工業(yè)生產(chǎn)過程1概論

1、2014-9-23工業(yè)生產(chǎn)過程工業(yè)生產(chǎn)過程概論概論 ZZQ2014-9-23本節(jié)課內(nèi)容：本節(jié)課內(nèi)容：l明確本課程的內(nèi)容、目標(biāo)以明確本課程的內(nèi)容、目標(biāo)以及教學(xué)安排和教學(xué)方法等及教學(xué)安排和教學(xué)方法等2014-9-23今天的課程學(xué)完后，要求了解：今天的課程學(xué)完后，要求了解： l工業(yè)生產(chǎn)過程的研究內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求，本課程的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果 ；l理論教學(xué)、研討課與實(shí)驗(yàn)課等各教學(xué)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，工業(yè)生產(chǎn)過程課程與其它課程之間的關(guān)系，尤其是與“先進(jìn)制造”二級項(xiàng)目之間的關(guān)系；l各教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排。 2014-9-23研究內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求研究內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求 l“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程是我校推行CDIO教學(xué)后在原“制造技術(shù)

2、基礎(chǔ)”課程基礎(chǔ)上，新推出的一門機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。主要介紹金屬切削過程的基本知識，金屬切削機(jī)床和刀具，工件的定位和夾緊原理，機(jī)械加工表面質(zhì)量和機(jī)械加工精度，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，機(jī)械裝配方法等內(nèi)容。課程的目標(biāo)是使學(xué)生掌握機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)過程的基本理論和知識，了解機(jī)械加工的目的及其實(shí)施手段，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，正確地設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程。 2014-9-23本課程的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果本課程的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果 在專業(yè)知識方面：知識單元知識單元知識點(diǎn)知識點(diǎn)要求要求預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果金屬切削基本理論l工件表面的形成方法和成形運(yùn)動原理l加工表面、切削用量等金屬切削的基本要素

3、l刀具結(jié)構(gòu)、角度、材料、磨損、破損機(jī)理和使用壽命l金屬切削過程的變形、力、熱和溫度等現(xiàn)象L4識別識別成形運(yùn)動成形運(yùn)動：正確識別各種金屬切削機(jī)床的成形運(yùn)動L4概述概述基本基本概念概念：能區(qū)別各種金屬切削基本要素的概念L4選擇選擇刀具刀具：能正確選擇刀具材料L3說明說明現(xiàn)象現(xiàn)象：能正確說明金屬切削過程的各種現(xiàn)象加工裝備知識l金屬切削機(jī)床的分類簡介l各類機(jī)床刀具及砂輪介紹L4選擇選擇機(jī)床機(jī)床：能正確選擇機(jī)床類型L4選擇選擇刀具刀具：能正確選擇刀具類型2014-9-23工件定位與夾緊l六點(diǎn)定位原理和定位誤差分析l工件夾緊與夾具的分類簡介L4分析分析定位誤差定位誤差：能分析工件的定位誤差問題L4識別識別

4、夾緊夾緊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)：正確識別各種夾緊機(jī)構(gòu)加工質(zhì)量與控制l機(jī)械加工表面質(zhì)量l機(jī)械加工精度、加工誤差的分析與控制L4概述概述加工表面質(zhì)量加工表面質(zhì)量概念：概念：能區(qū)別各種加工表面質(zhì)量指標(biāo)的概念L4加工精度控制加工精度控制：能區(qū)別各種加工精度控制的方法零件制造的工藝過程l零件毛坯的制造工藝簡介l先進(jìn)制造工藝簡介l機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)L4概述概述毛坯制造工藝毛坯制造工藝：能區(qū)別各種毛坯制造工藝L2理解理解先進(jìn)制造工藝先進(jìn)制造工藝：能區(qū)別各種先進(jìn)制造工藝L3制定制定機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程：能解決機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)問題機(jī)械裝配工藝l保證裝配精度的方法l裝配工藝規(guī)程簡介L4選擇選擇保證方法保證方法

5、：能正確選擇保證裝配精度的方法L2理解理解裝配工藝規(guī)程裝配工藝規(guī)程：能理解各種裝配工藝規(guī)程相關(guān)問題2014-9-23在在CDIOCDIO能力方面：能力方面： 能力項(xiàng)能力項(xiàng)能力條目能力條目要要求求 預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果解決方法和建議(2.1.5)綜合問題的解決方案分析解決方案的關(guān)鍵結(jié)果和測試數(shù)據(jù)分析并調(diào)整結(jié)果中的偏差形成總結(jié)性建議評估解決問題過程中可以改善的地方L3解決問題的能力：解決問題的能力：能應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)知識與工程基礎(chǔ)知識，實(shí)行工程推理并解決問題。實(shí)驗(yàn)探索(2.2.3) 制定實(shí)驗(yàn)概念和策略，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，分析和報(bào)告實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)L3構(gòu)建并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)構(gòu)建并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：能選擇工藝

6、參數(shù)來構(gòu)建實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，分析和報(bào)告2014-9-23系統(tǒng)思維(2.3.2)在企業(yè)和社會環(huán)境中，找到影響工程問題的因素，選擇并使用解決問題的辦法，構(gòu)建機(jī)械加工工藝系統(tǒng)L2構(gòu)建機(jī)械加工工藝系統(tǒng)構(gòu)建機(jī)械加工工藝系統(tǒng)：能在企業(yè)和社會環(huán)境中，理解應(yīng)用系統(tǒng)思維的方法，找到影響工程問題的因素，選擇并使用解決問題的辦法，完成機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)間和資源的管理(2.4.5)討論任務(wù)安排的主次解釋有效地執(zhí)行任務(wù)L2時(shí)間管控：時(shí)間管控：對各項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行合理的時(shí)間安排，有效高質(zhì)量地完成組建團(tuán)隊(duì) (3.1.1)并進(jìn)行交流(3.2.6)解釋任務(wù)和團(tuán)隊(duì)的工作過程分析每個成員的目標(biāo)實(shí)施有效交流L3合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研討

7、：合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研討：組建小組，并在小組成員中進(jìn)行合理分工，在實(shí)驗(yàn)課和研討課中進(jìn)行有效溝通和合作構(gòu)思和設(shè)計(jì)工程系統(tǒng)(4.3.1)(4.4.2)設(shè)立系統(tǒng)目標(biāo)和要求設(shè)計(jì)過程的解釋與調(diào)整L3設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程：能在企業(yè)和社會環(huán)境中，根據(jù)任務(wù)的要求，進(jìn)行機(jī)械加工工藝過程規(guī)劃，并在有效溝通和調(diào)整后，完成機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2014-9-23課程與教材課程與教材l課程工業(yè)生產(chǎn)過程（制造技術(shù)基礎(chǔ)）l教材機(jī)械制造工程原理 （第二版）2014-9-23機(jī)械機(jī)械制造技術(shù)在工業(yè)中的地位制造技術(shù)在工業(yè)中的地位l國民經(jīng)濟(jì)中的各個部門（如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防國民經(jīng)濟(jì)中的各個部門（如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)、

8、交通運(yùn)輸?shù)龋瑥V泛使用著大量的機(jī)械建設(shè)、交通運(yùn)輸?shù)龋瑥V泛使用著大量的機(jī)械設(shè)備、儀器儀表和工具等裝備。機(jī)械制造技術(shù)設(shè)備、儀器儀表和工具等裝備。機(jī)械制造技術(shù)則是研究用于制造上述機(jī)械產(chǎn)品的加工原理、則是研究用于制造上述機(jī)械產(chǎn)品的加工原理、工藝過程和方法及相應(yīng)設(shè)備的一門工程技術(shù)。工藝過程和方法及相應(yīng)設(shè)備的一門工程技術(shù)。l機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是工機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是工業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)動機(jī)和動力源，是在國業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)動機(jī)和動力源，是在國際競爭中取勝的法寶，是技術(shù)進(jìn)步的主要舞臺，際競爭中取勝的法寶，是技術(shù)進(jìn)步的主要舞臺，是提高人均收入的財(cái)源，是國家安全的保障，

9、是提高人均收入的財(cái)源，是國家安全的保障，是發(fā)展現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。是發(fā)展現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。2014-9-23機(jī)械制造技術(shù)與其它先進(jìn)技術(shù)間的關(guān)系機(jī)械制造技術(shù)與其它先進(jìn)技術(shù)間的關(guān)系 l現(xiàn)代高水平、高質(zhì)量的儀器儀表、醫(yī)療、環(huán)?，F(xiàn)代高水平、高質(zhì)量的儀器儀表、醫(yī)療、環(huán)保等機(jī)械大多是光機(jī)電結(jié)合的信息化產(chǎn)品，如高等機(jī)械大多是光機(jī)電結(jié)合的信息化產(chǎn)品，如高性能的節(jié)水節(jié)能排灌機(jī)械、污水處理設(shè)備、超性能的節(jié)水節(jié)能排灌機(jī)械、污水處理設(shè)備、超聲波掃描檢查儀、高質(zhì)量的聲波掃描檢查儀、高質(zhì)量的X X光透視機(jī)、超聲光透視機(jī)、超聲波碎石機(jī)、核磁共振設(shè)備、高精度血液測定器、波碎石機(jī)、核磁共振設(shè)備、高精度血液測定器、氧氣艙等。這

10、類產(chǎn)品還在飛速發(fā)展中，其中大氧氣艙等。這類產(chǎn)品還在飛速發(fā)展中，其中大多是微電子、微光電子和生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)多是微電子、微光電子和生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)品，如轉(zhuǎn)基因操作設(shè)備、納米醫(yī)療機(jī)器人、微品，如轉(zhuǎn)基因操作設(shè)備、納米醫(yī)療機(jī)器人、微型心臟起博器、微型助聽器、生物芯片等。型心臟起博器、微型助聽器、生物芯片等。2014-9-23機(jī)械制造技術(shù)與其它先進(jìn)技術(shù)間的關(guān)系機(jī)械制造技術(shù)與其它先進(jìn)技術(shù)間的關(guān)系l機(jī)械工業(yè)在這方面發(fā)展的空間很大。而目前我機(jī)械工業(yè)在這方面發(fā)展的空間很大。而目前我國在這方面比較落后，重要的原因是制造技術(shù)國在這方面比較落后，重要的原因是制造技術(shù)有差距。比如，制約我國超大規(guī)模集成電路發(fā)有差距。

11、比如，制約我國超大規(guī)模集成電路發(fā)展的關(guān)鍵就是微電子芯片制造的技術(shù)裝備。目展的關(guān)鍵就是微電子芯片制造的技術(shù)裝備。目前前CPUCPU最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝為英特爾最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝為英特爾美國境內(nèi)美國境內(nèi) 0.032m0.032m的的工藝制程工藝制程 （據(jù)（據(jù)2009-02-122009-02-12報(bào)道）。報(bào)道）。 20112011年年5 5月月5 5日，英特爾公司宣布日，英特爾公司宣布 2222納米制程技納米制程技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，3-D3-D結(jié)構(gòu)晶體管首次問世。而英結(jié)構(gòu)晶體管首次問世。而英特爾特爾20102010年初在大連投產(chǎn)的工廠使用的是年初在大連投產(chǎn)的工廠使用的是0.065m 0.065m

12、生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)工藝。2014-9-23機(jī)械制造技術(shù)與其它先進(jìn)技術(shù)間的關(guān)系機(jī)械制造技術(shù)與其它先進(jìn)技術(shù)間的關(guān)系l制造這類芯片的關(guān)鍵設(shè)備是所謂“三超”設(shè)備：超凈（要求塵埃顆粒直徑小于0.1m，顆粒數(shù)小于0.1個/立方英尺空氣）、超純（有害雜質(zhì)含量達(dá)到十億分之一）、超精（ 深紫外線曝光設(shè)備、 準(zhǔn)分子激光光刻設(shè)備、 電子束和X射線曝光設(shè)備、 達(dá)到原子-納米級的分子束外延和化學(xué)氣相淀積設(shè)備）。l這里涉及的許多內(nèi)容都將在本課程或后續(xù)的特種加工課程中進(jìn)行討論。2014-9-23本課程的本課程的重點(diǎn) l主要討論機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)過程的主要討論機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)過程的兩個主要環(huán)節(jié)：兩個主要環(huán)節(jié)：l機(jī)械零件的機(jī)械加工l

13、機(jī)械或部件的裝配l重點(diǎn)討論零件機(jī)械加工過程中的各重點(diǎn)討論零件機(jī)械加工過程中的各方面問題，和解決這些問題的基本方面問題，和解決這些問題的基本方法。方法。 2014-9-23機(jī)械制造工機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例業(yè)生產(chǎn)實(shí)例l圖示為200MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子l轉(zhuǎn)子凈重約30噸，其鍛造毛坯重達(dá)60-70噸，制造過程中需去除30-40噸金屬材料。2014-9-23機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例l上圖為三峽地下電站第27號機(jī)組轉(zhuǎn)輪l下圖為在哈爾濱電站設(shè)備集團(tuán)公司生產(chǎn)車間內(nèi)，自主研發(fā)的三峽發(fā)電機(jī)組水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪正在焊接中l(wèi)三峽電站共有32臺當(dāng)今世界單機(jī)容量最大的70萬千瓦水電機(jī)組2014-9-23機(jī)械制造工機(jī)械

14、制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例業(yè)生產(chǎn)實(shí)例l圖示為82T型船用曲軸l82T型曲軸長13米，重235噸，為40萬噸礦砂船量身定制，是目前（2011年6月）國內(nèi)研發(fā)成功的規(guī)格和重量最大的曲軸。 2014-9-23機(jī)械制造工機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例業(yè)生產(chǎn)實(shí)例l圖示為國航波音737飛機(jī)l美國波音公司生產(chǎn)一架噴氣式飛機(jī)至少要鉆一百萬個孔。其巨大的機(jī)翼是用整塊鈦鉻合金板在數(shù)控機(jī)床上加工出來的。2014-9-23機(jī)械制造工業(yè)機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例生產(chǎn)實(shí)例2014-9-23注塑機(jī)螺桿的注塑機(jī)螺桿的加工原理圖加工原理圖2014-9-23用齒輪滾齒用齒輪滾齒刀刀在滾齒機(jī)加工蝸輪在滾齒機(jī)加工蝸輪2014-9-23立體照片的原理立體照片的

15、原理2014-9-23立體照片塑料膜的制作立體照片塑料膜的制作2014-9-23機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例2014-9-23校正光路的光學(xué)透鏡校正光路的光學(xué)透鏡2014-9-23光學(xué)校正透鏡的制作光學(xué)校正透鏡的制作2014-9-23計(jì)算機(jī)控制型面誤差修正研磨拋光流程計(jì)算機(jī)控制型面誤差修正研磨拋光流程2014-9-23制作此類曲面需考慮的問題制作此類曲面需考慮的問題2014-9-23本課程的范圍本課程的范圍l金屬切削原理 l金屬切削刀具l金屬切削機(jī)床l機(jī)床夾具原理l機(jī)械制造工藝 l機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)l裝配工藝2014-9-23機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)過程的重點(diǎn)問題機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)過程的重

16、點(diǎn)問題l“工業(yè)生產(chǎn)過程”最重要的特征是工業(yè)化的生產(chǎn)。需要特別強(qiáng)調(diào)的是：本課程中討論的零件機(jī)械加工的過程，與“金工實(shí)習(xí)”時(shí)，單個零件機(jī)械加工的過程，有根本的區(qū)別！l機(jī)械制造的工業(yè)化生產(chǎn)要求高質(zhì)量、高效率、低成本和自動化生產(chǎn)。因此，研究機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)過程的各方面問題 ，很有必要。2014-9-23本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)本課程的教學(xué)環(huán)節(jié) l“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程以課堂教學(xué)為主，以適當(dāng)?shù)难杏憰r(shí)間培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識問題和解決問題的能力；通過實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生鞏固和加深對所學(xué)理論知識的理解；并通過以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的交流能力和團(tuán)隊(duì)精神。包括下列教學(xué)環(huán)節(jié)：l理論教學(xué)理論教學(xué)l研討課研討課l實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)課l各教學(xué)環(huán)節(jié)

17、都是“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程的重要組成部分。2014-9-23本課程的特點(diǎn)本課程的特點(diǎn)l理論與實(shí)踐l上課與研討l教材和雜志l考核與成績2014-9-23理論與實(shí)踐理論與實(shí)踐l本課程是一門綜合性、實(shí)踐性、靈活性較強(qiáng)的課程。它涉及了毛坯制造、金屬材料、熱處理、公差配合等方面知識的應(yīng)用。金屬切削理論和機(jī)械制造工藝知識具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，因此，希望學(xué)習(xí)本課程時(shí)必須重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，即通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、配套的“先進(jìn)制造”二級項(xiàng)目及工廠調(diào)研來更好地體會、加深理解。課堂上講授的僅是基本概念與理論，真正的掌握與應(yīng)用必須在不斷的實(shí)踐理論實(shí)踐的循環(huán)中善于總結(jié)與應(yīng)用。2014-9-23本課程實(shí)踐環(huán)節(jié)本課程實(shí)踐環(huán)節(jié)l本課程實(shí)踐環(huán)

18、節(jié)有課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)課和配套的“先進(jìn)制造”二級項(xiàng)目。l二級項(xiàng)目：“先進(jìn)制造”二級項(xiàng)目是與“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程并行的實(shí)踐項(xiàng)目，要求學(xué)生以小組為單位，按項(xiàng)目任務(wù)書中給定的題目（設(shè)計(jì)在一級項(xiàng)目：“機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造”中已經(jīng)完成細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的各種零件在工業(yè)生產(chǎn)條件下的機(jī)械加工工藝規(guī)程）進(jìn)行設(shè)計(jì)。項(xiàng)目的目標(biāo)是使學(xué)生能正確地設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的交流能力和團(tuán)隊(duì)精神。 2014-9-23與二級項(xiàng)目之間的關(guān)系與二級項(xiàng)目之間的關(guān)系 l“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程討論與零件的機(jī)械加工有關(guān)系的各方面問題。而“先進(jìn)制造”二級項(xiàng)目則是在實(shí)際課題中來具體解決這些問題?！肮I(yè)生產(chǎn)過程”課程是“先進(jìn)制造”二級項(xiàng)目的理論基礎(chǔ)，“先

19、進(jìn)制造”二級項(xiàng)目是“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程基礎(chǔ)理論的實(shí)際應(yīng)用。 2014-9-23與特種加工課程之間的關(guān)系與特種加工課程之間的關(guān)系l“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程是一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。重點(diǎn)討論零件機(jī)械加工過程中的各方面問題，和解決這些問題的基本方法。具體講，主要是介紹工業(yè)化的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)在高年級還將開出一門選修的專業(yè)課：“特種加工”，具體介紹各種“特種”即非傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法，目標(biāo)是拓寬學(xué)生的知識面。 2014-9-23教材和雜志教材和雜志l“工業(yè)生產(chǎn)過程”課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，教科書更新速度較慢，建議逐步培養(yǎng)看專業(yè)雜志的習(xí)慣，時(shí)刻關(guān)注機(jī)械制造技術(shù)的前沿發(fā)展。 2014-9-23與本課程有關(guān)的國內(nèi)雜志與本課程有關(guān)的國內(nèi)雜志機(jī)械工程學(xué)報(bào)制造技術(shù)與機(jī)床工具技術(shù)；金剛石與磨料磨具工程模具技術(shù)；模具工業(yè)；電加工與模具2014-9-23與本課程有關(guān)的國外雜志與本課程有關(guān)的國外雜志Annals of the CIRPInternational Journal of Machine Tools & ManufactureJournal of M