第一章 緒論.ppt

1、機(jī)械制造工藝學(xué),機(jī)械工程學(xué)院 高 軍 電 話： 2786912（7912） 辦公地點(diǎn)： 12號(hào)教學(xué)樓537,第一章 緒論,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,第三節(jié) 生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程與工藝系統(tǒng),第四節(jié) 生產(chǎn)類型和工藝特點(diǎn),第五節(jié) 工件加工時(shí)的定位和基準(zhǔn),第二節(jié) 課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,制造（Manufacturing）源于拉丁語(yǔ) “manu” 和“facere”原意手工制作，即把原材料用手工方式制成有用的產(chǎn)品。 工業(yè)革命誕生的幾百年前，制造主要靠人們手工技藝和體力勞動(dòng)來(lái)完成。 英語(yǔ)詞典 ：用體力勞動(dòng)或機(jī)械制作某物體，尤指以大規(guī)模的方式運(yùn)作。 說(shuō)明了某種意義上制造發(fā)展的歷史趨勢(shì)

2、從兩百年前的工業(yè)革命以來(lái)，機(jī)器在制造中開始發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。,一、 制造業(yè)相關(guān)術(shù)語(yǔ),制造,生產(chǎn),從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)： 生產(chǎn)可被定義為一個(gè)將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)財(cái)富， 并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,制造可以理解為制造企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)，也是一個(gè)輸入輸出系統(tǒng)，輸入是生產(chǎn)要素，輸出是具有使用價(jià)值的產(chǎn)品。 廣義理解 制造應(yīng)該包括從市場(chǎng)分析、經(jīng)營(yíng)決策、工程設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量控制、銷售運(yùn)輸、售后服務(wù)直至產(chǎn)品報(bào)廢的全過(guò)程。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,制造技術(shù) 按照人們所需的目的，運(yùn)用知識(shí)和技能，利用客觀物資工具，將原材料物化為人類所需產(chǎn)品的工程技術(shù)。即：使原材料成為產(chǎn)品而使用的一系列技術(shù)

3、的總稱。 制造過(guò)程 產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、維修、報(bào)廢、回收等的全過(guò)程，也稱為產(chǎn)品生命周期。 制造業(yè) 將制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術(shù)，通過(guò)制造過(guò)程，轉(zhuǎn)化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的行業(yè)。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,制造系統(tǒng)由若干個(gè)具有獨(dú)立功能的子系統(tǒng)組成： 工程設(shè)計(jì)子系統(tǒng) 進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工程分析、樣機(jī)試制、試驗(yàn)與評(píng)價(jià)。 車間制造子系統(tǒng) 零件加工、部件及產(chǎn)品裝配、檢驗(yàn)、物料儲(chǔ)存與輸送、廢料存放與處理。 市場(chǎng)與銷售子系統(tǒng) 進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研與預(yù)測(cè)，制定銷售計(jì)劃，開展銷售與售后服務(wù)。 采購(gòu)供應(yīng)子系統(tǒng) 負(fù)責(zé)原材料及外購(gòu)件的采購(gòu)、驗(yàn)收、儲(chǔ)存。 質(zhì)量控制

4、子系統(tǒng) 收集用戶需求與反饋信息，進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制。,制造系統(tǒng),第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,生產(chǎn)管理子系統(tǒng) 制定生產(chǎn)計(jì)劃、作業(yè)計(jì)劃，進(jìn)行庫(kù)存管理、成本管理、資源管理、生產(chǎn)過(guò)程管理。 經(jīng)營(yíng)管理子系統(tǒng) 確定企業(yè)經(jīng)營(yíng)方針和發(fā)展方向，進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃、決策。 研究與開發(fā)子系統(tǒng) 制定開發(fā)計(jì)劃，進(jìn)行基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究與產(chǎn)品開發(fā)。 財(cái)務(wù)子系統(tǒng) 制定財(cái)務(wù)計(jì)劃，進(jìn)行企業(yè)預(yù)算和成本核算，負(fù)責(zé)財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)工作。 人事子系統(tǒng) 人事安排，招工與裁員 。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,二、 制造業(yè)的發(fā)展歷程,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,美國(guó)80年代的經(jīng)濟(jì)衰退教訓(xùn),四個(gè)典型事例：,日本的汽車制造和微電子制造經(jīng)驗(yàn),東南亞經(jīng)濟(jì)危機(jī)的啟示,瑞

5、士依靠什么使人均產(chǎn)值居世界第一？,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,三、 制造業(yè)的地位（重要性）,制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的物資基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)主體，是富民強(qiáng)國(guó)之本。,三、 制造業(yè)的地位,工業(yè)化國(guó)家 ： 約 1 / 4的人口從事制造業(yè) 約 70 % 80 %的物質(zhì)財(cái)富來(lái)自制造業(yè)。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,制造業(yè)是發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展戰(zhàn)略的中堅(jiān)力量。 制造業(yè)是科學(xué)技術(shù)的載體和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的舞臺(tái)。 制造業(yè)的水平體現(xiàn)了國(guó)家的綜合實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。,制造業(yè)是為社會(huì)提供實(shí)用、可視的物質(zhì)財(cái)富的基礎(chǔ)。強(qiáng)大的制造基礎(chǔ)對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和軍事力量是至關(guān)重要的!,一個(gè)國(guó)家只有生產(chǎn)得好才能生活的好!,中國(guó)制造業(yè)在GDP里面所占的比重一直都是比

6、較高的（目前貢獻(xiàn)率約為1/3）， 我們現(xiàn)在正處于工業(yè)化的中期。本世紀(jì)初，世界制造業(yè)的主要國(guó)家：美國(guó)，日本，德國(guó)和中國(guó)。2006年制造業(yè)經(jīng)濟(jì)總量超過(guò)了德國(guó)，成為第二制造大國(guó)。 制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)始終是高于GDP的速度在增長(zhǎng)，它已經(jīng)成為我國(guó)最大的產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的組成部分。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,四、 中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展概況,與國(guó)際先進(jìn)水平的差距：,勞動(dòng)生產(chǎn)率比較低，消耗大 中國(guó)制造業(yè)勞動(dòng)密集型偏多，人用得比較多。中國(guó)的制造業(yè)能源消耗大，污染比較嚴(yán)重，制造業(yè)的能耗占全國(guó)能耗的63，單位產(chǎn)品的能耗高出國(guó)際水平20至30，全國(guó)CO2的排放量67.2是鍋爐排放。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,產(chǎn)品以低

7、端為主，附加價(jià)值不高 增加值率僅為26.23，比美國(guó)、日本及德國(guó)分別低22、22和11，出口主要是勞動(dòng)密集型和技術(shù)含量低的產(chǎn)品。 當(dāng)然事情是兩方面，這既是一個(gè)缺點(diǎn)有的時(shí)候也是優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹袊?guó)需要解決就業(yè)問(wèn)題，如果都搞自動(dòng)化工廠每年新增就業(yè)就有問(wèn)題。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理 作為先進(jìn)生產(chǎn)力代表，國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力關(guān)鍵是裝備制造業(yè)，在我們國(guó)家只占26，比發(fā)達(dá)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)左右。我們進(jìn)口的產(chǎn)品占外貿(mào)出口總額將近一半左右，集成電路95要進(jìn)口，轎車制造裝備、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械70依賴進(jìn)口。 我們出口的是中低端產(chǎn)品，即使少數(shù)高新技術(shù)產(chǎn)品也是勞動(dòng)密集型的或者是來(lái)料加工型，而進(jìn)口是高新技術(shù)產(chǎn)品。

8、,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)缺乏，創(chuàng)新能力不強(qiáng)，缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力 2001年中國(guó)接受海外申請(qǐng)專利37800件，而我們自己到海外申請(qǐng)專利不到2000件，這2000件還主要集中在中醫(yī)藥和保健品上，很少涉及高新技術(shù)。在制造技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)的發(fā)明專利數(shù)只有美國(guó)、日本的130，韓國(guó)的140。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,另外我們?cè)谝M(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新當(dāng)中，投入經(jīng)費(fèi)不夠。2002年我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)用于技術(shù)引進(jìn)與消化吸收的收支比10.1，其中醫(yī)藥產(chǎn)品制造業(yè)引進(jìn)設(shè)備消化的比例比較高一點(diǎn)，大概是10.18，電子通信只有10.13，作為計(jì)算機(jī)制造的IT核心企業(yè)，只有10.01，而多數(shù)工業(yè)國(guó)家安排引進(jìn)消化經(jīng)費(fèi)大

9、概是引進(jìn)項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)的3倍，日本在經(jīng)濟(jì)振興期達(dá)到了10倍。,第一節(jié) 制造業(yè)發(fā)展概況,工藝： 使各種原材料、半成品成為成品的方法和過(guò)程 機(jī)械制造工藝： 各種機(jī)械的制造方法和過(guò)程的總稱 工藝過(guò)程： 在生產(chǎn)過(guò)程中，凡是改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品和半成品的過(guò)程,第二節(jié) 課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法,一 課程研究的對(duì)象與任務(wù),1、課程研究的主要對(duì)象 主要對(duì)象：機(jī)械產(chǎn)品的制造工藝，包括零件加工和裝配兩方面。 研究的重點(diǎn)：工藝過(guò)程，包括零件加工的工藝過(guò)程和裝配工藝過(guò)程。,一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品他的生產(chǎn)制造過(guò)程大致可以分為以下幾個(gè)步驟：,總體設(shè)計(jì),2、本課程主要任務(wù)（內(nèi)容）是： 1）加工質(zhì)量（加

10、工精度和表面質(zhì)量） 2）零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 3）裝配工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 4）機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 5）機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展,二 課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法,1、本課程為專業(yè)課，隨科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。課程內(nèi)容也會(huì)不斷更新和充實(shí)。 2、課程的實(shí)踐性很強(qiáng) 3、課程具有工程性，內(nèi)容必須從工程應(yīng)用的角度來(lái)理解和掌握。 4、學(xué)習(xí)本課程需要習(xí)題、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)的內(nèi)容。 5、需要先修的課程很多。金屬工藝學(xué)、金工實(shí)習(xí)、互換性和測(cè)量技術(shù)、金屬切削原理、金屬切削刀具、金屬切削機(jī)床等。,第三節(jié) 生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程與工藝系統(tǒng),一機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程,從原材料到機(jī)械產(chǎn)品出廠的全部勞動(dòng)過(guò)程。包括： 1）毛坯的制造 2）原材

11、料、半成品、成品的運(yùn)輸和保存 3）生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備 4）零件的機(jī)械加工及熱處理 5）產(chǎn)品的裝配、檢驗(yàn)、試車、油漆 6）工、夾、量具的制造 7）設(shè)備維修與動(dòng)力供應(yīng)等。,主要?jiǎng)趧?dòng)過(guò)程：,輔助勞動(dòng)過(guò)程：,使被加工對(duì)象的尺寸和性能產(chǎn)生一定的變化，即與生產(chǎn)過(guò)程有直接關(guān)系 直接生產(chǎn)過(guò)程,使被加工對(duì)象的尺寸和性能產(chǎn)生一定的變化，但也非常必要 輔助生產(chǎn)過(guò)程,二、機(jī)械加工工藝過(guò)程,是生產(chǎn)過(guò)程的一部分，是對(duì)零件采用各種加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學(xué)物理性能，使之成為合格零件的全部勞動(dòng)過(guò)程。分為傳統(tǒng)機(jī)械加工方法和先進(jìn)加工方法。,（一）機(jī)械加工工藝過(guò)程概念,（二）機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成,

12、工序,一個(gè)或一組工人，在一臺(tái)機(jī)床或一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。 劃分工序的主要依據(jù)： 工作地點(diǎn)是否改變和加工是否連續(xù)完成。,如圖所示的階梯軸的加工：,加工內(nèi)容：,1加工小頭端面 2.小頭端面鉆中心孔 3加工大頭端面 4.大頭端面鉆中心孔 5車大端外圓 6.對(duì)大端倒角 7車小端外圓 8.對(duì)小端倒角 9精車外圓 10銑鍵槽 11.去毛刺,工序1：加工內(nèi)容1到9車床 工序2：加工內(nèi)容10、11銑床（手工去毛刺）,工序方案1,工序1：加工內(nèi)容1、2、7、8加工小端 工序2：加工內(nèi)容3、4、5、6加工大端 工序3：加工內(nèi)容9 工序4：加工內(nèi)容10、11,工序方案2,工

13、序1：加工內(nèi)容：1、2、3、4銑兩端面打中心孔 工序2：加工內(nèi)容：5、6、7、8仿形車外圓、倒角 工序3：加工內(nèi)容：9精車外圓 工序4：加工內(nèi)容：10銑鍵槽 工序5：加工內(nèi)容：11去毛刺,工序方案3,2、安裝,如果在一個(gè)工序中要對(duì)工件進(jìn)行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那部分加工內(nèi)容稱為一個(gè)安裝。,3、工位,在工件的一次安裝中，通過(guò)分度（或移位）裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床床身變換加工位置，我們把每一個(gè)加工位置上的安裝內(nèi)容稱為工位。一個(gè)安裝中可能只有一個(gè)工位，也可能有幾個(gè)工位。,如圖為一回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。該加工共有4個(gè)工位,4、工步,指在加工表面不變、切削刀具不變、切削用量不變的情況下所完成的工位內(nèi)容，稱為一

14、個(gè)工步。,如上述第二種工序安排，工序1、2各有4個(gè)工步,注意： 1）組成工步的任一因素（刀具、切削用量，加工表面）改變后為另一工步。 2）連續(xù)進(jìn)行的若干相同的工步，為簡(jiǎn)化工藝，習(xí)慣看作為一個(gè)工步。如一個(gè)個(gè)加工4-10的孔。 3）復(fù)合工步 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)常把幾個(gè)待加工表面，用幾把刀具同時(shí)進(jìn)行加工，或采用復(fù)合刀具加工表面，采用復(fù)合刀具和多刀加工的工步稱為復(fù)合工步。,復(fù)合工步舉例,5、走刀,切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。一個(gè)工步可以包括一次或數(shù)次走刀。,三、機(jī)械加工工藝系統(tǒng),機(jī)械加工工藝系統(tǒng)： 零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，必須具備一定的條件，即要有一個(gè)系統(tǒng)來(lái)支持，稱為機(jī)械加工

15、工藝系統(tǒng)。 物質(zhì)分系統(tǒng)： 工件、機(jī)床、刀具、夾具 能量分系統(tǒng)： 動(dòng)力供應(yīng) 信息分系統(tǒng)： 數(shù)控機(jī)床、加工中心和生產(chǎn)線的控制系統(tǒng),一、生產(chǎn)綱領(lǐng),企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)，應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)，計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)稱為年生產(chǎn)綱領(lǐng)。,第四節(jié) 生產(chǎn)類型和工藝特點(diǎn),2年生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qn(1+a%+b%) Q：產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年） n：每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)） a%：備品百分率 b%：廢品百分率,二、生產(chǎn)批量：,一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量 考慮因素： 1）市場(chǎng)需求及趨勢(shì)分析 2）便于生產(chǎn)的組織與安排 3）產(chǎn)品的制造工作量 4）生產(chǎn)資金的投入 5）制造生產(chǎn)率和成本,計(jì)算公式

16、： n：每批中零件數(shù)量 N：年生產(chǎn)綱領(lǐng)中規(guī)定的零件數(shù)量 A：零件應(yīng)儲(chǔ)備的天數(shù) F：一年中工作日天數(shù)。,三、生產(chǎn)類型,按企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度劃分： 大量生產(chǎn)： 成批生產(chǎn)（大批、中批、小批）： 單件：,從工藝角度劃分： 單件小批生產(chǎn) 中批生產(chǎn) 大批大量生產(chǎn),下表為按重型機(jī)械、中型機(jī)械和輕型機(jī)械的年生產(chǎn)量列出的不同生產(chǎn)類型的規(guī)范。,各種生產(chǎn)類型的工藝特征,第五節(jié) 工件加工時(shí)的定位和基準(zhǔn),一、工件的定位,1、工件的裝夾（安裝）,裝夾（安裝）：工件在機(jī)床上占有正確位置并固定的過(guò)程。分為定位和夾緊兩方面內(nèi)容。 1）定位：占有正確位置，保證尺寸和形 位精度。 2）夾緊：將工件固定，并在加工過(guò)程位置不變的操作。

17、,2）工件裝夾的實(shí)質(zhì) 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使該工序所加工表面達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀及相對(duì)位置等技術(shù)要求，加工前必須將工件裝好、夾牢。如圖A所示 裝好：定位 夾牢：夾緊 工件裝夾的實(shí)質(zhì)是在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，裝夾的目的是通過(guò)定位和夾緊使工件在加工過(guò)程中始終保持正確的加工位置，以保證該工序所規(guī)定的加工技術(shù)要求。,圖 A,2工件裝夾的方法,1）直接找正法：如圖B,2）劃線找正法：如圖C,3）夾具裝夾：,圖B,圖C,2工件裝夾的方法,3）夾具裝夾：如圖A,機(jī)床夾具：機(jī)床上用來(lái)裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。,將工件裝夾在夾具中，由夾具上的定位元件來(lái)確定工件的位置，由夾緊裝置進(jìn)行夾緊。夾具安裝在機(jī)床的一定位置。,圖A,下表為各種裝夾方法的比較,1、基準(zhǔn)的含義： 指工件上的一些點(diǎn)、線、面，在零件設(shè)計(jì)或加工中，可以用這些點(diǎn)、線、面來(lái)確定其他點(diǎn)、線、面的位置。 2、分類 1