第一讲   绪论

一、本课程的任务和特点

    《机械制造技术》是为适应机制专业改革需要而重新构建的一门课程，它有机地将《金属切削原理与刀具》、《金属切削机床概论》、《机床夹具设计》、《机械制造工艺学》等几门传统的专业课融合为一体，在内容上包括了金属切削过程及其基本规律、机床、刀具、夹具的基本知识、机械加工和装配工艺规程的设计、机械加工中精度及表面质量的概念及其控制方法、制造技术哲理与现代生产管理模式、制造技术发展的前沿与趋势。形成以机械制造技术应用能力培养为主线的新的课程体系。本课程以机械产品的加工原理、制造方法及所用的设备和工艺装备为主要研究对象，探讨在各种生产条件下，如何以最低成本，较高的劳动生产率生产出优质的产品。

    零件的加工是在由机床、夹具、刀具、工件所组成的工艺系统完成的，加工质量、成本、效率在很大程度上取决于加工方法及由此而选用的机床、夹具和刀具。过去，机制专业独立设置了几门专业课，以课程群的组合来建立学生的机械制造技术知识结构。由于各门课程自成体系，不仅相关内容低起点的重复多，浪费了大量学时，而且各门课程的知识很难融会贯通、综合运用，不利于机械制造技术应用能力的培养。本课程在内容体系的安排上，通过外圆、内圆、平面、齿形面等典型面的加工，将工艺、机床、夹具、刀具有机地结合在一起，从而加强了针对性和实用性，较好地解决了这一问题。

    本课程是机制专业的一门主要专业课，由于它取代了原来机制专业四门主要专业课程，因此，它在专业培养目标中的地位和作用更为突出。通过本课程学习，要求学生能对制造活动有一个总体的、全貌的了解与把握，能掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工和机械制造工艺的基本原理和基础知识，熟悉各种加工方法和常用设备，能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数，初步具有分析、解决机械制造中质量问题的能力和设计工艺规程及专用刀、夹、量具的能力。

二、本课程的学习方法

    实践性、综合性强，灵活性大是本课程的重要特点，学习本课程时，要重视实践性教学环节，如金工实习、生产实习，是学习本课程的实践基础，不容忽视。本课程的综合实验和课程设计是重要的实践性教学环节，不仅可以帮助牢固掌握知识，培养综合运用知识的能力，而且有利于将知识转化为技术应用能力。生产中的实际问题，往往是千差万别的，生产的产品不同，批量不同，现场生产条件不同，其制造方法也不一样，学习本课程时，关键在于掌握本课程的基本理论和基本知识，灵活运用去处理质量、成本和生产效率这三者的辩证关系，以求在保证质量前提下的最好经济效益。真正的掌握与应用必须善于在不断的实践-理论-实践的循环中总结提高。

三、机械制造技术的发展趋势

    机械制造工业为人类的生存、生产、生活提供各种设备，是国民经济中极其重要的基础产业。所谓四个现代化，从某种意义上说，就是用现代化设备去装备工业、农业、国防和科学技术事业，使之达到先进的水平。制造业为人类创造着辉煌的物质文明。据统计，90年20个工业化国家制造业所创造的财富占国民生产总值（GDP）的比例平均为22.15%，制造业是一个国家的立国之本。制造技术支持着制造业的健康发展，先进的制造技术使一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。忽视制造技术的发展，就会导致经济发展走入岐途。

机械工业对提高人民生活质量，推动科学技术进步起着十分重要的作用。

    而机械工业的发展和进步，在很大程度上又取决于机械制造技术的发展。从历史上看，1769年瓦特发明了蒸汽机，但当时加工技术十分落后，苦于加工不出高精度的汽缸而得不到推广应用。1775年，威尔逊成功地改造了一台汽缸镗床，解决了这一难题。就在第二年(1776年)蒸汽机便得到了实际应用，迎来了第一次产业革命，由此可见，机械制造技术的发展对人类科学技术的进步有何等重要的作用。在科学技术高度发展的今天，依然是如此，现代工业对机械制造技术提出了越来越高的要求，如要求达到纳米级(10^－6mm)的超精密加工，大规模集成电路硅片划片的超微细加工，重型设备超大型件的加工，难加工材料和具有特殊物理性能材料的加工等等，诸如此类，给现代机械制造技术提出了许多新的课题。同时，当产品的设计图样决定之后，要提高产品质量和劳动生产率，降低成本，采用先进的制造技术是关键。因此，在未来的竞争中，谁掌握先进的制造技术，谁就拥有控制市场的主动权。

    另一方面，也正是由于科学技术的发展，又为机械制造技术的发展提供了工具和手段，特别是计算机技术的发展，促使常规技术与精密检测技术和数控技术、传感技术等相互结合，给机械制造领域带来许多新技术、新观念，使产品质量和生产效率大大提高，当前，机械制造技术的发展主要表现在以下几方面：

    向高柔性化和自动化方向发展。随着国际市场竞争越来越激烈，机电产品的更新周期越来越短，多品种的中小批生产将成为今后生产一种主要类型。如何解决中小批生产的自动化问题是摆在我们面前的一个突出问题。因此，以解决中小批生产自动化为主要目标的柔性制造技术越来越受到重视，如CNC(计算机数控)、CAD/CAM( Computer-Aided Design 、 Computer -Aided Manufacturing

计算机辅助设计 /计算机辅助制造)、FMS(Flexible Manufacturing System柔性制造系统)的应用越来越广泛，一些发达国家，进而正在大力发展CIMS( Computer Integrated Manufacturing System 计算机集成制造系统 )，使整个生产过程在计算机控制下，不仅实现自动化，而且实现柔性化、智能化、集成化，使产品质量和生产效率大大提高，生产周期缩短，产生了很好的经济效益。

Ø         CAE- Computer-Aided Engineering   计算机辅助工程

Ø         CAPP - Computer-Aided Process Planning 计算机辅助辅助工艺设计

    精密加工和超精密加工是机械制造技术发展的另一个方面。在现代高科技领域中，产品的精度要求越来越高，有的尖端产品其加工精度达到0.001um，表面粗糙度小于Ra0.005 um，即纳米(nm)级，促使加工精度由微米级(形状尺寸精度0.1～1um，表面粗糙度为Ra0.03～0.3 um)向亚微米级和纳米级发展。掌握超精密加工技术，在未来的科技竞争中具有重要意义，也是一个国家制造水平的重要标志。要实现精密和超精密加工，必须具有与之相适应的加工设备、工具、仪器以及加工环境与检测技术。

    发展高速切削、强力切削，提高切削加工效率也是机械技术发展的一种趋势。而要实现高速切削（切削速度为常用切削速度的5～10倍）与强力切削关键是要具有与之相适应的机床和切削工具。目前数控车床主轴转速已达5000r/min，国外有的加工中心主轴转速已达20000r/min以上，磨削速度普遍已达40～60m/s（一般在35m/s左右），高的已达80～120m/s。

    解放前，我国的机械工业十分落后，几乎没有什么像样的机械工业，解放后经过40多年的建设，我国的机械工业得到了很大的发展，取得了长足的进步，现已建成100多个行业的机械制造工业体系，国民经济各部门的机电设备，已基本上能自行设计制造。但与世界发达国家相比，还有很大差距。我国机床数控化率到1993年仅为3.74%，而世界发达国家已达70%以上。产品更新换代的周期长、质量差、劳动生产率低，经济效益差是机械行业普遍存在的问题。其中落后的机械制造技术水平是造成上述问题的主要原因之一。

    作为机械制造专业的大学生和技术人员，应具有强烈的责任感和使命感，赶超世界先进的机械制造技术水平，将历史地落在你们这一代的肩上，让我们为创造美好的明天而努力奋斗吧!

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