機械制造技術基礎緒論

1、Fundamentals ef MechanicalMmu(facturing Technology王芳本章要點機械制造的發(fā)展過程、作用和地位現代機械制造的方法本課程的研究內容和學習方法廣義理解:制逍二生產輸出生產財富有形（產品） 一無形（服務）生產活動是人類賴以生存和發(fā)展的最基本活動從系統(tǒng)的觀點，生產可以定義為將生產要素轉變成生產財 富并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)輸入A生產活動生產要素 一生產寸象（原材料）一生產資料（直接、間接） 一能源一資金轉變效率：生產率二輸出/輸入-勞動力信息（知識、技能、情報）生產的定義CIRP定義：制造包括制造企業(yè)的產品設計、材料選擇、 制造1立、質量保證、管理和營銷

2、一系列有內在聯(lián)系的運 作和jV. Mf 0/*Q 11 IS 1 也I k 宀 口 古 +立土nB 從 gf7國際生產工程科學院(CIRP，The International Academy for Production Engineering)成立于1951年，原名為國際生產工程研究會(International Institution for Production Engineering Research),于2006年改名為國際生產 工程科學院CIRP是機械工程領域學術地位最高的國際學術組織，總部設在法國巴黎。該組織現有來自四十多個國家的145名院士。我國現有CIRP院士4人列為制造業(yè)第

3、一產業(yè)畜牧業(yè)采石業(yè)石油業(yè)第二產業(yè)航天航空紡織、服裝汽車、裝備、重型機械 冶金、鋼鐵、金屬制品 食品、飲料化工、石油精煉計算機、半導體、電器 建筑、建材日用消費品玻璃、陶瓷、造紙 制藥橡膠、塑料制品能源、電力 出版第三產業(yè)銀行、金融服務、保險通訊、資訊教育、醫(yī)療、保健娛樂、旅館、餐飲、旅游 政府法律機構房地產修理與維護商業(yè)（零售、批發(fā)）交通、運輸-7制造技術在產品生產中，使原材料轉化為產品過程所施行的 各種手段的總和，稱為制造技術手段包括運用一定的知識、技能 操縱可以利用的物質、工具采取有效的方法制造技術是制造企業(yè)的技術支柱，是制造企業(yè)持續(xù) 發(fā)展的根本動力美國國家生產力委員會所作的一項調查表明，

4、在企 業(yè)生產力構成中，制造技術的作用約占62%二、機械制造技術的發(fā)展過程作坊式的以手工勞動為主的生產方式17世紀60年代，瓦特改進蒸汽機，標志第一次工業(yè)革命興起 ,工業(yè)化大生產從此開始 18世紀中，麥克斯韋爾建立電磁場理論，電氣化時代開始 20世紀初，福特汽車生產線，泰勒科學管理方法，標志自 動化時代到來（以大量生產為特征一Mass Production）二戰(zhàn)后，計算機、微電子技術尊信息技術及軟科學的發(fā)展,以及市場競爭的加劇和市場需求多樣性的趨勢，使中小批 量生產自動化成為可能，并產生了綜合自動化和許多新的制 造哲理與生產模式 進入21世紀，制造技術向自動化、柔性化、集成化、智能 化、精密化和

5、清潔化的方向發(fā)展目前，發(fā)達國家機械制造技術已經達到相當水平，實 現了機械制造系統(tǒng)自動化產品設計普遍采用計算機輔助設計(CAD)、計算機輔 助產品工程(CAE)和計算機仿真等手段企業(yè)管理采用了科學的規(guī)范化的管理方法和手段在加工技術方面也已實現了底層的自動化，包括廣泛 地采用加工中*卜或數控技術)、自動引導小車(AGV)等近10余年來，發(fā)達國家主要從具有全新制造理念的制 造系統(tǒng)自動化方面尋找岀路，提岀了一系列新的制造系統(tǒng), 如計算機集成制造系統(tǒng)、精良生產、敏捷制造、并行工程 等制造業(yè)是一個國家的立國之本，為人類創(chuàng)造著輝煌的物質文明一個國家的人民要生活得好 就必須生產得好這是美國麻省理工學院的著名學

6、者、教授們經兩 年努力對美國及西歐和東亞一些國家的八個工業(yè)制造 部門進行深入調查、研究后而完成的集體之作“奪回生產優(yōu)勢”（美國制造業(yè)的衰退及對策） 一書中的第一句話國民經濟的支柱產業(yè)，美國68%的財富來源于制造業(yè)；日本，國民經濟總產值的約49%由制造業(yè)提供。世界發(fā)達國家無不具有強大的制造業(yè)美國：約1/4人口直接從事制造業(yè)，其余人口中又有約半 數人所做工作與制造業(yè)有關機械制造業(yè)是制造業(yè)的基礎，是重中之重日本的經驗 由于重視制造業(yè)，特別是汽車制造和微電子制造，二次大 戰(zhàn)后30年時間，發(fā)展成為世界經濟大國 微電子芯片成為美國高技術產品的關鍵元件1991年海灣戰(zhàn)爭結束后，日本人說美國贏得這場戰(zhàn)爭是依

7、靠日本的芯片，是日本的芯片打敗了伊拉克的鋼片瑞士的成功700多萬人口小國第人均國民生產總值世界第一（4.3萬美元以 上） 精密機械的出口量是中國的8倍 瑞士手表瑞士軍刀”諾基亞的神話橡膠鞋引進信息技術生產手機,2000年銷售量占全球市場的37%芬蘭股市值的2/32001年全球收入額250億美元，占該國總出口的1/5美國的教訓在一段相當長時間內忽視了制造技術的發(fā)展，結果導致經濟 衰退，競爭力下降，出現在家電、汽車等行業(yè)不敵日本的局 面A1994年定為美國的制造技術年，并把制造技術作為當年財政 重點扶持的唯一領域 克林頓；先進制造技術列為六次國防美鍵技術之首，美國經 濟連續(xù)8年取得2-3%的增長率

8、，同時保持低的通貨膨脹和失業(yè) 率東南亞經濟危機的啟示經濟基礎放在旅游、金融、房地產、服務業(yè)上，經濟就容 易形成泡沬，一有風吹草動就會產生經濟危機12歐債危機德國先進的制造技術使一個國家的制造業(yè)乃至國民經濟處于有競爭力的地位制造技術是當代科學技術發(fā)展最為活躍的領域，是產品 更新、生產發(fā)展、國際間經濟競爭的重要手段，各工業(yè)化國家紛紛把先進制造技術列為國家的高新關鍵技術和優(yōu)先發(fā)展項目，給予了極大的重視和關注知識經濟新經濟時代電腦與網絡帶來的一切經濟革新/當今電子技術、信息技術的發(fā)展，使傳統(tǒng)的的制造業(yè)革 新了它原來的面目，但絕不是削弱了它的重要地位信息技術促進了敏捷制造的發(fā)展，形成了以虛擬制造和動態(tài)聯(lián)

9、盟為特征的新型制造模式。網絡技術促進了全球化制造的發(fā)展，引發(fā)了制造 業(yè)的重新分工和資源的重新配置。計算機技術促進設計制造數字化，提高了產品創(chuàng) 新能力，縮短了設計周期，降低了產品開發(fā)成本。電子商務技術促進了全球化采購/銷售，降低了采 購與銷售成本，提高了服務質量。制造業(yè)農或的僚刻變革敷g化他機美國B777的應用效果開發(fā)周期：9年一 45年成本降低：25%100 %整機數字化設計世界壟斷與霸主地位虛擬幕墻制造業(yè)農空的像刻變革敎g祀轎車技術趨勢數字化設計制造虛擬樣機全球采購和分銷大規(guī)模定制通用公司應用狀況開發(fā)周期（48月一24月一12月）碰撞試驗（100次一 50次）個性化定單一 3小時通過在線采購

10、降低成本10%產品概念設計GENER/L ARRANGEMENT ENGINEERING DATA產品詳細設計U丄 J壬弓滇I麵t習訊此E址O我國機械制造業(yè)與世界發(fā)達國家的差距發(fā)展迅速，成績矚目存在階段性的差距:產品質量和水平不高，技術開發(fā)能 力不強，基礎元器件和基礎工藝不過關，生產率低下，科 技投入嚴重不足在寶鋼，設備都是國內生產的，但整個系統(tǒng)卻標著SMS （ 德國西馬克）Q整個系統(tǒng)的成套所攝取的附加值一般是 20%以上，也就是說，有20%以上的這種高附加值都被國外 的公司白白拿走了。光纖制造裝備的100%、集成電路芯片制造裝備的85%、大 型成套石油化工裝備的80%、轎車工業(yè)裝備、數控機床

11、、 紡織機械和膠印設備的70%由進口產品占領DVD打火機機械制造業(yè)人均產值僅為發(fā)達國家的幾十分之一 美國的1/25 日本的1/26 德國的1/20O機遇與挑戰(zhàn)困難：技術上落后，資金不足，資源短缺，管理體制、周 邊環(huán)境還存在諸多問題（地方保護，信用危機）機遇：中國已加入WTO,制造業(yè)是為數不多的有競爭優(yōu)勢 的行業(yè)之一，承受著國際市場的巨大壓力。當前世界上正在 進行新一輪的產業(yè)調整，一些產品的制造逐漸向發(fā)展中國家 轉移，我國已經成為許多跨國公司的首選之地，正在成為世 界制造大國，這已經成為不爭的事實機械工業(yè)在信息化中做什么傳統(tǒng)產品信息化用信息技術、高新技術改造傳統(tǒng)產業(yè)傳統(tǒng)產品轉為信息產品開拓新的信

12、息產品信息產業(yè)的制造裝備制造業(yè)所需軟件五、機械制造的方法按照在由原材料或毛坯制造成為零件的過程 中，質量m的變化，可分為：傳統(tǒng)的切削加工方法m=0：鑄造、鍛造等加工方法Am0：快速成形技術，又稱材料累加法五、機械制造的方法機械加工凈成形精密鑄造成形、精密塑性成形、精密注 塑成形切削加工普通加工（微米加工）、精密（亞微米 加工）與超精密加工（納米加工）、高速 加工、數控加工特種加工電火花、激光、超聲波、離子束六、課程的研究內容主要內容金屬切削原理/機械加工方法與切削刀具機械加工與裝配工藝規(guī)程制訂“機床夾具設計原理/機械加工精度丁機械加工表面質量研究什么？ ?毛坯通過什么樣的工藝路線加工成合格零件

13、一制造工藝方法。 選擇和研制什么樣的機床、工藝和裝備一機床工作原理。使用什么樣的刀具刀具的設計與制造。工件的裝夾方法一立位原理。如何檢測加工表面質量，包括精度和加工表面的狀態(tài)機械加工表面質量。需要研究切削加丁機理和切削加工過程小的現象一優(yōu)化加工過程。 零件加工完成后還要考慮機器的裝配方法一裝配工藝。這些就是這門課的學習內容。O課程宗旨掌握：金屬切削過程的基本規(guī)律和機械加工的基本知識 選擇：機械加工方法與機床、刀具、夾具及切削加工參數 具備：制訂機械加工工藝規(guī)程的初步能力 掌握：機械加工精度和表面質量的基本理論和基本知識 具備：分析和解決現場工藝問題的初步能力 了解:機械制造領域的最新成就和發(fā)展趨勢七、課程的特點及學習右法課堂講講授重點、難點自學課程內容20%自學實踐環(huán)節(jié)一作業(yè)、練習、實驗、生產實習、課程設計O考棣方法期末考試一70%作業(yè)20%,其它一10%O課程特點與學習方法綜合性注意聯(lián)系和綜合應用以往所學知識實踐性注意理論聯(lián)系生產實際，重視實踐性環(huán)節(jié)靈活性掌握基本原理，活學活用美日兩國海車產量蠱世界卞場斯占份額O 三、機械制造在國民經濟中的地位東芝事件 T多軸數控機床改進核潛艇性能三、機械制造在國民經濟中的地位知識經濟我國已是世界上第三個獨立展開載人航天活動的國家深