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1、华中科技大学文华学院机电学部华中科技大学文华学院机电学部机机 械械 制制 造造 技技 术术 基基 础础 主讲教师主讲教师: : 李永刚李永刚熊良山熊良山 严晓光严晓光 张福润张福润 主编主编华中科技大学出版社华中科技大学出版社办公地点：新实验大楼办公室办公地点：新实验大楼办公室 A319A3191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
2、考试成绩 （ 闭 卷 ） 70%B平时综合考评（作业、考勤） 30%2第1章 导 论主要内容：主要内容：机械制造技术的含义; 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。3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
3、的。 上天入地n 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。4一、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
4、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5一、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）
5、。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 6铸造斜度（拔模斜度）合箱起模(3)1:20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 34
6、00C Au 1063C Ag 960.5C 7毛坯的种类很多，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。8 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
7、金属型腔模具，适用于大批大量生产中的尺寸不大的有色金属铸件。 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。9 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，
8、应用于批量较大的形状复杂、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。10 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。11 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加工，生产率高。适用于
10、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。12 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。 热处理的目的，除了消除毛坯缺陷
11、、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 13一. 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。本书所指的机械制造技术基础，特指机械冷加工技术
12、和机器装配技术。14二. 机械制造技术在国民经济中的地位- 11.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
13、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。15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，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2
14、010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16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
15、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。17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
