机械制造绪论

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1、机机 械械 制制 造造 技技 术术 基础基础Fundamentals of Machine Manufacturing 主讲教师：于善平主讲教师：于善平机械制造（冷加工）学科的范畴 机械制造（冷加工）学科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研究内容：零件的机械加工工艺过程 机器的装配工艺过程 绪绪 论论 General Consideration一、制造业与制造技术一、制造业与制造技术 Manufacturing Industry and Manufacturing Technique机构机构 Mechanism各组成部件间具有一定的相各组成部件间具有一定的相对运动

2、的装置。能传递、转换运动或实现某种对运动的装置。能传递、转换运动或实现某种特定的运动。特定的运动。机器机器 Machine用来转换或利用机械能的机构。用来转换或利用机械能的机构。原动机原动机变换机变换机工作机工作机机器机器原动机原动机 Prime mover将自然界的能或其他非将自然界的能或其他非 机械机械 能变为机械能，如内燃机、电动机等能变为机械能，如内燃机、电动机等。变换机变换机Transformer将机械能变为非机械能，将机械能变为非机械能，如发电机、空气压缩机等。如发电机、空气压缩机等。工作机工作机 Working machine接受机械能以完成接受机械能以完成 生产过程，如各种机床

3、、起重机、纺织机等。生产过程，如各种机床、起重机、纺织机等。机械机械 Machinery机构、机器等的泛称。机构、机器等的泛称。机械制造技术机械制造技术 研究用于制造上述机械产品研究用于制造上述机械产品 的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备 的一门工程技术。的一门工程技术。机械制造工业机械制造工业 机械制造技术机械制造技术 机械制造机械制造机械机械机器机器机构机构 机械制造技术机械制造技术 机机械械制制造造热热加加工工技技术术机机械械制制造造冷冷加加工工技技术术机机器器装装配配技技术术二、机械制造技术现状与发展前景二、机械制造技术现状与发展前景 The

4、present situation and developing prospect 计算机集成制造计算机集成制造 Computer Integrated ManufacturingCIM 人工智能人工智能 Artificial IntelligenceAI 技艺型技艺型 工人和工人和技术人技术人员经验员经验 传统传统制造制造技术技术 自动化自动化 Automation 最优化最优化 Optimization 柔性化柔性化 Flexibility 集成化集成化 Integration 智能化智能化 Intelligence 精密化精密化 Precision 必必然然趋趋势势三条三条主线主线 机械

5、制造工艺方法进一步完善与开拓机械制造工艺方法进一步完善与开拓 加工技术向高精度方向发展，使加工技术向高精度方向发展，使“精密工程精密工程”和和“纳米技术纳米技术”逐步走向实用化和生产化逐步走向实用化和生产化 加工技术向自动化方向发展，继续沿着加工技术向自动化方向发展，继续沿着NC-CNC-FMS-CIMS的台阶向上攀登的台阶向上攀登 1机械制造工艺方法进一步完善与开拓机械制造工艺方法进一步完善与开拓主要体现在主要体现在：（1）刀具材料方面）刀具材料方面（2）利用各种先进的方法、理论、工具，加强对切）利用各种先进的方法、理论、工具，加强对切 削机理的深入研究（如扫描电镜、模糊数学、计削机理的深入

6、研究（如扫描电镜、模糊数学、计 算机）算机）（3）利用计算机和优化理论对切削工序、切削用量和刀）利用计算机和优化理论对切削工序、切削用量和刀具几何角度进行优化，而且优化重点是数控加工、柔性具几何角度进行优化，而且优化重点是数控加工、柔性加工条件下的切削工序和切削用量优化；新型刀具材料加工条件下的切削工序和切削用量优化；新型刀具材料和新型工件材料条件下的刀具几何角度参数优化。和新型工件材料条件下的刀具几何角度参数优化。（4）超高速切削的研究。）超高速切削的研究。（5）难加工材料和新型工程材料切削技术的研究。）难加工材料和新型工程材料切削技术的研究。（6）自动化生产中刀具和工具系统的开发和研究，其

7、主）自动化生产中刀具和工具系统的开发和研究，其主攻方向为提高刀具或刀片、刀夹、刀柄快速更换速度和重攻方向为提高刀具或刀片、刀夹、刀柄快速更换速度和重复定位精度，并使之有广泛的使用范围。复定位精度，并使之有广泛的使用范围。（7）增加磨削加工在机械加工中的使用比例，着重研究）增加磨削加工在机械加工中的使用比例，着重研究 和和发发展展高高速速和和强强力力磨磨削削、高高精精度度和和成成型型磨磨削削、砂砂带带磨磨削削和和 超硬磨料磨削。超硬磨料磨削。（8）特种加工方面：一是开发新的加工方法，以适应新）特种加工方面：一是开发新的加工方法，以适应新材料、新产品的需要；二是发展高精度、高表面质量、材料、新产品

8、的需要；二是发展高精度、高表面质量、高效率的特种加工机床和加工中心；三是对特种加工在高效率的特种加工机床和加工中心；三是对特种加工在微细加工和表面改性的应用，继续作深入的研究，使其微细加工和表面改性的应用，继续作深入的研究，使其应用更为广泛。应用更为广泛。2加工技术向高精度方向发展，使加工技术向高精度方向发展，使“精密工程精密工程”和和“纳米技术纳米技术”逐步走向实用化和生产化。逐步走向实用化和生产化。精密精密和超和超精密精密加工加工 超精密切削超精密切削 超精密磨削和磨料加工超精密磨削和磨料加工 精密和超精密特种加工精密和超精密特种加工（1）超超精精密密切切削削 可可用用于于加加工工激激光光

9、反反射射镜镜、磁磁头头、磁磁盘盘等等，其其加加工工的的表表面面粗粗糙糙度度Ra0.020.01m，形形状状误误差差小小于于0.100.04m。（2）超超精精密密磨磨削削和和磨磨料料加加工工 如如对对高高密密度度硬硬磁磁盘盘的的涂涂层层表表面面的的加加工工和和大大规规模模集集成成电电路路基基片片的的加加工工，加加工工精精度度在在 0.25m之间，表面粗糙度小于之间，表面粗糙度小于Ra0.025m。（3）精精密密和和超超精精密密特特种种加加工工 目目前前国国外外放放电电加加工工中中心心 的的 加加 工工 精精 度度 可可 达达 微微 米米 级级，表表 面面 粗粗 糙糙 度度 可可 达达Ra0.10

10、0.05m。要要实实现现精精密密和和超超精精密密加加工工，不不仅仅要要具具有有精精密密程程度度与与其其匹匹配配的的加加工工设设备备和和加加工工工工具具，而而且且需需要要有有与与之之相相适适应应的的加加工工环环境境、计计量量技技术术、误误差差补补偿偿技技术术及及相相应应的的仪仪器器装装置置，以以及及超超精密加工的切削机理和高素质的操作者。精密加工的切削机理和高素质的操作者。3加工技术向自动化方向发展，继续沿着加工技术向自动化方向发展，继续沿着NC-CNC-FMS-CIMS的台阶向上攀登。的台阶向上攀登。组成组成CIMS的六个子系统的六个子系统CIMS计算计算机辅机辅助经助经营和营和生产生产管理管

11、理系统系统 CADCAM开发开发工程工程系统系统 自动自动化制化制造系造系统统 计算计算机辅机辅助储助储运系运系统统 全厂全厂质量质量控制控制系统系统 数据数据库与库与通信通信系统系统 三、三、我国机械制造业面临的机遇和挑战我国机械制造业面临的机遇和挑战我国机械制造业与世界发达国家的差距我国机械制造业与世界发达国家的差距 困困难难：技技术术上上落落后后，资资金金不不足足，资资源源短短缺缺，管管理理体体制制、周边环境还存在诸多问题（地方保护，信用危机周边环境还存在诸多问题（地方保护，信用危机）机机遇遇：中中国国已已加加入入WTOWTO；制制造造业业的的世世界界格格局局已已经经和和正正在在发发生生

12、重重大大变变化化，欧欧、亚亚、美美三三分分天天下下局局面面正正在在形形成成，世世界界经经济济重重心心开开始始向向亚亚洲洲转转移移已已出出现现征征兆兆，制制造造业业的的产产品品结结构、生产模式也在迅速变革之中构、生产模式也在迅速变革之中 机遇与挑战机遇与挑战 发展迅速，成绩瞩目发展迅速，成绩瞩目存存在在阶阶段段性性的的差差距距:产产品品质质量量和和水水平平不不高高，技技术术开开发发能能力力不不强强，基基础础元元器器件件和和基基础础工工艺艺不不过过关关，生生产产率率低低下下，科科技投入严重不足。技投入严重不足。机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。

13、挑战与机遇并存。挑战与机遇并存。1.2.2 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位 19631963年年19831983年年美日两国汽车产量在世界市场所占份额美日两国汽车产量变化 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位 东芝事件图0-10 多轴数控机床改进核潜艇性能1.3.3 我国机械制造业面临的机遇和挑战我国机械制造业面临的机遇和挑战神州神州5 5号号神州5号宇宙飞船三、当代工程师的基本任务三、当代工程师的基本任务 The general task of modern engineer工程师工程师应该应该树立树立四个观念四个观念 国情观念国情观念 政策观念政策观念 市场观

14、念市场观念 成本观念成本观念 当代工程师的职能当代工程师的职能 在科学物化过程中发在科学物化过程中发 展社会生产力，不断满足人类物质和精神生展社会生产力，不断满足人类物质和精神生 活的需要活的需要 主要表现在主要表现在：（1）运运用用现现代代的的工工具具和和科科学学的的方方法法，特特别别是是要要运运用用信信息息技技术术的的最最新新成成就就不不断断推推进进技技术术设设计计、技技术术研研制制和和产产品品工工艺艺、产品检验的现代化过程产品检验的现代化过程。（2）根据科学原理和市场需求，努力变革生产资料。技）根据科学原理和市场需求，努力变革生产资料。技术的主要功能在于创造出新的工具、新的机器和新的设术

15、的主要功能在于创造出新的工具、新的机器和新的设备。不断变革生产资料，改进生产工具、完善机器体系，备。不断变革生产资料，改进生产工具、完善机器体系，这是当代工程师的重要任务之一。这是当代工程师的重要任务之一。（3）运用国内外的最新科研成果，不断进行技术改造，）运用国内外的最新科研成果，不断进行技术改造，提高工艺水平，这是当代工程师最基本的任务提高工艺水平，这是当代工程师最基本的任务。（4）不断完善信息手段，改革控制技术，以保证生产过）不断完善信息手段，改革控制技术，以保证生产过 程的安全可靠和高效率。程的安全可靠和高效率。（5）学习和运用现代管理科学，以实现管理技术的科学化。）学习和运用现代管理

16、科学，以实现管理技术的科学化。机械制造工程师在制造过程中的主要任务是：机械制造工程师在制造过程中的主要任务是：（1）保证和提高产品的加工质量）保证和提高产品的加工质量（2）提高劳动生产率）提高劳动生产率（3）降低产品的工艺成本）降低产品的工艺成本 四、学习本课程的目的和要求四、学习本课程的目的和要求 1课程性质及特点课程性质及特点 本课程是机自专业的主要技术基础课，要求有一定的本课程是机自专业的主要技术基础课，要求有一定的实践基础，所涉及的内容和学科较多。实践基础，所涉及的内容和学科较多。2内容内容 （2）掌掌握握金金属属切切削削的的基基本本规规律律，并并能能用用之之于于各各种种切切削削参参数

17、和刀具几何角度的合理选择，及对加工质量的正确分析。数和刀具几何角度的合理选择，及对加工质量的正确分析。（1）掌掌握握技技术术经经济济学学的的有有关关知知识识，了了解解立立项项决决策策及及评评估估方法。方法。（3）掌掌握握常常用用机机械械加加工工方方法法的的工工作作原原理理、工工艺艺特特点点、质质量量保保证证措措施施，以以及及常常用用机机床床的的性性能能、工工艺艺范范围围、主主要要结结构及合理选择。构及合理选择。（4）掌掌握握机机械械加加工工工工艺艺规规程程和和机机器器装装配配工工艺艺规规程程拟拟订订的的基基本本知知识识及及有有关关的的计计算算方方法法，具具有有拟拟订订中中等等复复杂杂程程度度零

18、零件件机械加工工艺规程的能力。机械加工工艺规程的能力。（5）掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知）掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知 识，并具有对生产现场工艺技术问题进行分析和解决的初识，并具有对生产现场工艺技术问题进行分析和解决的初步能力。步能力。3.学习方法学习方法 博学之，审问之，缜思之，明辨之，笃行博学之，审问之，缜思之，明辨之，笃行之。有弗学，思之弗得，弗措也；有弗问，之。有弗学，思之弗得，弗措也；有弗问，问之弗知，弗措也；有弗思，思之弗得，问之弗知，弗措也；有弗思，思之弗得，弗措也；有弗辨，辨之弗明，弗措也；有弗措也；有弗辨，辨之弗明，弗措也；有弗行，行之弗笃，弗

19、措也。人一能之，己弗行，行之弗笃，弗措也。人一能之，己百之；人十能之，己千之。果能此道矣，百之；人十能之，己千之。果能此道矣，虽愚必明，虽柔必强。虽愚必明，虽柔必强。-礼记礼记 中庸中庸 博学博学（1）“四个结合四个结合”四个四个结合结合 课堂教学与实践教学环节的结合课堂教学与实践教学环节的结合 课堂教学与课程设计的结合课堂教学与课程设计的结合 教学与自学的结合教学与自学的结合 教材与参考书结合教材与参考书结合（2）记笔记）记笔记（3）参考书目）参考书目 贾亚洲贾亚洲 金属切削机床概论机械工业出版社金属切削机床概论机械工业出版社乐兑谦乐兑谦 金属切削刀具机械工业出版社金属切削刀具机械工业出版社陈日曜陈日曜 金属切削原理机械工业出版社金属切削原理机械工业出版社顾崇衔顾崇衔 机械制造工艺学陕西科学技术出版社机械制造工艺学陕西科学技术出版社许许 坚坚 机床夹具设计东北大学出版社机床夹具设计东北大学出版社黄鹤汀黄鹤汀 机械制造技术机械工业出版社机械制造技术机械工业出版社赵国杰赵国杰 技术经济学天津大学出版社技术经济学天津大学出版社卢秉恒卢秉恒 机械制造技术基础机械工业出版社机械制造技术基础机械工业出版社