《第一讲工艺概述2015》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一讲工艺概述2015（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/10/17,Page 1,第一讲 绪 论 Introduction 主讲： 周哲波 教授,2019/10/17,Page 2,1-1 概述 一、 研究内容与目的 1.本学科的地位：机械专业的主干课程之一，论述机械制造技术与方法，是制造方向的重要专业课。研究如何科学地、最优地生产各种机械装备、机械产品的一门技术学科。 2.内容 1）常用金属切削加工方法 （车削、铣削、刨削、磨削、齿轮加工等）； 2）改善产品结构设计的理论依据（结构工艺性、工艺性审查等）； 3）掌握制定工艺路线和夹具设计的基本方法。 4） 生产效率、成本、质量的综合评定依据。,2019/10/17,Page 3,3.学习
2、目的 1）掌握各种切削加工方法，以保证产品设计中零件结构设计及制造方法的选择； 2）为了保证产品性能，设计、制造时应注意的事项； 3）探索低成本、高质量的合理工艺措施； 4）处理和分析现场产品质量问题的理论依据及方法。,2019/10/17,Page 4,二、机械制造学科发展 Development of Mechanical Manufacturing Technology 1.机械制造技术发展 1） 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；,2） 18世纪中，麦克斯韦尔建立电磁场理论，电气化时代开始；,2019/10/17,Page 5,3）20世纪
3、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Mass Production）,2019/10/17,Page 6,4）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。 5）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、清洁化的方向发展。,2019/10/17,Page 7,2019/10/17,Page 8,制造业在国民经济中的作用,2019/10/17,Page 9,机械制造业的发展,2019/10/17,Page 10,
4、2.加工精度及其发展 1-车、铣 2-磨 3-CNC机床 4-研磨、工具磨 5-光学磨、金刚石车、磨 6-金刚石超精车、磨、 电 解 加工 7-衍射光栅刻线机 8-电子束、离子束、X射线 9-分子束生长、离子注 10 - 扫描隧道技术,2019/10/17,Page 11,3.重要的新型机械产业 （不包括车辆、航空、航天、船舶、兵器、核工业） 1）电动车辆产业 2）计算机数控机床产业（这是基础产业） 3）工业机器人产业 (包括运输、检测、存储) 4）超精密机械产业（特别是微机电系统设备） 5）特种加工设备产业 (包括快速成形、表面技术、特种材料加工等设备) 6）现代工程机械设备产业 7）现代农
5、业机械设备产业 8）现代医疗机械设备产业 9）新型交通工具产业（包括新型高速列车、太阳能车辆、绿色汽车、微型飞行器） 10）现代家用电器产业,2019/10/17,Page 12,三、制造技术的重要性 1. 社会发展与制造技术密切相关,2019/10/17,Page 13,2019/10/17,Page 14,2019/10/17,Page 15,2. 制造技术是科学技术物化的基础,2019/10/17,Page 16,3. 制造技术是所用工业的支柱,2019/10/17,Page 17,4. 国力和国防的后盾 1）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
6、强大的制造业。 2）机械制造业是制造业的基础， 是重中之重。 3）日本由于重视制造业(汽车制造和微电子制造)，二次大战后30年时间，发展成为世界经济大国。 4）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。,2019/10/17,Page 18,1.2.2 制造业在国民经济中的地位,1963年,1983年,美日两国汽车产量在世界市场所占份额,美日两国汽车产量变化,2019/10/17,Page 19,5）1998年爆发的东
7、南亚经济危机的启示。 6）2008年的美国金融危机。 7）2011年欧债泛滥。,2019/10/17,Page 20,我国机械制造业的成就,核潜艇,2019/10/17,Page 21,我国机械制造业的成就,世界上只有F-22才能抗衡的中国歼10战机。,歼10透视图,2019/10/17,Page 22,2019/10/17,Page 23,我国机械制造业的成就,神州5号,神州5号宇宙飞船,2019/10/17,Page 24,我国机械制造业的成就,神州6号宇宙飞船,2019/10/17,Page 25,2019/10/17,Page 26,2019/10/17,Page 27,2019/10
8、/17,Page 28,2019/10/17,Page 29,2019/10/17,Page 30,2019/10/17,Page 31,2019/10/17,Page 32,2019/10/17,Page 33,2019/10/17,Page 34,四、狭义制造与广义制造 1. 狭义制造传统意义上的制造，由于设计和工艺的分家，制造被定位于制造工艺。指生产过程从原材料成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。 2. 广义制造狭义制造的扩展，又称“大制造”。 CIRP定义：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销
9、一系列有内在联系的运作和活动。 3. 制造企业美国将机械、电子、轻工、纺织、冶金、化工等行业列为制造业。（第二产业中除建筑、建材、能源、电力外） 。,2019/10/17,Page 35,4. 广义制造形成因素 1）制造设计一体化 2）材料成形机理的扩展 （1）去除加工又称分离加工，是从工件上去除一部分材料而成形。 （2）结合加工利用物理和化学方法将相同材料或不同材料结合（bonding）在一起而成形。按结合机理和结合强弱又可分为附着（deposition）、注入（injection）和连接（jointed）三种。 （3）变形加工又称流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其
10、尺寸、形状和性能，如特种锻造、特种铸造等。,2019/10/17,Page 36,3）材料成形机理的范畴,2019/10/17,Page 37,（1）快速原型制造过程,2019/10/17,Page 38,（2）传统加工与快速成形比较,2019/10/17,Page 39,快速成形机床及快速成形件,2019/10/17,Page 40,4）制造技术综合性：现代制造技术是一门以机械为主体，交叉融合了光、电、信息、材料、管理等学科的综合体，并与社会科学，文化、艺术等密切相关。 5）制造模式发展：计算机集成制造技术是制造技术与信息技术结合的产物，集成制造系统首先强调了信息集成，即计算机辅助设计、计算
11、机辅助制造和计算机辅助管理的集成 。进一步发展出现柔性制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、智能制造和协同制造等多种制造模式。 6）丰富的硬软件工具、平台和支撑环境：硬件是基础，软件是支撑 。 7）产品全生命周期 。,2019/10/17,Page 41,五、我国机械工业发展现状 可概括为：发展迅速、相对落后。 1. 迅速发展 1）经济发展 建国六十多年来特别是改革开放二十多年来的发展，已是我国机械工业从十分落后的状况发展到今天的机械生产大国（不是强国）。 2001年，中国制造业占国民生产总值的1/3 ，占整个工业生产的4/5，为国家财政提供1/3以上的收入，贡献出口总额的90%，就业人员804
12、3万。到2010年，中国制造业规模仅次于美国、日本之后，居世界第3位。 2012年我国机械工业累计工业总产值18.41万亿元，销售产值18.04万亿元，同比分别增长12.64%和12.54%。,2013年底，全年国内生产总值568845亿元（9.40万亿美元），按可比价格计算，比上年增长7.7%，制造业增加值56957亿元，增长4.0%。 我国发电设备装机容量将达到12.3亿千瓦，有望超过美国成为世界上发电装机容量最大国家。我国机床的产值自2009年以来，已连续三年世界第一,2019/10/17,Page 42,2019/10/17,Page 43,2）我国已经建成门类比较齐全、具有较大规模的
13、制造体系。 （1）基础工业部门80%以上的生产能力是由国内设备提供的； （2）农业装备几乎全部由国内提供； （3）部分重要产品的产量已跃居世界前列。如汽车、大中型发电设备、大中型拖拉机、金切机床等。 3）一些产品已经形成综合比较优势，具有价格竞争力。 如：国产工程机械的价格仅为同型号进口产品的14左右。中国机械产品出口年增长率超过20。,2019/10/17,Page 44,4）掌握了一批重大技术装备的核心和关键技术。 一些新产品的技术水平已达世界领先或先进水平，如沈阳机床集团的电主轴高速卧式加工中心、激光切割机床，黎明航发集团的中国第一台拥有完全知识产权的航空发动机、船用燃气轮机，沈阳新松机
14、器人自动化有限公司的7000米水下机器人，30万千瓦汽轮发电机组、葛洲坝电站用大型低水头水轮发电机组和交流50万伏超高压输变电设备等产品。 以“远望”号综合测量船、“向阳红”10号科学考察船为主力的科学考察船队达到了世界第一流水平。 此外，新型高铁技术、航天飞船、运七、运八、神八、神九、天宫一号及新舟60等支线飞机等。,2019/10/17,Page 45,2. 中国制造业的差距 1） 我国出口的产品大都是中低挡的， 企业大都采取贴牌生产 (OEM)的制造方式，外贸200强企业出口值有74%是通过加工贸易方式实现的，许多产品、设计的知识产权并不掌握在我们手里，因此附加值很低; 2）我国钢产量已
15、是世界第一，但高级钢材每年却需进口近千万吨; 3） 2001年,世界500强企业中，我国有11家入围，但没有一家制造业；入围2世界企业强的79家。入围3世界企业强的95家。 4）格兰仕已成为世界最大的微波炉生产商，然而其关键零部件磁控管至今仍然依靠进口。我国已是全球最大的空调生产基地，然而高性能柜机仍要采用美国谷轮公司的涡旋压缩机。,2019/10/17,Page 46,2019/10/17,Page 47,3. 中国制造业的差距 1 ） 总体规模落后 2013年，我国制造业虽名列世界第二, 但总体规模仅相当美国的1/5、日本的1/4强； 2）人均劳动生产率落后我国制造业的人均劳动生产率远远落
16、后于发达国家, 仅为美国的1/25、日本的1/26、德国的1/20； 3）制造业结构仍然偏轻 装备制造在制造业中 的比例仅为 26.5%(99 年), 低于美国(41.9%)、日本 (43.6%)、德国(46.4%)；,2019/10/17,Page 48,4）技术创新能力十分薄弱 产业主体技术依靠国外，有自主知识产权的产品少，依附于国外企业的组装业比重大，表现为工业增加值率仅为26%，远低于美国（49%）、日本（38%）、德国（48.5%),并且呈现逐年降低的趋势。 5）低水平生产能力严重过剩 据第三次全国工业普查,机械电子、化工、建材、轻工、冶金等行业生产能力利用率分别为51.86%、54.45%、54.9%、64%、46.09%和好5.55%,而同时高水平生产能力不足，大量先进装备仍主要依赖进口。在我国制造业出口结构中，低、中、高技术产品比重排名分别列世界第一、第十一和第九位。,2019/10/17,Page 49,6）装
