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1、机械制造工程学MachineManufacturingEngineeringMachineManufacturingEngineering第一章绪论一.制造业的地位和作用；制造业的地位和作用；二.我国制造业的现状；我国制造业的现状；三.机械制造业的发展；机械制造业的发展；四.机械制造工程学的研究对象；机械制造工程学的研究对象；五.教材及主要参考书目；教材及主要参考书目；六.考核方式考核方式一、制造业的地位和作用制制造造业业是是指指对对采采掘掘的的自自然然物物质质资资源源和和工工农农生生产产的的原原材材料料进进行行加加工工和和再再加加工工，为为国国民民经经济济其其他他部部门门提提供供生生产产资资
2、料料，为为全全社社会会提提供供日日用用消消费费品品的的社社会会生产制造部门。生产制造部门。机机械械制制造造业业的的任任务务：“围围绕绕各各种种工工程程材材料料的的加加工工技技术术，研研究究其其工工艺艺并并设设计计和和制制造造各各种种工工艺艺装装备备，也为新兴的产业群提供从未有过的也为新兴的产业群提供从未有过的技术装备技术装备。”1.制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机 美国：美国：68%68%的财富来源于制造业；的财富来源于制造业；日本：日本：49%49%的国民生产总值（的国民生产总值（GNP GNP）来源于制造业；）来源于制造业；中 中国
3、国：2001 2001年 年制 制造 造业 业增 增加 加值 值：37613.1 37613.1亿 亿元 元占 占国 国民 民生 生产 产总 总值 值的 的 39.21%39.21%，占 占工 工业 业生 生产 产总 总值 值的 的 77.61%77.61%。上 上交 交税 税金 金4398.17 4398.17亿元，占国家税收总额的 亿元，占国家税收总额的30%30%和财政收入的 和财政收入的27%27%。过 过去 去50 50年 年的 的经 经济 济统 统计 计数 数据 据显 显示 示：我 我国 国制 制造 造业 业的 的工 工业 业增 增加值增长率高出国民生产总值增长率约 加值增长率高出
4、国民生产总值增长率约38 38个百分点。个百分点。一、制造业的地位和作用2.制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重要基石要基石3.制造业是吸纳劳动就业和扩大出口的关键产业制造业是吸纳劳动就业和扩大出口的关键产业2001 2001年 年我 我国 国制 制造 造业 业全 全部 部从 从业 业人 人员 员 8083 8083 万 万人 人，约 约占 占全 全国 国工 工业 业从 从业 业人 人员 员总 总数 数的 的 90.13%90.13%，全 全国 国全 全部 部从 从业 业人 人口 口的 的11.1%11.1%。2001 2001年 年我 我国 国
5、制 制造 造业 业出 出口 口创 创汇 汇2398 2398亿 亿元 元。占 占全 全国 国外 外贸 贸出口总额 出口总额90%90%。4.制造业是国家安全的重要保障制造业是国家安全的重要保障一、制造业的地位和作用制造技术支持着制造业的健康发展，先进的制造技术使一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。忽视制造技术的发展，就会导致国家经济的衰退。事例1半导体、晶体管是美国发明的，由此兴起的微电半导体、晶体管是美国发明的，由此兴起的微电子工业也可以说纯粹是美国的首创工业。然而在子工业也可以说纯粹是美国的首创工业。然而在70807080年代间不到十年的时间里，其半导体的市年代间不到十年的时间
6、里，其半导体的市场份额由场份额由60%60%降到了降到了40%40%，消费电子产品则几乎，消费电子产品则几乎全军覆没。电视机仅有全军覆没。电视机仅有15%15%的国内市场，其余全的国内市场，其余全部被日本占领。部被日本占领。事例2：汽车的大批大量生产方式出自美国，汽车工业也成为美国的最大工业。1955年：美国进口汽车仅占1%；1987年：美国进口汽车上升到31%；1989年：美国汽车世界市场占有率从75%下降到25%；事例3：在机床行业：美美国国：19801980年年NCNC机机床床自自给给率率80%80%，1981198719811987年年，机机床床企企业业从从14001400家家减减少少
7、到到500500家家，进进口口率率达达50%50%；日日本本：19881988年年机机床床产产值值居居世世界界首首位位，占占世世界界总总量量1/41/4；由此可以看出：经济的竞争归根结底是制造技术和制造能力的竞争没有发达的制造业就不可能有国家的真正繁荣与强大；国与国之间的竞争主要是制造业的竞争,一个没有制造能力的民族是没有希望的民族；高度发达的现代制造业是一个国家综合国力和国际竞争力的集中体现。-中科院院长：路甬祥院士各国相应制定本国振兴制造业和发展制造业的计划：美国在美国在9090年代初，首先提出了发展年代初，首先提出了发展“先进制造技先进制造技术术”（AMTAMT）。）。19941994年
8、被美国政府定为年被美国政府定为“先进技先进技术制造年术制造年”。日本：日本：“智能制造技术智能制造技术”德国：德国：“面向未来的生产面向未来的生产”英国：英国：“国家纳米计划国家纳米计划”韩国：韩国：“G-7G-7计划计划”欧共体：欧共体：“尤里卡计划尤里卡计划”20012001年年中中国国工工程程院院组组织织2525位位院院士士和和4040多多位位专专家家对对我我国国制制造造业业的的现现状状、作作用用、地地位位及及发发展展趋趋势势和和对策进行了调查研究，向国务院及有关部委提交了：对策进行了调查研究，向国务院及有关部委提交了：新世纪如何提高和发展我国制造业的研究报告新世纪如何提高和发展我国制造
9、业的研究报告二、我国制造业的现状：按按20012001年年统统计计，我我国国制制造造业业由由2929个个行行业业组组成成，主主要的可归为三类：要的可归为三类：轻工纺织制造业：占 轻工纺织制造业：占 30.58%30.58%资源（包括原材料和能源）加工工业：占 资源（包括原材料和能源）加工工业：占 33.93%33.93%机械电子制造业：占 机械电子制造业：占 34.16%34.16%。相 相对 对发 发达 达国 国家 家，我 我国 国机 机械 械电 电子 子制 制造 造所 所占 占比 比例 例偏 偏低 低。以 以1996 1996年 年为 为例 例：美 美国 国为 为 41.6%41.6%、日
10、 日本 本为 为 43.63%43.63%、德 德国 国为 为46.4%46.4%、法国为、法国为39.63%39.63%、英国为、英国为37.33%37.33%、韩国为、韩国为45.3%45.3%。二、我国制造业的现状：1.已建立了一个比较完整的工业体系，提供重大装已建立了一个比较完整的工业体系，提供重大装备的能力不断提高备的能力不断提高如 如：为 为上 上海 海磁 磁悬 悬浮 浮列 列车 车项 项目 目提 提供 供有 有8 8台 台数 数控 控落 落地 地镗 镗铣 铣床 床组 组成的轨道深加工自动线；成的轨道深加工自动线；年 年产 产1 1 2 2千 千万 万吨 吨级 级不 不同 同开 开
11、采 采工 工艺 艺的 的露 露天 天矿 矿采 采掘 掘和 和年 年产 产500 500万吨级井下矿采掘成套设备；万吨级井下矿采掘成套设备；葛 葛洲 洲坝 坝枢 枢纽 纽工 工程 程170 170兆 兆瓦 瓦、转 转轮 轮直 直径 径11.3 11.3米 米轴 轴流 流式 式水 水电 电机 机组 组；300 300兆 兆瓦 瓦核 核电 电站 站成 成套 套设 设备 备；500 500千 千伏 伏交 交流 流输 输变 变电 电成 成套 套设备；设备；水 水下 下机 机器 器人 人；激 激光 光照 照排 排设 设备 备；正 正负 负电 电子 子对 对撞 撞机 机；曙 曙光 光、银河、联想等巨型计算机
12、；银河、联想等巨型计算机；主 主战 战坦 坦克 克；新 新舟 舟60 60客 客机 机；飞 飞豹 豹轰 轰炸 炸机 机；神 神舟 舟号 号无 无人 人飞 飞船；核动力潜艇；两弹一星等。船；核动力潜艇；两弹一星等。二、我国制造业的现状：2.制造业总体生产规模已居世界第四位，众多制成制造业总体生产规模已居世界第四位，众多制成品产量已居世界前列品产量已居世界前列“制造大国但非制造强制造大国但非制造强国国”3.各具特色的制造业聚集地逐渐形成各具特色的制造业聚集地逐渐形成珠江三角洲、长江三角洲已成为全球重要的珠江三角洲、长江三角洲已成为全球重要的家电、电子及通信设备制造聚集地；家电、电子及通信设备制造聚
13、集地；东北重大成套设备制造聚集地、川陕国防装东北重大成套设备制造聚集地、川陕国防装备制造聚集地等正稳定地为国民经济和国防建设备制造聚集地等正稳定地为国民经济和国防建设发挥着不可或缺的作用。发挥着不可或缺的作用。4.我国目前处于工业化的中期。我国目前处于工业化的中期。二、我国制造业的现状：u存在的问题：存在的问题：1.总体规模仍然偏小，仅为美国的总体规模仍然偏小，仅为美国的1/51/5、日本的、日本的1/41/4。2.制造业的人均劳动生产率过低，仅为美国的制造业的人均劳动生产率过低，仅为美国的1/251/25、日本的日本的1/261/26、德国的、德国的1/201/20。3.制造业结构呈轻型化状
14、态，表现为机械电子制造所制造业结构呈轻型化状态，表现为机械电子制造所占比例偏低。装备制造能力尤为偏低。占比例偏低。装备制造能力尤为偏低。存在问题：4.4.技术创新能力和自主开发能力薄弱，突出表现为：技术创新能力和自主开发能力薄弱，突出表现为：机 机械 械产 产品 品技 技术 术来 来源 源的 的57%57%来 来自 自国 国外 外，绝 绝大 大多 多数 数电 电子 子及 及通 通信 信设备的核心技术依赖进口。设备的核心技术依赖进口。产 产品 品开 开发 发周 周期 期过 过长 长，企 企业 业对 对市 市场 场的 的快 快速 速反 反应 应能 能力 力差 差。我 我国 国机 机械 械新 新产
15、产品 品的 的平 平均 均开 开发 发周 周期 期为 为18 18个 个月 月，美 美国 国（1990 1990年 年）新产品设计周期 新产品设计周期3 3个星期 个星期，试制周期，试制周期3 3个月。个月。先 先进 进制 制造 造技 技术 术在 在国 国内 内尚 尚处 处于 于初 初级 级开 开发 发阶 阶段 段，普 普及 及率 率较 较低 低，与发达国家存在着阶段性差距。与发达国家存在着阶段性差距。5.5.低 低水 水平 平生 生产 产能 能力 力严 严重 重过 过剩 剩。据 据第 第三 三次 次全 全国 国工 工业 业普 普查 查，机 机械 械、电 电子 子、化 化工 工、轻 轻工 工、
16、冶 冶金 金等 等行 行业 业生 生产 产能 能力 力利 利用 用率 率分 分别 别为 为51.86%51.86%、54.45%54.45%、54.9%54.9%、46.09%46.09%和 和35.55%35.55%。中国是制造业大国-但不是制造业强国光纤制造设备的100%集成电路芯片制造设备的85%主要机械产品的技术来源57%依靠进口制造强国的主要标志具备强大的产品自主开发能力和技术创新能力，拥具备强大的产品自主开发能力和技术创新能力，拥有大批具有自主知识产权的重要产品和国际领先的重有大批具有自主知识产权的重要产品和国际领先的重要制造技术要制造技术,拥有众多国际知名品牌。拥有众多国际知名品
17、牌。拥有一批具有国际竞争力的制造企业，及强大的营拥有一批具有国际竞争力的制造企业，及强大的营销网络，拥有一批具有工程总承包能力的设计和工程销网络，拥有一批具有工程总承包能力的设计和工程公司。公司。拥有一支具有国际竞争力的工程技术经营管理和技拥有一支具有国际竞争力的工程技术经营管理和技术工人队伍，具有卓有成效的人才培训体系。术工人队伍，具有卓有成效的人才培训体系。形成具有国际先进水平的技术标准和法规体系，形成具有国际先进水平的技术标准和法规体系，并在一些重要领域引领国际标准的制定及全球应用。并在一些重要领域引领国际标准的制定及全球应用。形成若干在国际上知名，各具特色的制造业聚集形成若干在国际上知
18、名，各具特色的制造业聚集地或制造中心。地或制造中心。依托强大的装备制造业为基础，能够及时提供各依托强大的装备制造业为基础，能够及时提供各行业所必需的保证技术，要求具有国际竞争力的先行业所必需的保证技术，要求具有国际竞争力的先进装备。进装备。制造强国的主要标志中国制造世界制造加工车间研究 开发 订单 制造 销售 服务硅谷新竹东莞利润率25利润率15利润率5北京发展现代制造业的战略目标1.三年见成效三年见成效 从从2003200520032005年年，是是现现代代制制造造业业的的起起步步打打造造阶阶段段，产业基地建设将初见成效。产业基地建设将初见成效。2.五到八年翻一番五到八年翻一番 200620
19、06年至年至20102010年，现代制造业进入总量扩张阶段，年，现代制造业进入总量扩张阶段，成为首都经济新的支柱，工业总产值实现翻番。成为首都经济新的支柱，工业总产值实现翻番。3.十五至二十年创一流十五至二十年创一流20112011年至年至20202020年，年，现代制造业进入质量提升阶段，现代制造业进入质量提升阶段，成为全国重要制造基地之一，高技术制造业要跻身成为全国重要制造基地之一，高技术制造业要跻身世界一流。世界一流。“四大产业基地”发展目标1.北京汽车工业基地：北京汽车工业基地：“一个基地、三个板块一个基地、三个板块”的发展格局。的发展格局。即即：构构建建以以顺顺义义汽汽车车城城为为中
20、中心心，包包括括昌昌平平、怀怀柔柔部部分分地地区区的的汽汽车车生生产产基基地地。形形成成以以现现代代汽汽车车为为代代表表的的轿轿车车板板块块、切切诺诺基基为为代代表表的的运运动动休休闲闲车车板块、福田汽车为代表的商用车板块。板块、福田汽车为代表的商用车板块。用用55至至88年年的的时时间间使使北北京京成成为为中中国国最最大大的的汽汽车车生产基地之一。生产基地之一。保保持持年年递递增增15%15%，到到20052005年年达达到到年年产产4848万万辆辆的的规规模模，实实现现产产值值400400亿亿元元；到到20102010年年达达到到年年产产6767万辆的规模，实现产值万辆的规模，实现产值55
21、0550亿元。亿元。“四大产业基地”发展目标2.北方微电子产业基地：北方微电子产业基地：在在北北京京经经济济开开发发区区、八八大大处处高高科科技技园园区区和和林林河河工工业业开开发发区区的的基基础础上上，建建设设国国家家集集成成电电路路研研发发中中心心。使使微微电电子子产产业业基基地地总总体体技技术术水水平平继继续续在在国国内居领先地位。内居领先地位。保保持持年年递递增增30%30%，到到20052005年年实实现现产产值值260260亿亿元元；到到20102010年实现产值年实现产值10001000亿元。亿元。“四大产业基地”发展目标3.光机电一体化产业基地：光机电一体化产业基地：“一个基地
22、、四个园区一个基地、四个园区”的发展模式。的发展模式。即即：形形成成通通州州光光机机电电产产业业基基地地和和北北京京技技术术开开发区、电子城科技园、丰台科技园和昌平科技园。发区、电子城科技园、丰台科技园和昌平科技园。用用55至至88年年的的时时间间建建成成现现代代化化的的北北方方综综合合基基地地，成成为为我我国国光光机机电电一一体体化化产产业业设设计计和和总总成成技技术术的的制制造中心。造中心。保保持持年年递递增增20%20%，到到20052005年年实实现现产产值值320320亿亿元元；到到20102010年实现产值年实现产值800800亿元。亿元。“四大产业基地”发展目标4.生物工程和新医
23、药产业基地：生物工程和新医药产业基地：发发展展以以中中关关村村生生命命科科学学园园为为核核心心的的科科技技创创新新区区域域，使使其其发发展展成成为为生生物物工工程程和和新新医医药药产产业业的的创创新新基基地地。以以北北京京经经济济开开发发区区为为核核心心，包包括括大大兴兴、通通州州区区域域，使使其其成成为为生生物物工工程程和和新新医医药药的的产产业业化化基地。基地。保保持持年年递递增增30%30%，到到20052005年年实实现现产产值值230230亿亿元元；到到20102010年实现产值年实现产值460460亿元。亿元。三、机械制造业的发展1.机械制造工艺方法进一步完善与开拓；如：激光加工、
24、电加工、射流加工、快速原型制造技术等先进的加工方法都在不断的完善与发展。水射流加工：压力可达：1001000MPa，流量：0.525l/min，水流速:500900m/s切割180mm钢板，切口公差:：0.060.25mm，切口仅：0.015mm三、机械制造业的发展1.机械制造工艺方法进一步完善与开拓；2.加工技术向高精度发展;预测：预测：2121世纪初世纪初(前前3030年年)，普通加工：普通加工：1m1m精密加工：精密加工：0.01m0.01m超精密加工：超精密加工：0.001m0.001m21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进三、机械制造业的发展三、机械制造业的发展3.加工技术向
25、高度自动化方向发展；随着计算机技术的发展，相继出现CNC机床、柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)、计算机集成制造 系 统 CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)。源于古希腊的阿基米德螺旋泵源于古希腊的阿基米德螺旋泵(B.C287(B.C287212212）1100 1100年苏颂主持制造的水运仪象台。由水力驱动力，代表了 年苏颂主持制造的水运仪象台。由水力驱动力，代表了当时机械制造的先进水平，是当时世界上先进的天文钟 当时机械制造的先进水平，是当时世界上先进的天文钟现代纺纱机卡特赖特纺纱机（17
26、85）珍妮纺纱机（1764）1797年莫兹利制造的第一台螺纹切削车床四、本课程的研究对象 机机械械制制造造工工程程学学是是以以机机械械制制造造中中的的工工艺艺问问题题为为研研究究对对象象的的一一门门应应用用性性制制造造技技术术学学科科。主主要要研研究究各各种种机机械械的的制制造造过过程程和和方方法法。主主要要的的研研究究范范围围是是零零件件的的机机械械加加工工和和产品的产品的装配装配两部分。两部分。现现代代制制造造追追求求的的目目标标：“高高质质量量、高高效率、低成本和自动化效率、低成本和自动化”事例1事例1在滚齿机上用齿轮滚刀加工蜗轮 事例2事例3实现零件的加工应考虑的问题毛坯通过什么样的工
27、艺路线加工成合格零件选择什么样的机床和工艺装备使用什么样的刀具工件的装夹方法如何检测加工表面质量，包括精度和加工表面状态需要研究切削加工机理和切削加工过程中的现象需要考虑机器的装配方法 制造工艺 制造工艺 机床工作原理 机床工作原理 刀具的设计与制造 刀具的设计与制造 定位原理 定位原理 装配工艺 装配工艺 优化加工过程 优化加工过程 加工精度及表面质量 加工精度及表面质量课程的特点1.实践性强；实践性强；2.内容广泛；内容广泛；3.灵活多变；灵活多变；具体学习内容：总学时具体学习内容：总学时5656学时，包括：学时，包括：金金属属切切削削加加工工的的基基础础知知识识1010学学时时；金金属属
28、切切削削机机床床及及刀刀具具88学学时时；工工艺艺规规程程的的制制订订1212学学时时；机机械械加加工工精精度度66学学时时；表表面面质质量量44学学时时；装装配配工工艺艺66学学时时；工工装装设设计计88学学时时；现现代代制制造造技技术简介术简介22学时。学时。五、教材及主要参考书目机械制造技术基础机械制造技术基础韩秋实主编，机械工业出韩秋实主编，机械工业出版社。版社。机械制造工程原理机械制造工程原理冯之敬主编，清华大学出冯之敬主编，清华大学出版社。版社。机械制造工艺学机械制造工艺学王启平主编，哈尔滨工业大王启平主编，哈尔滨工业大学出版社。学出版社。机械制造工艺学机械制造工艺学上册，王先逵主编，清华大上册，王先逵主编，清华大学出版社。学出版社。机械制造技术基础机械制造技术基础张福润主编，华中理工大张福润主编，华中理工大学出版社。学出版社。六、考核方式：统一的期末考试统一的期末考试70%70%平时成绩平时成绩(实验、作业、出勤实验、作业、出勤)30%)30%谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH