機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課件第1第2章

?機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)?主講人：魏永庚1第一章

緒論第二章機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法第三章金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)第四章工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)目錄2第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第六章物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)目錄3制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的重要支柱,標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力的水平。

它主要是為國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域提供合格的產(chǎn)品，它所創(chuàng)造的產(chǎn)值約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的百分之七十。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的核心。他擔(dān)負(fù)著為其他領(lǐng)域提供高水平機(jī)械裝備的重要任務(wù)，這主要包括：機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用4●農(nóng)業(yè)機(jī)械●動(dòng)力機(jī)械●運(yùn)輸機(jī)械●礦山機(jī)械●化工機(jī)械●林業(yè)與木工機(jī)械●食品機(jī)械●醫(yī)療機(jī)械●紡織機(jī)械●服裝機(jī)械●制造裝備5

1緒論第一節(jié)

機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用第二節(jié)

機(jī)械制造裝備應(yīng)具備的主要功能第三節(jié)

機(jī)械制造裝備的分類(lèi)第四節(jié)

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備61.1機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)歸根到底是各國(guó)制造生產(chǎn)能力的競(jìng)爭(zhēng)。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的核心，其生產(chǎn)能力和開(kāi)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的程度，而機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度?！澳脕?lái)主義〞不能形成制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)展先進(jìn)的裝備制造技術(shù)刻不容緩，是實(shí)現(xiàn)向“制造強(qiáng)國(guó)〞跨越的必由之路。機(jī)床及其它制造裝備是機(jī)械制造技術(shù)的重要載體。開(kāi)展機(jī)械制造裝備的戰(zhàn)略意義第一章

緒論7制造模式的演變過(guò)程及開(kāi)展趨勢(shì)第一章

緒論1.1機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用8機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)▲20世紀(jì)20年代——生產(chǎn)軍火——主要采用不計(jì)本錢(qián)的生產(chǎn)模式?！?0世紀(jì)50年代——為了降低本錢(qián)、提高效率，采用大量生產(chǎn)模式?！?0世紀(jì)70年代——生產(chǎn)模式的根本原那么是“消滅一切浪費(fèi)〞，代表的公司是日本的豐田公司，后來(lái)被美國(guó)麻省理工學(xué)院總結(jié)成為：精益生產(chǎn)的制造模式。機(jī)械制造業(yè)的開(kāi)展歷程9機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)▲20世紀(jì)80年代，隨著人們生活水平的提高，對(duì)產(chǎn)品的需求更加多樣化，出現(xiàn)了單項(xiàng)的先進(jìn)制造技術(shù)?！裼?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)●計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)(CAM)●計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)10機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●制造資源規(guī)劃(MRP)●成組技術(shù)(GT)●并行工程(CE)●柔性制造系統(tǒng)〔單元〕(FMS)●全面質(zhì)量管理(TQC)11機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)

計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)制造相結(jié)合，進(jìn)行產(chǎn)品的各種設(shè)計(jì)，例如，各種造型軟件。

12機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)(CAM)在機(jī)械制造業(yè)中，利用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)通過(guò)各種數(shù)值控制機(jī)床和設(shè)備，自動(dòng)完成離散產(chǎn)品的加工、裝配、檢測(cè)和包裝等制造過(guò)程。簡(jiǎn)稱(chēng)cam。除cam的狹義定義外，還有一個(gè)廣義的定義：“通過(guò)直接的或間接的計(jì)算機(jī)與企業(yè)的物質(zhì)資源或人力資源的聯(lián)接界面，把計(jì)算機(jī)技術(shù)有效地應(yīng)用于企業(yè)的管理、控制和加工操作。〞按照這一定義，計(jì)算機(jī)輔助制造包括企業(yè)生產(chǎn)信息管理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)、制造3局部。計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)、制造又包括連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制和離散零件自動(dòng)制造兩種計(jì)算機(jī)控制方式。采用計(jì)算機(jī)輔助制造零件、部件，可改善對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和品種多變的適應(yīng)能力，提高加工速度和生產(chǎn)自動(dòng)化水平，縮短加工準(zhǔn)備時(shí)間，降低生產(chǎn)本錢(qián)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和批量生產(chǎn)的勞動(dòng)生產(chǎn)率。13機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(ComputerAidedProcessPlanning，簡(jiǎn)稱(chēng)CAPP)是通過(guò)向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的原始數(shù)據(jù)，加工條件和加工要求，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行編碼，編程直至最后輸出經(jīng)過(guò)優(yōu)化的工藝規(guī)程卡片的過(guò)程。這項(xiàng)工作需要有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行復(fù)雜的規(guī)劃，并借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)以及專(zhuān)家系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃常是聯(lián)結(jié)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)的橋梁。14機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●制造資源規(guī)劃(MRP)它是ManufacturingResourcePlanning的英文縮寫(xiě)，它是以物料需求方案MRP(MaterialsRequirementsPlanning)為核心，覆蓋企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)所有領(lǐng)域、有效利用資源的生產(chǎn)管理思想和方法的人機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。幾乎所有的企業(yè)所追求的根本運(yùn)營(yíng)目標(biāo)都是要以最少的資金投入而獲得最大的利潤(rùn)。追求這一目標(biāo)的結(jié)果使制造業(yè)產(chǎn)生了諸多的問(wèn)題，其主要表現(xiàn)在：

(1)生產(chǎn)方案的合理性；

(2)庫(kù)存的合理管理；

(3)設(shè)備的充分利用;

(4)作業(yè)的均衡安排；

(5)財(cái)務(wù)狀況的及時(shí)分析。15機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●成組技術(shù)(GT)(GT為GroupTechnology)，它主要針對(duì)解決提高多品種小批量生產(chǎn)中生產(chǎn)率問(wèn)題。根本思想是用GT解決MRP－II未考慮作業(yè)如何分配，未考慮按零件或按工序分組進(jìn)行生產(chǎn)的弱點(diǎn)。同時(shí)，用MRP－II彌補(bǔ)了GT無(wú)法直接滿(mǎn)足生產(chǎn)上一些實(shí)際、重要的問(wèn)題，到達(dá)取長(zhǎng)補(bǔ)短，它是一個(gè)適用于多品種小批量生產(chǎn)的有效的生產(chǎn)方案和控制系統(tǒng)。16機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●并行工程(CE)〔ConcurrentEngineering即CE〕是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要開(kāi)展方向，是一種系統(tǒng)方法，它以集成的并行方式設(shè)計(jì)產(chǎn)品極其相關(guān)過(guò)程，包括對(duì)制造過(guò)程、支持過(guò)程的設(shè)計(jì)。CE方法的主要目的是要使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員從一開(kāi)始就考慮到從概念形成到投放市場(chǎng)的整個(gè)產(chǎn)品全壽命周期中質(zhì)量、本錢(qián)、開(kāi)發(fā)時(shí)間和用戶(hù)需求等有關(guān)組成因素。CE的實(shí)質(zhì)就是在TQCS〔即時(shí)間、質(zhì)量、本錢(qián)、效勞〕方面提高企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。17機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●柔性制造系統(tǒng)〔單元〕(FMS)是一組數(shù)控機(jī)床和其他自動(dòng)化的工藝設(shè)備，由計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)和物料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的整體。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信息流三個(gè)子系統(tǒng)組成。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem)。采用FMS的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果是：能按裝配作業(yè)配套需要，及時(shí)安排所需零件的加工，實(shí)現(xiàn)及時(shí)生產(chǎn)，從而減少毛坯和在制品的庫(kù)存量，及相應(yīng)的流動(dòng)資金占用量，縮短生產(chǎn)周期；提高設(shè)備的利用率，減少設(shè)備數(shù)量和廠(chǎng)房面積；減少直接勞動(dòng)力，在少人看管條件下可實(shí)現(xiàn)晝夜24小時(shí)的連續(xù)“無(wú)人化生產(chǎn)〞；提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。18機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)進(jìn)入90年代，隨著信息技術(shù)的開(kāi)展，全球經(jīng)濟(jì)打破了地域經(jīng)濟(jì)的束縛?？焖夙憫?yīng)市場(chǎng)成為制造業(yè)開(kāi)展的主要方向●敏捷制造●精益—敏捷—柔性●快速可重組制造19機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)●敏捷制造敏捷制造目前尚無(wú)統(tǒng)一、公認(rèn)的定義，一般可以這樣認(rèn)為：敏捷制造是在“競(jìng)爭(zhēng)—合作/協(xié)同〞機(jī)制作用下，企業(yè)通過(guò)與市場(chǎng)/用戶(hù)、合作伙伴等方面具有以下特點(diǎn)。

敏捷制造思想的出發(fā)點(diǎn)是基于對(duì)產(chǎn)品和市場(chǎng)的綜合分析，具體包括：市場(chǎng)/用戶(hù)是誰(shuí)；市場(chǎng)/用戶(hù)需要什么；企業(yè)對(duì)市場(chǎng)做出快速響應(yīng)是否值得；如果企業(yè)做出快速響應(yīng)，能否獲取利益。20●快速原型技術(shù)(RapidPrototyping，RP)RP可迅速地將設(shè)計(jì)思想物化產(chǎn)品原型或直接制成零件，以便對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行早期檢驗(yàn)或?qū)Ξa(chǎn)品性能進(jìn)行早期測(cè)試，從而使制造過(guò)程的反復(fù)大為減少?！裉摂M制造技術(shù)(VirtualManu—facturing，VM)VM是仿真技術(shù)的擴(kuò)展，它以計(jì)算機(jī)支持的數(shù)字多媒體技術(shù)為根底，對(duì)全部制造活動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)字化建模和仿真，從而更有效、更經(jīng)濟(jì)、柔性靈活地組織生產(chǎn)，到達(dá)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和本錢(qián)的最小化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化，生產(chǎn)效率的最高化。21●準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)(JustInTime，JIT)、精益生產(chǎn)(LP)原那么、全面質(zhì)量管理(TotalQualityManagement，TQM)開(kāi)始出現(xiàn)。制造業(yè)包括制造技術(shù)與制造管理兩局部工作，制造技術(shù)水平?jīng)Q定著制造管理方式并推動(dòng)其變革；反之，制造管理方式又影響著制造技術(shù)的進(jìn)步?！?0世紀(jì)90年代初，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)、模糊邏輯(FL)、遺傳算法(GA)為代表的新一代計(jì)算智能技術(shù)補(bǔ)充了符號(hào)智能的缺乏，使制造過(guò)程各環(huán)節(jié)中制造知識(shí)的獲取、表示、存儲(chǔ)和推理成為可能，因此表達(dá)制造系統(tǒng)化、自動(dòng)化和智能化綜合開(kāi)展的智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)(IMT＆IMS)的研究與開(kāi)發(fā)，在世界范圍內(nèi)蓬勃興起。22制造模式的演變過(guò)程及開(kāi)展趨勢(shì)以用戶(hù)的需求為中心；制造的戰(zhàn)略重點(diǎn)是時(shí)間和速度，并兼顧質(zhì)量和品種；以柔性、精益和敏捷作為競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)；技術(shù)進(jìn)步、人因改善和組織創(chuàng)新是三項(xiàng)并重的根底工作；實(shí)現(xiàn)資源快速有效集成是其中心任務(wù)，集成對(duì)象涉及技術(shù)、人、組織和管理等，應(yīng)在企業(yè)之間、制造過(guò)程和作業(yè)等不同層次上分別實(shí)施相應(yīng)的資源集成；組織形式采用如虛擬公司在內(nèi)的多種類(lèi)型。第一章

緒論1.1機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用23我國(guó)制造業(yè)的開(kāi)展現(xiàn)狀我國(guó)機(jī)械制造裝備模式根本上為國(guó)外60-70年代的水平，根本上是通用機(jī)床加專(zhuān)用工藝裝備，自動(dòng)化程度低；已建立起門(mén)類(lèi)齊全、相當(dāng)規(guī)模的制造業(yè)體系，制造技術(shù)已有相當(dāng)根底。我國(guó)是制造大國(guó)制造業(yè)從業(yè)人員8307萬(wàn)人；占全國(guó)工業(yè)從業(yè)人員的90.7％；我國(guó)還不是制造強(qiáng)國(guó)70%的轎車(chē)工業(yè)裝備、85%的集成電路制造裝備和100%的光纖制造裝備依賴(lài)進(jìn)口。我國(guó)是最大的機(jī)床進(jìn)口國(guó)。第一章

緒論1.1機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用24國(guó)際先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)水平精度:復(fù)雜零件加工精度1微米10微米效率:高速加工進(jìn)給速度100米/分加速度2g20米/分0.2g可靠性:數(shù)控機(jī)床平均無(wú)故障時(shí)間3000小時(shí)450小時(shí)我國(guó)的制造技術(shù)和制造能力落后于世界先進(jìn)水平，制造技術(shù)的差距突出表現(xiàn)在：如何實(shí)現(xiàn)更好、更快、更可靠的制造？

1.1.3我國(guó)制造業(yè)的開(kāi)展現(xiàn)狀第一章

緒論1.1機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用251.1.3我國(guó)制造業(yè)的開(kāi)展現(xiàn)狀第一章

緒論飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的關(guān)鍵技術(shù)

單晶定向凝固單晶是指物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部是一個(gè)單一晶相結(jié)晶方向與受力方向一致;多晶容易斷裂.

目前興旺國(guó)家航空發(fā)動(dòng)機(jī)的大修間隔均能到達(dá)1萬(wàn)小時(shí)以上;國(guó)內(nèi)根本在900小時(shí)以?xún)?nèi).國(guó)內(nèi)外差距關(guān)鍵是渦輪和壓氣機(jī)葉片，在高溫和強(qiáng)氣流條件下老化、斷裂、蠕動(dòng);發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承等.

1.1機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用261.2機(jī)械制造裝備的主要功能

一般的功能要求

柔性化精密化自動(dòng)化機(jī)電一體化節(jié)材符合工業(yè)工程要求符合綠色工程要求第一章

緒論原來(lái)機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的要求這么多！271.2.1一般的功能要求1．加工精度方面的要求加工精度是指加工后零件對(duì)理想尺寸、形狀和位置的符合程度，一般包括尺寸精度、外表形狀精度、相互位置精度和外表粗糙度等。滿(mǎn)足加工精度方面的要求應(yīng)是機(jī)械制造裝備最根本的要求。影響機(jī)械制造裝備加工精度的因素很多，與機(jī)械制造裝備本身有關(guān)的因素有其幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度、定位精度和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性等。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能281.2.1一般的功能要求2．強(qiáng)度、剛度和抗振性方面的要求為了提高加工效率，切削速度越來(lái)越高，切削力越來(lái)越大，機(jī)械制造裝備應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗振性。提高強(qiáng)度、剛度和抗振性不能一味地加大制造裝備零部件的尺寸和重量，成為“傻、大、黑、粗〞的產(chǎn)品。應(yīng)利用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料，對(duì)主要零件和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，在不增加或少增加重量的前提下，使裝備的強(qiáng)度、剛度和抗振性滿(mǎn)足規(guī)定的要求。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能291.2.1一般的功能要求3．加工穩(wěn)定性方面的要求

機(jī)械制造裝備在使用過(guò)程中，受到切削熱、摩擦熱、環(huán)境熱等的影響，會(huì)產(chǎn)生熱變形，影響加工性能的穩(wěn)定性。對(duì)于自動(dòng)化程度較高的機(jī)械制造裝備，加工穩(wěn)定性方面的要求尤為重要。提高加工穩(wěn)定性的措施是減少發(fā)熱量，散熱和隔熱，均熱、熱補(bǔ)償、控制環(huán)境溫度等。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能30車(chē)床刀架變形曲線(xiàn)ΔX（μm）10203040500123F（KN）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h0

1

2

3

450150100200位移

/μm20406080溫升/℃ΔYΔX前軸承溫升車(chē)床受熱變形形態(tài)車(chē)床溫升與變形曲線(xiàn)車(chē)刀熱變形曲線(xiàn)τ(min)連續(xù)切削升溫曲線(xiàn)冷卻曲線(xiàn)間斷切削升溫曲線(xiàn)ξ（μm）ξmaxτb0τc0.63ξmax1.2.1一般的功能要求第一章

緒論加工穩(wěn)定性方面的要求1.2機(jī)械制造裝備的主要功能311.2.1一般的功能要求4．耐用度方面的要求

機(jī)械制造裝備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用，因零件磨損、間隙增大，原始工作精度將逐漸喪失。對(duì)于加工精度要求很高的機(jī)械制造裝備，耐用度方面的要求尤為重要。提高耐用度應(yīng)從設(shè)計(jì)、工藝、材料、熱處理和使用等多方面綜合考慮。從設(shè)計(jì)角度，提高耐用度的主要措施包括減少磨損、均勻磨損、磨損補(bǔ)償?shù)?。第一?/p>

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能321.2.1一般的功能要求5．技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的要求投入機(jī)械制造裝備上的費(fèi)用將分?jǐn)偟疆a(chǎn)品本錢(qián)中去。如產(chǎn)品產(chǎn)量很大，分?jǐn)偟矫總€(gè)產(chǎn)品的費(fèi)用較少。反之，產(chǎn)品的產(chǎn)量較少，甚至是單件，過(guò)大地在機(jī)械制造裝備上投資，將大幅度地提高產(chǎn)品的本錢(qián)，削弱產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此不應(yīng)盲目地追求機(jī)械制造裝備的技術(shù)先進(jìn)程度，無(wú)方案地加大投入，而應(yīng)該進(jìn)行仔細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確定機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)和選購(gòu)方面的指導(dǎo)方針。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能331.2.2柔性化柔性化即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化和功能柔性化。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)方法和機(jī)電一體化技術(shù)，只需對(duì)結(jié)構(gòu)作少量的重組和修改，或修改軟件，就可以快速地推出滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的、具有不同功能的新產(chǎn)品。功能柔性化是指只需進(jìn)行少量的調(diào)整或修改軟件，就可以方便地改變產(chǎn)品或系統(tǒng)的運(yùn)行功能，以滿(mǎn)足不同的加工需要。數(shù)控機(jī)床、柔性制造單元或系統(tǒng)具有較高的功能柔性化程度。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能341.2.2柔性化在柔性制造系統(tǒng)中，不同工件可以同時(shí)上線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)混流加工。這類(lèi)加工裝備投資極大，研制周期長(zhǎng)，使用維護(hù)涉及的技術(shù)難度大，應(yīng)通過(guò)認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析認(rèn)為有利可圖時(shí)才可考慮采用。要實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造裝備的柔性化不一定非要采用柔性制造單元或系統(tǒng)。專(zhuān)用機(jī)床，包括組合機(jī)床及其組成的生產(chǎn)線(xiàn)也可設(shè)計(jì)成具有一定的柔性。其柔性表現(xiàn)在機(jī)床可進(jìn)行調(diào)整以滿(mǎn)足不同工件的加工。調(diào)整方法如采用備用主軸、位置可調(diào)主軸、工夾量具成組化、工作程序軟件化和局部動(dòng)作實(shí)現(xiàn)數(shù)控化等。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能351.2.3精密化隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化，對(duì)產(chǎn)品技術(shù)性能的要求越來(lái)越苛刻，制造精度的要求越來(lái)越高。為提高產(chǎn)品的質(zhì)量，許多工廠(chǎng)還不斷地壓縮工件制造的公差帶，機(jī)械制造裝備的精密化成為普遍開(kāi)展的趨勢(shì)，從微米級(jí)開(kāi)展到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)。采用誤差補(bǔ)償技術(shù)可提高機(jī)械制造裝備自身的精度。誤差補(bǔ)償技術(shù)可以是機(jī)械式的，如采用的校正尺或校正凸輪等。較先進(jìn)的是采用數(shù)字化技術(shù)，將誤差的數(shù)學(xué)模型存人計(jì)算機(jī)。在加工時(shí)，算出將產(chǎn)生的綜合誤差，然后由誤差補(bǔ)償裝置按算出的綜合誤差進(jìn)行補(bǔ)償。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能361.2.4自動(dòng)化可以提高加工效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，改善勞動(dòng)條件等。自動(dòng)化有全自動(dòng)和半自動(dòng)之分：全自動(dòng)是指能自動(dòng)完成工件的上料、加工和卸料的生產(chǎn)全過(guò)程；半自動(dòng)那么上下料需人工完成。凸輪控制是采用凸輪機(jī)構(gòu)控制多個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)，使之互相協(xié)調(diào)地工作，改變工作循環(huán)需更換或調(diào)整凸輪。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能371.2.4自動(dòng)化程序控制指工作程序和定位尺寸可以根據(jù)不同的加工對(duì)象選擇，但不能控制運(yùn)動(dòng)軌跡。程序控制可分為固定程序控制和可變程序控制。數(shù)字控制除了可控制工作程序外，還可以控制運(yùn)動(dòng)軌跡，一般采用專(zhuān)門(mén)的數(shù)控裝置。適應(yīng)控制能按事先給定的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在加工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際工作條件(如材料硬度的變化，刀具磨損等)自動(dòng)地改變加工系統(tǒng)的參數(shù)(如切削用量等)，使加工過(guò)程始終按照給定的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行。適應(yīng)控制分約束適應(yīng)控制、最正確適應(yīng)控制和學(xué)習(xí)適應(yīng)控制等。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能381.2.5機(jī)電一體化指機(jī)械技術(shù)與微電子、傳感檢測(cè)、信息處理、自動(dòng)控制和電力電子等技術(shù)，按系統(tǒng)工程和整體優(yōu)化的方法，有機(jī)地組成的最正確技術(shù)系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)通常是機(jī)械的，用傳感器檢測(cè)來(lái)自外界和機(jī)器內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)的信息，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，經(jīng)控制系統(tǒng)由機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電氣、電子及它們的混合形式的執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行操作，使系統(tǒng)能自動(dòng)適應(yīng)外界環(huán)境的變化，機(jī)器始終處于正常的工作狀態(tài)系統(tǒng)功能強(qiáng)、質(zhì)量好和故障率低、節(jié)能和節(jié)材、性能價(jià)格比高，具有足夠的“結(jié)構(gòu)柔性〞的系統(tǒng)。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能391.2.6節(jié)材我國(guó)產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平低，選取的平安系數(shù)一般偏大，造成產(chǎn)品肥頭大耳，造成所謂的結(jié)構(gòu)性材料浪費(fèi)；又由于工藝水平落后，鑄造和鍛造過(guò)程中金屬回收率低，毛坯的加工余量大，不僅浪費(fèi)了原材料，也浪費(fèi)了加工工時(shí)和能源，造成所謂的工藝性材料浪費(fèi)。采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)法，合理地選取平安系數(shù)，對(duì)主要零部件進(jìn)行精確計(jì)算和優(yōu)化，改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)的制造裝備提高材料的利用率是必要的。第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能40工業(yè)工程是對(duì)由人、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和實(shí)施的一門(mén)學(xué)科。其目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)及其控制方法，在保證工人和最終用戶(hù)健康和平安的條件下，以最低的本錢(qián)生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。工業(yè)工程可以定量分析為主，研究整個(gè)大系統(tǒng)工作效率和本錢(qián)的優(yōu)化。1.2.7符合工業(yè)工程要求第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能41產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合工業(yè)工程的要求是指在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，充分考慮結(jié)構(gòu)的工藝性，提高標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度，以便采用最正確的工藝方案，選擇最合理的制造設(shè)備，減少工時(shí)和材料的消耗；合理地進(jìn)行機(jī)械制造裝備的總體布局，優(yōu)化操作步驟和方法，減少操作過(guò)程中工人的體力消耗；對(duì)市場(chǎng)和消費(fèi)者進(jìn)行調(diào)研，保證產(chǎn)品正確的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，減少因質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)訂得過(guò)高造成不必要的超額工作量。1.2.7符合工業(yè)工程要求第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能42企業(yè)必須糾正不惜犧牲環(huán)境和消耗資源來(lái)增加產(chǎn)出的錯(cuò)誤做法，使經(jīng)濟(jì)開(kāi)展更少地依賴(lài)地球上的有限資源，而更多地與地球的承載能力到達(dá)有機(jī)的協(xié)調(diào)。這就是所謂的綠色工程要求。按綠色工程要求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品稱(chēng)綠色產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開(kāi)發(fā)周期和本錢(qián)的同時(shí)，優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計(jì)要素，使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響最小，資源效率最高。1.2.8符合綠色工程要求第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能43綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)考慮的內(nèi)容很廣泛，包括產(chǎn)品材料的選擇應(yīng)是無(wú)毒、無(wú)污染、易回收、可重用、易降解的；產(chǎn)品制造過(guò)程應(yīng)充分考慮對(duì)環(huán)境的保護(hù)，資源回收，如廢棄物的再生和處理，原材料的再循環(huán)，零部件的再利用等；產(chǎn)品的包裝也應(yīng)充分考慮選用資源豐富的包裝材料，以及包裝材料的回收利用及其對(duì)環(huán)境的影響等。原材料再循環(huán)的本錢(qián)一般較高，應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)上、結(jié)構(gòu)上和工藝上的可行性。為了零部件的再利用，應(yīng)通過(guò)改變材料、結(jié)構(gòu)布局和零部件的連接方式等來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品拆卸的方便性和經(jīng)濟(jì)性。1.2.8符合綠色工程要求第一章

緒論1.2機(jī)械制造裝備的主要功能441.3.1加工裝備〔主要指機(jī)床，也稱(chēng)工作母機(jī)〕包括金屬加工機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓機(jī)床、沖壓機(jī)床、注塑機(jī)、焊接設(shè)備、鑄造設(shè)備等。1.3.2工藝裝備包括刀具、模具、夾具、量具、輔具等。1.3.3儲(chǔ)運(yùn)裝備包括物料運(yùn)輸裝置、機(jī)床上下料裝置、刀具輸送裝置、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備等1.3.4輔助裝備包括清洗機(jī)、排屑設(shè)備和測(cè)量、包裝設(shè)備等。1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型第一章

緒論45通用的金屬切削機(jī)床按其切削方式可分為車(chē)床、鉆床、鏜床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨(插)床、拉床、切斷機(jī)床和其它機(jī)床等。專(zhuān)用機(jī)床是為特殊的工藝目的設(shè)計(jì)和制造的加工裝備，組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)是其中的一個(gè)大分支，包括大型組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)、小型組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)、自動(dòng)換刀數(shù)控組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)等。機(jī)床按其通用特征可分為高精度精密、自動(dòng)、半自動(dòng)、數(shù)控、仿形、自動(dòng)換刀、輕型、萬(wàn)能和簡(jiǎn)式機(jī)床等。

加工裝備:

金屬切削機(jī)床第一章

緒論1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型46第一章

緒論三維數(shù)控鉆床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型471．電加工機(jī)床直接利用電能對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床，統(tǒng)稱(chēng)電加工機(jī)床，一般僅指電火花加工機(jī)床、火花線(xiàn)切割機(jī)床和電解加工機(jī)床。電火花加工機(jī)床是利用工具電極與工件之間產(chǎn)生的電火花小電弧從工件上去除微粒材料到達(dá)加工要求的機(jī)床，主要用于加工硬的導(dǎo)電金屬，如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。按工具電極的形狀和電極是否旋轉(zhuǎn)，電火花加工可進(jìn)行成形穿孔加工、電火花成形加工、電火花雕刻、電火花展成加工、電火花磨削等。1.3.1加工裝備:

特種加工機(jī)床第一章

緒論1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型48電火花線(xiàn)切割機(jī)床是利用一根移動(dòng)的金屬絲作電極，在金屑絲和工件間通過(guò)脈沖電流，并澆上液體介質(zhì)，使之產(chǎn)生放電腐蝕而進(jìn)行切割加工。電解加工機(jī)床是利用金屬在直流電流作用下，在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的原理對(duì)工件進(jìn)行加工的方法，又稱(chēng)電化學(xué)加工。加工時(shí)，工件與工具分別接正負(fù)極，兩者相對(duì)緩慢進(jìn)給，并始終保持一定的間隙，讓具有一定壓力的電解液連續(xù)從間隙中流過(guò)，將工件上的被溶解物帶走，使工件逐漸按工具的形狀被加工成型。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

特種加工機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型492．超聲波加工機(jī)床利用超聲波能量對(duì)材料進(jìn)行機(jī)械加工的設(shè)備稱(chēng)超聲波加工機(jī)床。加工時(shí)工具作超聲振動(dòng)，并以一定的靜壓力壓在工件上，工件與工具間引入磨料懸浮液。在振開(kāi)工具的作用下，磨粒對(duì)工件材料進(jìn)行沖擊和擠壓，加上空化爆炸作用將材料切除。超聲波加工適用于特硬材料，如石英、陶瓷、水晶、玻璃等的孔加工、套料、切割、雕刻、研磨和超聲電加工等復(fù)合加工。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

特種加工機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型503．激光加工機(jī)床采用激光能量進(jìn)行加工的設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)激光加工機(jī)床。激光是一種高強(qiáng)度、方向性好、單色性好的相干光。利用激光產(chǎn)生的上萬(wàn)度高溫聚焦在工件上，使工件被照射的局部在瞬間急劇熔化和蒸發(fā)，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，使熔化的物質(zhì)爆炸式地噴射出來(lái)以改變工件的形狀。激光加工可以用于所有金屬和非金屬材料，特別適合于加工微小孔和材料切割。常用于加工金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承、陶瓷、玻璃等非金屬材料和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的小孔加工及切割加工。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

特種加工機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型514．電子束加工機(jī)床在真空條件下，由陰極發(fā)射出的電子流被帶高電位的陽(yáng)極吸引，在飛向陽(yáng)極的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速，最后以高速和細(xì)束狀轟擊被加工工件的一定部位，在幾分之一秒內(nèi)，將其百分之九十九以上的能量轉(zhuǎn)化成熱能，使工件上被轟擊的局部材料在瞬間熔化、氣化和蒸發(fā)，以完成工件的加工。電子束加工機(jī)床就是利用電子束的上述特性進(jìn)行加工的裝備。常用于穿孔、切割、蝕刻、焊接、蒸鍍、注入和熔煉等。此外，利用低能電子束對(duì)某些物質(zhì)的化學(xué)作用，可進(jìn)行鍍膜和曝光，也屬于電子束加工。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

特種加工機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型525．離子束加工機(jī)床離子束加工機(jī)床就是利用離子束的特性進(jìn)行加工的裝備。在電場(chǎng)作用下，將正離子從離子源出口孔“引出〞，在真空條件下，將其聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速，并以大能量細(xì)束狀轟擊被加工部位，引起工件材料的變形與別離，或使靶材離子沉積到工件外表上，或使雜質(zhì)離子射人工件內(nèi)。用這種方法對(duì)工件進(jìn)行穿孔、切割、銑削、成像、拋光、蝕刻、清洗、濺射、注入和蒸鍍等，統(tǒng)稱(chēng)離子束加工。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

特種加工機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型536．水射流加工機(jī)床水射流加工是利用具有很高速度的細(xì)水柱或摻有磨料的細(xì)水柱，沖擊工件的被加工部位，使被加工部位上的材料被剝離。隨著工件與水柱間的相對(duì)移動(dòng)，切割出要求的形狀。常用于切割某些難加工材料，如陶瓷、硬質(zhì)合金、高速鋼、模具鋼、淬火鋼、白口鑄鐵、耐熱合金、復(fù)材等。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

特種加工機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型54鍛壓機(jī)床是利用金屬的塑性變形特點(diǎn)進(jìn)行成形加工，屬無(wú)屑加工設(shè)備。鍛造機(jī)是利用金屬的塑性變形，使坯料在工具的沖擊力或靜壓力作用下成形為具有一定形狀和尺寸的工件，同時(shí)使其性能和金相組織符合一定的技術(shù)要求。鍛造加工可分為手工鍛造、自由鍛造、胎模鍛造、模型鍛造和特種鍛造等。也可分熱鍛、溫鍛和冷鍛等。沖壓機(jī)是借助模具對(duì)板料施加外力，迫使材料按模具形狀、尺寸進(jìn)行剪裁或塑性變形，得到要求的金屬板制件。根據(jù)加工時(shí)材料溫度的不同，可分為冷沖壓和熱沖壓。沖壓工藝省工、省料和生產(chǎn)率高。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

鍛壓機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型553萬(wàn)噸水壓機(jī)雙機(jī)協(xié)調(diào)鍛壓第一章

緒論1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型56擠壓機(jī)是借助于凸模對(duì)放在凹模內(nèi)的金屬坯料加力擠壓，迫使金屬擠滿(mǎn)凹模和凸模合成的內(nèi)腔空間，獲得所需的金屬制件。擠壓加工更節(jié)約金屬、提高生產(chǎn)率和制品的精度?？煞譃槔鋽D壓、溫?zé)釘D壓和熱擠壓。軋制機(jī)是使金屬材料經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的軋輥，在軋輥壓力作用下產(chǎn)生塑性變形，以獲得所要求的截面形狀并同時(shí)改變其性能。分熱軋和冷軋。按軋制方式又可分縱軋、橫軋和斜軋?？v軋用于軋制板材、型材、鋼軌等；橫軋用于軋制套圈類(lèi)零件；斜軋主要用于軋制鋼球。第一章

緒論1.3.1加工裝備:

鍛壓機(jī)床1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型57切削加工時(shí)，從工件上切除多余材料所用的工具，稱(chēng)之為刀具。刀具的種類(lèi)頗多，如車(chē)刀、刨刀、銑刀、鉆頭、絲錐、齒輪滾刀等。大局部刀具已標(biāo)準(zhǔn)化，由工具制造廠(chǎng)大批量生產(chǎn)，不需自行設(shè)計(jì)。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

刀具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型58第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

刀具精密螺旋錐齒輪大型蜂窩曲面大型螺旋槳1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型59模具是用來(lái)將材料填充在其型腔中，填充材料的不同，以獲得所需形狀和尺寸制件的工具。1．粉末冶金模具粉末冶金是制造機(jī)器零件的一種加工方法，將一種或多種金屬或非金屬粉末混合，放在粉末冶金模具內(nèi)，加壓成形，再燒結(jié)成制品。2．塑料模具塑料是以高分子合成樹(shù)脂為主要成分，在一定條件下可塑制成一定形狀且在常溫下保持形狀不變的材料。塑制成型制件所用的模子稱(chēng)之為塑料模具。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

模具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型60壓塑模具又稱(chēng)壓膠模，是成型熱固性塑料件的模具。成型前，根據(jù)壓制工藝條件將模具加熱到成型溫度，然后將塑料粉放人型腔內(nèi)預(yù)熱、閉模和加壓。塑料受熱和加壓后逐漸軟化成粘流狀態(tài)，在成型壓力的作用下流動(dòng)而充滿(mǎn)型腔，經(jīng)保壓一段時(shí)間后，塑件逐漸硬化成形，然后開(kāi)模和取出塑件。擠塑模具又稱(chēng)擠膠模，是成型熱固性塑料或封裝電器元件等用的一種模具。成形及加料前先閉模，塑料先放在單獨(dú)的加料室內(nèi)預(yù)熱成粘流狀態(tài)，再在壓力的作用下使融料通過(guò)模具澆注系統(tǒng)，高速擠入型腔，然后硬化成型。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

模具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型61注射模具沿分型面分為定模和動(dòng)模兩局部。定模安裝在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模那么緊固在注射機(jī)的動(dòng)模板上。工作時(shí)注射機(jī)推動(dòng)模板與定模板緊密壓緊，然后將料筒內(nèi)已加熱到熔融狀態(tài)的塑料高壓注入型腔，融料在模內(nèi)冷卻硬化到一定強(qiáng)度后，注射機(jī)將動(dòng)模板與定模板沿分模面分開(kāi)，開(kāi)啟模具，將塑件頂出模外，獲得塑料制件。3．壓鑄模具熔融的金屬在壓鑄機(jī)中以高壓、高速射入壓鑄模具的型腔，尺寸精度高，外表光潔，主要用于制造有色金屬件。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

模具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型624．冷沖模具壓鑄冷沖模具包括陰模和陽(yáng)模兩局部。在室溫下借助陽(yáng)模對(duì)金屬板料施加外力，迫使材料按陰模型腔的形狀、尺寸進(jìn)行裁剪或塑性變形。進(jìn)行冷沖加工所用的鋼材應(yīng)是含碳量較低的高塑性鋼。5．鍛壓模具鍛壓模具是鍛造用模具的總稱(chēng)。按使用鍛造設(shè)備的不同可分為錘鍛模、機(jī)鍛模、平鍛模、輥鍛模等。按使用目的不同可分為終成形模、預(yù)成形模、制坯模、沖孔模、切邊模等。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

模具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型63夾具是安裝在機(jī)床上用于定位和夾緊工件的工藝裝備，它保證加工時(shí)的定位精度、被加工面之間的相對(duì)位置精度，有利于工藝規(guī)程的貫徹和提高生產(chǎn)效率。夾具一般由定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置、工件推入和取出導(dǎo)向裝置和夾具體構(gòu)成。按夾具專(zhuān)用化程度可分為專(zhuān)用夾具、成組夾具和組合夾具等。按夾具安裝在什么機(jī)床上可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、刨床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具等。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

夾具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型64專(zhuān)用夾具是專(zhuān)為特定工件的特定工序設(shè)計(jì)和制造的。產(chǎn)品改變或工藝改變，夾具根本上要報(bào)廢。成組夾具是采用成組技術(shù)，把工件按形狀、尺寸和工藝相似性進(jìn)行分組，再按每組工件設(shè)計(jì)組內(nèi)通用的夾具。成組夾具的特點(diǎn)是具有通用的夾具體，只需對(duì)夾具的局部元件稍作調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)各個(gè)零件的加工。組合夾具是利用一套標(biāo)準(zhǔn)元件和通用部件(如對(duì)定裝置、動(dòng)力裝置)按加工要求組裝而成的夾具。產(chǎn)品改變，可以將組合夾具拆散，按新的加工要求重新組裝。它常用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)中，可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，減少專(zhuān)用夾具的品種和縮短試制周期。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

夾具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型65量具是以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具的總稱(chēng)。許多量具已商品化，如千分尺、千分表、量塊、極限量塊、樣板等。有些量具是專(zhuān)用的，有些量具盡管是專(zhuān)用的，但可以相互借用，不必重新設(shè)計(jì)與制造；有些那么屬于組合測(cè)量?jī)x，根本是專(zhuān)用的，或只在較小的范圍內(nèi)通用。組合測(cè)量?jī)x可同時(shí)對(duì)多個(gè)尺寸進(jìn)行測(cè)量，如圓度、垂直度等。第一章

緒論1.3.2工藝裝備:

量具1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型661．倉(cāng)儲(chǔ)倉(cāng)儲(chǔ)是用來(lái)存儲(chǔ)原材料、外購(gòu)器材、半成品、成品、工具、胎夾模具等，分別歸廠(chǎng)或各車(chē)間管理?，F(xiàn)代化的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)有較高的機(jī)械化程度，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行庫(kù)存管理，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度。提高工作效率，配合生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，控制合理的庫(kù)存量。立體倉(cāng)庫(kù)是一種很有開(kāi)展前途的倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，具備很多優(yōu)點(diǎn)，包括占地面積小而庫(kù)存量大；便于實(shí)現(xiàn)全盤(pán)機(jī)械化和自動(dòng)化；便于進(jìn)行計(jì)算機(jī)庫(kù)存管理等。第一章

緒論1.3.3儲(chǔ)運(yùn)裝備:

倉(cāng)儲(chǔ)輸送設(shè)備1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型672．物料輸送裝置物料輸送主要指坯料、半成品或成品在車(chē)間內(nèi)工作中心間的傳輸。輸送裝置主要有四種主要類(lèi)型：由許多輥軸裝在型鋼臺(tái)架上構(gòu)成床形短距離滑道，由人工或靠工件自重實(shí)現(xiàn)輸送；由剛性推桿推開(kāi)工件作同步運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)式輸送裝置；帶有抓取機(jī)構(gòu)的、在兩工位間輸送工件的輸送機(jī)械手；由連續(xù)運(yùn)動(dòng)的鏈條帶開(kāi)工件或隨行夾具的非同步輸送裝置。用于自動(dòng)線(xiàn)中的輸送裝置要求工作可靠、輸送速度快、輸送定位精度高、與自動(dòng)線(xiàn)的工作協(xié)調(diào)等。第一章

緒論1.3.3儲(chǔ)運(yùn)裝備:

倉(cāng)儲(chǔ)輸送設(shè)備1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型68自動(dòng)運(yùn)輸小車(chē)主要用于工作中心間工件的輸送。與上述輸送裝置相比，具有較大的柔性，即可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，方便地改變工作中心間工件輸送的路線(xiàn)，故較多地用于柔性制造系統(tǒng)中。自動(dòng)運(yùn)輸小車(chē)按其運(yùn)行的原理分有軌和無(wú)軌兩大類(lèi)。無(wú)軌運(yùn)輸小車(chē)的走向一般靠淺埋在地面下的制導(dǎo)電纜控制。在小車(chē)緊貼地面的底部裝有接受天線(xiàn)，接收制導(dǎo)電纜的感應(yīng)信息，不斷判別和校正走向。第一章

緒論1.3.3儲(chǔ)運(yùn)裝備:

倉(cāng)儲(chǔ)輸送設(shè)備1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型693．機(jī)床上下料裝置專(zhuān)為機(jī)床將坯料送到加工位置的機(jī)構(gòu)稱(chēng)上料裝置；加工完畢后將制品從機(jī)床上取走的機(jī)構(gòu)稱(chēng)下料裝置。在大批量自動(dòng)化生產(chǎn)中，為減輕工人體力勞動(dòng)，縮短上下料時(shí)間，常采用機(jī)床上下料裝置。第一章

緒論1.3.3儲(chǔ)運(yùn)裝備:

倉(cāng)儲(chǔ)輸送設(shè)備1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型70輔助裝備包括清洗機(jī)、排屑和計(jì)量等設(shè)備。清洗機(jī)是用來(lái)清洗工件外表塵屑油污的機(jī)械設(shè)備。零件在裝配前均需經(jīng)過(guò)清洗保證裝配質(zhì)量和使用壽命。采用浸洗、噴洗、氣相清洗和超聲波清洗等方法。在自動(dòng)裝配線(xiàn)中，采用分槽多清洗生產(chǎn)線(xiàn)，完成工件的自動(dòng)清洗。排屑裝置用于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線(xiàn)上，從加工區(qū)域?qū)⑶行既コ斔偷綑C(jī)外或線(xiàn)外的器內(nèi)。去除切屑的裝置常用離心力、壓縮空氣、電磁或真空、冷卻液沖刷等方法；輸屑那么有平帶式、螺旋式和刮板式多種。第一章

緒論1.3機(jī)械制造裝備的類(lèi)型1.3.4輔助裝備:

輔助設(shè)備711.4機(jī)械制造裝備的設(shè)計(jì)要求

A精密化

B高效化

C柔性自動(dòng)化

D機(jī)電一體化

E結(jié)構(gòu)模塊化

F裝備與技術(shù)配套化

G符合工業(yè)工程要求

H符合綠色工程要求

I符合產(chǎn)品造型、色彩和人機(jī)工程設(shè)計(jì)第一章

緒論72

石器時(shí)代

(約250萬(wàn)年-約1萬(wàn)年前;1萬(wàn)年-5000年前)1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備第一章

緒論1.5.1工具開(kāi)展史上的幾次重大變革青銅器時(shí)代一般把中國(guó)青銅器開(kāi)展劃分為三大階段，即形成期、鼎盛時(shí)期和轉(zhuǎn)變期。形成期距今4500-4000年；鼎盛期包括夏、商、西周、春秋及戰(zhàn)國(guó)早期，延續(xù)約一千六百余年；轉(zhuǎn)變時(shí)期指戰(zhàn)國(guó)末期－秦漢時(shí)期，青銅器已逐步被鐵器取代.731.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備第一章

緒論工具開(kāi)展史上的幾次重大變革鐵器時(shí)代

(公元前6世紀(jì)中國(guó)出現(xiàn)生鐵制品)硅器時(shí)代

20世紀(jì)70年代集成電路規(guī)模生產(chǎn)為標(biāo)志鐵器時(shí)代指已能運(yùn)用很復(fù)雜的金屬加工來(lái)生產(chǎn)鐵器。鐵的高硬度，高熔點(diǎn)與鐵礦的高蘊(yùn)含量，使得鐵相對(duì)青銅來(lái)說(shuō)來(lái)得廉價(jià)及可在各方面運(yùn)用。P-N結(jié)發(fā)現(xiàn)1940三極管創(chuàng)造1945IC電路出現(xiàn)1958硅是地殼中最常見(jiàn)的元素，許多巖石的主要成分都是二氧化硅，然而，經(jīng)過(guò)數(shù)百道工藝制成的集成電路，其價(jià)值可達(dá)上萬(wàn)美元；把石頭變成硅片的過(guò)程是一項(xiàng)點(diǎn)石成金的成就也是近代科學(xué)的奇跡之一。信息時(shí)代的特征性材料是硅，如今，以硅為原料的電子元件產(chǎn)值超過(guò)了以鋼為原料的產(chǎn)值，人類(lèi)的歷史因而正式進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代-硅器時(shí)代。

74第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備我們的身邊遍布IC(integratedcircuit)75

第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)：ENIACElectronicNumericalIntegratorandCalculator1946年2月14日MooreSchool，Univ.ofPennsylvania18,000個(gè)電子管組成大?。洪L(zhǎng)24m，寬6m，高2.5m速度：5000次/sec；重量：30噸；功率：140KW；平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間：7min第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備76小型化價(jià)格急劇下降;功耗降低故障率降低國(guó)家的重大需求電子信息產(chǎn)業(yè)的核心國(guó)民經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的基石綜合國(guó)力的重要標(biāo)志硅基集成電路產(chǎn)業(yè)ICInsight的最新報(bào)告顯示，2005年中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)了32%，總體銷(xiāo)售額到達(dá)408億美元，首次成為全球消耗IC最大的市場(chǎng)?。≡摍C(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2021年，中國(guó)IC市場(chǎng)將增長(zhǎng)兩倍以上到達(dá)1240億美元ICInsights：2005年中國(guó)國(guó)產(chǎn)IC產(chǎn)值只有88億美元左右，約占21%第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備77根據(jù)商務(wù)部統(tǒng)計(jì)信息：

2005年集成電路及微電子組件進(jìn)口金額高達(dá)815億美元；是原油進(jìn)口額的1.7倍第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備國(guó)家的重大需求78國(guó)產(chǎn)設(shè)備跟不上，國(guó)內(nèi)制造業(yè)難以良性開(kāi)展，在諸如半導(dǎo)體照明、太陽(yáng)能電池、集成電路制造、液晶顯示器件制造等關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈的產(chǎn)業(yè)中，假設(shè)解決不了關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題，我們將始終受制于人，只能辛辛苦苦為別人賺取設(shè)備錢(qián)。但是，如果設(shè)備國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題解決了，世界的制造業(yè)一定看中國(guó)。第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備主要差距與問(wèn)題79主要差距與問(wèn)題技術(shù)落后加工線(xiàn)寬：相差五個(gè)技術(shù)檔次〔0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.13μm、0.1μm〕加工尺寸：國(guó)外12英寸設(shè)備已經(jīng)成熟，我國(guó)8英寸設(shè)備仍在試制階段。規(guī)模太小國(guó)產(chǎn)設(shè)備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率不到2%，占我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)銷(xiāo)售額的0.5%，占全球半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額的0.1%左右。第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備80MEMS加工工藝：刻蝕得到的局部圖形第一章

緒論81對(duì)專(zhuān)用設(shè)備的認(rèn)識(shí)和政策不到位缺乏與電子信息產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)開(kāi)展，影響了技術(shù)、人才、資金等社會(huì)資源對(duì)電子專(zhuān)用設(shè)備業(yè)的注入，限制了行業(yè)的快速開(kāi)展根底研究嚴(yán)重缺乏，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力弱以跟蹤、模仿、借鑒、翻新為主，正向設(shè)計(jì)少，根底和原理性的研究缺乏，難以創(chuàng)新。第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備主要差距與問(wèn)題82人才缺乏高層次人才少，既精通集成電路制造工藝又掌握整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的復(fù)合型人才更少。工藝配合不到位，與使用環(huán)節(jié)脫節(jié)工藝單位參與設(shè)備研制少，積極性得不到充分發(fā)揮。投資嚴(yán)重缺乏國(guó)外公司的研發(fā)費(fèi)占銷(xiāo)售收入的15%，用于新品開(kāi)發(fā)的費(fèi)用高達(dá)單臺(tái)售價(jià)的十幾倍，我國(guó)僅為其幾十分之一。第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備主要差距與問(wèn)題83PentiumIIICPU芯片第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備84不斷提高產(chǎn)品的性能價(jià)格比是微電子技術(shù)開(kāi)展的動(dòng)力集成電路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸縮小倍，這就是摩爾定律微電子開(kāi)展的規(guī)律第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備8520032001Productionready0.13μmGatewidthMoore’sLaw

…ContinuestoPowertheNet200565nm202132nm200745nm70nm30nm20nm15nmRaisedSource/Drain<30nm

SiliconOxideGateHigh-kGateDielectricTerahertzTransistorStructureFullyDepleted

Channel90nm0.35μm0.25μm0.18μm199919971995.13mm50nm.20mm.35mm第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備86第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備87在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)硅基集成電路仍是信息產(chǎn)業(yè)的基石集成電路特征尺寸進(jìn)一步縮小仍是開(kāi)展的趨勢(shì)據(jù)2005版ITRS預(yù)測(cè)，2021年CPU柵長(zhǎng)將縮小至9nm第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備微電子開(kāi)展的規(guī)律88集成電路制造生產(chǎn)線(xiàn)工藝集成電路制造生產(chǎn)線(xiàn)根本工藝步驟第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備8920種IC制造關(guān)鍵設(shè)備第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備90第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備20種IC制造關(guān)鍵設(shè)備91第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備20種IC制造關(guān)鍵設(shè)備92IC制造重大裝備----集成電路制造生產(chǎn)線(xiàn)工藝亞微米CMOSIC制造廠(chǎng)的典型工藝流程

第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備93IC制造重大裝備----與關(guān)鍵工藝對(duì)應(yīng)的相關(guān)設(shè)備光刻：光刻機(jī)/EB注入：離子注入機(jī)刻蝕：刻蝕機(jī)薄膜：CVD第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備94開(kāi)展IC制造重大裝備的意義和作用年份2001200320052007201020132016開(kāi)始試生產(chǎn)1006545開(kāi)始量產(chǎn)（約10%）1301008065453222主流生產(chǎn)線(xiàn)（50%以上）250～180180～130130～100100～6565～4565～4545～32殘留生產(chǎn)線(xiàn)(約20%)350以上250以上180以上90以上65以上45以上32以上集成電路工藝水平與裝備需求層次〔特征尺寸：nm〕進(jìn)入300mm，65nm時(shí)代已為期不遠(yuǎn)，而且預(yù)計(jì)未來(lái)需求增長(zhǎng)最快的將是65nm規(guī)格以下的設(shè)備。面對(duì)強(qiáng)大的市場(chǎng)需求，我們有責(zé)任和義務(wù)開(kāi)展中國(guó)自己的集成電路裝備產(chǎn)業(yè)，搶占技術(shù)的制高點(diǎn)。第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備95IC重大裝備--超低能大束流離子注入機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

離子注入機(jī)是IC制造必不可少而又非常關(guān)鍵的設(shè)備之一，也是標(biāo)志生產(chǎn)線(xiàn)工藝水平的關(guān)鍵設(shè)備。隨著技術(shù)的推進(jìn)，離子注入的工藝種類(lèi)在逐步增加。離子注入的工藝種類(lèi)在CMOS中可分為三大類(lèi)：溝道區(qū)及阱區(qū)摻雜、多晶硅注入、源漏區(qū)注入。

兆伏級(jí)高能離子注入機(jī)中能中束流離子注入機(jī)超低能大束流離子注入機(jī)主要用途深阱和三阱注入阱注入、暈（Halo）、袋（Pocket）注入源、漏與源漏延伸注入第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備96系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備IC重大裝備--超低能大束流離子注入機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

9712、高可靠性技術(shù)

1、低能離子傳輸理論與技術(shù)

2、長(zhǎng)壽命大束流離子源技術(shù)3、離子束減速技術(shù)4、大片徑高速全自動(dòng)靶室技術(shù)

5、注入時(shí)圓片電荷消除技術(shù)

6、離子束擴(kuò)束技術(shù)

8、注入劑量自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)

9、智能控制技術(shù)

10、精密能量過(guò)濾系統(tǒng)技術(shù)

11、超淺結(jié)注入工藝技術(shù)

7、離子注入劑量均勻性與重復(fù)性實(shí)時(shí)控制技術(shù)

第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備IC重大裝備--超低能大束流離子注入機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

98每個(gè)子系統(tǒng)的供給鏈按“神舟5號(hào)〞類(lèi)似模式劃分為電子元器件、機(jī)械零部件(硬件)、軟件三大局部?！吧裰?號(hào)〞共用電子元器件12萬(wàn)個(gè)、機(jī)械零部件假設(shè)干、軟件50萬(wàn)條；100nm大角度離子注入機(jī)β機(jī)(本身)共用電子元器件27919個(gè)、機(jī)械零部件25081個(gè)、軟件33.5萬(wàn)條。電子元器件機(jī)械零部件軟件神舟五號(hào)12萬(wàn)個(gè)若干50萬(wàn)條100nm大角度離子注入機(jī)β機(jī)27919個(gè)25081個(gè)33.5萬(wàn)條第一章

緒論1.5

裝備實(shí)例-集成電路制造重大裝備IC重大裝備--超低能大束流離子注入機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

99第一章

緒論本章復(fù)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容1機(jī)械制造裝備應(yīng)具備的一般功能要求是什么？2機(jī)械制造裝備大致可劃分為哪幾大類(lèi)？

3柔性化指的是什么？1001012機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法第一節(jié)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型(3)第二節(jié)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法第三節(jié)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1022.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1.2變型設(shè)計(jì)2.1.3組合設(shè)計(jì)第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法1032.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)通常應(yīng)從市場(chǎng)調(diào)研和預(yù)測(cè)開(kāi)始，明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過(guò)產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)等四個(gè)階段；還應(yīng)通過(guò)產(chǎn)品試制和產(chǎn)品試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證新產(chǎn)品的技術(shù)可行性；通過(guò)小批試生產(chǎn)來(lái)驗(yàn)證新產(chǎn)品的制造工藝和工藝裝備的可行性；一般需要較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，投入較大的研制開(kāi)發(fā)工作量。2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法104有效的創(chuàng)新方法希望打破“常規(guī)”的人廣博的技術(shù)知識(shí)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新!創(chuàng)新三要素2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法105關(guān)鍵技術(shù)的自給率低關(guān)鍵技術(shù)大局部來(lái)自進(jìn)口，其中工程機(jī)械高技術(shù)產(chǎn)品80%以上；數(shù)控機(jī)床70%；石油化工裝備76%；集成電路芯片制造設(shè)備80%；光釬制造裝備100%；通訊、半導(dǎo)體、生物、醫(yī)藥和計(jì)算機(jī)行業(yè)60%~90%；DVD產(chǎn)量占全球70%以上，但沒(méi)有掌握核心專(zhuān)利技術(shù)；彩電、和微機(jī)CPU都掌握在別人手里。2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法106出口一臺(tái)DVD一美元利潤(rùn)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法交專(zhuān)利費(fèi)18美元成本13美元企業(yè)利潤(rùn)1美元出口售價(jià)32美元107創(chuàng)造性人才必備條件、創(chuàng)造性人才創(chuàng)造者個(gè)性品質(zhì)創(chuàng)造學(xué)知識(shí)及創(chuàng)造原理創(chuàng)造思維能力根底領(lǐng)域知識(shí)創(chuàng)造技能學(xué)習(xí)精神合作精神結(jié)構(gòu)特性奉獻(xiàn)精神獨(dú)立精神知識(shí)能力綜合創(chuàng)造能力創(chuàng)造技法2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法108智商與創(chuàng)造力關(guān)系圖高智商是高創(chuàng)造力的必要條件，但不是充分條件，高智商的人也可能是低創(chuàng)造力。日本中國(guó)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法109世界科技史上的前27項(xiàng)重大創(chuàng)造序發(fā)明年代國(guó)家/地域發(fā)明者發(fā)明項(xiàng)目評(píng)價(jià)或影響1前4000埃及不明陶器獻(xiàn)給人類(lèi)最早的人造容器2前3500美索不達(dá)米亞不明青銅器獻(xiàn)給人類(lèi)最早的金屬制品3前3000西亞不明玻璃這是影響久遠(yuǎn)的新材料4前2000中國(guó)不明絲綢開(kāi)創(chuàng)歷史上絲綢產(chǎn)業(yè)，提高人們衣著質(zhì)量5前770~前746中國(guó)不明冶鐵術(shù)創(chuàng)造歷史上起過(guò)革命作用的最重要原料之一6前600古希臘不明瓦對(duì)房屋產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響7前507~前444中國(guó)不明磨對(duì)人類(lèi)的機(jī)械制造具有極大的示范作用2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法110前27項(xiàng)重大創(chuàng)造〔續(xù)一〕序發(fā)明年代國(guó)家或地域發(fā)明者發(fā)明項(xiàng)目評(píng)價(jià)或影響8前400中國(guó)不明自來(lái)水開(kāi)創(chuàng)自來(lái)水產(chǎn)業(yè)9前206中國(guó)不明十進(jìn)位李約瑟：“沒(méi)有這個(gè)十進(jìn)位，幾乎不可能出現(xiàn)我們這個(gè)統(tǒng)一化的世界了?！?0前105中國(guó)蔡倫紙對(duì)人類(lèi)文化傳播產(chǎn)生了廣泛、久遠(yuǎn)影響。11前60古羅馬凱撒報(bào)紙是傳播人類(lèi)文化的最早載體1225中國(guó)不明瓷器中國(guó)人對(duì)世界文明的獨(dú)特貢獻(xiàn)1325中國(guó)不明水車(chē)風(fēng)車(chē)它是人類(lèi)利用水力、風(fēng)力的早期工具14220中國(guó)不明算盤(pán)是“世界上最早的手動(dòng)計(jì)算機(jī)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法111前27項(xiàng)重大創(chuàng)造〔續(xù)二〕、序年代國(guó)家發(fā)明者發(fā)明項(xiàng)目評(píng)價(jià)或影響15220~280中國(guó)馬鈞指南車(chē)是一切自動(dòng)控制機(jī)械的祖先16215~282中國(guó)皇甫針灸術(shù)是中醫(yī)學(xué)中最天才、最具獨(dú)特風(fēng)格的發(fā)明。17約500印度西薩象棋世界上影響最久遠(yuǎn)的智力玩具18808中國(guó)不明火藥它曾改變了整個(gè)世界事物的面貌和狀態(tài)19900中國(guó)不明指南針造成航海技藝方面的巨大改革201000中國(guó)不明曲釀酒術(shù)它為人類(lèi)奉獻(xiàn)了獨(dú)步世界的美酒佳釀211041~1048中國(guó)畢升活字印刷這是人類(lèi)印刷術(shù)史上的第一次革命221247中國(guó)秦九韶秦九韶法它是世界數(shù)學(xué)史上解高次方程的最早發(fā)明2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法112前27項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)造〔續(xù)三〕、序年代國(guó)家發(fā)明者發(fā)明項(xiàng)目評(píng)價(jià)或影響231453德國(guó)古騰堡印刷機(jī)推動(dòng)了世界鉛字印刷機(jī)械化的發(fā)展241508阿拉伯不明玻璃眼鏡人類(lèi)第一種增強(qiáng)視力，有利于學(xué)習(xí)文化的新工具251556德國(guó)阿古里科拉螺絲釘這是用于機(jī)件連接用途最廣泛的新元件261567~1572中國(guó)不明人痘接種法世界醫(yī)學(xué)史上人工免疫預(yù)防傳染病的重大發(fā)明271536~1610中國(guó)朱載育十二平均率科學(xué)美學(xué)史上“一個(gè)革命性的變革”2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法113創(chuàng)造性思維方法創(chuàng)造性思維方法邏輯思維直覺(jué)思維形象思維幻想思維聯(lián)想思維靈感思維相似聯(lián)想關(guān)系聯(lián)想接近聯(lián)想對(duì)比聯(lián)想2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法114法那么1：完備性法那么一個(gè)完整的技術(shù)系統(tǒng)包含動(dòng)力裝置、傳輸裝置、執(zhí)行裝置和控制裝置四個(gè)部件控制裝置產(chǎn)品傳輸裝置執(zhí)行裝置動(dòng)力裝置能量源控制裝置完整的技術(shù)系統(tǒng)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法貨物桅桿船體帆風(fēng)能水手帆船完成“貨物運(yùn)輸〞功能的技術(shù)系統(tǒng)115法那么2：能量傳遞法那么必須保證能量能從能量源流向技術(shù)系統(tǒng)的所有元件能使能量流動(dòng)的路徑縮短的方向開(kāi)展，以減少能量損失2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法116法那么2能量傳遞法那么實(shí)例盡管收音機(jī)內(nèi)各子系統(tǒng)工作都正常，但收音機(jī)在汽車(chē)〔金屬屏蔽的環(huán)境〕中電臺(tái)傳導(dǎo)的能量源受阻不能正常收聽(tīng)播送，在汽車(chē)外加一根天線(xiàn)，問(wèn)題就解決了絞肉機(jī)替代菜刀，用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)代替刀的垂直運(yùn)動(dòng)，能力傳遞路徑縮短，能量損失減少，同時(shí)提高了效率2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法117法那么3：動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法那么技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化應(yīng)沿著增加結(jié)構(gòu)柔性、可移動(dòng)性、可控性的方向開(kāi)展，以適應(yīng)環(huán)境狀況或執(zhí)行方式的變化2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法柔軟性可移動(dòng)性可控性照相機(jī)進(jìn)化剛體單鉸體多鉸體柔性體液體/氣體場(chǎng)四腿椅轉(zhuǎn)椅滾輪椅手動(dòng)調(diào)焦通過(guò)按鈕調(diào)焦感應(yīng)光線(xiàn)調(diào)焦自動(dòng)調(diào)焦118法那么4：提高理想度法那么技術(shù)系統(tǒng)沿著提高理想度，向最理想系統(tǒng)的方向進(jìn)化，代表著所有技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法那么的最終方向。理想化意味著：系統(tǒng)的質(zhì)量、尺寸、能量消耗∞0實(shí)現(xiàn)的功能數(shù)量∞02.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法第一臺(tái)計(jì)算機(jī)重量：數(shù)噸;功能:計(jì)算現(xiàn)代計(jì)算機(jī)重量：1000克功能：上千種。包括計(jì)算、繪圖、通信、多媒體等119法那么5：子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法那么任何技術(shù)系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)都不是同步、均衡進(jìn)化的，每個(gè)子系統(tǒng)都是沿自己的S曲線(xiàn)向前開(kāi)展不均衡的進(jìn)化經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致子系統(tǒng)之間的矛盾出現(xiàn)整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化速度取決于系統(tǒng)中開(kāi)展最慢的子系統(tǒng)的進(jìn)化速度2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法120法那么5實(shí)例

自行車(chē)的進(jìn)化

起先、腳蹬子直接安裝在前輪上，自行車(chē)速度與前輪直徑成正比，為提高速度人們著眼與增加前輪直徑；隨著前后輪尺寸差異加大，自行車(chē)的穩(wěn)定性變得很差，于是人們開(kāi)始研究自行車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)，在自行車(chē)上裝上了鏈條和鏈輪2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法121法那么6：向超系統(tǒng)進(jìn)化法那么技術(shù)系統(tǒng)沿著從單系統(tǒng)→雙系統(tǒng)→多系統(tǒng)的方向開(kāi)展進(jìn)化到極限時(shí)，實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能的子系統(tǒng)會(huì)從系統(tǒng)中剝離，轉(zhuǎn)移至超系統(tǒng)，作為超系統(tǒng)的一局部。在該子系統(tǒng)的功能得到增強(qiáng)改進(jìn)的同時(shí)，也簡(jiǎn)化了原有的技術(shù)系統(tǒng)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法飛機(jī)在長(zhǎng)距離飛行時(shí)，需要在飛行中加油。最初：燃油箱是飛機(jī)的一個(gè)子系統(tǒng)；進(jìn)化后：燃油箱脫離了飛機(jī)，進(jìn)化至超系統(tǒng)，以空中加油機(jī)的形式給飛機(jī)加油。飛機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，不必再隨身攜帶龐大的燃油箱122法那么7：向微觀進(jìn)化法那么沿著減小其元件尺寸的方向開(kāi)展，從最初的尺寸向原子、根本粒子的尺寸進(jìn)化，同時(shí)能夠更好的實(shí)現(xiàn)相同的功能實(shí)例：電子元件的進(jìn)化真空管晶體管集成電路2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法123法那么8：協(xié)調(diào)性法那么技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化是沿著各個(gè)子系統(tǒng)相互之間更協(xié)調(diào)的方向開(kāi)展。即系統(tǒng)的各個(gè)部件在保持協(xié)調(diào)的前提下，充分發(fā)揮各自的功能。表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)上的協(xié)調(diào)各性能參數(shù)的協(xié)調(diào)工作節(jié)奏/頻率上的協(xié)調(diào)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法124法那么8協(xié)調(diào)性法那么實(shí)例結(jié)構(gòu)上的協(xié)調(diào)早期積木：只能摞、搭現(xiàn)代積木：可自由組合、隨意插合成不同的形狀各性能參數(shù)的協(xié)調(diào)網(wǎng)球拍需要考慮兩個(gè)性能參數(shù)的協(xié)調(diào)：將球拍整體重量降低，以提高其靈活性，同時(shí)增加球拍頭部重量，以保證產(chǎn)生更大的揮拍力量工作節(jié)奏/頻率上的協(xié)調(diào)為提高混凝土強(qiáng)度，建筑工人在澆注施工中，一面灌混凝土，一面用震蕩器進(jìn)行振蕩，以確?；炷恋拿軐?shí)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法125創(chuàng)新實(shí)例簡(jiǎn)介

傳統(tǒng)扳手

美國(guó)專(zhuān)利扳手常規(guī)的扳手，為擰開(kāi)生銹的螺母非常困難，還經(jīng)常損壞螺母，要揭開(kāi)這個(gè)難題，可以有三個(gè)答案：2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法126、1〕提高制造精度，使扳手內(nèi)側(cè)和螺母?jìng)?cè)面較好吻合；2〕允許扳手的側(cè)面做自我調(diào)整，使其與螺母的側(cè)面相符；3〕使用軟一些材料做扳手，以使不損壞螺母。上述三個(gè)答案中的第一個(gè)是最切實(shí)際的。如果制造精度越高，工藝性那么越差。分析說(shuō)明，如果扳手工作面與螺母?jìng)?cè)面能多點(diǎn)接觸，而不只是棱角單點(diǎn)接觸，問(wèn)題就可以得到解決。該設(shè)計(jì)于1995年在美國(guó)獲得了專(zhuān)利。2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新實(shí)例簡(jiǎn)介127單元技術(shù)與單元技術(shù)集成實(shí)例波音747飛機(jī)是波音公司的工程師們把公司噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、航空材料、導(dǎo)航等方面的新技術(shù)成果集成起來(lái)，開(kāi)發(fā)出與之配套的制造技術(shù)和工藝，于1970年投入商業(yè)運(yùn)行。由于主要用的是幾種成熟的單元技術(shù)，致使說(shuō)不上波音747飛機(jī)的創(chuàng)造者究竟是誰(shuí)。2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法單元技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)集成實(shí)例火力發(fā)電機(jī)就是由鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)等產(chǎn)品上大量先進(jìn)單元技術(shù)和測(cè)量、控制、整體優(yōu)化等系統(tǒng)綜合集成的產(chǎn)物興旺國(guó)家經(jīng)常購(gòu)置落后國(guó)家的單元產(chǎn)品，然后回國(guó)內(nèi)組裝，再返銷(xiāo)回落后國(guó)家。集成創(chuàng)新128大型系統(tǒng)技術(shù)集成實(shí)例宏偉的“阿波羅〞登月方案是人類(lèi)系統(tǒng)集成創(chuàng)新的典范。是當(dāng)代諸多行業(yè)、多種學(xué)科、多種方法、大型系統(tǒng)的集成產(chǎn)物，也是典型的政府主導(dǎo)的大型系統(tǒng)集成創(chuàng)新工程整個(gè)飛船由700余萬(wàn)零件組成歷時(shí)10年，耗資250億美元參加該方案研究的有120多所大學(xué)、2萬(wàn)家企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)，投入45萬(wàn)多名科技工作者科研立題5萬(wàn)余項(xiàng)，2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法129原創(chuàng)性與常規(guī)技術(shù)的集成實(shí)例集一項(xiàng)原發(fā)性創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合多項(xiàng)常規(guī)的技術(shù)改進(jìn)，給眾多產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)帶來(lái)翻天覆地的變化例如，隨著當(dāng)前環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及世界燃料日趨短缺問(wèn)題的提出，我國(guó)及世界很多興旺國(guó)家都在從事燃料電池的研發(fā)工作，一旦試制成功，必將給電動(dòng)汽車(chē)及相關(guān)的各種交通工業(yè)帶來(lái)新的突破。又如，激光原理與不同領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的集成就會(huì)產(chǎn)生眾多的創(chuàng)新2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法130激光原理鉆孔技術(shù)導(dǎo)航技術(shù)焊接技術(shù)切割技術(shù)測(cè)量技術(shù)全息技術(shù)印刷技術(shù)防偽技術(shù)美容技術(shù)模具加工技術(shù)核聚變控制技術(shù)光刻技術(shù)爆破技術(shù)醫(yī)療技術(shù)顯像技術(shù)熱處理技術(shù)2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法131實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的捷徑希望打破“常規(guī)”的人實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新有效的創(chuàng)新方法相關(guān)的技術(shù)知識(shí)創(chuàng)新理論和規(guī)律2.1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法1322.1.2變型設(shè)計(jì)適應(yīng)型設(shè)計(jì)和變參數(shù)型設(shè)計(jì)統(tǒng)稱(chēng)“變型設(shè)計(jì)〞。都是在原有產(chǎn)品根底上，根本工作原理和總體結(jié)構(gòu)保持不變.變型設(shè)計(jì)應(yīng)在原有產(chǎn)品的根底上，按照一定的規(guī)律演變出各種不同的規(guī)格參數(shù)、布局和附件的產(chǎn)品，擴(kuò)大原有產(chǎn)品的性能和功能，形成一個(gè)產(chǎn)品系列。開(kāi)展變型設(shè)計(jì)的依據(jù)是原有產(chǎn)品，它應(yīng)屬于技術(shù)成熟的“基型〞產(chǎn)品。作為變型設(shè)計(jì)依據(jù)的原有產(chǎn)品，通常是采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成的。2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法1332.1.3組合設(shè)計(jì)組合設(shè)計(jì)又稱(chēng)模塊化設(shè)計(jì)，是按合同要求，選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K，直接拼裝成所謂的“組合產(chǎn)品〞。組合產(chǎn)品是系列產(chǎn)品的進(jìn)一步細(xì)化，組合產(chǎn)品中的模塊也應(yīng)按系列化設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行。組合設(shè)計(jì)通常是MRP一驅(qū)動(dòng)的，可由銷(xiāo)售部門(mén)承擔(dān)，或在銷(xiāo)售部門(mén)中成立一個(gè)專(zhuān)門(mén)從事組合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)組承擔(dān)，有關(guān)設(shè)計(jì)資料可直接交付生產(chǎn)方案部門(mén)，對(duì)組成產(chǎn)品的各個(gè)模塊安排投產(chǎn)，并將這些模塊拼裝成所需的產(chǎn)品。2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法134據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，機(jī)械制造裝備產(chǎn)品中有一大半屬于變型產(chǎn)品和組合產(chǎn)品，創(chuàng)新產(chǎn)品只占一小局部。盡管如此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要意義不容低估。這是因?yàn)椋翰捎脛?chuàng)新設(shè)計(jì)方法不斷推出嶄新的產(chǎn)品，是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的必要條件；變型設(shè)計(jì)和組合設(shè)計(jì)是在基型和模塊系統(tǒng)的根底上進(jìn)行的，而基型和模塊系統(tǒng)也是采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成的。2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類(lèi)型第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法2.1.3組合設(shè)計(jì)1352.2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟2.2.2系列化設(shè)計(jì)2.2.3模塊化設(shè)計(jì)2.2.4合理化工程2.2機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法1362.2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段(二)方案設(shè)計(jì)階段(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段(四)施工設(shè)計(jì)階段2.2機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法137(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)的根底上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制訂設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū)。在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運(yùn)用技術(shù)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)學(xué)、信息學(xué)等理論和方法來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。2.2機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法第二章

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法2.2.1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟1381．需求分析需求分析的任務(wù)是將需求具體化和恰到好處，明確設(shè)計(jì)任務(wù)要求。是設(shè)計(jì)工作的開(kāi)始，指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。識(shí)別需求是一個(gè)創(chuàng)造性的過(guò)程，設(shè)計(jì)人員必須重視需求分