機(jī)械制造技術(shù)緒論

1機(jī)械制造技術(shù)參考教材：《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》第3版盧秉恒機(jī)械工業(yè)出版社2機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）張世昌，李旦，高航2007.5高等教育出版社機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）熊良山2012.2華中科技大學(xué)出版社機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)賈振元，王福吉2011.2科學(xué)出版社金屬切削原理與刀具（第5版）陸劍中，孫家寧2011.7機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造工藝學(xué)（第三版）顧崇銜等1999.12陜西科學(xué)技術(shù)出版社機(jī)械制造工程原理（第3版）馮之敬2015.5清華大學(xué)出版社其他參考教材：3緒論Introduction

內(nèi)容：一、制造與制造業(yè)二、單工序與制造系統(tǒng)三、零件與機(jī)器四、本課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求五、本課程的學(xué)習(xí)方法機(jī)械制造技術(shù)4緒論Introduction

一、制造與制造業(yè)(ManufacturingandManufacturingIndustry)制造即是生產(chǎn)從系統(tǒng)的觀點，生產(chǎn)可以定義為將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)財富并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)。4輸入輸出+-生產(chǎn)過程效益生產(chǎn)財富有形（產(chǎn)品）無形（服務(wù)）轉(zhuǎn)變效率：生產(chǎn)率

=

輸出/輸入

生產(chǎn)要素生產(chǎn)對象（原材料）生產(chǎn)資料（直接、間接）能源勞動力信息（知識、技能、情報…）資金機(jī)械制造技術(shù)5緒論Introduction

制造

狹義理解：生產(chǎn)過程從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容，包括毛坯制造、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢驗、包裝等具體操作（物質(zhì)流）。

CIRP定義：制造包括制造企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、材料選擇、制造生產(chǎn)、質(zhì)量保證、管理和營銷一系列有內(nèi)在聯(lián)系的運(yùn)作和活動。國際生產(chǎn)工程科學(xué)院（CIRP，TheInternationalAcademyforProductionEngineering),(CIRP是法語的縮寫CollègeInternationalpourlaRechercheenProductique),）成立于1951年，原名為國際生產(chǎn)工程研究會（InternationalInstitutionforProductionEngineeringResearch），于2006年改名為國際生產(chǎn)工程科學(xué)院。CIRP是世界頂尖的產(chǎn)品工程研究的國際性組織，致力于流程、機(jī)械和系統(tǒng)的設(shè)計、優(yōu)化、控制和管理方面的研究。

CIRP是機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)地位最高的國際學(xué)術(shù)組織，總部設(shè)在法國巴黎。該組織現(xiàn)有來自四十多個國家的145名院士。我國現(xiàn)有CIRP院士5人。小知識：

廣義理解：制造=生產(chǎn)機(jī)械制造技術(shù)6制造業(yè)緒論Introduction

美國將機(jī)械、電子、輕工、紡織、冶金、化工等行業(yè)列為制造業(yè)。制造業(yè)是指對制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、技術(shù)、信息和人力等），按照市場要求，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的大型工具、工業(yè)品與生活消費產(chǎn)品的行業(yè)。制造業(yè)直接體現(xiàn)了一個國家的生產(chǎn)力水平，是區(qū)別發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家的重要因素，制造業(yè)在世界發(fā)達(dá)國家的國民經(jīng)濟(jì)中占有重要份額。制造業(yè)包括：產(chǎn)品制造、設(shè)計、原料采購、倉儲運(yùn)輸、訂單處理、批發(fā)經(jīng)營、零售。在主要從事產(chǎn)品制造的企業(yè)（單位）中，為產(chǎn)品銷售而進(jìn)行的機(jī)械與設(shè)備的組裝與安裝活動。機(jī)械制造技術(shù)777第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)林業(yè)漁業(yè)畜牧業(yè)礦業(yè)采石業(yè)石油業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空紡織、服裝汽車、裝備、重型機(jī)械冶金、鋼鐵、金屬制品食品、飲料化工、石油精煉計算機(jī)、半導(dǎo)體、電器建筑、建材日用消費品玻璃、陶瓷、造紙制藥橡膠、塑料制品能源、電力出版第三產(chǎn)業(yè)銀行、金融服務(wù)、保險通訊、資訊教育、醫(yī)療、保健娛樂、旅館、餐飲、旅游政府法律機(jī)構(gòu)房地產(chǎn)修理與維護(hù)商業(yè)（零售、批發(fā)）交通、運(yùn)輸

表

第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)801農(nóng)副食品加工業(yè)17橡膠和塑料制品業(yè)02食品制造業(yè)18非金屬礦物制品業(yè)03酒、飲料和精制茶制造業(yè)19黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)04煙草制品業(yè)20有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)05紡織業(yè)21金屬制品業(yè)06紡織服裝、服飾業(yè)22通用設(shè)備制造業(yè)07皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋業(yè)23專用設(shè)備制造業(yè)08木材加工和木、竹、藤、棕、草制品業(yè)24汽車制造業(yè)09家具制造業(yè)25鐵路、船舶、航空航天和其他交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)10造紙和紙制品業(yè)26電氣機(jī)械和器材制造業(yè)11印刷和記錄媒介復(fù)制業(yè)27計算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)12文教、工美、體育和娛樂用品制造業(yè)28儀器儀表制造業(yè)13石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)29其他制造業(yè)14化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)30廢棄資源綜合利用業(yè)15醫(yī)藥制造業(yè)31金屬制品、機(jī)械和設(shè)備修理業(yè)

更詳細(xì)一些的分類緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)9

行情咋樣？中國經(jīng)濟(jì)規(guī)模在近30年顯著擴(kuò)大，發(fā)展迅速。2010年中國GDP達(dá)到5.7萬億美元（以國際匯率計算），超越日本成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體。這樣的規(guī)模在很大程度上是以制造業(yè)的發(fā)展為支撐。據(jù)全球知名經(jīng)濟(jì)咨詢機(jī)構(gòu)HIS環(huán)球透視的數(shù)據(jù)，2010年中國制造業(yè)產(chǎn)值占全球的19.8%，已經(jīng)成為全球制造業(yè)產(chǎn)出最高的國家（左圖）。出口方面，2009年中國制造業(yè)產(chǎn)品出口額在世界各國家及地區(qū)中僅次于歐盟，占比13%。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)10從國際層面上看，我國制造業(yè)具有了很大的規(guī)模，但也面臨著諸多的挑戰(zhàn)，中國制造的產(chǎn)品附加值低，在成本上升和出口市場萎縮的雙重夾擊下進(jìn)退兩難。在當(dāng)前的全球供應(yīng)鏈體系中，中國制造產(chǎn)品大都處在“制造——加工——組裝”這個“微笑曲線”的價值最低環(huán)節(jié)。在專利技術(shù)和上游資源采購上較多地依賴歐洲、美國和日本等發(fā)達(dá)國家和其他掌握資源的國家。中國制造業(yè)取得的成就與面臨的困難都十分明顯，雖大不強(qiáng)，即我國是制造大國，但不是制造強(qiáng)國。造成上述這種現(xiàn)狀，固然有很多原因，其中我國制造技術(shù)相對落后是關(guān)鍵影響因素。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)111111制造技術(shù)

在產(chǎn)品生產(chǎn)中，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品過程所施行的各種手段的總和，稱為制造技術(shù)。運(yùn)用一定的知識、技能操縱可以利用的物質(zhì)、工具采取有效的方法……

手段包括

與大、小制造概念相對應(yīng)，對于制造技術(shù)的理解也有廣義和狹義之分。廣義理解制造技術(shù)涉及生產(chǎn)活動的各個方面和生產(chǎn)的全過程，制造技術(shù)被認(rèn)為是一個從產(chǎn)品概念到最終產(chǎn)品的集成活動，是一個功能體系和信息處理系統(tǒng)。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)1212

在商品經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天，科學(xué)與技術(shù)的界限開始變得模糊，純粹的科學(xué)研究不斷萎縮,原因是得不到足夠的經(jīng)費支持，許多科學(xué)研究從一開始就有明確的應(yīng)用前景（例如:超導(dǎo)技術(shù)、克隆技術(shù)等）?？茖W(xué)與技術(shù)

科學(xué)

——認(rèn)識世界，基本方法是“分析”，基本形式為“發(fā)現(xiàn)、揭示”。

技術(shù)

——改造世界，基本方法是“綜合”，基本形式為“發(fā)明、創(chuàng)造、改進(jìn)”。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)13二、單工序與制造系統(tǒng)(Single-processandManufacturingSystem)單工序制造技術(shù)已從單工序的研究發(fā)展到制造系統(tǒng)的研究。工序指一個（或一組）工人在同一個工作地點，對同一個（或幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。單工序也就是單個工序所包含的那部分工藝過程。在過去，生產(chǎn)車間中多為只能完成單工序的加工設(shè)備。制造系統(tǒng)隨著計算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化生產(chǎn)中出現(xiàn)了能夠完成多個工序，甚至全部工序的加工設(shè)備，如多工位加工機(jī)床、五自由度或六自由度聯(lián)動機(jī)床。隨著CNC技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，由這些高度自動化的加工設(shè)備進(jìn)一步構(gòu)成了諸如柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS），這種制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品多品種、小批量的市場需求。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)CNC加工視頻播放1414

制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)管理信息流技術(shù)信息流物質(zhì)流用戶、市場與外部環(huán)境經(jīng)營管理市場與銷售研究與開發(fā)資源管理財務(wù)生產(chǎn)管理工程設(shè)計采購車間制造（加工、裝配、檢驗、輸送、存儲…）質(zhì)量控制機(jī)械制造技術(shù)緒論Introduction

15在上面制造系統(tǒng)組成示意圖中，指出，制造系統(tǒng)包括了三種性質(zhì)的流，即物質(zhì)流、信息流和資金流。為使整個制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行，三種流必須通暢、協(xié)調(diào)。

制造系統(tǒng)中的流誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實施（車間或現(xiàn)場）原材料產(chǎn)品與服務(wù)能源能量流圖

制造系統(tǒng)的五種流物質(zhì)流主要指由毛坯到產(chǎn)品的有形物質(zhì)的流動；信息流主要指生產(chǎn)活動的設(shè)計、規(guī)劃、調(diào)度與控制；資金流則包括了成本管理、利潤規(guī)劃及費用流動等。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)16制造系統(tǒng)特性軟件硬件

結(jié)構(gòu)特性

制造系統(tǒng)可視為若干硬件的集合體。為使硬件充分發(fā)揮效能，必須有軟件支持。機(jī)械制造技術(shù)緒論Introduction

17

轉(zhuǎn)變特性主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)變過程更有效進(jìn)行。獲取階段轉(zhuǎn)變階段分配階段圖

制造系統(tǒng)的物質(zhì)流原材料供應(yīng)者原材料庫存零件加工零件庫存裝配成品庫存最終用戶機(jī)械制造技術(shù)緒論Introduction

18壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配

車身安裝最后試驗發(fā)動機(jī)裝配發(fā)動機(jī)試驗機(jī)械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機(jī)械加工自動線熱處理圖

汽車生產(chǎn)物流示意圖機(jī)械制造技術(shù)緒論Introduction

19需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進(jìn)度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)生產(chǎn)控制信息生產(chǎn)技術(shù)信息產(chǎn)品設(shè)計信息綜合生產(chǎn)計劃生產(chǎn)進(jìn)度計劃作業(yè)計劃生產(chǎn)實施生產(chǎn)控制產(chǎn)品設(shè)計工藝過程計劃工藝過程信息計劃階段實施階段控制階段圖

制造系統(tǒng)的程序特性

程序特性

程序

——一系列按時間和邏輯安排的步驟

制造系統(tǒng)可視為生產(chǎn)離散型產(chǎn)品的工作程序（下圖）研究制造系統(tǒng)程序特性，主要從管理角度出發(fā)如何使生產(chǎn)活動達(dá)到最佳化。機(jī)械制造技術(shù)緒論Introduction

20擴(kuò)展知識工業(yè)4.0（第四次工業(yè)革命）工業(yè)4.0是德國政府提出的一個高科技戰(zhàn)略計劃。該項目由德國聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動下形成，并已上升為國家級戰(zhàn)略，投資預(yù)計達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。德國所謂的工業(yè)四代(Industry4.0)是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—PhysicalSystem簡稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速，有效，個人化的產(chǎn)品供應(yīng)。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)21工業(yè)革命演進(jìn)工業(yè)4.0不是專家杜撰的概念，是工業(yè)時代新技術(shù)融合的具體表現(xiàn)。目前的社會已經(jīng)進(jìn)入第四次工業(yè)革命時代，工業(yè)4.0就是這次變革的具體體現(xiàn)。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)22中國制造2025與工業(yè)4.0國內(nèi)部分人認(rèn)為，“中國制造2025”與德國“工業(yè)4.0”兩者在提出背景、采取措施，以及發(fā)展方向上，都顯得較為相似。但是，今年9月10日下午，在“中國制造2025”對話德國“工業(yè)4.0”大會上，中德雙方均表示，兩者相同的地方并不多。（思考：究竟有哪些區(qū)別？）2015年5月19日，經(jīng)李克強(qiáng)總理簽批，國務(wù)院日前印發(fā)《中國制造2025》，部署全面推進(jìn)實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。這是我國實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。中國計劃到2020年，基本實現(xiàn)工業(yè)化，2025年制造業(yè)整體素質(zhì)大幅提升，到2035年，我國制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國陣營中等水平。而新中國成立一百年時，制造業(yè)大國地位更加鞏固，綜合實力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國前列。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)23其他一些前沿的相關(guān)概念云制造：云制造，是在“制造即服務(wù)”理念的基礎(chǔ)上，借鑒了云計算思想發(fā)展起來的一個新概念。3D打?。?D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。智能工廠智能生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)24物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。其英文名稱是：“Internetofthings（IoT）”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；其二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂?；铧c定義：利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（所有的設(shè)備、資源及通信等）都是個性化和私有化。返回緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)隨著制造技術(shù)的發(fā)展，制造技術(shù)不再僅僅是主要以力學(xué)、切學(xué)理論為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，而是涉及了機(jī)械學(xué)科、系統(tǒng)學(xué)科、信息學(xué)科、材料學(xué)科和控制技術(shù)的一個綜合學(xué)科。本節(jié)小結(jié)但是，雖然我們使用的理論工具有了變化，學(xué)習(xí)的目的仍是如何最優(yōu)地由原材料獲取產(chǎn)品。單工序加工是復(fù)雜制造系統(tǒng)的基本單元，只有掌握了基本單元的知識和技術(shù)，才有可能進(jìn)一步研究更復(fù)雜的制造系統(tǒng)，單元加工過程的質(zhì)量控制無疑是制造系統(tǒng)質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，因此應(yīng)首先掌握單工序的相關(guān)知識。緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)26三、零件與機(jī)器(PartandMachine)零件是機(jī)器的組成單元，裝配時機(jī)器是由零件單元逐一裝配而成，但在設(shè)計的時候卻是從整臺機(jī)器開始的。一種新產(chǎn)品（機(jī)器）的開發(fā)內(nèi)容包括概念設(shè)計、方案設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、樣機(jī)試制與評審、工藝設(shè)計、新產(chǎn)品鑒定、試銷、生產(chǎn)準(zhǔn)備、批量生產(chǎn)等。也就是在制造過程中，先加工出合格的零件，然后再通過合理的裝配工藝將零件裝配成滿足一定功能的機(jī)器。我們的目的：零件加工（技術(shù)）+機(jī)器裝配（技術(shù)）=機(jī)械制造（俠義）緒論Introduction

機(jī)械制造技術(shù)27機(jī)械制造技術(shù)四、本課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求（ContentsandDemands）機(jī)械加工方法金屬切削原理與刀具金屬切削機(jī)床機(jī)床夾具原理與設(shè)計機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制工藝規(guī)程設(shè)計先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容：要求：通過本課程的學(xué)習(xí)，要求能對機(jī)械制造有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律；掌握機(jī)械加工的基本知識；能選擇加工方法與機(jī)床、刀具、夾具及加工參數(shù)；具備制定工藝規(guī)程的能力和掌握機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量