机械制造技术基础(绪论)

*,机械制,造,造技术,基,基础,FundamentalsofMechanical,ManufacturingTechnology,王,芳,芳,陕西科,技,技大学,机,机电工,程,程学院,1,绪论,本章要,点,点,机械制,造,造的发,展,展过程,、,、作用,和,和地位,现代机,械,械制造,的,的方法,本课程,的,的研究,内,内容和学习方,法,法,2,广义理,解,解：制造=生,产,产,一、,制,制造和,制,制造技,术,术,制造,输入,输出,+,-,生产活动,效益,生产活,动,动是人,类,类赖以,生,生存和,发,发展的,最,最基本,活,活动,从系统,的,的观点,，,，生产,可,可以定,义,义为将,生,生产要,素,素转变,成,成生产,财,财富并,创,创造效,益,益的输,入,入输出,系,系统,生产财富,有形,（产品）,无形,（服务）,生产的,定,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,3,狭义理,解,解：生,产,产过程,从,从原材,料,料成,品,品直接,起,起作用,的,的那部,分,分工作,内,内容，,包,包括毛,坯,坯制造,、,、零件,加,加工、,产,产品装,配,配、检,验,验、包,装,装等具,体,体操作,课程的,内,内容和,性,性质决,定,定,美国将,机,机械、,电,电子、,轻,轻工、,纺,纺织、,冶,冶金、,化,化工等,行,行业列,为,为制造,业,业,一、,制,制造和,制,制造技,术,术,制造业,CIRP,定义,：制造,包,包括制,造,造企业,的,的产品,设,设计、,材,材料选,择,择、制,造,造生产,、,、质量,保,保证、,管,管理和,营,营销一,系,系列有,内,内在联,系,系的运,作,作和活,动,动。,国际生,产,产工程,科,科学院,（,（CIRP，TheInternationalAcademy forProduction Engineering）成,立,立于1951,年,年，原,名,名为国,际,际生产,工,工程研,究,究会（International Institution forProduction Engineering Research），,于,于2006年,改,改名为,国,国际生,产,产工程,科,科学院,CIRP是,机,机械工程领,域,域学术地位,最,最高的国际,学,学术组织，,总,总部设在法,国,国巴黎。该,组,组织现有来,自,自四十多个,国,国家的145名院士。,我,我国现有CIRP院士4人,4,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,一、制造,和,和制造技术,第一、二、,三,三产业的划,分,分,5,制造技术,在产品生产,中,中，使原材,料,料转化为产,品,品过程所施,行,行的各种手,段,段的总和，,称,称为制造技,术,术,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,手段包括,制造技术是,制,制造企业的,技,技术支柱，,是,是制造企业,持,持续发展的,根,根本动力,美国国家生,产,产力委员会,所,所作的一项,调,调查表明，,在,在企业生产,力,力构成中，,制,制造技术的,作,作用约占62%。,一、制,造,造和制造,技,技术,6,二、,机,机械制造,技,技术的发,展,展过程,作坊式的,以,以手工劳,动,动为主的,生,生产方式,17世纪60年代,，,，瓦特改,进,进蒸汽机,，,，标志第,一,一次工业,革,革命兴起,，,，工业化,大,大生产从,此,此开始,18世纪,中,中，麦克,斯,斯韦尔建,立,立电磁场,理,理论，电,气,气化时代,开,开始,20世纪,初,初，福特,汽,汽车生产,线,线，泰勒,科,科学管理,方,方法，标,志,志自动化,时,时代到来,（,（以大量,生,生产为特,征,征MassProduction）,二战后，,计,计算机、,微,微电子技,术,术，信息,技,技术及软,科,科学的发,展,展，以及,市,市场竞争,的,的加剧和,市,市场需求,多,多样性的,趋,趋势，使,中,中小批量,生,生产自动,化,化成为可,能,能，并产,生,生了综合,自,自动化和,许,许多新的,制,制造哲理,与,与生产模,式,式,进入21,世,世纪，制,造,造技术向自动化、,柔,柔性化、,集,集成化、,智,智能化、,精,精密化和,清,清洁化的方向发,展,展,7,目前，发,达,达国家机,械,械制造技,术,术已经达,到,到相当水,平,平，实现,了,了机械制,造,造系统自,动,动化,产品设计,普,普遍采用,计,计算机辅,助,助设计(CAD),、,、计算,机,机辅助产,品,品工程(CAE),和,和计算,机,机仿真等,手,手段,企业管理,采,采用了科,学,学的规范,化,化的管理,方,方法和手,段,段,在加工技,术,术方面也,已,已实现了,底,底层的自,动,动化，包,括,括广泛地,采,采用加工,中,中心(或,数,数控技术)、自,动,动引导小,车,车(AGV)等,近10,余,余年来，,发,发达国家,主,主要从具,有,有全新制,造,造理念的,制,制造系统,自,自动化方,面,面寻找出,路,路，提出,了,了一系列,新,新的制造,系,系统，如,计,计算机集,成,成制造系,统,统、精良,生,生产、,敏,敏,捷,捷,制,制,造,造,、,、,并,并,行,行,工,工,程,程,等,等,。,。,8,三,、,、,机,机,械,械,制,制,造,造,在,在,国,国,民,民,经,经,济,济,中,中,的,的,地,地,位,位,这,是,是,美,美,国,国,麻,麻,省,省,理,理,工,工,学,学,院,院,的,的,著,著,名,名,学,学,者,者,、,、,教,教,授,授,们,们,经,经,两,两,年,年,努,努,力,力,对,对,美,美,国,国,及,及,西,西,欧,欧,和,和,东,东,亚,亚,一,一,些,些,国,国,家,家,的,的,八,八,个,个,工,工,业,业,制,制,造,造,部,部,门,门,进,进,行,行,深,深,入,入,调,调,查,查,、,、,研,研,究,究,后,后,而,而,完,完,成,成,的,的,集,集,体,体,之,之,作,作,“,夺,夺,回,回,生,生,产,产,优,优,势,势,”,”(,美,美,国,国,制,制,造,造,业,业,的,的,衰,衰,退,退,及,及,对,对,策,策),一,书,书,中,中,的,的,第,第,一,一,句,句,话,话,制,造,造,业,业,是,是,一,一,个,个,国,国,家,家,的,的,立,立,国,国,之,之,本,本,，,，,为,为,人,人,类,类,创,创,造,造,着,着,辉,辉,煌,煌,的,的,物,物,质,质,文,文,明,明,“,一个国,家,家的人,民,民要生,活,活得好,，,，就必,须,须生产,得,得好,”,9,三、,机,机,械,械制造,在,在国民,经,经济中,的,的地位,国民,经,经济,的,的支,柱,柱产,业,业，,美,美国68%,的,的财,富,富来,源,源于,制,制造,业,业；,日,日本,，,，国,民,民经,济,济总,产,产值,的,的约49%,由,由制,造,造业,提,提供,。,。世,界,界发,达,达国,家,家无,不,不具,有,有强,大,大的,制,制造,业,业,美国,：,：约1/,4人,口,口直,接,接从,事,事制,造,造业,，,，其,余,余人,口,口中,又,又有,约,约半,数,数人,所,所做,工,工作,与,与制,造,造业,有,有关,日本,的,的经,验,验,由于,重,重视,制,制造,业,业，,特,特别,是,是汽,车,车制,造,造和,微,微电,子,子制,造,造，,二,二次,大,大战,后,后,30,年时,间,间，,发,发展,成,成为,世,世界,经,经济,大,大国,微电,子,子芯,片,片成,为,为美,国,国高,技,技术,产,产品,的,的关,键,键元,件,件,1991,年,年海,湾,湾战,争,争结,束,束后,，,，日,本,本人,说,说美,国,国赢,得,得这,场,场战,争,争是,依,依靠,日,日本,的,的芯,片,片，,是,是日,本,本的,芯,芯片,打,打败,了,了伊,拉,拉克,的,的钢,片,片,机械,制,制造,业,业是,制,制造,业,业的,基,基础,，,，,是,是重,中,中之,重,重,10,三、,机,机,械,械制,造,造在,国,国民,经,经济,中,中的,地,地位,瑞士,的,的成,功,功,700多,万,万人,口,口小,国,国，,人,人均,国,国民,生,生产,总,总值,世,世界,第,第一,（,（4.3,万,万美,元,元以,上,上）,精密,机,机械,的,的出,口,口量,是,是中,国,国的8倍,瑞士,手,手表,瑞士,军,军刀,诺基,亚,亚的,神,神话,橡胶,鞋,鞋,引,引,进,进信,息,息技,术,术生,产,产手,机,机，2000,年,年销,售,售量,占,占全,球,球市,场,场的37%,芬兰,股,股市,值,值的2/3,2001,年,年全,球,球收,入,入额250亿,美,美元,，,，占,该,该国,总,总出,口,口的1/5,11,三、,机,机,械,械制,造,造在,国,国民,经,经济,中,中的,地,地位,美国,的,的教,训,训,在一,段,段相,当,当长,时,时间,内,内忽,视,视了,制,制造,技,技术,的,的发,展,展，,结,结果,导,导致,经,经济,衰,衰退,，,，竞,争,争力,下,下降,，,，出,现,现在,家,家电,、,、汽,车,车等,行,行业,不,不敌,日,日本,的,的局,面,面,1994,年,年定,为,为美,国,国的,制,制造,技,技术,年,年，,并,并把,制,制造,技,技术,作,作为,当,当年,财,财政,重,重点,扶,扶持,的,的唯,一,一领,域,域,克林,顿,顿：,先,先进,制,制造,技,技术,列,列为,六,六大,国,国防,关,关键,技,技术,之,之首,，,，美,国,国经,济,济连,续,续8,年,年取,得,得2-3%的,增,增长,率,率，,同,同时,保,保持,低,低的,通,通货,膨,膨胀,和,和失,业,业率,东南亚经,济,济危机的,启,启示,经济基础,放,放在旅游,、,、金融、,房,房地产、,服,服务业上,，,，经济就,容,容易形成,泡,泡沫，一,有,有风吹草,动,动就会产,生,生经济危,机,机,欧债危机,德,德,国,国,12,三、,机,机械制,造,造在国民,经,经济中的,地,地位,知识经济,新经济时,代,代,电脑与网,络,络带来的,一,一切经济,革,革新,先进的制造技术使一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位,制造技术是当代科学技术发展最为活跃的领域，是产品更新、生产发展、国际间经济竞争的重要手段，各工业化国家纷纷把先进制造技术列为国家的高新关键技术和优先发展项目，给予了极大的重视和关注,当今电子,技,技术、信,息,息技术的,发,发展，使,传,传统的的,制,制造业革,新,新了它原,来,来的面目,，,，但绝不,是,是削弱了,它,它的重要,地,地位,13,信息技术,促,促进了敏捷制造的发展，,形,形成了以,虚,虚拟制造,和,和动态联,盟,盟为特征,的,的新型制,造,造模式。,网络技术,促,促进了全球化制,造,造的发展，,引,引发了制,造,造业的重,新,新分工和,资,资源的重,新,新配置。,计算机技,术,术促进设计制造,数,数字化，提高了,产,产品创新,能,能力，缩,短,短了设计,周,周期，降,低,低了产品,开,开发成本,。,。,电子商务,技,技术促进,了,了全球化采,购,购/销售，降低了,采,采购与销,售,售成本，,提,提高了服,务,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,美国B7