机械制造教学绪论.pptx

一一 机械制造业和机械制造技术及其在国民经济机械制造业和机械制造技术及其在国民经济中的地位中的地位1、国民经济中的各个部门（如工业、农业、国防建设、交通、国民经济中的各个部门（如工业、农业、国防建设、交通 运输等），广泛使用着大量的机械设备、仪器仪表和工具运输等），广泛使用着大量的机械设备、仪器仪表和工具等装备，机械制造业就是生产这些装备的行业，它不仅为国等装备，机械制造业就是生产这些装备的行业，它不仅为国民经济、国家安全提供装备，也为人民物质文化生活提供丰民经济、国家安全提供装备，也为人民物质文化生活提供丰富的产品。富的产品。机械制造技术机械制造技术则是研究用于制造上述机械产品的则是研究用于制造上述机械产品的加工原理、工艺过程和方法及相应设备的一门工程技术。加工原理、工艺过程和方法及相应设备的一门工程技术。2、机械制造业是国民经济持续发展的基础，是工业化、现代、机械制造业是国民经济持续发展的基础，是工业化、现代 化建设的发动机和动力源，是在国际竞争中取胜的法宝，是化建设的发动机和动力源，是在国际竞争中取胜的法宝，是技术进步的主要舞台，是提高人均收入的财源，是国家安全技术进步的主要舞台，是提高人均收入的财源，是国家安全的保障，是发展现代文明的物质基础。的保障，是发展现代文明的物质基础。3、纵观机械制造业的发展，可以分为以下几个阶段：、纵观机械制造业的发展，可以分为以下几个阶段：公元前公元前25-4万年，旧石器时代。万年，旧石器时代。公元前公元前4万年万年-2000年，新石器时代。年，新石器时代。公元前公元前2000年年-1300年，青铜器时代。年，青铜器时代。公元前公元前1300年后，铁器时代。年后，铁器时代。17世纪世纪60年代，瓦特改进蒸汽机，标志第一次工业革命兴起，年代，瓦特改进蒸汽机，标志第一次工业革命兴起，工业化大生产从此开始。工业化大生产从此开始。18世纪中，麦克斯韦尔建立电磁场理论，电气化时代开始。世纪中，麦克斯韦尔建立电磁场理论，电气化时代开始。20世纪初，福特汽车生产线，泰勒科学管理方法，标志自动世纪初，福特汽车生产线，泰勒科学管理方法，标志自动化时代到来（以大量生产为特征化时代到来（以大量生产为特征Mass Production）。）。二战后，计算机、微电子技术，信息技术及软科学的发展，二战后，计算机、微电子技术，信息技术及软科学的发展，以及市场竞争的加剧和市场需求多样性的趋势，使以及市场竞争的加剧和市场需求多样性的趋势，使中小批量中小批量生产自动化成为可能，生产自动化成为可能，并产生了综合自动化和许多新的制造并产生了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式。哲理与生产模式。进入进入21世纪，制造技术向自动化、世纪，制造技术向自动化、柔性化柔性化、集成化、智能化、集成化、智能化、精密化和清洁化的方向发展。精密化和清洁化的方向发展。传统加工传统加工 加工中心加工中心二、机械制造业的现状与发展趋势二、机械制造业的现状与发展趋势目前，发达国家机械制造技术已经达到相当水平，目前，发达国家机械制造技术已经达到相当水平，实现了机械制造系统自动化。产品设计普遍采用计实现了机械制造系统自动化。产品设计普遍采用计算机辅助设计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助产品工程、计算机辅助产品工程(CAE)和计算机仿真等手段，企业管理采用了科学的规范和计算机仿真等手段，企业管理采用了科学的规范化的管理方法和手段，在加工技术方面也已实现了化的管理方法和手段，在加工技术方面也已实现了底层的自动化，包括广泛地采用加工中心底层的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技或数控技术术)、自动引导小车、自动引导小车(AGV)等。近等。近10 余年来，发达余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统，如计算面寻找出路，提出了一系列新的制造系统，如计算机集成制造系统、智能制造系统、敏捷制造、并行机集成制造系统、智能制造系统、敏捷制造、并行工程等。工程等。计算机辅助设计计算机辅助设计CAD 零件造型、产品装配；动态显示、运动仿真；优化设计、零件造型、产品装配；动态显示、运动仿真；优化设计、可靠性设计；绘图。可靠性设计；绘图。并行工程并行工程 将时间上先后的作业实施过程转变为同时考虑，尽可能将时间上先后的作业实施过程转变为同时考虑，尽可能同时处理的作业方式。同时处理的作业方式。以保证设计一次成功以保证设计一次成功设计时即考虑产品全生命周期所设计时即考虑产品全生命周期所有因素。有因素。精益生产精益生产 提出：二战后汽车产品丰田总产品不及福特一天产量，福特提出：二战后汽车产品丰田总产品不及福特一天产量，福特以大量生产方式，以规模带动低成本提高竞争力。以大量生产方式，以规模带动低成本提高竞争力。丰田创立一种独特的多品种、小批量、高质量和低消耗的生丰田创立一种独特的多品种、小批量、高质量和低消耗的生产方式。产方式。日本成为汽车大国，调查显示造成差距的原因不在于自动化日本成为汽车大国，调查显示造成差距的原因不在于自动化程度、生产批量、产品类型，而在于生产方式。程度、生产批量、产品类型，而在于生产方式。精益生产：消除一切无效劳动和浪费，少投入多产出，合理精益生产：消除一切无效劳动和浪费，少投入多产出，合理配配备资源等。备资源等。生产方式生产方式富士通富士通日本日本特征：特征：1 1）以销售为生产起点，按订单组织生产。）以销售为生产起点，按订单组织生产。2 2）采用并行生产，确保产品开发一次成功。）采用并行生产，确保产品开发一次成功。3 3）以人为中心，调动人的潜能和积极性。）以人为中心，调动人的潜能和积极性。4 4）追求无废品、零库存、零故障目标。）追求无废品、零库存、零故障目标。5 5）“主机厂主机厂”和和“协作厂协作厂”共荣共存的血缘关系。共荣共存的血缘关系。敏捷制造敏捷制造背景：竞争激烈，产品周期短，市场多变。在面对突然出现的背景：竞争激烈，产品周期短，市场多变。在面对突然出现的 市场机遇，如果不能完成相应调查，就痛失良机。市场机遇，如果不能完成相应调查，就痛失良机。美国在冷战期间认为制造业为夕阳工业，美国在冷战期间认为制造业为夕阳工业，6060年代为最大年代为最大出口国，出口国，8080年代为最大进口国。俄国在年代为最大进口国。俄国在20062006年前重新恢复其年前重新恢复其在制造业中的领导地位。在制造业中的领导地位。内涵：快速调整自己，增强市场应变能力。在内涵：快速调整自己，增强市场应变能力。在“竞争竞争合作合作协同协同”机制下，实现对市场作出灵活反应的一种生产制造模机制下，实现对市场作出灵活反应的一种生产制造模式。式。手段：建立信息网手段：建立信息网快速响应市场异地设计快速响应市场异地设计并行产品开发并行产品开发 顾客满意。顾客满意。虚拟公司虚拟公司动态的组织结构动态的组织结构快速组建一个功能单一的临时经营实体。快速组建一个功能单一的临时经营实体。成员：大企业成员：大企业+中小企业中小企业协同合作协同合作 优点：分享合作者资源，大企业无需大量投资，但合作者有优点：分享合作者资源，大企业无需大量投资，但合作者有 机会进入更广阔市场。机会进入更广阔市场。兼容竞争和合作，避免过度竞争。兼容竞争和合作，避免过度竞争。措施：措施：1 1）整合资源）整合资源 2 2）提高员工素质）提高员工素质 3 3）虚拟制造）虚拟制造计算机仿真计算机仿真智能制造系统智能制造系统 特征：特征：1 1）人）人机一体化：智能机器只具逻辑思维，不能灵感机一体化：智能机器只具逻辑思维，不能灵感 思维。思维。2 2）自己学习，自我维护能力。）自己学习，自我维护能力。手段：智能加工手段：智能加工自主选择数据，积累经验，自主创造新的知自主选择数据，积累经验，自主创造新的知 识。识。智能机体：对切削过程在线监测，自行修正，自行处理故障。智能机体：对切削过程在线监测，自行修正，自行处理故障。人的职责：用感觉器官监视加工现状，判断加工状况并作出决人的职责：用感觉器官监视加工现状，判断加工状况并作出决 策，用四肢完成相应操作策，用四肢完成相应操作。随着技术、经济、信息、营销的全球化，我国加入随着技术、经济、信息、营销的全球化，我国加入WTO，纵观，纵观21 世纪的制造业的发展趋势，可用三世纪的制造业的发展趋势，可用三化来概括，即全球化、虚拟化和绿色化。化来概括，即全球化、虚拟化和绿色化。1.全球化：全球化：由于网络通讯技术的迅速发展和普及，由于网络通讯技术的迅速发展和普及，正在给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。正在给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行，实现制造的全球销售都可以异地或跨越国界进行，实现制造的全球化。其次是集成化与标准化。异地制造实际上是实化。其次是集成化与标准化。异地制造实际上是实现产品信息集成、功能集成、过程集成和企业集成。现产品信息集成、功能集成、过程集成和企业集成。实现集成的基础与关键是标准化，实现集成的基础与关键是标准化，可以说没有标准可以说没有标准化就没有全球化。化就没有全球化。2.虚拟化：虚拟化：虚拟化是指设计过程中的拟实技虚拟化是指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术。虚拟化可以大术和制造过程中的虚拟技术。虚拟化可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险。大加快产品的开发速度和减少开发的风险。虚拟化的核心是计算机仿真。通过仿真软件虚拟化的核心是计算机仿真。通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。虚拟化软件有可能形成误。虚拟化软件有可能形成21 世纪大的软件世纪大的软件产业产业 3.绿色化：绿色化：已经颁布实施的已经颁布实施的ISO9000 系列国际质量系列国际质量标准和标准和ISO14000 国际环保标准为制造业提出了一国际环保标准为制造业提出了一个新的课题，就是快速实现制造的绿色化。绿色制个新的课题，就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程（绿色设计、绿色材料、绿造则通过绿色生产过程（绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理）生产出色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理）生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响环境的负面影响,同时原材料和能源的利用效率能同时原材料和能源的利用效率能达到最高。如何最有效地利用资源和最低限度的产达到最高。如何最有效地利用资源和最低限度的产生环境污染生环境污染,是摆在制造企业面前的一个重大课题。是摆在制造企业面前的一个重大课题。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现，也是未来制造业自动化系统必须考制造业的体现，也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题。虑的重要问题。三、本课程的性质、研究对象、主要内容及学三、本课程的性质、研究对象、主要内容及学习方法习方法1、性质：是机械类各专业的主干专业技术基础课程。、性质：是机械类各专业的主干专业技术基础课程。2、研究对象：是一门研究工程材料、毛坯制造、机械加工、研究对象：是一门研究工程材料、毛坯制造、机械加工综合性工艺课程。本课程的任务，旨在使学生了解和掌握常综合性工艺课程。本课程的任务，旨在使学生了解和掌握常用工程材料以及铸造、锻压、焊接、切削加工等工艺。用工程材料以及铸造、锻压、焊接、切削加工等工艺。3、主要内容与学习要求、主要内容与学习要求1）熟悉常用工程材料的性质、应用范围和选用原则）熟悉常用工程材料的性质、应用范围和选用原则2）掌握铸造、锻压、焊接、机械加工的基本工艺理论和工）掌握铸造、锻压、焊接、机械加工的基本工艺理论和工艺特点，具有选择毛坯、毛坯制造、零件加工的基本知识和艺特点，具有选择毛坯、毛坯制造、零件加工的基本知识和能力。能力。3）了解各种主要加工方法所用设备、工具的工作原理和结）了解各种主要加工方法所用设备、工具的工作原理和结构。构。4、学习方法、学习方法机械制造基础是一门综合性、实践性、灵活机械制造基础是一门综合性、实践性、灵活性较强的课程，它涉及了毛坯制造、金属材性较强的课程，它涉及了毛坯制造、金属材料、热处理、金属切削等方面的知识。机械料、热处理、金属切削等方面的知识。机械制造基础具有很强的实践性。因此，希望学制造基础具有很强的实践性。因此，希望学习本课程时必须重视实践环节，即通过实验、习本课程时必须重视实践环节，即通过实验、实习、课程设计及工厂调研来更好地体会、实习、课程设计及工厂调研来更好地体会、加深理解。本书给出的仅是基本概念与理论，加深理解。本书给出的仅是基本概念与理论，真正的掌握与应用必须在不断的实践真正的掌握与应用必须在不断的实践理论理论实践的循环中善于总结，才能达到自由王实践的循环中善于总结，才能达到自由王国的境界国的境界。学习态度学习态度学习方法探讨：学习方法探讨：1、概念的理解、概念的理解理解概念的内涵和外延。理解概念的内涵和外延。2、看书的方法、看书的方法-列小标题、提问题、总结、列小标题、提问题、总结、摘要、说明目的等。摘要、说明目的等。3、记笔记的方法、记笔记的方法-记构架、记体会深的内容、记构架、记体会深的内容、记要点、难点（不是抄书、抄黑板）。记要点、难点（不是抄书、抄黑板）。4、找资料的方法、找资料的方法5、形成知识结构、形成知识结构-树结构。树结构。