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1、第一章 绪 论,第一次工业革命中的机械工程,新技术革命中的机械工程,金属切削机床及其在国民经济中的地位,我国机床工业发展概况,一、第一次工业革命 中的机械工程,（一）第一次工业革命,1、珍妮纺纱机,1764年，织工哈格里夫斯发明珍妮纺纱机，使纺纱生产率提高了数十倍。此后，纺纱机和织布机交替改进，使英国的纺织业成为世界第一大轻工业。,2、机器的广泛采用 纺织业树立了榜样。在冶金、采煤等工业部门，也出现了发明和使用机器的热潮。 因此，一般将1764年珍妮纺织机的发明作为英国工业革命开始的标志。,但是，纽可门的蒸汽机耗煤量大、效率低，而且只能作往复直线运动。,3、呼唤新的动力 当时驱动机器的动力是水
2、力、畜力和人力。在机械化装置使用越来越多的情况下，动力成为制约机器生产进一步发展的严重问题。,4、瓦特的改进与发明 瓦特 英国技师 （1736-1819） 从1764年起，历时近30年，提出一系列发明专利，改进了蒸汽机，使其实用化。,5、蒸汽机发明的重大意义 极大地推动了机器的普遍使用。 引发了交通运输领域的革命：铁路交通、远洋轮船出现。,1、交通运输革命 1）铁路时代,（二）第一次工业革命期间的机械发明, 1814年 ， 史蒂文森 第一台蒸汽机车试运行成功。, 1825年 英国 世界上第一条铁路。, 开拓了陆地交通运输的新纪元，人类交通进入了“铁路时代”。 英国迅速掀起一股兴建铁路的狂热。1
3、840年以后，欧洲大陆和美国也相继开始铁路建设。,2）远洋轮船 1807年，美国人富尔顿发明蒸汽船。,1811年，英国人也造出了自己的汽船。,远洋航运力量大大加强。远洋货轮把英国的消费商品运销到世界每个角落，又运回所需要的各种工业原料。 交通运输革命从根本上改变了地球上各地区彼此隔绝的状态。它迅速地扩大了人类的活动范围并加强了各地之间的交往，为世界市场的形成提供了条件。,2、大量的机械发明,1840,2、大量的机械发明,1840,3、第一次工业革命小结 关键词：,动力 机器 工厂,工业化社会, 工场手工业的长期发展，为大机器生产的出现准备了技术条件。 织布机的进步，1733年发明飞梭，纺纱效率
4、低下。 采矿业的发展，井下排水困难，推动蒸汽机的发明。,生产背景,科学背景, 1687年，牛顿创立经典力学，为技术革命的发生和发展提供了理论指导。 1653年，格里凯的马拉半球的实验，证明了真空的存在和大气压力的巨大力量。,1660年，波义耳指出：“当气体在一个密闭的容器中被加热时，它的压力会升高，如果紧接着把这些气体释放出来，它可以驱动一台机器。” 波义耳的大气压力知识直接影响了蒸汽机发明人之一的巴本。,科学背景,1640年，英国资产阶级革命，废除了封建制度。 资本主义的原始积累，提供了发展大工业的资本； 小农经济的消除，为大工业的发展提供了劳动力和国内市场。,社会背景, 机器结构的主要材料
5、是木材。 车床和少数其它机床已经出现，但其结构是木制的。 很低的切削速度。 精度完全靠工人的技术。, 动力加大，机器结构材料大量使用金属。 加工金属须用金属机床。 切削速度提高。 尺寸精度要求提高，并开始用机器来保证。,（三）蒸汽机出现推动机械加工的发展 蒸汽机提供了强大的动力，带来了切削加工的进步。,蒸汽机发明以前,蒸汽机发明以后,蒸汽机的出现导致了金属切削技术的第一次大发展。 真正意义上的机械制造业随着蒸汽机的发明而诞生，此前的钟表制造业只能算一个序幕。,古代希腊的“车床”,1、机床的近代概念 切削工具和机床在古代和中世纪的进步非常缓慢。 只是到了中世纪晚期，钟表业发展起来，才出现了机床的
6、近代概念，即： 1）用来制造金属零件； 2）用机器引导刀具运动。,第一次工业革命期间新发明的机床才真正落实机床的近代概念。,威尔金森 炮筒镗床 保证了汽缸体的加工精度，蒸汽机的商业化才得以成功,莫兹利 第一台金属车床 集合了刀架、溜板箱、丝杠、光杠 、挂轮等技术,天轴 由蒸汽机驱动,到19世纪中叶，车床、刨床、铣床等各种类型的通用机床已大体齐备。 原动机是如何驱动机床的呢？,1）设计制作了大量单能机床， 2）发明了快速检验的样规代替卡尺检验， 3）开始大量使用夹具， 4）采用了新的生产组织方式，开始了互换性生产。,近代的互换性生产即始于18世纪末美国的枪支制造。 1798年，惠特尼接过了军方生
7、产15000支步枪的合同。,1801年，他将生产的10支步枪的零件拿到美国国会去表演，工人可以随便地用这些零件组装起步枪，这使当时的人们大吃一惊。,2、互换性生产出现,惠特尼,随着织布机、缝纫机和自行车等机械产品大批量生产的需要，互换性生产迅速扩大到一般机械制造业。,3、标准化的开端 适应互换性生产的发展，标准化变得极其重要。 在19世纪初以前，螺栓和螺母都是成对地使用的, 甚至同一台机床制造的螺栓也不能互换。 1841年，英国技师惠特沃斯建议全部的机床厂都采用统一尺寸的标准螺纹。 英国工业标准协会接受了这一建议，制定了第一个螺纹标准。这也是机械制造业领域的第一个标准。,二、新技术革命中的机械
8、工程,1、第三次技术革命（二战结束以来）,2、第三次技术革命的概貌, 在40年代后期，第二次世界大战的硝烟刚刚散去，电子计算机发明。, 第三次技术革命，是人类历史上又一次重大的技术飞跃。, 前两次技术革命是动力革命，第三次技术革命是由计算机技术统领的信息化革命。, 内容,统领, 这次技术革命极大地推动了人类社会经济、政治、文化领域的变革，也影响了人类的生活方式和思维方式，使人类社会生活和人的现代化向更高境界发展。,60多年来，机械工业和机械科技获得了全面的发展和提高。 这一发展与提高的规模之大、气势之宏、水平之高，都是前两次技术革命所远远不能比拟的。,第三次技术革命中的机械工程概述, 机械科技
9、已不处在第三次技术革命的核心地位，但机械工业仍然是一个国家国民经济的强大支柱产业。 汽车制造业的产业链特别长，涉及冶金、石油、橡胶、电子器件、塑料等许多工业部门。汽车制造业生产的涨落与兴衰对整个国民经济更有着不可忽视的影响。 国民经济的各个部门都实现了更广泛的机械化，机械工业的部门之多和规模之大达到史无前例的程度。,3、机械工业在新时期的地位,4、新时期机械科技的概貌, 对机械产品的要求更高、更全面 机械产品进一步向高速、重载、大功率方向发展； 对机械的轻量化、可靠性、精密性、经济性又提出了更为苛刻的要求； 环境保护成为新时期的新要求； 要求机器应更安全、更舒适宜人； 随着人们生活水平的不断提
10、高，人们在机器的外观、色彩和式样方面的追求也更高，并呈现出多样化。, 机械将走向全面的自动化 第一次技术革命：工业生产的机械化， 第二次技术革命：工业生产的电气化， 第三次技术革命：机械将走向全面自动化。,新学科机械电子工程诞生，出现了一批机电一体化产品。,最高水平的设计与制造， 许多新技术从这里产生。,动力学行为复杂,结构 复杂,控制系统 复杂,机电液 耦合的系统, 机械工业的生产模式发生了巨大的变化,机械科学技术大发展, 机械科技获得全面发展,主要的发展是： 计算机在设计和制造中广泛使用 现代设计方法出现 先进制造技术出现 机电一体化产品出现，形成机械电子学科 机械学理论获得全面的发展,5
11、、现代设计方法,6、先进制造技术,三、金属切削机床及其在国民经济中的地位,金属切削机床是一种用切削方法加工金属零件的工作机械。它是制造机器的机器，因此又称工作母机或工具机，在我国，习惯上常简称机床。 一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。 一个国家机床工业的技术水平,在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。,三、我国机床工业发展概况,1949年全国机床年产量只有1500多台。,2006年国家发布和实施了国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见，在强调加快
12、振兴我国装备制造业的同时，进一步强调首先要振兴机床工业。,2009年正式实施“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项和装备制造业振兴规划。,取得的成绩： 形成了布局合理、比较完整的机床工业体系。成为世界机床第一消费国和第一进口国。 金属加工机床产值跃居世界第三位，日本第一，德国第二。 产业规模日益扩大，技术开发进展速度加快,中高档数控机床的开发取得了较大进展,关键功能部件的技术水平、制造质量逐年稳步提高，功能逐步完善，部分性能指标接近国际先进水平，形成了一批具有自主知识产权的功能部件。,中高档数控系统开发研究与应用取得一定成果。通过自主研发或与国外开展技术合作，在中档数控系统的开发和生产上取得明显进展。初步解决了多坐标联动、远程数据传输等技术难题,存在的差距：,高档数控机床的国内供应能力不足,自主创新能力不足,产品质量、可靠性及服务等能力不强,功能部件发展滞后,机床功能等离世界先进水平还有较大差距,东风汽车发动机缸体生产线,结 束,
