宿迁学院机械制造技术基础课件第0章 绪论

绪论绪论0.1制造业的地位与作用0.2机械制造技术的发展历史0.3现代制造技术的发展趋势0.4本课程的学习特点与学习要求绪论0.1制造业的地位与作用制造——是指人类运用自己掌握的知识和技能，通过手工或工具（设备），采用有效的方法，按照所需的目的，将原材料或半成品转化为具有使用价值的物质产品并投放市场的过程。

制造过程——是指从原材料到产品的全过程，包括零件制造、部件装配和整机组装等。制造过程包括生产设计、技术准备、生产计划、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、质量检验以及储运等工艺过程。绪论制造产品的制造——物料转变（物料流）、能量转化（能量流）、信息

传递（信息流）的过程。从系统工程观点物料流——制造过程中，原材料、毛坯，加工中的半成品、零部件及产品整机形成了物料流——制造系统的本质信息流——产品装配图、零部件图、各种工艺文件、CAD软件、CAM软件、产品的定单、生产调度计划等形成了信息流；控制物料如何运动，控制能量如何作功。在整个制造过程中，人和设备是制造活动的支撑条件，所有的制造活动都受各种条件和环境的约束。能量流——电能、机械能、热能等形成了能量流。为物料流提供了动力，电力驱动电动机，再驱动各种机械运动，实现加工和运输；热能用来加热金属进行铸造、锻造、热处理等。制造过程的物料流、信息流、能量流及设备与人构成了机械制造系统。绪论机械制造系统图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绪论机械加工工艺系统物流信息流能量流原料或毛坯存储机床刀具夹具机械加工工艺过程检验成品机械制造系统信息系统能源能量系统工艺规程、数控程序、适用控制模型等上工序下工序绪论制造业制造业是所有与制造有关的行业的总称.

纺织机械动力机械家用电器通讯设备出版印刷网络媒体文化娱乐冶金机械建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机器制造农业机械化工设备制造业图当今制造业的社会功能其中机械制造业（尤其包括装备制造业）是制造业的最主要和最重要的组成部分。

机械制造业不仅为广大消费者直接提供商品，满足人民群众日益增长的物质需求，还担负着为国民经济各部门和科技、国防等提供各种技术装备的重任。绪论制造业按经济构成划分为第一、二、三产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、运输绪论制造业制造业在国民经济中的地位

国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%以上来自制造业，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。机械制造业是制造业的基础,是重中之重。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。与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80年代初，美国才开始清醒，重新关注制造业的发展，至1994年美国汽车产量重新超过日本。绪论0.2机械制造技术的发展历史制造技术——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。手段包括运用一定的知识、技能操纵可以利用的物质、工具采取有效的方法……

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。

绪论0.2机械制造技术的发展历史

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。绪论0.3现代制造技术的发展趋势1.加工质量精密化零件的加工精度直接关系到机电产品的性能、质量和可靠性。自机械制造业问世以来，广大科技工作者都把提高加工精度作为追求的目标并为之奋斗，不断取得突破。图0-1各种加工方法与设备在不同时期所能达到的加工精度

随着航空航天技术、微电子技术、现代军事技术的不断发展，对机械加工精度的要求不断提高。现代超精密机械中，对精度的要求极高，如人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级；基因操作机械，其移动距离为纳米级，移动精度为0.1纳米。精密和超精密加工技术是现代制造技术的前沿技术之一，成为国际科技竞争中能否取得成功的关键技术。20世纪初，超精密加工的误差是10μm，30年代达1μm，50年代达0.1μm，70至80年代达0.01μm。目前世界先进水平的加工精度可达0.001μm，即1纳米，已经进入纳米级加工时代。

绪论0.3现代制造技术的发展趋势2.切削速度高速化切削速度直接影响生产效率从而影响生产成本，同时还影响加工质量。超高速加工技术——是指采用超硬材料刀具或磨具和能可靠地实现高速运动且具有高精度、高自动化、高柔性的设备，以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和表面加工质量的现代制造加工技术。目前，超高速加工各种不同材料的切削速度可达：铝合金——2000~7500m/min；铸铁——900~5000m/min；钢——600~3000m/min；钛合金——150~1000m/min。各种加工方法的切削速度可达：车削——700~7000m/min；铣削——300~6000m/min；钻削——200~1100m/min；磨削——150m/s。绪论0.3现代制造技术的发展趋势3.工艺方法新颖化和复合化在传统切削加工工艺方面，工艺装备得到不断改进。如大量推广使用硬质合金刀具、涂层硬质合金刀具、陶瓷刀具等新型材料刀具，提高切削性能。大力推广可转位不重磨刀具，开发新型刀具和工具系统，缩短换刀和调整时间。推广以刨代磨、以磨代刮等新工艺和钻铰复合、镗铣复合等新工艺，提高劳动生产率。大力发展非传统加工方法（特种加工），形成新的加工工艺，以解决机械加工中由于工件材料、精度、刚度等特殊要求带来的传统加工方法难以解决的问题。如大力研究和推广激光加工、电子束加工、离子束加工、超声波加工、高压水射流加工等特种加工工艺。大力研究和开发粉末冶金、精密铸造、冷挤压、冲压成型、注塑成型等少无切屑加工工艺，不仅大大提高了生产效率，同时减少了材料消耗，节约了能源，有利于环境保护。绪论0.3现代制造技术的发展趋势4.制造过程自动化、柔性化、集成化和智能化制造业的发展经历了从手工到机械化、自动化的过程。其发展历程和发展趋势包括下列几个阶段：(1)刚性自动化——应用传统的设计和工艺，采用专用机床、自动化单机或自动生产线进行大批量生产。其主要技术是继电器程序控制和组合机床。(2)数控加工——包括先后出现的数控（NC）和计算机数控（CNC），主要设备是数控机床和加工中心。其特点是柔性好、加工质量高，适应于多品种、中小批量生产。主要技术是数控技术和计算机编程技术。(3)柔性制造——其特征是强调制造过程的柔性和高效率，适应于多品种、变批量的生产。主要技术包括成组技术（GT）、计算机直接数控（DNC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、系统理论、自动检测、计算机控制、通信网络等技术。(4)计算机集成制造（CIM）及计算机集成制造系统（CIMS）

其特征是强调制造全过程的系统性和集成性，以更好解决企业生存与发展的生产效率、产品质量、生产成本和市场服务等问题。CIMS涉及的技术包括现代制造技术、管理技术、计算机技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术等。绪论0.3现代制造技术的发展趋势5．制造理念与生产模式现代化为了适应日趋激烈的市场竞争的新形势，随着科学技术的不断发展，人们提出了一系列新的制造理念，出现了一系列新的制造模式。在机电产品的设计方面，涉及的现代设计技术主要有：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）、计算机辅助装配工艺设计（CAAP）、智能CAD和概念设计、等先进制造生产模式就是应用与推广先进制造技术的组织方式。工业发达国家对先进制造生产模式进行了大量研究，其中在理论上初具体系且在实践中取得成效的主要有敏捷制造AM（AgileManufacturing）精益生产LP（LeanProduction）、并行工程CE（ConcurrentEngineering）、智能制造系统IMS（IntelligentManufacturingSystem）全能制造系统HMS（HolosonManufacturingSystem）等。绪论0.4本课程的特点与学习要求

本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工与装配工艺过程及工艺系统。内容——包括金属切削过程的基础知识与基本规律，机械加工工艺装备（机床、刀具、夹具）的结构特点及应用，机械加工质量的概念及其控制方法，机械加工与装配工艺的设计以及先进制造技术简介等。

特点：本课程既是一门技术基础课，为其他专业课的学习打下良好基础，又是一门专业课，其知识在机械制造专业领域内可直接应用于生产，指导实践。2.机械制造技术是一门具有悠久历史的学科，经过长期研究和积累，形成了比较完整和系统的理论和经验。同时，在科学技术快速发展的今天，许多新的学科、新的技术、新的手段被不断地引入进来，使机械制造技术不断更新、发展和完善，从而焕发出勃勃生机。3.本课程系统性强，实践性强，工程性强，应用性强。本课程是在学习了前期一系列基础课的基础上进一步专业化的综合应用课程。强调与基础课的有机联系与衔接，强调理论密切联系工程实际，注重在工程实践中发现问题、综合分析问题和解决实际问题的能力的培养。绪论04本课程的特点与学习要求基本要求：1）了解机械制造的基本概念；2）掌握金属切削