1-机械制造工艺学课件.pdf
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1、机械制造工艺学机械制造工艺学Machine Manufacturing Engineering机电工程学院机电工程学院傅志红傅志红Tel:15874155828Email:机械制造工艺学(第2版)清华大学,王先逵 主编,机械工业出版社,2007教材:教材:参考教材:参考教材:1 宾鸿赞,曾庆福主编,机械制造工艺学,机械工业出版社2 Mikell P.Groover.Fundamentals of Modern Manufacturing.JOHN WILEY&SONS,INC.20023 机械工程手册4 机械工程师手册3课程简介课程简介课程宗旨 掌握机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法。
2、通过课程学习及实验、生产实习及课程设计等实践环节训练,培养分析和解决机械制造工程问题基本能力。了解机械制造领域的最新成就和发展趋势。本课程研究对象研究对象:机械产品的制造工艺,包括零件加工、装配两个方面。工艺使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。工艺既是构思和想法,又是实在的方法和手段,落实在由工件、刀具、机床、夹具组成的工艺系统中。4课程简介课程简介主要内容绪论机械加工工艺规程设计 机械加工精度及控制 机械加工表面质量及控制 机械装配工艺过程设计 机床夹具设计5学习方式 课堂讲授讲授重点、难点 自学课程内容20自学,通过作业、答疑保证效果 实践环节作业、练习、实验、生产实习(课程设计)考
3、核方法 期末考试70平时考核30课程特点与学习方法 综合性注意联系和综合应用以往所学知识 实践性注意理论联系生产实际,重视实践性环节 灵活性掌握基本原理,活学活用课程简介课程简介第一章绪论一 制造技术概述;二 制造业的地位和作用;三 我国制造业的现状;四 机械制造业的发展;五 制造业面临的竞争和挑战;六 先进制造技术输入输出+-生产过程生产过程效益生产(production):从系统的观点,生产可以定义为将生产要素转变成生产财富并创造效益的输入输出系统,见图1 1-1 1。生产财富有形(产品)无形(服务)图1-1生产的定义转变效率:生产率=输出/输入生产要素生产对象(原材料)生产资料(直接、间
4、接)能源劳动力信息(知识、技能、情报)资金1.1 制造技术概述1.1.1 生产与制造1.1 制造技术概述1.1.1 生产与制造制造(Manufacturing):是人类所有经济活动的基石,是人类历史发展和文明进步的动力。狭义:生产过程从原材料成品直接起作用的那部分工作内容,包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作(物质流)广义:制造=生产国际生产工程学会1990年:制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。(Manufacturing is series of interrelated activi
5、ties and operations involving the design,planning,production,quality assurance,management and marketing of the products of the manufacturing industries。)1.1 制造技术概述1.1.1 生产与制造 制造技术(Manufacturing Technology)按照人们所需的目的,运用知识和技能,利用客观物资工具,将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即:使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称 制造过程产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的
6、全过程,也称为产品生命周期。制造业将制造资源(物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等)利用制造技术,通过制造过程,转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。美国将机械、电子、轻工、纺织、冶金、化工等行业列为制造业。第一产业农业林业渔业畜牧业矿业采石业石油业第二产业航天航空纺织、服装汽车、装备、重型机械冶金、钢铁、金属制品食品、饮料化工、石油精炼计算机、半导体、电器建筑、建材日用消费品玻璃、陶瓷、造纸制药橡胶、塑料制品能源、电力出版第三产业银行、金融服务、保险通讯、资讯教育、医疗、保健娱乐、旅馆、餐饮、旅游政府法律机构房地产修理与维护商业(零售、批发)交通、运输表1-1 第一、二、三
7、产业的划分1.1 制造技术概述1.1.2 制造技术制造技术在产品生产中,使原材料转化为产品过程所施行的各种手段的总和,称为制造技术。运用一定的知识、技能操纵可以利用的物质、工具采取有效的方法手段与大、小制造概念相对应,对于制造技术的理解也有广义和狭义之分。广义理解制造技术涉及生产活动的各个方面和生产的全过程,制造技术被认为是一个从产品概念到最终产品的集成活动,是一个功能体系和信息处理系统。1.1 制造技术概述1.1.3 制造系统制造系统结构图1-2 制造系统功能结构经营管理信息流生产管理信息流技术信息流物质流用户、市场与外部环境经营管理市场与销售研究与开发资源管理财务生产管理工程设计采购车间制
8、造(加工、装配、检验、输送、存储 )质量控制1.1 制造技术概述1.1.3 制造系统制造系统特性软件硬件(1)结构特性制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分发挥效能,必须有软件支持。软件硬件软件硬件图1-3 制造系统结构特性(2)转变特性主要从技术角度出发,如何使转变过程更有效进行。获取阶段转变阶段分配阶段图1-4 制造系统的物质流原材料供应者原材料库存零件加工零件库存装配成品库存最终用户1.1 制造技术概述1.1.3 制造系统制造系统特性需求订货信息生产计划信息进度计划信息作业计划信息生产结果数据生产控制信息生产技术信息产品设计信息综合生产计划生产进度计划作业计划生产实施生产控制产品设
9、计工艺过程计划工艺过程信息计划阶段实施阶段控制阶段图1-5 制造系统的程序特性(3)程序特性 程序 一系列按时间和逻辑安排的步骤 制造系统可视为生产离散型产品的工作程序(图1-5)研究制造系统程序特性,主要从管理角度出发如何使生产活动达到最佳化。1.1 制造技术概述1.1.3 制造系统制造系统的物质流与信息流误差流物流资金流规划控制需求信息流实施(车间或现场)原材料产品与服务能源能量流图1-6 制造系统的五种流1.1 制造技术概述1.1.3 制造系统1.2 制造业的地位和作用1 制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机美国:68%的财富来源于制造业;日本:49%的国民生产总值(GNP)来源
10、于制造业;中国:我国制造业在工业总产值中也占有相当大的比例。2006年,制造业的增加值占工业增加值的77.99%。2009年中国制造业在全球制造业总值中所占比例已达15.6%,成为仅次于美国的全球第二大工业制造国。我国制造业在工业总产值中也占有相当大的比例。2006年,制造业的增加值占工业增加值的77.99%;截至2007年底,按登记注册人数统计,制造业职工总人数占工业的80.35%。分点。2.制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重要基石1.2 制造业的地位和作用3.制造业是吸纳劳动就业和扩大出口的关键产业我国制造业企业数量由1999年的134345家增加至2003年的172755家,增幅
11、达28.59%,制造业增加值和出口额稳步上升,分别由1999年的168020万元、109264万元上升至2003年的335771万元、260786万元,分别实现增幅99.84%和138.68%。截至2007年底,按登记注册人数统计,制造业职工总人数占工业的80.35%。中国从2006年开始出口额大于进口额,制造业的出口已占到全国贸易总额将近42%,进口额占40%。4.制造业是国家安全的重要保障1.2 制造业的地位和作用美、日等国已将制造科学与信息科学、材料科学、生物科学一起列为当今时代四大支柱学科。事实上,虽然世界已进入信息化的大趋势,但发达国家仍然高度重视制造业发展。据悉,美国制造业对GDP
12、的贡献率始终大于20%,拉动其它产业30%。1.3 我国制造业的现状1.已建立了一个比较完整的工业体系,提供重大装备的能力不断提高如:为上海磁悬浮列车项目提供有8台数控落地镗铣床组成的轨道深加工自动线;年产12千万吨级不同开采工艺的露天矿采掘和年产500万吨级井下矿采掘成套设备;葛洲坝枢纽工程170兆瓦、转轮直径11.3米轴流式水电机组;300兆瓦核电站成套设备;500千伏交流输变电成套设备;水下机器人;激光照排设备;正负电子对撞机;曙光、银河、联想等巨型计算机;主战坦克;新舟60客机;飞豹轰炸机;神舟号无人飞船;核动力潜艇;两弹一星等。1.3 我国制造业的现状2.制造业总体生产规模已居世界第
13、二位,众多制成品产量已居世界前列“制造大国但非制造强国”3.各具特色的制造业聚集地逐渐形成珠江三角洲、长江三角洲已成为全球重要的家电、电子及通信设备制造聚集地;东北重大成套设备制造聚集地、川陕国防装备制造聚集地等正稳定地为国民经济和国防建设发挥着不可或缺的作用。4.我国目前处于工业化的中期。1.3 我国制造业的现状存在的问题:1.总体规模仍然偏小,仅为美国的1/5、日本的1/4。2.制造业的人均劳动生产率过低,仅为美国的1/25、日本的1/26、德国的1/20。4.制造业结构呈轻型化状态,表现为机械电子制造所占比例偏低。装备制造能力尤为偏低。技术创新能力和自主开发能力薄弱,突出表现为:机械产品
14、技术来源的57%来自国外,绝大多数电子及通信设备的核心技术依赖进口。产品开发周期过长,企业对市场的快速反应能力差。我国机械新产品的平均开发周期为18个月,美国(1990年)新产品设计周期3个星期,试制周期3个月。先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段,普及率较低,与发达国家存在着阶段性差距。1.3 我国制造业的现状存在的问题:5.低水平生产能力严重过剩。据第三次全国工业普查,机械、电子、化工、轻工、冶金等行业生产能力利用率分别为51.86%、54.45%、54.9%、46.09%和35.55%。光纤制造设备的光纤制造设备的 100%集成电路芯片制造设备的集成电路芯片制造设备的 85%主要机械产品
15、的技术来源主要机械产品的技术来源 57%依靠进口依靠进口中国是制造业大国-但不是制造业强国制造强国的主要标志 具备强大的产品自主开发能力和技术创新能力,拥有大批具有自主知识产权的重要产品和国际领先的重要制造技术,拥有众多国际知名品牌。拥有一批具有国际竞争力的制造企业,及强大的营销网络,拥有一批具有工程总承包能力的设计和工程公司。拥有一支具有国际竞争力的工程技术经营管理和技术工人队伍,具有卓有成效的人才培训体系。制造强国的主要标志 形成具有国际先进水平的技术标准和法规体系,并在一些重要领域引领国际标准的制定及全球应用。形成若干在国际上知名,各具特色的制造业聚集地或制造中心。依托强大的装备制造业为
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