機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)緒論

1、Fundamentals ef MechanicalMmu(facturing Technology王芳本章要點(diǎn)機(jī)械制造的發(fā)展過程、作用和地位現(xiàn)代機(jī)械制造的方法本課程的研究內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法廣義理解:制逍二生產(chǎn)輸出生產(chǎn)財(cái)富有形（產(chǎn)品） 一無形（服務(wù)）生產(chǎn)活動(dòng)是人類賴以生存和發(fā)展的最基本活動(dòng)從系統(tǒng)的觀點(diǎn)，生產(chǎn)可以定義為將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)財(cái) 富并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)輸入A生產(chǎn)活動(dòng)生產(chǎn)要素 一生產(chǎn)寸象（原材料）一生產(chǎn)資料（直接、間接） 一能源一資金轉(zhuǎn)變效率：生產(chǎn)率二輸出/輸入-勞動(dòng)力信息（知識(shí)、技能、情報(bào)）生產(chǎn)的定義CIRP定義：制造包括制造企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料選擇、 制造1立、質(zhì)量保證、管理和營銷

2、一系列有內(nèi)在聯(lián)系的運(yùn) 作和jV. Mf 0/*Q 11 IS 1 也I k 宀 口 古 +立土nB 從 gf7國際生產(chǎn)工程科學(xué)院(CIRP，The International Academy for Production Engineering)成立于1951年，原名為國際生產(chǎn)工程研究會(huì)(International Institution for Production Engineering Research),于2006年改名為國際生產(chǎn) 工程科學(xué)院CIRP是機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)地位最高的國際學(xué)術(shù)組織，總部設(shè)在法國巴黎。該組織現(xiàn)有來自四十多個(gè)國家的145名院士。我國現(xiàn)有CIRP院士4人列為制造業(yè)第

3、一產(chǎn)業(yè)畜牧業(yè)采石業(yè)石油業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空紡織、服裝汽車、裝備、重型機(jī)械 冶金、鋼鐵、金屬制品 食品、飲料化工、石油精煉計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、電器 建筑、建材日用消費(fèi)品玻璃、陶瓷、造紙 制藥橡膠、塑料制品能源、電力 出版第三產(chǎn)業(yè)銀行、金融服務(wù)、保險(xiǎn)通訊、資訊教育、醫(yī)療、保健娛樂、旅館、餐飲、旅游 政府法律機(jī)構(gòu)房地產(chǎn)修理與維護(hù)商業(yè)（零售、批發(fā)）交通、運(yùn)輸-7制造技術(shù)在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的 各種手段的總和，稱為制造技術(shù)手段包括運(yùn)用一定的知識(shí)、技能 操縱可以利用的物質(zhì)、工具采取有效的方法制造技術(shù)是制造企業(yè)的技術(shù)支柱，是制造企業(yè)持續(xù) 發(fā)展的根本動(dòng)力美國國家生產(chǎn)力委員會(huì)所作的一項(xiàng)調(diào)查表明，

4、在企 業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用約占62%二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展過程作坊式的以手工勞動(dòng)為主的生產(chǎn)方式17世紀(jì)60年代，瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)，標(biāo)志第一次工業(yè)革命興起 ,工業(yè)化大生產(chǎn)從此開始 18世紀(jì)中，麥克斯韋爾建立電磁場理論，電氣化時(shí)代開始 20世紀(jì)初，福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標(biāo)志自 動(dòng)化時(shí)代到來（以大量生產(chǎn)為特征一Mass Production）二戰(zhàn)后，計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)尊信息技術(shù)及軟科學(xué)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(chǎn)自動(dòng)化成為可能，并產(chǎn)生了綜合自動(dòng)化和許多新的制 造哲理與生產(chǎn)模式 進(jìn)入21世紀(jì)，制造技術(shù)向自動(dòng)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(dá)國家機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)水平，實(shí) 現(xiàn)了機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)普遍采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔 助產(chǎn)品工程(CAE)和計(jì)算機(jī)仿真等手段企業(yè)管理采用了科學(xué)的規(guī)范化的管理方法和手段在加工技術(shù)方面也已實(shí)現(xiàn)了底層的自動(dòng)化，包括廣泛 地采用加工中*卜或數(shù)控技術(shù))、自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV)等近10余年來，發(fā)達(dá)國家主要從具有全新制造理念的制 造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找岀路，提岀了一系列新的制造系統(tǒng), 如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、精良生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程 等制造業(yè)是一個(gè)國家的立國之本，為人類創(chuàng)造著輝煌的物質(zhì)文明一個(gè)國家的人民要生活得好 就必須生產(chǎn)得好這是美國麻省理工學(xué)院的著名學(xué)

6、者、教授們經(jīng)兩 年努力對(duì)美國及西歐和東亞一些國家的八個(gè)工業(yè)制造 部門進(jìn)行深入調(diào)查、研究后而完成的集體之作“奪回生產(chǎn)優(yōu)勢”（美國制造業(yè)的衰退及對(duì)策） 一書中的第一句話國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，美國68%的財(cái)富來源于制造業(yè)；日本，國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的約49%由制造業(yè)提供。世界發(fā)達(dá)國家無不具有強(qiáng)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(shù)人所做工作與制造業(yè)有關(guān)機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ)，是重中之重日本的經(jīng)驗(yàn) 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(shí)間，發(fā)展成為世界經(jīng)濟(jì)大國 微電子芯片成為美國高技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵元件1991年海灣戰(zhàn)爭結(jié)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(chǎn)總值世界第一（4.3萬美元以 上） 精密機(jī)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(jìn)信息技術(shù)生產(chǎn)手機(jī),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(xùn)在一段相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)忽視了制造技術(shù)的發(fā)展，結(jié)果導(dǎo)致經(jīng)濟(jì) 衰退，競爭力下降，出現(xiàn)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(shù)年，并把制造技術(shù)作為當(dāng)年財(cái)政 重點(diǎn)扶持的唯一領(lǐng)域 克林頓；先進(jìn)制造技術(shù)列為六次國防美鍵技術(shù)之首，美國經(jīng) 濟(jì)連續(xù)8年取得2-3%的增長率

8、，同時(shí)保持低的通貨膨脹和失業(yè) 率東南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)的啟示經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)放在旅游、金融、房地產(chǎn)、服務(wù)業(yè)上，經(jīng)濟(jì)就容 易形成泡沬，一有風(fēng)吹草動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)危機(jī)12歐債危機(jī)德國先進(jìn)的制造技術(shù)使一個(gè)國家的制造業(yè)乃至國民經(jīng)濟(jì)處于有競爭力的地位制造技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域，是產(chǎn)品 更新、生產(chǎn)發(fā)展、國際間經(jīng)濟(jì)競爭的重要手段，各工業(yè)化國家紛紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國家的高新關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目，給予了極大的重視和關(guān)注知識(shí)經(jīng)濟(jì)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代電腦與網(wǎng)絡(luò)帶來的一切經(jīng)濟(jì)革新/當(dāng)今電子技術(shù)、信息技術(shù)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(shù)促進(jìn)了敏捷制造的發(fā)展，形成了以虛擬制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)

9、盟為特征的新型制造模式。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)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(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)設(shè)計(jì)制造數(shù)字化，提高了產(chǎn)品創(chuàng) 新能力，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。電子商務(wù)技術(shù)促進(jìn)了全球化采購/銷售，降低了采 購與銷售成本，提高了服務(wù)質(zhì)量。制造業(yè)農(nóng)或的僚刻變革敷g化他機(jī)美國B777的應(yīng)用效果開發(fā)周期：9年一 45年成本降低：25%100 %整機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)世界壟斷與霸主地位虛擬幕墻制造業(yè)農(nóng)空的像刻變革敎g祀轎車技術(shù)趨勢數(shù)字化設(shè)計(jì)制造虛擬樣機(jī)全球采購和分銷大規(guī)模定制通用公司應(yīng)用狀況開發(fā)周期（48月一24月一12月）碰撞試驗(yàn)（100次一 50次）個(gè)性化定單一 3小時(shí)通過在線采購

10、降低成本10%產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)GENER/L ARRANGEMENT ENGINEERING DATA產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)U丄 J壬弓滇I麵t習(xí)訊此E址O我國機(jī)械制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國家的差距發(fā)展迅速，成績矚目存在階段性的差距:產(chǎn)品質(zhì)量和水平不高，技術(shù)開發(fā)能 力不強(qiáng)，基礎(chǔ)元器件和基礎(chǔ)工藝不過關(guān)，生產(chǎn)率低下，科 技投入嚴(yán)重不足在寶鋼，設(shè)備都是國內(nèi)生產(chǎn)的，但整個(gè)系統(tǒng)卻標(biāo)著SMS （ 德國西馬克）Q整個(gè)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(shù)控機(jī)床

11、、 紡織機(jī)械和膠印設(shè)備的70%由進(jìn)口產(chǎn)品占領(lǐng)DVD打火機(jī)機(jī)械制造業(yè)人均產(chǎn)值僅為發(fā)達(dá)國家的幾十分之一 美國的1/25 日本的1/26 德國的1/20O機(jī)遇與挑戰(zhàn)困難：技術(shù)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(hù)，信用危機(jī)）機(jī)遇：中國已加入WTO,制造業(yè)是為數(shù)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(dāng)前世界上正在 進(jìn)行新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，一些產(chǎn)品的制造逐漸向發(fā)展中國家 轉(zhuǎn)移，我國已經(jīng)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(jīng)成為不爭的事實(shí)機(jī)械工業(yè)在信息化中做什么傳統(tǒng)產(chǎn)品信息化用信息技術(shù)、高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)為信息產(chǎn)品開拓新的信

12、息產(chǎn)品信息產(chǎn)業(yè)的制造裝備制造業(yè)所需軟件五、機(jī)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(zhì)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(shù)，又稱材料累加法五、機(jī)械制造的方法機(jī)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(shù)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(nèi)容主要內(nèi)容金屬切削原理/機(jī)械加工方法與切削刀具機(jī)械加工與裝配工藝規(guī)程制訂“機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理/機(jī)械加工精度丁機(jī)械加工表面質(zhì)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(jī)床、工藝和裝備一機(jī)床工作原理。使用什么樣的刀具刀具的設(shè)計(jì)與制造。工件的裝夾方法一立位原理。如何檢測加工表面質(zhì)量，包括精度和加工表面的狀態(tài)機(jī)械加工表面質(zhì)量。需要研究切削加丁機(jī)理和切削加工過程小的現(xiàn)象一優(yōu)化加工過程。 零件加工完成后還要考慮機(jī)器的裝配方法一裝配工藝。這些就是這門課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。O課程宗旨掌握：金屬切削過程的基本規(guī)律和機(jī)械加工的基本知識(shí) 選擇：機(jī)械加工方法與機(jī)床、刀具、夾具及切削加工參數(shù) 具備：制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的初步能力 掌握：機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識(shí) 具備：分析和解決現(xiàn)場工藝問題的初步能力 了解:機(jī)械制造領(lǐng)域的最新成就和發(fā)展趨勢七、課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)右法課堂講講授重點(diǎn)、難點(diǎn)自學(xué)課程內(nèi)容20%自學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)一作業(yè)、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)O考棣方法期末考試一70%作業(yè)20%,其它一10%O課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法綜合性注意聯(lián)系和綜合應(yīng)用以往所學(xué)知識(shí)實(shí)踐性注意理論聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)靈活性掌握基本原理，活學(xué)活用美日兩國海車產(chǎn)量蠱世界卞場斯占份額O 三、機(jī)械制造在國民經(jīng)濟(jì)中的地位東芝事件 T多軸數(shù)控機(jī)床改進(jìn)核潛艇性能三、機(jī)械制造在國民經(jīng)濟(jì)中的地位知識(shí)經(jīng)濟(jì)我國已是世界上第三個(gè)獨(dú)立展開載人航天活動(dòng)的國家深