机械制造技术基础

1. 机械制造技术基础 河南理工大学 高国富

2. 一、制造业与机械制造技术 制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济与国防实力的体现，是国家工业化的关键。 制造业的发展和其他行业一样，随着国际国内形势的变化，有高潮期也有低潮期，有高速期也有低速期，有国际特色也有民族特色，但必须重视，且要持续不断的发展是不变的。

3. 今天的制造业，已不能从“机械制造”的狭义角度来理解。只要是对各种各样的原材料进行加工处理，生产出为用户所需要的最终产品，它们可以是飞机、汽车、计算机、电子仪器，也可以是服装、鞋帽、食品，都可以归属于“制造业”。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。今天的制造业，已不能从“机械制造”的狭义角度来理解。只要是对各种各样的原材料进行加工处理，生产出为用户所需要的最终产品，它们可以是飞机、汽车、计算机、电子仪器，也可以是服装、鞋帽、食品，都可以归属于“制造业”。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。

4. 1 广义制造论 “广义制造”(大制造)的概念 • 包括设计和制造； • 产品生命全周期设计； • 多种工程的综合：光机电一体化、微电子、生物、航天、农林等。 • 多种工业的需求； • 与社会经济、体制政策、文化艺术、管理等关系密切。

5. 制造业的发展趋势： • 随着全球制造业之间的竞争日趋激烈，以及全球经济一体化，市场向企业提出了更高的要求，企业要赢得竞争，就要以市场为中心，以用户为中心，要求企业快速及时为用户提供高品质、低价格、具有个性化的产品。 • 要以最短的产品开发时间(Time)、最优的产品质量(Quality)、最低的价格和成本(Cost)、最佳的服务(Service)(简称“TQCS”)，这样才能赢得用户和市场。

6. 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 2 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。 • 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。

7. 3 制造业的发展 • 17世纪60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 • 18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，标志自动化时代到来 • 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，使中小批量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哲理与生产模式。 • 进入21世纪，制造技术向自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化和清洁化的方向发展。

8. 4 制造业在国民经济中的地位 • 国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%以上来自制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。 • 美国：约1/4人口直接从事制造业，其余人口中又有约半数人所做工作与制造业有关。 • 机械制造业是制造业的基础, 是重中之重。 • 日本由于重视制造业，二次大战后30年时间，发展成为世界经济大国。 • 与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80年代初，美国才开始清醒，重新关注制造业的发展，至1994年美国汽车产量重新超过日本。

9. 冶金机械 动力机械 纺织机械 建筑机械 家用电器 交通工具 通讯设备 制 造 业 环保设备 出版印刷 军事装备 网络媒体 医疗设备 文化娱乐 机器制造 农业机械 化工设备 当今制造业的社会功能

10. 1963年 1983年 1.2.2 制造业在国民经济中的地位 美日两国汽车产量在世界市场所占份额 美日两国汽车产量变化

11. 二、中国制造业 • 近几年我国制造业工业增加值为30700亿元，占国民生产总值（GDP）89403.6亿元的34.3%，占工业的77.58%。 • 制造业上交税金4525.81亿元，占国家税收总额12581.51亿元的35.97%。 • 制造业全部从业人员8043万人，占全国全部从业人员1150万人的11.3%，占全国工业从业人员8924万人的90.13%。 • 制成品出口约为 2237.52亿美元，占全国外贸出口总额2492.1亿美元的89.78%。

13. 我国制造业的分布区域： • 珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾已经形成三个世界级制造区域。 • 这三个区域的制造比重占全国的66%以上，出口占总额的比重超过85%，可以说主要制造产品的生产基地大多位于这三个区域。 • 此外，东北重大成套设备制造和川陕军事装备制造已形成聚集地。

14. 目前，中国已经成为世界第二制造大国和出口大国，个人电脑、移动电话、水泥、钢材、化肥、化纤等多种产品产量列居世界第一位。同时，全球制造中心正在向中国等发展中国家转移，中国已经成为名副其实的全球制造大国。 中国制造业主要依靠数量和价格优势，附加值低，而且高能耗、高物耗、高排放的问题突出。据统计，美国制造业增加值率都在40% 以上，但是中国的制造业增加值率还不到30%（2006 年26.20%）；中国的人均GDP 不到日本人均GDP 的10%（2007 年6.5%）， 但是单位GDP 能耗却相当于日本的4 倍，单位GDP 排放量相当于日本的10 倍，能源消费弹性系数是日本的7 倍。

15. 我国机械制造业与世界发达国家的差距 • 发展迅速，成绩瞩目 • 存在阶段性的差距:产品质量和水平不高，技术开发能力不强，基础元器件和基础工艺不过关，生产率低下，科技投入严重不足。 • 机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。 机遇与挑战 • 困难：技术上落后，资金不足，资源短缺，管理体制、周边环境还存在诸多问题（地方保护，信用危机…） • 机遇：中国已加入WTO；制造业的世界格局已经和正在发生重大变化，欧、亚、美三分天下局面正在形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中 • 挑战与机遇并存。

16. 国外进口 国外进口 我国制造业要解决的问题：从制造大国走向创造强国 MARK IN CHINA MADE IN CHINA 生产 技术研发 产品研发 品牌 分销 服务 产业价值链

17. 中国制造工程的战略目标是：致力于节能减排，并不断提高产品附加值与国际竞争力；致力于造就一个清洁、健康、安全、可持续发展的世界；致力于满足中国和世界极大多数人的需求。中国制造工程的战略目标是：致力于节能减排，并不断提高产品附加值与国际竞争力；致力于造就一个清洁、健康、安全、可持续发展的世界；致力于满足中国和世界极大多数人的需求。 摆在中国制造工程界面前的历史任务是：开发和应用自主创新技术，提升中国制造的全球竞争力；用系统工程的方法开发应用纳米、超精、极端和超大规模的先进工程成套装备；适应中国经济社会科学发展和全球市场多样化、个性化的需求。

18. 三、本课程学习 1 本课程的内容和学习要求 机械加工系统(机床、刀具、夹具)基本知识 金属切削过程与控制 机械制造质量分析与控制 机械加工与装配工艺规程的制订 先进制造技术与系统

19. 其具体要求为： （1）以金属切削理论为基础，要求掌握金属切削的基本原理和基本知识，并有根据具体情况合理选择加工方法（机床、刀具、切削用量、切削液等）的初步能力； （2）以制造工艺为主线，要求了解和掌握机械加工工艺过程和装配工艺过程的基本原理和基本知识，具有设计工艺规程的初步能力； （3）要了解常用工艺装备（主要指通用机床、刀具、夹具），懂得选用，并具有初步设计能力（主要指夹具）； （4）对机械制造技术的发展趋势有一定了解。

20. 2 本课程的学习方法 金属切削理论和机械制造工艺理论具有很强的实践性，对初学者来说，会感到有一定的难度。生产哲理与管理模式，没有足够的实践基础也很难准确的把握与理解。因此，在学习 本课程时，必须加强实践性环节，即通过生产实习、课程实验、课程设计、电化教学、现场教学及工厂调研等来更好地体会和加深理解所学内容，并在理论与实际的结合中，培养分析和解决实际问题的能力。

21. 3 参考资料 《机械制造技术基础》卢秉恒 机械工业出版社 《机械制造工艺学》 王先逵 机械工业出版社 《机械制造工艺学》 顾崇衔 陕西科学技术出版社 《金属切削原理》 周泽华 上海科学技术出版社 《金属切削刀具》 袁哲俊 机械工业出版社 《金属切削机床概论》 贾亚洲 机械工业出版社