机械制造工程

机械制造工程刘江联系方式办公室：机电楼510ATel:[phone](O)Email:[e-mail]@126.com课程介绍课程类别：专业必修总学时：36学时课堂教学：30学时实验：6学时学分：4学分教学：多媒体教学考试方式：非集中考试，笔试（2小时）指导老师任瑛、狄春良13717615987(任)13521443151(狄)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711508924804311.390.13工业增加值（GDP）亿元89403.639570.33070034.377.58税金亿元12581.54525.835.97国家财政收入亿元13395.24525.833.79出口总额亿美元2492.12237.589.781.3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）4258973001047030765004533059520557203350工业增加值率（%）26.3249.3138.0148.4443.5738.4942.9822.681.3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）4258973001047030765004533059520557203350工业增加值率（%）26.3249.3138.0148.4443.5738.4942.9822.68(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44.146.646.639.838.333.630102030405060美国日本德国法国英国中国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