机械制造工艺学PPT课件.ppt

1 机械制造工艺学 SchoolofMechantronicEngineering GuilinUniversityofElectronicTechnology Guilin 541004 P R C 2019 12 29 2 第0章绪论 机械制造工艺学 2019 12 29 3 教材 0 1教材及参考书 顾崇衔 机械制造工艺学 第3版 M 西安 陕西科学技术出版社 1994 参考书 王先逵 机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 2005 2019 12 29 4 0 2教学要求 按时到课 不迟到 不早退 自觉遵守课堂纪律 认真听讲 做好笔记 上课不得随意讲话 认真完成作业 按时交作业 2019 12 29 5 平时成绩 0 3考核方法 10 实验 20 闭卷考试 70 2019 12 29 6 机械制造技术的发展趋势 0 4导言 制造业和制造技术在国民经济中的地位和作用制造业在众多国家尤其是发达国家的国民经济中占有十分重要的位置 是国民经济的支柱产业 美国68 的财富来源于制造业 日本国民总产值的49 由制造业提供 中国的制造业在工业总产值中也占有40 的比例 可以说 没有发达的制造业就不可能有国家真正的繁荣和富强 世界上各个发达工业国经济上的竞争 主要是制造技术的竞争 在各个国家企业生产力的构成中 制造技术的作用一般占55 65 发达国家的发展 在很大程度上都是依靠他们重视制造技术 通过制造技术 形成独 特 高的产品 首先抢占世界市场 这就是他们之所以能崛起 腾飞的诀窍 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 日本将振兴制造业的基础技术纳入国家基本法 他们认为 无论今后科学技术怎样进步 发展先进的制造业将永远是人类社会的 首席产业 2019 12 29 7 0 4导言 我国制造业发展现状可概括为 发展迅速 相对落后 建国五十多年来特别是改革开放二十多年来的发展 已使我国制造业从十分落后的状况发展到今天的制造业生产大国 不是强国 以机械制造业为例 机械工业的经济总量已达到1 85万亿人民币以上 仅次于美国 日本 德国 法国的机械工业规模 居世界第5位 2002年我国机械工业产品销售收入16000亿元 实现利润600亿元 我国已经建成门类比较齐全 具有较大规模的制造体系 基础工业部门80 以上的生产能力是由国内设备提供的 农业装备几乎全部由国内提供 部分重要产品的产量已跃居世界前列 一些产品已经形成综合比较优势 具有价格竞争力 如 国产工程机械的价格仅为同型号进口产品的1 4左右 掌握了一批重大技术装备的核心技术和关键技术 已能制造达到国外先进水平的30万千瓦汽轮发电机组 葛洲坝电站用大型低水头水轮发电机组和交流50万伏超高压输变电设备等 以 远望 号综合测量船 向阳红 10号科学考察船为主力的科学考察船队达到了世界第一流水平 2019 12 29 8 0 4导言 产品品种少 技术含量低 质量不稳定 早期故障率高 可靠性差 目前我国主要机械产品中达到当代世界先进水平的不到5 国产金属切削机床中 数控机床仅占2 8 而日本1987年已达30 德国1990年达54 我国一些机械产品的质量标准总体上低于发达国家 国家标准与国际标准存在差距 高新技术产品 机械基础产品和重大技术装备成套供应能力不能满足市场需求 长期依赖进口 中低档机械产品出现结构性过剩 积压严重 重复建设严重 专业化程度低 形不成规模 劳动生产率普遍较低 经济效益差 机械工业是规模效益特点最为显著的产业 但是我国长期未能按规模效益这一经济规律组织大批量集中生产 低水平重复严重 企业组织结构散乱 经营规模小 未能形成一批占有较大市场份额 具有国际竞争力的大企业和企业集团 也未能形成一大批专业化协作配套厂 结构性过剩成为制约机械工业发展的主要因素 随着短缺经济的结束 机械工业结构性过剩的矛盾日益突出 一方面 一般性产品需求下降 生产能力普遍闲置 另一方面 高新技术的重大装备和关键部件的供给严重不足 结构性过剩使得企业发展空间趋紧 低价竞销的无序竞争局面严重 平均利润率大幅下降 企业亏损增加 对机械制造工业的作用认识 重视不够 2019 12 29 9 0 4导言 技术装备水平低 科研开发力量薄弱 资金投入不足 技术进步缓慢 改革开放以来 较早地引进了一批国外先进技术 但对消化吸收缺乏足够的软 硬件投入 据国外经验 引进技术与消化吸收所需资金的比例约为1 7 而我国对此认识不够 故使消化吸收较慢 国外先进的制造工艺及装备 设计技术手段和先进的管理思想方法 在我国只有少数企业刚刚开始采用 缺少拥有自主知识产权的产品技术 新开发产品的技术大部分来自国外 基本上没有掌握产品开发的主动权 新产品开发周期比工业发达国家长1倍以上 产品更新周期更长 市场快速反应能力差 这已成为我国机械产品在市场竞争中不断失利的首要原因 市场营销与售后服务体系不健全 这是我国机械工业企业的最大不足之一 跨国公司机械产品的销售服务网点遍及全球 而我国机械产品的销售渠道不畅通 备件供应和售后服务跟不上 一些出口生产企业不掌握出口渠道 对国际市场信息不甚了解 许多企业不能按照市场需求变化对产品的设计 生产 销售 售后服务各个环节进行及时调整 企业管理体制和经营机制转换不到位 大量国有企业还不适应国内外市场竞争日趋激烈的新形势 长期形成的历史包袱也使它们步履维艰 政府管理体制的改革仍有待深化 2019 12 29 10 0 4导言 三点认识要重新认识机械制造业 机械制造已经不是传统意义上的机械制造 即所谓的机械加工 它是集机械 电子 光学 信息科学 材料科学 生物科学 激光学 管理学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业 制造技术不只是一些经验的积累 实际上它是一个从产品设计 进入市场 返回产品设计的大系统 信息化与工业化相辅相成 信息化不能代替工业化 但可以提升工业化 促进工业化 提高技术 生产 流通 管理的效率 机械制造工业必须依靠信息科学 材料科学来改造自己 另一方面信息科学 材料科学也必须依赖于制造技术来取得新的发展 中国不是世界工厂 什么是 世界工厂 世界工厂应该是指世界制造业的主要集中地 现在 我国制造业的工业增加值仅为美国的22 14 日本的35 43 我国制造业的劳动生产率约为美国的4 38 日本的4 07 德国的5 56 所以还不能算是世界工厂 我国制造业大量的是来料加工 突出表现在电子等工业 许多产品 设计的知识产权并不掌握在我们手里 因此附加值很低 我国要成为 世界制造中心 还有很长的路要走 要有长远的眼光 不能拿牺牲自然资源 加剧环境污染的代价换取 世界工厂 的虚名 中国不能变成跨国公司的垃圾场 下水道 美国人的垃圾要留在美国 发展制造业要有创新的精神 要有民族精神 我们应该卧薪尝胆为祖国制造事业不断努力 2019 12 29 12 0 4导言 大力发展数字化装备 数字化装备 也可称机电信息一体化装备 是指在传统的机械装备中 引入了信息技术 嵌入了传感器 集成电路 软件和其它信息元器件 从而形成了机械技术与信息技术深度融合的装备或系统 围绕以下几个方面进行集成创新 检测传感技术信息传送技术信息识别与处理技术数字化控制技术伺服传动技术精密机械技术数字化设计与仿真技术故障诊断技术核心在于 成为制造强国 接纳国际产业转移 需要大批高水平的科技人才 需要大批熟悉国际国内市场 具有现代管理知识和能力的企业家 需要大批能熟练掌握先进技术 工艺和技能的高级技能人才 2019 12 29 13 机械制造技术的内涵 0 4导言 机械制造 冷加工 学科的范畴 研究内容机械工程科学是一门有悠久历史的学科 是国家建设和社会发展的支柱科学之一 机械制造 冷加工 是机械工程的一个分支学科 是一门研究各种机械制造过程的科学 机械的制造工艺过程通常可区分为热加工工艺过程 包括铸造 塑性加工 焊接 热处理 表面改性等 及冷加工工艺 它们都是改变生产对象的形状 尺寸 相对位置和性质等 使之成为成品或半成品的过程 金属切削机床 特种加工机床 机器人以及机械加工工艺系统中的其他工艺设备是机械制造的主要设备和工装 它们是机械制造赖以实现的重要手段 研究各种机械制造设备和工艺装备的设计和制造 发展新的设备和工装 是机械制造学科的一项重要内容 机械制造 冷加工 工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程 因此 机械制造 冷加工 也是研究机械加工和装配工艺过程及方法的科学 2019 12 29 14 0 4导言 机械制造 冷加工 学科特点机械工业是典型的离散型制造业各个环节之间可以彼此关联或不关联 依赖个人的经验和技能较多 实现自动化的难度较大 机械工业有多种生产经营模式 单件生产 多品种 小批量和重复大批量生产等多种方式 离散型制造业产品结构复杂 制造工艺复杂 生产过程所需机器设备和工装夹具种类繁多 由于市场需求变化 从而要用到的设备资源也随之变化 同时由于产品中各部件制造周期长短不一和产品加工工艺路线的不确定性 造成管理对象动态多变 因此为了保证产品成套 按期交货 又要尽可能减少在制品积压 导致生产物资管理工作十分复杂 需要从每一产品的交货期倒推 周密安排各部件 零件 毛坯的投入 产出数量和时间 工程设计任务重由于机械制造业产品结构复杂 工艺复杂 因此工程设计任务很重 不仅新产品开发要重新设计 而且生产过程中也有大量的变型设计和工艺设计任务 设计版本在不断更改 为了不断推出知识含量高且价格能被用户接受的新产品 机械制造企业必须具备强有力的新产品开发能力 为了适应产品结构的不断变化 机械制造业的底层加工设备应具有足够的柔性不断以数控机床代替普通机床 以加工中心代替专用工种机床是发展的趋势 由于机械产品设计与制造涉及多学科 多种技术 在当今全球化市场竞争的形势下 靠一家企业单打一的局面已缺乏竞争力 目前主机厂与零件制造厂的分离 组织跨地区的企业动态联盟已成为机械制造业产业结构调整的必然趋势 2019 12 29 15 0 4导言 我国先进制造技术发展趋势集成创新对于发展中国家而言 原创性技术创新固然重要 但面向市场需求的系统集成创新应置于优先的位置 集成创新是一种风险小 成本低 周期短 但具有重大商业价值的创新方式 它同样可以成为实现技术跨越的突破口 未来的制造业应该是可持续发展的制造业 而实现制造业的可持续发展必须依靠关键技术创新和综合集成创新 包括依靠技术 体制和管理的集成创新 只有与时俱进 开拓创新 才是中国建设制造强国之本 绿色制造制造业是消耗资源的大户 因此制造业应该是可持续发展政策和规划的关注焦点 制造业要努力采用和开发绿色制造技术和产品 国家的可持续发展规划应实施 产品生命周期环保策略 即要求企业对其制造产品生命全程的环保负责 2019 12 29 16 0 4导言 清洁生产技术包括汽车轻量化制造技术 快速制造技术 关键零件近净成形制造技术 超精密加工技术等 智能自修复与再制造技术包括智能仿生自适应 自修复功能材料和产业化制备技术及系统 装备再制造基础理论和关键技术 废旧装备再制造智能 自动化拆解系统及技术等 2019 12 29 17 机械制造工艺学的主要研究对象 0 4导言 机械制造工艺学所研究的对象主要是机械零件的冷加工和装配工艺中具有共同性的规律 它是长期生产实践和科学研究的积累和总结 工艺工作对发展新品种 保证和提高产品质量 提高生产率 节约能源和降低原材料消耗 取得更大的技术经济效益以及改善企业管理具有十分密切的关系 要解决好机械制造工艺问题 应该从优质 高产 低消耗 即质量 生产率 经济性 三个指标来衡量 从广义上来说 特种加工 激光加工 电火花加工 超声波加工 电子束加工 等离子束加工等 也是机械加工工艺过程的一部分 但实际上已不属于切削加工的范畴 与热加工相比 机械制造冷加工由于加工成本低 能量消耗少 能加工各种不同形状 尺寸和精度要求的工件 工艺是生产中最活跃的因素 它既是构思和想法 又是实际的方法和手段 并落实在由工件 刀具 机床 夹具所构成的工艺系统中 所以它包含和涉及的范围很广 需要多门学科知识的支持 同时又和生产实际联系十分紧密 2019 12 29 18 机械制造工艺学的任务 0 4导言 使学生掌握工艺的基本理论 掌握机械加工和装配工艺规程制定的原则 步骤和方法 并能结合具体条件制定出工艺上可行 经济上合理的工艺规程 了解影响加工质量的各项因素 学会分析研究加工质量的方法 掌握机床夹具设计的原理和方法了解当前制造技术的发展 培养学生具有善于分析 总结实际生产中的先进经验 善于分析地吸收国内外新技术 新工艺和新方法 并应用于解决实际问题的能力 培养学生对具体工