机械工程概论

1、v零件成形技术零件成形技术机械零件的分类机械零件的分类 在机械零件的制造中，经常遇到的典型零件有轴类零件、盘套类零件、箱体类零件等。轴类零件轴类零件v零件成形技术零件成形技术盘套类零件v零件成形技术零件成形技术箱体类零件v零件成形技术零件成形技术v零件成形技术零件成形技术零件成形方法零件成形方法 机械零件种类繁多，但其形状都是由一些基本表面组合而成。零件的最终成形，实际上是由一种表面形式向另一种表面形式的转化，包括不同表面的转化以及不同尺寸精度的转化。转化过程的实现，主要依靠切削运动。不同切削运动（主运动和进给运动）的组合便形成了不同的切削加工方法。常用的机械切削加工方法有车削、钻削、镗削、刨

2、削、铣削、磨削等。对某一表面的加工可采用多种方法，只有了解了各种加工方法的特点和应用范围，才能合理选择加工方法，进而确定最佳加工方案。v零件成形技术零件成形技术旋转体零件成形方法旋转体零件成形方法v零件成形技术零件成形技术旋转体零件成形方法旋转体零件成形方法v零件成形技术零件成形技术旋转体零件成形方法旋转体零件成形方法v零件成形技术零件成形技术车车削削加加工工的的应应用用范范围围v零件成形技术零件成形技术 在车削加工中有三个基本参数构成了切削用量三要素，即切削速度（v）、进给量（f）和背吃刀量（ap），它们是表示主运动和进给运动最基本的物理量，是切削加工前调整机床运动的依据，并对加工质量、生产

3、率及加工成本都有很大影响。 v零件成形技术零件成形技术 工件的装夹工件的装夹 车削加工时，工件在车床上的装夹方法常用的有三爪卡盘安装、四爪单动卡盘安装、花盘安装和心轴安装等 车刀类型车刀类型v零件成形技术零件成形技术平面沟槽类零件成形平面沟槽类零件成形v零件成形技术零件成形技术 在机械加工中，铣削加工是除了车削加工之外应用最广泛的加工方法，主要用于加工平面和各种沟槽。平面沟槽类零件成形平面沟槽类零件成形v零件成形技术零件成形技术铣削成形方法铣削成形方法v零件成形技术零件成形技术平面铣削铣削成形方法铣削成形方法v零件成形技术零件成形技术沟槽铣削孔的成形孔的成形v零件成形技术零件成形技术 大多数零

4、件上都设计有各种尺寸、形状的孔。孔的加工方法主要是钻削，所使用的设备为钻床。 孔的成形孔的成形v零件成形技术零件成形技术孔的成形方法孔的成形方法v零件成形技术零件成形技术v零件成形技术零件成形技术 零件的精密成形方法零件的精密成形方法 当零件精度和表面质量要求较高时（一般精度IT6，表面粗糙度Ra0.8），经过车、铣等粗加工后，还须进行精加工才能满足要求。机械制造中磨削是主要的精加工方法。用高速旋转的砂轮对工件表面进行切削加工，从而获得图纸设计要求的尺寸精度，几何形状，表面粗糙度的过程称为磨削加工。 v零件成形技术零件成形技术 零件的精密成形方法零件的精密成形方法v零件成形技术零件成形技术磨削

5、方法磨削方法外圆磨v零件成形技术零件成形技术磨削方法磨削方法内圆磨v零件成形技术零件成形技术磨削方法磨削方法平面磨v零件成形技术零件成形技术磨削方法磨削方法无心磨v零件成形技术零件成形技术零件成形技术经济分析零件成形技术经济分析 任何经济活动都是为了获得一定的成果，也都需要耗费一定数量的劳动。产品的经济效果是指经济活动中取得的劳动成果与劳动耗费的比较。在产品研制开发生产中，产品技术经济效果可用下式概括地描述: E=V/C 式中: E-技术经济效果;V-输出的使用价值，也称效益;C-输入的劳动耗费:零件成形的主要技术经济指标零件成形的主要技术经济指标v零件成形技术零件成形技术一产品质量 零件经切

6、削加工后的质量包括精度和表面质量。(1)精度 工件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与设计几何参数的符合程度，表现为加工误差。符合程度越高，亦即偏差(加工误差)越小，则加工精度越高。精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。(2)表面质量 是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度。 生产率通常用产出与投入的比率来表示（总产出除以劳动投入即为劳动生产率）。如果相同数量的投入生产了更多的产品，则生产率就增长了。劳动生产率的增长是由于技术进步、劳动技能的改善和资本深化。在现代企业中，生产率已经成为获得良好经济效果的关键因素。切削加工中，常以单位时间内生产的零件数量来表示生产率。三产品经

7、济性 在制订机械加工方案时，应使产品在保证其使用要求的前提下制造成本最低。产品的制造成本是指费用消耗的总和，它包括毛坯或原材料费用、工人工资、机床设备的折旧和维修费用、工夹量具费用、企业管理费用等。v零件成形技术零件成形技术加工材料的选用原则加工材料的选用原则使用性能使用性能工艺性能工艺性能经济性经济性材料选用原则v机械测量技术机械测量技术机械零部件的互换性与标准化机械零部件的互换性与标准化 互换性是指按规定的技术条件分别制造产品的零部件，当其需要装配或更换时，不需要做任何挑选和辅助加工，就能顺利地装配到位，并能达到使用性能的要求。在机械和仪器制造中，遵循互换性原则，可实现大规模的分工协作，利

8、于使用高效率的专用设备和标准化的刀、夹、量具，不仅能显著提高劳动生产率，而且能有效保证产品质量和降低成本。所以，互换性是机械和仪器制造中的重要生产原则与有效技术措施。 标准化是指制订和贯彻技术标准，以促进经济发展的整个过程。标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性，进行专业化协作生产的必要前提，是科学管理的重要组成部分。标准化的基本原理通常是指统一原理、简化原理、协调原理和最优化原理。 v机械测量技术机械测量技术测量方法测量方法分类测量方法描述实测量直接测量直接获得被测量的量值间接测量测得与被测量有一定函数关系的量，然后运用函数求得被测量整个量值绝对测量在计量器具上可以表示出被测量的全值

9、相对测量被测量与同类标准量进行比较，测出两个量值之差的测量法对象接触接触测量计量器具的测量部位与被测表面直接接触非接触测量计量器具的测量部位与被测表面不直接接触状态静态测量测量期间测量值为恒定量的测量动态测量测量期间测量值为变化量的测量参数单项测量对多参数的被测物体的各项参数分别测量综合测量对被测物体的综合参数进行测量作用主动测量在产品制造过程中进行测量，控制加工过程，保证产品质量被动测量产品制造完成后的测量，不能预防废品产生，只能发现并挑出废品v机械测量技术机械测量技术测量方法测量方法v机械测量技术机械测量技术测量方法测量方法v机械测量技术机械测量技术测量方法测量方法v机械测量技术机械测量技

10、术三坐标测量技术三坐标测量技术 随着以数控技术为代表的先进加工制造技术的产生和发展，机械零件可以达到的加工精度越来越高，常规量具已经远远不能满足机械零件对高精度的要求。也可以说，精密测量技术是现代机械工业发展的基础和先决条件。目前国际上机床的加工水平已能稳定地达到1m的精度，正在向着稳定精度为纳米级的加工水平发展。因此，精密测量与控制是适应精密加工技术而发展起来的先进测量技术，它与精密加工相结合，形成了现代制造技术的完整体系。三坐标测量技术是广泛应用于高精度复杂机械零件的精密测量与控制技术的典型代表。 v机械测量技术机械测量技术三坐标测量技术三坐标测量技术 三坐标测量机（Coordinate

11、Measuring Machining，CMM） 是20世纪60年代发展起来的一种以精密机械为基础，综合运用电子、计算机、光栅或激光等先进技术的高效、综合的测量仪器。它与数控机床等加工设备相配套，实现对高精度的复杂零件进行快速可靠的测量。 v机械测量技术机械测量技术三坐标测量技术三坐标测量技术 三坐标测量机的基本原理是通过测得被测结构的X、Y、Z三维坐标值，再进行相应的数据处理，得到其要求的特征值。各种复杂形状的几何表面，只要测头能够采样，就可得到各点的坐标值，并由计算机完成数据处理。测量时，不要求被测工件的基准严格与测量机坐标方向一致。可以通过测量实际基准的若干点后建立新的坐标系，从而节省了

12、工件找正的时间，提高了检测效率。由于使用计算机进行控制、采样和处理，并运用误差补偿技术，因此可以达到很高的测量精度。 形象思维形象思维v创新思维原理创新思维原理形象思维就是人们对客观事物或现象的外在特点和具体形象在头脑中的反映。在形象思维中始终不脱离具体形象，形象思维过程侧重于图表、音像和模型。文学艺术形象研制一台机器极限的概念工程设计图鲁班造锯牛顿第一定律v创新思维原理创新思维原理灵感思维灵感思维珍妮纺纱机珍妮纺纱机灵感思维指的是在创造性活动中，由于辛勤劳动、思想高度集中而呈现出来的创造性的想象和突发性的思维现象元素周期律元素周期律文学艺术创作文学艺术创作久思未决、不期而至久思未决、不期而至

13、 长求不得、梦中惊成长求不得、梦中惊成 自由遐想、水到渠成自由遐想、水到渠成 、出奇制胜、豁然贯通、茅塞顿开求异思维求异思维v创新思维原理创新思维原理求异思维是一种富有创见性的辨异思维，它能够揭示客观事物求异思维是一种富有创见性的辨异思维，它能够揭示客观事物的本质特性和内在联系，创造出新颖、超常的思维成果。的本质特性和内在联系，创造出新颖、超常的思维成果。 “近朱者未必赤近朱者未必赤”、“近墨者未必黑近墨者未必黑”、“近水楼台后得月近水楼台后得月”、“常在河边站，就能不湿鞋常在河边站，就能不湿鞋” 横向扩散横向扩散纵向深入纵向深入反向否定反向否定一题多解一题多解伯乐千里马伯乐千里马只要勤奋努力

14、就能获得成功只要勤奋努力就能获得成功 只要勤奋就一定能够成功吗只要勤奋就一定能够成功吗 哥白尼日心说哥白尼日心说史丰收速算法史丰收速算法侧向思维侧向思维v创新思维原理创新思维原理也叫旁通思维，是从其他领域或离得很远的事物中，也叫旁通思维，是从其他领域或离得很远的事物中，利用与问题利用与问题“无关的无关的”信息得到启示，从而产生新设想，信息得到启示，从而产生新设想，找到解决问题途径的思维方式。找到解决问题途径的思维方式。围魏救赵围魏救赵晏子谏杀烛邹晏子谏杀烛邹逆向思维逆向思维v创新思维原理创新思维原理数学反证法数学反证法丰田公司三及时原则史丰收速算史丰收速算草船借箭草船借箭丰田总经理丰田章一郎说：“我这个人如果说取得一点成绩的话，是因为什么问题我都爱倒过来思考。”丰田公司推行的时间及时、品种及时、数量及时“三及时原则”中规定前道工序由后道工序决定。v创新思维原理创新思维原理发散思维是创造性思维的一个重要的组成部