現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)概論

前言

現(xiàn)代制造技術(shù)是什么，人們有很多種解釋。然而，重要的不是其名詞界定，而是它的內(nèi)涵，是掌握現(xiàn)代制造技術(shù)的概念和方法。這是適應(yīng)新技術(shù)進(jìn)步的需要，也是我國653計(jì)劃提出的人才知識更新的需要。20世紀(jì)60年代，在世界最著名的科普制作《麥克唐納叢書·人類改造自然·技術(shù)卷》中曾經(jīng)描述了飛機(jī)飛行駕駛模擬器中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，當(dāng)時(shí)還只是一種對雛形技術(shù)的展望，今天它不僅實(shí)現(xiàn)了，而且成為一個(gè)童叟皆知的新技術(shù)范例。該書還預(yù)言“無疑自動(dòng)化工廠將一天比一天多起來，自動(dòng)化能使產(chǎn)品更便宜，生產(chǎn)速度更快，而且質(zhì)量普遍提高”。1985年在日本學(xué)習(xí)的時(shí)候，NC、CAD、FMS等都是很吸引人的課程，選修它們似乎是一件很時(shí)髦的事情。當(dāng)時(shí)豐田公司的機(jī)器人汽車裝配自動(dòng)生產(chǎn)線也曾經(jīng)被稱為時(shí)代的標(biāo)志；20世紀(jì)90年代初，CIMS和ERP系統(tǒng)曾經(jīng)使制造業(yè)前進(jìn)了一大步，從單一的以數(shù)控機(jī)床和柔性制造系統(tǒng)為核心技術(shù)的生產(chǎn)過程自動(dòng)化拓展到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原料供應(yīng)、產(chǎn)品生產(chǎn)、成品銷售的全面集成化管理，同時(shí)產(chǎn)生了一批大型跨國企業(yè)；現(xiàn)在，伴隨人類社會(huì)進(jìn)步而出現(xiàn)和發(fā)展的制造技術(shù)還在發(fā)生著翻天覆地的變化，先進(jìn)的制造技術(shù)滲透到機(jī)械產(chǎn)品之外的領(lǐng)域。例如，在汽車業(yè)，它使得汽車新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)周期縮短了四分之三。在玩具制造業(yè)、民用工業(yè)品制造企業(yè)，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期就是增強(qiáng)企業(yè)競爭力?，F(xiàn)代制造技術(shù)還影響到其他產(chǎn)業(yè)。例如，RP系統(tǒng)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它生產(chǎn)的股骨頭能夠和患者個(gè)人生理指標(biāo)特征相匹配；由傳統(tǒng)工藝和信息技術(shù)結(jié)合衍生出來的ERP正在對第一、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生影響。

內(nèi)容概要

為了適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步對培養(yǎng)人才知識更新的要求，現(xiàn)代制造技術(shù)出現(xiàn)了眾多新的技術(shù)領(lǐng)域。本書介紹了現(xiàn)代制造技術(shù)的知識構(gòu)架。    全書共分l3章，重點(diǎn)介紹了現(xiàn)代制造技術(shù)的核心知識；數(shù)控（NC）技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程（CAPP）設(shè)計(jì)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS），并圍繞核心知識的基本教學(xué)內(nèi)容，簡要介紹了機(jī)械學(xué)、自動(dòng)控制、液壓與氣動(dòng)、成組技術(shù)等基本概念和基本方法。    本書可作為高等學(xué)校機(jī)械工程及自動(dòng)化（機(jī)械制造及自動(dòng)化）專業(yè)和經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)的通識性教材，也可作為普通高等院校其他相關(guān)專業(yè)的教材，還適用于高等職業(yè)技術(shù)教育院校機(jī)械類的制造、生產(chǎn)現(xiàn)場技術(shù)管理和施工管理專業(yè)。

書籍目錄

第2版前言第1章  緒論　1.1　機(jī)械與機(jī)械制造簡史　1.2　機(jī)械制造生產(chǎn)過程　1.3　機(jī)械制造生產(chǎn)中的自動(dòng)控制知識　1.4　機(jī)械制造生產(chǎn)中的電學(xué)知識　1.5　機(jī)械制造生產(chǎn)中的微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　1.6　機(jī)械專業(yè)的研究對象　1.7　本課程與專業(yè)核心課程的關(guān)系　本章小結(jié)　復(fù)習(xí)思考題第2章　機(jī)械生產(chǎn)的基礎(chǔ)知識　2.1　機(jī)械生產(chǎn)過程中涉及的問題　2.2　材料與工程材料的性能　2.3　熱處理技術(shù)　2.4　成形加工　2.5　機(jī)械切削加工(冷加工）  　2.6　互換性與測量技術(shù)　本章小結(jié)　復(fù)習(xí)思考題第3章　機(jī)械制造工藝　3.1　工藝學(xué)研究的基本內(nèi)容　3.2　質(zhì)量和質(zhì)量管理的概念　3.3　生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)策略　3.4　機(jī)械加工的工藝過程　3.5　工藝設(shè)計(jì)的基本要求　3.6　典型零件的工藝設(shè)計(jì)過程簡介　3.7　現(xiàn)代制造技術(shù)的工藝特點(diǎn)　本章小結(jié)　復(fù)習(xí)思考題第4章  電工學(xué)與機(jī)電控制　4.1　在應(yīng)用中逐步發(fā)展的電學(xué)技術(shù)　4.2　電工學(xué)的基本研究內(nèi)容　4.3  電機(jī)　4.4　電氣控制與程序控制　本章小結(jié)　復(fù)習(xí)思考題第5章  自動(dòng)控制系統(tǒng)　5.1  自動(dòng)控制中的基本概念　5.2　自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類　5.3　典型自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理及基本組成　5.4  自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求　5.5　智能控制及其發(fā)展　5.6　液壓與氣壓傳動(dòng)控制　本章小結(jié)　復(fù)習(xí)思考題第6章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　6.1　現(xiàn)代制造技術(shù)中的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)　6.2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的基本概念　6.3　CPIJ　6.4　存儲(chǔ)系統(tǒng)　6.5　接口與總線　6.6　計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)　6.7　嵌入式微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　6.8　PLC與PIC　6.9　大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用　本章小結(jié)　復(fù)習(xí)思考題第7章　成組技術(shù)　7.1　概述　7.2　零件分類編碼系統(tǒng)　7.3　零件分類成組的方法　7.4　成組工藝過程設(shè)計(jì)　7.5　成組生產(chǎn)的組織形式　……第8章　數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床第9章  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造第10章　計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)第11章　柔性制造系統(tǒng)第12章　計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)第13章　先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：顯然，在計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)的時(shí)候也要考慮到廢品率的問題，所以需要計(jì)算備品數(shù)量。對于多品種的生產(chǎn)來說，不同的產(chǎn)品可能使用的相同零件數(shù)量不同，在計(jì)算中進(jìn)行簡單相加即可。有了零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)就能夠確定生產(chǎn)類型。一般的機(jī)械制造包括單件生產(chǎn)、大量生產(chǎn)和成批生產(chǎn)。所謂單件生產(chǎn)是指同一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量很少，一般大型、重型設(shè)備制造，例如重型設(shè)備、大型水輪機(jī)、專用設(shè)備等多采用單件生產(chǎn)。單件生產(chǎn)的特點(diǎn)是工人的工作地點(diǎn)會(huì)經(jīng)常改變，而且是很少重復(fù)的生產(chǎn)。大量生產(chǎn)，顧名思義，是在大量的生產(chǎn)過程中，按照節(jié)拍對某種零件進(jìn)行重復(fù)的加工，例如汽車生產(chǎn)線等。成批生產(chǎn)，即在每年中分輪次地制造幾個(gè)不同品種的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品都有一定的數(shù)量，在同一個(gè)工作地的加工對象會(huì)周期性地重復(fù)。成批生產(chǎn)又分為小批、中批和大批生產(chǎn)。在加工工藝上，小批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)相似，也常稱為單件小批生產(chǎn)；大批生產(chǎn)通常和大量生產(chǎn)的工藝相似，故稱為大批大量生產(chǎn)。在工藝學(xué)中討論生產(chǎn)類型是為了根據(jù)生產(chǎn)類型采用不同的工藝手段組織生產(chǎn)，既保證產(chǎn)品質(zhì)量，又降低生產(chǎn)成本。例如，內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)壁和活塞環(huán)之間的配合公差是很嚴(yán)格的，如果是單件生產(chǎn)則需要高精度機(jī)床進(jìn)行精確加工，其生產(chǎn)效率和加工成本可想而知。但對于大量生產(chǎn)，有一種最簡單的方法被廣泛采用：將零件的公差放大4倍，然后分別對氣缸和活塞環(huán)零件進(jìn)行測量，根據(jù)實(shí)際尺寸分為4組并打標(biāo)記（通常打顏色標(biāo)記），這樣，各個(gè)尺寸組內(nèi)的零件誤差分布就和產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的公差范圍相一致了，裝配時(shí)按組裝配（同色標(biāo)記零件裝配起來），通常稱為“分組裝配法”。這樣做既降低了生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)又保證了零件的配合關(guān)系（保證質(zhì)量）。這種方法的理論依據(jù)是產(chǎn)品在大量生產(chǎn)中誤差的分布是符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的。作為工藝設(shè)計(jì)，還要計(jì)算放大后的誤差值和可能不相配零件的數(shù)量，調(diào)整備品數(shù)，最后確定實(shí)際的投產(chǎn)數(shù)量。而計(jì)算廢品率和無配對零件數(shù)量是和實(shí)際生產(chǎn)線的具體能力密切相關(guān)的，包括設(shè)備、人員、工具、原材料等影響因素。能夠提供決策的生產(chǎn)現(xiàn)場參數(shù)一般是該廠（或該車間、該工段）的生產(chǎn)歷史記錄。

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