机械制造技术基础(第1章)d.ppt

1,机械制造技术基础FundamentalsofMechanicalManufacturingTechnology,2,第一章机械制造概论,本章要点,机械制造的发展过程、作用和地位,机械制造系统的组成,现代机械制造的方法,机械产品的生产类型和工艺特征,本课程的研究内容和学习方法,3,第一章机械制造概论,4,广义理解：制造=生产,一、制造和制造技术,生产活动是人类赖以生存和发展的最基本活动从系统的观点，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,生产的定义,5,狭义理解：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、包装等具体操作课程的内容和性质决定,美国将机械、电子、轻工、纺织、冶金、化工等行业列为制造业,一、制造和制造技术,CIRP定义：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。,6,一、制造和制造技术,第一、二、三产业的划分,7,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。,制造技术是制造企业的技术支柱，是制造企业持续发展的根本动力美国国家生产力委员会所作的一项调查表明，在企业生产力构成中，制造技术的作用约占62%。,一、制造和制造技术,8,二、机械制造技术的发展过程,作坊式的以手工劳动为主的生产方式17世纪60年代，瓦特改进蒸汽机，标志第一次工业革命兴起，工业化大生产从此开始18世纪中，麦克斯韦尔建立电磁场理论，电气化时代开始20世纪初，福特汽车生产线，泰勒科学管理方法，标志自动化时代到来（以大量生产为特征MassProduction）二战后，计算机、微电子技术，信息技术及软科学的发展，以及市场竞争的加剧和市场需求多样性的趋势，使中小批量生产自动化成为可能，并产生了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式进入21世纪，制造技术向自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化和清洁化的方向发展,9,目前，发达国家机械制造技术已经达到相当水平，实现了机械制造系统自动化产品设计普遍采用计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助产品工程(CAE)和计算机仿真等手段企业管理采用了科学的规范化的管理方法和手段在加工技术方面也已实现了底层的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统，如计算机集成制造系统、精良生产、敏捷制造、并行工程等。,10,三、机械制造在国民经济中的地位,这是美国麻省理工学院的著名学者、教授们经两年努力对美国及西欧和东亚一些国家的八个工业制造部门进行深入调查、研究后而完成的集体之作“夺回生产优势”(美国制造业的衰退及对策)一书中的第一句话,制造业是一个国家的立国之本，为人类创造着辉煌的物质文明,11,三、机械制造在国民经济中的地位,国民经济的支柱产业，美国68%的财富来源于制造业；日本，国民经济总产值的约49%由制造业提供。世界发达国家无不具有强大的制造业美国：约1/4人口直接从事制造业，其余人口中又有约半数人所做工作与制造业有关,日本由于重视制造业，二次大战后30年时间，发展成为世界经济大国,机械制造业是制造业的基础,是重中之重,1994年定为美国的制造技术年，并把制造技术作为当年财政重点扶持的唯一领域,12,三、机械制造在国民经济中的地位,知识经济新经济时代电脑与网络带来的一切经济革新,当今电子技术、信息技术的发展，使传统的的制造业革新了它原来的面目，但绝不是削弱了它的重要地位,13,信息技术促进了敏捷制造的发展，形成了以虚拟制造和动态联盟为特征的新型制造模式。网络技术促进了全球化制造的发展，引发了制造业的重新分工和资源的重新配置。计算机技术促进设计制造数字化，提高了产品创新能力，缩短了设计周期，降低了产品开发成本。电子商务技术促进了全球化采购/销售，降低了采购与销售成本，提高了服务质量。,14,数字BOEING,技术趋势虚拟设计制造全生命周期设计制造PLM并行工程CE全球化的协作平台EXSTAR,制造业发生的深刻变革数字化飞机,15,16,全机外形,前机身理论数据,驾驶舱,驾驶员座椅安装,中央操纵台机械系统,登机门机构,壁板,长桁和接头,来源：中国航空工业第一集团公司,新支线飞机虚拟样机数字化定义,17,技术趋势数字化设计制造虚拟样机全球采购和分销大规模定制,通用公司应用状况开发周期（48月24月12月）碰撞试验（100次50次）个性化定单3小时通过在线采购降低成本10,制造业发生的深刻变革数字化轿车,18,来源：中国铁路机车车辆北方集团公司大连铁道学院清华大学,铁路机车车辆虚拟样机系统,19,沪东造船厂,以自行开发产品“中国沪东型”74500吨散货轮作为主要应用对象，设计效率提高40%以上,生产准备周期缩短了131天。年增加新产品舯舰12艘（每艘船价平均为1.7亿）,20,深海载人潜器示意图,21,深海载人潜器的工作原理和效果图,22,四、我国机械制造业面临的机遇和挑战,困难：技术上落后，资金不足，资源短缺，管理体制、周边环境还存在诸多问题（地方保护，信用危机）机遇：中国已加入WTO，制造业是为数不多的有竞争优势的行业之一，承受着国际市场的巨大压力。当前世界上正在进行新一轮的产业调整，一些产品的制造逐渐向发展中国家转移，我国已经成为许多跨国公司的首选之地，正在成为世界制造大国，这已经成为不争的事实,存在阶段性的差距:产品质量和水平不高，技术开发能力不强，基础元器件和基础工艺不过关，生产率低下，科技投入严重不足。机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。,23,第一章机械制造概论,24,一、机械制造系统的概念,生产系统：毛坯制造、机械加工、装配、包装、运输、仓储等所有的过程及开发设计、计划管理经营决策等所有的活动决策层：产品的类型、产量及生产方式计划管理层：产品的开发研究、制订生产计划、经营管理生产技术层：直接进行产品的制造制造系统：原材料变成产品的整个生产过程覆盖全部产品生命周期的制造活动所形成的系统，即设计、制造、装配、市场乃至回收的全过程。在这一过程中，所存在的物质流、信息流、能量流构成了整个的制造系统。,25,原料或毛坯,存储,运输,制造,检验,成品,信息系统,能源,能量系统,物流,信息流,能量流,一、机械制造系统的概念,物质流：生产对象和工艺装备为主体信息流：生产管理和工艺指导为主体能量流：保证生产活动正常进行所必需的,26,一、机械制造系统的概念,汽车生产物流示意图,27,生产纲领：指企业在计划期内应生产的产品产量包括备品和废品在内的年产量N=Qn(1+a)(1+b)Q产品的年产量（台/年）；n每台产品中该零件的数量（件/台）；a备品率（%）；b废品率（%）生产纲领的大小决定了产品（或零件）的生产类型,二、生产类型及其工艺特征,生产纲领,28,是指企业（或车间、工段、班组等）生产专业化程度的分类单件生产：是指单个地生产不同结构和尺寸的产品，并且很少重复重型机械、专用设备制造和新产品的试制等大量生产：是指产品的数量很大，大多数工作地点重复地进行某一零件的某一道工序的加工汽车、拖拉机、轴承、自行车等的生产成批生产：是指一年中分批轮流地制造几种不同的产品，工作地点的加工对象周期地重复机床、电动机的生产生产纲领与生产类型的关系,二、生产类型及其工艺特征,生产类型,29,不同生产类型的工艺特征,30,不同生产类型的工艺特征,31,生产全部零部件、组装机器,生产一部分关键的零部件，进行整机装配，其余的零部件由其它企业供应,完全不生产零部件，只负责设计与销售,三、生产组织模式,32,机械加工净成形精密铸造成形、精密塑性成形、精密注塑成形切削加工普通加工（微米加工）、精密（亚微米加工）与超精密加工（纳米加工）、高速加工、数控加工特种加工：电火花、激光、超声波、离子束,四、机械制造的方法,33,产品设计-制造环节及其工具软件,34,第一章机械制造概论,35,研究什么？,36,遵循的原则,37,一、课程的研究内容,掌握：,金属切削过程的基本规律和机械加工的基本知识,选择：,机械加工方法与机床、刀具、夹具及切削加工参数,具备：,制订机械加工工艺规程的初步能力,掌握：,机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识,具备：,分析和解决现场工艺问题的初步能力,机械制造领域的最新成就和发展趋势,了解：,38,机械制造技术概论（2学时）金属切削原理（12学时）金属切削刀具（4学时）金属切削机床（6学时）机床夹具设计原理（6学时）机械加工质量（8学时）机械加工工艺规程设计（8学时）,一、课程的研究内容,39,课堂讲授讲授重点、难点自学课程内容20自学实践环节作业、练习、生产实习、课程设计,期末考试70作业20，其它10,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,二、本课程的特点及学习方法,40,三、机械制造在国民经济中的地位,制造业,当今制造业的社会功能,41,1.2.2制造业在国民经济中的地位,1963年,1983年,美日两国汽车产量在世界市场所占份额,42,东芝事件,多轴数控机床改进核潜艇性能,三、机械制造在国民经济中的地位,43,三、机械制造在国民经济中的地位,农业经济（5000多年）,工业经济（大约300年）,知识经济,工业经济是以制造业为主要产业,知识经济