机械制造基础课件

位置关系的过程； （机械制造工艺）包括铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、 热处理、装配等。 工序：连续完成的那一部分工艺； 工艺一般是由若干段连续的部分工艺组成，而这每一个工艺 连续段即是工序。 安装：同一工序里的若干次装夹。 工位：同一安装里，对于采用转动工作台或转动夹具的工件、每 一个确定位置下的那一部分工艺。 工步：加工表面、切削刀具、切削用量（机床主轴转速和进给量） 不变的条件下，所完成的那一部分工艺。 复合工步 走刀：同一工步里的若干次切削。
Transfor mati on Mode Energ y Sour ce Mechanical 3D Pr inting Ultr asonic Weldi ng
A DDI TI ON
SERIAL Thermal Laser Sinter ing Chemical Electr ical E-Beam Wel ding Arc Wel di ng Resistance Welding
工艺的组成（The Process Components）
Operator
Workpiece Material
Equipment
Part
操作者
设备
工件材料
零件
• Etch bath • Injection Molder • Lathe • Draw Press • ...
•Coated Silicon •Plastic Pellets • Bar stock • Sheet Metal • ...
DEFORMATION
SERIAL Thermal Line Heati ng Chemical Electr ical
PARALLEL Mechanical Drawing For ging( di e) Thermal Chemical Electr ical
Process Taxonomy: Addition
Mechanical Manufacturing Engineering 机械制造工程学
Lecture One: Introduction of Manufacturing Engineering 课程1：制造工程简介 郑州大学管理工程学院 2011年2月23日 蔡雁岭 博士 Email: Jeffreycai@yahoo.cn
Transfor mati on Mode Energ y Sour ce Mechanical Cutting Grinding Broaching Poli shing Water Jet
REMOVA L
SERIAL Thermal Chemical Laser Cutting "Flame" Cutting Plasma Cutti ng Electr ical EDM
关于本课讲师 (About The Lecturer)
1995~2002年：天津大学，机械工程学院工学学士学位及管理学
院第二学士学位；机械工程学院工学硕士学位； 2002~2003年：南洋理工大学（新加坡），制造系统与技术专业 的科学硕士学位（新加坡-麻省理工学院联合学位）； 2003~2008年：新加坡国立大学，制造系统与技术专业的哲学博 士学位（新加坡-麻省理工学院联合学位）；


Doctor of Philosophy (conferred on Jan 9, 2008), National University of Singapore (NUS), with the joint collaboration of Massachusetts Institute of Technology (MIT) under the Singapore-MIT Alliance (SMA) (http://web.mit.edu/sma) Thesis title: A platform-based product family design methodology for leverage differentiation and cost benefits
产品的竞争因素
环保
主要竞争因素的变化
时间
服务
品种
质量 价格 低
1 2 3 4 5 6
高
消费水平
最短的产品开发时间（Time）、最优的产品质量（Quality）、最低的价格和成本（Cost）、最佳的服务（Service）(TQCS)
管理工程类 vs 商业管理类
品种 服务
质量
价格
产品无所不在… 产品种类繁多… 产品趋向于复杂…
课程考评结构
课堂参与（包括听课、积极讨论、个人分析等）
（10%）
课后作业
（10%）
最终考试
（80%）
教材与参考资料
《机械制造技术基础》（第2版），于骏一等，
机械工业出版社，2009年
MIT 2.008, Design and Manufacturing II, MIT
undergraduate course lectured by Prof S-G Kim and Prof J-H Chun 2.830/6.780 / ESD 63, Control of Manufacturing Processes, MIT graduate course lectured by Prof D. Hardt
Backup Slides
Serial vs. Parallel
Area of E(t) << Total Area: Serial Process
v (t)
Area of E(t) ~ Total Area: Parallel Process
K(s ) y (t)
Process Taxonomy: Removal
生产系统的简化模型
增值过程
输入
人力资源 资本资源 物料 设备 厂房 信息 技术 …
输出
产品 服务
转换过程
工艺流程 (Process)
生产的分类
连续性生产
工艺特点
离散性生产
制造性生产
生产组织特点
备货型生产MTS 订货型生产MTO
生产类型
批量和数量（专业化程度）


大量生产 批量生产（成批生产，多品种少批量） 大量大批生产运作（及特征） 中批生产运作 单件小批生产运作（及特征） 定制生产（单件生产，大量化定制）
参考CAI课件
机械制造工艺的分类
机械的制造工艺 热加工工艺过程

铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等 零件的机械加工
研究如何利用切削的原理使工件成形而达到预定的设 计要求（尺寸精度，形状、位置精度和表面质量要 求）。

机械制造（冷加工）工艺过程


机器的装配工艺
研究如何将零件或部件进行配合和连接，使之成为半 成品和成品，并达到要求的装配精度的工艺过程。
FORMATI ON
SERIAL Thermal Plasma Spray DBM Chemical Electr ical Ster eolithogr aphy
PARALLEL Mechanical Thermal Iner tia Bondi ng Casting Mol di ng Chemical Electr ical RIM Diffusion Bonding
《光明日报》2010年10月6日 http://epaper.gmw.cn/gmrb/html/2010-10/06/nw.D110000gmrb_20101006_1-01.htm
从商业公司讲起 … …
任何一家商业公司在市场中的生存基础是…
利润来自于…
成功的产品（或服务）来自于…
（next page）
PARALLEL Mechanical HIP Thermal Sinter ing Chemical LPCVD Plating Electr ical
Process Taxonomy: Formation
Transfor mati on Mode Energ y Sour ce Mechanical
PARALLEL Mechanical Die Stamping Thermal Chemical Electr ical ECM EDM Photolithography
Process Taxonomy: Deformation
Transfor mati on Mode Energ y Sour ce Mechanical Bendi ng For ging( open) Rol ling
• Semiconductor •Connector Body •Shaft •Hood • ...
工艺加工的分类
按材料质量的变化方式 Removal of Material（材料去除） Deformation of Material（材料变形） Addition of Material（材料累积） Formation of Material（材料成形） 按照加工接触面（能量传输方式） Serial（串行集中） Parallel（平行分布） 按照能量来源 Mechanical（机械能） Thermal（热能） Chemical（化学能） Electrical（电能）
煎 涮 炒
蒸
炸
烤
熏
煮
课程的学习内容和目的
掌握制造工程中的主要术语，了解各种重要的
制造工艺基本原理，及其主要的优缺点和相关 工艺设备； 关于机械加工方法方面，简单掌握金属切削的 基本原理、机械加工和装配工艺规程的基本知 识及其设计、机械加工精度及表面质量的概念 及其控制方法； 了解各种主要的先进制造技术和先进制造系统； 能够根据制造工艺的特点进行简单的工艺流程 决策。
如何定性地区分某一工艺？
并行工艺
B
D
串行工艺
A
C
去除工艺
变形工艺
累积工艺
成形工艺
制造工艺的评价指标
Cost（成本） Quality（质量） Rate （速率）
Flexibility （柔性）
机械制造工艺定义及组成
工艺：直接改变生产材料的尺寸、形状、物理化学性能以及相对


汽车产品系统(Chery A3)
功能模型（Functionality Elements）
汽车系统
发动机
底盘
车身
电气设备
物理零部件 (Physical Building Blocks)
悬架与刹车系统
排放系统
发动机系统
车身
驻车系统
轮胎
零件是如何炼成的？
车削，铣削，刨削，拉削，磨削，… … 铸造，锻造，挤压，… … 电镀，喷涂，… …
制造(Manufacturing)或生产（Production）
定义： Transformation of materials and information into goods for the satisfaction of human needs

将材料和信息转变为产品以满足人类需要的过 程。
一般来说，对于同一个产品，大量生产比批量生产及单
件生产的效率要高，质量更可靠。
工艺(Process)
A Manufacturing Process is a Change in the
Workpiece Material

把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相 对位置和物理、力学性能等的过程 A change in geometry（几何特性） A change in constitutive properties（本质属性）
2008年6月：任职于郑州大学。
Why MME?
为什么
要学习机械制百度文库工程？
中国的制造业
“十一五”期间，中国工业年产值突破10万亿元关口，
工业增加值在全球制造业中的比重超过14%。中国制 造业首次超过日本，成为仅次于美国的全球第二大工 业制造国。 2009年，中国手机产量达6.19亿部，占全球产量的 50%。 2009年，微型计算机18215万台，占全球产量的 60.9%。 2009年，中国汽车以突破1300万辆的产销量和40%的 增长速度，毫无争议地登上了全球第一产销大国的宝 座。