(1)首先将CAD模型按一定厚度分层。即将模型离散成一系列的二维层面。(离散)(2)根据各层面的轮廓数据,进行层面工艺规划,生成数控代码。(即层面信息处理或层面工艺规划)(3)由数控成型机接收控制指会,以平面加工的方式,按顺序(从下往上)加工各单元层面,并逐层粘接起来。最后,得到与CAD模型相对应的三维实体。(堆积成型)是国际标准化组织,与全面质量管理是两码事。全面质量管理的内涵:1)具有先进的系统[1]管理的思想2)强调建立全面的有效的质量管理体系3)目的在于让顾客满意、社会受益。(2)电火花线切割 原理:利用移动的细金属丝做工具电极,按预定的轨迹进行脉冲放电切割。特点:线切割时,电极丝不断移动,其损耗很小,因而加工精度比较高。应用范围:目前电火花切割广泛应用于加工各种冲裁模(冲孔和落料用)、样板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝等。3-20 分析激光加工的工作原理、特点及应用范围。工作原理:利用激光的高能量密度(或称亮度)和高方向性(发散极小)可以对所有固体材料进行精细表面加工、雕刻与切割。激光所到之处,固体迅速熔化、气化,而周围材料则几乎不受影响。特点:1.激光加工不需要工具,故不存在工具损耗、更换调整工具等问题,因此适于自动化连续操作;2.不受切削力的影响,易于保证加工精度;3.几乎能加工所有的金属和非金属材料;4.加工速度快,效率高,热影响小;5.能进行微细加工;6.可透过玻璃等透明介质对工件进行加工;7.无加工污染,在大气中无能量损失。应用范围:激光加工已成功用于切割、焊接、表面处理、打孔、微机械加工及弯曲成形等方面。在工业发达国家中已被大量用于电子、汽车、钢铁、机械、航空等工业部门。3-21 分析水射流[2]切割加工的工作原理、特点及应用范围。工作原理:超高压水射流[3]切割机是将普通的水通过一个超高压加压器,将水加压至3000bar,然后通过通道直径为的水喷嘴[4]产生一道约3倍音速的水射流,在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料,如纸类、海绵、纤维等,若加入砂料增加其切割力,则几乎可以切割任意材料。特点:1. 无切割方向的限制,可完成各种异形加工;2. 水刀在工件上所产生的侧向力极小,可降低设定时间及节省使用夹具成本;3. 水刀加工不会产生热变形,不需二次加工,可节省时间及制造成本;4. 水刀加工切割速度快,效率高,加工成本低。应用范围:1.加工100mm以上厚度的防弹玻璃、层压玻璃和聚碳酸酯,效果良好;2.十分适合于航空材料的加工;3.可以胜任精密切割,加工工件无须去毛刺;4.由于其具有可以触及其他工具不易达到的地方的优点,现已成熟地应用于液压、气动元件阀体的交叉孔去毛刺、倒圆和挤压模具内腔抛光。3-22 试简述并联运动机床技术的原理、特点及应用前景。原理:这种机床由并联杆系构成,通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动。特点:(1)优点:机床机构简单;机床适应性强;机床结构稳定,刚度高;机床动态性能好;机床精度高;机床经济性好;机床通用性、模块化程度高。(2)缺点:控制复杂;机床工作空间相对于机床所占尺寸小;相关理论研究和应用技术研究不够成熟。应用前景:可以应用于机床加工,如铣、磨、钻、镗、抛光和高能束等加工;可以应用于工业机器人;还 可以应用于高速加工中。.3-23 分析RPM工作原理和作业过程,列举典型的RPM工艺方法。工作原理:采用(软件)离散/(材料)堆积的原理而制造零件,通过离散获得堆积的顺序、路径、限制和方式,通过堆积材料“叠加”起来形成三维实体。作业过程:CAD模型建立、前处理(如生成STL文件格式,将模型分层切片)、快速原型过程(原型制作)和后处理(如去除支架[5]、清理表面、固化处理)等四个步骤。典型工艺方法:立体印刷(SLA)、分层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成形(FDM)。3-24 试简述SL、SLS、LOM、FDM等RPM技术的原理、特点及应用领域。SL技术:在液槽中盛满液态光固化树脂,在一定剂量的紫外线光照射下就会在一定区域内固化。较广泛的用来为产品和模型的CAD设计提供样件和试验模型。该技术目前是RPM技术领域中研究最多、技术最为成熟的方法;但是这种方法有其自身的局限性,如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势。LOM技术:根据零件分层几何信息切割箔材和纸等,将所获得的层片粘结成三维实体。该技术具有成本低、造型速度快的特点。适宜办公室环境使用。SLS技术:用激光束在计算机控制下有选择的进行烧结,被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分;一层完成后再进行下一层,新一层与其上一层被牢牢地烧结在一起;全部烧结完成以后,去除多余的粉末,便得到烧结成的零件。该方法的优点是由于粉末具有自支撑作用,不需另外支撑,另外材料广泛,不仅能生产塑料材料,还可能直接生产金属和陶瓷零件。3-25 试简述生物制造工程的内容及应用。内容:主要包含利用生物的机能进行制造(基因复制、生物去除或生物生长)及制造类生物或生物体。生物制造工程的制造原理包括生长型制造原理、自组织生长原理、分布式制造原理、分形理论等。生物制造的几个研究方向有:生物活性组织的工程化制造、类生物智能体的制造、生物遗传制造、利用生物机能的去除或生长成形加工等。应用:1. 用于制造保健品、艺术品。4.用于新式机器人;3.用于新一代机器零件;用于医疗修复工程;2.第四章 先进制造自动化技术4-1叙述制造自动化技术的内涵及技术地位制造自动化是人类在长期的生产活动中不断追求的主要目标,直走自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分,也是当今制造工程领域中涉及面广、研究十分活跃的技术。制造自动化是在“大制造概念(广义)”的制造过程的所有环节采用自动化技术,实现制造全过程的自动化。制造自动化得任务就是研究对制造过程的规划、管理、组织、控制与协调优化等的自动化,一是产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。]就制造自动化技术的技术地位而言,制造自动化代表着先进技术的水平,促进制造业逐渐由劳动密集型产业转变为技术密集想和知识密集型产业,是制造业发展的重要表现和重要标志。制造自动化技术也体现了一个国家的科技水平。采用制造自动化技术可以有效改善劳动条件,显着提高劳动生产率,大幅度[6]提高产品质量,显着降低制造成本,有效缩短生产周期,大大提高企业的市场竞争能力。4-2 叙述制造自动化技术的发展与趋势自动化技术的发展大致分为5个阶段:第一阶段:刚性自动化,包括自动单机和刚性自动线。本阶段在20世纪40~50年代已相当成熟。应用传统的机械设计与制造工艺方法,采用专用机床和组合机床、自动单机或自动化生产线进行大批量生产。其特征是高生产率和刚性结构,很难实现生产产品的改变。引入的新技术包括继电器程序控制、组合机床等。第二阶段:数控加工,包括数控(NC)和计算机数控(CNC)。数控加工设备包括数控机床、加工中心等。特点是柔性好、加工质[7]量高,适应于多品种、中小批量(包括但见产品)的生产。引入的新技术包括数控技术、计算机编程技术等。第三阶段:柔性制造。本阶段特征是强调制造过程的柔性和高效率,适应于多品种、中小批量的生产。设计的主要技术包括成组技术(GT)、计算机直接数控和分布式数控(DNC)、柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性加工线(FML)、离散系统理论和方法、仿真技术、车间计划于控制、制造过程监控技术、 计算机控制与通信网络等等。.第四阶段:计算机继承制造(CIM)和计算机继承制造系统(CIMS)。其特征是强调制造权过程的系统性和集成性,以解决现代企业生存与经侦的TQCS问题。CIMS设计的学科技术非常广泛,包括现代制造技术、管理技术、计算机技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术等。第五阶段:新的制造自动化模式,如只能制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造、绿色制造等。发展趋势为:敏捷化、网络化、虚拟化、只能化、全球化和制造绿色化。4-3分析机床数控系统的组成和工作过程数控系统分为八个组成部分:1.零件的图样,作为数控装置工作的原始数据。2..为程序编制部分。3.控制介质[8],也称为信息载体,通常用穿孔纸带、磁带、软磁盘或光盘作为记载控制指令的机制。控制介质上粗村的加工零件所需要的全部操作信息,是数控系统用来指挥和控制设备进行加工运动动的唯一指令信息。4.数控系统,他是数控机床的核心环节。数控系统的作用是按接收介质输入信息,经处理运算后去控制机床运动。5伺服驱动系统,它包括伺服驱动电路和私服电动机等驱动执行机构[9]。6.坐标轴或执行机构的测量装置;7.辅助单元,用于控制其他部件的工作如主轴的起停、道具交换等;8.坐标轴,工作台轴。工作过程:1)输入:零件加工程序一般通过DNC从上一级计算机输入而来。2)译码:译码程序将零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。3)数据处理:包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。4)插补:是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后,在起点和终点之间进行数据点的密化。5)伺服输出:伺服控制程序的功能是完成本次插补周期的位置伺服计算,并将结果发送到伺服驱动接口中去。4-4试从汽车工业、航空航天工业、国防工业、电子信息产业等部分对数控机床的需求分析数控机床的重要性