现代模具制造技术教案

2025-01-10

现代模具制造技术教案(共10篇)

1.现代模具制造技术教案 篇一

机械工程及自动化学院

先进制造技术课程报告

学生姓名

学号、班级 专业名称

提交日期:2015年

1.论述先进制造技术的现状和发展。

进制造技术首先由美国于20世纪80年代提出,但是直到现在仍然没有一个明确的、一致公认的定义。它是一个相对的、动态的概念,是为了适应现代生产要求,对制造技术不断优化所形成的。但经过对其内涵和特征的分析研究,可以定义为:“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代化管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产、提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称。” 先进制造技术的现状

1.企业的技术创新能力较差,产品开发周期较长

在我国,中小型企业以及大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。我国的汽车工业,在轿车上基本无自己的品牌。在机床制造业上,精密机床、数控机床大多依赖进口,在国际投标中基本上无竞争力。据报道:我国机械工业主导产品达到20世纪90年代国际水平的占30%,达到20世 纪80年代国际水平的占40%,达到20世纪60—70年代国际水平的占30%;大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为10.5 年,是美国机械工业产品平均生命周期的3.5倍;美国制造业的新产品贡献率已达到国内生产总值的52%左右(1995年).而我国仅为5.9%(1997年);美国、西欧诸国、日本的机械工业企业的专业化水平为75%—95%,而中国仅为15%—30%;我国有80%以上的企业生产能力处用不足或严重不足。2.制造工艺设备相对落后,生产自动化程度较低

目前我国大多数企业还采用较落后的制造工艺与技术装备进行生产,优质高效低耗工艺 的普及率不足10%,数控机床、精密设备不足5%,配有国产数控系统的中档数控机床不超过25%,高档数控机床的90%以上依赖进口;在大型成套装备技术方面严重落后,而且高档、大型仪器设备大多依赖进口。中档产品以及许多关键零部件,国外产品占有我国市场 60%以上的份额等等。

3.企业专业化管理水平低,国际市场开拓能力弱

我国多数企业管理粗放,专业化管理水平低。现阶段机械工业的专业化水平仅为15%~30%,而美国、西欧诸国、日本企业的专业化水平已经达到75%一95%,经过20多年的努力 我国出口商品占世界市场份额由原来的0.5 %提高到目前的3.5%,根据近3年的统计数据分析,高附加值和高技术含量的出口商品仅占我国出口商品总量的10%左右。4.高精尖技术的开发相对薄弱

高精尖技术在未来的国际竞争中具有重大的作用。比如:用于海洋资源开发的水下作业装备;用于高精尖设备制造的超精密加工装备,面向IT等产业的集成电路制造关键装备;微机电系统(MEMS)以及集高技术于一身的仿人形机器人等;由于国外的技术封锁,只能引进一般设备和一般技术,核心技术很难引进,只能靠自己的研究才能掌握,只有自力更生才能发展。先进制造技术的发展

先进制造技术具有传统制造技术无法比拟的优越性,其发展更是日新月异。为适应新世纪、新技术革命浪潮的冲击,迎接信息时代、制造全球化、贸易自由化、新型消费观念的挑战,先进制造技术必将朝着集成化、柔性化、网络化、信息化、虚拟化、智能化、绿色化、制造全球化等方向发展。

2.简述3D打印技术的应用,并论述3D打印技术是否能够取代传统制造方法。

近年来,3D打印的已经出现在各个领域。医学上、军事上,似乎再也没有什么可以阻挡住3D打印技术前进的步伐。可以DIY智能手机壳,如:诺基亚公开了WindowsPhone“Lumia820”后盖的3D数据“3D-printingDevelopmentKit”,用户可以直接使用该数据,以喜欢的颜色进行3D打印,也可以定制图案。艺术家也开始使用3D打印机。医疗机构也在加大对3D打印机的利用。骨骼立体模型除了外观形状之外,还重现了切断时的质感。以下四个行业总结如下:(1)机械制造:3D打印技术制造飞机零件、自行车、步枪、赛车零件等。

(2)医疗行业:在医学领域,借助3D打印制作假牙,股骨头、膝盖等骨关节技术应用也非常广,技术越来越成熟。

(3)建筑行业:工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,同时制作精美,完全合乎设计者的要求。同时又能节省大量材料。(4)汽车制造行业:用3D打印技术为汽车公司制造自动变速箱的壳体。汽车公司会对变速箱进行各种极端状况下的测试,其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后,再开模具,然后按照传统制造方法批量生产.这样成本就会大大降低。此外,3D打印技术还将影响诸多行业,如汽车、商业和工业设备、教育、建筑及消费(品等行业,还包括娱乐业的游戏和电影业,艺术家还可使用3D打印机将他们的作品即时打印成型。

我认为3D打印不会取代传统制造业,更多的是形成互补。

3.简述数控机床多轴加工的特点和应用。

所谓多轴数控机床是指在一台机床上至少具备第4轴。如四轴数控机床有3个直线坐标轴和1个旋转坐标轴,并且4个坐标轴可以在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴数控机床具有3个直线坐标轴和两个旋转坐标轴,并且可以同时控制、联动加工。与三轴联动数控机床相比较,利用多轴联动数控机床进行加工的主要优点如下。

(1)可以一次装夹完成多面多方位加工,从而提高零件的加工精度和加工效率。

(2)由于多轴机床的刀轴可以相对于工件状态,而改变,刀具或工件的姿态角可以随时调整,所以可以加工更加复杂的零件。

(3)由于刀具或工件的姿态角可调,所以可以避免刀具干涉、欠切和过切现象的发生,从而获得更高的切削速度和切削宽度,使切削效率和加工表面质量得以改善。

(4)多轴机床的应用,可以简化刀具形状,从而降低刀具成本。同时还可以改善刀具的长径比,使刀具的刚性、切削速度、进给速度得以大大提高。

(5)在多轴机床上进行加工时,工件夹具较为简单。由于有了坐标转换和倾斜面加工功能,使得有些复杂型面加工,转变为二维平面的加工。由于有了刀具轴控制功能,斜面上孔加工的编程和操作也变得更加方便。

由于增加了旋转轴,所以与三轴数控机床相比,多轴机床的刀具或工件的运动形式更为复杂。应用:三轴立式加工中心附带数控转台的四轴联动机床、三轴立式加工中心附带可倾斜式数控转台的五轴联动机床、四轴立式加工中心附带数控转台的五轴联动机床、具有B轴卧式加工中心(四轴)、五轴联动数控铣床(加工中心)。

4.简述高速加工技术的特点和应用。

高速切削加工的特点是高效、高精度和低成本。在当今社会已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。高速切削技术特征主要表现在如下方面:

与传统加工相比,高速切削提高了切削速度,工件与前刀面的摩擦增大,切屑和刀具接触面温度急剧升高,很容易达到工件材料的熔点,使得工件变软甚至液化,大大减小了对切削刀具的阻力,使得切削变得中国金属加工在线版权所有轻快。由于加工产生热量的70% ~80%都集中在切屑上,而高速切屑的去除速度很快,热量很难传导到工件上,从而提高了加工精

度和质量、提高了生产效率。因此,高速切削加工是一种在不增加设备数量的同时,大幅度提高加工效率的一种高科技。高速切削目前主要应用领域(1)大批生产领域

如汽车工业,如美国福特汽车公司与Ingersoll公司合作研制的HVM800卧式加工中心及镗汽缸用的单轴镗缸机床以实际用于福特公司的生产线。

(2)工件本身刚度不足的加工领域

如航空航天工业产品或其他某些产品,如Ingersoll公司采用高速切削工艺所铣削的工件最薄壁厚仅为1mm。

(3)加工复杂曲面领域

如模具工具制造。

(4)难加工材料领域

如Ingersoll公司的“高速模块”所用切削速度为:加工航天航空铝合金2438m/min,汽车铝合金1829m/min,铸铁1219m/min,这均比常规切削速度高出几倍到几十倍。

5.论述普通数控加工在机械制造业的重要作用

普通数控加工在机械制造业中具有重要的作用,很多零件适合在普通数控机床上加工。1.形状复杂,加工精度要求高,通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件; 2.具有复杂曲线或曲面轮廓的零件;

3.具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件; 4.必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件。5.零件价值较高,在通用机床上加工时不保险。

6.在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的零件; 7.需要多次更改设计后才能定型的零件;

8.在通用机床上加工需要作长时间调整的零件;

9.用通用机床加工时,生产率很低或工人体力劳动强度很大的零件。

10.此类零件在分析其可加工性的基础上,还要综合考虑生产效率和经济效益,可作为数控加工的主要选择对象。

6.编制一段数控程序(见ppt文件中的作业)。

程序如下: %100 N10G90M03G00X-35Y0250S1000 N12Z12 N14G01Y5Z0S1000F100 N16Y15 N18X24.264Y36.570 N20G02X35Y29.053R8 N22G01Y20 N24G03X35Y-20R20 N26G01Y-29.053 N28G02X24.264Y-36.570R0 N30G01X-35Y-15 N32Y0 N34Z12 N36G00Z50 N38M30 7.论述本职工作在现代制造技术中所起到的作用。

PVD是现代制造技术中的一个分支,TSV PVD 中文翻译是“硅通孔物理气象沉积”。TSV 硅通孔及WLP晶圆级封装物理气相沉积设备应用于先进封装领域阻挡层、籽晶层沉积工艺的高性能PVD设备,需要满足TSV孔隙填充及WLP晶圆级平面填充工艺要求。该设备包含了去气腔室、预清洗腔室及多个工艺腔室,需要集成等离子溅射源、高效基片冷却装置、高效能ICP装置、独特边磁铁系统等多项核心技术,具有高靶材利用率、先进溅射源和等离子控制系统保证好的台阶覆盖率、高效的基片冷却设计保证薄膜沉积的工艺质量。

本人作为机械设计人员在该项目中参与了冷却基座的设计、射频下电极的设计、上电极旋转系统的设计、工艺腔室内衬的设计,参与了去气腔室的部分设计工作及整机的气路、水路、真空等f a cilit y等机械相关的设计,参与设备的安装调试工作,与电气、软件、射频、工艺领域的同事一起解决在调试中出现的各种问题。并参与设备售后支持等工作。该设备作为国家十二五 项目实现了国内首台封装设备销售,填补了国内设备在此领域的空白。

2.现代模具制造技术教案 篇二

一、我国机械制造技术发展的现状分析

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科, 是以提高质量、效益、竞争力为目标, 包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

20世纪70年代以前, 产品的技术相对比较简单, 一个新产品上市, 很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后, 随着市场全球化的进一步发展, 市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初, 随着CIMS技术的大力推广应用, 包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内, 部署了CIMS的若干研究项目, 诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略, CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果, 获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统, 底层基础自动化还十分薄弱, 数控机床由于编程复杂, 还没有真正发挥作用。因此, 与工业发达国家相比, 我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

目前, 我国已加入WTO, 机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此, 我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展。

二、我国机械制造技术的发展趋势

1、全球化

一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈。例如在机械制造业中, 国内外已有不少企业, 甚至是知名度很高的企业, 在这种无情的竞争中纷纷落败, 有的倒闭, 有的被兼并, 不少暂时还在国内市场上占有份额的企业, 不得不扩展新的市场;另一方面, 网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展, 这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用, 已成为全球化制造业发展的动力, 全球化制造的第一个技术基础是网络化, 网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

2、自动化

自动化是一个动态概念, 目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

3、绿色化

已经颁布实施的ISO9000系列国际质量标准和ISO14000国际环保标准为制造业提出了一个新的课题, 就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程 (绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理) 生产出绿色产品, 产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响, 同时原材料和能源的利用效率能达到最高。如何最有效地利用资源和最低限度的产生环境污染, 是摆在制造企业面前的一个重大课题。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现, 也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题

三、结论

3.基于现代制造技术的发展分析 篇三

关键词:现代制造技术;特征;趋势

摘要制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。

随着高新技术和知识经济的迅猛发展,生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现。以计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的先进制造技术应运而生,对传统的制造业产生了巨大的影响和冲击。目前,世界各国尤其是工业发达国家都非常重视制造技术的开发研究和应用,在这一领域的国际竞争日趋激烈,我们要想在新一轮的较量中立于不败之地,就必须大力发展制造技术。

一、现代制造技术的主要特征

随着通讯和网络的发展,全球性的贸易壁垒正在逐步消失,制造技术已发展成為一个涵盖整个生产过程、跨多个学科且高度复杂的集成技术。制造的概念和内涵得到大大扩展,它是一种涵盖面很广的广义制造概念,是“大过程”、“大制造”,包括光、机、电产品的制造,工艺流程设计,通用产品和高精尖产品的制造以及材料制备;不仅包括机械加工方法,而且还包括高能束加工方法、硅微加工方法、电化学加工方法等;它不但包括从毛坯到成品的加工制造过程,而且还涉及产品的市场信息收集与分析、产品的选型决策、产品的设计制造过程、产品的销售和售后服务、报废产品的处理以及产品的疲劳强度和全寿命过程的预估等产品整个生命周期的全过程。

经济的发展和社会的进步对制造科学提出了新的要求与期望,它与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学等不同学科之间的交叉融合更为紧密,形成了多学科交叉、多方位立体发展的模式。一方面,制造技术为信息科学、生物科学和材料科学提供观察、实验、检测、制造的装备和技术支持;另一方面,信息科学、生物科学、材料科学的最新成果也会应用于制造业,进一步丰富制造科学的内容,同时,它们的发展也给制造业不断提出新的使命和挑战,从而促进制造科学的进一步提高。制造生产模式对制造过程、制造系统和产品的优质将起着关键的作用,而制造生产模式是管理科学、社会人文科学与制造科学的交叉、融汇和发展而成的结果,有着统率生产过程、加速高新技术的发展、决定产品质量和市场竞争能力的作用。

先进制造技术的发展与信息技术的发展密不可分。信息技术,特别是计算机技术,极大地改变着制造的面貌,是先进制造技术的发展与制造科学形成的客观条件。信息这一要素已成为现代制造业中最重要的资源和最宝贵的竞争要素。制造技术不仅加工、处理信息,而且将制造信息录制、物化在原材料上,提高其信息含量,使之转化为产品。现代制造业,尤其高科技、深加工企业,其主要投入已不再是材料和能源,而是信息和知识;其所创造的社会财富实际上也是某种形式的信息,即产品信息和制造信息。未来的产品一般应是基于信息或知识的产品。未来的制造技术将向数字化、智能化、网络化发展,信息技术将贯穿整个制造业。

二、制造技术的发展趋势

21世纪,制造业日趋全球化,先进制造技术向着自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展。总的来看,纳米技术、超精密加工技术和可持续制造技术是今后发展的关键。

扫描隧道显微镜的发明与应用使人们对世界的认识进入纳米尺度,从宏观转向微观扩展。纳米技术和纳米制造技术是当前竞相研究的最前沿领域,它将使人们在生产方式和生活方式上有更大的改观。纳米技术包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术和纳米机械学等。纳米技术对制造业已经产生了很大的影响,对传统制造方法、制造工艺与手段带来了巨大冲击;同时,纳米技术的发展带动了微型系统制造技术的发展。微型系统是机械技术和电子技术在微/纳米尺度上相融合的产物,发展极其迅速,有可能对世界各国的科技、经济发展和国防建设产生重大影响。其覆盖领域十分广泛,从1959年科学家提出微型机械的设想,到第一个硅微型压力传感器问世,以及微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计,直至2000年重仅200多克的微卫星上天,微型系统受到了世界各国越来越多的青睐,其应用领域将不断扩大。

制造技术的全球化和中国加入WTO给我国的制造业带来了前所未有的发展机遇,同时也面临着巨大的挑战。当前,人类社会已进入信息时代和知识经济时代,国际经济合作与交往日益紧密,全球产业结构进入大调整的重要时期,世界正在形成一个统一的大市场。世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷,人们对于产品的个性化和服务的要求越来越强烈,产品的生命周期越来越短,只有采取积极的应对措施,才能逐步缩短我国在制造领域与工业发达国家的差距。

进入21世纪,用户的消费观念有了很大改变,对企业和产品提出了更新、更高的要求,产品的交货时间、新产品的开发时间和上市时间,甚至产品的整个生命周期都显著缩短 产品的开发周期缩短,对市场的响应已经成为企业竞争力的关键所在。谁能在最短的时间内交货,开发出新产品并打入市场,并在产品整个生命周期之内提供最好的服务,谁就能够占领市场。同时,原来对于产品质量、成本要求的内涵也有所改变,质量除了指对产品本身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求外,更重要的是指如何在产品整个生命周期之内全面地满足客户的要求,包括各种服务,顾客对产品及其服务的满意程度是衡量产品质量和企业竞争力的重要指标。成本也不是指单一的产品制造和销售成本,而且是指包括产品的运行成本、维护成本及报废后的处理成本在内的全部成本。为了降低成本,要求企业的产品和制造系统均具有高度的柔性,以响应快速变化的市场,增强企业竞争力。

知识经济时代为我国的制造业带来新的机遇和挑战, 国际竞争日趋激烈。只有利用先进制造技术,努力提升我国制造业的水平,实现精密化、微型化、高效化、清洁化、柔性化和集成化生产,才能增强企业竞争力,促进制造业的可持续发展。

4.现代模具制造技术教案 篇四

1.车间内部噪声控制措施为吸声降噪,对外环境影响主要采取()和消音措施。

A.声源降噪

B.隔振

C.隔音

用户答案:[C] 得分:3.00

2.如果在建筑的西向布置遮阳,下列哪种形式减少辐射的效果最好()。

A.水平外遮阳

B.水平内遮阳

C.垂直外遮阳

D.垂直内遮阳

用户答案:[A] 得分:0.00

3.以下哪项不属于常用表面工程再制造技术()。

A.表面镀层技术

B.表面装饰技术

C.表面覆层技术

D.表面改性技术 用户答案:[B] 得分:3.00

4.热交换技术利用的主要设备不包括()。

A.传统的换热器

B.热管换热器 C.余热锅炉

D.压缩式热泵

用户答案:[D] 得分:3.00

5.精密锻造技术主要应用领域,不包括()。

A.批量生产的零件,如汽车、摩托车、兵器、通用机械上的一些零件,特别复杂的零件

B.航空、航天工业的一些复杂形状零件,特别是一些难切削的复杂形状零件,难切削的高价材料零件

C.高性能、轻量化结构零件

D.批量生产的简单零件 用户答案:[D] 得分:3.00

6.中水原水系统是指收集、输送原水到中水处理设施的管道系统和一些附属构筑物。根据中水原水水质,可分为合流集水系统和分流集水系统。相比于合流集水系统,分流集水系统有如下哪个特点:()

A.原水水质差

B.处理成本高

C.处理工艺复杂

D.需设置双排水管网 用户答案:[D] 得分:3.00

7.高固体分涂料一次涂装可以获得的膜厚为:()

A.20-150μm

B.30-150μm

C.30-160μm

D.40-160μm 用户答案:[C] 得分:0.00

8.绿色锻造的范畴,不包括()。

A.节约能源

B.节约材料

C.节省人力

D.稳定质量、提高效率、节省投资

E.能耗高、污染大 用户答案:[E] 得分:0.00

9.在内燃机、电机、空压机、风机以及各种液压泵等噪声强烈的车间,采用()是治理噪声的最有效措施。

A.隔声室

B.隔声罩

C.隔声屏

用户答案:[A] 得分:3.00

10.()是稀有金属,根据资料,全世界已查明的矿产储量仅有1.6万吨,是黄金储量的1/6,被称为“合金的维生素”,广泛用于平板显示镀膜、太阳能电池、集成电路等高科技域。

A.镧

B.铈

C.钕

D.铟

用户答案:[D] 得分:3.00

11.虚拟制造的术语简写表示为()。

A.FMS

B.DF

C.BIM

D.VM 用户答案:[D] 得分:3.00

12.粉末静电喷涂法是静电涂装施工中应有得最为广泛的工艺,其涂料利用率可达95%以上,一次涂装其涂膜厚度可达()μm。

A.30-80

B.40-90

C.50-100

D.60-100 用户答案:[C] 得分:3.00

13.绿色制造技术的发展趋势,以下不正确的:()

A.全球化

B.社会化

C.私有化

D.产业化

用户答案:[C] 得分:3.00

14.工业上的激光应用有很多种,其中最广泛的应用是()。

A.激光焊接

B.激光切割 C.激光表面处理

D.激光打孔

E.激光打标

用户答案:[B] 得分:3.00

15.氮基气氛是以何种气体为基体并加入适量的添加剂制备而成的一种可控热处理气氛()。

A.氨气

B.氮气

C.氧气

D.氩气

用户答案:[B] 得分:3.00

二、多选题 【本题型共5道题】

1.“精密化、整体化”是锻件生产发展的总趋势,()是具体目标。

A.优质、精密

B.高效、低成本

C.环保

D.单件小批生产

用户答案:[ABC] 得分:2.00

2.政府对企业资金申请报告的重点关注以下()方面。

A.项目技术的先进性和适用性

B.项目对相关产业的优化升级具有的带动作用

C.项目单位的经营能力和技术开发能力 D.项目的市场前景和经济效益

E.项目建设方案的可行性 用户答案:[ABCDE] 得分:2.00

3.化学方法处理废气有()。

A.燃烧法

B.氧化法

C.药液吸收法

D.化学吸附法

E.覆盖法

用户答案:[ABCDE] 得分:2.00

4.企业能源管理(EEM)是指对企业生产过程中所使用的电、煤、天然气、油、水等能源消耗数据进行(),提供企业能耗统计、消耗计划和能耗定额等管理,达到节能降耗的目的。

A.计量

B.采集

C.统计

D.分析

用户答案:[ABCD] 得分:2.00

5.激光切割的特点包括()。

A.加工范围广,几乎可用于切割任何材料

B.切缝窄、精度高、速度快、切口光滑,适于切割精密件

C.节约能源和材料消耗,无刀具磨损,清洁无污染,噪音低 D.切割厚度小

E.设备投资小

用户答案:[ABCD] 得分:2.00

三、判断题 【本题型共15道题】

1.绿色制造共性技术可以为绿色制造实现节能减排、提高资源的综合利用率提供技术支持。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

2.采用干式切削需要优化刀具的几何形状,标准刀具不宜采用干式切削。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

3.低辐射玻璃在太阳光谱的可见光区域反射率较高,可以一定程度上阻挡热量进入室内。()

Y.对

N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

4.再制造与传统制造的重要区别是加工的坯件不同。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00 5.对于具有规模效益的机械产品再生资源回收利用而言,主要是报废汽车及机电产品。重点是是报废汽车及废弃电器电子产品两大类。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

6.绿色制造技术不包括绿色产品设计技术。()

Y.对

N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

7.虚拟制造技术的发展得益于计算机技术的发展。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

8.再生资源,又称废弃物资源,是指在生产、流通、消费等过程中产生的不再有原有使用价值,但通过回收、加工、利用又可重新恢复其部分价值的各种物料的总和。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

9.高能束热处理的功率密度至少达到50W/cm2。()

Y.对

N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

10.一般固体份在55%的涂料均可称为高固份涂料。()

Y.对

N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

11.绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

12.在与声源距离相同的位置,因处在声源传播的不同方向上,接收到的噪声强度相同。()

Y.对

N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

13.高压水射流切削是利用高速喷射的纯净水对材料的巨大作用力完成加工过程的。()

Y.对

N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

14.再制造的目的在于生产出能实现特定功能、满足消费者需求、环境友好的产品。()

Y.对

N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

15.中水主要是建筑杂用水和城市杂用水,其水质除了安全可靠,卫生指标等必须达标外,还应符合人们的感官要求,另外,回用的中水不应引起设备和管道的腐蚀和结垢。中水虽然用途不同,但选用的水质指标相同。()

Y.对

N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

1.以下哪项不属于再制造与维修的区别点()。

A.针对对象不同 B.工作过程不同 C.所有权发生变化 D.产品特性发生变化

用户答案:[C] 得分:0.00

2.()是太阳能吸收式空调系统特有的组件。

A.吸收式制冷机 B.空调箱 C.锅炉 D.太阳集热器

用户答案:[D] 得分:3.00

3.()是实现可持续发展的根本途径,是人类社会工业技术进步的结果,也是保证自然资源的合理开发利用、保持资源循环利用的必要手段和发展循环经济的内在要求。

A.回收利用再生资源 B.回收废旧物品 C.回收机电产品 D.回收废旧汽车

用户答案:[A] 得分:3.00

4.局部密闭罩适用于()进行密闭,适于扬尘范围小,含尘气流速度低,瞬时增压不大的尘源。

A.局部扬尘点 B.扬尘范围大 C.大面积扬尘或多点 D.阵发性扬尘

用户答案:[A] 得分:3.00

5.在内燃机、电机、空压机、风机以及各种液压泵等噪声强烈的车间,采用()是治理噪声的最有效措施。

A.隔声室 B.隔声罩 C.隔声屏

用户答案:[A] 得分:3.00

6.粉末静电喷涂法是静电涂装施工中应有得最为广泛的工艺,其涂料利用率可达95%以上,一次涂装其涂膜厚度可达()μm。A.30-80 B.40-90 C.50-100 D.60-100 用户答案:[C] 得分:3.00

7.真空热处理是真空技术与下面哪种技术相结合的先进热处理技术()。

A.传统热处理技术 B.现代热处理技术 C.古代热处理技术 D.先进热处理技术

用户答案:[A] 得分:3.00

8.TOFD检测具有很高的可靠性,可检测缺陷的长度和位置,是基于()。

A.检测方法简单易学

B.衍射信号波幅基本不受声束角度影响,对缺陷方向的依赖性很小 C.可获得截面直观图 D.数据信息可永久保存 E.检测设备不易损坏

用户答案:[B] 得分:3.00

9.以下哪些热处理工艺不属于高能束热处理()。

A.激光热处理 B.电子束热处理 C.离子束热处理 D.真空热处理

用户答案:[D] 得分:3.00

10.下面关于刀具材料的要求,哪一项与干式切削加工的刀具要求不符?(A.高强度 B.高红硬性 C.耐热冲击性 D.自修复性

用户答案:[D] 得分:3.00

11.空气源热泵空调机组在我国哪些地区得到广泛的应用()。

A.华北地区 B.西北地区 C.东北地区 D.长江中下游 E.台湾地区

用户答案:[D] 得分:3.00)12.虚拟制造的术语简写表示为()。

A.FMS B.DF C.BIM D.VM 用户答案:[D] 得分:3.00

13.硬态切削的被加工金属零件的硬度一般为:()

A.20-40HB B.20-40HRC C.50-65HB D.50-65HRC 用户答案:[D] 得分:3.00

14.有机酯水玻璃砂的关键技术是:()

A.泡沫模样材料及成形技术 B.EVA塑料膜加热软化温度 C.真空度 D.旧砂再生技术

用户答案:[D] 得分:3.00

15.目前,我国报废汽车的拆解回收行业还处于起步阶段,与国外差距甚远,具体表现:一是处理产能严重不足;二是技术落后,处理手段仍以手工拆解为主,回收率低,环境污染重;三是()。

A.盈利模式多样 B.盈利模式复杂 C.盈利模式单一 D.亏损严重

用户答案:[C] 得分:3.00

二、多选题 【本题型共5道题】

1.高效数控机床的主要特征包括:()

A.多轴联动 B.高速主轴

C.高动态响应的进给系统 D.高刚度、高精度 E.智能化

用户答案:[ABCDE] 得分:2.00

2.处理达标后的中水,可回用于下列哪些用途(A.冲厕

B.道路浇洒及消防 C.景观绿化 D.车辆冲洗)。用户答案:[ABCD] 得分:2.00

3.企业能源管理(EEM)是指对企业生产过程中所使用的电、煤、天然气、油、水等能源消耗数据进行(),提供企业能耗统计、消耗计划和能耗定额等管理,达到节能降耗的目的。

A.计量 B.采集 C.统计 D.分析

用户答案:[ABCD] 得分:2.00

4.精密锻造设备要求()。

A.刚性好,保证变形过程中机器本身的变形小,保证锻造工件的尺寸精度 B.导向机构精密,保证模具的合模精度

C.具有多缸的动作能力,实现精密锻造多个模具运动的要求 D.具有生产工序的自动监控和检测功能等 E.与设备关系不大,只与模具有关

用户答案:[ABCD] 得分:2.00

5.化学方法处理废气有()。

A.燃烧法 B.氧化法 C.药液吸收法 D.化学吸附法 E.覆盖法

用户答案:[ABCDE] 得分:2.00

三、判断题 【本题型共15道题】

1.高压水射流切削是利用高速喷射的纯净水对材料的巨大作用力完成加工过程的。()

Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

2.网络化制造是按照敏捷制造的思想,采用因特网技术,建立灵活有效、互利互惠的动态企业联盟,有效地实现研究、设计、生产和销售各种资源的重组,从而提高企业的市场快速响应和竞争能力的新模式。()

Y.对 N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

3.资金申请报告和可行性研究报告没有本质区别,可以相互替代。()

Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

4.高效数控加工就是要求企业以效率为第一要务,可以采用最先进、最复杂、最昂贵的设备来完成零件的加工过程。()

Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

5.机动车道的雨水水质较好,水中的浊度和悬浮物浓度较低,是雨水收集利用的主要水源。()

Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

6.真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境。()

Y.对 N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

7.“环保预处理一零部件拆解一机械化破碎一机械化分选一ASR回收利用”是大部分发达国家进行汽车产品回收利用所采用的技术路线。()

Y.对 N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

8.燃气红外线辐射采暖属于中温辐射。()

Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

9.申请政府性投资资金的项目可以是已开工实施但未完成的项目。()

Y.对 N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

10.绿色锻造技术与普通锻造技术的区别在与是否符合环保,只要是符合环保的都是绿色锻造技术。(Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

11.资金落实中银行贷款承诺可以使用银行综合授信协议。()

Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

12.倒置性屋面将防水层置于保温层的外侧,避免了防水层的快速老化。())Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

13.推荐的绿色涂装共有16项技术,其中有6项工艺材料技术、6项装备技术、4项管理技术。()

Y.对 N.错

用户答案:[Y] 得分:3.00

14.绿色制造只考虑物流转化过程。()

Y.对 N.错

用户答案:[N] 得分:3.00

15.再生资源,又称废弃物资源,是指在生产、流通、消费等过程中产生的不再有原有使用价值,但通过回收、加工、利用又可重新恢复其部分价值的各种物料的总和。()

Y.对 N.错

5.现代模具制造技术教案 篇五

使用者请注明文章内容出处陈晓川 刘晓冰

(大连理工大学CIMS中心,大连,116023)内容提要:近几年新的先进制造技术模式和哲理层出不穷,本文结合我国国情,通过分析现代集成制造系统与其它先进制造技术的关系,论述了我国现代集成制造系统的技术构成和发展策略及途径,希望为我国制造业的发展做些有益的探索。关键词:现代集成制造系统,并行工程,虚拟制造,分布式网络化研究中心引言信息技术的发展引起的革命使我们进入了信息时代。信息革命不仅引起人们的思想观念、生活方式的变化,而且导致了生产方式和制造哲理的巨大变化,可以说近十年来提出的新的制造哲理都离不开信息技术提供的支撑,以信息化制造技术为代表的先进制造技术正使制造业处于重要的历史性变革时期。多年来,我国的综合国力不断增强,入关在即,市场竞争十分激烈,国内市场已从卖方市场转化为买方市场,而且正在迅速成为国际市场的一部分,许多大中型企业在竞争中处于不利地位,甚至破产、倒闭。本文结合我国国情,通过分析现代集成制造系统与先进制造技术的关系,论述了我国现代集成制造系统的技术构成和发展策略及途径,希望为我国制造业的发展做些有益的探索。现代集成制造系统的含义与定位现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System)是计算机集成制造系统新的发展阶段,在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上,它不断吸收先进制造技术中的相关思想的精华,从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展,在先进制造技术中处于核心地位。具体地说,它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合,通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行,在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化,达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的,进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。从集成的角度看,早期的计算机集成制造系统侧重于信息集成,而现代集成制造系统的集成概念在广度和深度上都有了极大的扩展,除了信息集成外还实现了企业产品全生命周期中的各种业务过程的整体优化,即过程集成,并发展到企业优势互补的企业之间的集成阶段。现代集成制造系统的研究范围应该介于国家攀登计划和国家攻关计划之间。与攀登计划研究项目相比较,它更注重成果的应用性,尽可能将技术产业化,并推动我国制造业的现代化进程;与国家攻关计划相比较,它更注重解决我国制造业发展中的关键的共性问题、前瞻性问题和示范性问题【1】。现代集成制造系统的技术构成图1 现代集成制造系统的技术构成先进制造技术(AMT-Advanced Manufacturing Technology)作为一个专有名词至今还没有一个明确的、一致公认的定义。通过对其内涵和特征的研究,目前共同的认识是:先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称【3】。它具有如下一些特点:从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会的需要; 从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变,使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥; 从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变,减少层次和中间环节; 从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变,缩短工作周期,提高工作质量; 从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。 通过对先进制造技术的定义和特点的分析我们发现,现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点,只不过先进制造技术所涉及的的范围要比现代集成制造系统大,因此通过对先进制造技术的综合考察,我们提出了一个现代集成制造系统的技术构成模式。如图1所示,即在先进制造技术中,现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上,继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作深入进行,并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想,将它们进行推广应用,由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心,具体说明如下:1、并行工程(CE-Concurrent Engineering):并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求。为了达到并行的目的,必须建立高度集成的主模型,通过它来实现不同部门人员的协同工作;为了达到产品的一次设计成功,减少反复,它在许多部分应用了仿真技术;主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中,可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件,虚拟制造技术将是以并行工程为基础的,并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。同时,并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下,将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭,充分利用了原有技术,并吸收了当前迅速发展的计算机技术、网络技术的优秀成果,使其成为先进制造技术中的基础。虽然并行工程在我国进行的研究工作中属于热点,也取得了一些成果,但是目前还存在以下一些问题:(1)研究的广度和深度不够:虽然并行工程的研究工作已经广泛开展,但是无论从研究的内容上看,还是从研究的.水平上说都明显存在差距。如:并行工程在成本和质量上的应用才刚刚起步,与供应商的集成问题还没有提上日程。(2)与并行工程有关的技术实用化不够:在实用技术研究方面,目前还没有商品化软件诞生,而国外公司已经推出商品化软件(如:PTC的Pro-Engineering、CV的CADDS5)。(3)并行工程的实施队伍不够:由于科研力量薄弱,在研究上还不能全面开花,并行工程的实施就更是难上加难了。而且,当前国内机械行业在激烈的市场竞争中经济效益不好,CAD/CAM技术还有待普及,全面实施并行工程还缺乏基本的物质基础。由于并行工程所处的基础性地位及我国研究工作的不足,就决定了必须将它作为现代集成制造系统的基础性研究工作不断深入地进行。2、虚拟制造(VM-Virtual Manufacturing):虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可

能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防措施,从而达到产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的【4】。

目前,虚拟制造技术已经在国外有所应用,例如:美国Boneing公司设计的一架VS-X虚拟飞机,可用头盔显示器和数据手套进行观察与控制,使飞机设计人员身临其境地观察飞机设计的结果,并对其外观、内部结构及使用性能进行考察;日本Matsushita公司开发的虚拟厨房设备制造系统,允许消费者在购买商品前,在虚拟的厨房环境中体验不同设备的功能,按自己的喜好评价、选择和重组这些设备,他们的选择将被存储并通过网络送至生产部门进行生产;美国Coventry School of Art and Design开发的虚拟原型制作系统,设计者在设计的初始阶段能够在计算机中构造虚拟原型并对此原型进行评价【6】。

国内的研究刚刚起步,主要集中在三个方面【7】:

(1)产品虚拟设计技术:

主要包括虚拟产品开发平台、虚拟测试、虚拟装配以及机床、模具的虚拟设计实现等。其中清华大学利用美国国家仪器公司的Labview开发平台实现了锁相电路的虚拟,机械科学研究院采用C语言和OpenGL进行编程初步实现了立体停车库的虚拟现实下的参数化设计,可以直观地进行车库的布局、设计、分析和运动模拟。

(2)产品虚拟制造技术

主要包括材料热加工工艺模拟、加工过程仿真、板材成型模拟、模具制造仿真等。北航与一汽用OPTRIS开发的板料成型软件已经基本能够模拟类似车门的中等复杂程度的汽车覆盖件和其他冲压成型件的冲压成型过程;沈阳铸造研究所开发的电渣熔铸工艺模拟软件包ESRD3D已经应用于水轮发电机变曲面过流部件生产中,其产品在刘家峡、李家峡、天生桥、太平役等7个电站中使用;合肥工业大学研制的双刀架数控车床加工过程模拟软件已经在马鞍山钢铁股份有限公司车轮轮箍厂应用,使数控程序现场调试时间由几个班缩短到几小时,并保证一次试切成功;北京机床研究所、机械科学研究院、东北大学、上海交大和长沙铁道学院等单位也研制出一些这方面的仿真软件。

(3)虚拟制造系统

主要包括虚拟制造技术的体系结构、技术支持、开发策略等。其中提出了比较成熟的思想并可能实现的是由上海同济大学张曙教授提出的分散网络化生产系统和西安交通大学谢友柏院士组建的异地网络化研究中心。

从以上的论述中可以看到国内外研究水平差距是很大的,而且由于虚拟制造技术既是并行工程的发展方向又是敏捷制造的核心,这就决定我们必须以它作为现代集成制造系统的中心技术,以带动相关技术的研究工作的进行,并使它们协同一致顺利地发展。

3、敏捷制造(AM-Agile Manufacturing):

敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础,选择合作者组成虚拟公司,分工合作,为同一目标共同努力来增强整体竞争能力,对用户需求作出快速反应,以满足用户的需要。为了达到快速应变能力,虚拟企业的建立是关键技术,其核心是虚拟制造技术,即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路,它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平,是现代集成制造系统的发展方向。

自从1991年美国提出敏捷制造的思想后,美国政府就赞助许多研究单位开发实现敏捷制造的基础结构和工具,并鼓励在不同行业进行示范应用,目前已经取得了一定进展。例如:在遥测装置生产的敏捷制造示范项目中,它联合了加利福尼亚的圣地亚国家实验室、联合信号公司堪萨斯城分部和新墨西哥的圣地亚国家实验室以及机械主箱、印刷电路板供应商。通过联合弥补了单一企业资源不足的弱点,这一联盟的生产时间比单一企业的生产时间减少了50%,生产率提高显著。现在美国的很多大公司都参加了这一研究计划,在欧洲和日本等发达国家也纷纷成立了相应的机构,进行相应的研究和实施工作。我国专家从1993年就开始对敏捷制造进行跟踪研究,主要包括:实施敏捷制造的技术基础;虚拟公司的建立步骤及其体系结构和运行模式;虚拟公司的组织与应用等。与国外相比,这些研究工作只能算原则性的研究工作,距离实用还需要走很长的一段路。因此,在我国企业目前还不可能实现敏捷制造,但是从科学研究的角度看,我们认为需要在合适的条件下建立一个研究性的虚拟企业,加深我们对虚拟企业在实际应用中所遇难题的理解,即在实践中吸取有益的经验,为今后的发展作一定的技术储备。

4、绿色制造(GM-Green Manufacturing):

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个产品生命周期中,对环境的影响(负作用)最小,资源的使用效率最高。绿色制造的提出是人们日益重视环境保护的必然选择,发展不能以环境污染为代价,国际制造业的实践表明,通过改进整个制造工艺来减少废弃物,要比处理工厂处理已经排放的废弃物大大节省开支。绿色制造的实现可以通过计算机仿真来达到目的,即它是虚拟制造的一部分。从可持续发展战略的观点看,绿色制造是必然选择,它将成为现代集成制造系统的一个重要的组成部分。

6.现代模具制造技术教案 篇六

1 前言

机械工程领域工程硕士的培养目标是了解机械工程学科发展的前沿和动态,掌握机械工程学科坚实的基础理论、先进的技术方法和手段,具有独立从事工程设计、工程实施、工程研究、工程开发和工程管理等能力[1-2]。要达到这样一个培养目标,专业实践是必不可少的重要环节,充分的、高质量的专业实践是专业学位教育质量的最重要保证。然而,目前大多数高校的在读研究生是从本科直接考取的,工作经验很少,缺乏工程实践的经验,既极大限制了对机械理论知识的理解,又无法解决工程实际问题[3-4]。对工科机械类的研究生特别是工程硕士研究生而言,机械制造的实践知识对他们来说尤为重要,他们对实践要求也最为迫切,但现今机械制造实践课程的缺乏,打击了研究生的学习兴趣,阻碍了应用型实践人才的培养。

机械制造实践基础是从事机械制造、机械设计研究、装备开发最重要的条件之一,现代制造工程技术涉及制造、加工、监测多个环节,集机械制造技术、数控技术、传感器技术、信息技术为一体,了解并掌握现代制造工程技术,对机械工程类研究生是十分重要的。我国工程硕士研究生实践教学起步较晚,开展现代制造工程技术课程实践教学环节建设可进一步完善研究实践教学体系。该课程可直接作为机械制造工程专业学位硕士研究生的必修课、机械制造类学术型硕士研究生的选修课。通过本课程学习,可培养机械工程类工程硕士研究生的动手能力和实践能力,使其掌握现代制造工程技术相关理论与技术,提高将数字化技术应用于工程实际的能力,为今后从事本学科的科学研究及工程应用打下良好的基础。

2 现代制造工程技术实践教学总体内容

7.现代机械制造技术及其发展趋势 篇七

关键词:机械制造,特点,发展方向

现代机械制造技术改变着人类的生活方式、生产方式、经营管理模式和社会组织机构和文化。随着信息和电子等高新科学技术的不断发展和市场的多样化和个性化, 世界各国都开始将机械制造技术的开发和研究工作作为技术发展的关键。

1 机械制造技术的发展历程及其特征

1.1 机械制造技术发展历程

国民经济的重要基础是机械制造业, 而机械制造技术的基础和动力则是机械制造技术的创新。从机械制造业发展至今, 按照生产方式的变化, 可以将其分为五种类型:第一, 劳动密集型制造业。这主要指的是手工制造业及其早期的工业生产。第二, 设备密集型制造业。这主要指的是随着工业化和生产社会化所衍发的汽车制造业和轴承等这样的大批量流水线生产业。第三, 信息密集型制造业。这主要指的是新型机电一体化设备的加工生产。第四, 知识密集型制造业, 这主要指的是诸如计算机集成制造和柔性制造在内的较少信息参与的加工。第五, 智能密集型, 这主要包括的是敏捷制造、智能制造等。

现在机械制造技术是计算机技术、传统机械制造技术、自动控制技术和信息技术等等现代高新科技相互交叉融合的产物, 是一个集电子、机械、信息、管理技术和材料为一体的交叉学科。在这样的概念下, 机械制造业已经在内涵和发展水平上发生了“质”的变化, 这给传统的机械制造业发展带来了生机。

1.2 机械制造技术的主要特征

第一, 机械制造技术是一项系统工程。现今的制造技术不断的吸收各种已经存在的高新科技成果, 使其成为物质、能量、信息交换的系统工程。特别是那些强调各种传感技术、计算机技术、自动化技术、现代管理技术等在产品的生产、销售直至售后服务等上运用的机械制造技术。第二, 机械制造技术是一门综合性技术。制造技术的运用是为了促进国民经济综合实力的增长, 提高企业竞争力。所以说, 现今的技术并不只是存在于产品制造这一环节, 而是渗透在产品研发、设计、售后等等一系列的关节中。第三, 机械制造技术史产品获得市场竞争力的要素之一。市场竞争的核心就是通过怎样的方式才能提高生产率。随着市场逐渐的全球化, 制造业赢得市场的条件已经从生产效率的提升转换为了成本质量和时间的竞争。现如今的制造技术就是既能保证产品质量和低成本, 又能够缩短从研发到制造的时间。

2 机械制造技术特征及其现状分析

自20世纪80年代以来, 随着市场全球化的加剧, 发达国家通过经济、金融、科技等等手段倾销产品、争夺市场使得市场竞争日益激烈。一个国家的制造水平达到怎样的程度直接关系着我国经济发展在全球化市场中竞争力的高低程度。

纵观现代机械制造技术的发展状况, 其主要特征都体现在柔性制造技术、集成制造技术、敏捷制造技术、绿色制造技术等等方面。

2.1 柔性制造

柔性制造的应为名称为flexible manufacturing system, 简称为FMS, 指的是在成组技术的基础上, 以多台 (种) 数控机床或数组柔性知道单元为核心, 通过自动化物流系统将其联接, 统一由主控计算机和相关软件进行管理, 组成多种变批量方式生产的自动化制造系统。

柔性制造技术是使用产品迅速更新和动态市场需求的主要手段。柔性制造系统工艺的基础是成组技术, 它能够根据出现的成组对象来确定工艺过程, 并且选择与其相适应的数控加工工具和加工设备, 根据变化自动调整并实现一定范围内的多种工件的成批生产, 这种生产方式能够及时的改变产品的生产以满足市场需求。所以, 随着数控技术的不断发展, 大多数的发达国家都开始对相关的柔性制造系统研究。

柔性制造系统兼有生产管理和加工制造两种功能, 因此, 能够综合地提高生产效益。随着柔性制造系统工艺范围的不断扩大, 主要包括毛坯制造、装配、机械加工和质量检验等等方面。柔性制造系统, 大都用于切削加工、冲压、焊接。

2.2 虚拟制造

虚拟制造技术的英文为Virtual manufacturing technology, 简称VMT, 指的是以显示和仿真技术为基础, 对产品的设计、生产过程统一建模, 在计算机上实现产品从设计、加工到装配、检验整个生命周期的模拟和仿真, 通过这一过程实现生产资源配置和管理, 降低生产成本, 缩短生命周期从而使企业获得最大的竞争优势。

敏捷制造的重要途径是虚拟制造, 从根本上讲, 虚拟制造改变了产品的设计、试制、修改乃至生产等传统生产制造模式。首先, 虚拟制造技术提供关键技术和管理决策。一方面能够降低生产成本、缩短周期;另一方面能够正确处理产品性能与制造成本、生产进度和风险之间的平衡, 作出正确的决策。第二, 提高生产过程开发的效率可以按照产品的特点优化生产系统的设计。第三, 采用虚拟制造技术可以根据客户的需要来随时修改产品, 并及时的为客户作出报价, 保证在规定时间内完成工作。

2.3 敏捷制造

敏捷制造是美国国防部为了制定21世纪制造业发展而支持的一项研究计划。敏捷制造在具有创新精神和管理结构、先进制造技术、专业技术管理人员三大资源支撑下实现的。敏捷制造能够通过建立起的共同基础结构对市场需求作出迅速的变化。敏捷制造相比较于传统的制造业而言生产速度更快, 成本会更低, 机器生产率更快, 劳动生产率更高, 这种技术能够提高生产系统的可靠性, 以免造成产品库存。但是敏捷制造也具有必不可少的缺点, 比如实施这项技术所需要的费用较高。

2.4 并行工程

并行工程的英文为Concurrent Engineering指的是对产品及其相关的制造过程和支持过程进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。并行工程并不只是仅仅发生在产品的设计阶段, 他能监测到产品制造、装配、使用和售后等等环节可能出现的问题及时的处理和修改方案, 以达到优化。并行工程的主要目的就是避免产品开发中出现的反复制造浪费时间。从这个层面来说, 并行工程能够缩短产品的开发和制造周期如果并行机制够严密, 甚至会出现一次性产品开发的成功。总之并行工程将产品的从设计到工艺制造直至产品售后等各个环节都用互联网连接起来进行并行操作, 这就大大的缩短了产品的生产周期。

总之, 现代机械制造技术正在与高新技术结合, 使制造技术成为一个整体, 并且使产品从设计到制造直至进入市场以及售后的各个环节都形成一个大的系统, 这是制造技术的一个重大突破。总之, 现代制造系统正在向集成化、柔性化、智能化的方向迈进。

3 机械制造技术发展趋势

制造技术的最新发展阶段是以传统制造技术作为基础的, 这样一方面保证了传统制造技术中有效因素在新科技中的运用, 另一方面又将最新成果渗透到机械生产的全过程。从20世纪80年代以来, 扫描显微镜的广泛使用, 人类开始以原子和分子结构作为基础研究人类的高新技术, 随之出现了纳米加工技术、纳米材料技术、纳米测量技术等等。现代机械制造技术主要朝以下两个方向发展:第一, 以精密加工为基础的精密工程技术, 这主要包括微细加工、纳米技术等, 这将使现代机械制造技术进入到微型电子技术时代。第二, 高度自动化机械制造。这主要是以敏捷制造和CIMS为代表。第三, 可持续发展的制造技术。这种技术在产品生产中能够承担起节约资源和保护环境的双重职责。可持续发展的制造技术以便保证产品对环境所造成的负面影响最小化, 资源利用率最大化。第四, 制造业信息化。在知识经济时代, 制造业的发展已经不再依靠加大投资来获得收益, 反而是信息起到了巨大的作用。信息化的只能引进项目能够从每一个环节规范和完善机械制造过程。第五, 设计与工艺一体化。随着科学技术的不断发展以及市场竞争的不断加剧, 企业对于产品的需求也出现了个性化和多样化, 大规模的批量生产已经逐渐被小批量生产所取代。并行工程具有适应市场需求的变化的特性, 这样就使得产品的设计和工艺生产逐渐走向一体化趋势。网络技术的不断发展正在使一体化进程加速发展。

正在使用和未来发展中的现代机械制造技术不仅减少了在产品生产制造中所耗费的原料, 而且也缩短了生产周期, 减少了生产成本, 同时还对环境起到了一定的保护作用。从这个意义上来说, 未来机械制造技术的总发展趋向是绿色制造。

4 结语

现代机械制造技术是一个国家制造业水平的重要标志, 是现代技术和工业创新的集成, 是一个国家工业的支柱和基础。

随着社会的不断发展, 人们对于产品的要求也越来越高, 不仅仅要快捷还要使用方便, 价格合理, 质量高档。要满足消费者如此种种的要求, 就必须采用最前沿的机械制造技术。

我国是一个制造大国, 却并不是制造强国, 这主要反映在我国的现代制造技术基础薄弱、重大装备缺少自主创新和研发的能力。展望未来制造业的发展, 其必须与人类和社会的进步同步, 但是无论怎样发展都必须与自然界相和谐。因为“绿色”机械制造才能保证国民经济的可持续发展。

因此作为我国的机械制造业而言, 应该抓住发展机遇, 了解我国机械制造技术的发展现状, 把握现代机械制造技术的发展动向, 不断的更新理念, 使我国的机械制造业能够有效利用发达国家的成果与发达国家的机械制造业一起腾飞。

参考文献

[1]田育.现代机械制造业中的刀具是小形式分析[J].价值工程, 2011 (26) .

[2]黄皖.现代机械制造技术的现状与发展趋势[J].安徽水利水电职业技术学院学报, 2011 (2) .

[3]王美, 宋广彬, 张学军.对现代机械制造企业工艺技术工作的研究[J].新技术新工艺, 2011 (2) .

8.现代模具制造技术教案 篇八

【关键词】机械制造工艺;精密加工技术;工艺

随着科技的发展和时代的进步,机械制造工艺也在不断地提高,以往的机械制造工艺已经跟不上时代的步伐,满足不了对现在需求的生产水平。为了能够使企业稳步的发展,提高机械制造水平,引入先进的机械制造工艺和精密加工技术已是大势所趋。

1.现代机械制造工艺与精密加工技术的特点

1.1具有关联性

现在的机械制造工艺和精密加工技术涉及的技术范围比较广,不仅是体现在制作过程中,而且在产品的开发和调研也大量采用。在产品的设计和加工以及销售方面都涉及到制造工艺和精密技术,这些环节都是相互关联的,任何一个环节出现问题都会影响整个技术的应用效果。所以,想要通过提高技术达到更好的收益,必须掌握好机械制造工艺和精密加工技术在生产中的关联性。

1.2具有一定的系统性

随着科技的不断发展,机械制造业的生产技术也在不断的发展,随着现代先进技术引入,加快了机械制造业的发展。机械制造产业采用的现代科技包括计算机技术、数字信息、自动化系统、传感技术以及现代管理技术对生产过程中的设计、生产、销售等得到广泛应用。

1.3技术全球化发展

随着经济全球化发展,技术的竞争也越来越激烈,只有最先进最有效的技术才能占据现代市场的主导地位,所以发展先进技术刻不容缓。只有全面的提高先进的技术才能更好的让企业甚至过的得到更好地发展。所以,现代化机械制造工艺与精密技术对于全球化发展是非常重要的。

2.分析现代机械制造工艺

现代机械制造工艺所涉及的范围比较广。突出的制造工艺包括气体保护焊、电阻焊、埋弧焊、螺柱焊以及搅拌摩擦焊等五个方面,以下针对这五项技术在机械制造工艺中的应用进行分析。

2.1气体保护焊工艺

气体保护焊主要是以电弧为热源的一种新型焊接工艺,主要特点是通过气体保护被焊接的物体。在焊接过程中,其工作原理是在电弧周围产生气体保护层,将空气与电弧和熔池相隔离,有效地预防焊接在空气中受到影响,并确保电弧稳定且充分的燃烧。通常使用二氧化碳作为保护气体,由于二氧化碳气体能够有效地起到隔离作用,并且价格相对较低,所以在机械制造业中被广泛采纳。

2.2电阻焊工艺

电阻焊工艺指的是将被焊接物体紧压并进行通电,通过电流使被焊接物体的接触表面产生电阻热效应,从而进行加入融化,在通过压力将被焊接物体链接为一体,达到焊接的效果。采用电阻焊接工艺能够确保焊接质量,机械化程度高、加热时间短以及生产效率高和无污染等特点。所以被广泛应用在现代的机械制造领域。但是也存在一定的缺陷,比如设备成本较高,维修难度比较大,缺乏有效地检测技术。

2.3埋弧焊工艺

埋弧焊工艺就是在焊剂层下燃烧电弧而进行的焊接工艺。埋弧焊焊接工艺通常可以分为两种焊接方式,自动焊接和半自动焊接。自动埋弧焊的操作比较简单,可以直接进行焊接,通过小车来完成送进焊丝和移动电弧等操作。半自动埋弧焊需要进行手动送进焊丝,且在移动电弧时同样需要人工进行完成,因为半自动埋弧焊比较麻烦,而且需要人力比较大,在现代机械制造中已经很少被采用。就焊接钢筋而言,电渣压力焊已经完全取代了传统的手工焊接模式,具备更高的生产效率,能够更好的保证焊接质量。在选用这种焊接进行工作时,也要注意焊剂的选择,注重选择焊剂的碱度,因为焊剂的碱度是衡量焊接水平的一个重要标准。

2.4螺柱焊工艺

螺柱焊就是将螺柱的一端与管件表明相接,引通电弧以至于表面融化,在对螺柱进行压紧融合,而达到焊接的目的。螺柱焊接工艺一般也可以分为两种方式,包括储能式焊接和拉弧式焊接。采用储能式焊接时其熔身比较小,所以大多数应用在接触面大而材料薄的焊接,例如薄板的焊接,但是拉弧式焊接恰恰相反,用于焊接熔身比较大的地方,一般应用在重工业之中。但两种方式都能够单面焊接,具有不需要钻孔和铆接等特点。采用螺柱焊工艺不会产生漏气和漏水等现象,也被广泛应用在现代机械制造工艺中。

2.5搅拌摩擦焊工艺

搅拌摩擦焊接工艺起始于上世纪九十年代,由英国人研究出来的焊接工艺,并且被广泛应用在铁路、车辆、飞机以及船舶等制造行业里,并且应用领域不断扩大。采用搅拌摩擦焊工艺只通过消耗搅拌头就可以来完成焊接,不需要消耗焊以上几种工艺中的消耗品,而且在焊接铝合金时,可以很好的控制器焊缝的温度,使温度快速降低,并且非常节约材料,一个搅拌头可以焊接八百米的焊缝。

3.精密加工技术

精密加工技术种类繁多,主要包含精密切削技术、磨具成型技术、超精密研磨技术、微细加工技术和纳米技术。目前精密切削技术应用较广泛,精密切削技术是直接采用切削的方式获得高精度的方法,但是要想采用切削的方式获得高精度的加工水平,必须保证机床、工具等不受到外界因素的影响。例如采用机床进行加工时,必须保证机床具高刚度、热变形小、抗震性良好等特点,才能确保加工的精密度。

4.总结

机械制造行业要想不断的发展,必须跟随现代科技的发展步伐,积极引进现代机械制造工艺,保证技术与时俱进,同时引进高精度的加工技术,保证机械制造的生产质量,提高生产水平,使企业得到更有利的发展。根据文章的分析,我们必须认识到现代机械制造工艺和精度加工在制造业中占据的地位,并不断创新,为现代机械制造行业的发展提供有力的保障。 [科]

【参考文献】

[1]王美,宋广彬,张学军.对现代机械制造企业工艺技术工作的研究[J].新技术新工艺,2011.

[2]贾文佐,李晓军.精密和超精密加工的应用和发展趋势[J].科技与企业,2012(3).

[3]张宪民.精密装备与精密制造技术[C].2009海峡两岸机械科技论坛论文集,2009.

9.现代教育技术教案 篇九

---鲁教版一年级下册认识人民币

教学目标:

知识与技能:使学生认识人民币,知道人民币的单位元、角、分,知道1元=10角、1角=10分。学生初步知道买商品怎样付钱,并知道根据自己的需要,物品的价格来购买物品。

过程与方法:引导学生进行小组合作,参与购物的实践活动,亲自经历元、角、分的计算过程。

情感、态度与价值观:培养学生参与数学活动的积极性和思维的灵活性,以及与他人合作的态度。

学生特征:

1、一般特征:这个阶段的学生处于培养思维和理解能力的阶段,并不能深刻的理解钱的具体意义这么抽象的知识。利用多媒体以及学生亲身体验可以突破抽象的意义,让学生更加充分地理解钱的意义,从而有效的突破教学难点。

2、入门能力:经过一百以内数的学习加上几年的生活经验,学生初步具备对钱的认识,并通过课前的自由分组以及教具准备对接下来的学习具有强烈的好奇心。

3、学习风格:学生积极上进,活泼开朗,为得到老师和家长的夸奖而努力学习。

教材分析:

本节课的内容是在学生已掌握100以内数的认识及已知道用钱才能买到东西的生活经验的基础上展开教学的,通过本节课的学习,让学生认识人民币并能学会人民币的简单计算。

媒体选择和运用:

多媒体课件、文字补充资料

教学过程:

一、创设情境、激情导入

(多媒体出示超市图)

超市里的商品可真多呀!今天老师也带来了许多的东西,小朋友想要吗?(想)

想要可没那么容易,老师有个规则:你们必须用钱来买。

小朋友们知道在我们国家钱又叫做什么吗?有哪位小朋友知道?(随机抽取举手的小朋友,学生回答人民币)

看来小朋友们对人民币都不陌生。今天,我们就先来认识人民币。(板书:认识人民币)

【这样的设计,符合低年级学生的年龄特点,很快激起他们学习的兴趣。】

二、合作探究、教师引导点拨

(一)认识人民币

小组合作:拿出学具人民币,把你认识的人民币介绍给小组同学听,并说说你是怎么认的?(课件闪动人民币左上角的国徽)。在学生互动大约五分钟后,引导学生认整套人民币:谁还想当小老师,上台介绍你所认识的人民币?(课件出示整套人民币)教师介绍人民币的种类:纸币、硬币。(课件出示不同的1元)

教师提出问题:这张纸币上也有数字1,为什么它是1角而不是1元?(课件出示纸币1元和1角各一张)

小结:认识人民币的方法:我们在认人民币时,不但可以看图案、形状、大小、还可以看数字,更重要的是别忘了数字后面的单位。【小组交流培养了学生沟通与合作的核心素养】

(二)认识1元=10角

(课件出示:羊村长给每只小羊都发了个红包,沸羊羊很得意——红包里有很多张;美羊羊很伤心——只有一张。)

师:沸羊羊的红包里一共有几张这样的1角呢?全班大声地数出来……(课件闪动10张1角)师:10角就是1元,原来1元和10角同样多。咱们安慰安慰美羊羊。(板书:1元=10角)师:暖羊羊也有一个1元的红包。咱们来看看——这是一张5角,一共有几张这样的5角?为什么?(课件出示2张5角)

师:懒羊羊也有1元钱的红包,瞧瞧吧——这是一张2角,一共有几张这样的2角?为什么?(课件出示5张2角)

小结:1元=10角

三、联系实际生活、亲身体验购物 模拟购物:学做小买卖

(小朋友们都去超市买过东西吗?买过。那好,今天我们在课堂上开几个小超市好不好?好。)1)活动要求:小组合作。

课前由学生自己分组,四人一组,其中有一元超市(需要一元,五角,贰角,一角的人民币),一角超市(需要一角,五分,二分,一分的人民币),十元超市(需要十元,五元,二元,一元的人民币),每个学生要在家长的帮助下准备对应的教具人民币,四个人两个组长当营业员,其余的组员当顾客。一个营业员负责卖东西,一个负责收钱、找钱。教师从电脑上分别下载一些商品图片,并打印出来,在每张商品图片上标上价格,活动进行时每个小组分发二十张超市对应的商品图片。各小组在活动时要在买的商品上标上自己付的钱以及找回的钱。2)小组活动

3)请一小组的同学上台展示:你买什么?是怎么付钱的?一共花了多少钱? 4)小组成员买完东西之后由下面同学判定营业员的收钱数目是否正确。

【课前学生自己分组培养了学生自主学习和探究学习的能力,每个人之间交流是对学生沟通合作能力的培养,让学生亲身体验购物,自己标注找的零钱是对问题解决素养的培养】

四、趣味竞猜

课件出示十张具体的商品实物图,让学生大胆猜测价格。

五、畅谈课堂收获、扩展延伸课外

1、这节课玩得开心吗?说说有什么收获?

2、利用星期天,请爸爸妈妈带你们去趟商店,看看刚才那些物品的价钱到底是多少,跟你猜测的是否有差别呢?如果需要的话,用这节课所学的知识亲自去买一买,好吗? 【这样,既便于了解学生对新知识的掌握情况,又能把所学知识延伸课外,紧密联系生活实际。】

10.现代模具制造技术教案 篇十

尊敬的各位评委、各位老师:

大家好!今天我说课的内容是《模拟电子技术基础》第一章第1课时的《半导体基础知识》。下面我将从以下六个方面对本节课的设计加以阐述:

一、说教材的地位与作用

半导体是模拟电路的的主要内容,在模拟电子技术占有重要的地位。半导体技术应用广泛,衍生出很多半导体材料,其中半导体二极管,三极管为模拟电子技术基础的重点,所以本章节为本书籍的最底层,最基础的部分。同时,本章节也让同学认识到模拟电子技术的最原始的理论。

二、教学目标的确定及依据

根据教学大纲要求,结合教材,考虑到学生已有的认知结构心理特征,我制定了如下的教学目标:

(1)知识目标:认识什么是半导体,半导体的材料物理特性,电特性等概念。(2)能力目标:通过类比,让同学们认识到空穴,电子等概念,半导体的工作原理。

(3)情感目标:通过图解法与等效电路法的对比,使学生体验到两种方法能化难为简美妙之处,调动学生学习数学的积极性。

三、教学重点与难点

重点:

1、PN结的单向导电性;

2、PN结的伏安特性; 难点:

1、半导体的导电机理:两种载流子参与导电;

2、掺杂半导体中的多子和少子

3、PN结的形成;

四、教学组织过程

本讲宜教师讲授。用多媒体演示半导体的结构、导电机理、PN结的形成过程及其伏安特性等,便于学生理解和掌握。

五、主要内容

1、半导体及其导电性能

根据物体的导电能力的不同,电工材料可分为三类:导体、半导体和绝缘体。半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料,半导体的电阻率为10-3~10-9 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别:当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化;往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时,会使它的导电能力具有可控性;这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。

2、本征半导体的结构及其导电性能

本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称为“九个9”,它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。

3、半导体的本征激发与复合现象

当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发(也称热激发)。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。

游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。

在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。

4、半导体的导电机理

自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定向运动也可形成空穴电流,因此,在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),这是半导体的特殊性质。空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子(共价键中的束缚电子)依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电,而电子的运动与空穴的运动方向相反,因此认为空穴带正电。

5、杂质半导体

掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体是半导体器件的基本材料。在本征半导体中掺入五价元素(如磷),就形成N型(电子型)半导体;掺入三价元素(如硼、镓、铟等)就形成P型(空穴型)半导体。杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关,掺杂浓度越大、温度越高,其导电能力越强。在N型半导体中,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。多子(自由电子)的数量=正离子数+少子(空穴)的数量 在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。多子(空穴)的数量=负离子数+少子(自由电子)的数量

6、PN结的形成及其单向导电性

半导体中的载流子有两种有序运动:载流子在浓度差作用下的扩散运动和电场作用下的漂移运动。同一块半导体单晶上形成P型和N型半导体区域,在这两个区域的交界处,当多子扩散与少子漂移达到动态平衡时,空间电荷区(亦称为耗尽层或势垒区)的宽度基本上稳定下来,PN结就形成了。

当P区的电位高于N区的电位时,称为加正向电压(或称为正向偏置),此时,PN结导通,呈现低电阻,流过mA级电流,相当于开关闭合;

当N区的电位高于P区的电位时,称为加反向电压(或称为反向偏置),此时,PN结截止,呈现高电阻,流过μA级电流,相当于开关断开。

PN结是半导体的基本结构单元,其基本特性是单向导电性:即当外加电压极性不同时,PN结表现出截然不同的导电性能。

PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。这正是PN结具有单向导电性的具体表现。

7、PN结伏安特性

uUTiISe1结伏安特性方程:PN

UT式中:Is为反向饱和电流;UT为温度电压当量,当T=300K时,≈26mV

u当u>0且u >>UT时,iISeUT,伏安特性呈非线性指数规律 ;,电流基本与u无关;由此亦可说明当u<0且︱u︱>>UT时,PN结具有单向导电性能。

iIS0PN结的反向击穿特性:当PN结的反向电压增大到一定值时,反向电流随电压数值的增加而急剧增大。PN结的反向击穿有两类:齐纳击穿和雪崩击穿。无论发生哪种击穿,若对其电流不加以限制,都可能造成PN结的永久性损坏。

8、PN结温度特性

当温度升高时,PN结的反向电流增大,正向导通电压减小。这也是半导体器件热稳定性差的主要原因。

9、PN结电容效应

PN结具有一定的电容效应,它由两方面的因素决定:一是势垒电容CB,二是扩散电容CD,它们均为非线性电容。

势垒电容是耗尽层变化所等效的电容。势垒电容与PN结的面积、空间电荷区的宽度和外加电压等因素有关。

扩散电容是扩散区内电荷的积累和释放所等效的电容。扩散电容与PN结正向电流和温度等因素有关。

PN结电容由势垒电容和扩散电容组成。PN结正向偏置时,以扩散电容为主;反向偏置时以势垒电容为主。只有在信号频率较高时,才考虑结电容的作用。

六、课堂小结

引导学生进行知识回顾,使学生对本节课有一个整体把握.从两方面进行小结:

(1)认识半导体的工作原理;(2)掌握半导体的PN节特性;

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