工业工程前沿讲座

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1、工业工程前沿讲座－－生产制造相关制造业及其重要性我国制造业的情况制造业的发展趋势全球化生产先进制造技术及其发展趋势一、制造业及其重要性1、制造与制造业的含义制造：是人类最主要的生产活动之一。它是指人类按照所需目的，运用主观掌握的知识和技能，通过手工或可以利用的客观的物质工具与设备，采用有效的方法，将原材料转化为有使用价值的物质产品并投放市场的全过程。制造业：制造业是所有与制造有关的行业的总体。制造业为国民经济各部门和科技、国防提供技术装备，是整个工业、经济、科技与国防的基础。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简介（1）机械制造技术历史据考古科学证实，距今3万年前，已发明琢钻

2、和磨制技术；从秦始皇陵出土的2200年前文物推断磨削技术可能形成；从汉代出土的文物推断，当时（公元前206～220年）的机械制造技术已达到了一定的水平；1668年我国已有了马拉铣床和脚踏砂轮机；1775年英国的约翰·威尔金森（J·Wilkinson）为加工瓦特蒸汽机的汽缸，研制成功镗床；此后至1860年期间，先后出现了车、铣、刨、插、齿轮、螺纹加工等各种机床。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简介（2）刀具材料的重要作用及其发展过程刀具(工具)材料的发展，对人类社会的发展发挥了极其重要的作用。刀具材料的发展与人类社会生活、生产的发展有着极密切的关系。对于古人类，“刀”和“火

3、”的认识和应用，是两项最伟大的发明，是人类登上历史舞台的重要标志。刀具材料的改进推动着人类社会文化和物质文明的发展。例如在人类历史中，曾有过旧石器时代、新石器时代，青铜器时代和铁器时代等。与石器时代对应的是人类的原始社会;与青铜器时代对应的是人类的奴隶社会;与铁器时代对应的是人类的封建社会及其以后的时代。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简介（2）刀具材料的重要作用及其发展过程在传统的机械加工中，刀具材料、刀具结构和刀具几何形状是决定刀具切削性能的三大要求，其中刀具材料起着关键作用。在计算机集成制造系统出现后，在刀具使用中还应考虑“刀具系统”问题。近年来，各种难加工材料的出

4、现和应用，先进制造系统、高速切削和超高速切削、精密加工和超精密加工、“绿色制造”和“洁净制造”的发展与付诸实用，都对刀具特别是对刀具材料提出更高、更新的要求。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简介（2）刀具材料的重要作用及其发展过程古人类能在大自然中寻用天然材料制作工具，如玉、石、天然金刚石甚至陨铁都曾得到过应用。在奴隶制社会，曾用青铜制作工具；到了秦朝时代，进入封建社会的时候，钢、铁工具开始出现，碳素工具钢开始得到应用，那时的碳素工具钢与现代的T10、T12等钢种已十分接近。与石料、铜料相比，碳素工具钢具有更高硬度，切削刃能够磨得很锋利，故切削效率和加工质量相对较高。但碳

5、素工具钢只能承受200-250℃的切削温度，用以切削一般钢材只能应用5-8m/min的切削速度，不能满足更高的要求。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简介（2）刀具材料的重要作用及其发展过程1865年，英国的罗伯特·墨希特(RohertMushet)发明了合金工具钢，能承受350℃的切削温度，加工一般钢材时切削速度可提高到10-12m/min。为了适应加工效率进一步提高的要求，美国机械工程师泰勒和冶金工程师怀特于1898年发明了高速钢，它能够承受550-600℃的切削温度，切削一般钢材可采用25-30m/min的切削速度、从而使其加工效率比碳素工具钢提高了4倍以上，从而使美

6、国、英国等主要资本主义国家的切削水平出现了一个飞跃，获得了巨大的经济效益，机械制造工业也得以迅速发展。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简介（2）刀具材料的重要作用及其发展过程随着人类生活生产水平的提高，高速钢刀具已不能满足高效率加工、高质量加工以及难加工材料切削的要求。20世纪20年代到30年代，人们发明了钨钴类和钨钛钴类硬质合金，能承受800-900℃以上的高温，切削速度可以是高速钢刀具的4-5倍以上，因而被迅速推广应用。在第二次世界大战期间，由于兵工生产的需要，美、英、苏、德各国开始部分使用硬质合金刀具;二战结束后，逐步扩大使用。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简

7、介（2）刀具材料的重要作用及其发展过程与高速钢刀具相比，硬质合金刀具较脆，韧性不足，可加工性也不好，故开始时只用于一般车刀，后发展到用于面铣刀及其他刀具，但迄今为止，仍不能用于所有种类的刀具。高速钢刀具材料凭借其良好的韧性和可加工性，仍固守着切削刀具中将近一半的阵地。当代，硬质合金和高速钢是两种最主要的、用得最多的刀具材料。它们的总和占全部刀具的95%以上。一、制造业及其重要性2、机械制造技术简介（2）刀具材料的重要作用及其发展过程硬质合金刀具仍不能满足现代高硬度工件材料和超精密加工的要求，于是更新的刀