兰交大机械制造技术课件01绪论

第一章

绪论

机械制造工业在国民经济中的地位与作用课程的特点、研究的主要内容和学习方法第一节第二节一、

课程的特点

《机械制造技术基础》是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的专业基础课程.课程设计的目的是为学生在制造技术方面奠定最基本的知识和技能基础.

该课程是一门实践性很强的课程,须有相应的实践性教学环节（金工实习、认识实习等）与之配合.二、本课程的学习基本内容及要求

1.掌握金属切削的基本理论,具有根据加工条件合理选择刀具种类,刀具类型,刀具几何参数,切削用量及切削液的能力.2.熟悉各种机床的用途,工艺范围,具有通用机床传动链分析与调整的能力.3.掌握机械制造工艺的基本理论,具备制定机械加工工艺规程和装配工艺规程的能力,学会分析机械加工过程中产生误差的原因,并能针对具体工艺问题提出相应的改善措施.

4.对机械制造技术的新发展有一定的了解.三、课程的学习方法结合实践环节,按照生产环节的要求理解,学习理论知识.“优质,高产,低成本”是指导机械制造技术工作的基本原则.机械制造人员的任务就是要在给定的生产条件下,按照预定的供货日期要求,最经济地制造出具有规定质量要求的机器.学习过程中以此为主线联系各部分的内容.

一、机械工程(mechanicalengineering)

与机械和动力生产有关的一门工程学科。机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（人、资金、能源、材料和机械）之一，并参与能量和材料的生产。

1.

机械工程（代码：0802）学科分类

080201机械制造及其自动化

080202机械电子工程

080203机械设计及理论

080204车辆工程

080220仿生技术

2.服务领域

①研制和提供能量转换机械

②研制和提供用以生产各种产品的机械③研制和提供从事各种服务的机械

④研制和提供家庭和个人生活中应用的机械

⑤研制和提供各种机械武器

3.工作内容

不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，按其工作性质可分为六个方面。

①建立和发展可以实际地和直接地应用于机械工程的工程理论基础。②研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。③机械产品的生产。④机械制造企业的经营和管理。⑤机械产品的应用。⑥研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染和自然资源过度耗费方面的问题及其处理措施。

4.学科内容

按工作性质可分为以下方面。

①建立和发展可实际和直接应用于机械工程的工程理论基础。②研究、设计和发展新机械产品，改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和未来的需要。③机械产品的生产。④机械制造企业的经营和管理。⑤机械产品的应用。⑥研究机械产品在制造和使用过程中所产生的环境污染和自然资源过度耗费问题及处理措施。

5.机械工程学科的战略地位

①为满足国家目标的物质需求基础提供技术科学支持。

a.为可再生能源的社会应用提供产业装备解决方案；

b.为实现我国产业向低碳经济目标迈进创造新装备；

c.为和谐社会创造人性化、智能化和时空高效化的产品；

d.为国家安全、国防装备性能的极端化提供制造科学支撑。②机械工程学科的突破将催生社会重大经济变革。③机械工程学科拓宽自然科学的研究领域和视野，并为之提供有效的研究途径。

6.机械工程学科发展趋势

①运用新的制造资源和基础力量发掘新的制造原理与方法——发展新概念产品。②从多尺度演变及其界面效应传递的角度探索零件几何结构与物理性能的高精度调控原理与方法——发展高效、高品质制造技术。③以系统科学的视野研究复杂制造过程和装备的集成科学——拓展装备设计理论。④以信息流全局监控为基本线索实现制造与服役过程精确调控——实现智能化制造。

二、制造技术

1.制造业制造业为人类创造着辉煌的物质文明。指经物理变化或化学变化后成为了新的产品，不论是动力机械制造，还是手工制做；也不论产品是批发销售，还是零售，均视为制造。根据《国民经济行业分类》国家标准（GB/T4754-2002）的规定，制造业分为钢铁、有色、服装、石油化工、设备制造、农副食品加工业、纺织以及废弃资源和废旧材料回收加工等31个行业。

依据制造过程，制造业可分为连续制造和离散制造两大类。典型的连续制造如冶金、化工、造纸等，而机械制造属于典型的离散制造。同时，也有一些制造过程属于半连续、半离散制造。2.制造技术制造技术是使原材料变成产品所采用一系列的技术总称，是国民经济得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键技术。先进的制造技术使一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。

3.制造系统制造系统是人、机器和装备以及物料流和信息流的一个组合体。制造系统可从三个方面来定义。1、制造系统的结构方面：制造系统是一个包括人员、生产设施、物料加工设备和其他附属装置等各种硬件的统一整体；2、制造系统的转变方面：制造系统可定义为生产要素的转变过程，特别是将原材料以最大生产率变成为产品；3、制造系统的过程方面：制造系统可定义为生产的运行过程，包括计划、实施和控制。

综上，可将制造系统定义如下：制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入／输出系统，它涉及产品生命周期(包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工过程、装配、运输、产品销售、售后服务及回收处理等)的全过程或部分环节。

其中，硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等；软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等；制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源；狭义制造资源主要指物能资源，包括原材料、坯件、半成品、能源等；广义制造资源还包括硬件、软件、人员等。

在这全过程中,所存在的物质流(主要指原材料到产品的有形物质的流动),信息流(主要指生产活动的设计,规划,调度与控制)及资金流(包括了成本管理,利润规划及费用流动等)构成了整个制造系统。

4.我国制造技术与制造业制造业是我国国民经济的支柱产业，据统计2005年制造业增加值约占我国GDP的33.3%，工业制成品出口总额占我国出口贸易总额的94%，我国财政收入的1/3来自制造业，制造业从业人员占我国工业从业人员的90%。

我国是世界上文化、科学发展最早的国家之一，并最先应用各种机械作为生产工具。

公元前2000年左右，制成了纺织机械；

公元260年左右，创造了木制齿轮，并制成了水力驱动的谷物加工机械；

明代创造了和现在铣削加工相类似的机械加工方法。

但从十四世纪起一直到新中国成立时的几百年里，我国的机械制造工业长期处于停滞状态。

新中国成立以来，我国已逐步建立了一个比较完整的机械工业体系。以万吨水轮机等为代表的各种重型装备的研制成功，标志着我国国民经济有了自己的脊梁。

“两弹一星”、千万吨级露天矿采掘设备、大秦铁路重载列车、宝钢工程设备、三峡发电机组、30万吨乙烯成套设备、正负电子对撞机、500kv交流输电设备等重大装备的研制成功有力促进了国家重大工程建设。

目前，在许多基础工业部门的机电装备总量中约有2/3是我国自己制造的，我国已崛起为全球第三制造大国。

但与世界先进水平相比，仍有较大差距：1)高新技术产业所需重大装备的国内自给率不足50%，高档制造装备及仪器的90%依赖进口。2)制造业的人均劳动生产率比较低。3)企业对市场需求的快速响应能力不高。新产品研

发周期平均为18个月。（4-6月）4)能耗高，污染排放严重，高水平人才短缺等。

为加快振兴我国装备制造业，国务院2006年6月19日在西安市召开了振兴装备制造业工作会议，下发了《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》的文件，提出“十一五”以至今后十年振兴机械装备制造业的主要任务。（书中2-3页）三、机械制造(冷加工)学科的范畴,研究内容及特点机械工程学科是一门有着悠久历史的学科,是国家建设和社会发展的支柱学科之一.

机械制造(冷加工)是机械工程的一个分支学科,是一门研究各种机械制造过程和方法的科学.

机械的制造工艺过程:改变生产对象的形状,尺寸,相对位置和性质等,使之成为成品或半成品的过程.机械制造工艺过程热加工工艺过程：冷加工工艺过程：包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等。零件的机械加工工艺过程：研究如何利用切削的原理使工件成型而达到预定的设计要求（尺寸精度、形状、位置精度和表面质量）。机器的装配工艺过程：研究如何将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品，并达到要求的装配精度的工艺过程。四、机械制造过程的相关基本概念1.生产过程和工艺过程

1）生产过程

机械制造厂从原材料（或半成品）进厂，一直到把成品制造出来的各有关劳动过程的总和统称为工厂的生产过程。2）工艺过程在生产过程中，凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程；其他过程则为辅助过程。

工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。本课程只讨论机械加工工艺过程和装配工艺过程。2.工艺过程的组成1）工序

一个工人和一组工人，在一个工作地对同一工件或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。2）安装

安装是指在同一工序中，工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。从减小装夹误差及减小装夹工件所花费的时间考虑，应尽量减少安装次数。3）工位

在同一工序中，有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往往采用转位工作台或转位夹具来改变工件相对于机床（或刀具）的位置关系。工位是指在工件的一次安装中，工件相对于机床（或刀具）每占据一个确切位置所完成的那一部分工艺过程。

4）工步在一个工序（或一次安装，或一个工位）中可能需要加工若干个表面，也可能只加工一个表面，但却要用若干把不同的刀具轮流加工，或只用一把刀具在加工表面上切多次，而每次切削所选择的切削用量不完全相同。工步是在加工表面、切削刀具和切削用量都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。只要是有一个要素改变了，就不能认为是同一个工步。5）走刀

在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分为几次切削，每切削一次，就称为一次走刀。3.生产类型及其工艺特征

表1-1加工零件的生产类型

生产类型

同种零件的年生产纲领/（件/年）重型零件中型零件轻型零件单件生产<5<5<5成批生产小批5～1