机械制造工程之第一章概论.ppt

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1、机械制造工程之第一章概论现在学习的是第1页，共31页几点说明几点说明1.课程性质：必修课2.课程学时：96学时（6学分）3.教 材:机械制造学 浙江大学出版社 4.课程学习方法：讲授和自学5.考核方法：考勤、作业、提问、考试现在学习的是第2页，共31页1.机械制造技术基础机械制造技术基础卢秉恒等卢秉恒等 机械工业出版社机械工业出版社2.机械制造工艺学机械制造工艺学 王先逵王先逵 机械工业出版社机械工业出版社3.机械制造工艺学机械制造工艺学 顾崇衔顾崇衔 陕西科学技术出版社陕西科学技术出版社4.金属切削原理金属切削原理 周泽华周泽华 上海科学技术出版社上海科学技术出版社5.金属切削刀具金属切削刀

2、具 袁哲俊袁哲俊 机械工业出版社机械工业出版社6.金属切削机床概论金属切削机床概论贾亚洲贾亚洲 机械工业出版社机械工业出版社 参考资料参考资料现在学习的是第3页，共31页 金金属属切切削削理理论论和和机机械械制制造造工工艺艺理理论论具具有有很很强强的的实实践践性性，对对初初学学者者来来说说，会会感感到到有有一一定定的的难难度度。因因此此，在在学学习习 本本课课程程时时，必必须须加加强强实实践践性性环环节节，即即通通过过生生产产实实习习、课课程程实实验验、课课程程设设计计、电电化化教教学学等等来来更更好好地地体体会会和和加加深深理理解解所所学学内内容容，并并在在理理论论与与实实际的结合中，培养分

3、析和解决实际问题的能力。际的结合中，培养分析和解决实际问题的能力。五、本课程的学习方法五、本课程的学习方法现在学习的是第4页，共31页1 1）掌掌握握金金属属切切削削的的基基本本规规律律，并并能能对对加加工工方方法法、机机床床、刀刀具具、夹夹具具及及各各种种切切削削参参数数和和刀刀具具几几何何参参数数进进行行合合理理选选择择，对对加加工工质质量量进进行行正正确分析；确分析；2 2）掌握常用机械加工方法的工作原理、工艺特点、质量保证措施；）掌握常用机械加工方法的工作原理、工艺特点、质量保证措施；3 3）掌掌握握拟拟订订机机械械加加工工工工艺艺规规程程（含含数数控控加加工工）和和机机器器装装配配工

4、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；4 4）掌掌握握机机械械加加工工精精度度和和表表面面质质量量的的基基本本理理论论和和基基本本知知识识，初初步步具备分析解决现场工艺问题的能力；具备分析解决现场工艺问题的能力；5 5）了解先进制造技术和）了解先进制造技术和先进制造模式的发展概况，先进制造模式的发展概况，具体要求为：具体要求为：现在学习的是第5页，共31页机械制造学概论机械制造学概论l 一、机械制造的地位和我国的现状一、机械制造的地位和我国的现状l 二、机械制造过程

5、二、机械制造过程l 三、机械制造主要工艺方法及选择三、机械制造主要工艺方法及选择l 四、发展四、发展l 五、先进制造技术五、先进制造技术目目目目 录录录录6现在学习的是第6页，共31页绪绪 论论 随着知识经济的兴起，一些人却把制造业贬成为“日薄西山”的“夕阳产业”、“旧经济”，这种思想在很大程度也影响了校园、也极大地影响了在坐同学的学习热情。事实果真如此吗？什么是机械制造？一、机械制造工业地位和现状一、机械制造工业地位和现状 机机械械工工程程科科学学是是一一门门有有着着悠悠久久历历史史的的学学科科，是是国国家家建建设设和和社会发展的支柱学科之一。社会发展的支柱学科之一。机机械械制制造造是是机机

6、械械工工程程的的一一个个分分支支学学科科，是是一一门门研研究究各各种种机机械制造过程和方法的科学。械制造过程和方法的科学。现在学习的是第7页，共31页机械制造工业：机械制造工业：用机器为主要手段，以金属为主要原材料进行加工的工业称为机械制造工业。机械制造业是现代工业的主体，它为国民经济各产业与国防建设提供技术装备、为人民生活提供耐用消费品的国民经济支柱产业。牵涉千百万人穿衣用布，衣、食、住、行是人的基本物质需求，是国家安全保障的支柱，制造业是“夕阳产业”吗？有可能消亡吗？2、机械工业及其在国民经济中的地位、机械工业及其在国民经济中的地位现在学习的是第8页，共31页世界上各个发达工业国经济上的竞

7、争，主要是制造技术的竞争。在各个国家企业生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%65%，美、日等国已将制造科学与信息科学、材料科学、生物科学一起列为当今时代四大支柱学科。事实上，虽然世界已进入信息化的大趋势，但发达国家仍然高度重视制造业发展。据悉，美国制造业对GDP的贡献率始终大于20%，拉动其它产业30%。l历史证明：没有制造能力的民族是没有竞争力的民族。现在学习的是第9页，共31页3、我国机械工业发展现状、我国机械工业发展现状可概括为：发展迅速、相对落后发展迅速、相对落后迅速发展的表现迅速发展的表现 建国五十多年来特别是改革开放二十多年来的发展，已是我国机械工业从十分落后的状况发展到今天

8、的机械生产大国（不是强国）。我国已经建成门类比较齐全、具有较大规模的制造体系。基础工业部门80%以上的生产能力是由国内设备提供的；农业装备几乎全部由国内提供；部分重要产品的产量已跃居世界前列。现在学习的是第10页，共31页一些产品已经形成综合比较优势，具有价格竞争力。如：国产工程机械的价格仅为同型号进口产品的14左右。掌握了一批重大技术装备的核心技术和关键技术。现在学习的是第11页，共31页相对落后的表现相对落后的表现 产产品品品品种种少少，技技术术含含量量低低，质质量量不不稳稳定定、早早期期故故障障率高，可靠性差。率高，可靠性差。目前我国主要机械产品中达到当代世界先进水平的不到5%，国产金属

9、切削机床中，数控机床仅占2.8%，而日本 1987年已达30%，德国1990年达54%。现在学习的是第12页，共31页 技技术术装装备备水水平平低低，科科研研开开发发力力量量薄薄弱弱，资资金金投投入入不不足足，技技术术进步缓慢。进步缓慢。改革开放以来，较早地引进了一批国外先进技术，但对消化吸收缺乏足够的软、硬件投入。缺少拥有自主知识产权的产品技术，新开发产品的技术大部分来自国外，基本上没有掌握产品开发的主动权。新产品开发周期比工业发达国家长1倍以上，产品更新周期更长，市场快速反应能力差。这已成为我国机械产品在市场竞争中不断失利的首要原因。现在学习的是第13页，共31页4、两点认识、两点认识1、

10、要重新认识机械制造业、要重新认识机械制造业 机械制造已经不是传统意义上的机械制造，即所谓的机械加工。它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业。制造技术不只是一些经验的积累，实际上它是一个从产品设计进入市场返回产品设计的大系统。信息化与工业化相辅相成。现在学习的是第14页，共31页2、中国还不是世界工厂、中国还不是世界工厂 什么是“世界工厂”？世界工厂应该是指世界制造业的主要集中地。现在，我国制造业的工业增加值仅为美国的22.14、日本的35.43，我国制造业的劳动生产率约为美国的4.38、日本的4.07、德国的5.56，所以还

11、不能算是世界工厂。现在学习的是第15页，共31页一、机械产品研究、开发、制造基本过程一、机械产品研究、开发、制造基本过程一、机械产品研究、开发、制造基本过程一、机械产品研究、开发、制造基本过程材材 料料信信息息与与决决策策设设计计与与工工艺艺外购件外购件毛坯件的生产毛坯件的生产零件的精确成型零件的精确成型表面覆层处理表面覆层处理销销 售售零件零件检验检验装装配配与与试试机机检检验验与与包包装装产品产品反馈反馈u 实例：实例：现在学习的是第16页，共31页一、机械产品研究、开发、制造基本过程一、机械产品研究、开发、制造基本过程一、机械产品研究、开发、制造基本过程一、机械产品研究、开发、制造基本过

12、程 一）一）机械产品的研发原则机械产品的研发原则 1、社会需求、社会需求 2、可持续发展性、可持续发展性 3、投资少见效快、投资少见效快现在学习的是第17页，共31页二、机械制造系统二、机械制造系统二、机械制造系统二、机械制造系统 机械制造中几个基本术语机械制造中几个基本术语（一）生产过程（一）生产过程把原材料转变成产品的劳动总和，称为生产过程。把原材料转变成产品的劳动总和，称为生产过程。（二）工艺过程（二）工艺过程直接改变材料的尺寸、形状或性能，使之成为零件（产品）的过程，称为工艺直接改变材料的尺寸、形状或性能，使之成为零件（产品）的过程，称为工艺过程。过程。（三）机械加工工艺系统（三）机械

13、加工工艺系统机床、夹具、刀具、工件组成。机床、夹具、刀具、工件组成。l动画演示动画演示现在学习的是第18页，共31页三、机械制造主要工艺及选择三、机械制造主要工艺及选择三、机械制造主要工艺及选择三、机械制造主要工艺及选择热加工：热加工：热处理、铸造、锻造、焊接热处理、铸造、锻造、焊接表面覆层处理表面覆层处理镀镀化学处理化学处理涂装涂装切切 削削 加加 工工机械加工机械加工钳工钳工车削、铣削、刨（插、拉）削、车削、铣削、刨（插、拉）削、镗削、磨削、齿轮加工、镗削、磨削、齿轮加工、特特 种种 加加 工工常规模式常规模式现代新型：现代新型：快速成形快速成形光敏成形光敏成形粉末浇结粉末浇结薄片叠垒薄片

14、叠垒电火花加工电火花加工电解加工电解加工超声波加工超声波加工激光加工激光加工其它其它普通机床加工普通机床加工自动机床加工自动机床加工数控机床加工数控机床加工现在学习的是第19页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 一）一）热加工热加工（一）定义：材料在热态下进行的加工，例如：热处理、铸造、锻造、焊接等，称为热（一）定义：材料在热态下进行的加工，例如：热处理、铸造、锻造、焊接等，称为热 加工。加工。（二）在机械制造中的作用（任务）：主要用于毛坯件成形。（二）在机械制造中的作用（任务）：主要用于毛坯件成形。（三）加工精度

15、：就一般而言加工精度不高。（三）加工精度：就一般而言加工精度不高。（四）特点：加工过程中必须对材料进行一定程度的加热。（四）特点：加工过程中必须对材料进行一定程度的加热。（五）方法：（五）方法：现在学习的是第20页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 一）一）热加工热加工 方法方法2、铸造、铸造 1）定义：熔炼金属）定义：熔炼金属，制造型腔，把熔融的金属液体浇注到型腔中，冷却凝固后获得坯，制造型腔，把熔融的金属液体浇注到型腔中，冷却凝固后获得坯 件的方法，称之为铸造。件的方法，称之为铸造。2）应用：能经济的生产各种尺

16、寸规格以及形状复杂的坯件。）应用：能经济的生产各种尺寸规格以及形状复杂的坯件。3）种类及其特点与应用：）种类及其特点与应用：砂型铸造砂型铸造手工造型，浇注，质量人保证；手工造型，浇注，质量人保证；机器造型，质量由机器保证；机器造型，质量由机器保证；用于单件小批量生产。用于单件小批量生产。用于批量生产用于批量生产。特种铸造特种铸造熔模铸造熔模铸造金属型铸造金属型铸造压力铸造压力铸造离心铸造离心铸造用于批量生产。用于批量生产。现在学习的是第21页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 一）一）热加工热加工 （五）方法（五）

17、方法3、锻造、锻造 1）定义：塑性金属加热到一定程度后，在冲击力或压力的作用下，产生塑性变形，从）定义：塑性金属加热到一定程度后，在冲击力或压力的作用下，产生塑性变形，从 而获得所需形状和性能坯件的加工方法称为锻造。而获得所需形状和性能坯件的加工方法称为锻造。2）目的：）目的：获得所需形状的坯件（改形）；获得所需形状的坯件（改形）；提高金属材料的强度与冲击韧性（变形）。提高金属材料的强度与冲击韧性（变形）。3）应用：机器中受重载荷和冲击载荷的零件。）应用：机器中受重载荷和冲击载荷的零件。（1）例：）例：机器中的传动主轴机器中的传动主轴 机器中的传动连杆机器中的传动连杆 机器中的传动蜗杆机器中的

18、传动蜗杆 机床主轴箱中齿轮机床主轴箱中齿轮 （2）理由：锻造可使金属材料晶粒细化、内部组织结构致密、均匀，从而使材料的强度和冲击韧）理由：锻造可使金属材料晶粒细化、内部组织结构致密、均匀，从而使材料的强度和冲击韧性得到了提高，所以机器中的受重载荷和冲击载荷的零件多以锻件为毛坯。性得到了提高，所以机器中的受重载荷和冲击载荷的零件多以锻件为毛坯。现在学习的是第22页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 一）一）热加工热加工 方法方法 3、锻造、锻造4）种类及其应用：）种类及其应用：（1）锻造的材质与坯料）锻造的材质与坯料

19、 （2）自由锻基本工序：）自由锻基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切断、锻接等。镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切断、锻接等。自由锻自由锻手手工工自自由由锻锻机机器器自自由由锻锻单件小批生产单件小批生产模型锻模型锻胎模锻：胎模锻：固定模锻：固定模锻：成批生产成批生产大批量生产大批量生产现在学习的是第23页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 一）一）热加工热加工 （五）方法（五）方法4、焊接、焊接 1）定义：两种或两种以上材料在局部加热或加压或两者并用条件下，通过原子或分子之间的结合和扩散而造成永久性

20、连接的工艺过）定义：两种或两种以上材料在局部加热或加压或两者并用条件下，通过原子或分子之间的结合和扩散而造成永久性连接的工艺过程称为焊接。程称为焊接。2）应用：用于异形构件的连接；）应用：用于异形构件的连接；3）优点：与螺纹、销钉、铆接相比，焊接气密性好、省材、高效。）优点：与螺纹、销钉、铆接相比，焊接气密性好、省材、高效。4）种类）种类5）电（弧）焊：）电（弧）焊：6）气焊：）气焊：7）焊接的材质：）焊接的材质：8）焊接件加工前的处理：）焊接件加工前的处理：熔化焊：电（弧）焊、气焊、激光焊熔化焊：电（弧）焊、气焊、激光焊压力焊：点焊、摩擦焊、缝焊、爆炸焊压力焊：点焊、摩擦焊、缝焊、爆炸焊钎焊

21、：钎焊：硬钎焊（银焊、铜焊）硬钎焊（银焊、铜焊）软钎焊（锡焊）软钎焊（锡焊）现在学习的是第24页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 二二）切削加工（冷加工）切削加工（冷加工）（一）定义：使用切削刀具或工具从坯件上切除多余材料，获（一）定义：使用切削刀具或工具从坯件上切除多余材料，获得合格的半成品件或零件得合格的半成品件或零件 以及把相关零件组装成部件或机器的方法，例如机械加工和以及把相关零件组装成部件或机器的方法，例如机械加工和钳工等称为切削加工。钳工等称为切削加工。（二）在机械制造中的作用（任务）：主要用于零件（

22、产品）（二）在机械制造中的作用（任务）：主要用于零件（产品）的精确成形。的精确成形。现在学习的是第25页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 三）三）特种加工特种加工（一）常规模式的特种加工（一）常规模式的特种加工 1、定义：是利用电热能、电化学能、光能、声能、化学能等能、定义：是利用电热能、电化学能、光能、声能、化学能等能量实现去除工件余量进行加工的方法。量实现去除工件余量进行加工的方法。2、加工特点、加工特点 3、种类：电火花加工、超声波加工、激光加工、高压水射流加工、种类：电火花加工、超声波加工、激光加工、高压

23、水射流加工、电子束加工、离子束加工、电子束加工、离子束加工、（1）可加工超硬材料、并以软（工具）切硬（工件）的目的；）可加工超硬材料、并以软（工具）切硬（工件）的目的；（2）能加工复杂型面，各种铭牌、标记、花纹图案；）能加工复杂型面，各种铭牌、标记、花纹图案；（3）加工用力小、毛刺小，适于加工薄壁件，弹性件。）加工用力小、毛刺小，适于加工薄壁件，弹性件。现在学习的是第26页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 一）一）热加工热加工 1.热处理热处理种类及其目的与应用种类及其目的与应用整整体体热热处处理理退火退火目的：

24、消除内应力、降低硬度、细化晶粒、均匀组织目的：消除内应力、降低硬度、细化晶粒、均匀组织应用：铸造、锻造、焊接件应用：铸造、锻造、焊接件精加工前的处理精加工前的处理正火正火目的：细化晶粒、清除内应力（部分目的：细化晶粒、清除内应力（部分)应用：多用于锻造及为后续热处理作组织准备应用：多用于锻造及为后续热处理作组织准备淬火淬火目的：使钢料变硬目的：使钢料变硬应用：工、刃、量、模具及需耐磨的零件应用：工、刃、量、模具及需耐磨的零件回火回火(1)现在学习的是第27页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 一）一）热加工热加工

25、1.热处理热处理4）种类及其目的与应用）种类及其目的与应用表表面面热热处处理理表面淬火表面淬火化学热处理化学热处理火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火感应加热表面淬火感应加热表面淬火激光淬火激光淬火渗碳渗碳氮化氮化氰化氰化(2)现在学习的是第28页，共31页三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备三、机械制造主要工艺及设备 四）表面覆层处理四）表面覆层处理（一）目的（一）目的1、保护、保护2、装饰（美观）、装饰（美观）3、特殊需要、特殊需要（二）种类（二）种类1、金属层、金属层2、非金属层、非金属层3、化学膜、化学膜（三）方法（三）方法1、镀：电镀、化学镀、喷

26、镀、真空镀、镀：电镀、化学镀、喷镀、真空镀2、涂装、涂装3、化学处理、化学处理喷漆喷漆喷塑喷塑现在学习的是第29页，共31页三、先进制造技术的特点及发展趋势三、先进制造技术的特点及发展趋势 1 先进制造技术的内涵及其主要特点先进制造技术的内涵及其主要特点（1 1）先先进进制制造造技技术术是是涉涉及及机机械械科科学学、信信息息科科学学、系系统统科科学学和和管管理理科科学学的一门综合学科。的一门综合学科。（2 2）进进制制造造技技术术的的目目的的除除了了实实现现优优质质、高高效效、低低成成本本外外，敏敏捷制造、可持续发展也成为其追求的重要目标。捷制造、可持续发展也成为其追求的重要目标。（3 3）先先进进制制造造技技术术更更加加重重视视技技术术与与管管理理的的结结合合，重重视视制制造造过过程程的的组组织织和和管管理理体体制制的的精精简简及及合合理理化化，从从而而产产生生了了一一系系列列技技术术与与管管理相结合的新的生产方式。理相结合的新的生产方式。与传统制造技术相比较，先进制造技术具有以下显著特征：与传统制造技术相比较，先进制造技术具有以下显著特征：现在学习的是第30页，共31页 2先进制造技术的主要发展趋势先进制造技术的主要发展趋势 现在学习的是第31页，共31页