机械制造技术基础绪论

1王 芳 2 机 械 制 造 的 发 展 过 程 、 作 用 和 地 位现 代 机 械 制 造 的 方 法本 课 程 的 研 究 内 容 和 学 习 方 法 3输 入 输 出 +-生 产 活 动 效 益 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 财 富有 形 （ 产 品 ）无 形 （ 服 务 ）生 产 的 定 义转 变 效 率 ： 生 产 率 = 输 出 /输 入 生 产 要 素生 产 对 象 （ 原 材 料 ）生 产 资 料 （ 直 接 、 间 接 ）能 源劳 动 力信 息 （ 知 识 、 技 能 、 情 报 ）资 金 4 国 际 生 产 工 程 科 学 院 （ CIRP， The International Academy for Production Engineering） 成 立 于 1951年 ， 原 名 为 国 际 生 产 工 程 研 究 会 （ International Institution for Production Engineering Research） ， 于 2006年 改 名 为 国 际 生 产工 程 科 学 院CIRP是 机 械 工 程 领 域 学 术 地 位 最 高 的 国 际 学 术 组 织 ， 总 部 设 在 法 国 巴 黎 。该 组 织 现 有 来 自 四 十 多 个 国 家 的 145名 院 士 。 我 国 现 有 CIRP院 士 4人 5 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 第 一 、 二 、 三 产 业 的 划 分 6 7 8 9 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 “一个国家的人民要生活得好，就必须生产得好” 10 11 12 13 14 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 。 15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美国B777的应用效果开发周期：9年4.5年成本降低：25100整机数字化设计世界垄断与霸主地位制造业发生的深刻变革数字化飞机 16 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 产品概念设计产品详细设计 制造业发生的深刻变革数字化轿车 18 19 20 按 照 在 由 原 材 料 或 毛 坯 制 造 成 为 零 件 的 过 程中 ， 质 量 m的 变 化 ， 可 分 为 : m0： 快 速 成 形 技 术 ， 又 称 材 料 累 加 法 21 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 电 火 花 、 激 光 、 超 声 波 、 离 子 束 22 23 24 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 ： 25 26 1963年1983年 27多 轴 数 控 机 床 改 进 核 潜 艇 性 能 28 工 业 经 济 是 以 制 造业 为 主 要 产 业知 识 经 济 时 代 则 是 制 造业 和 服 务 业 逐 步 一 体 化 神 州 5号宇 宙 飞 船我 国 已 是 世 界 上 第 三 个 独 立 展 开 载 人 航 天 活 动 的 国 家 30 深海载人潜器示意图 31 深海载人潜器的工作原理和效果图 “载 人 深 潜 器 提 供 了 有 力 手 段 ， 科 学 家 因 此 可 以身 临 其 境 在 深 海 及 其 海 底 开 展 在 水 面 科 考 船 或 实 验室 里 没 法 做 的 各 种 科 研 工 作 。 ” 32 2010年 8月 26日 ， 科 技 部 与 国 家 海 洋 局 联 合 发 布了 一 条 好 消 息 ： 我 国 首 个 自 行 设 计 、 自 主 集 成 研 制 的载 人 潜 水 器 “ 蛟 龙 号 ” 日 前 突 破 3000米 下 潜 深 度 ， 最大 下 潜 深 度 达 到 3759米 。 这 标 志 着 我 国 成 为 继 美 、 法 、俄 、 日 之 后 第 五 个 掌 握 3500米 以 上 大 深 度 载 人 深 潜 技术 的 国 家 未 来 “ 蛟 龙 号 ” 的 使 命 包 括 运 载 科 学 家 和 工 程 技术 人 员 进 入 深 海 ， 在 海 山 、 洋 脊 、 盆 地 和 热 液 喷 口 等复 杂 海 底 有 效 执 行 各 种 科 学 考 察 ， 开 展 深 海 探 矿 、 海底 高 精 度 地 形 测 量 、 可 疑 物 探 测 和 捕 获 等 工 作 ， 并 将执 行 水 下 设 备 定 点 布 放 、 海 底 电 缆 和 管 道 检 测 以 及 其他 深 海 探 寻 及 打 捞 等 各 种 复 杂 作 业