机械制造工程概论_CJ.doc

机械制造业在国民经济中的地位 绪论机械制造的主要任务就是机械产品的决策、设计、加工、装配、销售、售后服务及后续处理等，其中包括对半成品零件的加工技术、加工工艺的研究及其工艺装备的设计制造。 1机械制造业担负着为国民经济建设提供生产装备的重任，为国民经济各行业提供各种生产手段，产业技术水平的高低直接决定着国民经济其它产业竞争力的强弱，以及今后运行的质量和效益 。 2机械制造业也是国防安全的重要基础，为国防提供所需武器装备，世界军事强国，无一不是装备制造业的强国； 3机械制造业还是高科技产业的重要基础。机械制造业为高科技的发展提供各种研究和生产设备，世界高科技强国，无一不是装备制造业的强国。 4机械制造业的发展不仅影响和制约着国民经济与各行业的发展，而且还直接影响和制约着国防工业和高科技的发展，进而影响到国家的安全和综合国力。 5美国在第二次世界大战后，提出“制造业是夕阳产业”，美国麻省理工学院（MIT）写成了《美国制造业的衰退及对策——夺回生产优势》一书，指出“振兴美国经济的出路在于振兴美国的制造业”，认为“经济的竞争归根到底仍然是制造技术和制造能力的竞争”，主张必须重视和发展机械制造业。美国在中东战争后扶持的“对于国家繁荣与国家安全至关重要”的22项关键技术中，就有材料加工、计算机一体化制造技术、智能加工设备和纳米制造技术等4项直接与机械制造业有关的关键技术。 6现在我国的机械制造业，为国民经济、国防和高科技提供了有力的支持，我国的机械制造业为汽车、火车、农业机械、火箭、宇宙飞船、飞机、电站、造船、计算机、家用电器、电子及通信设备等行业提供了生产装备。机械制造业是我国实现经济腾飞，提升高科技与国防实力的重要基础。 7从机床生产能力可以看出一个国家的机械制造业水平。我国能自主设计、生产各种普通机床、小型仪表机床、重型机床以及各种精密的、高自动化的、高效率的、数字控制的机床。当前，国际数控机床正向着高速度、高精密、复合和智能化发展。目前我国生产的数控机床与此趋势基本一致，国产数控机床在质量和品种上都取得了较大的进步，市场占有率逐步提高。但在高技术机床方面，我国与发达国家还存在相当差距 8我国机械制造业目前面临的主要任务是，必须平稳地完成从计划经济向市场经济的过渡，以及从粗放型经营向集约型经营的过渡，并在科技水平、管理水平有明显提高，逐步接近并最终达到发达国家水平。 第一章 金属材料的性能 金属材料的性能分为使用性能和工艺性能两大类。 金属材料的机械性能实验有：拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切、硬度、疲劳和冲击等，通过这些实验可以测出相应的机械性能指标，其中最常见的是拉伸实验、硬度实验和冲击实验。 机械性能指标包括四大项：强度、硬度、塑性和韧性：σs、σb、HBS、δ 金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量金属软硬的判据。通常用布氏硬度、洛氏硬度、李氏硬度、肖氏硬度、维氏硬度等来表示材料的硬度。 硬度值的标注方法如 硬度值 硬度代号 压头直径D/载荷P/保荷时间T 150HBS10/3000/30 表示用直径10mm的淬火钢球压头，在3000kg载荷作用下保荷时间为30秒所测得的布氏硬度值为150。 60HRC表示用金刚石圆锥压头，载荷为150 kg所测得的硬度值为60。 第二章 金属的组织结构 金属能够以气态、液态和固态形式存在，并且在一定条件下这三种状态能够互相转变。金属由液态转变变为固态的过程叫凝固，又由于固态金属都是晶体，所以这一过程也称为结晶。 理论结晶温度T0与实际结晶温度Tn之间的温度差，称为过冷度，用△T表示，即△T＝T0－Tn。 常用金属的晶体结构类型多为体心立方、面心立方和密集（密排）六方三种。 所谓相，是指合金中化学成分、晶体结构相同，并以界面互相分开的均匀的组成部分。所谓组织，是指用肉眼或显微镜所观察到的材料的微观形貌，包含合金中不同形状、大小、数量和分布的相，又称为显微组织。 固溶体的晶体结构与溶剂的晶体结构相同。 图1 铁碳平衡相图 根据成分，铁碳合金分为工业纯铁、钢和生铁三种，含碳量小于0.02%的铁碳合金称为工业纯铁；含碳量大于0.02%、小于2.11%的铁碳合金称为钢；含碳量大于2.11%、小于6.69%的铁碳合金称为生铁。 随着含碳量的增加，钢的机械性能的变化： 1随含碳量的不断增加，软质相铁素体的量不断减少而硬质相渗碳体的量不断增多，铁碳合金的硬度随含碳量的增加而提高，塑性和韧性随含碳量的增加而降低。 2当含碳量小于1%时随含碳量的增加强度不断增大； 3但当含碳量大于1