机械制造概述：从手工制造到智能制造

机械制造概述——从传统加工到智能制造一、20世纪影响人类的重大发明二、中国古代科技史三、制造业的战略地位四、工业4.0与智能制造一、20世纪影响人类的重大发明蒸汽机：推动了整个工业革命的发展电话：掀开人类通讯史的新篇章“沃森先生，请立即过来，我需要帮助！”这是1876年3月10日电话发明人亚历山大·贝尔通过电话成功传出的第一句话，电话从此诞生了，人类通讯史从此掀开了一个全新的篇章。人类进行无线通讯的梦想则是1973年在美国纽约实现的。当时，这台世界上第一个实用手机体积大，重达1.9公斤，是名副其实的“大哥大”。汽车：载着时代向前奔驶卡尔·奔驰就是现今德国大名鼎鼎的“奔驰”汽车公司的第一代祖宗，戴姆勒--奔驰汽车公司的创始人之一。1878年他34岁时，首次研制成功了一台二冲程煤气发动机。1883年开始创建“奔驰公司和莱茵煤气发动机厂”。1885年10月，奔驰设计制造了一辆装汽油机的三轮汽车。奔驰最早制造的这辆车，由于性能不过关，经常熄火抛锚。但奔驰并没有因此而丧气。1886年1月29日，奔驰取得了专利权。此后这辆车终于以全新的面貌行驶在曼海姆城的大街上。因此德国人把1886年称作汽车的诞生年。飞机：实现了人类飞向天空的梦想1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器员进行首次持续的、动力的、可操纵的飞行世界上第一架使用型直升机mini500参考价格：19万座位：1座航程：361KM速度：120KM/H飞行高度：3050MTango飞机参考价格：20万座位：2座航程：2317KM速度：338KM/H飞行高度：7315.2MRV-7参考价格：26万座位：2座航程：1239KM速度：351KM/H飞行高度：6900MHelicycle直升机参考价格：25.7万座位：1座航程：257KM速度：153KM/H飞行高度：3353M电视：人类自己创造的“魔鬼”1946年美国第一次播出黑白电视。图为50年代电视节目录制现场1906年德国制造的第一台电子电视图像接受机。中国第一台电视机在1958年3月17日诞生。当时的天津通信广播电视厂利用国产电子管加上苏联的元器件生产出了第一台北京牌14英寸黑白电视机。12年后，天津通信广播电视厂又制造出了中国的第一台彩色电视机，时间是1970年12月26日航天飞行1961年4月12日，东方1号宇宙飞船载着他围绕地球完成了一次完整的轨道飞行。在这次长达108分钟的旅行中，他飞越了40,000千米，尤里·阿列克谢耶维奇·加加林人类首次登上月球(1969年7月21日)美国宇航员2003年10月15日,神舟五号在是我国第一个载人航天飞船.宇航员是杨利伟核技术在德国已经投降，日本的覆灭就在眼前之际，美国政府出于战后称霸世界的政治需要，不顾许多善良的参加研制的科学家的强烈反对，在1945年8月6日和9日先后将一颗铀弹和一颗钚弹分别投到广岛和长崎，这两颗原子弹共有35000tTNT的爆炸力。伤亡总数约20万人，死亡约10万人。广岛和长崎的惨剧使许多人直到今天仍然是一提起核能就联想到毁灭和伤亡。1945年，美国原子弹在日本广岛爆炸后的蘑菇云日本广岛和平纪念公园广岛市24.5万人中的20万人死伤，整个城市化为废墟。长崎市23万人口中的10万余人当日伤亡和失踪，城市60％的建筑物被毁。电脑：人类未来的希望1946年，美国物理学家莫奇利任总设计师，研制成功世界上第一台电子管计算机ENIAC(图中左为莫奇利）第一台电子管计算机（ENIAC)占地170平方米，重30吨，有1.8万个电子管，用十进制计算，每秒运算5000次天河二号由中国国防科学技术大学研制的超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算机。互联网——对人类社会所产生的巨大影响之一，让人欢喜让人忧计算机网络实现的发展速度异常迅猛，全球网络化时代已经到来互联网诞生于1969年10月29日22点30分美国斯坦福研究院（SRI）1994年，中国正式接入互联网蒂姆·伯纳斯·李爵士（1955年出生于英国）是万维网的发明者、互联网之父、英王功绩勋章获得者、不列颠帝国勋章获得者、英国皇家学会会员、英国皇家工程师学会会员、美国国家科学院院士。1989年3月他正式提出万维网的设想；1990年12月25日开发出了世界上第一个网页浏览器。他是关注万维网发展的万维网联盟的创始人。器官移植大约在公元前600年，古印度的外科医师就用从病人本人手臂上取下的皮肤来重整鼻子刚刚做完心脏移植手术的一个婴儿被医生放入特别护理箱内1984年美国医生将一颗狒狒的心脏移植到了出生两周的女婴体内试管婴儿第一个试管婴儿于1978年7月25日23时47分在英国的奥尔德姆市医院诞生，她的名字叫路易丝.布朗机器人二、中国古代著名科技发明2000年前青铜利剑惊世骇俗1994年在秦始皇兵马俑二号坑内又发现了一批青铜剑，长度为86公分，剑身上共有8个棱面。考古学家用游标卡尺测量，发现这8个棱面误差不足一根头发丝，已经出土的19把青铜剑，剑剑如此。这批青铜剑结构致密，剑身表面都进行了精细的锉磨、抛光，故极为平整光亮。刃部中磨纹细腻，纹理来去无交错，它们在黄土下沉睡了2200多年，出土时依然光亮如新，锋利无比。经试验，一次尚能划透18层纸。古剑埋了两千多年为什么没有生锈，依然锋利无比呢？经过进一步的研究发现，剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物。这一发现立刻轰动了世界，因为这种铬盐氧化处理方法，是近代才出现的先进工艺，德国在1937年，美国在1950先后发明，并申请了专利。事实上，早在2000年前的春秋战国时期，中国人就已掌握了这一先进的工艺。越王句践自用剑秦代的高超“形态记忆合金”术在清理秦始皇兵马俑一号坑的第11过洞时，考古工作者发现了一把记忆合金剑。这把青铜剑被一尊重达150公斤的陶俑压弯了,其弯曲程度超过了45度，当人们移开陶俑之后，令人惊诧的奇迹出现了：那又窄又薄的青铜剑，竟在一瞬间反弹平直，自然恢复。当代冶金学家梦想的形态记忆合金，竟然出现在2200多年前的秦代俑坑里。卡尺王莽(公元前45-公元23)时期的卡尺，和我们现在用的相差无几5300年前的人类玉器上打孔的钻头仅有0.07毫米考古专家在安徽含山县铜闸镇凌家滩、距今约5300年前的新石器时代人类生活的遗址发掘出土一整批的玉器。凌家滩出土的玉人（身高7.7厘米、肩宽2.1厘米、厚0.8厘米）双臂各带6个玉环，腰间饰三斜条纹的腰带，玉人背后有一隧孔，这个隧孔的制作是经过7道工序才钻出来的。隧孔打法十分科学，它先是在两端打出直径0.07毫米的竖孔作定位，然后再斜钻贯通。这种钻法常见于现代人过江隧道的设计和施工，而五千多年的凌家滩先民就已习用，古人的智慧完全超出了我们的想像。公元二世纪的汉代熨斗现代电熨斗是美国人在十九世纪末发明。早在公元二世纪的汉代中国人就已开始使用熨斗了。金斗则是采用鎏金工艺精制的熨斗，那不是一般的民间用品。鎏金[1]是将金和水银合成金汞剂，涂在铜器表面，然后加热使水银蒸发，金就附着在器面不脱高精密度的现代车床机械装置的运用凌家滩出土的一枚指甲盖大小的玉喇叭，高1.3厘米，口径1.7厘米，口壁厚0.09厘米，底径0.9厘米，底厚0.1厘米。底部中心有一单面钻孔，壁有砣切磨痕。喇叭壁薄如纸。现在，它被裹在棉花里，没人敢去称它的重量，怕弄碎了这无价之宝先人高超的技艺令人震撼，一些玉器的硬度达到7度(最高8度)，孔壁上摩擦痕迹规整、平行，这必须得由钻头高速旋转，而且有琢玉砂均匀附着才可能形成。它们充分说明当时的切琢工具非常锐利，同时也拥有高速旋转的传动机械，就像我们今天所使用的高精密度的车床等一类机械装置。否则，绝达不到这样的效果。玉双连壁安徽含山县铜闸镇凌家滩出土，外径11.2厘米，内径2.9厘米，厚0.5厘米。从两环之间孔壁观察，应是先打孔然后穿线切割，外环边有四个对称的小孔木牛流马木牛流马，为三国时期蜀汉丞相诸葛亮发明的运输工具，分为木牛与流马。史载建兴九年至十二年（231年－234年）诸葛亮在北伐时所使用，其载重量为“一岁粮”，大约四百斤以上，每日行程为“特行者数十里，群行三十里”，为蜀国十万大军提供粮食。世界八大奇迹之一:秦代兵马俑兵马俑坑内出土的青铜兵器有剑、矛、戟、弯刀以及大量的弩机、箭头等。据化验数据表明，这些铜锡合金兵器经过铬化处理，虽然埋在土里两千多年，依然刀锋锐利，闪闪发光，表明当时已经有了很高的冶金技术，可以视为世界冶金史上的奇迹。中国古代四大技术发明—造纸术公元105年，东汉的蔡伦革新了造纸技术，制成了一批“良纸”，人称“蔡侯纸”。造纸术是在我国古代劳动人民漂絮和沤麻的经验中逐步总结出来的。蔡伦在造纸术发明中的主要贡献有三：一是扩大了造纸原料来源，除用破布、旧鱼网等外，还采用了树皮；二是改进了造纸工艺，除淘洗、碎切、泡沤原料外，还可能用石灰进行了碱液烹煮；三是使造纸业从纺织业中分化出来，成为一个独立的手工业部门。蔡伦造纸术的发明，为人类的文化传播、思想交流、科学发展提供了不可缺少的物质手段。中国古代四大技术发明—印刷术在活字印刷术发明以前，最原始的印刷方法是把纸铺在石碑上打贴、涂墨的墨拓法，约发明于公元4世纪左右。到6世纪初的隋、唐之际，出现了真正的印刷术——雕版印刷术，比手工抄写是一个巨大的进步。现存世界上第一部标有年代的雕版印刷品，是在敦煌莫高窟发现的《金刚经》，刻印于唐咸通九年（即公元868年），现存英国伦敦博物院图书馆。而欧洲到14世纪才有刻板印刷。随着社会的发展和印刷量的增大，雕版印刷也适应不了社会的需求。此时，活字印刷应运而生。据沈括的《梦溪笔谈》记载，公元1041～1048年间，毕升用胶泥刻成单字，用火烧成活字，再拼版印刷。后来，元代王桢又创制了木活字，还发明了转轮排字架，提高了排字效率。中国古代四大技术发明—火药早在春秋战国时代，人们就逐渐知道了硫磺、硝石和木炭的性质及其制备方法。到八、九世纪左右，炼丹家已经知道将硫磺、雄黄、硝石与炭混合在一起加热会发生爆炸。唐代孙思邈最早记录了黑色火药的配方，当时硫和硝的比例是1:1。北宋曾公亮主编的《武经总要》中，最早采用了“火药“这一名称，并记载了当时的三种火药配方，明确了火药的主要配方是硝、硫、炭。这时硝和硫的比例为2:1，硝增加一倍。随着火药的发明，出现了一系列的火药武器，目前已经发现的世界上最古老的铜炮，就是我国元代至顺三年（1332年）造的铜火铳。中国古代四大技术发明——指南针我国早在战国时期就发现了磁石具有吸引铁和指示方向的性能，并用天然磁石制成指示方向的勺形仪器——“司南勺”。东汉张衡在《东京赋》中第一次将司南改称指南。北宋曾公亮主编的《武经总要》中，记述了一种指南鱼的制作方法：用薄铁叶裁成鱼形，烧红后靠地磁场使其磁化，在行军中需要时，把它浮在水面上，铁叶鱼就能指南。这种指南鱼磁性太弱，实用价值不大。后来，沈括在《梦溪笔谈》中记载了指南针的制造和装置方法。指南针司南和地盘复原模型中国古代罗盘中国古代罗盘中国古建筑——太和殿选好的泥土要露天放置整整一年，去其〝土性〞。然后浸水将粘土泡开，让数只牛反覆踩踏练泥，以去除泥团中的气泡，最终炼成稠密的泥团。再经过反覆摔打后，将泥团装入模具，平板盖面，两人在板上踩，直到踩实为止。然后阴干砖坯，要阴干7个月以上，才能入窑烧制。烧制时，先用糠草熏1个月，去其潮气，接着劈柴烧1个月，再用整柴烧1个月，最后用松枝烧40天，才能出窑。为皇家烧砖更是严上加严，每一块砖的尺寸也是有严格把控，一共有三种规格，分别为二尺二、二尺、一尺七。年代科技发明（件）中国世界其他国件百分比件百分比公元1—400年452862%1738%公元401—1000年453271%1329%公元1001—1500年673857%2943%公元1501—1840年472194%45396%科技发展的启示——中国古代科技发明在世界地位的变化明清以前：中国科技长期领先世界；明清时期：西方科技领先，中国科技落后三、制造业的战略地位制造是人类文明的物质支柱之一人猿相揖