1-金工实习概论(清华大学)ppt课件

李双寿,金工实习（工程训练之机械制造实习）,Email:lss,基础工业训练中心,一、课程简介二、了解制造三、学什么？四、怎么学！五、注意事项六、安全事项,2,一、课程简介,3,机械制造实习（金工实习）是一门以实践教学为主体，理论与实践高度结合的综合性技术基础课程。历史可追溯到1922年，清华学校在土木工程馆建造“手工教室”，作为学生工艺实习场所，接纳学生进行木工和金工的基本训练；从1988年开始，本课程连续5次获得清华大学校级一类课程称号；于1997年进入校级核心课程建设行列；于2002年，第一批进入校级精品课程建设行列；2004年，获评北京市和国家级精品课程。,4,课程目标学习制造工程知识增强工程实践能力提高综合素质（包括工程素质）培养创新精神和创新能力,5,课程的特殊性教学内容丰富。每个学生都要完成铸造、锻造、冲压、焊接、车、铣、磨、数控加工、特种加工、3d打印、热加工实验等多个教学环节，涵盖了机械制造的全过程。教学环节多样有理论课、实验课、现场工艺课、综合训练、师傅示范讲解和学生动手操作等。在教学车间操作生产性设备，加工教学产品。实习课程由教师、实验员、一线辅导工人等约50余名指导人员共同完成，成绩判定由多项内容来综合评价。动手操作、实习报告、工艺知识考核、思想小节和创新思维报告等。,6,7,二、了解制造,8,1.制造概念的演变,制造：(Manufacturing):最早概念：制作，将原材料加工成器物。狭义：机电产品的机械加工工艺过程广义：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。（国际生产工程学会，1990年）,9,产品从概念到实现的全生命周期PLM（ProductLifecycleManagement）,10,制造系统：是制造业的基本组成实体。结构：是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。功能：输入制造系统的资源（原材料、能源、信息、人力.）通过制造过程输出产品过程：制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。成形制造：不仅为加工制造过程提供毛坯零件，而且可以直接将原材料加工为最终产品。可以通过控制产品的内部组织结构而控制产品的性能。主要包括铸造成形、塑性成形、材料连接、材料改性，以及激光加工、注射成形和粉末冶金等等。加工制造：机械加工是指在制品上钻孔、切螺纹和车削等操作，制作零部件，用以补充成型过程的不足。,11,制造技术（ManufacturingTechnology)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。使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称,12,设计Design：是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。通过这个过程用计划书的形式，创造出执行预定功能的产品、操作工序和系统。美国国家科学基金会开发Develop：是指在进行商业性生产或使用前，将研究成果或其他知识应用于某项计划或设计，以生产出新的或具有实质性改进的材料、装置、产品等。是把设计方案转变为物理形式的过程.制造工艺Processing：实质是加工，即生产中直接改变原材料形状、尺寸和性能使之变成成品的过程。涉及到原理、流程、条件、效益，也就是要解决能不能加工?怎样加工?用什么方法加工?花多大代价加工等一系列问题。,13,2.制造工程的演变,制造工程：是研究如何将基础学科和技术学科转化为专业生产技术、工程技术和工艺流程与科学的方法。1987年美国制造工程师学会：制造工程是工程专业的一个分支。制造工程学科除了包含工程材料、成型技术、加工工艺外，还包含制造自动化以及相应的传感测试和监控技术等它要求具体了解、应用和控制制造过程中各个工程程序和工业产品的生产方法所必需的教育和经验；还要求具有设计制造流程的能力，研究和开发新的工具，机器和设备的能力，研究和开发新的工艺过程的能力，并且将它们综合成为一个系统，以达到用最少的费用生产出高质量的产品。,14,制造工程的功能的演变：最初仅限于使用工具制造物品；而后逐渐地将制造过程同与其有关的因素作为一个整体来考虑。随着科学技术的进步，除了设计和生产以外，现代制造工程功能还包括企业活动的其他方面，如产品的研究与开发、市场和销售服务等。,15,现代制造工程是一个系统工程。一个以制造科学为基础的、由制造模式和制造技术构成的、对制造资源和制造信息进行加工处理的有机整体。是传统制造工程与计算机技术、数控技术、信息技术、控制论及系统科学等学科相结合的产物。综合性学科，它的研究对象是制造系统，制造系统是对制造企业的科学描述。,16,3.制造业的演变,制造业（ManufacturingIndustry)：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。指对原材料进行加工以及对零部件进行装配的工业部门的总称。,17,制造业分类：根据在生产中使用的物质形态：离散制造：产品往往由多个零件经过一系列并不连续的工序的加工最终装配而成。例如火箭、飞机、武器装备、船舶、电子设备、机床、汽车等制造业，都属于离散制造型企业。流程制造：是指被加工对像不间断地通过生产设备，通过一系列的加工装置使原材料进行化学或物理变化，最终得到产品。如化工、造纸、钢铁等行业。根据工业部门来分类,18,19,1994年，制造业17个种类。第一块5个行业，是轻工业、纺织工业和日用品的制造；第二块也是5个行业，主要是资源加工，包括石油化工、橡胶、非金属、金属冶炼；第三是是7个行业，为机械、电子类制造业。,20,3.制造业生产模式的演变,生产模式：是一种制造哲理的体现，并具体表现为生产系统和管理方式的集成。即它支持制造业企业的发展战略，包括了与一定的社会生产力发展水平相适应的企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作方式的总和。,21,22,大批量定制(MassCustomization，MC)：是一种集企业、客户、供应商和环境等于一体，在系统思想指导下，用整体优化的观点，充分利用企业已有的各种资源，在标准化技术、现代设计方法学、信息技术和先进制造技术等的支持下，根据客户的个性化需求，以大批量生产的低成本、高质量和高效率提供定制产品和服务的生产方式。,23,24,4.制造业产品的演变,产品：制造过程的结果。产品有四种通用的类别服务(如:商贸、运输)；软件(如:计算机程序、字典)；硬件(如:发动机机械零件、电视机)；流程性材料(如:润滑油)。案例：“汽车”组成硬件：如汽车齿轮，发动机，车身等；流程性材料：如燃料、冷却液、电流等；软件：如发动机控制软件、汽车说明书、驾驶员手册等；服务：如销售人员所做的操作说明。,25,26,他最主要的产品设计理念在于，将产品更多地整合到用户生活中。设计哲学：设计3.0口号：让产品有意义。,27,28,5.制造业面临的竞争和挑战,国际形势的变化焦点由军备竞赛转向全球范围内的以科技为先导，经济为基础、军事为后盾的综合国力的较量。消费观念的变化消费者的行为更具选择性：批量生产的产品逐步被个性化、多样化产品所代替制造业“服务”：产品生产与产品服务的界限越来越模糊、不满足感增加。,29,标志：波音777的设计和制造全数字化定义无纸生产数字化预装配无金属样机的生产（虚拟制造的一部分）广域网上的异地设计、异地制造基于STEP的数据交换协同工作小组Teamwork238个设计制造周期大大缩短：4年（而波音757、767约9-10年）更大的利润，每架777，$1.4亿,基于分布式CAD/CAM系统在8台IBM大型计算机ES/9000和IBM50805086图形终端，发现零件干涉2500处，减少工程更改50以上,设计、工艺、制造、供应商、潜在用户的工作小组，7000人参加；采用并行工程的模式。,Internet将发动机供应商GE、HP和诺依斯罗斯联在一起。,63M长的波音777，装配准误差仅0.58mm.,制造业市场竞争的新特点,30,2）产品批量更小；汽车生产：大批量生产大批量定制生产；3）顾客对产品功能、性能、质量的要求更高；4）能参与全球竞争的企业更多；5）跨国公司的垄断性更明显；6）企业的兼并重组更激烈、更动荡；7）一般水平的产品及制造能力严重过剩；8）人口老龄化更严重；9）环保意识、绿色制造呼声更强。,31,制造全球化和贸易自由化,原因：世界自由贸易体制进一步完善全球交通运输进一步完善全球通讯网络建立国际经济合作与交往日益紧密导致：全球产业界结构大调整世界逐步形成一个统一的大市场使得：供应与需求国家化、国际化，不同时间、地区、国家，市场需求有波动对于同一用户、同一产品，可供选择的市场国际化、竞争国际化,32,科技进步与信息社会化：,从微电子、信息、新材料、系统科学所代表的新一代工程科学与技术的迅猛发展在制造领域中的广泛渗透、应用、衍生，极大的拓展了制造活动的深度和广度，急剧的改变了现代设计方法、产品结构、生产方式、生产工艺、设备以及生产组织结构，产生了一大批新的制造技术和制造模式。高新技术的综合作用促进了制造技术在宏观(制造系统集成）和微观（精密、超精密、微纳米加工检测）两个方向上的蓬勃发展，成为一门涵盖整个生产过程的各个环节，包括人、机器、能量、信息等多种资源的组织、控制与管理，横跨多个学科的集成技术。,33,环境保护意识的增强与可持续发展,环境问题：大量消耗资源和破坏环境的传统工业发展模式与工艺技术系统引起了严重的环境问题可持续发展思想：重视环境方面对制造业及其产品的制约社会压力国家政策与立法经济手段结论:面向可持续发展的生态安全型和资源节约型的制造技术将是制造领域中亟待解决的一个重要问题.,34,6.我国制造业的现状,优势我国劳动力成本低，在劳动密集型产业、产品领域占优势，竞争力强；我国潜在消费市场大；社会稳定。制造业基础比较完善；经济持续健康稳定发展；政策支持力度较大。,35,劣势技术开发与技术创新能力薄弱；国有经济比重过大，企业缺乏活力；管理机制、管理思想落后，阻碍了生产力的发展；市场机制不完善，竞争不完全，不具备市场经济所需的基本的法律，如反垄断法和破产法；重制造，轻研发，缺少原创技术。产品缺乏世界品牌。,36,机会政府提出全面实现小康目标的要求；中国的经济增长强劲；跨国公司向中国的产业转移加快；以信息技术为代表的高技术与制造业的融合为制造业的发展提供了实现跨越式发展的机遇。威胁资源（矿产、水、油）馈乏。就业压力巨大；经济全球化，竞争加剧。研发能力弱，技术引进受限制。,37,我国制造业与国外的差距结构不合理：我国装备制造业普通产品总量过剩，而体现竞争力的重大技术装备却不能满足要求。机械产品进出口逆差逐年加大,大量附加值较高的成套装备市场不得不让给外商。生产效率低：2000年，我国制造业的劳动生产率为3.82万元人年，约为美国的4.38%、日本的4.07%、德国的5.56%；我国制造业的增加值率为26.23%，与上述三国相比分别约低22.99、11.69和22.12个百分点。技术创新能力仍然薄弱：已成为制约我国由世界加工基地转变为世界制造基地的关键因素。大部分技术依赖从国外引进。装备制造业发展严重滞后。,38,十二五规划之第九章改造提升制造业,优化结构、改善品种质量、增强产业配套能力、淘汰落后产能，发展先进装备制造业，调整优化原材料工业，改造提升消费品工业，促进制造业由大变强。第一节推进重点产业结构调整装备制造行业要提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平，加强重大技术成套装备研发和产业化，推动装备产品智能化。船舶行业要适应国际造船新标准，建立现代造船模式，发展高技术高附加值船舶和配套设备。汽车行业要强化整车研发能力，实现关键零部件技术自主化，提高节能、环保和安全技术水平。冶金和建材行业要立足国内需求，严格控制总量扩张，优化品种结构，在产品研发、资源综合利用和节能减排等方面取得新进展。石化行业要积极探索原料多元化发展新途径，重点发展高端石化产品，加快化肥原料调整，推动油品质量升级。轻纺行业要强化环保和质量安全，加强企业品牌建设，提升工艺技术装备水平。包装行业要加快发展先进包装装备、包装新材料和高端包装制品。电子信息行业要提高研发水平，增强基础电子自主发展能力，引导向产业链高端延伸。建筑业要推广绿色建筑、绿色施工，着力用先进建造、材料、信息技术优化结构和服务模式。加大淘汰落后产能力度，压缩和疏导过剩产能。,39,第二节优化产业布局按照区域主体功能定位，综合考虑能源资源、环境容量、市场空间等因素，优化重点产业生产力布局。主要依托国内能源和矿产资源的重大项目，优先在中西部资源地布局；主要利用进口资源的重大项目，优先在沿海沿边地区布局。有序推进城市钢铁、有色、化工企业环保搬迁。优化原油加工能力布局，促进上下游一体化发展。引导生产要素集聚，依托国家重点工程，打造一批具有国际竞争能力的先进制造业基地。以产业链条为纽带，以产业园区为载体，发展一批专业特色鲜明、品牌形象突出、服务平台完备的现代产业集群。第三节加强企业技术改造制定支持企业技术改造的政策，加快应用新技术、新材料、新工艺、新装备改造提升传统产业，提高市场竞争能力。支持企业提高装备水平、优化生产流程，加快淘汰落后工艺技术和设备，提高能源资源综合利用水平。鼓励企业增强新产品开发能力，提高产品技术含量和附加值，加快产品升级换代。推动研发设计、生产流通、企业管理等环节信息化改造升级，推行先进质量管理，促进企业管理创新。推动一批产业技术创新服务平台建设。,40,第四节引导企业兼并重组坚持市场化运作，发挥企业主体作用，完善配套政策，消除制度障碍，以汽车、钢铁、水泥、机械制造、电解铝、稀土、电子信息、医药等行业为重点，推动优势企业实施强强联合、跨地区兼并重组，提高产业集中度。推动自主品牌建设，提升品牌价值和效应，加快发展拥有国际知名品牌和核心竞争力的大型企业。第五节促进中小企业发展大力发展中小企业，完善中小企业政策法规体系。促进中小企业加快转变发展方式，强化质量诚信建设，提高产品质量和竞争能力。推动中小企业调整结构，提升专业化分工协作水平。引导中小企业集群发展，提高创新能力和管理水平。创造良好环境，激发中小企业发展活力。建立健全中小企业金融服务和信用担保体系，提高中小企业贷款规模和比重，拓宽直接融资渠道。落实和完善税收等优惠政策，减轻中小企业社会负担。,41,三、课程教学内容简介,42,机械制造过程,43,制造的基本过程,44,制造工艺的重要性：,焊接工艺船体的破裂,焊接工艺航天飞机事故,热处理工艺越王勾践剑,焊接工艺增压釜的爆炸,制造遍及国民经济的多个领域,45,炼铁,炼钢,轧钢,冲压,装配,磨削,超声,线切割,激光,电子束,电火花,铸造,下料,坯料,锻造,焊接,热处理,钳工,钻削,离子束,车削,铣削,刨削,天象台,镗削,齿轮加工,46,四、如何实习？,47,1.善于向实践学习：躬身践行纸上得来终觉浅，绝知此事须躬身2.注重工艺知识：设计和工艺的关系工艺是把设计成为现实。3.注意预习和复习学而时习之，不亦说乎！温故而知新，可以为师矣。,48,实习环节和实践操作,49,50,51,52,53,54,55,56,（1）各工种和实验的理论学习、实际操作和考勤，并获得相应的实习操作成绩；（2）对应每次工种，按时完成实习报告，获得作业成绩；（3）完成思想小结和创新报告，并在小结中推荐2名最佳师傅，实习最后一天将思想小结和创新报告交给相关的负责教师，以获得相应成绩，完成实习；（4）选修金工集中实习的同学，欢迎申请训练中心开设的创新创业实践课程，以及其他提高类课程；,57,五、几点注意事项,58,实习指导教师,车工：徐伟国钳工:武静铣磨：杨建新（AE组）洪亮（BCD组）铸工:李双寿焊钣热:姚启明(第1周)、梁志芳(第2、3周),59,实习教材,机械制造实习，清华大学出版社，傅水根、李双寿主编机械制造实习与实验报告（机械类用），校内印刷联系电话，62782458钟淑苹,60,成绩评定办法,实习成