机械制造基础第3版 宋昭祥绪论

现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,制造工程技术实践绪论 教学要点： 1.制造系统与集成（基本概念） 2.现代化制造（基本概念） 3.工程训练内容（基本要求）,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,第一节 工业系统、机械制造系统与集成概述 一、工业系统 工业本身就是一个系统，可分为上游产业、中游产业和下游产业，各部门之间存在着千丝万缕的联系，各自和整体又有着特定的发展规律性。 （一）工业系统分类 1. 基础工业部门 能源、冶金、化学 2. 核心工业部门 机械、汽车、电子、信息 3. 应用工业部门 轻工业、建筑,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,图0-1 主要能源及其转化和应用,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,二、机械制造系统的概念 制造业是将制造资源(物料、能源、设备工具、资金、技术、信息和人力等)，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。它涉及到国民经济的各个部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。 制造系统是制造过程及其所涉及的硬件(物料、设备、工具和能源等)、软件(包括制造理论、制造工艺和制造信息等)和人员组成的一个将制造资源转变为产品 (含半成品) 的有机整体。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,图0-2 械制造系统的组成,机械制造系统是一种典型的、具体的制造系统。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,机械制造系统由机床、夹具、刀具、被加工工件、操作人员和加工工艺等组成。机械制造系统输入的是制造资源(毛坯或半成品、能源和劳动力)，经过机械加工过程制成产品或零件输出。图0-4为机械制造系统各个组成部分之间的关系图。 “三流”分别表示： 1) 物料流 2)信息流 3)能量流,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,图0-4 机械制造系统组成图,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,三、集成思想 1集成的基本要求 集成的最终目的是将组成新系统的各子系统有机协调地工作，以发挥整体效益，达到整体优化，这种集成也称为系统集成。当然每个分系统内部的集成也是一种小范围、小规模的集成，但它是系统集成的基础，二者相互联系。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,从制造企业的角度来看，要实现集成必须满足以下的基本要求： 1)包括数控机床、自动化小车在内的各种加工设备,以及计算机等通信设备在内的部分或全部的硬件资源。 2)包括系统软件、工具软件及应用软件在内的软件资源。 3)在软硬件及网络的基础上，建立一个良好的企业信息模型，做到信息共享。 4)企业各职能部门必须协调一致，使企业管理、技术和生产的三个主要职能紧密联系。 5)强调集成过程中人的地位和作用。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,2集成的方式 集成的方式有硬件集成、软件集成，数据和信息集成，管理、技术和生产等功能集成，以及人和组织机构的集成。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,第二节 现代化制造的基本概念 1、自动控制的基本概念 自动控制是指在没有人直接参与的情况下，采用自动化控制装置使生产或其他过程按照一定的工作程序自动进行。自动控制系统由控制装置和被控对象两大部分组成，并且在二者之间有信息传递。控制装置一般由比较器、控制器和接口几部分组成。被控对象通常由控制装置所控制的生产设备或生产过程。描述被控对象某一特征的量称为被控变量。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,图0-5 典型自动控制系统原理图,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,2、数控系统的概念 在图0-5中，以计算机或可编程序控制器来代替比较器和控制器，就组成了数控系统。在控制系统中引进计算机，可以充分利用其运算、逻辑判断和记亿等功能，以提高控制系统的能力。 CNC系统除了具备功能强大的硬件以外，还可配备功能强大的软件。应用软件的变更远比硬件变更方便，因此，CNC系统具有较强的适用性。随着计算机性能的不断增强，CNC系统可以同时控制十几个乃至几十个轴，从而使具有多轴的成形设备得以实现数控。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,3、自动控制的类型 按控制方式分类，主要是根据对被控对象有无反馈控制来确定。 开环控制系统 半闭环控制系统 闭环控制系统,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,4、数控技术 用数字化信号对机器的运动进行控制的一种自动控制技术称为数字控制技术,简称数控技术。 5、数控机床 是用数控装置或电子计算机进行程序控制的一种高性能的自动化机床。 6、数控加工技术 应用装备了数控系统的加工设备进行加工的技术即为数控加工技术,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,7、CAD/CAM技术 计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM），是指以计算机为主要技术手段来生成和处理产品设计、制造全过程的各种数字信息和图形信息，包括设计、制造中的数值计算、设计分析、绘图，工程数据库的管理、工艺设计、加工仿真等各个方面。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,8、计算机辅助工艺规程设计（CAPP） 目的是为了加工制造，而工艺设计是为产品加工制造提供指导性的文件。CAPP是CAD与CAM的中间环节。CAD数据库信息只有经过CAPP系统才能变成CAM的加工信息。CAPP系统应当根据建模后产生的产品信息及制造要求，自动计算出加工该产品所采用的加工方案、加工步骤、加工设备及加工参数。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,9、模拟技术 如同一切技术学科一样，材料成型学科的发展逐步由“定性”走向“定量”，由“经验”走向“科学”，在这一转变过程中应用基础研究起着关键性的作用.特别值得提到的是，利用计算机进行的模拟技术的发展，使材料成型学科由过去那种依赖于“试验”和“经验”的状态，开始进入“定量分析”阶段。 模拟技术包括数值模拟、物理模拟和专家系统。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,10、现代化制造的概念 传统的制造概念是一种视野狭小的观念，它只着眼于车间水平的生产活动。现代的制造概念是一种视野广阔的观念，它不仅重视将原材料(包括元器件)转变为产品的各种工艺过程及其设备，而且也非常重视市场分析、产品设计，以及原材料与元器件的产地、质量、供应状况等前期环节，同样也非常重视产品运输、销售、售后服务，以及收集用户意见等后期环节，并将上述所有环节及其相关部门，组成一个信息共享、密切配合的系统(见图0-6)。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,图0-6 现代化的制造的概念,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,计算机集成制造系统（CIMS），它是一种组织、管理与运行企业生产管理的新哲理.它借助计算机软硬件，综合运用现代管理技术、制造技术、信息及自动化技术，系统工程技术，将企业全部生产过程中有关人、技术、经营管理三要素及其信息流与物流有机地集成并优化运行，以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得市场竞争。计算机集成制造系统才真正体现了现代化制造的概念，它是现代化制造的一种标志，是现代化制造发展的方向。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,集成制造（影音文件）,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,第三节 工程素质训练的目的内容与方法 一、基本工程素质的概念 基本工程素质包括工程实践能力与工程意识。工程实践能力包括对事物敏锐的观察能力、分析能力和创新能力，敢于接触实际，提出问题和解决问题的能力，处理工程实际问题时所需要的协调能力，以及对机电设备的操作能力（动手能力）等方面，这是培养高层次思维能力的感性基础。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,工程意识包括： 1）健康意识 2）质量意识（质量第一）； 3）安全意识（安全第一）； 4）群体意识； 5）市场意识； 6）经济意识； 7）管理意识； 8）社会意识； 9）环保意识； 10）法律意识,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,二、现代工程素质训练教程的教学目的 1通过对机械制造一般过程的学习和实践，对典型工业产品的结构、设计、制造及过程管理有一个基本的、完整的体验和认识。 2了解机械零件的常用加工方法，设备拆、装工艺及工艺技术，拓宽学生的工程知识背景。 3初步掌握机械设备的操作技能。 4熟悉工业企业中的一些检测技术和方法。 5培养劳动观点、创新精神和理论联系实际的科学作风，初步建立市场、信息、质量、成本、效益、安全.、群体和环保等工程意识。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,三、现代工程素质训练教程的教学内容。 （一）机械制造技术与装配技术 包括工程材料、热加工工艺基础、机械加工工艺和装配工艺。主要介绍：1）常用工程材料的种类、组织、性能、改性方法和工程材料的别选用；2）各种主要加工方法的基本原理、工艺特点与应用；3）冷热加工常用的设备、工具、刀具、附件、工作原理及大致结构；4）零件结构工艺性；5）机械的拆卸、装配与调试；6）机械制造中新概念、新技术、新工艺、新发展。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,（二）现代制造业中普遍应用的技术 包括控制技术、电子技术、电工技术、信息技术、网络技术。 主要介绍：1）液压、气压、电子的常用元器件，低压电器的性能和选用;2）常用的简单液压、气动的回路，电工电子电路的设计、制作;3）步进电机、单片机、PLC、PC机、传感器等新型仪器的功能和用途，以及如何用这些新技术去实现控制功能;4）信息、网络技术中的基本概念及使用。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,（三）现代企业管理技术 主要包括现代企业中的生产管理、安全技术及管理、设备管理、技术标准及质量管理、项目管理及投标、环境保护、产品成本核算、产品开发及销售等内容。 （四）制造业中常用的控制检测技术 主要包括：1）电工电子仪器仪表的使用；2）常用的无损检测方法的使用；3）材料的力学性能测试和金相组织分析；4）长度量具的使用；5）常用化学元素分析的方法。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,四、教学和学习的方法 本课程以实践教学为主，安排独立操作，对综合性、通识性的内容安排专题集中讲授，充分运用现场教学、参观、多媒体教学、电化教学、讨论、报告等多种方式和手段有机地结合。,现代制造工程技术实践（第二版）绪论 ,