机械制造工艺学-绪论

机械制造工程学MachineManufacturingEngineering第一章绪论制造业的地位和作用；我国制造业的现状；机械制造业的发展；机械制造工程学的研究对象；教材及主要参考书目；考核方式一、制造业的地位和作用制造业是指对采掘的自然物质资源和工农生产的原材料进行加工和再加工，为国民经济其他部门提供生产资料，为全社会提供日用消费品的社会生产制造部门。机械制造业的任务：“围绕各种工程材料的加工技术，研究其工艺并设计和制造各种工艺装备，也为新兴的产业群提供从未有过的技术装备。”制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机

美国：68%的财富来源于制造业；

日本：49%的国民生产总值（GNP）来源于制造业；中国：2001年制造业增加值：37613.1亿元占国民生产总值的39.21%，占工业生产总值的77.61%。上交税金4398.17亿元，占国家税收总额的30%和财政收入的27%。过去50年的经济统计数据显示：我国制造业的工业增加值增长率高出国民生产总值增长率约3~8个百分点。一、制造业的地位和作用制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重要基石制造业是吸纳劳动就业和扩大出口的关键产业

2001年我国制造业全部从业人员8083

万人，约占全国工业从业人员总数的90.13%，全国全部从业人口的11.1%。

2001年我国制造业出口创汇2398亿元。占全国外贸出口总额90%。制造业是国家安全的重要保障一、制造业的地位和作用

制造技术支持着制造业的健康发展，先进的制造技术使一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。忽视制造技术的发展，就会导致国家经济的衰退。事例1半导体、晶体管是美国发明的，由此兴起的微电子工业也可以说纯粹是美国的首创工业。然而在70~80年代间不到十年的时间里，其半导体的市场份额由60%降到了40%，消费电子产品则几乎全军覆没。电视机仅有15%的国内市场，其余全部被日本占领。事例2：汽车的大批大量生产方式出自美国，汽车工业也成为美国的最大工业。1955年：美国进口汽车仅占1%；1987年：美国进口汽车上升到31%；1989年：美国汽车世界市场占有率从75%下降到25%；事例3：在机床行业：美国：1980年NC机床自给率80%，1981~1987年，机床企业从1400家减少到500家，进口率达50%；日本：1988年机床产值居世界首位，占世界总量1/4；由此可以看出：经济的竞争归根结底是制造技术和制造能力的竞争没有发达达的制造造业就不不可能有有国家的的真正繁繁荣与强强大；国与国之之间的竞竞争主要要是制造造业的竞竞争,一个没有有制造能能力的民民族是没没有希望望的民族族；高度发达达的现代代制造业业是一个个国家综综合国力力和国际际竞争力力的集中中体现。。-----中科院院院长：路路甬祥院院士各国相应应制定本本国振兴兴制造业业和发展展制造业业的计划划：美国在90年代初，，首先提提出了发发展“先先进制造造技术””（AMT）。1994年被美国国政府定定为“先先进技术术制造年年”。日本：““智能制制造技术术”德国：““面向未未来的生生产”英国：““国家纳纳米计划划”韩国：““G-7计划”欧共体：：“尤里里卡计划划”2001年中国工工程院组组织25位院士和和40多位专家家对我国国制造业业的现状状、作用用、地位位及发展展趋势和和对策进进行了调调查研究究，向国国务院及及有关部部委提交交了：《新世纪如如何提高高和发展展我国制制造业的的研究报报告》二、我国国制造业业的现状状：按2001年统计，，我国制制造业由由29个行业组组成，主主要的可可归为三三类：轻工纺织织制造业业：占30.58%资源（包包括原材材料和能能源）加加工工业业：占33.93%机械电子子制造业业：占34.16%。相对发达达国家，，我国机机械电子子制造所所占比例例偏低。。以1996年为例：：美国为为41.6%、日本为为43.63%、德国为为46.4%、法国为为39.63%、英国为为37.33%、韩国为为45.3%。二、我国国制造业业的现状状：已建立了了一个比比较完整整的工业业体系，，提供重重大装备备的能力力不断提提高如：为上上海磁悬悬浮列车车项目提提供有8台数控落落地镗铣铣床组成成的轨道道深加工工自动线线；年产1～2千万吨级级不同开开采工艺艺的露天天矿采掘掘和年产产500万吨级井井下矿采采掘成套套设备；；葛洲坝枢枢纽工程程170兆瓦、转转轮直径径11.3米轴流式式水电机机组；300兆瓦核电电站成套套设备；；500千伏交流流输变电电成套设设备；水下机器器人；激激光照排排设备；；正负电电子对撞撞机；曙曙光、银银河、联联想等巨巨型计算算机；主战坦克克；新舟舟60客机；飞飞豹轰炸炸机；神神舟号无无人飞船船；核动动力潜艇艇；两弹弹一星等等。二、我国国制造业业的现状状：制造业业总体体生产产规模模已居居世界界第四四位，，众多多制成成品产产量已已居世世界前前列——““制造大大国但但非制制造强强国”各具特特色的的制造造业聚聚集地地逐渐渐形成成珠江三三角洲洲、长长江三三角洲洲已成成为全全球重重要的的家电电、电电子及及通信信设备备制造造聚集集地；；东北重重大成成套设设备制制造聚聚集地地、川川陕国国防装装备制制造聚聚集地地等正正稳定定地为为国民民经济济和国国防建建设发发挥着着不可可或缺缺的作作用。。我国目目前处处于工工业化化的中中期。。二、我我国制制造业业的现现状：：存在的的问题题：总体规规模仍仍然偏偏小，，仅为为美国国的1/5、日本本的1/4。制造业业的人人均劳劳动生生产率率过低低，仅仅为美美国的的1/25、日本本的1/26、德国国的1/20。制造业业结构构呈轻轻型化化状态态，表表现为为机械械电子子制造造所占占比例例偏低低。装装备制制造能能力尤尤为偏偏低。。存在问问题：：技术创创新能能力和和自主主开发发能力力薄弱弱，突突出表表现为为：①机械械产品品技术术来源源的57%来自国国外，，绝大大多数数电子子及通通信设设备的的核心心技术术依赖赖进口口。②产品品开发发周期期过长长，企企业对对市场场的快快速反反应能能力差差。我我国机机械新新产品品的平平均开开发周周期为为18个月，，美国国（1990年）新新产品品设计计周期期3个星期期，试制制周期期3个月。。③先进进制造造技术术在国国内尚尚处于于初级级开发发阶段段，普普及率率较低低，与与发达达国家家存在在着阶阶段性性差距距。低水平平生产产能力力严重重过剩剩。据据第三三次全全国工工业普普查，，机械械、电电子、、化工工、轻轻工、、冶金金等行行业生生产能能力利利用率率分别别为51.86%、54.45%、54.9%、46.09%和35.55%。中国是是制造造业大大国---但不是是制造造业强强国光纤制制造设设备的的100%集成电电路芯芯片制制造设设备的的85%主要机机械产产品的的技术术来源源57%依靠进进口制造强强国的的主要要标志志具备强强大的的产品品自主主开发发能力力和技技术创创新能能力，，拥有有大批批具有有自主主知识识产权权的重重要产产品和和国际际领先先的重重要制制造技技术,拥有众众多国国际知知名品品牌。。拥有一一批具具有国国际竞竞争力力的制制造企企业，，及强强大的的营销销网络络，拥拥有一一批具具有工工程总总承包包能力力的设设计和和工程程公司司。拥有一一支具具有国国际竞竞争力力的工工程技技术经经营管管理和和技术术工人人队伍伍，具具有卓卓有成成效的的人才才培训训体系系。形成具具有国国际先先进水水平的的技术术标准准和法法规体体系，，并在在一些些重要要领域域引领领国际际标准准的制制定及及全球球应用用。形成若若干在在国际际上知知名，，各具具特色色的制制造业业聚集集地或或制造造中心心。依托强强大的的装备备制造造业为为基础础，能能够及及时提提供各各行业业所必必需的的保证证技术术，要要求具具有国国际竞竞争力力的先先进装装备。。制造强国的的主要标志志中国制造—世界制造加加工车间研究开发订单制造销售服务硅谷新竹东莞利润率25％利润率15％利润率5％北京发展现现代制造业业的战略目目标三年见成效效从2003~2005年，是现代代制造业的的起步打造造阶段，产产业基地建建设将初见见成效。五到八年翻翻一番2006年至2010年，现代制制造业进入入总量扩张张阶段，成成为首都经经济新的支支柱，工业业总产值实实现翻番。。十五至二十十年创一流流2011年至2020年，现代制造业业进入质量量提升阶段段，成为全全国重要制制造基地之之一，高技技术制造业业要跻身世世界一流。。“四大产业基基地”发展展目标北京汽车工工业基地：：“一个基地、、三个板块块”的发展格局局。即：构建以以顺义汽车车城为中心心，包括昌昌平、怀柔柔部分地区区的汽车生生产基地。。形成以现现代汽车为为代表的轿轿车板块、、切诺基为为代表的运运动休闲车车板块、福福田汽车为为代表的商商用车板块块。用5至8年的时间使使北京成为为中国最大大的汽车生生产基地之之一。保持年递增增15%，到2005年达到年产产48万辆的规模模，实现产产值400亿元；到2010年达到年产产67万辆的规模模，实现产产值550亿元。“四大产业基基地”发展展目标北方微电子子产业基地地：在北京经济济开发区、、八大处高高科技园区区和林河工工业开发区区的基础上上，建设国国家集成电电路研发中中心。使微微电子产业业基地总体体技术水平平继续在国国内居领先先地位。保持年递增增30%，到2005年实现产值值260亿元；到2010年实现产值值1000亿元。“四大产业基基地”发展展目标光机电一体体化产业基基地：“一个基地、、四个园区区”的发展模式式。即：形成通通州光机电电产业基地地和北京技技术开发区区、电子城城科技园、、丰台科技技园和昌平平科技园。。用5至8年的时间建建成现代化化的北方综综合基地，，成为我国国光机电一一体化产业业设计和总总成技术的的制造中心心。保持年递增增20%，到2005年实现产值值320亿元；到2010年实现产值值800亿元。“四大产业基基地”发展展目标生物工程和和新医药产产业基地：：发展以中关关村生命科科学园为核核心的科技技创新区域域，使其发发展成为生生物工程和和新医药产产业的创新新基地。以以北京经济济开发区为为核心，包包括大兴、、通州区域域，使其成成为生物工工程和新医医药的产业业化基地。。保持年递增增30%，到2005年实现产值值230亿元；到2010年实现产值值460亿元。三、机械制制造业的发发展机械制造工工艺方法进进一步完善善与开拓；；如：激光加加工、电加加工、射流流加工、快快速原型制制造技术等等先进的加加工方法都都在不断的的完善与发发展。水射流加工工：压力可达：：100~1000MPa，流量：0.5~25l/min，水流速:500~900m/s切割180mm钢板，切口口公差:：±0.06~0.25mm，切口仅：：0.015mm三、机械制制造业的发发展机械制造工工艺方法进进一步完善善与开拓；；加工技术向向高精度发发展;预测：21世纪初(前30年)，普通加工：：1µm精密加工：：0.01µµm超精密加工工：0.001µm21世纪的超精精密加工将将向分子级级、原子级级精度推进进三、机械制制造业的发发展三、机械制制造业的发发展加工技术向向高度自动动化方向发发展；随着计算机机技术的发发展，相继继出现CNC机床、柔性性制造系统统FMS(FlexibleManufacturingSystem)、计算机集成成制造系统统CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)。源于古希腊腊的阿基米米德螺旋泵泵(B.C287－212）1100年苏颂主持持制造的水水运仪象台台。由水力力驱动力，，代表了当当时机械制制造的先进进水平，是是当时世界界上先进的的天文钟现代代纺纺纱纱机机卡特特赖赖特特纺纺纱纱机机（（1785）珍妮妮纺纺纱纱机机（（1764）1797年莫兹利制造的第一台螺纹切削车床

四、、本本课课程程的的研研究究对对象象机械械制制造造工工程程学学是是以以机机械械制制造造中中的的工工艺艺问问题题为为研研究究对对象象的的一一门门应应用用性性制制造造技技术术学学科科。。主主要要研究究各各种种机机械械的的制制造造过过程程和和方方法法。。主要要的的研研究究范范围围是是零零件件的的机械械加加工工和产产品品的的装配配两部部分分。。现代代制制造造追追求求的的目目标标：：“高高质质量量、、高高效效率率、、低低成成本本和和自自动动化化””事例例1事例例1在滚滚齿齿机机上上用用齿齿轮轮滚滚刀刀加加工工蜗蜗轮轮事例例2事例例3实现现零零件件的的加加工工应应考考虑虑的的问问题题毛坯坯通通过过什什么么样样的的工工艺艺路路线线加加工工成成合合格格零零件件选择择什什么么样样的的机机床床和和工工艺艺装装备备使用用什什么么样样的的刀刀具具工件件的的装装夹夹方方法法如何何检检测测加加工工表表面面质质量量，，包包括括精精度度和和加加工工表表面面状状态态需要要研研究究切切削削加加工工机机理理和和切切削削加加工工过过程程中中的的现现象象需要要考考虑虑机机器器的的装装配配方方法法———制造造工工艺艺———机床床工工作作原原理理———刀具具的的设设计计与与制制造造———定位位原原理理———装配配工工艺艺———优化化加加工工过过程程———加工工精精度度及及表表面面质质量量课程程的的特特点点实践践性性强强；；内容容广广泛泛；；灵活活多多变变；；具体体学学习习内内容容：：总总学学时时56学时时，，包包括括：：①金金属属切切削削加加工工的的基基础础知知识识10学时时；；②②金金属属切切削削机机床床及及刀刀具具8学时时；；③③工工