机械制造基础知识

最大回转直径 5m 最大工件长度 25m 工件重量 500t 双床身、双刀架布局

装备制造业:国民经济发展 / 国防建设 / 技术装备 / 基础 产业  2010年: 占GDP的11.5%, 世界前三位(2002年: 9.4%, 世 界前四位) “我国是世界制造大国,但还不是制造强国” ,自主创新 能力弱、对外依存度高、国际竞争力不强。极易受到 国际经济、政治环境的制约。

 明天-Yesterday Once More?! 物质平台:国家政策支持、企业、高校 人才平台:谁是主力军? 三、制造技术的发展 制造技术已从单工序的研究发展到制造系统(物质 流、信息流、资金流)的研究。如车铣、镗铣复合机 床、加工中心、FMS(柔性制造系统)、CIMS(计算 机集成制造系统)

一、△M<0 的制造过程 △M<0主要指切削加工,该加工过程是通过刀 具和工件之间的相对运动及相互力的作用实现的。 工件往往通过夹具安装在机床上,机床带动刀具或 工件或两者同时进行运动。切削过程中,有力、热、 变形、振动、磨损等现象发生,这些现象的综合作 用决定了零件

最终获得的几何形状及表面质量。 对于加工精度要求特别高的零件,需要采取精加 工及超精加工工艺(其尺寸精度往往达到亚微米乃 至纳米级)。这些工艺在航空航天、计算机产品等 领域有着广泛的应用。

“制造业是国民经济的主要支柱” —引自:国家中长期科学和技术发展规划纲要 一、制造业与制造技术 制造业是一个国家的立国之本、民族产业 和支柱产业。是反映一个国家经济实力的重要 标志,是为国家创造财富的重要产业,也是保 障国家安全的重要产业。 如:机床业(基础行业-工欲善其事,必 先利其器),家电,汽车,医疗,农业,造船 业,纺织,印刷,IT制造业;航天、航空,宇 航等。

第一节 零件的成形原理 按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中, 质量M的变化,可分为△M<0,△M=0,△M>0三种原 理,不同原理采用不同的成形工艺方法。 △M<0,材料去除原理,如传统的切削加工方法, 包括磨料磨削、特种加工等,在制造过程中通过材料逐 渐被去除而获得需要的几何形状。

随着制造技术的发展,制造技术不再仅仅是以力 学、切削理论为主要基础的一门学科,而是涉及了 机械科学、系统科学、信息科学、材料科学和控制 技术的一门综合学科。

四、机械制造的基本流程-零件与机器 零件是机器的组成单元,装配时机器是由零件单元 逐一装配而成,但在设计的时候却是从整台机器开始 的。一种新产品(机器)的开发内容包括概念设计、 方案设计、详细设计、样机试制与评审、工艺设计、 新产品鉴定、试销、生产准备、批量生产。在方案设 计阶段往往需要设计多种方案,通过性能、成本等的 对比,经评审最后确定一种方案。

 国内 昨天-辉煌的过去 四大发明,卓越的锻压和铸造技术等。 -武林至尊,宝刀屠龙;倚天不出,谁与争锋 今天-制造大国,不是制造强国 中低端产品居多,关键件、重要零部件的加工 依赖进口,经常受国外的技术限制(“巴 统”)、整机装配工艺技术落后。高端的数控 产品,IT制造的核心装备-光刻机,大型核电、 风电、水电设备,大型发电机组、激光核聚变 装置(点火工程)等。

在详细设计阶段,是从绘制产品(机器)的总装图 开始,在完成产品的总装图设计后,再进行拆画零件 图,在零件图上除标注正确的几何尺寸外,还要根据 机器的性能要求标注出零件的精度要求。可见零件的 精度要求来自于机器。而在制造过程中,是先加工出 合格的零件,然后再通过合理的装配工艺将零件装配 成满足一定功能的机器。

主要表现在以下几个方面:  对制造技术中的重要基础科学问题的研究远远不够  单元技术、功能部件的研究和开发落后  整机的装配工艺技术落后 (沈机案例、传统文化中“学而优则仕”的深远影响)

造成的后果: 所制造的机床,在加工精度、切削稳定性、精度 保持性、可靠性等方面与国外同类产品相比,存在 很大的差距。

五、本课程学习的目的 能对机械制造有一个总体的、全貌的了解与把握, 能掌握金属切削过程的基本规律,掌握机械加工的基 本知识,能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工 参数,具备制订工艺规程的能力和掌握机械加工精度 和表面质量分析的基本理论和基本知识,初步具备分 析解决现场工艺问题的能力,了解当今先进制造技术 的发展概况。

制造技术支撑着制造业的发展,先进的制造技术能 使一个国家的制造业乃至整个国民经济处于极富竞争 力的地位。忽视制造技术的发展,将会使经济发展出 现严重问题。如美国和日本的正反两方面教训。Байду номын сангаас二、机械制造业的现状

 国外(八国联军) 加工对象:极大和极小,极端制造; 精度和效率:精密和超精密、高速和超高速; CNC控制系统:五轴联动、六轴联动; 制造技术科学的基础研究:投入巨大; 制造技术研究与装备开发的手段:不断开发, 不断更新(工艺、检测技术、刀具及功能部件、 设计、分析与计算手段等)。

△M=0,材料基本不变原理,如铸造、锻造及 模具成型(注塑、冲压等)工艺,在成形前后,材 料主要是发生形状变化,而质量基本不变。 △M>0,材料累加成形原理,如上世纪80年代 出现的快速原形(Rapid Prototyping)技术,在成形 中通过材料累加获得所需形状。

特种加工是指利用电能、光能或化学等方法完成 材料的去除成形方法,这些方法主要适合于加工超 硬度、易碎等常规加工方法难加工的场合。如当前 发展比较快的三束加工(激光束、电子束、离子 束),在微细加工中有广泛的应用。另外近几年发 展的高压水射流等加工方法,也有其显著的优点。

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