制造业及发展-PPT.ppt

1、制造和开发，第1章制造，制造是指原材料(采掘业的产品和农产品)的加工或再加工以及零部件组装行业的总称；制造业一般包括消费品制造业、轻工业产品制造业和重工业产品制造业、民用产品制造业和军用产品制造业，以及传统制造业和现代制造业；在工业化发达国家，大约四分之一的人口从事制造业，70%和80%的物质财富来自制造业。1.1物质生产贯穿人类历史，材料、能源和信息是人类社会和经济的三大支柱。人类社会经济发展的历史就是物质生产与物质、能量和信息的历史。材料、能源和信息领域的任何技术革命都必然导致生产方式的革命和生产力发展的飞跃。1.2传统制造业造成了人与猿的分离，这是因为人们学会了用双脚行走，用手制造和使用

2、工具，这是人类进化的关键一步。随着狩猎和采集技术的提高，人们制造的工具变得越来越复杂，有组织的石头开采和加工出现了，形成了最初的制造业。工具和制造工具的使用，即原始制造技术和生产方式的改变，导致了类人猿进化的变化，这使他们用大脑思考，他们的大脑容量逐渐增加，他们通过选择性遗传与类人猿分离，成为直立人。原始工具制造是人类社会制造业的最早萌芽。制造业是工业革命的主要力量。自1765年瓦特发明蒸汽机以来，第一次工业革命已经持续了247年。这场伟大的工业革命给人类生产和生活方式带来了不可逆转的巨大变化；第二次工业革命的电气化发生在19世纪下半叶和20世纪初。信息时代始于1948年巴丁、布莱顿和肖克利在

3、贝尔实验室发明晶体管，第一台固态元件计算机于1958年制造。晶体管的发明和微电子制造技术的迅速发展创造了一个全新的计算机和信息时代。来自制造业历史的启示蒸汽机和发动机的应用扩展了人们的体力劳动，引发了工业革命，并使人类社会通过工业化从农业社会发展到工业社会。以计算机为核心的现代信息技术的应用扩展了人们的脑力劳动，引发了一场新的工业革命，使人类社会通过信息化从工业社会向信息社会发展，这是信息时代的工业革命。1.3人类从工业化到信息化的里程碑，1765年蒸汽机的发明拉开了工业革命的序幕；1901年，发达国家进入了工业革命；晶体管发明于1948年；第一台数控机床于1952年问世；1958年第一台固态

4、组件计算机；第一个集成电路是在1959年；1960年的ALGOL计算机语言；1964年大型电子计算机IBM360系列；互联网诞生于1969年；1971年，一种由大规模集成电路组成的微处理器；个人电脑和个人电脑在1977年；万维网诞生于1989年。在短短的40年里，信息技术给我们的生活带来了质的变化，世界已经全面转向信息时代。1.4制造业发展的重要阶段，手工单件生产的第一阶段；机器单件生产的第二阶段；第三阶段自动化生产线；第四阶段是现代集成制造。手工生产(阶段1)，通过手工劳动或使用简单的生产工具从事生产活动。包括手工或使用手工工具生产、人力或畜力运输或装卸、目测或各种手工测量工具的检验活动等。

5、手工生产是工业生产的最初形式，它开始从属于农业。它通常被称为家庭手工业，并逐渐发展成为手工业作坊和工场手工业合作社2.大多数产品不会重复生产一次，有些产品会重复生产，但没有固定的重复周期。3.生产稳定性差，加工程度低。大多数工作场所必须进行许多过程。自动化生产线(第三阶段)，即产品生产过程的路线，即从原材料进入生产现场开始，经过加工、运输、装配和检验等一系列生产活动。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，它是完成产品工艺过程的生产组织形式，也就是说，根据产品专业化的原则，它配备了生产某种产品(零部件)所需的各种设备和各种类型的工人，负责完成某种产品(零部件)的全部制造工作，并用不同的工序加工同一

6、劳动对象。自动化生产线是一个在没有人为干预的情况下，按照规定的程序或指令自动操作或控制的过程，其目标是“稳定、准确和快速”。采用自动化生产线不仅可以将人们从繁重的体力劳动、部分脑力劳动和恶劣危险的工作环境中解放出来，还可以拓展人体器官的功能，大大提高劳动生产率，增强人类理解和改造世界的能力。现代集成制造(第四阶段)，柔性制造系统(FMS)，是由计算机信息控制系统和自动物料储运系统有机集成的一组数控机床和其他自动化加工设备。柔性制造系统由加工、物流和信息三个子系统组成，在加工自动化的基础上实现了物流和信息流的自动化。柔性制造技术集自动化技术、信息技术和制造加工技术于一体，在计算机、软件和数据库的

7、支持下，形成一个覆盖整个企业的有机系统，这些系统在以前的工厂和企业中是相互隔离的。所谓“柔性”，即柔性，主要表现在：生产设备的零部件可以根据加工产品的需要进行更换；加工产品的批号可以根据需要快速调整；加工产品的性能参数变化快，能及时投入生产；新技术可以快速有效地应用。快速响应用户、贸易伙伴和供应商不断变化的需求和特殊要求。采用柔性制造技术的企业可以满足平时多品种小批量的生产需求，战时可以快速扩大产能。计算机集成制造系统(CIMS)是综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术，通过计算机硬件和软件，将企业生产全过程中与人、技术、经营管理及其信息相关的三要素与物流整合优化运

8、行的复杂大系统。第二章，成组技术，2.1成组技术的基本原理2.2零件分类和编码系统2.3零件成组方法2.4成组技术的应用和经济效益，(1)成组技术的基本概念传统小批量生产模式的缺点：产量小，生产周期长，限制了先进技术的采用，生产效率低，生产准备工作量大，生产计划和组织管理复杂。2.1成组技术的基本原理、零件的相似原理和成组技术的诞生。大量统计数据表明，相似零件占机械产品的70%(在结构、形状和加工工艺等方面相似)。)。成组技术研究和利用相关事物的相似性，根据一定的相似性标准对企业的各种产品、部件和零件进行分类和分组，并基于这些组来组织生产环节。为了实现多品种、中小批量生产中产品设计、制造和管理

9、的合理化，本质上，在复杂多样的事物或信息中存在许多相似的问题。将相似的问题分组可以简化复杂的问题，找出解决这组问题的相同方法或答案，节省时间和精力。本质：根据零件的形状、尺寸和制造过程的相似性，成组技术已经成为计算机辅助设计、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造、柔性制造系统等的技术基础。更值得学习的是，成组技术可以为类似问题提供统一的标准解决方案；避免解决类似问题的方法不统一和不必要的多样化；可重复使用现有的信息和资源来解决类似的问题，因为成组技术具有这些特点，它可以简化生产技术的准备，加快新产品的开发和上市，有效地扩大批量，并便于经济合理地使用先进的制造技术，从而可以很容易地组织专业化生产。

10、20世纪50年代，前苏联学者米特洛夫诺夫首次提出了群体技术原理。随后在东欧(捷克等国)迅速推广应用，并于20世纪60年代在西欧(德国、法国、英国等国)及中国和日本推广应用，而美国在20世纪80年代才接受燃气轮机。它经历了成组加工、成组技术和成组技术的发展过程，2.2零件分类和编码系统，(1)概念分类把事物分成不同组的过程代码，并给不同组的事物赋予不同的代码。抽象反映零件名称、功能、结构、形状、工艺特性和精度等信息的代码(符号)编码规则明确规定并解释代码表示的含义。(2)原理组技术的编码必须充分反映机械零件的各种特性。这些特征包括：零件的结构和形状、各部件表面的类别和配置关系、零件材料和热处理、

11、几何尺寸、加工精度和表面质量代码必须能够唯一地区分产品零件族、零件分类和编码系统要求：全面、全面、准确地描述零件信息系统的逻辑层次，结构合理，易于计算机理解和处理。考虑到与计算机辅助设计和计算机辅助制造的联系以及企业的应用需求，它易于工程师理解和编程。VUOSO分类编码系统最初是由捷克斯洛伐克金属切削机床研究所为机床行业开发的。该结构属于十进制4位代码。零件分类和编码系统示例，VOSO分类和编码系统，类，级别，VOSO分类和编码系统(续)，组，类型，系统的基本特征，类：描述零件的基本轮廓形状。它决定了零件的主要工艺过程和主要表面的加工。等级：巧妙地利用二维参数(D和L/D)来进一步描述零件的几

12、何形状，同时确定零件的安装方法和选用的机床。类型：描述次要结构元素。它们附着在主轮廓形状上。因此，它们必须在主要轮廓形状被粗略地或半成品化之后才被加工。，VUOSO分类编码系统中名词的解释，光滑或阶梯轴上的螺纹和孔外，零件分类编码图例，2，3，2，2，2，分类编码结果，分类编码结果，0，1，7，6，分类编码结果，4，6，0，6，(4)代码结构类型，分层(也称为单元代码):每个代码的含义受上一级代码(必须定义每个分支)链(矩阵)(也称为多元代码)的限制：代码位置上的每个数字代表不同的信息，与上一级代码位置无关混合(分级和链式混合):结合分级和混合编码的优点，(5)零件编码系统有以下两种常用的分类

13、编码系统：它由9位代码组成，前5位是几何代码(也称为主代码)，分别代表零件的类型、基本形状、旋转曲面加工、平面加工、辅助孔、齿轮齿和轮廓加工；最后四位是辅助代码，分别代表主要尺寸(直径或边长)、材料类型、毛坯形状和加工精度；每个码位有10个特征码。JLBM-1分类编码系统，是“机械工业集团技术部件分类编码系统”的简称，由中国机械电子工业部设计研究院于1985年制定，采用混合编码结构；它由15个代码组成，第一个和第二个代码代表零件名称类别；第39位是形状和处理代码(主代码)；第1015位数字代码为辅助代码，分别代表材料、毛坯原始形状、热处理、主要尺寸和加工精度。每个代码位置有10个特征码。2.3

14、.1编码分组方法目的：减少现有零件工艺的多样性，扩大零件的工艺批量，提高工艺设计质量。依据：根据零件的结构特征和工艺特征的相似性，2.3零件的分组方法，(1)方法：目测法：有经验的工匠可以根据零件图纸或实际零件及其制造工艺，直观、凭经验判断零件的相似性。生产过程分析方法：根据过程特征的相似性进行分类，首先根据零件的工艺路线卡列出工艺路线表，然后对生产过程进行分析、总结和整理。编码分类方法：使用特征码方法和代码域方法扩展流程批次；特征码位法：在分类编码系统的码位中，选择一些特征性强、对零件族划分影响较大的码位作为零件分组的主要依据，而忽略其他码位。代码域方法：为特征码位上的数据指定一定的范围，而

15、不是要求特征码位上的数据相同。(2)制定成组工艺的复合零件法(也称主样法):根据零件族中的复合零件设计工艺规程的方法；复合零件是具有同一组零件的所有特征的零件。(3)成组生产的组织形式，其中一组具有相同或相似工序的零件集中在一台机床上。加工特点：对于从毛坯到成品的大部分工序可以在同一类型设备上完成的工件；它也只能完成某些过程的功能：成组技术的初始形式是成组技术发展的基础；减少机床调整时间具有一定的经济效果。成组生产单元是指由一组或几组技术上相似的零件组成的整个过程，由相应的一组机床完成，构成车间内一个封闭的生产单元。特点：几种类型的机床形成一个封闭的生产系统；完成一组或几组相似零件的整个过程；

16、有一定的独立性，职责和职能明确：设备利用率高；缩短生产周期；简化生产管理，集群系统平面布局，成组生产单元，属于流程生产。零件按工艺流程加工。在制品的数量可以显著减少。此时，可以根据运输情况分批转移。零件的运输距离和加工时间缩短，因此生产周期短。它可以实现一个专业多台机床的监控它是现代先进制造模式柔性制造系统的雏形。复合路线法：根据组内最复杂零件的工艺路线，添加组内其他零件所需的工艺，最终形成满足整组零件要求的组工艺。更多要学，2.4成组技术的应用及其经济效益，(1)设计检索；(2)成组工艺(3)成组夹具(4)成组技术在CAPP中的应用(5)基于零件族制定生产计划和生产操作计划。根据其工作原理，

17、计算机辅助工艺设计系统可分为三种类型，即检索型、派生型和创造型。这三种类型基于三种类型的零件工艺：标准工艺、典型工艺和生成工艺。本章主要介绍两种制度：派生制度和生成制度。计算机辅助工艺设计的工作原理是，生产中有许多简单的零件，它们的工艺是相对固定的，并且长时间不变，从而形成一个标准的工艺。完成后，标准流程用代码表示。使用时，只能通过标记工艺代码来进行生产准备和制造。标准流程可以减少技术人员的重复性工作，提高效率。在进行计算机辅助工艺设计时，可以通过检索系统找到相应的工艺。(1)标准技术，机械零件种类多、数量大，但可以按成组技术进行分组和分类，形成零件族或零件组。虽然同一个零件族中零件的工艺流程不同，但基本上是相似的。