机械制造概论
机械制造设计概论

机械制造设计概论在现代社会中,机械制造设计是一项关键的技术,它涉及到各种各样的机械产品的设计和生产。
这些产品可以是从简单的家用电器到复杂的工业机械。
本文将介绍机械制造设计的概论,包括其基本原理、设计流程和应用领域。
一、机械制造设计的基本原理机械制造设计是一门综合性学科,它结合了工程力学、材料学、加工工艺学等多个学科的知识。
在机械制造设计中,设计师需要考虑产品的功能、性能、可靠性、制造成本等多个因素。
同时,他们还需要了解材料的性质和加工过程的特点,以确保设计的可行性和有效性。
根据基本原理,机械制造设计可以分为以下几个方面:1. 功能设计:产品的功能是设计的首要考虑因素。
设计师需要了解用户需求,并将其转化为具体的产品功能要求。
在功能设计中,还需要考虑产品的使用环境和操作要求。
2. 结构设计:结构设计是确定产品的形式和组成部分的过程。
在结构设计中,设计师需要考虑产品的功能、强度和刚度要求,并选择适当的材料和结构形式。
3. 零部件设计:零部件设计是确定产品各个零部件的过程。
在零部件设计中,设计师需要考虑零部件之间的配合要求,以及零部件的制造和装配要求。
4. 工艺设计:工艺设计是确定产品的制造工艺和加工工艺的过程。
在工艺设计中,设计师需要选择适当的机械设备和工艺方法,并确定加工参数和质量控制要求。
二、机械制造设计的流程机械制造设计的流程可以分为以下几个阶段:1. 需求分析:在需求分析阶段,设计师需要与用户和市场部门沟通,了解产品的需求和市场需求。
通过需求分析,设计师可以确定产品的功能、性能和外观要求。
2. 概念设计:在概念设计阶段,设计师将产品的需求转化为概念设计。
概念设计是根据产品的功能和形式要求,进行初步的设计方案的选择和评估。
3. 详细设计:在详细设计阶段,设计师将概念设计转化为具体的产品设计。
具体设计包括结构设计、零部件设计和工艺设计等。
4. 制造和测试:在制造和测试阶段,设计师将设计方案转化为具体的产品。
机械制造概论

1.绞孔不能校正原有孔的轴线偏斜2.砂轮的硬度:磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度(自锐性)粒度:磨料颗粒的大小(如何选择?)3.六点定位原则(重要)4.常用定位方式:V型块定位圆孔定位5.切削力的来源:1).三个变形区内工件材料的弹性、塑性变形产生的抗力2).工件切屑与刀具摩擦产生的阻力与切削用量的关系:背吃刀量ap和进给量f是通过对切削面积和单位切削力的变化而影响切削力的。
背吃刀量ap 增大,切削宽度bd也增大,剪切面积As和切屑与前刀面的接触面积按比例增大,第一变形区和第二变形区的变形与摩擦相应增大。
当背吃力量增大一倍时,切削力也增大一倍。
进给量f增大,切削厚度hd 增大,而切削宽度bd不变,这时剪切面积虽按比例增大,第二变形区的变形未按比例增大。
而进给量增大,平均变形变小,单位切削力降低,因此,进给量f增大一倍,切削力约增加70~80%。
6.切削用量哪个因素对切削力影响是最大的:背吃刀量7.切削热的来源:切削金属层发生弹性形变、塑形形变所产生的热和切削与前面、工件与后面的摩擦热8.铸铁的切削热:铸铁是脆性材料,切削呈崩碎状,切削变形小,摩擦和磨损小,产热较小9.刀具的磨钝标准:一般选用后面磨损宽度来制定刀具磨钝标准,严格地来讲,磨钝标准应该是后面磨损带部位中间平均磨损量VB所允许达到的最大磨损尺寸10.定位基准:粗基准用毛坯上未加工的表面作为定位基准精基准是用加工过的表面作为定位基准11.粗基准的选择:1. 选择不加工表面作为粗基准,以保证不加工表面与加工表面间的位置精度,若有几个不加工表面,选其中与加工表面位置精度要求高的一个。
2.为保证某重要表面余量均匀,则选择该重要表面本身作为粗基准。
重点考虑:1).加工表面与不加工表面的相对位置精度;2).各加工表面有足够的余量12.精基准的选择:重点考虑:1).减少定位误差2).保证加工精度13.加工误差:零件加工后实际几何参数对理想几何参数的偏离程度14.刀具的机构:前、后刀面,主偏角等对切削参数的影响15.进给量、背吃刀量,切削速度对工艺性能的影响16.刀具的各种角度对排屑的影响17.带状切屑:切屑外形连续不断呈带状,底面光滑,背面呈毛绒状18.机床主轴回转误差:主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移量19.轴线偏斜现象:20.孔径扩大现象:21.冷作硬化:加工过程中的塑形变形,使晶粒间产生剪切滑移,晶格扭曲,并产生晶粒拉长,破碎,从而使加工材料表面的强度,硬度提高,塑形下降22.硬质合金车刀的分类及适用范围。
机械制造概论教案设计模板

一、课程名称机械制造概论二、授课对象机械设计制造及其自动化专业学生三、教学目标1. 知识目标:(1)了解机械制造的基本概念、发展历程和现状;(2)掌握机械制造的基本原理和工艺方法;(3)熟悉机械制造中常用的设备和工具;(4)了解机械制造行业的发展趋势和前景。
2. 能力目标:(1)培养学生运用机械制造知识解决实际问题的能力;(2)提高学生的动手实践能力;(3)增强学生的创新意识和团队协作精神。
3. 素质目标:(1)培养学生的职业道德和敬业精神;(2)提高学生的审美观和环保意识;(3)增强学生的社会责任感。
四、教学内容1. 机械制造概述1.1 机械制造的基本概念1.2 机械制造的发展历程1.3 机械制造的现状与趋势2. 机械制造原理2.1 机械加工的基本原理2.2 机械加工方法及特点2.3 机械加工精度与表面质量3. 机械制造工艺3.1 机械加工工艺规程的编制3.2 机械加工工艺过程及典型工艺3.3 机械加工工艺装备与刀具4. 机械制造设备4.1 机械加工设备概述4.2 常用机械加工设备介绍4.3 机械加工设备的发展趋势5. 机械制造工艺设计5.1 机械制造工艺设计的基本原则5.2 机械加工工艺设计步骤5.3 机械加工工艺设计实例分析五、教学方法1. 讲授法:系统讲解机械制造概论的基本概念、原理和工艺方法;2. 案例分析法:结合实际工程案例,分析机械制造工艺设计及设备应用;3. 实践操作法:指导学生进行机械加工工艺实验,提高动手实践能力;4. 讨论法:组织学生围绕机械制造发展趋势、环保等问题进行讨论,培养学生的创新意识和团队协作精神。
六、教学进度安排1. 第1周:机械制造概述2. 第2-3周:机械制造原理3. 第4-5周:机械制造工艺4. 第6周:机械制造设备5. 第7-8周:机械制造工艺设计七、考核方式1. 课堂表现:30%2. 课后作业:30%3. 实验报告:20%4. 期末考试:20%八、教学资源1. 教材:《机械制造概论》2. 教学课件3. 机械制造相关实验设备4. 机械制造相关网站和数据库九、教学反思在教学过程中,教师应根据学生的实际情况,调整教学内容和方法,注重理论与实践相结合,提高学生的综合素质。
第一章机械制造概论

'第1章机械制造概论机械制造业是国民经济的基础产业,它生产的机械产品中相当一部分将成为国民经济各部门的机械装备。
机械制造是一个将制造资源(物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等)通过制造系统转化为可供人们使用或利用的产品的过程。
机械制造也是人类开发自然资源的过程,在人类实施可持续发展战略的今天,力争以最小的资源消耗、最低限度的环境污染产生最大的社会经济效益是制造业的根本宗旨。
1・1机械产品的开发与构成1. 2制造过程与生产组织思考题与练习◎1・1机械产品的开发与构成1.1.1机械产品的开发趣产品开发的意义黴新产品开发的决策蜜新产品开发的方式爲新产品开发的步骤黴产品开发的技术手段1.1.2机械产品的构成蟹机械产品的构成■组成产品的各个部分应当具有充分发挥其性能的最佳形状,所选用的材料应考虑对强度和功能的要求。
嗓机械产品使用的材料"■nTui趣产品开发的意义1)产品开发的意义・科学技术的发展与进步,为满足人类更高消费提供了许多新的产品方案。
的❿消费者随着生活水平的提高与社会环❿机械制造企业为了赢得竞争,也必须不断地推出新产品。
2)机械产品的市场寿命周期及各阶段的特点2)机械产品的市场寿命周期及各阶段的特点■介绍期:制造成本大,销售量有限,价格也较高, 销售产品还不能为企业带来利润。
■成长期:产品迅速占领市场,销售额扩大,进入批量生产,成本降低,利润迅速增加。
-成熟期:销售量大,但增幅趋缓,企业利润丰厚■衰退期:产品的价格被压到极低水平,销售额持续下降,企业无法获得利润,市场出现升级换代的新产品。
F爨新产品开发的决策1)新产品的分类及定义♦全新产品:应用新原理、新结构、新技术和新材料制造出的前所未有的产品往往是科技史上的重大突破。
♦换代产品:由于米用新技术、新结构或新材料,使产品性能产生具有阶段性变化的新产品。
♦改进产品:对老产品的改进。
♦仿制产品:模仿市场已有的其他产品而产生。
机械制造技术基础 概论

大量生产
固定不变 金属模机器造型、模锻 专用、自动设备及 自动线 按流水线或自动线排列 高效率的专用夹具 专用刀具量具、自动测量 全部呼唤或分组互换 长时间连续生产 高 低 一般 详细编制
2.生产类型与生产组织方式
单件小批生产往往采用工序集中原则,大批量生产常
采用工序分散原则。大批量生产时,产品开发和大批制造
量稳定,但适应性差,当市场发生变化时转产难。
单件小批生产中常采用通用设备和通用刀具、夹具、 量具等工艺装备,适应性强,但生产效率低,加工质量不 稳定,成本高 。 目前,市场广泛需求的是多品种和小批量生产,而新 的科学技术也不断涌现,因此推动了制造哲理的革新和生 产方式的转变。
产品制造的全过程
市场需 求调研
产品设 计开发 售后服 务回收 产品 销售 产品 制造
“大制造”是将社会资源(物料、能源、设备、信息、人力
广义 等)转化为产品的全过程,是一个综合的系统。
制造系统 是指覆盖产品全生命周期的制造活动所形成的 系统,即设计、制造、装配及市场乃至回收的全过程。
机械制造的根本宗旨 是以最小的资源消耗、最低的 环境污染度,产生最大的社会和经济效益。 按照制造系统的观点来分析处理问题,可取得理想的技 术经济效果—必须以满足市场需求作为战略决策的核心。 优质、高效、低耗随之也增加了新的内涵。 优质不单是产品加工质量好,而是满足市场的质量要求; 高效不单是产品加工效率高,重要的响应市场快,产品更新快; 低耗不仅指产品的成本低,而是企业的综合效益要好;用户不仅购
合作开发 由企业和高校或科研机构合作进行技术开发。由于新
产品开发可能涉及到较广阔的学术领域,需要各种检测设备、实 验设备,需要各类人才进行创新工作,而高校和科研机构在这方 面有比较强的优势。
机械制造概论

砂型铸造 特种铸造
锻造
轧制
冲压 挤压 旋压 拉拔
电弧焊 电阻焊 气焊 压焊
特种焊接
刃具 加工 磨削
钳加工
电物理加工电化学加工 化学加工
复合加 工
整体热处理表面热处理
化学热处 理
电镀 化学镀 真空 沉积 热侵镀 转化膜 热喷涂
涂装
装配 试验与检验
粉末冶金
冷作
非金属成 表面
形
处理
包装 防锈
缠绕
编织
其他 钎焊 其他
§2 制造系统
2.1 制造系统结构
经营管理 财务
用
户
市场与销售
、
市
研究与开发
场
与
工程设计
外
部
质量控制
环
采购
境
资源管理
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
生产管理
车间制造 (加工、装配、 检验、输送、
存储 … )
图1-2 制造系统功能结构
§4 机械制造工艺总论
Introduction to Mechanical Manufacturing Process
1) 工 序
一个或一组工人在一个工作地点,对一个或同时 对几个工件所连续完成的那部分工艺过程叫工序。
零件的加工内容是:①加工小端面;②对小端面钻中心孔;③ 加工大端面;④对大端面钻中心孔;⑤车大端外圆;⑥对大端 倒角;⑦车小端外圆;⑧对小端倒角;⑨铣键槽;⑩去毛刺。
阶梯轴第一种工序安排方案 (小批量)
➢ 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、焊接 、压 制、烧结、注塑、压塑 … ➢ 机械加工——切削、磨削、特种加工 ➢ 材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、 热喷涂 … ➢ 机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一 起,组合成部件和整台机械产品,包括零件的固定、 连接、调整、平衡、检验和试验等工作
机械制造概论思考题

机械制造概论思考题1. 机械制造的定义和意义机械制造是一种制造行业,涉及到生产和加工机械零部件和组装完整机械设备的过程。
它是现代工业化发展的基础之一,对促进经济增长、提高生产效率和增加就业机会起着重要作用。
机械制造涵盖的领域非常广泛,涉及到各个行业和领域,例如汽车制造、航空航天、电子设备制造等。
机械制造的意义在于: - 促进经济发展:机械制造业是国民经济中的支柱产业之一,为国家经济增长和工业化进程做出了重要贡献。
- 提高生产效率:机械设备和自动化技术的应用可以大大提高生产效率,降低人力成本,实现批量生产。
- 推动技术进步:机械制造业的发展需要不断创新和技术进步,推动了相关技术和工艺的发展。
- 增加就业机会:机械制造业的发展为社会创造了大量就业岗位,提供了更多的就业机会。
2. 机械制造的基本流程机械制造的基本流程包括: 1. 设计阶段:根据需求和要求,进行产品设计和工艺规划。
包括机械零件的设计、总体结构设计、选材和工艺设计等。
2. 加工制造阶段:根据设计图纸和工艺方案,采用相应的加工方法和工艺,生产加工机械零部件。
3. 组装调试阶段:将加工好的机械零部件进行组装,形成完整的机械设备,并进行调试和测试,确保其正常运行。
4. 应用和维护阶段:将制造好的机械设备应用于实际生产中,定期进行维护和检修,保证设备的正常运行和使用寿命。
3. 机械制造所面临的挑战和机遇机械制造业面临着许多挑战和机遇,其中包括: - 技术创新和自动化:随着科技的不断进步,机械制造业需要不断创新和引进先进的制造技术和自动化设备,以提高生产效率和产品质量。
- 环境保护和可持续发展:随着环保意识的增强,机械制造业需要注重节能减排和资源利用,开展清洁生产和环境保护工作。
- 市场需求和市场竞争:机械制造业需要根据市场需求和竞争状况,灵活调整产品结构和生产布局,提高市场竞争力。
- 人才培养和人力资源:机械制造业需要培养适应产业发展需求的高素质人才,加强人力资源开发和管理。
第一章 机械制造概论.

界大国的行列。目前,我国电力、钢铁、石油、交 通、矿山等基础工业部门所拥有的机电产品总量中,
约有80%是我国自己制造的,其中6000m电驱动沙
漠钻机已达到国际先进水平,300MW和600MW火电机 组已成为国家电力工业的主要机组。2003年,我国 汽车年产量已达445万辆,机动车产量居世界首位。 许多与人们生活密切相关的机电产品(如电冰箱、
(1)净成形
净成形技术是指由原材料到零件成形后不再加 工(或仅需少量加工)就可用作机械零件的成形技术。 采用净成形技术加工方法不同,所获得的机械零件尺 寸精度、形位精度和表面质量也不尽相同。
一般就是年产量。零件的生产纲领N应当计入备品和
废品的数量,常按下式计算 N = Q n ( 1 + a ) ( 1 + b ) 式中Q——产品的年产量(生产纲领); n——每台产品中该零件的数量;
a、b——零件生产备品率( % )、废品率( % )。
2.生产类型
生产纲领的大小决定了产品(或零件)的生产类型,
国、日本、德国的4%~5%;第三,企业对市场需求的快
速响应能力不高,我国新产品开发的周期平均为18个月,
而美、日、德等工业发达国家的新产品开发周期平均为
4~6个月;第四,具有自主知识产权的高新技术的机电产 品少,主要机械产品的技术来源的57%来自国外,大多数 电子通信设备的核心技术仍然依赖进口。
今后一段时期,我国机械工业的主要任务是:① 加快发展国计民生、涉及国家经济安全且对工业结构
生产方式作为现代工业生产的一个重要特征,对人 类社会的经济发展、社会结构、文化教育以及生活 方式等,产生了深刻的影响。
20世纪 60年代,随着市场竞争的加剧,大规模 生产方式面临新的挑战。制造企业的生产方式开始
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1100年苏颂主持制造的水运仪象台。由水力驱动力,代表了 当时机械制造的先进水平,是当时世界上先进的天文钟
20
珍妮纺纱机 (1764)
现代纺 纱机
卡特赖特 纺纱机(
1785)
21
1797年莫兹利制造的第一台螺纹切削车床
22
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二、机械制造过程与机械制造系统
(一) 制造技术
制造技术
➢ 是使原材料变成产品的过程中所用各种手段的总和。
东北重大成套设备制造聚集地、川陕国防装备 制造聚集地等正稳定地为国民经济和国防建设发挥 着不可或缺的作用。
我国目前处于工业化的中期。8二、我国制造业的现状存在的问题: 总体规模仍然偏小,仅为美国的1/5、日本的
1/4。 制造业的人均劳动生产率过低,仅为美国的
1/25、日本的1/26、德国的1/20。 制造业结构呈轻型化状态,表现为机械电子制造
➢ 手段包括
运用一定的知识、技能; 操纵可以利用的物质、工具; 采取有效的方法;
……
➢ 与大、小制造概念相对应,制造技术也有广义和狭义 之分。广义制造技术涉及生产活动的各个方面和生产的 全过程,是一个从产品概念到最终产品的集成活动,是 一个功能体系和信息处理系统。
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科学与技术
➢ 科学——认识世界,基本方法是“分析”,基本形 式为“发现、揭示”。 ➢ 技术——改造世界,基本方法是“综合”,基本形 式为“发明、创造、改进”。 ➢ 在商品经济高度发展的今天,科学与技术的界限开 始变得模糊,纯粹的科学研究不断萎缩,原因是得不到 足够的经费支持,许多科学研究从一开始就有明确的 应用前景(例如:超导技术、克隆技术等)。
新竹 利润率15%
东莞 利润率5%
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三、机械制造业的发展
机械制造工艺方法进一步完善与开拓;
水射流如加:工激:光加工、电加工、射流加工 压力可、达快:速10原0~1型00制0 造M技Pa术,等流量先:进0的.5~加25工l/min,水 流速:5方00法~9都00在m/不s 断的完善与发展。
切割180mm钢板,切口公差::±0.06~0.25mm,切口 仅:0.015mm
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三、机械制造业的发展
机械制造工艺方法进一步完善与开拓;
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三、机械制造业的发展
加工技术向高精度发展;
21世预纪测的:超2精1世密纪加初工(前将3向0分年子),级、原子级精度推进 普通加工:1µm 精密加工:0.01 µm 超精密加工:0.001 µm
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三、机械制造业的发展
加工技术向高度自动化方向发展;
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二、我国制造业的现状
按2001年统计,我国制造业由29个行业组成,主 要的可归为三类:
轻工纺织制造业:占 30.58% 资源(包括原材料和能源)加工工业:占 33.93% 机械电子制造业:占 34.16%。 相对发达国家,我国机械电子制造所占比例偏低。 以1996年为例:美国为 41.6%、日本为 43.63%、 德国为46.4%、法国为39.63%、英国为37.33%、 韩国为45.3%。
所占比例偏低。装备制造能力尤为偏低。
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存在问题:
技术创新能力和自主开发能力薄弱,突出表现为: ①机械产品技术来源的57%来自国外,绝大多数电 子及通信设备的核心技术依赖进口。 ②产品开发周期过长,企业对市场的快速反应能力 差。我国机械新产品的平均开发周期为18个月, 美国(1990年)新产品设计周期3个星期,试制 周期3个月。 ③先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段,普及 率较低,与发达国家存在着阶段性差距。
第0章 机械制造概论
1
一、 机械制造业在国民经济中的地位
(一) 生产与制造
制造
➢ 广义制造 = 生产
➢ CIRP定义:制造包括产品设计、材料选择、制造生 产、质量保证、管理和营销等一系列有内在联系的运 作和活动。COOPERATIVE INSTITUTIONAL RESEARCH PROGRAM
➢ 狭义制造:从原材料→成品的生产过程中直接起作 用的工作内容,包括毛坯制造、零件加工、产品装配 、检验、包装等具体操作(物质流)。
➢ 日本由于重视制造业,二战后30年时间,发展成为世界 经济大国。
➢ 而美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展,结 果导致经济衰退,竞争力下降,出现在家电、汽车等行业 不敌日本的局面。直至上世纪80年代初,美国才开始清醒 ,重新关注制造业的发展,至1994年美国汽车产量重新超 过日本。
➢ 机械制造业是制造业的基础,是重中之重。
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二、我国制造业的现状
已建立了一个比较完整的工业体系,提供重大 装备的能力不断提高
如:为上海磁悬浮列车项目提供有8台数控落地镗铣 床组成的轨道深加工自动线;
年产1~2千万吨级不同开采工艺的露天矿采掘和年产 500万吨级井下矿采掘成套设备;
葛洲坝枢纽工程170兆瓦、转轮直径11.3米轴流式水 电机组;300兆瓦核电站成套设备;500千伏交流输变电 成套设备;
水下机器人;激光照排设备;正负电子对撞机;曙光 、银河、联想等巨型计算机;
主战坦克;新舟60客机;飞豹轰炸机;神舟号无人飞
船;核动力潜艇;两弹一星等。
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二、我国制造业的现状
制造业总体生产规模已居世界第四位,众多制 成品产量已居世界前列——“制造大国但非制造强 国”
各具特色的制造业聚集地逐渐形成
珠江三角洲、长江三角洲已成为全球重要的家 电、电子及通信设备制造聚集地;
低水平生产能力严重过剩。据第三次全国工业普查, 机械、电子、化工、轻工、冶金等行业生产能力 10
中国是制造业大国--但不是制造业强国
光纤制造设备的 100% 集成电路芯片制造设备的 85% 主要机械产品的技术来源 57%
依靠进口
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中国制造—世界制造加工车间
研究
开发
订单
制造
销售
服务
硅谷 利润率25%
制造业
➢ 美国将机械、电子、轻工、纺织、冶金、化工等行业 列为制造业。
➢ 我国将制造业划分为第二产业。
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(二) 制造业的作用
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(二) 制造业的作用
➢ 制造业是国民经济的支柱产业,占国民经济总收入的 60%以上。
➢ 美国约1/4人口直接从事制造业,其余人口中又有约半 数人所做工作与制造业有关。
随着计算机技术的发展,相继出现 CNC机床、柔性制造系统FMS (Flexible Manufacturing System)、计算机集成制 造系统CIMS (Computer Integrated Manufacturing System)。
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源于古希腊的阿基米德螺旋泵(B.C 287-212 )