机械制造工艺学第二讲机械制造的工艺绪论课件

1,机械制造工艺学 绪 论,2,绪 论,机械制造工艺学,研究各种机械的制造工艺的学科，称为“机械制造工艺学”。 以机械制造中的工艺问题为研究对象的一门应用性制造技术学科。 制造技术学科就是在深入了解实际的基础上，利用各种基础理论知识（如数学、物理、化学、力学、机械原理和金属切削原理等），经过实事求是地分析对比，找出客观规律，解决面临的工艺问题的学科。,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,3,绪 论,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,机械制造工艺学,4,绪 论,机械制造工艺,机械制造工艺（一般）： 冷加工: 车、铣、刨、磨等 热加工：铸造、塑性加工、焊接、热处理等 机械制造过程是： 一种离散的生产过程 实现自动化的难度大 依赖个人经验和技艺较多，难以用数学方法、规律、逻辑进行描述。 计算机技术，微电子技术，控制技术，传感技术与机电一体化技术。 系统论，信息论和控制论 形成系统科学与方法论 管理科学（质量保证体系） 与制造技术相接合，机械制造的发展已经从一种经验、技艺、方法逐步 机械制造工程科学,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,5,绪 论,随着知识经济的兴起，一些人却把制造业贬成为“日薄西山”的“夕阳产业” 、“旧经济”，这种思想在很大程度也影响了校园、也极大地影响了在坐同学的学习热情。 事实果真如此吗？ 什么是机械制造？ 机械制造在人们生活、国民经济中处于什么地位？,0.1.1 制造业的地位和作用,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,8,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的贡献率始终大于20%，拉动其它产业30%。 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）来源于制造业； 中国：2001年制造业增加值：37613.1 亿元占国民生产总值的 39.21%，占工业生产总值的 77.61%。上交税金4398.17亿元，占国家税收总额的30%和财政收入的27%。,绪 论,0.1.2 机械工业及其在国民经济中的地位,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,9,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的贡献率始终大于20%，拉动其它产业30%。 制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重要基石 制造业是吸纳劳动就业和扩大出口的关键产业 2001年我国制造业全部从业人员 8083 万人，约占全国工业从业人员总数的 90.13%，全国全部从业人口的11.1%。 2001年我国制造业出口创汇2398亿元。占全国外贸出口总额90%。 制造业是国家安全的重要保障,绪 论,0.1.2 机械工业及其在国民经济中的地位,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,10,没有发达的制造业就不可能有国家的真正繁荣与强大； 国与国之间的竞争主要是制造业的竞争, 一个没有制造能力的民族是没有希望的民族； 高度发达的现代制造业是一个国家综合国力和国际竞争力的集中体现。 中科院院长：路甬祥院士,绪 论,0.1.2 机械工业及其在国民经济中的地位,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,11,绪 论,是国民经济的基础工业 是国民经济各部门的装备部 是提高人民生活水平的重要支柱工业 信息技术、生物工程技术、航空航天技术、新材料技术依赖于机械制造业提供的技术装备,0.1.2 机械工业及其在国民经济中的地位,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,12,绪 论,2008年11月的一系列经济数据表明，中国经济的增速下滑超出许多人的意料。2008年11月，我国进出口增速突然“跳水”：出口增速从上月的19.2下降到-2.2，进口增速从上月的15.7下降到-17.9。 出口回落直接拉低工业增速。2008年11月，全国规模以上工业企业增加值同比增长5.4，比上年同期回落11.9个百分点，比上月增速回落2.8个百分点。11月份生铁、粗钢和钢材产量分别下降16.2、 12.4和11；汽车71.4万辆，下降 15.9。 “产业振兴的目的还是为了保八，经济增长如果达不到8，失业问题会变得更加严重，还会带来一些社会问题，重要产业能否振兴，确实不只是一个经济问题。”国家发改委经济社会发展研究所所长杨宜勇,0.1.2 机械工业及其在国民经济中的地位,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,13,绪 论,2009年2月25日十大行业振兴纲领全部通过,0.1.2 机械工业及其在国民经济中的地位,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,14,绪 论,2010年9月6日，国务院正式发布关于促进企业兼并重组的意见。该 意见明确提出，将以汽车、钢铁、水泥、机械制造、电解铝、稀土等6大行业为重点，推动优势企业实施强强联合、跨地区兼并重组、境外并购和投资合作，推动产业结构优化升级。,关于促进企业兼并重组的意见,0.1.2 机械工业及其在国民经济中的地位,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,15,0.1.3 我国机械工业发展现状,绪 论,中国制造世界制造加工车间,研究,开发,订单,制造,销售,服务,硅谷,新竹,东莞,利润率25,利润率15,利润率5,电气机械及器材制造业、金属制品业,2004年世界制造业第12位,硅谷和新竹是以强大的高技术制造业为基础,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,16,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 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；飞豹轰炸机；神舟号无人飞船；核动力潜艇；两弹一星等。,绪 论,0.1.3 我国机械工业发展现状,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,17,制造业总体生产规模已居世界第二位，众多制成品产量已居世界前列“制造大国但非制造强国” 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。 我国目前处于工业化的中期。,绪 论,0.1.3 我国机械工业发展现状,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,18,中国是制造业大国 但不是制造业强国,光纤制造设备的 100% 集成电路芯片制造设备的 85% 主要机械产品的技术来源 57%,依靠进口,绪 论,0.1.3 我国机械工业发展现状,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,19,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。 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基础，能够及时提供各行业所必需的保证技术，要求具有国际竞争力的先进装备。,绪 论,0.1.3 我国机械工业发展现状,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,20,绪 论,目前，中国已经成为世界第二制造大国和出口大国，个人电脑、移动电话、水泥、钢材、化肥、化纤等多种产品产量列居世界第一位。同时，全球制造中心正在向中国等发展中国家转移，中国已经成为名副其实的全球制造大国。 中国制造业主要依靠数量和价格优势，附加值低，而且高能耗、高物耗、高排放的问题突出。据统计，美国制造业增加值率都在40% 以上，但是中国的制造业增加值率还不到30%（2006 年26.20%）；中国的人均GDP 不到日本人均GDP 的10%（2007 年6.5%）， 但是单位GDP 能耗却相当于日本的4 倍，单位GDP 排放量相当于日本的10 倍，能源消费弹性系数是日本的7 倍。,从制造大国走向创造强国 未来20年中国机械工程自主创新之路（路甬祥，2009.01）,0.1.3 我国机械工业发展现状,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,21,绪 论,中国制造工程的战略目标是：致力于节能减排，并不断提高产品附加值与国际竞争力；致力于造就一个清洁、健康、安全、可持续发展的世界；致力于满足中国和世界极大多数人的需求。 摆在中国制造工程界面前的历史任务是：开发和应用自主创新技术，提升中国制造的全球竞争力；用系统工程的方法开发应用纳米、超精、极端和超大规模的先进工程成套装备；适应中国经济社会科学发展和全球市场多样化、个性化的需求。,从制造大国走向创造强国 未来20年中国机械工程自主创新之路（路甬祥，2009.01）,机械制造工业的高速发展，基于强大的机械制造工程技术基础和科学基础,0.1.3 我国机械工业发展现状,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,22,绪 论,电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、快速成型。,0.1.4 制造技术的发展现状,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,23,绪 论,0.1.4 制造技术的发展现状,（1）制造系统的集成技术和系统技术是制造研究的热点。 （2）注重研究制造自动化系统中人的作用。 （3）单元系统的研究仍占有重要位置。 （4）制造过程的计划和调度研究十分活跃，但罕有实用成果。 （5）柔性制造朝深度和广度发展。 （6）适应现代生产模式的制造环境的研究正在兴起。 （7）底层加工系统的智能化和集成化研究非常活跃。,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,24,绪 论,0.1.5 机械制造，工艺为本,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,25,绪 论,0.1.6 机械制造工艺的关键技术和新兴技术,极端制造和精密制造 包括极限尺度、极度功能和极端环境三个方面，可归纳为“高、大、精、尖、基、绿”等几方面。 （1）极限尺度。包括极大尺度和极小尺度。极大尺度有巨系统制造装备；极小尺度有微型机械、微型机电系统，微纳米加工是当前极小尺度的加工极限境界。 （2）极度功能。包括极高功能和极多功能。极高功能如当前钢件熔炼轧制连轧机，可从钢铁冶炼开始连续轧制成钢板；极多功能如具有铣、镗、磨的五轴六面体数控加工中心，是当前母机装备的最高水平。 （3）极端环境。包括真空、失重、强场（辐射、磁场）、温度（超高温、超低温）、速度（高速、超高速、高加速、超高加速）、压力（超高压、超低压）、水下、特种气氛等。,0.1 机械制造工艺学的主要研究内容,26,绪 论,要掌握零件制造过程中的共性规律和解决具体工艺问题的知识和能力，其复杂性决不是一门课程所能解决的。 例如，毛坯的制造工艺是金属工艺学的范畴；金属切削与磨削过程所用的刀具、磨料与磨具和机床则是切削原理与刀具和金属切削机床的范畴；毛坯与工件的热处理则是金属学与热处理的范畴；而零件的加工与装配质量的标准和检验则又和极限配合与测量技术密切相关。 机械制造工艺学，就是上述课程的基础综合，它组成全面地分析和运用机械制造工艺过程的基本内容，形成了机械制造工艺与设备专业的一门主要专业课。,0.2 课程内容和任务,27,绪 论,本课程的学习内容是围绕机械制造工艺问题的三个指标来穿插和安排相应的教学内容。首先是加工质量，没有质量就没数量，也就谈不到生产率和经济性。 规定零件的加工质量是产品设计师的任务，而在最低成本下达到设计要求则是工艺师的职责。,0.2 课程内容和任务,28,绪 论,掌握机械制造工艺的基本理论（包括定位和基准理论、工艺和装配尺寸链理论、加工精度和误差分析理论、表面质量和机械振动理论等），注重建立基本概念和理论的具体应用，学会进行工艺分析和试验研究的方法。 具有制订中等复杂零件的机械加工工艺规程、一般产品的装配工艺规程和主管产品工艺的初步能力。 树立生产制造系统的观点，了解现代（先进）制造技术的新成就、发展方向和一些重要的现代（先进）制造技术，以扩大视野、开阔思路、提高工艺等制造技术水平和增强人才的竞争力及就业能力。,0.2 课程内容和任务,29,绪 论,课程的实践性很强，与生产实际的联系十分密切，有实践知识才能在学习时理解得比较深入和透彻，因此要注意实践知识的学习和积累。 课程具有工程性，有不少设计方法方面的内容，需要从工程应用的角度去理解和掌握。 掌握课程的内容要有习题、课程设计、实验、实习等各环节的相互配合，每个环节都是重要的，不可缺少的，各教学环节之间应密切结