工艺概述2014.pptx
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1、2024/9/8 周日Page 11-1 概述概述一、一、研究内容与目的研究内容与目的 1.本学科的地位:本学科的地位:机械专业的机械专业的主干主干课程之一,论述课程之一,论述机械制造技术与方法机械制造技术与方法,是制造方向的重要专业,是制造方向的重要专业课。研究如何课。研究如何科学地、最优地科学地、最优地生产各种机械装生产各种机械装备、机械产品的一门技术学科。备、机械产品的一门技术学科。2.内容内容1)常用常用金属切削加工方法金属切削加工方法(车削、铣削、刨削、(车削、铣削、刨削、磨削、齿轮等);磨削、齿轮等);2)改善改善产品结构设计产品结构设计的理论依据(结构工艺性等)的理论依据(结构工
2、艺性等);3)掌握制定掌握制定工艺路线工艺路线和和夹具设计夹具设计的基本方法。的基本方法。4)生产生产效率、成本、质量效率、成本、质量的综合评定依据。的综合评定依据。2024/9/8 周日Page 23.学习目的学习目的1)掌握各种掌握各种切削加工方法切削加工方法,以保证产,以保证产品设计中零件品设计中零件结构设计及制造方法结构设计及制造方法的选择;的选择;2)为了保证为了保证产品性能产品性能,设计、制造设计、制造时时应注意的事项;应注意的事项;3)探索探索低成本、高质量低成本、高质量的合理工艺措的合理工艺措施;施;4)处理和分析现场处理和分析现场产品质量问题产品质量问题的理的理论依据及方法。
3、论依据及方法。2024/9/8 周日Page 3二、二、机械制造工程学科发展机械制造工程学科发展机械制造工程学科发展机械制造工程学科发展 Development of Mechanical Manufacturing TechnologyDevelopment of Mechanical Manufacturing Technology 1.机械制造技术的发展机械制造技术的发展机械制造技术的发展机械制造技术的发展 1)1717世纪世纪世纪世纪6060年代年代年代年代,瓦特瓦特瓦特瓦特改进蒸汽机,标志改进蒸汽机,标志改进蒸汽机,标志改进蒸汽机,标志第一次工第一次工第一次工第一次工业革命业革命业革
4、命业革命兴起,工业化大生产从此开始;兴起,工业化大生产从此开始;兴起,工业化大生产从此开始;兴起,工业化大生产从此开始;2)1818世纪中,世纪中,世纪中,世纪中,麦克斯韦尔麦克斯韦尔麦克斯韦尔麦克斯韦尔建立电磁场理论,建立电磁场理论,建立电磁场理论,建立电磁场理论,电气化电气化电气化电气化时代开始;时代开始;3 3)2020世纪初,世纪初,世纪初,世纪初,福特汽车生产线福特汽车生产线福特汽车生产线福特汽车生产线,泰勒,泰勒,泰勒,泰勒科学管理方法科学管理方法科学管理方法科学管理方法,标志标志标志标志自动化时代自动化时代自动化时代自动化时代到来(以大量生产为特征到来(以大量生产为特征到来(以大
5、量生产为特征到来(以大量生产为特征Mass Mass ProductionProduction)4)二战后二战后,计算机、微电子技术,信息技计算机、微电子技术,信息技术及软科学术及软科学的发展,以及市场竞争的加的发展,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,并产生了综合量生产自动化成为可能,并产生了综合自动化和许多自动化和许多新的制造哲理与生产模式新的制造哲理与生产模式。5)进入进入21世纪,制造技术向世纪,制造技术向自动化、柔自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化、清洁性化、集成化、智能化、精密化、清洁化化的方向发展。的方向发
6、展。2024/9/8 周日Page 42024/9/8 周日Page 5制造业在国民经济中的作用制造业在国民经济中的作用2024/9/8 周日Page 6机械制造业的发展机械制造业的发展2024/9/8 周日Page 72.加工精度及其发展加工精度及其发展 1-车、铣车、铣 2-磨磨 3-CNC机床机床 4-研磨、工具磨研磨、工具磨 5-光学磨、金刚石车、磨光学磨、金刚石车、磨 6-金刚石超精车、磨、金刚石超精车、磨、电电 解解 加工加工 7-衍射光栅刻线机衍射光栅刻线机 8-电子束、离子束、电子束、离子束、X射线射线 9-分子束生长、离子注分子束生长、离子注 10-扫描隧道技术扫描隧道技术2
7、024/9/8 周日Page 83.重要的新型机械产业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)(不包括车辆、航空、航天、船舶、兵器、核工业)1)电动车辆产业电动车辆产业 2)计算机数控机床产业(这是基础产业)计算机数控机床产业(这是基础产业)3)工业机器人产业工业机器人产业(包括运输、检测、存储包括运输、检测、存储)4)超精密机械产业(特别是微机电系统设备)超精密机械产业(特别是微机电系统设备)5)特种加工设备产业特种加工设备产业(包括快速成形、表面技术、包括快速成形、表面技术、特种材料加工等设备特种材料加工等设备)6)现代工程机械设备产业现代工程机械设备产业 7)现代
8、农业机械设备产业现代农业机械设备产业 8)现代医疗机械设备产业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、微型飞行器车辆、绿色汽车、微型飞行器)10)现代家用电器产业现代家用电器产业2024/9/8 周日Page 9三、制造技术的重要性三、制造技术的重要性1.社会发展与制造技术密切相关社会发展与制造技术密切相关 2024/9/8 周日Page 102024/9/8 周日Page 11 2.制造技术是科学技术物化的基础制造技术是科学技术物化的基础协同论系统论控制论方法论信息论数控技术制造技术微电子技术成形技术材料技
9、术设计方法学计算机技术网络 数据库转换系统分配输送能量系统物质系统加工系统装配系统拆卸系统物料系统检测系统信息系统工程设计过程管理工况监控质量保证制造系统制造系统传感技术自动控制技术能源技术管理技术制造系统工程学体系结构2024/9/8 周日Page 123.制造技术是所用工业的支柱制造技术是所用工业的支柱 纺织机械动力机械家用电器通讯设备出版印刷网络媒体文化娱乐冶金机械建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机器制造农业机械化工设备制造技术制造技术当今制造业社会功能2024/9/8 周日Page 134.国力和国防的后盾国力和国防的后盾国力和国防的后盾国力和国防的后盾 1)国民经济的支柱产业
10、,国民经济总收入的国民经济的支柱产业,国民经济总收入的国民经济的支柱产业,国民经济总收入的国民经济的支柱产业,国民经济总收入的60%以上来自制以上来自制以上来自制以上来自制造业,世界发达国家无不具有强大的制造业。造业,世界发达国家无不具有强大的制造业。造业,世界发达国家无不具有强大的制造业。造业,世界发达国家无不具有强大的制造业。2 2)机械制造业机械制造业机械制造业机械制造业是制造业的基础,是制造业的基础,是制造业的基础,是制造业的基础,是重中之重。是重中之重。是重中之重。是重中之重。3 3)日本由于重视制造业日本由于重视制造业日本由于重视制造业日本由于重视制造业(汽车制造和微电子制造汽车制
11、造和微电子制造),二次大战,二次大战,二次大战,二次大战后后后后3030年时间,发展成为世界年时间,发展成为世界年时间,发展成为世界年时间,发展成为世界经济大国经济大国经济大国经济大国。4 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与此相反,美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发与此相反,美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发与此相反,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、汽车展,结果导致经济衰退,竞争力下降,出现在家电、汽车展,结果导致经济衰退,竞争力下降,出现在家电、汽车展,结果导致经济衰退,竞争力下降,出现在家电、汽车等行业
12、不敌日本的局面。直至上世纪等行业不敌日本的局面。直至上世纪等行业不敌日本的局面。直至上世纪等行业不敌日本的局面。直至上世纪8080年代初,美国才开年代初,美国才开年代初,美国才开年代初,美国才开始清醒,重新关注制造业的发展,至始清醒,重新关注制造业的发展,至始清醒,重新关注制造业的发展,至始清醒,重新关注制造业的发展,至19941994年美国汽车产量年美国汽车产量年美国汽车产量年美国汽车产量重新超过日本。重新超过日本。重新超过日本。重新超过日本。5 5)19981998年爆发年爆发年爆发年爆发的的的的东东东东南亚南亚南亚南亚经济危机的启示。经济危机的启示。经济危机的启示。经济危机的启示。6 6
13、)20082008年的美国金融危机。年的美国金融危机。年的美国金融危机。年的美国金融危机。7 7)20112011年欧债泛滥。年欧债泛滥。年欧债泛滥。年欧债泛滥。2024/9/8 周日Page 14我国机械制造业的成就我国机械制造业的成就核潜艇2024/9/8 周日Page 15我国机械制造业的成就我国机械制造业的成就世界上只有世界上只有世界上只有世界上只有F-22F-22才能抗才能抗才能抗才能抗衡的中国歼衡的中国歼衡的中国歼衡的中国歼1010战机战机战机战机。歼歼10透视图透视图2024/9/8 周日Page 16我国机械制造业的成就我国机械制造业的成就神州神州5 5号号神州5号宇宙飞船20
14、24/9/8 周日Page 17我国机械制造业的成就我国机械制造业的成就神州6号宇宙飞船2024/9/8 周日Page 182024/9/8 周日Page 192024/9/8 周日Page 202024/9/8 周日Page 212024/9/8 周日Page 222024/9/8 周日Page 232024/9/8 周日Page 242024/9/8 周日Page 251.2.2 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位 19631963年年19831983年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2024/9/8 周日Page 26四、四、狭义制造与广义制造狭义制
15、造与广义制造狭义制造与广义制造狭义制造与广义制造 1.狭义制造狭义制造狭义制造狭义制造传统意义上的制造,由于设计和工传统意义上的制造,由于设计和工传统意义上的制造,由于设计和工传统意义上的制造,由于设计和工艺的分家,制造被定位于艺的分家,制造被定位于艺的分家,制造被定位于艺的分家,制造被定位于制造工艺制造工艺制造工艺制造工艺。指生产过程。指生产过程。指生产过程。指生产过程从原材料从原材料从原材料从原材料成品直接起作用成品直接起作用成品直接起作用成品直接起作用的那部分工作内容,的那部分工作内容,的那部分工作内容,的那部分工作内容,包括包括包括包括毛坯制造毛坯制造毛坯制造毛坯制造、零件加工零件加工
16、零件加工零件加工、产品装配产品装配产品装配产品装配、检验检验检验检验、包包包包装装装装等具体操作(物质流)。等具体操作(物质流)。等具体操作(物质流)。等具体操作(物质流)。2.广义制造广义制造广义制造广义制造狭义制造的扩展,又称狭义制造的扩展,又称狭义制造的扩展,又称狭义制造的扩展,又称“大制造大制造大制造大制造”。CIRPCIRP定义:制造包括制造企业的定义:制造包括制造企业的定义:制造包括制造企业的定义:制造包括制造企业的产品设计、材料产品设计、材料产品设计、材料产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销选择、制造生产、质量保证、管理和营销选择、制造生产、质量保证、管理和营销选择
17、、制造生产、质量保证、管理和营销一系列一系列一系列一系列有有有有内在联系内在联系内在联系内在联系的运作和活动。的运作和活动。的运作和活动。的运作和活动。3.制造企业制造企业制造企业制造企业美国将机械、电子、轻工、纺织、美国将机械、电子、轻工、纺织、美国将机械、电子、轻工、纺织、美国将机械、电子、轻工、纺织、冶金、化工等行业列为制造业。(第二产业中除冶金、化工等行业列为制造业。(第二产业中除冶金、化工等行业列为制造业。(第二产业中除冶金、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)建筑、建材、能源、电力外)建筑、建材、能源、电力外)建筑、建材、能源、电力外)。2024/9/8
18、周日Page 274.广义制造形成因素广义制造形成因素广义制造形成因素广义制造形成因素1 1)制造设计一体化制造设计一体化制造设计一体化制造设计一体化2 2)材料成形机理的扩展材料成形机理的扩展材料成形机理的扩展材料成形机理的扩展(1)去除加工去除加工去除加工去除加工又称分离加工,是从又称分离加工,是从工件上去除工件上去除一部分材料一部分材料而成形。而成形。(2)结合加工结合加工结合加工结合加工利用利用物理和化学方法物理和化学方法将将相同材料相同材料或不同材料或不同材料结合(结合(bonding)在一起而成形。按结)在一起而成形。按结合机理和结合强弱又可分为附着(合机理和结合强弱又可分为附着(
19、deposition)、)、注入(注入(injection)和连接()和连接(jointed)三三种。(3)变形加工变形加工变形加工变形加工又称又称流动加工流动加工,是利用,是利用力、热、力、热、分子运动分子运动等手段使工件产生变形,改变其等手段使工件产生变形,改变其尺寸、尺寸、形状和性能形状和性能,如特种锻造、特种铸造等。,如特种锻造、特种铸造等。2024/9/8 周日Page 283)材料成形机理的范畴材料成形机理的范畴2024/9/8 周日Page 29(1)快速原型制造过程快速原型制造过程快速原型制造过程喷粘结剂喷热熔材料三维产品(样品/模具)表面处理构造三维模型模型近似处理切片处理激
20、光喷射源固化树脂切割箔材烧结粉末2024/9/8 周日Page 30(2)传统加工与快速成形比较传统加工与快速成形比较a)b)模具模具设计铸造焊接锻压毛坯(大于工件)半成品半成品工件去去除除加加工工设计模具样品快快速速成成形形2024/9/8 周日Page 31 快速成形机床及快速成形件快速成形机床及快速成形件Real2024/9/8 周日Page 324)制造技术综合性制造技术综合性制造技术综合性制造技术综合性:现代制造技术是一门以:现代制造技术是一门以:现代制造技术是一门以:现代制造技术是一门以机械机械机械机械为主体,交叉融合了为主体,交叉融合了为主体,交叉融合了为主体,交叉融合了光、电、
21、信息、材料、管理光、电、信息、材料、管理光、电、信息、材料、管理光、电、信息、材料、管理等学科的综合体,并与等学科的综合体,并与等学科的综合体,并与等学科的综合体,并与社会科学,文化、艺术社会科学,文化、艺术社会科学,文化、艺术社会科学,文化、艺术等等等等密切相关。密切相关。密切相关。密切相关。5)制造模式制造模式制造模式制造模式发展:计算机集成制造技术是发展:计算机集成制造技术是发展:计算机集成制造技术是发展:计算机集成制造技术是制造技制造技制造技制造技术与信息技术术与信息技术术与信息技术术与信息技术结合的产物,集成制造系统首先强结合的产物,集成制造系统首先强结合的产物,集成制造系统首先强结
22、合的产物,集成制造系统首先强调了调了调了调了信息信息信息信息集成,即计算机辅助设计、计算机辅助集成,即计算机辅助设计、计算机辅助集成,即计算机辅助设计、计算机辅助集成,即计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助管理的集成制造和计算机辅助管理的集成制造和计算机辅助管理的集成制造和计算机辅助管理的集成 。进一步发展出。进一步发展出。进一步发展出。进一步发展出现现现现柔性制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、柔性制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、柔性制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、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智能制造和协同制造智能制造和协同制造智能制造和协同制造等
23、多种制造模式。等多种制造模式。等多种制造模式。等多种制造模式。6 6)丰富的丰富的丰富的丰富的硬软件工具、平台和支撑环境硬软件工具、平台和支撑环境硬软件工具、平台和支撑环境硬软件工具、平台和支撑环境:硬件硬件硬件硬件是是是是基础基础基础基础,软件软件软件软件是是是是支撑支撑支撑支撑 。7 7)产品全生命周期产品全生命周期产品全生命周期产品全生命周期 。2024/9/8 周日Page 33五、我国机械工业发展现状五、我国机械工业发展现状 可概括为:可概括为:发展迅速、相对落后发展迅速、相对落后。1.迅速发展迅速发展1)经济发展经济发展 建国六十多年来特别是改革开放二十多年来的发建国六十多年来特别
24、是改革开放二十多年来的发展,已是我国机械工业展,已是我国机械工业从十分落后的状况发展到今天从十分落后的状况发展到今天的机械生产大国(不是强国)。的机械生产大国(不是强国)。2001年,年,中国制造业占国民生产总值的中国制造业占国民生产总值的1/3,占,占整个工业生产的整个工业生产的4/5,为国家财政提供,为国家财政提供1/3以上的收入,以上的收入,贡献出口总额的贡献出口总额的90%,就业人员,就业人员8043万万。到到2010年,年,中国制造业规模仅次于美国、日本之后,居世界第中国制造业规模仅次于美国、日本之后,居世界第3位位。2012年我国机械工业累计工业总产值年我国机械工业累计工业总产值1
25、8.41万亿元,万亿元,销售产值销售产值18.04万亿元,同比分别增长万亿元,同比分别增长12.64%和和12.54%。2013年底,年底,全年国内全年国内生产总值生产总值568845亿元亿元(9.40万亿美元),按可比价格计算,比上万亿美元),按可比价格计算,比上年增长年增长7.7%,制造业增加值制造业增加值56957亿元,增亿元,增长长4.0%。我国我国发电设备装机容量发电设备装机容量将达到将达到12.3亿千瓦,亿千瓦,有望有望超过美国超过美国成为世界上发电装机容量成为世界上发电装机容量最大最大国家国家。我国机床的产值自。我国机床的产值自2009年以来,已年以来,已连续三年世界第一连续三年
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