第一章机械制造概论

任家隆主编 机械制造技术基础FundamentalsofMechanicalManufacturingTechnology 第一章机械制造概论 第一节简介第二节机械制造过程与生产组织第三节零件 毛坯 成形方法 1 1 1机械制造业在国民经济中的作用 第一节简介 1 2 2制造业在国民经济中的地位 1963年 1983年 美日两国汽车产量在世界市场所占份额 图1 2美日两国汽车产量变化 1 1 2机械制造业的发展 机械制造工业发展史 动力标志 人 畜 蒸气机电动机计算机自然力发展阶段 手工生产机械化电动化数控化贡献者 瓦特法拉第冯 诺伊曼 1769 1831 1946 柔性化集成化网络化智能化CNC CAX FMS CIMS 图1 3制造业历史发展 我国机械制造工业的发展史古代的辉煌近代的屈辱现代的奋起 1 1 2机械制造业的发展 1939年河南省安阳市武官村出土 四足两耳方鼎 高133厘米 口长110厘米 口宽79厘米 重832 84千克 成分 铜84 77 锡11 64 铅2 79 其他0 8 司母戊大方鼎 春秋晚期 长55 6厘米宽4 6厘米1965年湖北省江陵县望山出土剑至今锋利 光泽夺目 堪称吴越名剑之代表作 越王勾践剑 越王勾践剑的主要成分 高6 75m 直径3 3m 重量46 5t的铜钟 明朝永乐年间 约1420年 铸造的 在世界大钟之林中铸造年代最久远 钟身内外铸满了佛经 经文清晰 排列巧妙 总字数达230184个 是世界上铸字最多的大钟 永乐大钟 1978年湖北省随县擂鼓墩出土 钟架长7 48米 宽3 35米 高2 73米 总重量达2500多公斤 曾侯乙编钟 候风地动仪 原件失传 东汉时期 天文学家张衡 公元78 139年 于阳嘉元年 公元132年 制成 是世界上第一台地震仪 秦始皇兵马俑 两千多年前大型彩绘铜车马 由三千多个零 部件组成 综合了铸造 焊接 凿削 研磨 抛光及各种联结等工艺 我大清 时期 中华民国 时期 近代的屈辱 建立了比较齐全的制造体系2003年10月15日用自行制造的 神舟五号 飞船成功将宇航员杨利伟送上了天2005年10月12日 神舟六号 飞船成功搭载宇航员费俊龙 聂海胜 在太空停留时间115小时33分钟与发达工业国家还有很大距离 现代的奋起 1996年我国钢产量超过一亿吨 变成世界第一产钢大国 这是为纪念钢产量突破一亿吨而发行的邮票 葛洲坝水轮发电机转子 最大直径18738毫米 高3639毫米 净重达1780吨 是目前世界上最大水轮发电机转子 2005 02 04吊装就位 神舟六号 飞船发射成功 1 1 3机械制造技术的现状与发展前景 1 机械制造基础技术 2 超精密及微细加工技术 3 自动化制造技术 4 绿色制造技术 1 1 3机械制造技术的现状与发展前景 总趋势 与材料科学 电子科学 信息科学 生命科学 环保科学 管理科学等交叉 融合 极限制造 更大 更小 更精密柔性化 自动化 集成化 智能化 方向 高效化 精密化 强韧化 轻量化 优质 高产 低耗 无污染 1 1 4本课程性质 内容 特点与学习方法 课程的内容及要求 掌握 材料和材料成形及机械加工的基本知识 金属切削过程的基本规律 选择 机械加工方法与机床 刀具 夹具及切削加工参数 具备 制订机械加工工艺规程的初步能力 分析和解决现场工艺问题的初步能力 掌握机械制造技术的基础知识 基本理论和基本方法 通过课程学习及实验 生产实习及课程设计等实践环节训练 培养分析和解决机械制造工程问题基本能力 了解机械制造领域的最新成就和发展趋势 课程宗旨 1 2 1制造活动定义1 2 2产品制造过程1 2 3生产类型 第二节机械制造过程与生产组织 制造 manufacture 在信息控制下 由能量起作用 对物料加工而使之形成产品 人类按所需目的 运用知识和技能 应用设备和工具 采用有效的方法 将原材料转化为产品并投放市场的全过程 1 2 1制造活动定义 人和设备 支撑条件政策与法规 约束条件 图1 3制造活动过程 1 2 1制造活动定义 制造过程 将原材料转变成成品的全过程 1 2 2产品制造过程 直接生产过程辅助生产过程生产技术准备生产服务 工艺过程 直接改变生产对象的形状 尺寸 相对位置 性质 机械加工工艺过程 冷加工 热加工工艺过程装配工艺过程 1 2 2产品制造过程 生产纲领 企业在计划期内产品的产量 Q 产品的年产量n 每台产品中该零件的数量 备品率 废品率 根据生产纲领 划分生产类型 1 2 3生产类型 表1 1生产纲领与生产类型的关系 单件生产成批生产大量生产 小批生产 中批生产 大批生产 单件小批生产 大批大量生产 不同的生产类型有不同的工艺特点 1 2 3生产类型 生产类型 产品生产的专业化程度 表1 2各种生产类型的工艺特点 表1 2各种生产类型的工艺特点 续 第三节零件 毛坯 成形方法 1 3 1材料成形工艺 m 0 1 3 2材料去除工艺 m0 1 3 1材料成形工艺 m 0 贯通流程 质量不变工艺 铸造 将液态金属浇注到型腔中来获得毛坯 类型 砂型铸造金属型铸造压力铸造离心铸造熔模铸造 特点 形状复杂 适应性广 成本低 贯通流程 质量不变工艺 铸造 锻压 金属压力加工 对加热后金属施加外力 塑性变形 自由锻 模锻 胎膜锻 轧制和挤压等 锻造 板料冲压 将板料冲压成制件 冷冲压 冲裁 弯曲 拉深 成形等 特点 力学性能高 特点 高生产率 高精度 1 3 1材料成形工艺 m 0 铸造 锻压 粉末冶金 以金属 非金属粉末 经模具压制 烧结等 制成制品 特点 材料利用率高 生产率高 精度高 1 3 1材料成形工艺 m 0 贯通流程 质量不变工艺 1 3 2材料去除工艺 m 0 发散流程 质量减少工艺 切削加工 刀具切除工件毛坯上多余的金属 车削 铣削 刨削 钻削 拉削 镗削等 常规机械加工方法 切削加工 磨削加工 砂轮磨去工件上多余的金属 内外圆磨削 平面磨削 成形磨削等 特点 加工精度高 表面质量好可加工淬硬表面 1 3 2材料去除工艺 m 0 发散流程 质量减少工艺 1 3 2材料去除工艺 m 0 切削加工 磨削加工 特种加工 利用电能 热能 化学能 光能 声能等去除工件材料 电火花加工 电解加工 激光加工 超声加工 水喷射加工 电子束加工 离子束加工等 特点 以柔克刚 发散流程 质量减少工艺 1 3 3材料累积工艺 m 0 收敛流程 质量增加工艺 连接与装配 不可卸连接 焊接 粘接 铆接 过盈配合等 装配方法 螺纹连接 销连接等 1 3 3材料累积工艺 m 0 连接与装配 电铸电镀加工 电镀液中的金属正离子在电场的作用下 逐渐镀复沉积到阴极上去 形成