上海大学 计算机辅助制造.docx

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上海大学计算机辅助制造

MRPII制造资源计划manufacturingresourcesplanning

MRP物料需求计划materialrequirementsplanning

ERP企业资源计划EnterpriseResourcePlanning

VR虚拟现实virtualreality

VM虚拟制造virtualmanufacturing

VMT虚拟制造技术virtualmanufacturingtechnology

FMS柔性制造系统flexiblemanufacturingsystem

CIMS计算机集成制造系统computerintegratedmanufacturing

SCM供应链管理Supplychainmanagement

CAPP计算机辅助工艺规程设计computeraidedprocessplanning

CAD计算机辅助设计computeraideddesign

CAM计算机辅助制造computeraidedmanufacturing

CAE计算机辅助工程ComputerAidedEngineering

CAQ计算机辅助质量系统computer-aidedquality

CAT计算机辅助翻译Computeraidedtranslation

PDM产品数据管理ProductDataManagement

MIS管理信息系统ManagementInformationSystem

CRM客户关系管理CustomerRelationshipManagement

PDCA计划、执行、检查、处理plandocheckaction

APT自动编程工具automaticallyprogrammedtools

AM敏捷制造agilemanufacturing

CE并行工程concurrentengineering

LP精益生产方式LeanProduction

NTM特种加工non-traditionalmachining

RP快速原型rapidprototyping

FDM熔融沉积快速成型工艺fuseddepositionmodeling

SLS选择性激光烧结成型工艺selectivelasersintering

LOM叠层实体制造工艺laminatedobjectmanufacturing

SLA光固化成型工艺stereolithographyapparatus

WCS世界坐标系worldcoordinatesystem

DCS设备坐标系devicecoordinatesystem

NDCS规格化设备坐标系normalizeddevicecoordinatesystem

B-Rep边界表示法boundaryrepresentation

CSG构造立体几何constructivesolidgeometry

OPT优化生产技术OptimizedProductionTechnology

CAPMS计算机辅助生产管理系统computeraidedproductionmanagementsystem

QC质量控制qualitycontrol

QA质量保证qualityassurance

QM质量管理qualitymanagement

PMS生产管理系统productionmanagementsystem

MES制造执行系统manufacturingexecutivesystem

NC数控机床numericalcontrol

MC加工中心machiningcenter

CPM关键路线法

PERT计划评审技术

GT成组技术grouptechnology

OA办公自动化OfficeAutomation

TQC全面质量管理

JIT准时制生产

QE质量工程

EDS工程设计系统

MAS制造自动化系统

QMS质量管理系统

AS/RS自动化仓储系统

论述题

增材制造

成型工艺

成形工艺就是将金属原材料加工成零件毛坯或成品

的方法，包括铸造、压力加工（锻造）和焊接。

快速原型技术（RapidPrototyping）

原理：

将CAD设计出来的三维实体模型数据（STL文件）按一定方向分层为层片模型数据（CLI文件）.快速原型的成型机根据这些数据,利用特定的材料,一个薄层一个薄层地创建出实体,每一个薄层都贴合粘结到前一个薄层上,直至完成整个实体的创建。

1.光固化成型工艺（StereoLithographyApparatus）SLA

液槽盛满液态光敏树脂，它在计算机控制的激光束照射下会很快固化形成一层轮廓，新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复直至成形完毕，即快速形成原型。

优点：

成型过程自动化程度高

尺寸精度高SLA系统非常稳定，成型过程可以完全自动化。

SLA原型的尺寸精度可以达到±0.1mm。

优良的表面质量，虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上表面仍可得到玻璃状的效果。

可以制作结构十分复杂的模型

可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型

缺点：

制件易变形

设备运转及维护成本较高液态树脂材料和激光器的价格较高

使用的材料较少目前可用的材料主要为感光性的液态树脂材料液态树脂有气味和毒性，且要避光保护，防止提前发生聚合，选择时有局限性。

成型过程中材料发生物理和化学变化

需要二次固化经快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被激光固化。

较脆，易断裂性能尚不如常用的工业塑料

2叠层实体制造工艺（LaminatedObjectManufacturing）LOM

计算机控制的CO２激光束按三维实体模样每个截面轮廓对薄形材料（如底面涂胶的卷状纸、或正在研制的金属薄形材料等）进行切割，逐步得到各个轮廓，并将其粘结快速形成原型。

优点

原型精度高

有较高的硬度和较好的机械性能，可进行各种切削加工

无须后固化处理

无须设计和制作支撑结构

废料易剥离

制件尺寸大

原材料价格便宜，原型制作成本低

设备可靠性高，寿命长

缺点

不能直接制作塑料工件

工件的抗拉强度和弹性不够好

工件易吸湿膨胀

工件表面有台阶纹

3选择性激光烧结成型工艺（SelectiveLaserSintering）SLS

SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成形。

优点

可采用多种材料

可采用加热时粘度降低的任何粉末材料，通过材料或各类含粘结剂的

涂层颗粒制造出任何造型。

可直接制作金属制品

SLS方法可直接烧结制作金属材质的原型，这是SLS工艺的独特优点。

无需支撑结构

SLS工艺无需支撑结构，叠层过程中出现的悬空层面可直接由未烧结

的粉末来实现支撑。

制造工艺比较简单

可用多种材料，直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构件或部件。

例如，制造概念原型，可安装为最终产品模型的概念原型，蜡模铸造模

型及其它少量母模，直接制造金属注塑模等。

材料利用率高

SLS工艺不需要支撑结构，不出现多少工艺废料，材料的利用率可

以认为是100％。

缺点

原型表面粗糙

原型表面严格讲是粉粒状的，因而表面质量不高。

烧结过程挥发异味

高分子材料或者粉粒在激光烧结熔化时一般要挥发异味气体。

有时需要比较复杂的辅助工艺

SLS技术视所用的材料而异，有时需要比较复杂的辅助工艺过程。

如：

阻燃工艺、数小时的预热、空间闭封以免粉尘污染。

4熔融沉积快速成型工艺

（FusedDepositionModeling）

加热喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息作X-Y平面运动和高度Ｚ方向的运动，塑料、石腊质等丝材由供丝机构送至喷头，在喷头中加热、熔化，然后选择性地涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层截面轮廓，层层叠加最终成为快速原型。

基底或工作台主动棍从动棍导向套制喷头

优点

系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。

可以使用无毒的原材料，设备系统可在办公环境中安装使用。

用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。

可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的

内腔、孔等零件。

原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。

原材料利用率高，且材料寿命长。

支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。

缺点

成型件的表面有较明显的条纹。

沿成型轴垂直方向的强度比较弱。

需要设计与制作支撑结构。

需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。

原材料价格昂贵。

特种加工

2.福特模式

产业革命以后，以电力和石油为代表的能源工业和以钢铁为代表的材料工业迅速发展起来，交通运输和通讯等基础设施也逐步完善起来。

同时，商业开始从制造业分离出来，健全的市场机制和完善的金融体系也开始形成。

这些，为制造业的发展提供了良好的环境和条件。

制造业所面临的问题是如何以高的效率、稳定的质量和低廉的成本，生产出大量的，为大众所能接受的产品来。

例如汽车，算是相当复杂的产品，当时每一辆汽车都是按顾客的要求，单件地由工匠进行专门的制作。

先由工匠用机械手段为之制作专用的零件、部件，然后再以手工方式加以装配。

特点

（1）标准化产品的大量生产

（2）互换性原理的应用

（3）流水作业和精细分工

（4）刚性生产设备

（5）专业分化和顺序决策

（6）集中领导与分级管理

今天的市场是由大量的自以为是、自作主张而又相互影响的顾客的个体行为的总和来决定的。

因此，它表现出极大的随机性、突变性、混沌性和不可预测性。

今天高度发达的通讯系统、各种新闻媒体及广告技术更是加剧了消费市场的多变性和不稳定性。

因此，今天的制造企业不得不面对一个变化无常、难于预测市场

新的生产模式——顾客化大生产

以大批大量生产的规模和效率，制造满足顾客个性化消费需要的产品。

精益生产和敏捷制造

精益生产方式（LP）

起源于日本丰田汽车公司，因此被称为“丰田生产方式”

概念贯彻以人为中心的思想，精简生产过程中一切无用的多余的东西，每个环节都生产增值作用，从而提高生产系统的快速变化响应能力，使生产经营达到最优．

特点

（1）强调人的作用，推行“以人为中心”的管理

（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，以尽善尽美做为追求目标

（3）以简化为手段，实现生产过程的同步化，将“推动式”生产控制系统变为“拉动式”生产控制系统采用一种基型、多种变型或模块化的产品设计方法。

生产均衡化供应者（商）参加JIT系统

（4）将“推动式”生产控制系统变为“拉动式”生产控制系统

敏捷制造ＡgileManufacturing

概念

以计算机网络支持的，按照动态联盟的方式运作的，采用工作小组的组织形式的制造模式，是本世纪最重要的生产模式

内涵

（1）分布式、网络化

（2）动态联盟

（3）工作小组

分析计算

Ch3图形

Ch5铣削工艺

简答题

1.计算机辅助工艺规划（ComputerAidedProcessPlanning）

是借助计算机对待加工零件的设计信息和工艺信息进行处理，自动或半自动地产生零件加工工艺路线和工序内容的技术。

CAPP技术一般完成毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制订和工时计算等工作。

其中，工序设计又涉及工装设备选择或设计、加工余量分配、切削用量选择以及机床刀具选择、工序图卡生成等。

派生式（修订式）CAPP

适用场景

零件的结构和工艺具有较高的相似性

利用成组技术将工艺设计对象按其相似性（例如，零件按其几何形状及工艺过程相似性；部件按其结构功能和装配工艺相似性等）分类成组（簇），为每一组（簇）对象设计典型工艺，并建立典型工艺库。

当为具体对象设计工艺时，CAPP

系统按零件（部件或产品）信息和分类编码检索相应的典型工艺，

创成式（生成式）CAPP

适用场景

特定的零件类型（以回转体为主）

特定的制造环境

根据工艺决策逻辑与算法进行工艺过程设计的，它是从无到有自动生成具体对象的工艺规程。

创成式CAPP系统工艺决策时不需人工干预，因此易于保证工艺规程的一致性。

根据加工能力知识库和工艺数据库中加工工艺信息和各种工艺决策逻辑，自动生成待加工零件的工艺过程方案

专家系统CAPP

适用场景

能抽取出计算机能识别的处理逻辑、工艺知识，由计算机完成决策过程。

根据工艺知识，由推理机自动推理生成待加工零件的工艺过程方案一种基于人工智能技术的CAPP系统，也称智能型CAPP系统。

专家系统和创成式CAPP系统都以自动方式生成工艺规程，其中创成式CAPP系统是以逻辑算法加决策表为特征的，而专家系统则以知识库加推理机为特征的。

2.成组技术

原理：

将许多各不相同，但又具有相似性的事物，按照一定的准则分类成组，使若干种事物能够采用同一解决方法，从而达到节省人力、时间和费用之目的

3.零件分类编码系统

树式结构

链式结构

混合式结构

4.消隐算法的基本测试方法

基本测试方法

1）、重叠测试

2）、包含性测试

3）、深度测试

4）、可见性测试

5.制造的内涵

广义制造包含了4个过程：

1.概念过程（产品设计、工艺设计、生产计划等）

2.物理过程（加工、装配）

3.物质的转移过程（原材料、毛坯和产品等）

5.产品报废与再制造过程

三个特点：

全过程大范围高技术

高技术：

1）机械加工技术（高能束、微纳米、电化学生物制造）

2）现代信息技术（计算机技术与网络技术）

6.制造、加工、生产的辨析

制造（Manufacturing）。

原指通过人工或机器使原材料变为可供使用的物品，如制造机器、制造化肥等。

现指产品的全生命周期过程的全部活动，从市场分析、产品开发、生产技术准备（含产品设计、编等和制造工艺装备等），到产品的生产（指产品的加工和装配）、管理（含物流控制和仓储）、质量保证、包装和发送以及报废后回收和再制造等。

加工（machining）。

是指把原材料变换成产品的直接物理过程，它通过改变原材料（或毛坯或半成品）的形状、性质或表面状态，来达到设计所规定的技术要求。

制造与加工的比较。

从狭义制造的含义已知，制造包含加工与装配，通常认为加工与装配是并列的。

加工系统是制造系统的一个主要子系统。

由于长期以来人们并未规范制造和加工的含义，致使二者经常混淆不清。

要理解“制造”术语的含义，需要根据特定的场合去判断。

人们有时把“制造加工”罗列在一起使用；有时又不得不沿袭习惯用法，例如“柔性制造系统”，其实称之为“柔性加工系统”更为确切，但既已习惯，只好顺其自然。

生产（Production）原指人们使用工具来创造各种生产和生活资料的活动。

现指把各种生产要素的输入转变为产品的输出过程。

生产四个要素：

生产对象

生产劳动

生产资料

生产信息

制造一般技术领域，生产一般经济管理领域

7.CAM软件系统的基本模块组成：

⑴三维交互造型模块

⑵工程绘图模块

⑶数控加工模块

⑷设计仿真模块

⑸动态仿真模块

8.CIM和CIMS的含义

CIMS是基于CIM思想而组成的系统，是CIM的具体体现，是一种工程技术系统。

它综合发展了企业生产各环节有关的计算机辅助技术，即：

计算机辅助经营决策与生产管理（MIS、OA、MRPII）；

计算机辅助分析和设计技术（CAD、CAE、CAPP、CAM）；

计算机辅助制造技术（CAD、DNC、FMC、FMS）；

计算机信息辅助技术（网络、数据库）；

计算机辅助质量管理与控制。

9.CIMS的构成

CIMS由

1管理信息系统（MIS）、

2工程设计自动化系统（CAD/CAM）、

3制造自动化系统（柔性自动化系统，FMS）、

4质量保证系统（CAQ）

5CIMS数据库（DB）

6计算机网络（NET）系统

部分有机集成起来的MIS、CAD/CAM、FMS和CAQ称为功能分系统，而NET和DB称为支撑分系统。

10.并行工程

并行工程是对产品及其相关过程进行并行，一体化设计的一种系统化的工作模式。

这种工作模式力图使开发者们一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）中的所有因素，包括质量、成本、进度与用户要求。

CE包括四方

面的内容，称为CE的四“C”性：

并行性、约束性、协调性和一致性。

并行工程的特性

并行工程的运行一般具有如下的特性:

并行特性:

生产周期缩短；

整体特性:

强调全局,覆盖整个生命周期；

协同特性:

以设计群体为其工作模式,效率高；

集成特性:

具有人员、信息、功能、技术的多种集成。

制造自动化技术发展趋势

制造敏捷化

制造网络化；

制造虚拟化

制造智能化

制造全球化

制造绿色化