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1、机械制造工程基础 教材：机械制造工程基础王世敬，石油大学出版社参考书：机械制造基础唐宗军，机械工业出版社机械制造技术李华，机械工业出版社工程材料及机械制造基础黄勇，国防工业出版社机械工程材料成形技术王爱珍，北京航空航天大学出版社公差配合与测量技术胡照海，人民邮电出版社互换性与技术测量韩进宏主编，机械工业出版社，机电工程学院机电工程系齐明侠8392376（O）答疑：周三晚，19:40-22:00，机械馆12131机械制造工程基础 课程编码：04131 必修 学分 56学时 讲课54实验2课程简介：本课程是机械设计制造及其自动化和车辆工程专业的机械基础课。通过本课程的学习使学生掌握机械制造工程的基
2、础理论和基本技能，拓宽和加深学生的毛坯成形工艺、公差与配合的知识、机械加工工艺基础知识，以及现代制造技术知识。同时加强对学生的工艺设计能力的培养，为机械设计提供必要的工艺基础。要求：1重视笔记。2课堂纪律安静、活泼，可以课堂提问。3选课代表。4闭卷考试。2课程特点：n无太多的公式n有较强空间想像力n有较强的理解能力n有一定的悟性n要记住一些常用的内容n特别重视加工的工艺概念。专业教师有专业倾向，偏听但不偏信3讲课内容：机械制造工程基础教材内容第一篇 毛坯的制造方法第二篇 公差与测量技术基础第三篇 机械制造工艺原理第四篇 现代制造技术4第一篇 毛坯的制造方法 第一章 铸造 第二章 金属压力加工
3、第三章 粉末冶金 第四章 塑料加工 第五章 焊接与胶接第二篇 公差与测量技术基础 第一章 光滑圆柱的公差与配合 第二章 测量技术基础 第三章 滚动轴承、键联接的公差 第四章 形状和位置公差 第五章 表面粗糙度5n第0章机械制造概论n0.1机械与机械工程n（1）机械概述n机械机器、机构等的泛称。如农业机械、机械手、机械化、电子计算机的机械部分等。辞海P1408n机器用来转换或利用机械能的的机构。通常分为三类：原动机、变换机、工作机。原动机把自然界的能或其他非机械能转变为机械能，如内燃机、电动机等；变换机则把机械能变为非机械能，如发电机、空气压缩机等；工作机能接受机械能以完成生产过程（改变工件的物
4、理性质、状态、形状或位置），如各种机床、起重机、纺织机等。6n机构各组成部分间具有一定的相对运动的装置。能传递、转换运动或实现某种特定的运动。如钟表的齿轮机构和车床的走刀机构等。在机构学中由于不考虑机械能的转换和利用问题，一切机器都可看作机构或复合机构。n机械从广义角度讲，凡是能完成一定机械运动的装置都是机械。机械是一个泛称。7n机械制造工业主要包括农业机械、矿山设备、冶金设备、动力机械、化工设备以及工作母机等的制造工业（也称为重工业）。n机械工业包括重工业和轻工业（生产生活用品的工业）n制造生产轻工产品设备的工业为重工业。8重工业产品 石油钻机、抽油机、机床、汽车轻工业产品 自行车，洗衣机，
5、照相机电子产品 照相机、电视机，计算机n以上均是广义的机械产品n制造生产该类产品的设备的机械为机械工业。9n现代社会生产和服务的五大要素n 人、资金、能量、材料、机械n机械工程运用物理、化学、数学、力学、材料学（如金属学）、机械原理、计算机科学、控制理论等基础学科和有关机械方面的专业知识来研究、设计、制造和运用各类机器和机械设备的工程科学。范围极广，对国民经济各部门的发展起重要作用。10n（2）机械的分类七大类n动力机械动力机械n交通运输机械交通运输机械n作业机械作业机械n机器人机器人n兵器兵器n民用生活机械民用生活机械n信息机械信息机械11n动力机械动力机械 电动机、内燃机、一次能源动力机n
6、作业机械作业机械加工机床农业机械林业机械矿山机械冶金机械化工机械工程机械纺织机械印刷机械包装机械食品机械钻探机械医疗机械办公机械n民用生活机械民用生活机械 洗衣机、空调机、电冰箱，钟表、机械玩具n信息机械信息机械 计算机、打印机、复印机、传真机、照相机12n（3）机械制造业在国民经济中的地位n制造是人类最主要的生产活动之一。它是指人类按照所需目的，运用主观掌握知识的技能，应用可利用的设备和工具，采用有效的方法，将原材料转化为有使用价值的物质产品并投放市场的全过程。n制造业是指对原材料（采掘业的产品和农产品）进行加工或再加工，以及对零部件装配的工业的总称。是国民经济的支柱产业之一。n工业化国家中
7、以各种形式从事制造业活动的人员约占全国从业人数的四分之一。n我国制造业在工业总产值中占了约40%。13n机械制造业是制造业的最主要的组成部分。它是为用户创造和提供机械产品的行业，包括机械产品的开发、设计、制造生产、流通和售后服务的全过程。n机械制造业肩负着双重任务：一是直接为最终用户提供消费品；二是为国民经济各行业提供生产技术装备。n机械制造业是国家工业体系的重要组成部分，机械制造技术水平的提高与进步将对整个国民经济的发展和科技、国防实力生产直接的作用和影响，是衡量一个国家科技水平的重要标志之一，在综合国力竞争中具有重要的地位。14n制造技术是完成制造活动所施的一切手段的总和。这些手段包括运用
8、一定的知识、技能、操纵可以利用的物质、工具、采取各种有效的方法等。制造技术是制造企业的技术支柱，是制造企业持续发展的根本动力。忽略制造技术的发展，就可能使经济发展走入岐途。n机械制造对国民经济各部门的发展起重要作用。n一个民族不能老是靠进口过日子，一个强大的民族出口的是产品而不是资源。产品是要制造出来的15n（3）机械及制造业的发展n机械是伴随着人类社会的不断进步逐渐发展与完善的。n石斧、石刀等最简单的工具 原始社会n杠杆、辘轳等简单工具 奴隶社会n水碾、风车等较为复杂机械 封建社会n蒸汽机、内燃机、电动机 资本主义社会 n自动控制技术、信息技术、传感技术n 现代代文明社会 机械的发展已进入智
9、能化发展阶段16n第一次工业技术革命：发端于英国，而后遍及欧洲。它以纺织机械的革新为起点，以蒸汽机发明为标志，实现了工业生产从手工工具到机械化的转变。n1765年，英国纺织工哈格里沃斯（Jams Hargreavers）发明了“珍妮”纺纱机，这是棉纺织业第一项具有深远影响的发明，使纺织效益提高了40倍以上。n1765-1784年间，瓦特经过多年的钻研，广泛汲取前人的研究成果，制成了性能可靠的蒸汽机，为英国的工业革命提供了强大的动力。17n第二次工业技术革命：第二次技术革命发生在十九世纪下半叶，其主要标志是电力的运用，以电机和电力传输、无线电通讯等一系列发明为为代表，实现了电能与机械能等各种形式
10、的能量之间的相互转化，给工业生产提供了远比蒸汽动力更为强大和方便的能源。n1845年英国物理学家惠斯通制成了第一台使用电磁铁的发电机n1867年德国人西门子发明自激式直流发电机。n1897年，德国工程师狄塞尔设计了一种效率较高的内燃发动机柴油机18n0.2机械制造的全过程n产品调研n产品构思n机械设计n机械加工n检验装配n产品使用n跟踪维修n产品改进19n机械设计的原则和机械设计过程n设计人们根据预定目标来产生满足要求的信息的一种活动。信息的表达形式有图形、文字、数据、符号等。n机械设计任务：n 合理确定系统功能市场需求，功能适当n 提高可靠性保证质量，维修方便，结构简化n 提高经济性寿命合理
11、，贯彻标准，改进工艺n 保证安全性以人为本，保护环境20n基本过程：参数确定、总体设计、结构计算、零件设计、强度分析n具体设计包括：n总体设计产品的总体参数和尺寸，各部件的相互联系，装配检查，装拆顺序，特殊要求n零件设计零件的结构、具体尺寸，零件的加工方法和加工精度，21n机械设计原则：产品系列化 部件通用化 零件标准化标准原则，系列也是一个标准 标准系列是设计和使用者之间的一个综合平衡问题，产品要有多少个规格。多使用方便，少制造方便。标准尺寸（优先数系和标准公比ISO3-1973，GB321-80）22优先数系和标准公比23n设计时要考虑制造和装配，要考虑工艺性。公称尺寸和实际尺寸的差别 机
12、械加工精度，公差、配合n采用标准件及各种成熟的机构、结构。标准件库螺纹、轴承、齿轮、传动带，链条、常用结构连杆机构、凸轮机构、行星传动机构、间歇机构、24n机械设计是一门实践性很强的技术活动，需要综合应用各种知识以完成所设计产品的功能（特别是机械机构、结构的知识）。注意积累，注意向实践学习。n专业课都有个人的学术观点 提倡百花齐放，百家争鸣。n机械是一个非常严密的系统，出现差错马上就能检验出来，不能虚伪，不能马虎。学习机械能培养人严谨，认真，实事求是。25n0.4 机械加工过程n机械加工过程是指在生产过程中,改变原材料的形状尺寸、性质和相互位置关系,使之成为成品或半成品的过程。n实现步骤：制订
13、机械加工工艺，完成机械加工过程。n机械工艺是将机械加工过程用文字、图形等方式表达的出来的工序。26n机械加工过程，一般包括（按质量的增减）：m0，材料成形工艺热加工，铸造、锻压，粉末冶金等。m0，材料去除工艺冷加工即机械加工，包括切削，磨削、特种加工等。m0，材料累积工艺如装配，也包括连接、电镀、电铸、快速成形等过程。n狭义指冷加工和热加工n甚至单指冷加工（机械加工车间）。27n0.5机械的装配、调试、检验n装配将各种零部件组装成机器的过程。n调试通过局部调整使整体性能达到预期要求的过程。n检验检验零件是否达到规定要求的过程。包括：零件检验，装配检验，整体性能检验 贯穿于加工和装配的整个过程2
14、8n0.6机械制造业的发展n（1）现代机械文明存在的问题n机械文明中的空气污染n机械文明中的噪音污染n机械文明中的水污染n机械文明中的人机工程n机械文明中的能源问题29n（2）21世纪的机械发展方向n现代机械制造技术发展的总趋势是机械制造技术与材料科学、电子科学、信息科学、生命科学、环保科学、管理科学等的交叉、融合。30n（i）机械制造基础技术n切削（含磨削）加工仍然是机械制造的主导加工方法，进一步提高生产率和加工质量是今后发展的方向。高速、超高速切削（磨削），高精度、高速切削机床与刀具，最佳切削参数的自动选择，刀具的高可靠性和在线监控技术，成组技术（GT），自动装配技术等将得到进一步的发展和
15、应用。31n（ii）超精密及微细加工技术n各种精密、超精密加工技术，微细与纳米加工技术在微电子芯片、光子芯片制造、超精密微型机器及仪器微机电系统（MEMS）等尖端技术及国防尖端装备制造领域中将大显身手。32n（iii）自动化制造技术n自动化制造技术将进一步向柔性化、智能化、集成化、网络化发展。计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）、快速成形（RP）等技术在新产品设计方面得到更全面的应用和完善。高性能的计算机数控（CNC）机床、加工中心（MC）、柔性制造单元（FMC）等将更好地适应多品种、小批量品质高质、高效加工制造。精益生产（LP）、准时生产（JIT）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、计算机集成制造系统（CIMS）等先进制造生产管理模式将主导新世纪的制造业。33n（iv）绿色制造技术n在机械制造业综合考虑社会、环境、资源等可持续发展因素的绿色制造技术将朝着能源与原料消耗最水，所生产的废弃物最少并尽可能回收利用，在产品的整个生命周期中对环境无害等方面发展。3435