場影響2缺陷的形狀和位置3材料的性質4被檢材料的表面狀態

4-2磁粉檢測的特點。

磁粉檢測有如下幾個特點。

1適用于能被磁化的材料（如鐵、鈷、鎳及其合金等），不能用于非磁性材料（如鍋、鋁、鉻等）。

2適用于材料和工件的表面和近表面的缺陷，該缺陷可以是裸露于表面，也可以是未裸露于表面。不能檢測較深處的缺陷（內部缺陷）。

3能直觀地顯示出缺陷的形狀、尺寸、位置，進而能做出缺陷的定性分析。

4檢測靈敏度較高，能發現寬度僅為0.1μm的表面裂紋。

5可以檢測形狀復雜、大小不同的工件。

6檢測工藝簡單，效率高、成本低。

4-8滲透檢測原理和特點。

當被檢工件表面存在有細微的肉眼難以觀察到的裸露開口缺陷時，將含有有色染料或者熒光物質的滲透劑，用浸、噴或刷涂方法涂覆在被檢工件表面，保持一段時間后，滲透劑在存在缺陷處的毛細作用下滲人表面開口缺陷的內部，然后用清洗劑除去表面上滯留的多余滲透劑，再用浸、噴或刷涂方法在工件表面上涂覆薄薄一層顯像劑。經過一段時間后，滲人缺陷內部的滲透劑又將在毛細作用下被吸附到工件表面上來，若滲透劑與顯像劑顏色反差明顯（如前者多為紅色，后者多為白色）或者滲透劑中配制有熒光材料，則在白光下或者在黑光燈下，很容易觀察到放大的缺陷顯示。當滲透劑和顯像劑配以不同顏色的染料來顯示缺陷時，通常稱為著色滲透檢測（著色檢測、著色探傷）。當滲透劑中配以熒光材料時，在黑光燈下可以觀察到熒光滲透劑對缺陷的顯示，通常稱為熒光滲透檢測（熒光檢測、熒光探傷）。因此，滲透檢測是著色檢測和熒光檢測的統稱。其基本檢測原理是相同的。

特點1適用材料廣泛，可以檢測黑色金屬、有色金屬，鍛件、鑄件、焊接件等；還可以檢測非金屬材料如橡膠、石墨、塑料、陶瓷、玻璃等的制品。2是檢各種工件裸露出表面開口缺陷的有效無損檢測方法，靈敏度高，但未裸露的內部深處缺陷不能檢測3設備簡單，操作方便，尤其其對大曲積的表曲缺陷檢測效率高，周期短。4所使用的滲透檢測劑（滲透劑、顯像劑、清冼劑）有刺激性氣味，應注意通風5若被檢表面受到嚴重污染，缺陷開口被陽塞無法徹底清除時，滲透檢測靈敏度將顯著下降。

4-9滲透檢測方法的分類和選用。

1熒光滲透檢測，滲透劑種類包括水洗型、后乳化型、溶劑去除型，2著色滲透檢測，零件表面上多余的熒光滲透液可直接用水清洗掉。在紫外線燈下有明亮的熒光顯示，易于水洗，檢查速度快，對于表面粗糙度低且檢測靈敏度要求不高的工件可以選用。適用于中、小型零件的批量檢測

零件表面上的熒光滲透液要用乳化劑乳化處理后，方能用水洗掉。有極明亮的熒光，對于表面粗糙度較高且要求有較高檢測靈敏度的工件宜選用此法

零件表面上的多余熒光滲透液需用溶劑清洗，檢驗成本比較高，一般情況下不宜采用。對于大型工件的局部檢測可以選用

與水洗型熒光滲透劑相似，但不需要紫外線燈

與后乳化型熒光滲透劑相似，但不需要紫外線燈

一般裝在噴罐內使用，便于攜帶，廣泛用于焊縫、大型工件局部等處的檢測，尤其適用于現場無水源、電源等情況下的檢測

5-1舉例說明GB150《鋼制壓力容器》中，根據壓力容器主要受壓部分的焊接接頭位置，對焊接焊接接頭的分類及其對他壓力容器制造的實際作用。

上述關于焊接接頭的分類及分類順序，對于壓力容器的設計、制造、維修、作都有著很重要的指導作用，例如：1殼體在組對時的對口錯邊量、棱角度等組對參數的技術要求，A類和B類接頭是不同的，總的來看A類焊接接頭的對口錯邊量、棱角度等參數的技術要求要比B類的嚴格；2焊接接頭的余高要求，對于A、B、C、D類的接頭分別提出了不同的技術要求；3無損檢測對A、B、C、D類焊接接頭的檢測范圍、檢測工藝內容以及最后的評定標準等都作了較具體的不同要求。

5-2焊接接頭的基本形式有幾種，在設計制造時應盡量選用哪種形式，為什么？

對接、十字形、交接頭、搭接

5-3為什么焊接接頭的“余高”稱為“加強高”是錯誤的？

會增大應力集中系數Kr，即工作壓力分布更加不均勻，造成焊接接頭的強度下降

5-4以低碳鋼為例說明焊接接頭在組織、性能上較為薄弱的部位是哪個部位，為什么？

熱影響區中的過熱區，此區奧氏體晶粒產生嚴重增大現象，冷卻后得到過熱組織，沖擊韌性明顯降低，約下降25-30%，對剛性較大的結構常在此區開裂。

5-5焊接坡口的形式有幾種，選擇坡口時主要考慮哪些問題？

1設計或選擇不同形式坡口的主要目的是保證焊接接頭全焊透2設計或選擇坡口首先要考慮的問題是被焊接材料的厚度。對于薄鋼板的焊接，可以直接利用鋼板端部（此時亦稱為1形坡口）進行，對于中、厚板的焊接坡口，應同時考慮施焊的方法3要注意坡口的加工方法，如I形、V形、X形等坡口，可以利用氣割、等離子切割加工，而U形、雙U形坡口，則需用刨邊機加工。4在相同條件下，不同形式的坡口，其焊接變形是不同的。例如，單面坡口比雙面坡口變形大；V形坡口比U形坡口變形大等。應盡量注意減少殘余焊接變形與應力

5-7焊條的組成及其應用。解釋E5015和J507的含義。

5-16電渣焊及其焊接特點。

電渣焊是利用電流通過液體熔渣產生的電阻熱作熱源，將工件和填充金熔合成焊縫的焊接方法。電渣焊的焊接過程可分為三個階段：引弧造渣階段、正常焊接階段和引出階段。合格的焊縫在正常焊接階段產生，而兩端焊縫部分應割除。根據采用電極的形狀及其是否固定，電渣焊方法分為絲極電渣焊、熔嘴電渣焊和板極電渣焊。電渣焊最主要的特點是適合焊接厚件，且一次焊成，但由于焊接接頭的焊縫區、熱影響區都較大，高溫停留時間長，易產生粗大晶粒和過熱組織，接頭沖擊韌性較低，一般焊后必須進行正火和回火處理。

5-18焊接材料選擇原則。

應根據母材的化學成分、力學性能、焊接性能結合壓力容器的結構特點和使用條件綜合考慮選用焊接材料，必要時通過試驗確定。焊縫金屬的性能應高于或等于相應母材標準規定值的下限或滿足圖樣規定的技術要求：對各類鋼的焊縫金屬要求如下。（1)相同鋼號相焊的焊縫金屬。1碳素鋼、碳錳低合金鋼的焊縫金屬應保證力學性能，且需控制抗拉強度上限。2鉻鉬低合金鋼的焊縫金屬應保證化學成分和力學性能，且需控制抗拉強度上限。3低溫用低合金鋼的焊縫金屬應保證力學性能，特別應保證夏比（V形）低溫沖擊韌性。4高合金鋼的焊縫金屬應保證力學性能和耐腐蝕性能。5不銹鋼復合鋼板基層的焊縫金屬應保證力學性能，且需控制抗拉強度的上限；復層的焊縫金屬應保證耐腐蝕性能，當有力學性能要求時還應保證力學性能。復層焊縫與基層焊縫，以及復層焊縫與基層鋼板交界處推薦采用過渡層：

（2）不同鋼號相焊的焊縫金屬1不同鋼號的碳素鋼、低合金鋼之間的焊縫金屬應保證力學性能。推薦采用與強度級別較低的母材相匹配的焊接材料。2碳素鋼、低合金鋼與奧氏體高合金鋼之間的焊縫金屬應保證抗裂性能和力學性推薦采用鉻鎳含量較奧氏體高合金鋼母材高的焊接材料。3焊接材料必須有產品質量證明書，并符合相應標準的規定，且滿足圖樣的技術要求，進廠時按有關質量保證體系規定驗收或復驗，合格后方準使用。

5-21奧氏體不銹鋼（18-8型鋼）焊接的主要問題及預防措施。

主要問題是晶間腐蝕和熱裂紋。晶間腐蝕預防措施，控制焊縫的化學成分，包括控制焊縫得含碳量使之低于0.08％（低碳）或0.03％（超低碳）減少形成碳化鉻的條件；添加穩定化元素（穩定劑）在被焊母材和焊接材料中，起到穩定奧氏體內鉻含量的作用；雙相組織法，使焊縫中形成少量δ鐵素體組織，與奧氏體一起呈現雙相組織，可以提高抗晶間腐蝕的能力。熱裂紋預防措施：1嚴格限制焊縫中的硫、磷等有害元素的含量。2控制焊縫成分，使其形成由奧氏體與鐵素體組成的雙相組織，并控制鐵素體的含量不宜過高了，可參考預防晶間腐蝕的雙相組織法。這時的雙相組織焊縫具有較高的抗裂性。3選用堿性焊接材料，低線能量，快焊快冷，防止過熱。4盡量減少焊接殘余應力。注意正確的焊接結構，選擇減少焊縫金屬充填量的坡口形式。

5-25解釋下列概念：①焊接線能量；②焊縫形狀系數；③焊接冷卻時間t8/5;④可焊性；⑤TIG、MIG；⑥冷裂紋。

1焊接時由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的熱量，又稱為焊接線能量。

2熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度與焊縫厚度的比值。

即焊接鋼體在800-500℃范圍內的冷卻時間，常用來代替此范圍內的冷卻速度

4焊接性，是指金屬材料在采用一定的焊接工藝包括焊接方法、焊接材料、焊接規范及焊接結構形式等條件下，獲得優良焊接接頭的難易程度。

TIG就是鎢極惰性氣體焊,一般稱作非熔化極氣體保護焊，TIG是指非熔化極氣體保護焊，是利用外加氣體作為保護介質的一種電弧焊方法，其優點是電弧和熔池可見性好，操作方便；沒有熔渣或很少熔渣，無需焊后清渣；MIG即熔化極惰性氣體保護焊，使用熔化電極，以外加氣體作為電弧介質，并保護金屬熔滴、焊接熔池和焊接區高溫金屬的電弧焊方法，稱為熔化極氣體保護電弧焊。用實芯焊絲的惰性氣體（Ar或He）保護電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護焊，簡稱MIG焊。

6焊接接頭冷卻到較低溫度時（對于鋼來說在MS溫度，即奧氏體開始轉變為馬氏體的溫度以下）產生的焊接裂紋。

6-1凈化作用的作用及其常用凈化方法、特點。

1試驗證明，除銹質量的好壞直接影響著鋼材的腐蝕速度。不同的除銹方法對鋼材的保護壽命也不同，如拋丸或噴丸除銹后涂漆的鋼板比自然風化后經鋼絲刷除銹涂漆的鋼板耐腐蝕壽命要長五倍之多.另外，鋁、不銹鋼制造的零件應先進行酸洗再進行純化處理，以形成均勻的金屬保護膜，提高其耐腐蝕性能。

2對焊接接頭處尤其是坡口處進行凈化處理，清除銹、氧化物、油污等，可以保證焊接質量：例如，鋁及合金、低合金高強鋼，特別是目前廣泛推廣使用的鈦及其合金的焊接，必須進行焊前的嚴格清洗，才能保證焊接質量，保證耐腐蝕性能。3可以提高下道工序的配合質量。例如，下道工序需要進行噴鍍、搪瓷、襯里的設備以及多層包扎式和熱套式高壓容器的制造，凈化處理是很重要的一道工序。

a.噴砂法是目前國內常用的一種機械凈化方法，要用于型材（如鋼板）和設備大表面的凈化處理。可除銹、氧化皮等，使之形成均勻的有一定粗糙度的表面。效率較高但粉塵大，對人體有害，應在封閉的噴砂室內進行。

b.拋丸法由于噴砂法嚴重危害人體健康，污染環境，目前國外已普遍應用拋丸法處理。其主要特點是改善了勞動條件，易實現自動化，被處理材料表面質量控制方便

c.化學凈化法金屬表面的化學凈化處理主要是對材料表面進行除銹、除污物和氧化、磷化及鈍理，后者即在除銹、除污物的基礎上根據不同材料，將清潔的金屬表面經化學作用（氧化、磷化、鈍化處理）形成保護膜，以提高防腐能力和增加金屬與漆膜的附著力。

鋼鐵酸洗除銹鋼鐵材料酸洗是常用的凈化方法，它可以除去金屬表面的氧化皮、銹蝕物，焊縫上殘留的熔渣等污物

鋼鐵材料表面除銹多用鹽酸，其速度快、效率高，不產生氫脆，表面狀態好，配制洗液時比硫酸安全、經濟。

金屬表面除油主要是利用油脂能溶于有機溶劑，能發生皂化反應等特性，將金屬表面上的油污除掉。

全屬表面的氧化、磷化和鈍化將清潔后的金屬表面經化學作用，形成保護性薄膜，以提高防腐能力和增加金屬與漆膜的附著力的方法，即氧化、磷化、鈍化處理。

i.氧化處理。金屬表面與氧或氧化劑作用，形成保護性的氧化膜，防止金屬被進一步腐蝕。黑色金屬氧化處理主要有酸性氧化法和堿性氧化法，前者經濟、應用較廣，耐腐蝕性和機械強度均超過堿性氧化膜。有色金屬可以進行化學氧化和陽極氧化處理。

ii磷化處理。用錳、鋅、鎘的正磷酸鹽溶液處理金屬，使表面生成一層不溶性磷酸鹽保護膜的過程稱金屬的磷化處理。此薄膜可提高金屬的耐腐蝕性和絕緣性．并能作為油漆的良好底層。

jii.鈍化處理。金屬與鉻酸鹽作用，生成三價或六價鉻化層，該鉻化層具有一定的耐腐蝕性，多用于不銹鋼、鋁等金屬。

7-2熱卷筒節成形的特點。

1熱卷可以防止冷加工硬化的產生、塑性和韌性大為提高，不產生內應力，減輕卷板機工作負擔；2應控制合適的加熱溫度；3應控制合適的加熱速度；4熱卷需要加熱設備，費用較大，在高溫下加工，操作麻煩，鋼板減薄嚴重；5對于厚板或小直徑筒節通常采用熱卷，當卷板時變形率超過要求、卷板機功率不能滿足要求時，都需采用熱卷。

7-3利用對稱式三輥卷板機卷制筒節時，直邊產生的原因及其處理方法。

被卷鋼板兩端各有一段無法彎卷而產生直邊，直邊長度大約為兩個下輥中心距的一半。直邊的產生使筒節不能完成整圓，也不利于校圓、組對、焊接等工序的進行。因此在卷板之前通常將鋼板兩端進行預彎曲。特殊情況下，如厚板卷制后，縱縫采用電渣焊時，也可保留直邊以利于電渣焊，焊后校圓。

7-7管子彎曲時易產生的缺陷及控制方法。

管子在彎矩M作用下發生純彎曲變形時，中性軸外側管壁受拉應力的作用，隨著變形率的增大，力逐漸增大，管壁可能減薄，嚴重時可產生微裂紋；內側管壁受壓應力的作用，管壁可能增厚，嚴重時可使管壁失穩產生折皺；同時在合力作用下，使管子橫截面變形，若管子是自由彎曲，變形將近似為橢圓形，若管子是利用具有半圓槽的彎管模進行彎曲，則內側基本上保持半圓形，而外側變扁。管子外徑和壁厚通常由結構與強度設計的決定，而管子彎曲半徑R應根據結構要求和彎管工藝條件來選擇。為盡量預防彎管缺陷的產生，管子彎曲半徑不宜過小，以減小變形度，若彎曲半徑較小時，可適當采取相應的工藝措施，如管內充砂、加芯棒、管子外用檜輪壓緊等工藝。

8-3管子與管板連接方式及其特點。

a.脹接將脹管器插人到裝配在管板孔里的管口內，加向前軸向力并順時針旋轉，將管子端部脹大變形直至管子端部產生塑性變形，管板孔產生彈性變形，退出脹管器則管子在管板孔彈性變形恢復的作用下，使管子與管板孔接觸表面上產生很大的擠壓力并緊密結合，既達到了密封又能抗拉脫力。脹接適用于直徑不大，管壁不厚的管子；脹接的管板材料的力學性能應比管子材料的高，使管子產生塑性變形時，管板仍處于彈性變形階段，以保證脹接的強度，相同材料不宜脹接；脹接后管子與管板孔的間隙比焊接的小，有利于管端的耐腐蝕性提高；脹接的強度和密封性不如焊接；脹接不適于管程和殼程溫差較大的場合，否則影響脹接質量；脹接時要求環境溫度不低于一10℃，以保證脹接質量；脹接表面要求清潔，管板孔表面粗糙度Ra值不大于12.5μm。

b.焊接管子與管板連接采用焊接法應用比較廣泛，其主要特點是對不能脹接的管子與管板。如管子與管板材料相同、小直徑厚壁管、大直徑管及管程和殼程介質溫差較大的場合等，可以采用焊接連接，烀接連接的管了與管板孔的間隙較大，且介質在此流動困難。耐腐蝕性差多焊接的強度較高、密封性好；管子與管板連接采用的自動脈沖鎢極氬弧焊、效率高、質量好。

C脹焊連接脹焊連接即是對同一管口進行脹接再加焊接，因此脹焊連接同時具備了脹接和焊接的優點。對于在高溫、高壓下工作的換熱器，由于單一的焊接或脹接的缺點，而不能滿足工作條件的需要，張焊連接則既可以解決高溫下脹接應力松弛、脹口失效，又可以解決焊接接口在高溫循環應力作用下，焊口易發生疲勞裂紋和焊接間隙內的易腐蝕損壞等問題。脹焊連接在生產中又有先脹后焊和先焊后脹的兩種工藝，各有特長，但大多采用先焊后脹工藝，只是要注意避免后脹可能產生裂紋的問題。另外，管子與管板連接還有采用爆炸脹接的方法。

8-4比較單層與多層容器制造的特點。

1單層容器相對多層容器，其制造藝程簡單、生產效率較高。多層容器工藝過較復雜，工序較多，生產周期長、2單層容器使用鋼板相對較厚，而厚鋼板（尤其是超厚鋼板）的軋制比較困難，抗脆裂性能比薄板差，質量不易保證，價格昂貴。多層容器所用鋼板相對較薄，質量均勻易保抗脆裂性好，3多層容器的安全性比單層容器高，多墚層容器的每層鋼板相對抗脆裂性好，而且不會產生瞬時的脆性破壞，即使個別層板存在缺陷，也不至延展至其他層板。另外，多層容器的每個筒節的層板上都鉆有透氣孔，可以排出層間氣體，若內筒發生腐蝕破壞，介質由透氣孔泄出也易于發現。

4多層容器山于層間間隙的存在，所以導熱性比單層容器小得多，高溫工作時熱應力大。

5由于山多層容器層板間隙的存在，環焊縫處必然存在缺口的應力集中

6多層容器沒有深的縱焊縫，但它的深環焊縫難于進行熱處理。

7單層厚壁容器在內壓作用下，筒體沿壁厚方向的應力分布很不均勻，筒體內壁面應力大、外壁面應力小，隨著簡體外直徑和內直徑之比的增大，這種不均勻性更為突出。為提高厚壁筒的承載能力，在內壁面產生預壓縮應力，達到均化應力沿壁厚分布的目的，出現了各種形式的多墚簡體結構。熱套式筒體是典型的多層筒體結構。

8-5多層容器的結構形式有哪些種類及其結構特點。

熱套式

扁平鋼帶錯繞式

層板包扎式

繞板式

繞絲式

第四篇：數字化設計與先進制造系統 考試總結

串行開發模式的重大缺陷:忽視了不相鄰活動之間的交流和協調，形成以部門利益為重而不考慮全局最優化的“拋過墻式”工作環境；

2、各部門對產品開發整體過程缺乏綜合考慮，造成局部最優而非全局最優；上下游矛盾與沖突不能及時得到調解；

3、開發時間加長，成本提高。

并行工程是對產品及相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化工作模式。這種工作模式力圖使開發者從一開始就考慮到產品全生命周期的所有因素，包括質量、成本、進度和用戶需求。

并行工程應避免的幾個誤解:

1、CE是設計與制造的并行或同步

2、CE是設計活動的并發或并行

3、CE是一種管理模式

4、CE是對其他幾種生產模式的否定

CE的關鍵技術:

1、多功能集成產品開發團隊；

2、產品開發的過程建模；

3、產品生命周期數字化建模；

4、產品數字管理；

5、質量功能配置；

6、面向X的設計；

7、并行工程集成框架

面向X的設計:DFX：X代表了產品生命周期中的所有因素，包括制造、裝配、拆卸、檢測、維護、測試、回收、可靠性、質量、成本、安全性以及環境保護等。

在單件小批量的生產模式下，傳統加工就有下列一些問題：

1、生產計劃、組織管理復雜化

2、零件從投料至加工成成品和總生產時間（生產周期）較長

3、生產準備工作量極大（技術準備、機械設備的準備、物資準備、勞動力的配備和調整、工作地準備等）。

4、產量小限制了先進生產技術的采用。在這種情況下，傳統意義上的加工部門，生產效率變的非常的低，在各個機械加工部門間產生產品加工路徑的浪費。成組技術: 產生背景：由于科學技術的發展和社會需求的多樣化、市場競爭的加劇、產品更新換代的加快，使得多品種、中小批生產在機械工業中的比例和地位都明顯呈上升趨勢。

定義：對相似的零件進行識別和分組，相似的零件歸為一個零件組或零件族，并在設計和制造中充分利用它們的相似點，獲得所期望的經濟效益。原理: 成組技術 是一門工程技術科學，研究如何識別和發掘生產活動中有關事物的相似性，并充分利用它，即把相似的問題歸類成組，尋求解決這一組問題相對統一的最優方案，以取得所期望的經濟效益

德國的奧匹茲(OPITZ)系統系統:采用十進制9位代碼表示。其結構形式由零件類別碼、形狀及加工碼、輔助碼三部分組成。第一位是零件類別碼第二位至第五位是形狀及加工碼, 這五位代碼又稱主碼, 用來反映零件形狀及加工信息。第六位至第九位是輔助碼, 它反映零件尺寸、材料、毛坯原始形狀和精度。RMS（可重構技術）

包括：1可重構加工系統

2、可重構物流系統

3、可重構控制系統

定義：是指為能適應市場的需求變化，按系統規劃的要求，以重排、重復利用、革新組元或子系統的方式，快速調整制造過程、制造功能和制造生產能力的一類新型可變制造系統。特征：

1、可模塊化。根據機器的操作功能把機器切分為能夠量化的單元。這些單元可在變化的生產計劃之間操作和控制。

2、可集成化。快速集成模塊的能力和精確的由一系列機構、信息和控制形成的接口。

3、用戶定制化。相對于通常的柔性的概念，系統/機器設計的柔性是產品家族進行的，因此也被稱為用戶柔性。

4、可擴展能力。利用重新排列現有的制造系統可以很容易的改變生產能力，或者用可重構工作站改變生產能力。

5、可交換能力。很容易變換現有系統、控制和機器的功能。例如:改變主軸的物理位置以適應所產品的要求。

6、可診斷能力。自動讀取系統檢測和診斷產品缺陷的數據，并具有分析產生這些錯誤的根本原因以及快速糾正錯誤操作的能力。大量定制: 核心（產品多樣化）基本思想：（從生產角度）

通過產品結構和制造過程重構，運用現代信息技術、新材料技術、柔性制造技術等一系列高新技術，把產品的定制生產問題全部或部分轉化為規模生產，以大量生產的成本和速度，為單個顧客或小批量多品種市場定制任意數量產品。（從管理角度）

是一種在系統整體優化的思想指導下，集企業、顧客、供應商和環境于一體，充分利用企業已有的各種資源，根據顧客的個性化需求，以大量生產的低成本、高質量和高效率提供定制產品和服務的生產模式。

MC是一種將相似性原理、重用性原理和全局性原理與應用實踐相結合的生產方式，以減少產品內部多樣化、增加產品外部多樣化為目的，在空間上對整個產品族、在時間上對產品全生命周期進行全方位的優化，低成本、快速地生產定制產品。

MC應用條件：

1、可分離性

2、產品可模塊化

3、最終加工過程的易執行性

4、產品的重量、體積和品種

5、適當的交貨提前期

6、市場的不確定程度高

精益生產：

定義：通過系統結構、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革，通過持續改進措施，識別和消除所有產品和服務中的浪費、非增值型作業的系統方法。

精益生產的基本目標：最大限度地獲取利潤

終極目標：(1)“零”轉產工時浪費(2)“零”庫存(3)“零”浪費(4)“零”不良(5)“零”故障(6).“零”停滯(7).“零”災害

浪費定義：

1、不為產品增加價值的任何事情

2、不利于生產不符合客戶要求的任何事情

3、顧客不愿付錢由你去做的任何事情

4、盡管是增加價值的活動，但所用的資源超過了

5、“絕對最少”的界限，也是浪費 敏捷制造：

基本思想：通過對高素質的員工、動態靈活的組織機構、企業內及企業間的靈活管理以及先進的制造技術進行全面集成，使企業對持續變化、不可預測的市場需求作出快速反應，從而獲得長期、持續的經濟效益。敏捷制造強調人、組織、管理和技術的高度集成，強調企業面向市場的敏捷性。計算機集成制造： 基本思想

企業的各個生產環節是不可分割的，應該加以統一處理； 整個生產過程實質上也是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業中主要存在信息流和物流這兩種運動過程，而物流又是受信息流控制的。

指出：CIMs是一種組織、管理和運行現代制造類企業的理念。它將傳統的制造技術和現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術等有機結合，使企業產品全生命周期各個階段活動中有關的人/組織、經營管理和技術三要素及其信息流、物流和價值流有機集成并優化運行，以達到產品上市快、高質、低耗、服務好、環境清潔的要求，進而提高企業的柔性、健壯性、敏捷性，使企業贏得市場競爭。核心：信息的“集成” 虛擬制造：

虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質實現，即采用計算機仿真與虛擬現實技術，在計算機上實現產品開發、制造，以及管理與控制等制造的本質過程，以增強制造過程各級的決策與控制能力。柔性制造系統：

自動化制造系統具有五個典型組成部分：

1、一定范圍的被加工對象；

2、具有一定技術水平和決策能力的人；

3、信息流及其控制系統；

4、能量流及其控制系統：

5、物料流及物料處理系統。發展5大臺階：

第一臺階：剛性自動化，包括剛性自動線和自動單機。第二臺階：數控加工，包括數控和計算機數控。

第三臺階：柔性制造。本臺階特征是強調制造過程的柔性和高效率 第四臺階：計算機集成制造和計算機集成制造系統。

第五臺階：新的制造自動化模式，如智能制造、敏捷制造、虛擬制造、網絡制造、全球制造、綠色制造等。

加工中心又稱多工序自動換刀數控機床： 加工中心與數控機床的異同: 相同點都是通過程序控制多軸聯動走刀進行加工的數控機床。不同的是加工中心具有刀庫和自動換刀功能。

包括：1.鏜銑加工中心2.車削加工中心3.鉆削加工中心

特點：1.工序集中。加工中心工件一次裝夾實現多表面多特征多工位的連續、高效、高精度加工。2.有利于生產管理現代化。可以準確計算加工工時，從而保證生產管理，以及半成品的管理。3.智能化程度高。

AGV：裝有自動導引裝置，能夠沿規定的路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種物料移載功能的搬運車輛

AGVS：多臺AGV小車和自動導向系統、自動裝卸系統、通信系統、安全系統在控制系統的統一指揮下，組成一個柔性化的自動搬運系統，稱為自動導引車系統，簡稱AGVS。柔性制造系統：（中國）“柔性制造系統是數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統。它包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。”（美國）“使用計算機控制柔性工作站和集成物料運儲裝置來控制并完成零件族某一系列工序的，或所有工序的一種集成制造系統

第五篇：“數字化設計與制造技術”讀書報告題目和要求

“數字化設計與制造技術”報告題目和要求 課程名稱：數字化設計與制造技術

考核方式：讀書報告（論文）的形式

1．報告論文參考題目：

主要針對課程《數字化設計與制造技術》中涉及的各類先進制造技術在模具中的應用進行說明，可以針對課程所教授的關鍵技術進行選題和展開。包括：

1.快速成型方法RPM在模具設計制造中的應用與發展

2.快速成型方法RPM在逆向工程中的應用與發展

3.先進制造技術的進展及其與模具加工的關聯

4.計算機輔助幾何造型在模具CAD中的作用和發展

5.并行工程在模具制造中的應用

6.先進模具設計制造技術的發展

7.模具CAD/CAE/CAM一體化中的數據交換技術

8.模具CAD/CAE/CAM一體化中的集成技術

要求：

1.所有的論文均需要圍繞“數字化設計與制造技術”在模具中的應用，或者結合沖模、塑模、體積成形模具等某種類型模具的先進設計開發技術進行闡述，例如《RPM在模具設計制造中的應用》，《模具CAD/CAE/CAM一體化中數據交換的發展》，《電鑄法在微型高精度模具中的應用和開發》，等等。

2.字數在3000字以上（4頁），打印稿。

3.符合期刊論文的要求，具有以下部分：標題、作者單位、中文摘要、關鍵詞、英文摘要、關鍵詞、正文（包括一般的引言、具體實質內容、結論）、參考文獻等。

4.能夠就數字化設計與制造技術的某個關鍵技術在所學專業中的應用、研究、發展進行論述，內容要有銜接，條理清晰。

5.能夠反映模具數字化設計與制造技術目前技術發展的趨勢和技術特點。

6.希望結合自身專業知識進行論述，體現自己的見解。