東南大學機械工程學院黃衛機械制造工程學機械零件怎樣加工？加工工藝？機床？刀具？裝夾？精度？裝配？加工質量？機械零件的成形原理按照零件由原材料或毛坯制造成零件的過程中質量m的變化，可分為三種成形原理：材料成形工藝（?m=0）材料去除工藝（?m<0）材料累積工藝（?m>0）機械加工工藝方法材料成形工藝——貫通流程，質量不變工藝

鑄造：將液態金屬澆注到型腔中獲得毛坯

類型：砂型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、熔模鑄造

特點：形態復雜、適應性廣、成本低鍛壓：金屬壓力加工鍛造（對加熱后的金屬施加外力，產生塑性變形）：自由鍛、模鍛、胎模鍛、軋制、擠壓。特點：力學性能高

板料沖壓（將板料沖壓成制品，冷沖壓）：沖裁、彎曲、拉深、成形。特點：高生產率、高精度粉末冶金：以金屬、非金屬粉末，經模具壓制、燒結等工藝制成制品特點：材料利用率高、生產率高、精度高材料去除工藝——發散流程，質量減少工藝

切削加工：刀具切除工件毛坯上多余的金屬

類型：車削、銑削、刨削、鉆削、拉削、鏜削

特點：常規機械加工方法磨削加工：砂輪磨去工件上多余的金屬類型：內外圓磨削、平面磨削、成形磨削特點：加工精度高、表面質量好、可加工淬硬表面特種加工：利用電能、熱能、化學能、光能、聲能等去除工件材料類型：電火花加工、電解加工、激光加工、超聲加工、水噴射加工、電子束加工、離子束加工特點：以柔克剛材料累積工藝——收斂流程，質量增加工藝

連接與裝配

不可卸連接：焊接、粘接、鉚接、過盈配合

裝配方法：螺紋連接、銷連接電鑄電鍍加工原理：電鍍液中的金屬正離子在電場的作用下，逐漸鍍復沉積到陰極上去，形成一定厚度的金屬層特種加工方法快速成型：以微元迭加逐漸累積生成零件類型：LOM迭層法、SL光固化法、SLS燒結法、FDM熔融沉積法先進制造技術本課程主要內容第1章機械制造概論第2章金屬切削加工基礎第3章金屬切削常用刀具第4章典型機床第5章其他類型常用機床第6章機械加工工藝規程編制第7章機械加工質量第8章機械裝配工藝基礎第9章典型零件的加工實例第10章機床夾具的設計原理教材趙敖生.材料成形及機械制造技術基礎.華中科技大學出版社,2015參考教材約瑟夫·迪林格.機械制造工程基礎.歐羅巴教材出版社,2007李偉，譚豫之.機械制造工程學.機械工業出版社,2014郭蘭申，王陽.機械制造工程學.化學工業出版社,2015課件下載huangwei_sj_ppt@126.com密碼：huangwei課后答疑方式課間討論（教室或教員休息室）電話、短信或飛信17312301082）電子郵件（huangwei.st@163.com）QQ（365403409）微信（huangwei_seu）第1章機械制造概論1.1機械制造及其生產結構1.2機械制造技術的發展及其特點原始制造：石器時代、銅器時代、鐵器時代近代制造：用機器代替手工，從作坊形成工廠現代制造：從單件生產方式發展到大量生產方式先進制造：制造的柔性化、系統化、智能化、網絡化1.1機械制造及其生產結構一、關于制造原始制造：石器時代、銅器時代、鐵器時代手工作坊機械工廠近代制造：用機器代替手工，從作坊形成工廠單件小批大量生產現代制造：從單件生產方式發展到大量生產方式銷售部門生產控制工程技術部門財務和人事部客戶服務中心加工工廠供應商鑄造工廠分包商分包商商店分銷商銷售部客戶先進制造：制造的柔性化、系統化、智能化、網絡化二、制造的定義與內涵

包括制造企業的產品設計、材料選擇、規劃、制造的生產、質量保證、管理和營銷的一系列有內在聯系的活動與動作/作業。1983年，國際生產工程學會（CIRP）1998年，美國國家研究委員會（NRC）

創造、開發、支持和提供產品與服務所需要的過程與組織實體。

產品的設計與開發、產品規劃、銷售與服務，以及實現這些功能所應用的技術、流程/過程以及人與技術結合的途徑等。1999年，美國麻省理工學院（MIT）2002年，美國生產與庫存控制學會（APICS）

包括設計、物料選擇、規劃、生產、質量保證、管理和對離散顧客與耐用貨物營銷的一系列相互關聯的活動和動作/作業。技術層面定義經濟層面定義制造的重要性技術角度：制造是科學技術成為可能的基礎經濟角度：制造是國家和民族創造財富的重要工具歷史角度：制造對人類文明的發展具有極為重要的影響制造業第一產業、第二產業、第三產業機械制造業是國民經濟的基礎和支柱是向其他各部門提供工具儀器和各種機械設備的技術裝備部機械制造業的水平體現了國家的綜合實力和國際競爭三、制造的要素參數模型法：建立成本與產品關鍵參數的關系，通過回歸分析歷史數據獲得成本估計方程（CER）。相似模型法：通過相似零件的成本進行成本估計。詳細模型法：在任務和作業層次上通過估計工時和工時費率、材料用量和材料價格計算直接成本，再通過某種分配方式估計間接成本。

時間屬性通常表達為一個產品能以多快時間的速度生產出來，所以又稱生產率產品柔性操作柔性能力柔性

按照ISO9000標準定義，產品的質量是顧客對產品和服務的滿意程度。定量定義質量很重要，但定義很難。1、小制造 四、制造過程小制造概念：傳統的機械制造，重點是加工與裝配。小制造過程：通過機械與工具將原材料轉變成有用產品的過程。小制造強調：工藝過程。2、大制造 大制造概念：在產品生命周期中，從供應市場到需求市場整個供需鏈中的所有活動。大制造過程：將制造資源（包括制造信息、原材料、能源等）轉變為可用產品并保證其正常使用的過程。大制造強調：產品的整個生命周期過程。3、現代制造過程五、現代制造技術現代設計技術

現代制造工藝技術

制造自動化技術

現代管理技術

現代制造系統計算機輔助設計（CAD—ComputerAidedDesign）將人與計算機結合，取各自所長。在交互方式下組成一個高效的工作組（設計工作組designteam）2DCAD3DCADWireframeModelingSurfaceModelingSolidModelingParametricModelingFeatureModelingHybridModeling計算機輔助制造（CAM—ComputerAidedManufacturing）廣義CAM——包含了整個生產自動化過程、計算機輔助設計制造編程、物料處理與控制、作業計劃和生產監控等狹義CAM——僅指應用CAM技術進行數控程序的生成、數控代碼經通訊接口傳輸到數控機床，進行數控加工NumericalControl(NC)

AutomaticProgrammingTool(APT)

ComputerNumericalControl(CNC)

Direct/DistributedNumericalControl(DNC)

ComputerAidedManufacturing(CAM)CAD/CAM集成CAD/CAM集成系統模式CAD/CAM集成系統的總體結構CAD/CAM集成系統軟件1、剛性制造模式（RigidManufacturing）六、現代制造模式流水生產線或自動生產線，適用于大批量、少品種產品2、柔性制造模式（FiexibleManufacturing）典型的柔性制造系統裝卸站AGVCNC加工中心切屑自動處理站零件清洗站檢測站中央控制計算機AGV維修站包裝站手工檢驗站3、計算機集成制造模式（ComputerIntegratedManufacturing）計算機集成制造系統（ComputerIntegratedManufacturingSystem）是通過計算機、網絡、數據庫等軟硬件將企業的產品設計、加工制造經營管理等方面的所有活動集成起來，使企業的產品質量在幅度提高，縮短產品開發和生產周期，提高生產效率，降低生產成本。CIMS的基本思想是企業的各種經營活動是不可分割的，整個生產制造過程是信息采集、傳遞和加工處理的過程。CIMS在功能上包含了整個工廠從市場需求分析、生產經營決策、產品設計、加工制造、質量管理、經營銷售到售后服務的全部活動。CIMS不是將工廠各個自動化環節及其網絡簡單相加，而是對企業生產的信息、物料、設備及人員進行有機的集成。

隨著CIMS的實踐與應用，人們對CIMS的體系結構及目標的認識也在不斷變化20世紀80年代CIMS的功能體系結構是以制造數據庫為中心，信息管理、工程設計、工廠生產和制造工程等功能部分圍繞在數據庫之外，CIMS的實施是“數據驅動”。20世紀90年代CIMS的功能體系結構則是以用戶為核心，企業的各種生產經營活動和企業資源的合理調配均以滿足用戶不斷增長的需求為目標，贏得用戶即贏得市場，贏得競爭的勝利，因此這一時期的CIMS實施是“需求驅動”。工程設計分析分系統此分系統集成了CAD/CAE/CAPP/CAM，可進行產品建模、集成工程分析（優化設計或有限元分析）、工藝分析與設計、數控加工編程。制造自動化分系統（MAS）此分系統根據產品的工程技術信息和車間層的加工指令，完成對零件加工的作業調度和制造工作。通常由柔性制造系統承擔。質量保證分系統根據全面質量管理的要求，質量系統應貫穿于產品設計、制造檢驗、售后服務的全過程，包括質量決策、質量檢測、質量評估、質量控制、質量跟蹤。管理信息分系統（MIS）此分系統是企業管理的一種現代化工具，通過對企業經營預測、決策，各級生產計劃，生產技術準備，銷售，供應，財務，成本，設備，工具，人力資源等信息的集成管理，達到縮短產品生產周期、減少占用的流動資金、提高企業的應變能力的目的。數據庫分系統此分系統與計算機網絡分系統為CIMS的支承系統，支持企業數據的共享與信息集成。計算機網絡分系統這是一個采用國際標準和工業標準網絡協議的開放式網絡通信系統，各應用分系統通過網絡實現資源共享、分布處理和實時控制。4、敏捷制造模式（AgileManufacturing）5、JIT制造模式（JustInTime）6、精益生產模式（LeanProduction）

精益生產哲理以用戶為上帝以人為中心以簡化為手段以盡善盡美為最終目的精益生產要求

在最短的時間靈活地設計、生產出成本低，在品種和質量上滿足用戶需求，在競爭中具有明顯優勢的產品。精益生產特點

在各環節中去除一切無用的東西，各崗位的安排原則是必須增值。精益生產核心

精簡精益生產目標零庫存高柔性無缺陷

具體表現零轉產工時浪費（Products）多品種混流生產“零”庫存（Inventory）消減庫存零浪費（Cost）全面質量控制零不良（Quality）高品質零故障（Maintenance）提高運轉率零停滯（Delivery）快速反應、交期短零災害（Safety）安全第一7、快速重組制造模式（QuickReorganization）傳統制造過程的描述模型可重構制造過程的描述模型8、成組技術模式（GroupTechnology）形狀相似性尺寸相似性工藝相似性標識相似性（分類編碼）簡化，優化，統一，標準化工藝標準標準工序工裝標準標準路線余量標準標準工藝材料標準標準工藝規范工時標準設計標準標準結構要素（特征）標準零件標準部件通用模塊管理期量標準計劃標準庫存量標準成本標準費用標準CADMRP-II/ERPCAPP現代化企業生產模式9、并行工程模式（ConcurrentEngineering）并行工程運行模式并行工程設計網格七、機械制造生產的組成機械制造生產的三個層次機械加工工藝系統四要素：機床、刀具、夾具、工件機械制造系統將毛坯、刀具、夾具、量具和其他輔助物料作為原材料輸入，經過存儲、運輸、加工、檢驗等環節，最后輸出機械加工的成品或半成品企業生產系統是物質流、能量流、信息流的集合

決策控制階段

研究開發階段

產品制造階段1.2機械制造技術的發展及其特點1、關于中國制造自古以來

近代洋務運動

現代制造業

制造大國

世界工廠

現在？2、機械制造技術的發展全球化

虛擬化

綠色化

德國：工業4.0

美國：新硬件時代

中國：中國制造2025工業4.0——第四次工業革命：從智慧工廠到智能生產工業4.0CPS——Cyber-PhysicalSystems是一個綜合計算、網絡和物理環境的多維復雜系統，通過3C（Computing、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。CPS實現計算、通信與物理系統的一體化設計，可使系統更加可靠、高效、實時協同。工業4.0——信息物理系統（CPS）美國的信息產業革命產生了一大批純互聯網和軟件企業谷歌亞馬遜

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鋁合金1500~5500m/min

銅合金900~5000m/min

鈦合金100

~1000m/min