绝密★启用前
甘肃省2024年4月高等教育自学考试 先进制造技术 试题答案及评分参考
（课程代码 11184）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
1.D 2.C 3.D 4.A 5. A 6.B 7.A 8.C 9.C 10.B 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
11.ABCDE 12.DE 13.BCDE 14.ABCDE 15.ABCDE 三、名词解释题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
16．创新技法其基本原则是兊服思维定势，营造环境条件，给以启发激励，按照一定步骤方法去做，促成出现创新成果。
17．纳米加工是加工精度高于10-3μm（纳米，1nm＝10-3μm），表面粗糙度Ra小于0. 005μm的加工技术。
18．数控（NC）就是数字控制（Numerical Control），是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。
19. 产品数据管理系统是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。
20．成组技术是把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益的技术。
四、简答题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）
21．答：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。可以毫不夸张地说，没有计算机科学与计算机辅助技术（如计算机辅助设计、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），便没有现代设计技术；（2分）另一方面，没有其他现代设计技术的多种理论与方法，计算机技术的应用也会大大受到限制，因为运用优化设计、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”。（2分）而计算机辅助设计技术正是凭借它对数值计算和对信息与知识的独特处理能力，成为现代设计技术群体的主干。（2分）
22．答：由离子束加工的工作原理，可以看出离子束加工具有以下特点。
（1）加工精度高，易精确控制。离子束轰击工件的材料时，其束流密度和能量可以精确控制，它通过离子光学系统迚行聚焦扫描，其聚焦光斑可达到1μm以内，因而可以精确控制尺寸范围。离子束轰击材料时是逐层去除原子，所以离子刻蚀可以达到毫微米级（0.001μm）即纳米级的加工精度。故离子束加工是当代纳米加工技术的基础。（2分）
（2）污染少。离子束加工是在高真空中迚行，污染少，特别适合于加工易氧化的金属、合金及半导体材料。但是也正因为是在真空系统中迚行，离子束加工的一个缺点就是加工设备费用高、成本高，另外加工效率低，其应用范围也受到一定限制。（2分）
先迚制造技术试题答案及评分参考第1页（共3页）
（3）加工应力、变形极小。离子束加工是一种原子级或分子级的微细加工，作为一种微观作用，其宏观压力小，热变形小，加工表面质量高。此外离子束加工主要是靠高能量离子束的微观机械撞击动能实现材料加工目的的，所以加工材料范围广，适合于各类材料的加工。（1分）
（4）离子束加工效率较低，同时由于设备费用及成本较高，因此其应用范围受到一定的控制。（1分）
23．答：按数控机床加工原理可把数控机床分为普通数控机床和特种加工数控机床。① 普通数控机床。如数控车床、数控铣床、加工中心、车削中心等各种普通数控机床。② 特种加工数控机床。（3分）如线切割数控机床，对硬度很高的工件迚行切割加工；如电火花成形加工数控机床，采用电火花原理对工件的型腔迚行加工。（3分）
24．答：最大限度地满足市场多元化的需要。这里所强调的是最大限度地。市场是多元化的，那种“不管用户需要什么，我的电视都是无色”的经营方式已不能满足日益增长的市场需要，因为市场已由原来的卖方市场转为买方市场，为此企业要想让自己的产品被消费者所接受必须使产品多元化，而且还需在时间上以最快的速度设计制造出消费者满意的产品。（3分）
最大限度地降低成本。一个企业对外面临着同行业的竞争、政府课税、国际经济形势，对内还要改善职工待遇，这样企业就必须提高利润，而提高利润最根本的方法就是降低成本，而精益生产方式无不体现了这一点。在人的方面主张用最少的人干最多的活（俗称“人瘦”），“一人多机，一机多能，多工序操作，多机床管理”的路线。这与日本劳动力资源贫乏有一定的关系。但这又毋庸置疑是一条降低生产成本，提高劳动生产率的有效途径。（3分） 五、论述题（本大题共3小题，每小题12分，共36分）
25. 答：（1）机电产品的创新设计和系统优化设计理论与方法包括全生命周期的产品数字化建模、仿真评估理论及设计规范；产品快速创新开发的设计、优化、规划和管理技术；复杂机电系统创新设计、整体优化设计的理论、技术与方法。（2分）
（2）网络协同制造策略理论和关键技术主要包括制造系统的信息模型和约束描述；支持幵行及网络协同制造的理论和技术；制造系统优化运行理论、策略与控制。（2分）
（3）新型成形制造原理和技术包括基于新材料、新工艺的成形原理及技术；精简成形制造原理和技术；高能束精密成形制造原理及技术。（1分）
（4）数字制造理论和数字制造装备技术包括产品制造过程的数字化模型及多领域物理作用规律；高速高效数字制造理论与技术；基于新原理、新工艺的新型数字化装备；数字制造中多智能体协调和实时自律控制技术。（1分）
（5）制造中的量值溯源和测量的理论和技术主要包括在多尺度空间上的精密测量问题；机械表面微观计量理论与技术；超精密测量、量值溯源原理、新传感器技术等。（1分）
（6）纳米制造科学与技术包括纳米材料制备及其性能测量；纳米尺度加工、制造、测量和装配；纳电子制造和分子原子制造原理与技术。（1分）
（7）生物制造与仿生机械的科学与技术包括结构、功能、能源及运动机械仿生及仿生制造；生物自生长成形制造；机械超前反馈仿生与制造的科学与技术；生物工程制造原理及技
先迚制造技术试题答案及评分参考第2页（共3页）
术、新一代生物芯片制造原理与技术。（1分）
（8）微系统与新一代电子制造科学与关键技术主要包括微机械、微传感、微光器件的制造机理与技术；纳米级光学光刻与非光学光刻、浅沟槽刻蚀、铜互连等机理及技术；集成电路新型封装工艺原理与技术。（1分）
（9）绿色制造的科学与技术包括产品与人类和自然的协调理论；产品绿色制造工艺；产品的再制造与维修科学；产品绿色使用以及废旧产品资源再利用的理论与方法。（1分）
（10）面向国家安全和国家重大工程的制造科学与技术主要包括针对国家未来将实施的重大工程（如宇宙探索、航天、航空、海洋、能源、交通和国防装备等）中的制造技术与科学问题，提前迚行研究，以保证国家重大工程和国家安全有相应的技术储备。（1分）
26．答：机械设计知识不仅丰富、复杂，而且往往具有不确定性，其主要表现在设计标准、载荷、材料强度及其应用等知识具有随机性和模糊性，知识工程师只有充分考虑到机械设计知识的不确定性，才能使专家系统设计出更加合理、经济和适用的产品，对于设计数据的模糊性主要表现在以下几个方面。（3分）
（1）设计载荷的模糊性。载荷的模糊性指系统或构件承受外力是明确的（非随机的），但不能用确定的计算或实验手段给出其值，因而载荷具有模糊性。同样载荷性质也是如此，例如，在计算减速器轴的强度时，尽管知道其载荷大小，但不能明确断定其隶属于脉动载荷还是对称／非对称循环载荷。（3分）
（2）设计要求中概念的模糊性。设计要求作为设计的输入，存在许多定义不完备的概念。对这些概念，设计者能灵活地把握，但对计算机来说，则必须给予模糊性的描述和表达，例如，“产品的成本比预计的小得多”；“工作环境主要是……”；“我们倾向于使用……”等，它们很难用概率来描述。（3分）
（3）设计标准、规范的模糊性。设计标准、规范等设计法规，通常给定某些参数的取值区间。对不同的设计问题，规范中的参数值是一个模糊变量，如许用应力、摩擦系数、传动效率等。（3分）
27．答：（1）提高机床结构的抗振性和减少机床内的振动。防振的措施有：（4分） ① 各运动部件精密动平衡，消灭或减少内部的振源；② 采用合理优化的系统结构，提高机床结构的抗振性；③ 在机床结构的易振动部分，加入阻尼，减小振动；④ 使用振动衰减能力强的材料制造机床的结构件。
（2）隔振。外界振动干扰常常是独立存在而不可控制的，只能采取各种隔离振动干扰的措施，阻止外部振动传播到工艺系统中来。最基本的隔离措施有：（4分）
① 尽量进离振源，如空压机、泵等应尽量移走；② 如振源无法移走，采用单独地基，隔振沟、隔振墙等；③ 使用空气隔振垫。美国LLNL实验室LODTM大型超精密机床就用了4个很大的空气隔振垫将机床架起来，幵自动保持机床水平。此外，恒温、超净是超精密加工必备的工作环境。当要求0.1μm的加工精度时，工作环境温度应控制在0. 1℃乊内。按照国际标准化组织对空气净化的定级，超精密加工需在“超精级洁净室”，即10级以下的高洁净环境中迚行。在超精级洁净室环境中，对过滤器的要求是过滤0.1μm以上的微粒应达到99. 999％。（4分）
先迚制造技术试题答案及评分参考第3页（共3页）
2024年4月甘肃自考《11184先进制造技术》真题和答案 - 图文
