机械制造工程-第1章绪论

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机械制造工程,教 材,机械制造技术基础,张世昌等编，高等教育出版社，,2001,年，第,1,版,机械制造技术基础,韩秋实 编，机械工业出版社，,2005,年，第,1,版,机械制造工艺学,赵长发编，哈尔滨工程大学出版社，,2004,年，第,1,版,主要内容,第,1,章 绪论,第,2,章 机械制造过程的基础知识,第,5,章 机械加工工艺过程设计,第,4,章 机械加工质量及其控制,第,6,章 机械的装配工艺,第,1,章 绪论,1.1,制造与制造系统,1.2,制造技术,1.3,制造业的发展及在国民经济中的地位,1.4,本课程的特点和学习方法,1.1,制造与制造系统,制造,manufacturing = manus +,factus,（拉丁文）,手 做,制造过程,原材料,产品,机器,废弃物,工具,能源,人力,制造的定义,1.1,制造与制造系统,制造,制造过程,原材料,产品,机器,废弃物,工具,能源,人力,制造的定义,价值增加,技术定义：,由原材料通过一系列适当的方法手段和能量作用，使材料发生规定的变化而成为所需产品的变换过程。,经济定义：,材料通过作用在它上面的制造过程而增值,1.1,制造与制造系统,制造,制造过程,原材料,产品,机器,废弃物,工具,能源,人力,制造的定义,（四要素）,价值增加,制造过程四要素,制造过程往往是一个序列，每一步都使得原材料更接近所希望的状态,1.1,制造与制造系统,制造的现代概念,制造是制造工业内的一系列相互关联的活动和过程，其中包括产品设计、材料选择、规划、制造生产、质量保证、管理和销售等等。,1.1,制造与制造系统,制造系统,设备与人的组合，受物质流、能量流和信息流的约束,为了完成特定的制造任务，制造企业将人力、设备组成一个系统，并通过人、设备组合并协同操作，从而完成所设定的制造任务。,制造系统在运行的过程中,无时无刻都伴随着三流,即物质流、能量流的信息流的运动。下面以机械加工为例进行简要说明。,1.1,制造与制造系统,信息系统,（加工任务、方法、工件质量,）,刀具、量具等,原材料坯料,输送,装夹,加工,检验,产品,电能,机械能,信息流,物料流,能量流,物料流,:,机械加工系统输入的是原材料及坯料,(,有时也包括半成品,),及相应的刀具、量具、夹具、润滑油、冷却液和其它辅助物料等，经过输送、装夹、加工和检验等过程，最后输出半成品或产品（一般还伴随着切屑的输出）。整个加工过程是物料的输入和输出的动态过程，这种物料在机械加工系统中的流动被称为物料流。,信息系统,（加工任务、方法、工件质量,）,刀具、量具等,原材料坯料,输送,装夹,加工,检验,产品,电能,机械能,信息流,物料流,能量流,信息流,:,为保证机械加工过程的正常进行，必须集合各方面的信息，这些信息主要包括加工任务、加工方法、刀具状态、工件要求、质量指标、切削参数等等。所有这些信息及其交换和处理过程构成了机械加工过程的信息系统，这个系统不断地和机械加工过程的各种状态进行信息交换，从而有效地控制机械加工过程，以保证机械加工过程的效率和产品质量。这种信息在机械加工系统中的作用过程称为信息流。,信息系统,（加工任务、方法、工件质量,）,刀具、量具等,原材料坯料,输送,装夹,加工,检验,产品,电能,机械能,信息流,物料流,能量流,能量流,:,能量是一切物质运动的基础。机械加工系统是一个动态系统，其动态过程是指机械加工过程中的各种运动过程，这个运动过程中的所有运动，特别是物料的运动均需要能量来维持。来自机械加工系统外部的能量，一般是电能，多数转变 为机械能。一部分机械能用于维持系统中的各种运动，另一部分通过传递、损耗而达到切削加工的切削区域，转变为分离金属的动能和势能。这种在机械加工过程中的能量运动称为能量流。,1.1,制造与制造系统,制造类型：根据生产过程特点分,连续型：石油、化工、冶金等,从原材料到成品的转换过程呈流水方式，连续不断，工序之间通常没有在制品存储；,生产的产品、工艺流程及生产设备均相对固定不变，生产设备,24,小时不间断运行。下面以纯净水生产为例加以说明。,离散型：机械、电子、轻工等,产品生产由离散的、相互关联的零部件组装而成；,生产工序及中间环节多，工序之间有在制品存储；,产品生产周期长，生产管理难度大。,饮用纯净水生产工艺流程图,CA6140,普通车床,CA6140,普通车床传动系统图,1.1,制造与制造系统,机械制造,与机械有关的制造（采用的手段是机械设备）,机械制造是制造业的主体部分,本书的研究对象,1.2,制造技术,制造技术：,完成制造活动所需的一切手段的总和，这些手段包括利用一定的知识和技能，操纵可以利用的物质和工具，采取有效的方法等。,广义：涉及生产活动的各个方面和全过程（从市场分析、决策经营、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输直至售后服务）,狭义：机械加工和装配工艺中的技术,1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,机械制造业的发展（,P7,）,18,世纪,70,年代，第一次工业革命，发明瓦特蒸汽机，手工劳动,机器生产，机械制造业初具规模,19,世纪中叶，电磁场理论，发电机、电动机,电气化时代，机械结构发生重大变化，机械制造业快速发展,20,世纪初，发明内燃机,汽车走入家庭，互换性与公差制度,大批量生产,汽车流水线，机械制造业成为国民经济的支柱产业,二次世界大战后，计算机集成电路,数控机床,多品种、小批量生产成为制造业的主流生产方式,20世纪80年代，信息产业崛起,+,通信技术发展,新的制造哲理和生产模式。如柔性制造单元,(:FMC ),、,柔性制造系统（,FMS,）、,计算机集成制造系统（,CIMS,）、,精良生产（,LP,）、,并行工程（,CE,）、,敏捷制造（,AM,）,1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,在中国制造业已成为国民经济的主要组成部分,并非仅指机械制造业,2000,年我国制造业在全国主要经济指标中的比重,指标名称,单位,指标值,制造业比重（,%,）,全国经济,工业,制造业,占全国,占工业,从业人员,万人,71150,8924,8043,11.3,90.13,工业增加值（,GDP,）,亿元,89403.6,39570.3,30700,34.3,77.58,税金,亿元,12581.5,4525.8,35.97,国家财政收入,亿元,13395.2,4525.8,33.79,出口总额,亿美元,2492.1,2237.5,89.78,1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,在中国制造业已成为国民经济的主要组成部分,就业的重要市场,（,11.3%,全国，,90.13%,工业）,经济高速增长的发动机,（,34.3%,全国,GDP,，,77.58%,工业,GDP,）,出口创汇的主要来源,（,89.78%,全国）,1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,与发达国家的巨大差距,规模上（,GDP,）的对比,中国（,34%,）、日本（,49%,）、美国（,68%,）,中国制造业增加值和劳动生产率与主要国家的对比,中国,1999,美国,1994,日本,1993,德国,1994,英国,1992,法国,1994,韩国,1994,印度,1992,劳动生产率,（美元,/,人年）,4258,97300,1047030,76500,45330,59520,55720,3350,工业增加值率,（,%,）,26.32,49.31,38.01,48.44,43.57,38.49,42.98,22.68,1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,与发达国家的巨大差距,规模上（,GDP,）的对比,中国（,34%,）、日本（,49%,）、美国（,68%,）,中国制造业增加值和劳动生产率与主要国家的对比,中国,1999,美国,1994,日本,1993,德国,1994,英国,1992,法国,1994,韩国,1994,印度,1992,劳动生产率,（美元,/,人年）,4258,97300,1047030,76500,45330,59520,55720,3350,工业增加值率,（,%,）,26.32,49.31,38.01,48.44,43.57,38.49,42.98,22.68,(25,倍,),(23,倍,),1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,与发达国家的巨大差距,机械电子制造业增加值占制造业工业增加值的比重,1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,差距产生的根源,结构不合理，装备制造业薄弱,制造工艺与技术装备落后,先进自动化机床普及率,5%,，高效低耗工艺普及率,10%,低端产品，劳动密集型，技术含量低，附加值低,技术创新能力薄弱，高技术产品依赖进口,光纤制造装备,100%,，集成电路芯片制造装备,85%,，,石化装备,80%,，轿车、数控机床、纺织机械等,70%,管理落后，研究开发、生产、市场营销和售后服务不协调,1.3,制造业的发展 及在国民经济中的地位,与发达国家的巨大差距,我国制造企业的总体水平大致上相当于工业发达国家,20,世纪,60,年代水平，部分达到,20,世纪,70,年代末,80,年代初水平，少数达到,20,世纪,90,年代水平。,40,年差距,1.4,本课程的特点和学习方法,综合性,实践性,灵活性,牢固掌握基本概念、基本原理,善于总结，将所学知识条理化，系统化,灵活运用,学习重点,基本概念,制造：技术定义（狭义,/,广义）、经济定义,制造系统,制造过程的四要素,机械制造系统中的“三流”运动,我国机械制造业发展的机遇和挑战,