中南大学先进制造技术试题及答案

中南大学网络教育课程考试

《先进制造技术》试题(本试题页不上交

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注意事项：

1.答卷可采取打印或手写方式在A4打印纸上完成。如果手写，必须字迹工整，以便老师批阅；

月2日18：00之前交学习中心；

3.下载《标准答卷模版》。

试题：

一、简述先进制造技术的特点有哪些？（15分）

二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？（15分）

三、什么是智能制造系统？为什么说智能制造是影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。（15分）

四、试阐述立体光刻技术的具体实现方法。（20分）

五、钢铁行业环保问题已经越来越成为被注重和研究的热点，查阅相关文献，撰写一篇主题为“绿色制

造在钢铁工业中如何应用”的短文，要求字数不少于500字。（35分）

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《先进制造技术》答卷

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一、简述先进制造技术的特点有哪些？（15分）

答:先进制造技术的特点：

1.实用性。先进制造技术是一项面向工业应用，具有很强实用性的新技术。从先进制造技术的发展过程，从其应用于制造全过程的范围，特别是达到的目标与效果，都反映这是一项应用于制造业，对制造业、对国民经济的发展可以起重大作用的实用技术。先进制造技术的发展有明确的需求导向的特征；先进制造技术不是以追求技术的高新为目的，而是注重产生最好的实践效果，以提高效益为中心，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。

2.综合性技术。先进制造技术由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，界线逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化、已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。

3.系统性。一项先进制造技术的产生往往要系统地考虑到制造的全过程，从全局出发、系统地考虑问题。

4.动态发展的技术。由于先进制造技术本身是在针对一定的应用目标，不断地吸收各种高新技术逐渐形成、不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。反映在不同的时期，先进制造技术有其自身的特点和内容。

5.面向全球竞争。随着世界自由贸易体制的进一步完善，以及全球交通运输体系和通信网络的建立，制造业将形成全球化与一体化的格局，新的先进制造技术也必将是全球化的模式。

二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？（15分）

答:一、车削的工艺特点

1、易于保证工件各加工面的位置精度

a例如易于保证同轴度要求，利用卡盘安装工件，回转轴线是车床主轴回转轴线利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心连线

b易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨，与工件回转轴线的垂直度

2切削过程较平稳避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的切削用量，高速切削，利于生产率提高。

3适于有色金属零件的精加工。有色金属零件表面粗糙度大Ra值要求较小时，不宜采用磨削加工，需要用车削或铣削等。用金刚石车刀进行精细车时，可达较高质量。

4刀具简单车刀制造、刃磨和安装均较方便。

二、车削的应用在车床使用不同的车刀或其他道具，可以加工各种问转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等，加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为~，车削常用来加工单一轴线的零件，如直轴和一般盘、套类零件等。若改变工件的安装位置或将车床适当改装，还可以加工多轴线的零件（如曲轴、偏心轮等）或盘形凸轮。单件小批生产中，各种轴、盘、套等类零件多选用适应性广的卧式车床或数控车床进行加工；直径大而长度短（长径比~）的大型零件，多用立式车床加工。成批牛产外形较复杂，具有内孔及螺纹的中小型轴、套类零件时，应选用转塔车床进行加工。大批、大量生产形状不太复杂的小型零件，如螺钉、螺母、管接头、轴套类等时，多选用半自动和自动车床进行加工。它的生产率很高但精度较低。

三、什么是智能制造系统？为什么说智能制造是影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。（15分）答：1、智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能以一种高度柔性与集成不高的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等，从而取代或者延伸制造环境中人的部分脑力劳动，同时，收集、存储、完善、共享、集成和发展人类专家的智能。

2、是一种由智能机器和人类专家共同组成的人际一体化系统，它突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等，从而取代或者延伸制造环境中人的部分脑力劳动，同时，收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的智能。由于这种制造模式，突出了知识在制造活动中的价值地位，而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式，所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。智能制造系统是智能技术集成应用的环境，也是智能制造模式展现的载体。

四、试阐述立体光刻技术的具体实现方法。（20分）

答：激光成形机中的激光束按数控指令扫描，使盛于容器内的液态光敏树脂逐层固化并粘接在一起。固化过程从工作平台上的第一层液体开始。当第一层固化后，工作平台延Z轴方向下降一个高度。使新一层液态树脂覆盖在已固化层上面，进行第二层固化。重复此过程至最后一层固化完毕，使生成了三维成形实体。

五、钢铁行业环保问题已经越来越成为被注重和研究的热点，查阅相关文献，撰写一篇主题为“绿色制造在钢

铁工业中如何应用”的短文，要求字数不少于500字。（35分）

答：（一）节能降耗是钢铁行业低碳发展的必由之路计、监测、考核办法。可以看出，控制和减少温室气体排绿色制造不仅限于环境治理，而是强调清洁生产放已经引起我国政府高度重视，近期召开的国际德班的理念，源头消减、过程控制和末端污染治理相结合。气候谈判大会，中国代表团也多次强调争取目标的实一般意义上的环境治理是对已被污染的环境进行治现。在“十二五”期间，国家也将采取一系列措施以保证理，使之恢复到被污染前的面貌，这种方法往往导致企业这一目标的实现。生产制造成本增加，有可能消弱市场竞争力。绿色制钢铁行业由于其生产特点，承担着为下游各行业造需要从过程科学、技术与工程研发入手，发展环境友提供大宗钢铁原材料的任务，尤其在经济快速发展时好的生产工艺、技术装备、制造流程，解决好环境污染期，钢铁行业产品输出量大，使得钢铁行业能源输入量与可持续发展这对矛盾。中国钢铁工业的长流程工艺很大，且以煤炭消耗为主，占能源消耗总量70以上，为特点的生产过程要求消耗尽可能少的资源和能源，而CO2排放主要来源就是化石燃料的燃烧，因此钢铁污染物尽可能消除在制造过程中，同时，低碳排放也成行业碳排放问题必然引起关注，这也将成为钢铁行业为钢铁绿色制造中的一项新的重要内容。生存发展的制约性问题。1.国际碳减排形势严峻2.钢铁行业碳减排途径由温室气体引起的全球气候变暖已成为国际社会提高能源利用效率和二次能源利用，从而降低一关注的焦点。我国政府在气候变化方面，也做出了积极次能源消耗是现阶段减少碳排放的主要途径。应对。2010年10月18日中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议通过的《中共中央关于制定国民利用效率。钢铁企业CO2排放与能源（化石燃料和电经济和社会发展第十二个五年规划的建议》中多次提出从短期来讲，首先要加强节能降耗，提高二次能源消耗密切相关。因此，提高企业二次能源的利用效率到“气候变化”一词，并指出要积极应对全球气候变化，是企业节能减排的重要措施之一。包括减少外购能把大幅降低能源消耗强度

和二氧化碳排放强度作为约源，采用以干熄焦、TRT、煤气综合利用、蓄热式燃烧技。冶金管理 2012年第1期17本期聚焦术、热送热装等节能措施，提高能源转换效率和汇集放 2.节能力度逐渐加大，节能观念转变散热能实现外供都是降低CO2排放强度的有效手段。我国钢铁工业在产量迅速增长的同时，也注重节能，其次，从二次能源利用技术应用现状及减排潜力分析能降耗。随着节能工作的推进，吨钢综合能耗不断降看，企业中低温余热综合利用还有较大潜力，应该作为低。回顾近三十年的节能历程，钢铁企业所开展的节能行业“十二五”提高余热资源综合利用水平的主攻方降耗工作大体可以归纳为以下三个阶段。向。此外，还要加强淘汰落后、控制总量增长。有效控制20世纪80年代：以完善工艺生产为主要目标。减总量才是最有效的CO2总量减排手段。钢产量总量控少“跑、冒、滴、漏”，煤、油改气（高、焦煤气回收），该阶制直接关系到资源、能源、环境、土地、物流、投资等可段采用局部性和单体性节能技术，起点较低；持续发展的关键因素的分配与占用，因此控制钢铁总20世纪90年代：以节能降本增效为目标。淘汰落量应作为总量减排CO2的首要途径。后工艺（如平改转、连铸替代模铸等），发展小型连轧、从长期来看，一要注重废钢资源的利用，降低钢铁高速线材等“一火成材”改造，热装热送、富氧喷煤、高比。由于电炉短流程主要使用再生资源—废钢，所以电炉长寿化等共性关键技术,以及大规模高炉/焦炉和转炉短流程比利用天然资源的高炉-转炉流程消耗更少炉煤气的回收利用;的原料和能源,排放更少的气体和固态物质,更有利于进入21世纪;以节能减排/可持续发展为目标.推节约能源和资源,减少污染,对环境的影响更小.随着广“三干三利用”；干熄焦、高炉煤气干法除尘和转炉煤我国废钢积蓄量的增加，应逐步重视发展废钢-电炉短气干法除尘；水的综合利用、以副产煤气为代表的固体废弃物综合的途径之一。另外还要积极开发清洁能源，关注碳捕集利用；工艺结构进一步调整优化，二次能源回收与能源与储存技术。管控建设相结合，进一步提高了能源回收利用效率，相此外，从钢铁生产的全生命周期考虑，还要与其他应减少了相当一部分的二氧化碳及污染物排放。行业形成生态链，发展循环经济，延伸产品加工深度，总体来说，钢铁工业节能理念的变化有三个层次，替高产品质量，减少刚才浪费，延长钢材的使用寿命第一层次是生产工艺设备和流程改造与优化、余热等。能利用技术推广等，这一层次节能理念只是注重生产（二）钢铁工业能源利用现状工艺设备和流程改造与优化的附带节能效果及单一技术 1.能源消耗总量上涨压力大、单一设计的节能效果；第二层次，是在钢铁生产流近年来，由于钢产量的大幅增加，钢铁工业能源消耗程功能拓展的指导下，在关注钢铁生产流程能源转换总量也在不断上涨。虽然随着钢铁工业节能工作的功能、能量流网络优化，这一层次的节能理念是将原有不断深入，吨钢综合能耗持续降低，能耗总量涨幅低于的注重工艺、技术和流程改善的节能转向了流能源程粗钢产量涨幅，如图1所示，但总体来说，钢铁行业仍转换功能与流程制造功能并重，是节能理念的重要提面临能耗上涨的压力。第三层次的节能理念，则是讲全社会范围内的能效提高，这一层次的节能其节能效果不在企业内体现，主要在社会，体现了钢铁厂的社会责任。在这三个层次的节能理念中，第一个层次的理念贯穿整个节能历程的始终，是指导节能工

作的基础；第二和第三个层次的节能理念则是进入二十一世纪以来才得以逐步发展和提升的，是钢铁工业深入开展节能减排的必要内容。钢铁工业节能理念的不断发展和提升不仅在提高钢铁工业自身能效发挥重要作用，还为提高社会整体能效水平做出重要贡献。