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1、,机械制造技术基础,主讲教师：王宏斌,Chapter 1 Overview第一章 绪 论,第一章 目录,第一节 制造与制造技术,第二节 机械制造业的发展 及其在国民经济中的地位,一 生产的含义,二 制造的含义,三 制造技术,一 推动人类历史进程的六次大变革,二 中国机械发展概况,四 制造系统,三 世界机械发展概况,第三节 本课程的内容、性质 特点及学习方法,一 本课程的内容,三 本课程的特点及学习方法,四 机械制造业在国民经济中的地位,五 我国机械制造业面临的机遇与挑战,二 本课程的性质,第一章小结,第一节 制造与制造技术,一、生产的含义 生产活动是人类赖以生存和发展的最基本活动。从系统的观点
2、出发，生产可被定义为：一个将生产要素转变为经济财富，并创造效益的输入输出系统，如下图所示。,生产的定义,第一章 绪 论,二、制造的含义 对制造的理解的广意和狭意之分。广意的制造也是一个输入输出系统。按照这样的理解制造过程包括质量环的所有环节。狭意的制造是指从原材料或半成品经加工和装配后形成最终产品的过程。三、制造技术 制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和。包括一定的知识和技能，制造装备和工具，以及各种工艺方法等。四、制造系统 制造系统是指覆盖全部产品生命周期的制造活动所形成的系统，它是由经营管理、市场与销售、研究与开发、工程设计、生产管理、采购供应、资源管理和质量控制等子系统构成的。在制
3、造过程中，存在着物质流、信息流及资金流，它们的有机组合就构成了整个制造系统。,第一章 绪 论,第一章 绪 论,轿车生产物流示意图,一、推动人类历史进程的六次大变革,第二节 机械制造业的发展及其在国民经济中的地位,劳动创造了人,人类掌握了火的使用,人类开始了农耕和畜牧,第一章 绪 论,第一次工业革命,第二次工业革命,现代工业革命,第一章 绪 论,二、中国机械发展概况 1.古代的辉煌 除了众所周知的造纸术、印刷术、指南针、火药这四大发明之外，中国古代在机械工程领域的发明与创造也是非常辉煌的。,简单机械的发明创造,第一章 绪 论,简单机械的发展和提高,第一章 绪 论,能源的利用,第一章 绪 论,机械
4、传动领域的发明创造,记里鼓车,记里鼓车原理,第一章 绪 论,第一章 绪 论,2.近代的屈辱 公元十四世纪以前，我国的发明在数量、质量上以及发明时间上都是领先的。公元十四世纪以后，以英国、法国为代表的西方国家开始大力发展自然科学，到公元十五世纪，西方机械科学已超过中国。公元十七世纪英国工业革命后，中国的机械工业已远远落后于西方诸国，而且差距也逐步加大，出现了1840年鸦片战争期间长予、大刀对洋枪的巨大反差。1840年的鸦片战争打破了清朝闭关自守政策的堡垒，中国机械的发展进入了近代机械时期，一直延续到1949年。这一时期，中国机械工业开始从手工业作坊式小生产向使用动力机器的机械工业生产方式过渡。总
5、体来说，中国近代的机械工业没有形成自己的科学体系、结构和合理布局，只能跟在西方后面缓慢前进，没有为世界机械科学技术发展作出应有的贡献。,第一章 绪 论,3.现代的奋起 1949年新中国成立之后，开始了重建机械工业的艰苦工作，逐步建立起了比较齐全的制造体系。二十世纪80年代以后，我国实行改革开放，及时调整了机械工业发展策略，机械工业获得了长足进步，与发达国家的差距正在缩小，个别领域已经达到或领先世界水平。目前，从整体水平上说，我国的机械工业与发达工业国家还有一定差距，这就需要我们每一个人共同努力，为我国机械工业的发展和进步作出自己的贡献。,第一章 绪 论,三、世界机械发展概况 1.世界各国的古代
6、机械发展概况 由于古代交通不便，世界各国的文化交流很少，世界上几个独立文化区域的机械发展很不平衡，各自独立发展，差异很大。在公元十四世纪之前，中国的机械工程发展位于世界之首，但古巴伦和古埃及等国的发展也很早。公元前3500年，古巴比伦有了带轮子的车、钻孔用的弓形钻。公元前2686年，古埃及开始在农业生产中使用木犁和金属镰刀，公元前八世纪，古埃及出现了鼓风箱、活塞式唧筒。公元前600公元400年间，古希腊出现了一些著名的哲学家和科学家，对古代机械的发展作出了杰出贡献。公元400年公元1000年之间，由于古希腊和古罗马古典文化的消沉，西方的机械技术基本处于停顿状态。,第一章 绪 论,2.西方各国的
7、机械发展概况 公元1000年以后，英、法等国相继开办大学，发展自然科学和人文科学，培养专门人才，同时吸取中国、波斯等国先进技术，机械技术发展很快。到公元十四世纪以后，西方在机械工程领域的发明创造逐步超过中国。从中世纪沉睡中醒来的欧洲，约在十六世纪进入了文艺兴时代，机械工程领域的发明创造如雨后春笋，机械制造业空前发展。1764年，英国的哈格里夫斯发明了珍妮纺纱机。1769年，英国的瓦特完成了蒸汽机的发明，这种蒸汽机后于1776年投入运行。蒸汽机的广泛使用引发了第一次工业革命。,第一章 绪 论,1774年，英国的威尔金森发明较精密的炮筒镗床，这是第一台真正的机床。它成功地用于加工汽缸体，使瓦特蒸汽
8、机得以投入运行。1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，年德国人西门子制成发电机，1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机，人类从此迈入“电气时代”。随着电力的广泛应用、内燃机的创造和使用、化学工业建立以及钢铁时代的到来，人类进入到了第二次工业革命时代。1946年2月冯诺伊曼领导的计算机研制小组研制成功了世界上第一台电子计算机ENIAC。1969年美国国防部授权ARPANET进行互联网的试验。随着电子计算机及Internet的广泛应用，人类逐步进入了“知识经济时代”，有人又将其称为“第三次工业革命”。,第一章 绪 论,20世纪80年代以来，信息产业的崛起和通讯技术的发展加速了市场公
9、开化的进程，市场竞争更加激烈。为了适应新的形势，在机械制造领域提出了许多新的制造理论与生产模式，如计算机集成制造（CIM）、精良生产（LP）或称准时生产（JIT）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等。进入21世纪，机械制造业正在向自动化、柔性化、集成化、智能化、高精度和清洁化方向发展。现代机械工程学、现代制造业越来越多地体现着知识经济的特征，人才的作用越来越大，对人才的要求越来越高，对高素质机械类专业人才的培养越来越迫切。,第一章 绪 论,四、机械制造业在国民经济中的地位,机械工业是国民经济的支柱产业之一,我国制造业增加值在国内生产总值中所占的比重一直维持在40%以上；中国财政收入的一半来自
10、于制造业；制造业吸引了一半的城市就业人口，农村剩余劳动力转移也有将近一半流入了制造业。在美国68%的财富来源与制造业，日本约49%的GDP由制造产业提供，发达国家约1/4的人口从业与制造业。,机械化是发展国民经济的主要途径,机械制造业是制造业的最主要的组成部分，也是其它制造业的基础。国民经济各部门的生产水平和经济效益在很大程度上取决于机械制造业所提供的装备的技术性能和质量。因此，各发达国家都把发展机械工业放在突出的位置上。,第一章 绪 论,机械工业是出口创汇的重要来源,我国20世纪90年代以来，我国制造业出口额一直维持在总出口额的80%以上，创造了接近3/4的外汇收入。,机械工业正在改善着人民
11、的生活质量,各种家用电器、医疗机械、方便的交通运输机械等给我们的生活带来了莫大的便利，使人们的生活质量得到了很大的提高。,机械工业的发展水平综合体现了一个国家的经济与科技实力,机械制造技术水平的提高与进步对整个国民经济的发展，以及科技、国防实力的提高有着直接的重要的影响，是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志之一。,机械工业的发展促进了高科技领域的发展,微电子、微机械及航天等领域的高科技产品的实现，莫不取决于机械加工的水平。,第一章 绪 论,纳米小车,纳米差分齿轮,纳米泵,第一章 绪 论,神州5号,第一章 绪 论,五、我国机械制造业面临的机遇和挑战 1.“中国制造”正在世界范围内重新崛起
12、从总量看，2000年中国制造业总产值已达到35000亿人民币，在世界制造业总产值中所占比重约为5%，成为世界第四大生产国，在国民经济中的比重也上升到38.2%。中国制造崛起的一个重要表象是生产能力迅速扩张。初步估计，我国已有上百种制造产品（涉及家电制造业、通讯设备、纺织、医药、机械设备、化工等10多个行业）的产量成为“世界第一”。来自海关的资料显示，2001年中国进出口总额占世界贸易总额的6%，其中出口产品中，工业制成品的比重19972001年平均达90%。,第一章 绪 论,2.打造2030年世界第一制造大国 针对“中国制造”和“世界制造”的现状，科技部中国科技发展战略研究小组提出，中国制造业
13、发展可实行三大战略和五项基本战略。三大战略为：第一步，力争2015年总产值成为世界第二大制造国，建成名副其实的“世界工厂”；第二步，2030年总产值成为世界第一制造大国；第三步，2050年在制造业的带动下，服务业高度发达，研发设计达到发达国家水平。,第一章 绪 论,3.中国制造”的差距 首先，表现在工业生产能耗、物耗高、环境污染严重。其次，制造业的劳动生产率低下，平均只相当于发达国家的1/151/20，我国大多数工业企业仍停留在劳动密集型、生产经营粗放的发展阶段。第三，工业产品质量差，中高技术含量低，缺乏市场竞争力。尤其是装备工业主要产品达到国际水平的不到5%，基础机械、大型成套设备比发达国家
14、差12个等级，综合技术水平落后20余年。重工业如钢产量世界第一，而优质钢仅占20%，每年需进口高附加值专用钢材1000多万吨。第四，企业RD（研究和开发）投入严重不足，技术创新活动十分薄弱。调查显示，我国2.4万家国有大中型企业中，近2/3没有研究开发机构。第五，科技创新成为“中国制造”发展的关键制约因素。大多数核心零部件和特殊材料严重依赖发达国家。尽管“中国制造”开始逐步崛起，但科技实力并没有显著提高，成为制约“中国制造”的关键因素。,一、本课程的主要内容 本课程的主要内容有：,第三节 本课程的内容、性质、特点及学习方法,金属切削过程的基础知识,金属切削过程的基本规律及其应用,金属切削机床与刀具,机械加工工艺规程的制定,第一章 绪 论,机床夹具设计原理,机械加工精度,机械加工表面质量,机械装配工艺,现代制造技术简介,二、本课程的性质,课程性质,学时,考核,其它教学环节,第一章 绪 论,第一章 绪 论,三、本课程的特点及学习方法 本课程的特点及学习方法可概括为以下几点：,综合性,实践性,灵活性,第一章小结,1.制造的概念 广义的制造、狭义的制造 2.制造技术 完成制造活动所需的一切手段的总和。3.制造系统 制造系统、制造过程中的“三流”4.机械制造业在国民经济中的地位 机械制造业在国民经济中的地位,
