机械制造技术绪论

1机械制造技术参考教材：《机械制造技术基础》第3版卢秉恒机械工业出版社2机械制造技术基础（第二版）张世昌，李旦，高航2007.5高等教育出版社机械制造技术基础（第二版）熊良山2012.2华中科技大学出版社机械制造技术基础贾振元，王福吉2011.2科学出版社金属切削原理与刀具（第5版）陆剑中，孙家宁2011.7机械工业出版社机械制造工艺学（第三版）顾崇衔等1999.12陕西科学技术出版社机械制造工程原理（第3版）冯之敬2015.5清华大学出版社其他参考教材：3绪论Introduction

内容：一、制造与制造业二、单工序与制造系统三、零件与机器四、本课程的内容与学习要求五、本课程的学习方法机械制造技术4绪论Introduction

一、制造与制造业(ManufacturingandManufacturingIndustry)制造即是生产从系统的观点，生产可以定义为将生产要素转变成生产财富并创造效益的输入输出系统。4输入输出+-生产过程效益生产财富有形（产品）无形（服务）转变效率：生产率

=

输出/输入

生产要素生产对象（原材料）生产资料（直接、间接）能源劳动力信息（知识、技能、情报…）资金机械制造技术5绪论Introduction

制造

狭义理解：生产过程从原材料→成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。

CIRP定义：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。国际生产工程科学院（CIRP，TheInternationalAcademyforProductionEngineering),(CIRP是法语的缩写CollègeInternationalpourlaRechercheenProductique),）成立于1951年，原名为国际生产工程研究会（InternationalInstitutionforProductionEngineeringResearch），于2006年改名为国际生产工程科学院。CIRP是世界顶尖的产品工程研究的国际性组织，致力于流程、机械和系统的设计、优化、控制和管理方面的研究。

CIRP是机械工程领域学术地位最高的国际学术组织，总部设在法国巴黎。该组织现有来自四十多个国家的145名院士。我国现有CIRP院士5人。小知识：

广义理解：制造=生产机械制造技术6制造业绪论Introduction

美国将机械、电子、轻工、纺织、冶金、化工等行业列为制造业。制造业是指对制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），按照市场要求，通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的大型工具、工业品与生活消费产品的行业。制造业直接体现了一个国家的生产力水平，是区别发展中国家和发达国家的重要因素，制造业在世界发达国家的国民经济中占有重要份额。制造业包括：产品制造、设计、原料采购、仓储运输、订单处理、批发经营、零售。在主要从事产品制造的企业（单位）中，为产品销售而进行的机械与设备的组装与安装活动。机械制造技术777第一产业农业林业渔业畜牧业矿业采石业石油业第二产业航天航空纺织、服装汽车、装备、重型机械冶金、钢铁、金属制品食品、饮料化工、石油精炼计算机、半导体、电器建筑、建材日用消费品玻璃、陶瓷、造纸制药橡胶、塑料制品能源、电力出版第三产业银行、金融服务、保险通讯、资讯教育、医疗、保健娱乐、旅馆、餐饮、旅游政府法律机构房地产修理与维护商业（零售、批发）交通、运输

表

第一、二、三产业的划分绪论Introduction

机械制造技术801农副食品加工业17橡胶和塑料制品业02食品制造业18非金属矿物制品业03酒、饮料和精制茶制造业19黑色金属冶炼和压延加工业04烟草制品业20有色金属冶炼和压延加工业05纺织业21金属制品业06纺织服装、服饰业22通用设备制造业07皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业23专用设备制造业08木材加工和木、竹、藤、棕、草制品业24汽车制造业09家具制造业25铁路、船舶、航空航天和其他交通运输设备制造业10造纸和纸制品业26电气机械和器材制造业11印刷和记录媒介复制业27计算机、通信和其他电子设备制造业12文教、工美、体育和娱乐用品制造业28仪器仪表制造业13石油加工、炼焦和核燃料加工业29其他制造业14化学原料和化学制品制造业30废弃资源综合利用业15医药制造业31金属制品、机械和设备修理业

更详细一些的分类绪论Introduction

机械制造技术9

行情咋样？中国经济规模在近30年显著扩大，发展迅速。2010年中国GDP达到5.7万亿美元（以国际汇率计算），超越日本成为世界第二大经济体。这样的规模在很大程度上是以制造业的发展为支撑。据全球知名经济咨询机构HIS环球透视的数据，2010年中国制造业产值占全球的19.8%，已经成为全球制造业产出最高的国家（左图）。出口方面，2009年中国制造业产品出口额在世界各国家及地区中仅次于欧盟，占比13%。绪论Introduction

机械制造技术10从国际层面上看，我国制造业具有了很大的规模，但也面临着诸多的挑战，中国制造的产品附加值低，在成本上升和出口市场萎缩的双重夹击下进退两难。在当前的全球供应链体系中，中国制造产品大都处在“制造——加工——组装”这个“微笑曲线”的价值最低环节。在专利技术和上游资源采购上较多地依赖欧洲、美国和日本等发达国家和其他掌握资源的国家。中国制造业取得的成就与面临的困难都十分明显，虽大不强，即我国是制造大国，但不是制造强国。造成上述这种现状，固然有很多原因，其中我国制造技术相对落后是关键影响因素。绪论Introduction

机械制造技术111111制造技术

在产品生产中，使原材料转化为产品过程所施行的各种手段的总和，称为制造技术。运用一定的知识、技能操纵可以利用的物质、工具采取有效的方法……

手段包括

与大、小制造概念相对应，对于制造技术的理解也有广义和狭义之分。广义理解制造技术涉及生产活动的各个方面和生产的全过程，制造技术被认为是一个从产品概念到最终产品的集成活动，是一个功能体系和信息处理系统。绪论Introduction

机械制造技术1212

在商品经济高度发展的今天，科学与技术的界限开始变得模糊，纯粹的科学研究不断萎缩,原因是得不到足够的经费支持，许多科学研究从一开始就有明确的应用前景（例如:超导技术、克隆技术等）。科学与技术

科学

——认识世界，基本方法是“分析”，基本形式为“发现、揭示”。

技术

——改造世界，基本方法是“综合”，基本形式为“发明、创造、改进”。绪论Introduction

机械制造技术13二、单工序与制造系统(Single-processandManufacturingSystem)单工序制造技术已从单工序的研究发展到制造系统的研究。工序指一个（或一组）工人在同一个工作地点，对同一个（或几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。单工序也就是单个工序所包含的那部分工艺过程。在过去，生产车间中多为只能完成单工序的加工设备。制造系统随着计算机技术，控制技术的发展，现代化生产中出现了能够完成多个工序，甚至全部工序的加工设备，如多工位加工机床、五自由度或六自由度联动机床。随着CNC技术在制造业中的应用，由这些高度自动化的加工设备进一步构成了诸如柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），这种制造系统能够适应产品多品种、小批量的市场需求。绪论Introduction

机械制造技术CNC加工视频播放1414

制造系统结构经营管理信息流生产管理信息流技术信息流物质流用户、市场与外部环境经营管理市场与销售研究与开发资源管理财务生产管理工程设计采购车间制造（加工、装配、检验、输送、存储…）质量控制机械制造技术绪论Introduction

15在上面制造系统组成示意图中，指出，制造系统包括了三种性质的流，即物质流、信息流和资金流。为使整个制造系统有效的运行，三种流必须通畅、协调。

制造系统中的流误差流物流资金流规划控制需求信息流实施（车间或现场）原材料产品与服务能源能量流图

制造系统的五种流物质流主要指由毛坯到产品的有形物质的流动；信息流主要指生产活动的设计、规划、调度与控制；资金流则包括了成本管理、利润规划及费用流动等。绪论Introduction

机械制造技术16制造系统特性软件硬件

结构特性

制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分发挥效能，必须有软件支持。机械制造技术绪论Introduction

17

转变特性主要从技术角度出发，如何使转变过程更有效进行。获取阶段转变阶段分配阶段图

制造系统的物质流原材料供应者原材料库存零件加工零件库存装配成品库存最终用户机械制造技术绪论Introduction

18压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配

车身安装最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇铸压铸油漆机械加工自动线热处理图

汽车生产物流示意图机械制造技术绪论Introduction

19需求订货信息生产计划信息进度计划信息作业计划信息生产结果数据生产控制信息生产技术信息产品设计信息综合生产计划生产进度计划作业计划生产实施生产控制产品设计工艺过程计划工艺过程信息计划阶段实施阶段控制阶段图

制造系统的程序特性

程序特性

程序

——一系列按时间和逻辑安排的步骤

制造系统可视为生产离散型产品的工作程序（下图）研究制造系统程序特性，主要从管理角度出发如何使生产活动达到最佳化。机械制造技术绪论Introduction

20扩展知识工业4.0（第四次工业革命）工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。绪论Introduction

机械制造技术21工业革命演进工业4.0不是专家杜撰的概念，是工业时代新技术融合的具体表现。目前的社会已经进入第四次工业革命时代，工业4.0就是这次变革的具体体现。绪论Introduction

机械制造技术22中国制造2025与工业4.0国内部分人认为，“中国制造2025”与德国“工业4.0”两者在提出背景、采取措施，以及发展方向上，都显得较为相似。但是，今年9月10日下午，在“中国制造2025”对话德国“工业4.0”大会上，中德双方均表示，两者相同的地方并不多。（思考：究竟有哪些区别？）2015年5月19日，经李克强总理签批，国务院日前印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。中国计划到2020年，基本实现工业化，2025年制造业整体素质大幅提升，到2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。而新中国成立一百年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。绪论Introduction

机械制造技术23其他一些前沿的相关概念云制造：云制造，是在“制造即服务”理念的基础上，借鉴了云计算思想发展起来的一个新概念。3D打印：3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。智能工厂智能生产物联网绪论Introduction

机械制造技术24物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internetofthings（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。活点定义：利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素（所有的设备、资源及通信等）都是个性化和私有化。返回绪论Introduction

机械制造技术随着制造技术的发展，制造技术不再仅仅是主要以力学、切学理论为基础的一门学科，而是涉及了机械学科、系统学科、信息学科、材料学科和控制技术的一个综合学科。本节小结但是，虽然我们使用的理论工具有了变化，学习的目的仍是如何最优地由原材料获取产品。单工序加工是复杂制造系统的基本单元，只有掌握了基本单元的知识和技术，才有可能进一步研究更复杂的制造系统，单元加工过程的质量控制无疑是制造系统质量控制的基础，因此应首先掌握单工序的相关知识。绪论Introduction

机械制造技术26三、零件与机器(PartandMachine)零件是机器的组成单元，装配时机器是由零件单元逐一装配而成，但在设计的时候却是从整台机器开始的。一种新产品（机器）的开发内容包括概念设计、方案设计、详细设计、样机试制与评审、工艺设计、新产品鉴定、试销、生产准备、批量生产等。也就是在制造过程中，先加工出合格的零件，然后再通过合理的装配工艺将零件装配成满足一定功能的机器。我们的目的：零件加工（技术）+机器装配（技术）=机械制造（侠义）绪论Introduction

机械制造技术27机械制造技术四、本课程的内容与学习要求（ContentsandDemands）机械加工方法金属切削原理与刀具金属切削机床机床夹具原理与设计机械制造质量分析与控制工艺规程设计先进制造技术内容：要求：通过本课程的学习，要求能对机械制造有一个总体的、全貌的了解与把握，能掌握金属切削过程的基本规律；掌握机械加工的基本知识；能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数；具备制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量