金工實習概論ppt清華大學

1、李 雙 壽,金工實習 （工程訓練之機械制造實習）,Email: lss,基礎(chǔ)工業(yè)訓練中心,一、課程簡介 二、了解制造 三、學什么？ 四、怎么學！ 五、注意事項 六、安全事項,一、課程簡介,機械制造實習（金工實習）是一門以實踐教學為主體，理論與實踐高度結(jié)合的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課程。 歷史可追溯到1922年，清華學校在土木工程館建造“手工教室”，作為學生工藝實習場所，接納學生進行木工和金工的基本訓練； 從1988年開始，本課程連續(xù)5次獲得清華大學校級一類課程稱號； 于1997年進入校級核心課程建設行列； 于2002年，第一批進入校級精品課程建設行列； 2004年，獲評北京市和國家級精品課程。,課程目標

2、 學習制造工程知識 增強工程實踐能力 提高綜合素質(zhì)（包括工程素質(zhì)） 培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,課程的特殊性 教學內(nèi)容豐富。 每個學生都要完成鑄造、鍛造、沖壓、焊接、車、銑、磨、數(shù)控加工、特種加工、3d打印、熱加工實驗等多個教學環(huán)節(jié)，涵蓋了機械制造的全過程。 教學環(huán)節(jié)多樣 有理論課、實驗課、現(xiàn)場工藝課、綜合訓練、師傅示范講解和學生動手操作等。 在教學車間操作生產(chǎn)性設備，加工教學產(chǎn)品。 實習課程由教師、實驗員、一線輔導工人等約50余名指導人員共同完成， 成績判定由多項內(nèi)容來綜合評價。 動手操作、實習報告、工藝知識考核、思想小節(jié)和創(chuàng)新思維報告等。,二、了解制造,1.制造概念的演變,制造：(Manufa

3、cturing): 最早概念：制作，將原材料加工成器物。 狹義：機電產(chǎn)品的機械加工工藝過程 廣義：是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設計、物料選擇、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務的一系列相關(guān)活動和工作的總稱。（國際生產(chǎn)工程學會，1990年）,產(chǎn)品從概念到實現(xiàn)的全生命周期 PLM（Product Lifecycle Management）,制造系統(tǒng)：是制造業(yè)的基本組成實體。 結(jié)構(gòu)：是制造過程所涉及的硬件（物料、設備、工具、能源等）、軟件（制造理論、工藝、信息等）、人員所組成的具有特定功能的有機整體。 功能：輸入制造系統(tǒng)的資源（原材料、能源、信息、人力.）通過制造過程輸出產(chǎn)品 過程：制造

4、生產(chǎn)的運行過程，包括市場分析、產(chǎn)品設計、工藝規(guī)劃、制造裝配、檢驗出廠、產(chǎn)品銷售、售后服務、報廢、回收、再利用等。 成形制造： 不僅為加工制造過程提供毛坯零件，而且可以直接將原材料加工為最終產(chǎn)品?？梢酝ㄟ^控制產(chǎn)品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)而控制產(chǎn)品的性能。 主要包括鑄造成形、塑性成形、材料連接、材料改性，以及激光加工、注射成形和粉末冶金等等。 加工制造：機械加工是指在制品上鉆孔、切螺紋和車削等操作，制作零部件，用以補充成型過程的不足。,制造技術(shù)（Manufacturing Technology) 按照人們所需的目的，運用知識和技能，利用客觀物資工具，將原材料物化為人類所需產(chǎn)品的工程技術(shù)。 使原材料成為產(chǎn)品而

5、使用的一系列技術(shù)的總稱,設計Design：是把一種計劃、規(guī)劃、設想通過視覺的形式傳達出來的活動過程。 通過這個過程用計劃書的形式，創(chuàng)造出執(zhí)行預定功能的產(chǎn)品、操作工序和系統(tǒng)。美國國家科學基金會 開發(fā)Develop：是指在進行商業(yè)性生產(chǎn)或使用前，將研究成果或其他知識應用于某項計劃或設計，以生產(chǎn)出新的或具有實質(zhì)性改進的材料、裝置、產(chǎn)品等。 是把設計方案轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢硇问降倪^程. 制造工藝Processing：實質(zhì)是加工，即生產(chǎn)中直接改變原材料形狀、尺寸和性能使之變成成品的過程。 涉及到原理、流程、條件、效益，也就是要解決能不能加工?怎樣加工?用什么方法加工?花多大代價加工等一系列問題。,2. 制造工程的

6、演變,制造工程：是研究如何將基礎(chǔ)學科和技術(shù)學科轉(zhuǎn)化為專業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、工程技術(shù)和工藝流程與科學的方法。 1987年美國制造工程師學會： 制造工程是工程專業(yè)的一個分支。 制造工程學科除了包含工程材料、成型技術(shù)、加工工藝外，還包含制造自動化以及相應的傳感測試和監(jiān)控技術(shù)等 它要求具體了解、應用和控制制造過程中各個工程程序和工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)方法所必需的教育和經(jīng)驗；還要求具有設計制造流程的能力，研究和開發(fā)新的工具，機器和設備的能力，研究和開發(fā)新的工藝過程的能力，并且將它們綜合成為一個系統(tǒng)，以達到用最少的費用生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。,制造工程的功能的演變： 最初僅限于使用工具制造物品； 而后逐漸地將制造過程同與其有

7、關(guān)的因素作為一個整體來考慮。 隨著科學技術(shù)的進步，除了設計和生產(chǎn)以外，現(xiàn)代制造工程功能還包括企業(yè)活動的其他方面，如產(chǎn)品的研究與開發(fā)、市場和銷售服務等。,現(xiàn)代制造工程是一個系統(tǒng)工程。 一個以制造科學為基礎(chǔ)的、由制造模式和制造技術(shù)構(gòu)成的、對制造資源和制造信息進行加工處理的有機整體。 是傳統(tǒng)制造工程與計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、信息技術(shù)、控制論及系統(tǒng)科學等學科相結(jié)合的產(chǎn)物。 綜合性學科，它的研究對象是制造系統(tǒng)，制造系統(tǒng)是對制造企業(yè)的科學描述。,3. 制造業(yè)的演變,制造業(yè)（Manufacturing Industry)： 將制造資源（物料、能源、設備、工具、資金、信息、人力等）利用制造技術(shù)，通過制造過程，轉(zhuǎn)

8、化為供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)。 指對原材料進行加工以及對零部件進行裝配的工業(yè)部門的總稱。,制造業(yè)分類： 根據(jù)在生產(chǎn)中使用的物質(zhì)形態(tài)： 離散制造：產(chǎn)品往往由多個零件經(jīng)過一系列并不連續(xù)的工序的加工最終裝配而成。 例如火箭、飛機、武器裝備、船舶、電子設備、機床、汽車等制造業(yè)，都屬于離散制造型企業(yè)。 流程制造：是指被加工對像不間斷地通過生產(chǎn)設備，通過一系列的加工裝置使原材料進行化學或物理變化，最終得到產(chǎn)品。 如化工、造紙、鋼鐵等行業(yè)。 根據(jù)工業(yè)部門來分類,1994年，制造業(yè)17個種類。 第一塊5個行業(yè)，是輕工業(yè)、紡織工業(yè)和日用品的制造； 第二塊也是5個行業(yè)，主要是資源加工，包括石油化

9、工、橡膠、非金屬、金屬冶煉； 第三是是7個行業(yè)，為機械、電子類制造業(yè)。,3.制造業(yè)生產(chǎn)模式的演變,生產(chǎn)模式：是一種制造哲理的體現(xiàn)，并具體表現(xiàn)為生產(chǎn)系統(tǒng)和管理方式的集成。 即它支持制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，包括了與一定的社會生產(chǎn)力發(fā)展水平相適應的企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運作方式的總和。,大批量定制 (Mass Customization，MC)：是一種集企業(yè)、客戶、供應商和環(huán)境等于一體，在系統(tǒng)思想指導下，用整體優(yōu)化的觀點，充分利用企業(yè)已有的各種資源，在標準化技術(shù)、現(xiàn)代設計方法學、信息技術(shù)和先進制造技術(shù)等的支持下，根據(jù)客戶的個性化需求，以大批量生產(chǎn)的低成本、高質(zhì)量和高效率提供定

10、制產(chǎn)品和服務的生產(chǎn)方式。,4. 制造業(yè)產(chǎn)品的演變,產(chǎn)品：制造過程的結(jié)果。 產(chǎn)品有四種通用的類別 服務(如:商貿(mào)、運輸)； 軟件(如:計算機程序、字典)； 硬件(如:發(fā)動機機械零件、電視機)； 流程性材料(如:潤滑油)。 案例：“汽車”組成 硬件：如汽車齒輪，發(fā)動機，車身等； 流程性材料：如燃料、冷卻液、電流等； 軟件：如發(fā)動機控制軟件、汽車說明書、駕駛員手冊等； 服務：如銷售人員所做的操作說明。,他最主要的產(chǎn)品設計理念在于，將產(chǎn)品更多地整合到用戶生活中。 設計哲學：設計3.0 口號：讓產(chǎn)品有意義。,5. 制造業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn),國際形勢的變化 焦點由軍備競賽轉(zhuǎn)向全球范圍內(nèi)的以科技為先導，經(jīng)濟為

11、基礎(chǔ)、軍事為后盾的綜合國力的較量。 消費觀念的變化 消費者的行為更具選擇性： 批量生產(chǎn)的產(chǎn)品逐步被個性化、多樣化產(chǎn)品所代替 制造業(yè)“服務”： 產(chǎn)品生產(chǎn)與產(chǎn)品服務的界限越來越模糊、不滿足感增加。,標志：波音777的設計和制造 全數(shù)字化定義無紙生產(chǎn) 數(shù)字化預裝配無金屬樣機的生產(chǎn) （虛擬制造的一部分） 廣域網(wǎng)上的異地設計、異地制造 基于STEP的數(shù)據(jù)交換 協(xié)同工作小組Team work 238個 設計制造周期大大縮短：4年 （而波音757、767約9-10年） 更大的利潤，每架777，$1.4億,基于分布式CAD/CAM系統(tǒng)在8臺IBM大型計算機ES/9000和IBM50805086圖形終端，發(fā)現(xiàn)零

12、件干涉2500處，減少工程更改50以上,設計、工藝、制造、供應商、潛在用戶的工作小組，7000人參加； 采用并行工程的模式。,Internet將發(fā)動機供應商GE、 HP和諾依斯羅斯聯(lián)在一起。,63M長的波音777，裝配準誤差僅0.58mm.,制造業(yè)市場競爭的新特點,2）產(chǎn)品批量 更??； 汽車生產(chǎn)：大批量生產(chǎn)大批量定制生產(chǎn)； 3）顧客對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量的要求 更高； 4）能參與全球競爭的企業(yè) 更多； 5）跨國公司的壟斷性 更明顯； 6）企業(yè)的兼并重組 更激烈、更動蕩； 7）一般水平的產(chǎn)品及制造能力 嚴重過剩； 8）人口老齡化 更嚴重； 9）環(huán)保意識、綠色制造呼聲 更強。,制造全球化和貿(mào)易自由

13、化,原因： 世界自由貿(mào)易體制進一步完善 全球交通運輸進一步完善 全球通訊網(wǎng)絡建立 國際經(jīng)濟合作與交往日益緊密 導致： 全球產(chǎn)業(yè)界結(jié)構(gòu)大調(diào)整 世界逐步形成一個統(tǒng)一的大市場 使得： 供應與需求國家化、國際化，不同時間、地區(qū)、國家，市場需求有波動 對于同一用戶、同一產(chǎn)品，可供選擇的市場國際化、競爭國際化,科技進步與信息社會化：,從微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學所代表的新一代工程科學與技術(shù)的迅猛發(fā)展在制造領(lǐng)域中的廣泛滲透、應用、衍生，極大的拓展了制造活動的深度和廣度，急劇的改變了現(xiàn)代設計方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝、設備以及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了一大批新的制造技術(shù)和制造模式。 高新技術(shù)的綜合作用促

14、進了制造技術(shù)在宏觀(制造系統(tǒng)集成）和微觀（精密、超精密、微納米加工檢測）兩個方向上的蓬勃發(fā)展，成為一門涵蓋整個生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，包括人、機器、能量、信息等多種資源的組織、控制與管理，橫跨多個 學科的集成技術(shù)。,環(huán)境保護意識的增強與可持續(xù)發(fā)展,環(huán)境問題： 大量消耗資源和破壞環(huán)境的傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展模式與工藝技術(shù)系統(tǒng)引起了嚴重的環(huán)境問題 可持續(xù)發(fā)展思想： 重視環(huán)境方面對制造業(yè)及其產(chǎn)品的制約社會壓力國家政策與立法經(jīng)濟手段 結(jié)論: 面向可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)安全型和資源節(jié)約型的制造技術(shù)將是制造領(lǐng)域中亟待解決的一個重要問題.,6.我國制造業(yè)的現(xiàn)狀,優(yōu)勢 我國勞動力成本低，在勞動密集型產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品領(lǐng)域占優(yōu)勢，競爭力強

15、； 我國潛在消費市場大； 社會穩(wěn)定。 制造業(yè)基礎(chǔ)比較完善； 經(jīng)濟持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展； 政策支持力度較大。,劣勢 技術(shù)開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱； 國有經(jīng)濟比重過大，企業(yè)缺乏活力； 管理機制、管理思想落后，阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展； 市場機制不完善，競爭不完全，不具備市場經(jīng)濟所需的基本的法律，如反壟斷法和破產(chǎn)法； 重制造，輕研發(fā)，缺少原創(chuàng)技術(shù)。 產(chǎn)品缺乏世界品牌。,機會 政府提出全面實現(xiàn)小康目標的要求； 中國的經(jīng)濟增長強勁； 跨國公司向中國的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移加快； 以信息技術(shù)為代表的高技術(shù)與制造業(yè)的融合為制造業(yè)的發(fā)展提供了實現(xiàn)跨越式發(fā)展的機遇。 威脅 資源（礦產(chǎn)、水、油）饋乏。 就業(yè)壓力巨大； 經(jīng)濟全球化，競爭加劇

16、。 研發(fā)能力弱，技術(shù)引進受限制。,我國制造業(yè)與國外的差距 結(jié)構(gòu)不合理： 我國裝備制造業(yè)普通產(chǎn)品總量過剩，而體現(xiàn)競爭力的重大技術(shù)裝備卻不能滿足要求。 機械產(chǎn)品進出口逆差逐年加大, 大量附加值較高的成套裝備市場不得不讓給外商。 生產(chǎn)效率低： 2000年，我國制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率為3.82萬元人年，約為美國的4.38% 、日本的4.07% 、德國的5.56%； 我國制造業(yè)的增加值率為26.23%，與上述三國相比分別約低22.99、11.69和22.12個百分點。 技術(shù)創(chuàng)新能力仍然薄弱：已成為制約我國由世界加工基地轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缰圃旎氐年P(guān)鍵因素。 大部分技術(shù)依賴從國外引進。 裝備制造業(yè)發(fā)展嚴重滯后。,十二

17、五規(guī)劃之第九章 改造提升制造業(yè),優(yōu)化結(jié)構(gòu)、改善品種質(zhì)量、增強產(chǎn)業(yè)配套能力、淘汰落后產(chǎn)能，發(fā)展先進裝備制造業(yè)，調(diào)整優(yōu)化原材料工業(yè)，改造提升消費品工業(yè)，促進制造業(yè)由大變強。 第一節(jié) 推進重點產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 裝備制造行業(yè)要提高基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件研發(fā)和系統(tǒng)集成水平，加強重大技術(shù)成套裝備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，推動裝備產(chǎn)品智能化。船舶行業(yè)要適應國際造船新標準，建立現(xiàn)代造船模式，發(fā)展高技術(shù)高附加值船舶和配套設備。汽車行業(yè)要強化整車研發(fā)能力，實現(xiàn)關(guān)鍵零部件技術(shù)自主化，提高節(jié)能、環(huán)保和安全技術(shù)水平。冶金和建材行業(yè)要立足國內(nèi)需求，嚴格控制總量擴張，優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)品研發(fā)、資源綜合利用和節(jié)能減排等方面取得新進展

18、。石化行業(yè)要積極探索原料多元化發(fā)展新途徑，重點發(fā)展高端石化產(chǎn)品，加快化肥原料調(diào)整，推動油品質(zhì)量升級。輕紡行業(yè)要強化環(huán)保和質(zhì)量安全，加強企業(yè)品牌建設，提升工藝技術(shù)裝備水平。包裝行業(yè)要加快發(fā)展先進包裝裝備、包裝新材料和高端包裝制品。電子信息行業(yè)要提高研發(fā)水平，增強基礎(chǔ)電子自主發(fā)展能力，引導向產(chǎn)業(yè)鏈高端延伸。建筑業(yè)要推廣綠色建筑、綠色施工，著力用先進建造、材料、信息技術(shù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和服務模式。加大淘汰落后產(chǎn)能力度，壓縮和疏導過剩產(chǎn)能。,第二節(jié) 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局 按照區(qū)域主體功能定位，綜合考慮能源資源、環(huán)境容量、市場空間等因素，優(yōu)化重點產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力布局。主要依托國內(nèi)能源和礦產(chǎn)資源的重大項目，優(yōu)先在中西部資源地布

19、局；主要利用進口資源的重大項目，優(yōu)先在沿海沿邊地區(qū)布局。有序推進城市鋼鐵、有色、化工企業(yè)環(huán)保搬遷。優(yōu)化原油加工能力布局，促進上下游一體化發(fā)展。引導生產(chǎn)要素集聚，依托國家重點工程，打造一批具有國際競爭能力的先進制造業(yè)基地。以產(chǎn)業(yè)鏈條為紐帶，以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為載體，發(fā)展一批專業(yè)特色鮮明、品牌形象突出、服務平臺完備的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群。 第三節(jié) 加強企業(yè)技術(shù)改造 制定支持企業(yè)技術(shù)改造的政策，加快應用新技術(shù)、新材料、新工藝、新裝備改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高市場競爭能力。支持企業(yè)提高裝備水平、優(yōu)化生產(chǎn)流程，加快淘汰落后工藝技術(shù)和設備，提高能源資源綜合利用水平。鼓勵企業(yè)增強新產(chǎn)品開發(fā)能力，提高產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值，加快產(chǎn)

20、品升級換代。推動研發(fā)設計、生產(chǎn)流通、企業(yè)管理等環(huán)節(jié)信息化改造升級，推行先進質(zhì)量管理，促進企業(yè)管理創(chuàng)新。推動一批產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新服務平臺建設。,第四節(jié) 引導企業(yè)兼并重組 堅持市場化運作，發(fā)揮企業(yè)主體作用，完善配套政策，消除制度障礙，以汽車、鋼鐵、水泥、機械制造、電解鋁、稀土、電子信息、醫(yī)藥等行業(yè)為重點，推動優(yōu)勢企業(yè)實施強強聯(lián)合、跨地區(qū)兼并重組，提高產(chǎn)業(yè)集中度。推動自主品牌建設，提升品牌價值和效應，加快發(fā)展擁有國際知名品牌和核心競爭力的大型企業(yè)。 第五節(jié) 促進中小企業(yè)發(fā)展 大力發(fā)展中小企業(yè)，完善中小企業(yè)政策法規(guī)體系。促進中小企業(yè)加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，強化質(zhì)量誠信建設，提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭能力。推動中小企業(yè)調(diào)

21、整結(jié)構(gòu)，提升專業(yè)化分工協(xié)作水平。引導中小企業(yè)集群發(fā)展，提高創(chuàng)新能力和管理水平。創(chuàng)造良好環(huán)境，激發(fā)中小企業(yè)發(fā)展活力。建立健全中小企業(yè)金融服務和信用擔保體系，提高中小企業(yè)貸款規(guī)模和比重，拓寬直接融資渠道。落實和完善稅收等優(yōu)惠政策，減輕中小企業(yè)社會負擔。,三、課程教學內(nèi)容簡介,機械制造過程,制造的基本過程,制造工藝的重要性：,焊接工藝船體的破裂,焊接工藝航天飛機事故,熱處理工藝越王勾踐劍,焊接工藝增壓釜的爆炸,制造遍及國民經(jīng)濟的多個領(lǐng)域,煉鐵,煉鋼,軋鋼,沖壓,裝配,磨削,超聲,線切割,激光,電子束,電火花,鑄造,下料,坯料,鍛造,焊接,熱處理,鉗工,鉆削,離子束,車削,銑削,刨削,天象臺,鏜削,齒

22、輪加工,四、如何實習？,47,1.善于向?qū)嵺`學習：躬身踐行 紙上得來終覺淺，絕知此事須躬身 2. 注重工藝知識：設計和工藝的關(guān)系 工藝是把設計成為現(xiàn)實。 3. 注意預習和復習 學而時習之，不亦說乎！ 溫故而知新，可以為師矣。,實習環(huán)節(jié)和實踐操作,（1）各工種和實驗的理論學習、實際操作和考勤，并獲得相應的實習操作成績； （2）對應每次工種，按時完成實習報告，獲得作業(yè)成績； （3）完成思想小結(jié)和創(chuàng)新報告，并在小結(jié)中推薦2名最佳師傅，實習最后一天將思想小結(jié)和創(chuàng)新報告交給相關(guān)的負責教師，以獲得相應成績，完成實習； （4）選修金工集中實習的同學，歡迎申請訓練中心開設的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程，以及其他提高類課程；,五、幾點注意事項,實習指導教師,車工：徐偉國 鉗工: 武靜 銑磨：楊建新（AE組） 洪亮（BCD組） 鑄工: 李雙壽 焊鈑熱: 姚啟明(第1周)、梁志芳(第2、3周),實習教材,機械制造實習，清華大學出版社，傅水根、李雙壽主編 機械制造實習與實驗報告（機械類用），校內(nèi)印刷 聯(lián)系電話 ，627