機械制造工程學概述

機械制造工程學MachineManufacturingEngineering第一章緒論制造業(yè)的地位和作用；我國制造業(yè)的現(xiàn)狀；機械制造業(yè)的發(fā)展；機械制造工程學的研究對象；教材及主要參考書目；考核方式一、制造業(yè)的地位和作用制造業(yè)是指對采掘的自然物質(zhì)資源和工農(nóng)生產(chǎn)的原材料進行加工和再加工，為國民經(jīng)濟其他部門提供生產(chǎn)資料，為全社會提供日用消費品的社會生產(chǎn)制造部門。機械制造業(yè)的任務：“圍繞各種工程材料的加工技術，研究其工藝并設計和制造各種工藝裝備，也為新興的產(chǎn)業(yè)群提供從未有過的技術裝備。”制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟增長的發(fā)動機

美國：68%的財富來源于制造業(yè)；

日本：49%的國民生產(chǎn)總值（GNP）來源于制造業(yè)；中國：2001年制造業(yè)增加值：37613.1億元占國民生產(chǎn)總值的39.21%，占工業(yè)生產(chǎn)總值的77.61%。上交稅金4398.17億元，占國家稅收總額的30%和財政收入的27%。過去50年的經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：我國制造業(yè)的工業(yè)增加值增長率高出國民生產(chǎn)總值增長率約3~8個百分點。一、制造業(yè)的地位和作用制造業(yè)是高技術產(chǎn)業(yè)化的載體和實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要基石制造業(yè)是吸納勞動就業(yè)和擴大出口的關鍵產(chǎn)業(yè)

2001年我國制造業(yè)全部從業(yè)人員8083

萬人，約占全國工業(yè)從業(yè)人員總數(shù)的90.13%，全國全部從業(yè)人口的11.1%。

2001年我國制造業(yè)出口創(chuàng)匯2398億元。占全國外貿(mào)出口總額90%。制造業(yè)是國家安全的重要保障一、制造業(yè)的地位和作用

制造技術支持著制造業(yè)的健康發(fā)展，先進的制造技術使一個國家的制造業(yè)乃至國民經(jīng)濟處于有競爭力的地位。忽視制造技術的發(fā)展，就會導致國家經(jīng)濟的衰退。事例1半導體、晶體管是美國發(fā)明的，由此興起的微電子工業(yè)也可以說純粹是美國的首創(chuàng)工業(yè)。然而在70~80年代間不到十年的時間里，其半導體的市場份額由60%降到了40%，消費電子產(chǎn)品則幾乎全軍覆沒。電視機僅有15%的國內(nèi)市場，其余全部被日本占領。事例2：汽車的大批大量生產(chǎn)方式出自美國，汽車工業(yè)也成為美國的最大工業(yè)。1955年：美國進口汽車僅占1%；1987年：美國進口汽車上升到31%；1989年：美國汽車世界市場占有率從75%下降到25%；事例3：在機床行業(yè)：美國：1980年NC機床自給率80%，1981~1987年，機床企業(yè)從1400家減少到500家，進口率達50%；日本：1988年機床產(chǎn)值居世界首位，占世界總量1/4；由此可以看出：經(jīng)濟的競爭歸根結底是制造技術和制造能力的競爭沒有發(fā)發(fā)達的的制造造業(yè)就就不可可能有有國家家的真真正繁繁榮與與強大大；國與國國之間間的競競爭主主要是是制造造業(yè)的的競爭爭,一個沒沒有制制造能能力的的民族族是沒沒有希希望的的民族族；高度發(fā)發(fā)達的的現(xiàn)代代制造造業(yè)是是一個個國家家綜合合國力力和國國際競競爭力力的集集中體體現(xiàn)。。-----中科院院院長長：路路甬祥祥院士士各國相相應制制定本本國振振興制制造業(yè)業(yè)和發(fā)發(fā)展制制造業(yè)業(yè)的計計劃：：美國在在90年代初初，首首先提提出了了發(fā)展展“先先進制制造技技術””（AMT）。1994年被美美國政政府定定為““先進進技術術制造造年””。日本本：：““智智能能制制造造技技術術””德國國：：““面面向向未未來來的的生生產(chǎn)產(chǎn)””英國國：：““國國家家納納米米計計劃劃””韓國國：：““G-7計劃劃””歐共共體體：：““尤尤里里卡卡計計劃劃””2001年中中國國工工程程院院組組織織25位院院士士和和40多位位專專家家對對我我國國制制造造業(yè)業(yè)的的現(xiàn)現(xiàn)狀狀、、作作用用、、地地位位及及發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢和和對對策策進進行行了了調(diào)調(diào)查查研研究究，，向向國國務務院院及及有有關關部部委委提提交交了了：：《新世世紀紀如如何何提提高高和和發(fā)發(fā)展展我我國國制制造造業(yè)業(yè)的的研研究究報報告告》二、、我我國國制制造造業(yè)業(yè)的的現(xiàn)現(xiàn)狀狀：：按2001年統(tǒng)統(tǒng)計計，，我我國國制制造造業(yè)業(yè)由由29個行行業(yè)業(yè)組組成成，，主主要要的的可可歸歸為為三三類類：：輕工工紡紡織織制制造造業(yè)業(yè)：：占占30.58%資源源（（包包括括原原材材料料和和能能源源））加加工工工工業(yè)業(yè)：：占占33.93%機械械電電子子制制造造業(yè)業(yè)：：占占34.16%。相對對發(fā)發(fā)達達國國家家，，我我國國機機械械電電子子制制造造所所占占比比例例偏偏低低。。以以1996年為為例例：：美美國國為為41.6%、日日本本為為43.63%、德德國國為為46.4%、法法國國為為39.63%、英英國國為為37.33%、韓韓國國為為45.3%。二、、我我國國制制造造業(yè)業(yè)的的現(xiàn)現(xiàn)狀狀：：已建建立立了了一一個個比比較較完完整整的的工工業(yè)業(yè)體體系系，，提提供供重重大大裝裝備備的的能能力力不不斷斷提提高高如：：為為上上海海磁磁懸懸浮浮列列車車項項目目提提供供有有8臺數(shù)數(shù)控控落落地地鏜鏜銑銑床床組組成成的的軌軌道道深深加加工工自自動動線線；；年產(chǎn)產(chǎn)1～2千萬萬噸噸級級不不同同開開采采工工藝藝的的露露天天礦礦采采掘掘和和年年產(chǎn)產(chǎn)500萬噸噸級級井井下下礦礦采采掘掘成成套套設設備備；；葛洲洲壩壩樞樞紐紐工工程程170兆瓦瓦、、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪直直徑徑11.3米軸軸流流式式水水電電機機組組；；300兆瓦瓦核核電電站站成成套套設設備備；；500千伏伏交交流流輸輸變變電電成成套套設設備備；；水下下機機器器人人；；激激光光照照排排設設備備；；正正負負電電子子對對撞撞機機；；曙曙光光、、銀銀河河、、聯(lián)聯(lián)想想等等巨巨型型計計算算機機；；主戰(zhàn)戰(zhàn)坦坦克克；；新新舟舟60客機機；；飛飛豹豹轟轟炸炸機機；；神神舟舟號號無無人人飛飛船船；；核核動動力力潛潛艇艇；；兩兩彈彈一一星星等等。。二、、我我國國制制造造業(yè)業(yè)的的現(xiàn)現(xiàn)狀狀：：制造造業(yè)業(yè)總總體體生生產(chǎn)產(chǎn)規(guī)規(guī)模模已已居居世世界界第第四四位位，，眾眾多多制制成成品品產(chǎn)產(chǎn)量量已已居居世世界界前前列列———““制造造大大國國但但非非制制造造強強國國”各具具特特色色的的制制造造業(yè)業(yè)聚聚集集地地逐逐漸漸形形成成珠江江三三角角洲洲、、長長江江三三角角洲洲已已成成為為全全球球重重要要的的家家電電、、電電子子及及通通信信設設備備制制造造聚聚集集地地；；東北北重重大大成成套套設設備備制制造造聚聚集集地地、、川川陜陜國國防防裝裝備備制制造造聚聚集集地地等等正正穩(wěn)穩(wěn)定定地地為為國國民民經(jīng)經(jīng)濟濟和和國國防防建建設設發(fā)發(fā)揮揮著著不不可可或或缺缺的的作作用用。。我國國目目前前處處于于工工業(yè)業(yè)化化的的中中期期。。二、、我我國國制制造造業(yè)業(yè)的的現(xiàn)現(xiàn)狀狀：：存在在的的問問題題：：總體體規(guī)規(guī)模模仍仍然然偏偏小小，，僅僅為為美美國國的的1/5、日日本本的的1/4。制造造業(yè)業(yè)的的人人均均勞勞動動生生產(chǎn)產(chǎn)率率過過低低，，僅僅為為美美國國的的1/25、日日本本的的1/26、德德國國的的1/20。制造造業(yè)業(yè)結結構構呈呈輕輕型型化化狀狀態(tài)態(tài)，，表表現(xiàn)現(xiàn)為為機機械械電電子子制制造造所所占占比比例例偏偏低低。。裝裝備備制制造造能能力力尤尤為為偏偏低低。。存在在問問題題：：技術術創(chuàng)創(chuàng)新新能能力力和和自自主主開開發(fā)發(fā)能能力力薄薄弱弱，，突突出出表表現(xiàn)現(xiàn)為為：：①機機械械產(chǎn)產(chǎn)品品技技術術來來源源的的57%來自自國國外外，，絕絕大大多多數(shù)數(shù)電電子子及及通通信信設設備備的的核核心心技技術術依依賴賴進進口口。。②產(chǎn)產(chǎn)品品開開發(fā)發(fā)周周期期過過長長，，企企業(yè)業(yè)對對市市場場的的快快速速反反應應能能力力差差。。我我國國機機械械新新產(chǎn)產(chǎn)品品的的平平均均開開發(fā)發(fā)周周期期為為18個月月，，美美國國（（1990年））新新產(chǎn)產(chǎn)品品設設計計周周期期3個星星期期，試試制制周周期期3個月月。。③先先進進制制造造技技術術在在國國內(nèi)內(nèi)尚尚處處于于初初級級開開發(fā)發(fā)階階段段，，普普及及率率較較低低，，與與發(fā)發(fā)達達國國家家存存在在著著階階段段性性差差距距。。低水平生生產(chǎn)能力力嚴重過過剩。據(jù)據(jù)第三次次全國工工業(yè)普查查，機械械、電子子、化工工、輕工工、冶金金等行業(yè)業(yè)生產(chǎn)能能力利用用率分別別為51.86%、54.45%、54.9%、46.09%和35.55%。中國是制制造業(yè)大大國---但不是制制造業(yè)強強國光纖制造造設備的的100%集成電路路芯片制制造設備備的85%主要機械械產(chǎn)品的的技術來來源57%依靠進口口制造強國國的主要要標志具備強大大的產(chǎn)品品自主開開發(fā)能力力和技術術創(chuàng)新能能力，擁擁有大批批具有自自主知識識產(chǎn)權的的重要產(chǎn)產(chǎn)品和國國際領先先的重要要制造技技術,擁有眾多多國際知知名品牌牌。擁有一批批具有國國際競爭爭力的制制造企業(yè)業(yè)，及強強大的營營銷網(wǎng)絡絡，擁有有一批具具有工程程總承包包能力的的設計和和工程公公司。擁有一支支具有國國際競爭爭力的工工程技術術經(jīng)營管管理和技技術工人人隊伍，，具有卓卓有成效效的人才才培訓體體系。形成具有有國際先先進水平平的技術術標準和和法規(guī)體體系，并并在一些些重要領領域引領領國際標標準的制制定及全全球應用用。形成若干干在國際際上知名名，各具具特色的的制造業(yè)業(yè)聚集地地或制造造中心。。依托強大大的裝備備制造業(yè)業(yè)為基礎礎，能夠夠及時提提供各行行業(yè)所必必需的保保證技術術，要求求具有國國際競爭爭力的先先進裝備備。制造強國國的主要要標志中國制造造—世界制造造加工車車間研究開發(fā)訂單制造銷售服務硅谷新竹東莞利潤率25％利潤率15％利潤率5％北京發(fā)展展現(xiàn)代制制造業(yè)的的戰(zhàn)略目目標三年見成成效從2003~2005年，是現(xiàn)現(xiàn)代制造造業(yè)的起起步打造造階段，，產(chǎn)業(yè)基基地建設設將初見見成效。。五到八年年翻一番番2006年至2010年，現(xiàn)代代制造業(yè)業(yè)進入總總量擴張張階段，，成為首首都經(jīng)濟濟新的支支柱，工工業(yè)總產(chǎn)產(chǎn)值實現(xiàn)現(xiàn)翻番。。十五至二二十年創(chuàng)創(chuàng)一流2011年至2020年，現(xiàn)代制造造業(yè)進入入質(zhì)量提提升階段段，成為為全國重重要制造造基地之之一，高高技術制制造業(yè)要要躋身世世界一流流。“四大產(chǎn)業(yè)業(yè)基地””發(fā)展目目標北京汽車車工業(yè)基基地：“一個基地地、三個個板塊”的發(fā)展格格局。即：構建建以順義義汽車城城為中心心，包括括昌平、、懷柔部部分地區(qū)區(qū)的汽車車生產(chǎn)基基地。形形成以現(xiàn)現(xiàn)代汽車車為代表表的轎車車板塊、、切諾基基為代表表的運動動休閑車車板塊、、福田汽汽車為代代表的商商用車板板塊。用5至8年的時間間使北京京成為中中國最大大的汽車車生產(chǎn)基基地之一一。保持年遞遞增15%，到2005年達到年年產(chǎn)48萬輛的規(guī)規(guī)模，實實現(xiàn)產(chǎn)值值400億元；到到2010年達到年年產(chǎn)67萬輛的規(guī)規(guī)模，實實現(xiàn)產(chǎn)值值550億元。“四大產(chǎn)業(yè)業(yè)基地””發(fā)展目目標北方微電電子產(chǎn)業(yè)業(yè)基地：：在北京經(jīng)經(jīng)濟開發(fā)發(fā)區(qū)、八八大處高高科技園園區(qū)和林林河工業(yè)業(yè)開發(fā)區(qū)區(qū)的基礎礎上，建建設國家家集成電電路研發(fā)發(fā)中心。。使微電電子產(chǎn)業(yè)業(yè)基地總總體技術術水平繼繼續(xù)在國國內(nèi)居領領先地位位。保持年遞遞增30%，到2005年實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)值260億元；到到2010年實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)值1000億元。“四大產(chǎn)業(yè)業(yè)基地””發(fā)展目目標光機電一一體化產(chǎn)產(chǎn)業(yè)基地地：“一個基地地、四個個園區(qū)”的發(fā)展模模式。即：形成成通州光光機電產(chǎn)產(chǎn)業(yè)基地地和北京京技術開開發(fā)區(qū)、、電子城城科技園園、豐臺臺科技園園和昌平平科技園園。用5至8年的時間間建成現(xiàn)現(xiàn)代化的的北方綜綜合基地地，成為為我國光光機電一一體化產(chǎn)產(chǎn)業(yè)設計計和總成成技術的的制造中中心。保持年遞遞增20%，到2005年實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)值320億元；到到2010年實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)值800億元。“四大產(chǎn)業(yè)業(yè)基地””發(fā)展目目標生物工程程和新醫(yī)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)業(yè)基地：：發(fā)展以中中關村生生命科學學園為核核心的科科技創(chuàng)新新區(qū)域，，使其發(fā)發(fā)展成為為生物工工程和新新醫(yī)藥產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)創(chuàng)新基地地。以北北京經(jīng)濟濟開發(fā)區(qū)區(qū)為核心心，包括括大興、、通州區(qū)區(qū)域，使使其成為為生物工工程和新新醫(yī)藥的的產(chǎn)業(yè)化化基地。。保持年遞遞增30%，到2005年實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)值230億元；到到2010年實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)值460億元。三、機械械制造業(yè)業(yè)的發(fā)展展機械制造造工藝方方法進一一步完善善與開拓拓；如：激光光加工、、電加工工、射流流加工、、快速原原型制造造技術等等先進的的加工方方法都在在不斷的的完善與與發(fā)展。。水射流加加工：壓力可達達：100~1000MPa，流量：：0.5~25l/min，水流速速:500~900m/s切割180mm鋼板，切切口公差差:：±0.06~0.25mm，切口僅僅：0.015mm三、機械械制造業(yè)業(yè)的發(fā)展展機械制造造工藝方方法進一一步完善善與開拓拓；加工技術術向高精精度發(fā)展展;預測：21世紀初(前30年)，普通加工工：1μm精密加工工：0.01μm超精密加加工：0.001μμm21世紀的超超精密加加工將向向分子級級、原子子級精度度推進三、機械械制造業(yè)業(yè)的發(fā)展展三、機械械制造業(yè)業(yè)的發(fā)展展加工技術術向高度度自動化化方向發(fā)發(fā)展；隨著計算算機技術術的發(fā)展展，相繼繼出現(xiàn)CNC機床、柔柔性制造造系統(tǒng)FMS(FlexibleManufacturingSystem)、計算機集集成制造造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)。源于古希希臘的阿阿基米德德螺旋泵泵(B.C287－212）1100年蘇頌主主持制造造的水運運儀象臺臺。由水水力驅(qū)動動力，代代表了當當時機械械制造的的先進水水平，是是當時世世界上先先進的天天文鐘現(xiàn)代紡紗紗機卡特賴特特紡紗機機（1785）珍妮紡紗紗機（1764）1797年莫茲利制造的第一臺螺紋切削車床

四、本課課程的研研究對象象機械制造造工程學學是以機機械制造造中的工工藝問題題為研究究對象的的一門應應用性制制造技術術學科。。主要研究各種種機械的的制造過過程和方方法。主要的研研究范圍圍是零件件的機械加工工和產(chǎn)品的的裝配兩部分。?，F(xiàn)代制造造追求的的目標：：“高質(zhì)量量、高效效率、低低成本和和自動化化”事例1事例1在滾齒機機上用齒齒輪滾刀刀加工蝸蝸輪事例2事例3實現(xiàn)零件件的加工工應考慮慮的問題題毛坯通過過什