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绪论

1)机械制造业和机械制造技术及其在国民经济中的地位

制造业是一个国家的立国之本,是一个国家的民族产业和经济支柱产业,也是反映一个国家经济实力的重要标志,是为国家创造财富的重要产业。机械制造业的水平体现了国家的综合实力和国际竞争能力。世界上最大的100家跨国公司中,80%都集中在制造业领域,美国68%的财富来源于制造业,美国约1 /4人口直接从事制造业,其余人口中又有约半数人所做的工作与制造业有关。战后的日本由于重视制造业,产业技术水平和经济实力迅猛发展,短短30多年,跃升为世界经济大国,目前日本国民经济超过50%是由制造业提供的。在强烈依赖出口经济的日本产品中,机械产品占70%以上。德国制造业也被称为“众厂之厂”,是世界工厂的制造者。在机械制造业的31个部门中,德国有27个占据全球领先地位,处于前三位的部门共有17个。中国的制造业在工业总产值占有40%以上的比例。可见机械制造业发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一。

在国民经济中的各个部门中(如工业、农业、国防建设、交通运输等),机械制造业不仅为国民经济、国家安全提供装备,也为满足人民群众对幸福生活不断追求的物质文化条件提供丰富的机械产品。机械制造技术则是研究用于制造上述装备和机械产品的一门工程技术。

机械制造业是国民经济持续发展的基础,是工业化、现代化建设的发动机和动力源,是在国际竞争中取胜的法宝,是技术进步的主要舞台,是提高人均收入的财源,是国家安全的保障,是发展现代文明的物质基础。

机械制造业是国民经济的产业主体,是富民强国之本,在国民经济中无论GDP所占的比例还是对其他产业的感应系数都很大。机械制造业是国民经济的支柱产业,占到了国民经济总收入的60%以上;机械制造业产品(含机电产品)约占中国社会物质总产品的50%。机械制造业是实现跨越发展战略的中坚力量。在工业化过程中,机械制造业始终是推动经济发展的决定性力量。机械制造业是科学技术的载体和实现创新的舞台。

纵观机械制造业的发展,可以分为以下几个阶段:

17世纪60年代,瓦特改进蒸汽机,标志第一次工业革命兴起,工业化大生产从此开始。

18世纪中期,麦克斯韦尔建立电磁场理论,电气化时代开始。

20世纪初,福特汽车生产线、泰勒科学管理方法,标志自动化时代到来(以大量生产Mass Production为特征)。

第二次世界大战后,计算机、微电子技术、信息技术及软科学的发展,以及市场竞争的加剧和市场需求多样性的趋势,使中小批量生产自动化成为可能,并产生了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式。

进入21世纪,制造技术向自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化和清洁化的方向发展。

2)机械制造业的现状与发展趋势

当今信息科学技术的高速发展,使传统制造业革新了原来的面目,丰富了新的内涵。发达国家的机械制造技术已经达到相当高的水平,实现了机械制造系统高度自动化。但是一个经济体,如果忽视制造技术的发展,就会导致其经济发展步入歧途。这一点为不少国家经济发展的历程所证明,如美国近年来的发展情况即是一例。第二次世界大战以来,美国一直是制造业大国。但在20世纪七八十年代,一度受到所谓制造业已成为“夕阳工业”的思潮影响,美国在汽车、家电的生产方面受到了日本的有力挑战,丧失了许多市场,导致了20世纪90年代初美国经济的衰退。这一严重局面使得美国决策层重新审视自己的产业政策,先后制定实施了一系列振兴制造业的计划,并特别将1994年确定为美国的先进制造技术年,制造技术是美国当年财政重点扶植的唯一领域。这些措施,使先进制造技术在美国得到长足的发展,其结果促进了美国经济的全面复苏,夺回了许多原先失去的市场。2013年 4月,德国政府在汉诺威工业博览会上首次推出“工业4。0战略”,此后又实施“国家产业计划2030”,对于德国这一素以制造业为核心竞争力的国家而言,此乃着眼全球制造业竞争力较量及产业变革趋势而制定的战略性规划。这既是落实“工业4。0”的自选动作,也是为参与国际科技大博弈的必选动作,期望借此让德国继续领跑全球制造业,保持制造强国地位。

改革开放以来,开放与引进在一定程度上促进了我国制造业的发展及制造技术水平的提高,但与工业发达国家相比,我们还存在着明显的差距。由于技术、管理、投入不足等许多方面的因素,有些差距还有加大的趋势,我国制造业正承受着国际市场的巨大压力。我国现在已经是制造大国,要想成为制造强国,还有很长的路要走。目前在尖端设备的制造、大型装备的制造方面我国还主要依赖进口,如高速高精度机床、制造集成电路的光刻设备、600 MW以上的大型发电机组等,还常常受到国外的技术封锁和出口限制。因此,振兴我国制造业,必须走自主发展的道路。

近年来,我国大力推广应用CIMS技术,20世纪90年代初期已建成研究环境,包括CIMS实验工程中心和7 个开放实验室。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略、CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等专题,各项研究均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。

以先进制造技术与信息化的融合为代表特征的智能制造已成为全球制造业新的竞争焦点。近年来,我国传统产业与互联网融合发展明显提速,促使智能制造水平持续提升一,批核心技术装备研发与应用取得新突破,为传统产业转型升级提供了强大动力,但我国的大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要受限于CAD和管理信息系统,因底层(车间层)基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,要努力开展制造业自动化和信息化系统的研究与应用,做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。

3)本课程的性质、研究对象、学习要求及学习方法

(1)性质

本课程是机械类各专业的主干专业技术基础课程。

(2)研究对象

研究对象包括金属切削原理、金属切削机床与刀具、机床夹具设计原理、机械产品的制造加工工艺以及机械加工质量。

(3)学习要求

①以金属切削理论为基础,要求掌握金属切削的基本原理和基本知识,并具有根据具体情况合理选择加工方法(机床、刀具、切削用量、切削液等)的初步能力。

②掌握机械加工的基础理论和各种机械加工方法的基本知识。

③了解影响加工质量的各种因素,学会分析研究加工质量的方法。

④学会制订零件机械加工工艺过程的方法。

⑤掌握机床夹具设计的基本原理和方法。

(4)学习方法

“机械制造技术基础”是一门综合性、实践性、灵活性较强的课程,课程内容知识面广,概念性强,与生产实践关系密切。它涉及了前期课程的金属材料性能、热处理工艺、公差配合等知识点,课程内的金属切削理论和机械制造工艺知识具有很强的实践性。因此,学习本课程时仅通过课堂上听教师的讲授远远不够,必须重视实践环节,即通过实验、生产实习、课程设计及工厂调研来更好地体会、加深理解。对本书内容也必须在不断的实践—理论—实践的循环中善于摸索和总结,学生才能具备制订工艺规程的能力,掌握机械加工精度和表面质量分析的基本理论及基本知识,以及掌握具备分析解决现场工艺问题的能力。 uZZLkQt2GDwOWHNSjauGUqyIPOdDmHAboTqDcc2WRa0HS9lFAOuq0g4fE/G3Z1cD

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