第一章 机械制造系统与制造技术发展
第一章 机械制造系统与制造技术发展
本章提纲 1.1机械制造系统概述 1.2材料成形原理 1.3材料加工与成形方法 1.4机械制造技术发展
本章提纲 1.1 机械制造系统概述 1.2 材料成形原理 1.3 材料加工与成形方法 1.4 机械制造技术发展
1.1机械制造系统概述 1、机械制造系统及组成 系统是由若干个相互作用和相互依赖的元素（或部分)组 成、具有特定功能和目标的有机整体。机械制造系统是具有整 体目的性并包含物质流、信息流和能量流的系统。 加工任务 加工顺序 加工方法 物流要求 信 息 系 统 输人 原材料 存储 运输 加工 →检验→成品 输出 统 能 系 统 机 系 统 能源 信息流 >物质流 能量流 机械制造系统基本框图
1、机械制造系统及组成 系统是由若干个相互作用和相互依赖的元素（或部分）组 成、具有特定功能和目标的有机整体。机械制造系统是具有整 体目的性并包含物质流、信息流和能量流的系统。 1.1 机械制造系统概述 机械制造系统基本框图
1.1机械制造系统概述 2、机械制造系统的功能结构 经营管理 财务 市场与销售 生产管理 产品研发与开发 用户、市场与外部环境 工程设计 车间生产过 质量控制 程（加工、装 配、检验、 物料采购供应 送、储存) 资源管理 经营管理信息流一一 生产管理信息流 大能量流 物质流 444… 技术信息流 机械制造系统功能结构图 整个机械制造系统还包括财务、人事、资源管理等子系统。各个 子系统既相互联系又相互制约，形成一个有机的整体
1.1 机械制造系统概述 2、机械制造系统的功能结构 整个机械制造系统还包括财务、人事、资源管理等子系统。各个 子系统既相互联系又相互制约，形成一个有机的整体。 机械制造系统功能结构图
1.1机械制造系统概述 3、机械制造系统的自动化技术 为了提高系统的柔性和自动化效率，一般可以从以下两个 途径入手并相互结合： 第一，采用成组（相似）技术，扩大和应用相似性原理， 如从利用零件形状和生产相似（使小批量扩大到大批量)，逐 步扩大到工艺设计、产品设计、生产管理、信息控制，最后到 制造系统中的模块和子系统的广义相似； 第二，采用数控技术，提高加工设备、生产线和制造系统 的柔性，如NC、FMC、FMS、CAM、CIMS等，使其能高效、自动化 地加工不同的零件，生产出不同的产品，快速响应市场和顾客 的需求
1.1 机械制造系统概述 3、机械制造系统的自动化技术 为了提高系统的柔性和自动化效率，一般可以从以下两个 途径入手并相互结合： 第一，采用成组（相似）技术，扩大和应用相似性原理， 如从利用零件形状和生产相似（使小批量扩大到大批量），逐 步扩大到工艺设计、产品设计、生产管理、信息控制，最后到 制造系统中的模块和子系统的广义相似； 第二，采用数控技术，提高加工设备、生产线和制造系统 的柔性，如NC、FMC、FMS、CAM、CIMS等，使其能高效、自动化 地加工不同的零件，生产出不同的产品，快速响应市场和顾客 的需求
1.2材料成形原理 材料成形原理按照由原材料或毛坯制造成为零件的过程中 质量m的变化，可分△m0三种原理，不同原理 采用不同的成形工艺方法。 △0，材料累加成形原理，如20世纪80年代出现的快速 原形技术，在成形中通过材料累加获得所需形状
材料成形原理按照由原材料或毛坯制造成为零件的过程中 质量m的变化，可分Δm0三种原理，不同原理 采用不同的成形工艺方法。 Δm0，材料累加成形原理，如20世纪80年代出现的快速 原形技术，在成形中通过材料累加获得所需形状。 1.2 材料成形原理
1.2材料成形原理 1、△m<0的制造过程 △<0主要指切削加工。切削加工是通过刀具和工件之间 的相对运动及相互力的作用实现的。 对于加工精度及表面粗糙度要求特别高的零件，需要采 取精加工及超精加工艺。精加工及超精加工的尺寸精度往往 达到亚微米乃至纳米级。 特种加工是指利用电能、光能或化学能等方法完成材料 的去除成形方法，这些方法主要适合于对超硬、易碎等材料 用常规加工方法难以加工的场合。另外，近几年发展的高压 水射流等加工方法，也有其显著的优点
1、Δm<0的制造过程 Δm<0主要指切削加工。切削加工是通过刀具和工件之间 的相对运动及相互力的作用实现的。 对于加工精度及表面粗糙度要求特别高的零件，需要采 取精加工及超精加工艺。精加工及超精加工的尺寸精度往往 达到亚微米乃至纳米级。 特种加工是指利用电能、光能或化学能等方法完成材料 的去除成形方法，这些方法主要适合于对超硬、易碎等材料 用常规加工方法难以加工的场合。另外，近几年发展的高压 水射流等加工方法，也有其显著的优点。 1.2 材料成形原理
1.2材料成形原理 2、△m=0的制造过程 △=0主要指材料成形过程。统计数据表明，机电产品 40%-50%的零件是由模具成形的，因此模具的作用是显而易 见的。 模具可分为注塑模、压铸模、锻模、冲裁模、拉深模、 吹塑模等。在我国，模具的设计与制造是一个薄弱环节。 模具制造精度一般要求较高，其生产方式往往是单件生产。 模具的设计要用到CAD、CAE等一系列技术，是一个技术密 集型的产业
2、Δm=0的制造过程 Δm=0主要指材料成形过程。统计数据表明，机电产品 40%-50%的零件是由模具成形的，因此模具的作用是显而易 见的。 模具可分为注塑模、压铸模、锻模、冲裁模、拉深模、 吹塑模等。在我国，模具的设计与制造是—个薄弱环节。 模具制造精度一般要求较高，其生产方式往往是单件生产。 模具的设计要用到CAD、CAE等一系列技术，是一个技术密 集型的产业。 1.2 材料成形原理
1.2材料成形原理 3、△m>0的制造过程 20世纪80年代出现的材料累加（M1)法制造工艺中，零件 是通过材料逐渐累加成形的。这一工艺方法的长处是可以成形 任意复杂形状的零件，而无需刀、夹具等生产准备活动。 这一工艺又称RP技术，制造出来的原型可作为设计评估、 投标或展示的样件。RP技术已形成了几种成熟的工艺方法，进 入商品化阶段，如光固化法、叠层制造法、激光选区烧结法、 熔积法。此外，目前正在研究的方法还有三维打印法、漏板光 固化法等工艺。这些工艺各自特点不同，各有不同的适用场合
3、Δm>0的制造过程 20世纪80年代出现的材料累加（MI）法制造工艺中，零件 是通过材料逐渐累加成形的。这一工艺方法的长处是可以成形 任意复杂形状的零件，而无需刀、夹具等生产准备活动。 这一工艺又称RP技术，制造出来的原型可作为设计评估、 投标或展示的样件。RP技术已形成了几种成熟的工艺方法，进 入商品化阶段，如光固化法、叠层制造法、激光选区烧结法、 熔积法。此外，目前正在研究的方法还有三维打印法、漏板光 固化法等工艺。这些工艺各自特点不同，各有不同的适用场合。 1.2 材料成形原理
1.3材料加工与成形方法 1、材料加工与材料成形 材料加工一般指人类将材料采用适当的方式，加工成所 需要的具有一定形状、尺寸和使用性能的零件或产品。 材料加工根据金属材料在加工过程中的温度高低，分为 冷加工和热加工。低于金属再结晶温度的材料加工称为冷加 工（机械加工），如车削、铣削、磨削以及特种加工；而高 于金属再结晶温度的材料加工称为热加工（成形加工)，如 铸造、锻造和焊接。 而随着无机非金属材料、高分子材料以及复合材料的广 泛应用，材料成形也扩展到粉末冶金、塑料成形、复合材料 成形以及表面成形等其他方法
1、材料加工与材料成形 材料加工一般指人类将材料采用适当的方式，加工成所 需要的具有一定形状、尺寸和使用性能的零件或产品。 材料加工根据金属材料在加工过程中的温度高低，分为 冷加工和热加工。低于金属再结晶温度的材料加工称为冷加 工（机械加工），如车削、铣削、磨削以及特种加工；而高 于金属再结晶温度的材料加工称为热加工（成形加工），如 铸造、锻造和焊接。 而随着无机非金属材料、高分子材料以及复合材料的广 泛应用，材料成形也扩展到粉末冶金、塑料成形、复合材料 成形以及表面成形等其他方法。 1.3 材料加工与成形方法