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1、东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习第一讲第一讲 机械机械制造制造实习概论实习概论一、现代制造在社会生产和发展中的重一、现代制造在社会生产和发展中的重要地位要地位1.社会财富的主要社会财富的主要创造方式创造方式2.社会社会活动活动的基本手段的基本手段3.科学科学进步进步和发展的推动力量和发展的推动力量东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习二、机械制造是国民经济（工业）的二、机械制造是国民经济（工业）的基础基础1.1.商品商品生产生产的一种的一种主要主要形式形式。2.2.各工业领域所需设备的主要来源。各工业领域所需设备的主要来源。 如如发电设备发电设备与能源与能源 发动机发动机与飞行器与飞
2、行器 冶金设施冶金设施与金属与金属 化工设施化工设施与化工与化工东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习三、机械制造的生产方式三、机械制造的生产方式 机械制造业发展至今机械制造业发展至今, , 按其生产方式的按其生产方式的变化可划分为变化可划分为: : 1. 1.劳动密集型生产方式劳动密集型生产方式。手工制作及早期。手工制作及早期的工业生产均属于这种方式。的工业生产均属于这种方式。 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 2. 2.设备密集型生产方式设备密集型生产方式。这是一种随着。这是一种随着运输机械、施工机械和机床等大规模工运输机械、施工机械和机床等大规模工业化生产的出现而产生的生产方式
3、。汽业化生产的出现而产生的生产方式。汽车等大批量生产属于这种生产方式。车等大批量生产属于这种生产方式。东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 3.3.信息密集型生产方式信息密集型生产方式。数控机床、。数控机床、加工加工中心中心等新型机电一体化加工设备实现了人与机等新型机电一体化加工设备实现了人与机器设备之间的信息交流器设备之间的信息交流, , 机器设备可通过获得机器设备可通过获得的信息的信息, , 快速、准确地实现加工。快速、准确地实现加工。东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 4.4.知识密集型生产方式知识密集型生产方式。是制造理念的飞跃。是制造理念的飞跃, , 把单向的产品制造链组成
4、为有机的制造系统把单向的产品制造链组成为有机的制造系统, , 柔性制造系统柔性制造系统(FMS) (FMS) 、计算机集成制造系统、计算机集成制造系统(CIMS) (CIMS) 是这种生产方式的典型代表。是这种生产方式的典型代表。 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习5.5.智能密集型生产方式智能密集型生产方式。全新的生产方式。它试。全新的生产方式。它试图使用制造系统本身具有的人工智能图使用制造系统本身具有的人工智能, , 并引入并引入了新的制造哲理和组织形式。使人们梦寐以求了新的制造哲理和组织形式。使人们梦寐以求的的“无图纸加工无图纸加工”、“无人化加工无人化加工”、“无害无害化加工化加
5、工” ” 成为可能成为可能。未来工厂中的未来工厂中的操作工人将会操作工人将会由堆垛机器人由堆垛机器人来代替，实现来代替，实现工厂无人化工厂无人化 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习四、机械制造的一般过程四、机械制造的一般过程零零件件精精加加工工最终最终热处理热处理预备预备热处理热处理切削切削加工加工成成形形加加工工设设计计选选材材装装配配机机器器维修维修市场市场东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习CAD系统的硬件基本组成系统的硬件基本组成传统设计：概念设计、详细设计、手工绘图等传统设计：概念设计、详细设计、手工绘图等现代设计：计算机辅助设计现代设计：计算机辅助设计CAD等等东南大学机
6、械制造实习东南大学机械制造实习智能智能CAD系统系统开放式、标准化、集成化和智能化开放式、标准化、集成化和智能化 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习CAD系统系统的三层结构的三层结构东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习成形加工-获得零件初步外形的毛坯。获得零件初步外形的毛坯。基本工艺有：基本工艺有： （1 1）铸造成形，如）铸造成形，如曲轴、箱体、床身等床身等 （2 2）压力加工成形（锻造、冲压等）压力加工成形（锻造、冲压等） ，锻造如，锻造如齿轮、轴等，冲压如等，冲压如车身、仪器壳体等等 （3 3）焊接成形，）焊接成形，船体、桥梁等桥梁等东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习热处
7、理热处理预备热处理：预备热处理：赋予赋予毛坯良好的加工毛坯良好的加工性能，如锻件、性能，如锻件、铸件的退火铸件的退火最终热处理：最终热处理：赋予赋予半成品良好的使半成品良好的使用性能，如经粗用性能，如经粗加工后半成品要加工后半成品要进行淬火和回火进行淬火和回火东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习切削加工切削加工-获得设计所要求的精度，基本获得设计所要求的精度，基本工艺：车削、工艺：车削、铣削铣削、刨削、磨削、钳工等、刨削、磨削、钳工等东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 装配装配-把各零件和部件组装成最终产品。把各零件和部件组装成最终产品。 随着对产品功能和可靠性随着对产品功能和可靠性
8、 的要求越来越高，装的要求越来越高，装配已成为生产中最重要的一环。配已成为生产中最重要的一环。 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习五、机械制造技术新进展五、机械制造技术新进展 . .在制造业自动化在制造业自动化发展方面发展方面 （1 1）机械制造技术）机械制造技术已经达到相当水平已经达到相当水平, , 实现了机械制造系实现了机械制造系统自动化统自动化。产品生。产品生产普遍采用产普遍采用CAD/CAE/CAM/CAPP/CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERPPDM/ERP。 自动化灌制线自动化灌制线东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习（2 2）在加工技术方面也已实现了底层的自
9、）在加工技术方面也已实现了底层的自动化动化。 包括广泛地采用加工中心包括广泛地采用加工中心( (或数或数控技术控技术) ) 、自动引导小车、自动引导小车(AGV) (AGV) 等。等。 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 （3 3）计算机集成制造系统）计算机集成制造系统它是在自动化技术、信息技术和制造技它是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上术的基础上, , 通过计算机及软件通过计算机及软件, , 将制造厂全将制造厂全部生产活动有关的各种分散的自动化系统部生产活动有关的各种分散的自动化系统有机有机地集成地集成起来起来, , 并适合于多品种、中小批量生产并适合于多品种、中小批量生产的总
10、体高效率、高柔性的制造系统。的总体高效率、高柔性的制造系统。 北京第一机床厂通过实北京第一机床厂通过实施施C1MS工程，主导产品工程，主导产品变形设计周期缩短变形设计周期缩短12，库存占用资金减少，库存占用资金减少10，生产计划编制效率生产计划编制效率提高提高40一一60倍。倍。东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习（4 4）智能制造系统）智能制造系统是指将专家系统、模糊推理、人工神经是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络等网络等人工智能技术人工智能技术应用到制造系统中应用到制造系统中, , 以解以解决复杂的决策问题决复杂的决策问题, , 提高制造系统的水平和实提高制造系统的水平和实用性。用
11、性。高精度和快高精度和快速速3D机器人机器人视觉系统显视觉系统显示天窗的组示天窗的组装并进行完装并进行完整的质量检整的质量检查查东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习（5 5）并行工程）并行工程 对产品设计和相关过程进行集成，开展对产品设计和相关过程进行集成，开展并并行设计行设计的一种系统化方法。并行工程是在产品的一种系统化方法。并行工程是在产品设计阶段侧重于设计阶段侧重于同时考虑产品全生命周期同时考虑产品全生命周期中的中的各种主要性能指标，避免在产品研制后期出现各种主要性能指标，避免在产品研制后期出现不必要的返工与重复性工作。不必要的返工与重复性工作。东南大学机械制造实习东南大学机械制造实
12、习（6）敏捷制造）敏捷制造 敏敏捷捷制制造造是是采采用用标标准准化化和和专专业业化化的的计计算算机机网网络络和和信信息息集集成成基基础础结结构构, , 以以分分布布式式结结构构连连接接各各类类企企业业, , 构构成成虚虚拟拟制制造造环环境境, , 以以竞竞争争合合作作为为原原则则, , 在在虚虚拟拟制制造造环环境境内内动动态态选选择择合合作作伙伙伴伴, , 并并通通过过组组成成虚虚拟拟企企业业来来适适应应持持续续多多变变、无无法法预预料料的的市市场场变变化化，使使各各合合作作伙伙伴伴既既保保证证各各自自的的利利益益, , 又又能能获获得得共共同同利利益益的的一一种种全全新新的的生生产产组组织织
13、模模式式和和制制造造模模式式, , 目目前前敏敏捷捷制制造仍在发展研究中。造仍在发展研究中。 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 2.2.机械制造技术的发展趋势机械制造技术的发展趋势 现代机械制造技术的发展主要表现在两现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上个方向上: :（1 1）精密工程技术）精密工程技术以超精密加工的前沿部分、微细加工、以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表纳米技术为代表, , 将进入微型机械电子技将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代。术和微型机器人的时代。 东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 超精密加工的加工精度：在超精密加工的加工精度：在20
14、00 2000 年已年已达到达到 nm nm ；ATPATP酶（分酶（分子马达）子马达）东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 在在21 21 世纪初开发的分子束生长技术、世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程程(STE) (STE) 可使加工精度达到可使加工精度达到nm；美国康纳尔大美国康纳尔大学研制成的学研制成的 纳米直升机纳米直升机 示意图示意图东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 现在精密工程正向其终极目标现在精密工程正向其终极目标-原原子级精度子级精度的加工逼近的加工逼近, , 也就是说也就是说, , 可以可以做到移动
15、做到移动原子级别的加工的加工。用扫描隧道显微用扫描隧道显微镜的针尖在铜表镜的针尖在铜表面上搬运和操纵面上搬运和操纵4848个原子，使它个原子，使它们排成圆形。们排成圆形。东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习（2 2）机械制造的高度自动化）机械制造的高度自动化 以以CIMSCIMS和敏捷制造等的进一步发展为代和敏捷制造等的进一步发展为代表。加工设备正向着表。加工设备正向着高精、高速、多能、复高精、高速、多能、复合、控制智能化、安全环保合、控制智能化、安全环保等方向发展。等方向发展。在结构布局上也已突破了传统机床原有在结构布局上也已突破了传统机床原有的格式。日本的格式。日本Mazak Maza
16、k 公司在产品综合样本中公司在产品综合样本中展示出一种未来机床展示出一种未来机床, , 该机床在外形上犹如该机床在外形上犹如太空飞行器太空飞行器, , 加工过程中噪音、油污、粉尘加工过程中噪音、油污、粉尘等将不再给环境带来危害。等将不再给环境带来危害。东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习 3. 3.二十一世纪机械制二十一世纪机械制造业的三个发展方向造业的三个发展方向 （1 1）制造的全球化）制造的全球化 可以说是可以说是21 21 世纪机械世纪机械制造业自动化最重要的制造业自动化最重要的发展趋势。竞争激烈，发展趋势。竞争激烈，技术快速发展技术快速发展, , 企业既企业既竞争又合作，已成为全竞争又合作，已成为全球化制造业发展的动力。球化制造业发展的动力。 技术基础是技术基础是网络化、网络化、集成化和标准化集成化和标准化东南大学机械制造实习东南大学机械制造实习（2 2）虚拟化）虚拟化 虚拟化是指设计过程中的虚拟化是指设计过程中的拟实技术拟实技术和制造和制造过程中的过程中的虚拟技术虚拟技术。产品设计中的产品设计中的拟实技术拟实技术指面向产品的结构指面向产品的结构和性能分析技术和性能分析技
