ch_1new1第一章 导论 机械设计.ppt

1、1,华中科技大学文华学院机电学部,机 械 制 造 技 术 基 础,主讲教师: 李永刚,熊良山 严晓光 张福润 主编,华中科技大学出版社,办公地点：新实验大楼办公室 A319,2,机械制造技术基础课程的学习方法,要温习有关先修课程的相关知识； 要不断的接受新知识，要学会理解记忆，着重基本概念的理解和综合知识的实际应用。该课程是工科类专业的主干专业课程，它涉及面广、知识点散、实践性强、综合性强、灵活性大是本课程的最大特点。并且密切贴近生产实际。,考核方式 0.7A0.3B 其中：A期末考试成绩 （ 闭 卷 ） 70% B平时综合考评（作业、考勤） 30%,3,第1章 导 论,主要内容： 机械制造技

2、术的含义; 制造业和制造技术的地位和作用； 机械制造技术的挑战与机遇; 机械制造学科的范畴、内容及特点； 先进制造技术的特点及发展趋势； 本课程的学习要求和学习方法。,4,第一章 导 论,机械制造技术基础这门课程是我们工科类学生应该掌握的一门综合 性很强的专业基础课。它把我们所学课程内容的有关知识，以及正在学的有 关知识贯穿为一体了，在实际工作中应用及为广泛、普及。是机械制造行 业工程技术人员，工程管理人员应该熟悉并知晓的一种基本技能。学好它、 掌握它，在机械制造行业和工程技术领域是有用武之地的。 上天入地 本课程的教学目的，是为我们在机械制造技术等方面，奠定最基本的专 业知识和最基本的技能水

3、平。本课程的理论性和实践性均较强，涉及的知识 面比较多，综合性较强，与生产实际联系密切，要求具备较多的理论知识和 实践经验，才能在学习时理解得深入、透彻。 互动 催化剂 相关课程：机械制图、金工实习、理论力学、材料力学、机械原理、机 械设计、课程设计、金属材料与热处理、互换性与技术测量等。,5,一、机械制造技术的含义-1,我们学校这栋教学楼，以及你们家的房屋，都是由许许多多的砖、沙、 水泥、钢筋等材料，按照一定的要求建构成的。同样工厂里任何一台机器、 设备，也都是由许许多多零件, 按照一定的方式组合装配在一起构成的, 当然这些零件必须满足一定的要求（性能、形状、尺寸精度、表面质量）, 才能组合

4、装配成一台合格的机器。 机械制造是各种机械设备、仪器仪表制造过程的总称。也就是说，要 获得一个合格的零件和产品，必然要经过一系列从原材料到成品的制造过 程，这种制造过程称为“机械制造”。,机械制造技术基础,6,一、机械制造技术的含义,从广义上讲，机械制造技术是机械制造过程中所涉及的各种技术的总 称、是完成机械制造活动所施行的一切手段的总和。它包括： 以材料的成型为核心的金属和非金属材料成形技术（铸造、锻造、焊接、 冲压、注朔以及热处理技术等称之为热加工）。 以切削加工为核心的机械冷加工技术（车削、铣削、刨削、磨削、钻削 等）。它们都通过改变零件的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成 为成品或半

5、成品的过程。 （主运动进给运动 切除材料） 机器装配技术和特种加工技术（电火花、超声波、激光加工等），特种 加工是利用化学、物理或电化学方法进行加工，是机械加工工艺过程的一部分，但实际上已不属于切削加工的范畴。 USA 激光武器 3km 飞机 通过光学系统 聚焦成小光斑 温度可达1万度以上， 坚硬材料 瞬间 熔化蒸发 产生冲击波 爆炸,7,铸造斜度（拔模斜度）,合箱,起模,铸造,何为铸造： 将熔融的金属材料浇注到做好的型腔内，使之自然 冷却、凝固成铸件的方法。,熔点： Fe 1539C Al 660C Cu 1083C W 3400C Au 1063C Ag 960.5C,8,毛坯的种类很多，

6、同一毛坯又有很多制造方法，机械制造中常用的毛坯： 铸造 形状复杂的毛坯，如箱体类、叉架类等零件，多采用铸造的方法制 造。按材料的不同可分为铸铁、铸钢和有色金属铸造。根据制造方法的 不同，可分为以下几种类型： 砂型铸造： 应用最广泛的一种铸件，它又有木模手工造型和金属 机器造型之分。木模手工造型精度低、生产效率低、加工表面留有较大 的余量，适用于单件小批生产或大型工件的铸造。,9, 金属型铸造： 将熔融的金属浇注到金属模具中，依靠金属自重充 满金属模具型腔而获得的铸件。这种铸件比砂型铸造铸件精度高、表面质 量和力学性能好、生产效率也较高、但需要专用的金属型腔模具，适用于 大批大量生产中的尺寸不大

7、的有色金属铸件。 离心铸造： 将熔融金属注入高速旋转的金属型腔内，在离心力 的作用下，金属液体充满型腔而形成的铸件。这种铸件晶粒细、金属组织 致密、铸件的力学性能好、外圆精度及表面质量高，但内孔精度差，需要 专门的离心浇注机，应用于批量较大的中小型旋转体铸件。,10, 压力铸造： 将熔融的金属，在一定的压力下，以较高的速度注入金 属型腔内而获得的铸件。这种铸件精度高，可达IT13IT11，表面粗糙度 Ra值小，可达3.20.4 um ，铸件的力学性能好，同时可铸造各种结构复 杂的零件，铸件上的各种孔眼、螺纹、文字及花纹图案均可铸出。但需要 一套昂贵的设备和金属压铸模具，应用于批量较大的形状复杂

8、、尺寸较小 的有色金属铸件。 精密铸造： 将石腊通过型腔模压制成与工件一样的腊制件，再在蜡 制工件周围粘上特殊型砂，凝固后将其烘干焙烧，蜡被蒸发而放出，留下 工件形状的模壳（型腔）用来浇注。这种铸造方法精度高、表面质量好。 一般用于铸造形状复杂的铸钢件，可节省材料，降低成本，是一项较为先 进的毛坯铸造工艺。,11, 锻造 锻件是指金属材料经加热锻打后，金属内部具有连续和均匀的金属纤 维组织，并沿其表面分布，晶粒细化，因而具有较高的抗拉、抗弯和抗扭 转强度，适用于机械强度要求高、受力复杂的钢质零件。一般用于轴、齿 轮等重要零件。 锻件有自由锻和模锻两种。 自由锻件是在锻锤或压力机上用手工操作而成

9、型的锻件。它精度低、 加工余量大、生产率也低，适用于单件小批量生产及大型锻件。 模锻是在锻锤或压力机上通过专用锻模锻制而成的锻件。它的精度和 质量均优于自由锻，加工余量小，锻件的机械强度高，生产率高，但需要 专用模具，且锻锤的吨位比自由锻要大，主要适用于批量较大的中、小型 零件。,12, 焊接 将型材或钢板焊接成所需的结合件，适用于单件小批生产中制造大型 零件，其优点是制造简单、周期短、毛坯重量轻；缺点是抗振性差、由内应 力重新引起的变形大，因此在机械加工前需进行时效处理。 多用于造船、桥梁（人行天桥）工程。 冲压 在冲床上用冲模将板料冲制而成。冲压件的尺寸精度高，可以不再进行加 工或只进行精

10、加工，生产率高。适用于批量较大而厚度较小的中小型零件。 注塑 用于塑料制品。用一定的压力将熔融的塑料注射到做好的模具内，可做 成各种形状复杂的零件。,13, 何为热处理：采用适当的方式，对钢材或零件进行加热、保温、冷 却，以获得预期的组织结构和性能的工艺方法。 钢的热处理，是工业生产中最常用、最方便，而且是非常经济、有效 的改性方法。 （含HT、QT） 其共同特点： 只改变钢材或工件的内部组织结构、不改变表面形状与尺寸。而且都 是由加热、保温、冷却三个阶段组成。 通常可在温度时间坐标中用曲线来表示，这种曲线称为热处理工艺曲线，制定热处理的工艺主要是确定加热温度、保温时间和冷却速度三个基本参数。

11、 热处理的目的，除了消除毛坯缺陷、改善工艺性能，以利于冷热加工外，更重要的是发挥材料潜能、显著提高材料的力学性能 ，进而提高产品质量， 延长使用寿命。 据统计，机床行业中有 6070% 的零件需要进行热处理；在汽车、拖拉机行业中，有 7080% 的零件需要进行热处理；各类工具、量具、模具等几乎 100% 的需要进行热处理。 回接前,14,一. 机械制造技术的含义,金属切削加工和装配技术是机械制造技术的主体，占 机械制造总量的50%以上，很多零件都需要用刀具或砂轮 通过切削加工来完成。现代制造技术及先进设备作用的发 挥，都依赖切削加工技术与工具的应用，它是获得精密机 械零件的最主要方法。 本书所

12、指的机械制造技术基础，特指机械冷加工技术 和机器装配技术。,15,二. 机械制造技术在国民经济中的地位-1,1.机械制造工业是国民经济中的重要基础工业，机械制造工业为人类的生 存、生产和生活提供了各种现代化的装备，是国民经济发展的重要支柱和 先导部门（装备部）。机械制造水平的提高与进步，对整个国民经济的 发展，以及科技、国防实力的提高有着直接的重要影响，是衡量一个国家 科技水平和综合国力的重要标志。(通信、铁路交通、纺织、医药化工、家电、造纸等） 制造技术的发展，是一个国家经济持续增长的根本动力，先进的制造技 术使制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。所以说，在相当长的时期 里，中国经济还得靠

13、制造业的牵引（火车头）。中国财政收入的一半来自 于制造业，制造业吸引了一半的城市就业人口，农村乘余劳动力的转移也 有将近一半进于了制造业，目前，我国制造业的出口一直维持在80%以上， 创造了近 3/4 的外汇收入。,16,可以说，没有制造业的提高和发展，我国其它产业就不可能发展、人 民的生活水平就难以普遍提高、就业问题则更为尖锐、我国的现代化就难 以实现。 发展先进的制造业，是我国发展国民经济的重中之重，正因为 抓住了这个关键，所以取得了今天可喜的成绩。 2、中国的制造技术和制造业正在崛起，从总量上看，在2000年我国已经成 为世界第四大生产国，在大量的出口产品中，工业制成品比重占90%以上，

14、 2004年我国已成为世界第三大贸易国。并正在向世界贸易强国迈进。 根据国家统计局2010年颁布的数据显示, 2009年全年进出口总额2.2万 亿美元,全年出口1.2万亿美元,进口1.0万亿美元。而全球出口排名第一的 德国，在2009年出口总值为1.12万亿美元,低于中国的1.20万亿美元,因此, 中国成为了全球的出口冠军。,二. 机械制造技术在国民经济中的地位,17,中国成为了全球的出口冠军，说明贸易发达了，出口量大了， 外汇储 备也多了，目前外汇储备高达2.85万多亿美元(2010年底)，我国政府相当 有钱了，其中买了大量的美国国债。 目前，由于￥、 ，则相当于外汇储备缩水。因此，我国要加

15、强 的是多元贸易，也要在国外多买些资源型产品（不可再生的）回来，我们 以前的外汇大部分也是卖资源来的，其中稀土元素就是一例：以前稀土被贱卖 稀土是一组金属的简称，它具有优异的光、电、磁、超导、催化等物理 特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多新型材料，有 “新材料之母”之 称。在军事领域，其最显著的作用就是能大幅提高制造坦克,飞机、导弹和 卫星的钢材及合金的战斗性能。因此稀土成为国家严格控制出口的重要战略 资源。 中国是全球稀土最大的资源国和产量国，资源探明储量占全球的三分 之一以上，但贸易量却占全球贸易量的90%以上。美国的一份统计报告显 示，2009年中国稀土产量占世界产量的97%，而美

16、国的稀土储量占世界的 13%，而去年2010年的产量则为 0 ，俄罗斯储量占世界19%，去年产量仅 能满足国内企业的需求。,18,日本早在80年代就出台了稀有矿产战略储备制度，储备对象包括石油、 镍、铬、稀土等10多种稀有金属。1985年，日本已着手建设占地面积达几 万平方米的国家储备仓库。有人说，日本稀土囤积量够用数十年，仍与欧 美一起高调要求中国贱卖。为什么？ 日本和我们做生意，是一个国家整 体在做，而我们是一个国家的上百个企业在做，国家则在一边忙别的。 现在（2010年），国家已认识到稀土资源的重要性了，稀土是一个国 家的战略资源，稀土价格已回归本位，廉价原材料时代已经“终结”，未来 稀

17、土资源企业的集中度将会更加提高，稀土资源型企业在稀土定价权方面 将掌握更多的主动性和话语权。 现在我国已掌握稀土定价权，说明国际地位已发生了变化。 目前，在世界500强企业中，已有400多家在中国投资， 说中国在世 界上的地位，已举足轻重，正逐步发展为 “世界工厂”。,二. 机械制造技术在国民经济中的地位,19,补充 : 稀土是一种重要的战略资源，它具有优异的光、电、磁、超导、 催化等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，因 此有“工业味精”、“新材料之母”之称。在军事领域，其最显著的作用就是 能大幅提高制造坦克、飞机、导弹和卫星的钢材及合金的战斗性能。由 此，稀土成为国家严

18、格控制出口的重要战略资源。 镧La（兰）和锶Sr（稀有金属元素）是稀土矿石。 稀土是一组金属的简称，它包括化学元素周期表第三副族中称为镧系 元素的镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥，以及性质与其相近的钪和钇。 世界稀土资源分布极不均匀，主要集中在中国、美国、印度、前苏联、 南非、澳大利亚、加拿大、埃及、日本等几个国家，其中中国的占有率最 高。探明储量占全球的三分之一以上，中国同时也是全球最大的稀土消费 国，其稀土消费量占世界稀土消费量的比重逐年增加，已占据全球稀土消 费的半壁江山。,20,补充 : 2008年全年稀土矿产品和冶炼分离产品产量分别为13万吨和12万吨，基

19、本完成了指令性计划；稀土应用总量出现小幅下滑，但应用水平进一步提高，在永磁、发光、储氢、催化等稀土新材料领域的应用量达3.8万吨，占稀土应用总量 的54.6%，再创历史新高。 未来受国家对战略资源的政策影响，稀土价格将回归本位，廉价原材料时代将会“终结”，未来稀土资源企业的集中度将提高，稀土资源型企业在稀土定价权方面将掌握更多的主动性。,21,远景规划,3. 针对“中国制造”和“世界制造”的现状，中国科技发展 战略研究小组提出，中国制造业发展可实行三大战略步骤： 力争2015年总产值成为世界第二大制造国，建成名副其实 的“世界工厂”。 2030年总产值成为世界第一大制造国。 2050年在制造业

20、的带动下，服务业高度发达，研发设计达 到发达国家水平。 到时，大家可以享受改革开放带来的成果。从1978年到2011 年，33年时间，生活水平逐步提高，医疗福利不断改善、科 技水平不断创新，社会正发生着巨大的变化。,二. 机械制造技术在国民经济中的地位,22,三.我国机械制造技术的挑战与机遇-1,自改革开放以来,我国制造业已经成为一个规模宏大、门类齐全和具有 一定技术基础的产业部门。我国能生产小型仪表机床、重型机床、各种精 密的、高自动化的、高效率的机床，机床性能已接近世界先进水平，制造 技术、产品质量和经济效益有了显著提高。然而，与工业发达国家相比， 我国的制造业仍存在明显的差距。具体表现在

21、以下几个方面 : 工业生产能耗和物耗高。 （6+1，附加值低 ） 机械产品的能耗是发达国家的5倍，物耗比发达国家高40%，由于能耗 和物耗高，工业企业对环境的污染非常严重。 (资源和环境的问题） 举例：香港著名经济学家郎咸平的“6+1” 理论。 欧美发达国家，给中国企业下订单，那么将该订单产品分为 7 大块。,23,香港著名经济学家郎咸平的“6+1” 理论。 “贴牌生产” 欧美发达国家，给中国企业下订单，那么将该订单产品分为 7 大块： 产品设计。 源料采购。 仓储运输。 定单处理。 批发经营。 终端零售。 另1项：生产制造。（在中国进行） 前6 项占90% 的利润，另1 项只占10% 的利润

22、。（但包含资源与环境的破坏） 现在来谈另1项 生产制造： 工业产品离不开钢铁和有色金属，这些材料都在国内购买，那么 挖矿产，破坏资源；冶炼，破坏环境；当然，这也是一个发展中国家的必 然过程。日本以及我国的台湾省也是在这样的过程中发展起来的。 生产制造：导致浪费资源，破坏环境，辛苦劳动（剥削劳工）。 生产制造：不需要大学生，另外6项需要大学生，但办公地不在国内。 则大学生就业更加困难。,三.我国机械制造技术的挑战与机遇,24, 制造业的人均劳动生产率比较低。 机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。仅为美国的1/25、 日本的1/26、德国的1/20。 （我国不能谈人均） 工业产品质量差，中

23、高技术含量低，缺乏市场竞争力。 装备工业的主要产品，达到国际水平的不到 5% ，综合技术水平落 后20余年。国民经济建设和高新技术产业所需的许多（高、精、尖）装备 目前尚依赖于进口。 举例 在这方面有着明显进步的一个成功实例： 三峡大坝工程 （“三峡模式”） 企业研发投入严重不足，技术创新活动十分薄弱。 调查显示，我国2.4万家国有大中型企业中,近 2/3 没有研发机构. 机 械产品的关键零部件中有较多是（50%）来自国外, 大多数电子及通信设 备的核心技术仍依赖进口.,25,三峡大坝工程 （“三峡模式”）,三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程，是世界上最大的水电站。 三峡水库长 600 k

24、m，最宽处 2000 m，面积达 1 万 km ，大坝坝顶长 3035 m，坝高 185 m。 三峡工程从 1992 年开始动工，总工期 18 年，2009 年正式完工。工 程总投资 1800 亿元。 目的、作用？ 三峡大坝电站，分左岸电站和右岸电站两部分。计划三峡大坝左岸电 站安装 14 台 70 万 kw 水轮发电机组（先动工），右岸电站安装 12 台 70 万 kw 水轮发电机组（后动工）。 70 万 kw 是什么概念 ？ 在大型水电站的建设历史上，我国只有自行设计、制造单机容量为 32 万 kw 水轮发电机组的能力，从 32 万 kw 到 70 万 kw ，按发达国家 的经验，至少需

25、2030 年的时间。 三峡电站发电机组，是当今世界上容量最大、主轴直径最粗、吨位 最重的机组：主轴直径 4.16 m，长 6.3 m，重 120 T 的钢铁巨无霸， 其设计和制造难度之高，让世界著名的水轮发电机厂商也颇感棘手。,26,特别大型零部件的运输,三峡左岸电站转轮：直径10.07米，高5.4米，净重416吨，由上冠、下环和13块叶片组焊而成，是世界上尺寸、重量最大的水轮机转轮之一。,补充,主轴直径 4.16 m，长 6.3 m，重 120 T,27,怎样建造？是关键所在。有两条方案： 一是靠自力更生，不仅代价高，也难以追赶世界技术的潮流。二是大 量引进，又将增加工程成本，永远摆脱不了对

26、国外技术的依赖。因此，国 务院果断决策，三峡左岸电站，14 台机组实行国际采购，“走技贸结合、 技术转让、联合设计、合作生产”之路。逐步实现三峡工程国产化，并决 定由哈尔滨电机厂和东方电机厂（四川德阳）为技术受让方。即哈电和东 电为三峡工程的分包商，主承包商在国外寻找。 1996年6月，三峡左岸电站 14 台 70 万kw 机组，进行一次性国际招 标采购时提出“三个必须”： 投标者必须与中方企业联合设计、联合制造。 必须向中国制造企业转让技术，并培训中方。 必须以中国企业为主，制造两台机组。 (金钱和利润的力量) 由于是上亿美元的大项目，有10多家跨国水电集团前来投标，呈递了 投标书。 （大约

27、平均 5300万美元/台，计7.4亿美元）,28,1997年8月15日，中方宣布了投标结果，法国的阿尔斯通公司中标 8 台，合同金额为 4.2 亿美元，并由哈电参入合作制造（为分包商）。 德国西门子公司中标 6 台，合同金额为 3.2 亿美元，并由电东参 入合作制造。 （分包商占合同金额的31% ，约为1亿美元） 1997年9月2日，三峡工程左岸电站 14 台机组的国际招标采购合同， 在人民大会堂正式签字，并且各中标者都与中方厂商签订了技术转让协 议，承诺转让关键的设计和制造技术。 中方的东电和哈电，充分地利用了这次决佳的机会，分别参入了法国 的阿尔斯通公司和德国西门子公司的设计和制造，而且是

28、亲自动手、全方 位参入。终于掌握了大型机组整体设计与制造的核心技术和关键工艺。 利用这次机会，东电和哈电两家企业成功地走出了“技术转让消化 吸收自由创新”三大步，这一做法已被业界称为“三峡模式”。是非常成 功的一种模式。,三峡大坝工程 （“三峡模式”）,29,以上这些中方是付出了代价的，能够使中标的外商完全执行技术转让 “三个必须” 的条件，同时承诺机组设计软件源程序一并转让，三峡总公司 为此额外支付了费用 1635 万美元。 （相当于 1.352亿元） 自改革开放以来，我国已建成多项大型水电站项目，其多次的技术转 让，都只停留在国外厂商设计，提供设计图纸给中方，而中方仅能进行相 同机型的制造

29、阶段，不能设计。而三峡左岸电站项目的技术转让，则全面 深入，中方能利用转让技术，独立进行新机组的设计制造，完全掌握了核 心的设计和关键的制造工艺。 随后右岸电站12 台 70万 kw 机组的建设招标，中方的哈电和东电也 参与了投标，结果法国的阿尔斯通公司、中方的哈电和东电各承担 4 台， 并将右岸机组的整体价格降了下来，与完全引进的国外产品相比，节约投 资10 % 以上。,三峡大坝工程 （“三峡模式”）,30,在国产 8 台机组的设计、制造、安装的过程中，也遇到一些问题， 如机组主轴有摆动和振动，以及噪音较大等状况出现，但都一一解决。在 与国外厂商同台竟技的结果，哈电、东电都顺利过关，某些技术

30、环节上， 甚至优于外方，机组稳定性达到国际水平。 2003年7月10日，国产首台发电机组并网发电成功，2005年9月，8台 机组全部并网发电成功，国产化率达85% 。 三峡工程水轮发电机组的引进，使我国具备了自主开发的能力，确保 了三峡工程质量一流，又使民族制造业水平得到了提升。 这些都是在国家政策的支持下，中国企业从一个分包商，进入成为主 承包商，是一个历史的跨越，使中国企业在大型水轮机组整体设计、制造 和安装技术方面，进入国际领先行列，并已成功打入10多个国家水电设计、 制造和安装市场。,三峡大坝工程 （“三峡模式”）,31,与工业发达国家相比，我国的制造业仍存在明显的差距。具体表 现在以

31、下几个方面 : 企业研发投入严重不足，技术创新活动十分薄弱。 调查显示，我国2.4万家国有大中型企业中,近 2/3 没 有研发机构. 机械产品的关键零部件中有较多是（50%）来 自国外, 大多数电子及通信设备的核心技术仍依赖进口.,三.我国机械制造技术的挑战与机遇,32, 科技创新成为 “中国制造” 发展的关键制约因素。 中国科技发展战略研究小组指出，中国制造呈现 “ 两头弱，中间 强 ” 的态势。即在生产环节， “中国制造” 的能力较强，而在研发、 工艺和销售领域，“中国制造” 缺乏足够的竞争实力，尤其在价值链的上 游研发和工艺中，“中国制造” 的实力最为薄弱。产品研发设计和工艺 水平主要来

32、自国外，技术引进是基本手段，大多数核心零部件和特殊材料 严重依赖发达国家。尽管“中国制造” 开始逐步崛起，但科技实力并没 有显著提高，成为制约“中国制造” 的关键因素。 随着我国经济的持续稳定增长，物资财富积累的增多，一些过去没有 或很少进入人们生产、生活领域的设备、设施开始大量进入中国社会，并 发展成为产业，给我国机械制造业的发展带来了很好的发展机遇。,三.我国机械制造技术的挑战与机遇,33,四.先进制造技术的特点及发展趋势 见后四,1. 先进制造技术的内涵及其主要特点 先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程，以实现优质、

33、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。,34,1.1制造业和制造技术在国民经济中的地位和作用,制造业是将各种原材料加工制造成可使用的工业制成品的工业。制造技术是使原材料变成产品的技术的总称，是国民经济得以发展、制造业本身赖以生存的关键基础技术。 制造业在众多国家尤其是发达国家的国民经济中占有十分重要的位置，是国民经济的支柱产业。 美国68%的财富来源于制造业； 日本国民总产值的49%由制造业提供； 中国的制造业在工业总产值中也占有40%的比例。 没有发达的制造业就不可能有国家真正的繁荣和富强。,35,中国的制造技术和制造业正在崛起，2000年已经成为世界第四大生产国，2004年成

34、为第三大贸易国。 与工业发达国家相比，我国的制造业和制造技术存在如下差距： 工业生产能耗和物耗高。万元产品能耗是发达国家的5倍，物耗高40% 劳动生产率低下，平均相当于发达国家的1/151/20。 工业产品质量差，技术含量低，缺乏市场竞争力。基础机械、大型成套设备等级比发达国家低12个等级，综合技术水平落后20余年。 企业研发投入不足，自主创新能力差。企业投入的科研经费不到发达国家的1/30。,36,1.2机械制造的范畴、内容及特点,机械工程科学是研究机械产品（或系统）的性能、设计和制造的基础理论和技术的科学。按照经历阶段的不同，分为两大分支：机械学和机械制造。 机械制造是将设计输出的指令和信

35、息输入机械制造系统，加工出合乎设计要求的产品的过程。机械制造科学是研究机械制造系统、机械制造过程和机械制造手段的科学。,37,金属切削机床、特种加工机床、机器人以及机械加工工艺系统中的其他工艺设备是机械制造的主要设备和工装，它们是机械制造赖以实现的重要手段。 研究各种机械制造设备和工艺装备的设计和制造，发展新的设备和工装，是机械制造学科的一项重要内容。,38,机械的制造工艺过程 热加工工艺过程：包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等。 机械制造（冷加工）工艺过程：一般指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程。 它们都是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。,39,因此，机械制造（冷加工）也是研究机械加工和装配工艺过程及方法的科学。 零件的机械加工工艺过程：是机械生产过程的一部分，它研究如何利用切削的原理使工件成形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等要求）。,40,从广义上来说，特种加工（例如激光加工电火花加工、超声波加工、电子束加工、等离子束加工等）也是机械加工工艺过程的一部分，但实际上已不属于切削加工的范畴。 与热加工相比，机械制造冷加工由于加工成本低，能量消耗少，能加工各种不同形状、尺寸和精度要求的工件。,41,机器的装配工艺过程也是机械生产过程的一部