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机械制造基础机械制造基础机械制造基础机械制造基础FundamentalsofMechanicalFundamentalsofMechanicalManufacturingManufacturingManufacturingManufacturing教师：李端玲教师：李端玲lidli@126lidli@126liduanling@126.comliduanling@126.com北京邮电大学自动化学院机械制造基础绪绪论论绪绪论论IntroductionIntroductionzz机械制造机械制造的地位与任务的地位与任务zz机械制造机械制造的地位与任务的地位与任务zz基本概念基本概念技术和经济的关系技术和经济的关系zz技术和经济的关系技术和经济的关系zz机械制造技术的发展机械制造技术的发展zz机械制造技术的发展机械制造技术的发展zz课程的性质和任务课程的性质和任务机械制造基础一、机械制造一、机械制造的任务和地位的任务和地位1.11.1机械制造在学科中的任务、地位机械制造在学科中的任务、地位一、机械制造一、机械制造的任务和地位的任务和地位机械工程科学是研究机械产品(或系统)的性能、设计和制造的基础理论和技术的科学设计和制造的基础理论和技术的科学。机械系统从构思到实现要经历设计和制造两大不同性质的阶段。按照经历阶段的不同，机械工程科学可分成两大学科：机械设计及理论和机机械设计及理机械制造。机械制造基础1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位全国普通高等学校本科专业目录(本目录由教育部2004年颁布）1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位教育部关于印发《普通高等学校本科专业目录（１９９８年颁布）》、《普通高等学校本科专业设置规定（１９９８年颁布）》等文件的通知(8)(本目录由教育部2004年颁布）机械类机械设计制造及其自动化材料成型及控制工程规定（１９９８年颁布）》等文件的通知(8)0803机械类080301机械设计制造及其自动化080301机械制造工艺与设备材料成型及控制工程工业设计过程装备与控制工程机械工程及自动化080301机械制造工艺与设备080306机械设计及制造（部分）080309汽车与拖拉机080310机车车辆工程流体传动及控制部分）车辆工程机械电子工程汽车服务工程制造自动化与测控技术080312流体传动及控制（部分）080314真空技术及设备080315机械电子工程080317设备工程与管理制造自动化与测控技术微机电系统工程制造工程交通运输类080317设备工程与管理081502林业与木工机械080302材料成型及控制工程080204金属材料与热处理（部分）热加工工艺及设备交通运输…物流工程仪仪表类080302热加工工艺及设备080303铸造（部分）080304塑性成形工艺及设备080305焊接工艺及设备（部分）仪器仪表类测控技术与仪器080305焊接工艺及设备（部分）080303工业设计（注：可授工学或文学学士学位）080316工业设计080304过程装备与控制工程080307化工设备与机械机械制造基础1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》(1997年颁布)本目录与原目录相比，有如下变化∶增加了管理学学科门类，授予学位的学科门类增加到12个；一级学科由原来的72个增加到89个，二级学科(学科专业)1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位门类增加到12个；级学科由原来的72个增加到89个，二级学科(学科、专业)由原来的654种调整为386种。工学，32个一级学科，113种学科、专业；08工学08工学0801力学（可授工学、理学学位）080101一般力学与力学基础080102固体力学080102固体力学080103流体力学080104工程力学0802机械工程机械程080201机械制造及其自动化080202机械电子工程080203机械设计及理论080204车辆工程0803光学工程0804仪器科学与技术080401精密仪器及机械080402测试计量技术及仪器机械制造基础1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位机械设计及理论是对机械进行功能综合并定量描述以及控制其性能的基础技术科学它的主要任1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位描述以及控制其性能的基础技术科学。它的主要任务是把各种知识、信息注入设计，加工成机械制造系统能接受的信息并输入机械制造系统系统能接受的信息并输入机械制造系统。机械学包括机构学、机械振动学、机械结构强度学摩擦学机械设计学传动机械学和机器人度学、摩擦学、机械设计学、传动机械学和机器人机械学。机械制造过程是将设计输出的指令和信息输入机械制造系统，加工出合乎设计要求的产品的过程，机械制造是研究机械制造系统机械制造过程和制机械制造是研究机械制造系统、机械制造过程和制造手段的工程科学。它包括机械制造冷加工学和机械制造热加工学两大部分械制造热加工学两大部分。机械制造基础1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位机械制造基础1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位1.11.1、机械制造、机械制造的任务、地位的任务、地位（1）、物料流（物流）：物料在机械制造系统中的运动的运动。制造系统的目的是将材料加工并装配成最终产品。所以，制造系统的一切活动都与物流有关,或者说是为物流服务的。物料供应者供应物料,再经过储存、搬运,然后在工作场地经过加工成为零件,零件的存储和搬运经过装配成为成品,成品在仓库储存,经过流通领域成为商品来到搬过装配成为成品,成品在库储存,过流领域成为商品来到消费者手中。从中我们可以看出,物流系统由3个子系统组成:一是从物料供应商处采购原材料和部分成品、半成品的物料供应系统;二是发生在制造企业内部的物料搬运系统;三是将成品送往消费者手中的成品运在制造企业内部的物料搬运系统;三是将成品送往消费者手中的成品运送系统,另外还有产品用后回收处理。（2）、信息流：信息在机械制造系统中的作用过程。（3）、能量流：机械加工过程中的能量运动。能量流机械加程中的能量动机械制造基础1.21.2制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位¾¾国民经济的支柱产业国民经济的支柱产业，，国民经济总收入的国民经济总收入的60%以上来自以上来自制造业制造业，，世界发达国家无不具有强大的制造业世界发达国家无不具有强大的制造业。。制造业制造业，，世界发达国家无不具有强大的制造业世界发达国家无不具有强大的制造业。。¾¾美国：约美国：约11//44人口直接从事制造业人口直接从事制造业，，其余人口中又有约半其余人口中又有约半数人所做工作与制造业有关数人所做工作与制造业有关数人所做工作与制造业有关数人所做工作与制造业有关。。¾¾机械制造业是制造业的基础机械制造业是制造业的基础,,是重中之重是重中之重。。¾¾日本由于重视制造业日本由于重视制造业，，二次大战后二次大战后3030年时间年时间，，发展成为发展成为世界经济大国世界经济大国。。¾¾与此相反与此相反，，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展发展，，结果导致经济衰退结果导致经济衰退，，竞争力下降竞争力下降，，出现在家电出现在家电、、汽汽车等行业不敌日本的局面车等行业不敌日本的局面。。直至上世纪直至上世纪8080年代初年代初，，美国才美国才开始清醒开始清醒，，重新关注制造业的发展重新关注制造业的发展，，至至19941994年年美国汽车产美国汽车产量重新超过日本量重新超过日本（（录像地位与作用部分录像地位与作用部分77ii））量重新超过日本量重新超过日本。。（（录像：地位与作用部分录像：地位与作用部分77minmin））机械制造基础1.2.21.2.2制造业在国民经济中的地位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在世界市场所占份额1963年1963年1983年1983年图1-9美日两国汽车产量变化机械制造基础1.21.2制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位机械制造基础1.21.2制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位机械制造基础1.21.2制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位（录像：地位与作用部分（录像：地位与作用部分7min7min））机械制造基础2121生产与制造生产与制造二、基本概念二、基本概念2.12.1生产与制造生产与制造制造制造————广义和狭义的机械制造广义和狭义的机械制造¾¾CIRP(CIRP(国际生产工程研究学会)定义定义：制造包括制造企业的：制造包括制造企业的产品设计产品设计、、材料选择材料选择、、制造生产制造生产、、质量保证质量保证、、管理和管理和¾¾狭义理解：生产过程从原材料狭义理解：生产过程从原材料→→成品直接起作用的成品直接起作用的营销一系列有内在联系的运作和活动营销一系列有内在联系的运作和活动。。原原成用成用那部分工作内容那部分工作内容，，包括毛坯制造包括毛坯制造、、零件加工零件加工、、产品装产品装配配、、检验检验、、包装等具体操作包装等具体操作（（物质流物质流））。。制造业制造业¾¾广义理解：广义理解：制造制造==生产生产¾¾将制造资源通过制造过程，转化为可供人们使用或利将制造资源通过制造过程，转化为可供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业用的工业品或生活消费品的行业制造业制造业用的工业品，或生活消费品的行业。用的工业品，或生活消费品的行业。机械制造基础生产与制造生产与制造第产业第产业第三产业表1-1第一、二、三产业的划分第一产业农业林业第二产业航天航空纺织服装第三产业银行、金融服务、保险通讯资讯林业渔业畜牧业矿业纺织、服装汽车、装备、重型机械冶金、钢铁、金属制品食品饮料通讯、资讯教育、医疗、保健娱乐、旅馆、餐饮、旅游政府矿业采石业石油业食品、饮料化工、石油精炼计算机、半导体、电器建筑建材政府法律机构房地产修与维护建筑、建材日用消费品玻璃、陶瓷、造纸修理与维护商业（零售、批发）交通、运输制药橡胶、塑料制品能源、电力15能源、电力出版机械制造基础2121生产与制造生产与制造1.21.2制造与制造技术制造与制造技术生产定义生产定义从系统的观点生产可以定义为将生产要素转变成生产财2.12.1生产与制造生产与制造从系统的观点，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，见图1-1。转变效率生产率=输出/输入输入输出+生产过程效益转变效率：生产率=输出/输入-生产过程效益生产财富有形（产品）生产要素生产对象（原材料Material）有形（产品）无形（服务）生产对象（原材料Material）生产资料（直接、间接Machine）资金（M）资金劳动力信息（知识技能情报）（Money）（Man）（Message）图1-1生产的定义信息（知识、技能、情报…）（Message）机械制造基础2.22.2制造系统制造系统11））连续型连续型22））离散型离散型33））混合型混合型生产类型生产类型11））连续型连续型、、22））离散型离散型、、33））混合型混合型制造可以理解为离散型生产制造可以理解为离散型生产即制造也是一个输入输出系统即制造也是一个输入输出系统。。制造过程及所涉及的硬件制造过程及所涉及的硬件软件和人员软件和人员————制造过程及所涉及的硬件制造过程及所涉及的硬件、、软件和人员软件和人员组成的将制造资源转变为产品的有机整体组成的将制造资源转变为产品的有机整体。。机械制造基础2.22.2制造系统制造系统系统的概念系统的概念系统概念来自整体最优化系统概念来自整体最优化。。即人们越来越即人们越来越追求机械产品的优质追求机械产品的优质高产高产低消耗低消耗也即生也即生追求机械产品的优质追求机械产品的优质、、高产高产、、低消耗低消耗，，也即生也即生产系统的整体最隹效果产系统的整体最隹效果。。而且机械制造系统完而