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金属工艺学–机械制造基础1. 简介金属工艺学是研究金属材料的加工和成形过程的学科，是机械制造的基础。
机械制造是以金属工艺学为基础，通过金属的加工和成形，将原材料加工成所需的形状和尺寸的零件或产品。
本文将介绍金属工艺学在机械制造中的基础知识和常用工艺。
2. 金属材料的分类金属材料是机械制造中常用的材料之一，根据其组成和结构的不同，可以将金属材料分为以下几类：•铸铁：主要由铁、碳和硅组成，具有良好的铸造性和机械性能。
•钢：主要由铁和碳组成，含有较低的碳含量，具有良好的强度和韧性。
•不锈钢：在钢中添加铬和其他合金元素，提高抗腐蚀性能。
•铝合金：主要由铝和其他合金元素组成，具有低密度和良好的强度。
不同的金属材料适用于不同的机械制造需求，选择适合的材料对产品的质量和性能至关重要。
3. 金属加工工艺金属加工工艺是指通过各种方法和工艺将金属材料加工成所需形状和尺寸的过程。
在机械制造中常用的金属加工工艺包括：3.1 切削加工切削加工是通过在工件上施加相对运动的切削刃，从工件上削除材料来达到所需形状和尺寸的加工方法。
常用的切削加工工艺包括：•铣削：使用铣刀在工件上进行旋转切削，常用于平面、曲面和沟槽的加工。
•钻削：使用钻头在工件上进行切削，常用于孔的加工。
•镗削：使用镗刀在工件上进行切削，常用于加工内孔和外圆。
3.2 成形加工成形加工是通过对金属材料进行变形和塑性加工来达到所需形状和尺寸的加工方法。
常用的成形加工工艺包括：•锻造：将金属材料置于锻压机上，通过施加压力使其发生塑性变形，常用于制造零件和工件。
•压铸：将熔融的金属注入到铸型中，通过压力使其充满整个型腔，并冷却固化，常用于大批量、复杂形状的零件制造。
•深冲：将金属材料放置在冲压机上，通过冲击或压力的作用使其在模具中发生塑性变形，常用于制造薄壁零件。
3.3 焊接加工焊接加工是通过将两个或多个金属材料熔化或塑性加工后，使其连接在一起的加工方法。
常用的焊接加工工艺有：•电弧焊：通过产生电弧在金属接头上加热，使其达到熔化状态，然后冷却固化。
一、填空题1、刀具磨损形式包括：前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面磨损。
2、切削运动主要包括主运动和进给运动。
P1 下册3、铸件壁厚相差过大将导致其产生热应力，从而使铸件厚壁部位产生拉应力、薄壁部位产生压应力。
4、周铣时根据切削部位刀齿旋转方向与工件进给方向的不同分为__顺铣 _和_ 逆铣_ _。
5、焊条药皮主要起提高电弧燃烧的稳定性、防止空气对融化金属的有害作用和保证焊缝金属的化学成分和力学性能作用。
6、拉深中容易产生的两种废品包括拉穿废品和拉皱拉深废品。
7、在设计、制造零件时应使零件在工作中产生的最大正应力与纤维方向重合，最大切应力与纤维方向垂直；并使纤维组织沿零件轮廓分布，避免纤维组织被切断。
8、生产类型一般分为大量生产、成批生产和_单件小批生产 ____。
9、加工轴类零件时常用的精基准是两端中心孔。
11、工序是机械加工工艺过程最基本的组成单元。
12、加工平面最常用的两种方法是__ 铣 _和__ 刨 __。
13、小尺寸螺纹常用的加工方法是：攻丝和套扣。
14、铸件的凝固方式有：逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。
15、焊接接头由焊缝和焊接热影响区两部分组成。
16、影响液态合金充型能力的因素有：合金的流动性、浇注温度和充型压力和铸型填充条件。
17、金属的可锻性常用金属塑性指标和变形抗力两个指标来衡量。
18、焊条焊芯主要起导电和填充焊缝金属作用。
19、切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
20、铸件的三种凝固方式是逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。
21、常见的三种切屑类型是__ 带状切屑__、_ 节状切屑__、_崩碎切屑__。
22、根据钎料熔点的不同，钎焊可分为软钎焊、硬钎焊两类。
23、板料弯曲变形时，应尽量使弯曲线与纤维组织垂直。
P134 上册24、等离子弧是基于机械压缩效应、热收缩效应、磁收缩效应三种压缩效应所得到的截面细小的收缩电弧。
25液态合金的充型能力不足时，铸件会产生_浇不足_和_ 冷隔 _等缺陷。
（金属加工机械制造行业—金属切削机床制造I3521—1.0）一、行业概况及主要特点（一）审批指引适用范围按照《国民经济行业分类》（GB/T4754-2002）〈2004〉的规定，金属加工制造行业中类包括：金属切削机床制造、金属成形机床制造、铸造机械制造、金属切割及焊接设备制造、机床附件制造、其他金属加工机械制造等六个子行业。
由于金属加工制造行业六个子行业的行业差别较大，无法制定出覆盖金属加工制造行业全行业、能够准确反映该行业信贷业务特征的审批指引。
因此，本指引选择金属加工制造行业中最为重要的子行业——金属切削机床制造作为研究对象，适用于金属切削机床制造行业客户的授信业务审批参考。
金属切削机床制造是指用于加工金属的各种切削加工机床的制造，以下简称“机床”。
按照加工方法分类，机床共分为14类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、电加工机床、锯床、组合机床和其他机床；按照控制方式分类，可分为数控机床和普通机床；按照机床工艺范围宽窄，可分为通用机床（或称万能机床）、专门化机床和专用机床；按照机床的重量和尺寸的不同，可分为：仪表机床、中型机床、大型机床（重量达到10吨）、重型机床（重量在30吨以上）、超重型机床（重量在100吨以上）。
（二）行业发展概况1、行业在国民经济中的地位机床是一切机器的母机，是装备制造业的龙头，是机械工业的基础。
机床作为装备产业中最为典型、最为基础的产业被誉为“装备工业中的装备工业”，是支撑装备制造业发展的最重要的基础性和支柱性行业，对国家的经济建设和国防安全都有着极其重要的战略意义。
机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。
因此，机床工业的现代化水平和规模，以及所拥有机床的数量和质量是一个国家工业发达程度的重要标志之一。
温家宝总理在东北视察时曾经高度评价机床行业：“机床是装备制造业的工作母机，实现装备制造业的现代化，取决于我国的机床发展水平”，“数控机床的水平是一个国家机械化、现代化的重要标志，代表着一个国家的科学水平、创新能力和综合能力。
车工1．切削用量是指切削速度m/min 进给量min/r 吃刀深度mm2.工艺装夹方式一般分为：三爪卡盘四爪卡盘3.车床装夹工件的附件包括：跟刀架中心架花盘弯板顶尖鸡心夹4．车床加工的工艺范围：端面外圆锥体内外螺纹特型面中心孔攻丝切断切槽镗孔5.在各种工具和机器零件手柄上压花的目的是？美观增大摩擦力6.车刀前角的主要作用：能使车刀锋利7．卧式车床有哪几部分组成？主轴变速箱进给箱溜板箱方刀架光杠丝杠大中小溜板9.普通车床上加工零件达到精度等级：IT6~IT8（01~18共20级）10.安装车刀时，车刀伸出长度为车刀厚度的2倍。
11．车端面时，车刀从工件周围表面向中心走刀时，其切削速度的变化逐渐减小。
12．车床车削的工艺特点：①直线的回转体②斜线的回转体③曲线的回转体。
机械拆装1.装配的概念：将合格的零部件按照技术要求组装成整体产品，最后通过检验、调整、试车最终达到使用性能和使用精度要求。
2.装配的方法有哪几种及其适用的场合：①完全互换法-适用标准化、系列化大批量生产，为了提高生产效率；②选择法-适用于装配精度要求较高的产品，一般指批量生产；③修配法-适用于单机生产，试制产品，以弥补选择法出现的缺陷；④调整法-用于调整机构中调整体的相对位置来保证装配精度。
3.修配法适用于哪种情况，见上③。
4.一般装配工艺过程应按照从上向下，从外向内的顺序依次拆卸！钳工1.锉刀的种类及锉刀的适用范围：粗中细板锉---平面.圆弧面圆锉---平面.内圆弧.外圆半圆锉---带角度的孔三角锉---圆孔方锉---方孔.平面2.钳工常用设备:钻床.虎口钳.砂轮机.工作台3.钳工划线种类:平面划线.立体划线4.锯切不同工作时锯条选择:起锯角小于15度40次/min软---粗齿硬、薄---细齿5.钳工的操作包括哪些？划线锯切锉削錾切刮研钻孔攻丝套扣装配6.钳工的特点工具简单制造刃磨方便；大部分由手持操作，加工方便操作灵活；能够完成机械加工不方便或难以完成的工作；劳动强度大效率低对技术工人要求高7.钻孔扩孔角孔的区别钻孔是加工孔的一种方法，在实体上打孔，精度差；扩孔扩大圆底孔的直径，精度较差；角孔用铰刀对圆孔进行精加工，精度高于以上两种。
（金属加工机械制造行业—金属切削机床制造I3521—1.0）一、行业概况及主要特点（一）审批指引适用范围按照《国民经济行业分类》（GB/T4754-2002）〈2004〉的规定，金属加工制造行业中类包括：金属切削机床制造、金属成形机床制造、铸造机械制造、金属切割及焊接设备制造、机床附件制造、其他金属加工机械制造等六个子行业。
由于金属加工制造行业六个子行业的行业差别较大，无法制定出覆盖金属加工制造行业全行业、能够准确反映该行业信贷业务特征的审批指引。
因此，本指引选择金属加工制造行业中最为重要的子行业——金属切削机床制造作为研究对象，适用于金属切削机床制造行业客户的授信业务审批参考。
金属切削机床制造是指用于加工金属的各种切削加工机床的制造，以下简称“机床”。
按照加工方法分类，机床共分为14类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、电加工机床、锯床、组合机床和其他机床；按照控制方式分类，可分为数控机床和普通机床；按照机床工艺范围宽窄，可分为通用机床（或称万能机床）、专门化机床和专用机床；按照机床的重量和尺寸的不同，可分为：仪表机床、中型机床、大型机床（重量达到10吨）、重型机床（重量在30吨以上）、超重型机床（重量在100吨以上）。
（二）行业发展概况1、行业在国民经济中的地位机床是一切机器的母机，是装备制造业的龙头，是机械工业的基础。
机床作为装备产业中最为典型、最为基础的产业被誉为“装备工业中的装备工业”，是支撑装备制造业发展的最重要的基础性和支柱性行业，对国家的经济建设和国防安全都有着极其重要的战略意义。
机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。
因此，机床工业的现代化水平和规模，以及所拥有机床的数量和质量是一个国家工业发达程度的重要标志之一。
温家宝总理在东北视察时曾经高度评价机床行业：“机床是装备制造业的工作母机，实现装备制造业的现代化，取决于我国的机床发展水平”，“数控机床的水平是一个国家机械化、现代化的重要标志，代表着一个国家的科学水平、创新能力和综合能力。
”2、行业主要的工艺流程和技术装备机床的切削加工是由刀具与工件之间的相对运动来实现的，其运动可分为表面形成运动和辅助运动两类。
表面形成运动是使工件获得所要求的表面形状和尺寸的运动，它包括主运动、进给运动和切入运动。
主运动是从工件毛坯上剥离多余材料时起主要作用的运动，它可以是工件的旋转运动(如车削)、直线运动(如在龙门刨床上刨削)，也可以是刀具的旋转运动(如铣削和钻削)或直线运动(如插削和拉削)；进给运动是刀具和工件待加工部分相向移动，使切削得以继续进行的运动，如车削外圆时刀架溜板沿机床导轨的移动等；切入运动是使刀具切入工件表面一定深度的运动，其作用是在每一切削行程中从工件表面切去一定厚度的材料，如车削外圆时小刀架的横向切入运动。
辅助运动主要包括刀具或工件的快速趋近和退出、机床部件位置的调整、工件分度、刀架转位、送夹料，启动、变速、换向、停止和自动换刀等运动。
各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。
机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。
评价机床技术性能的指标最终可归结为加工精度和生产效率。
加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和机床的精度保持性。
生产效率涉及切削加工时间和辅助时间，以及机床的自动化程度和工作可靠性。
这些指标一方面取决于机床的静态特性，如静态几何精度和刚度；而另一方面与机床的动态特性，如运动精度、动刚度、热变形和噪声等关系更大。
（1）机床的生产工艺流程主要包括产品设计、毛坯加工、精加工、附件制造及采购、部件装配、总装、试车、交付使用等环节。
1）产品设计：市场需求量较大的普通机床（含数控机床）产品，有定型的设计图纸，如客户有特殊需求，需在通用设计图纸的基础上加以修改和调整；客户提出个性化需求的机床产品，特别是加工中心等高端产品，需根据客户要求另行进行产品设计。
2）毛坯加工：指根据设计图纸对金属物料进行铸造、锻压、锤击、切割等加工，将金属物料加工成规定形状和尺寸的毛坯件。
3）精加工：指将初加工的毛坯件按照设计图纸要求的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量加工成合格的机床零部件。
4）附件制造及采购：包括导轨、刀具、轴承、数控系统等附件的制造和采购。
5）部件装配：根据设计图纸，按照生产产品的系统构成，将已经加工制造的零部件分系统组装装配。
6）总装：将已经组装好的产品部件按照设计图纸总装成完整的产品。
7）试车：生产出的机床在交付客户前要进行严格的试车检查和调试，测试其各项功能、加工指标是否符合客户的要求。
8）交付使用：将试车合格、已经调试好的机床交付客户，由客户根据订购合同检查、验收。
3、行业在全球的竞争力在我国振兴装备制造业和国际产业转移的大背景下，伴随着我国国民经济的重化工业化进程，在我国国民经济连续快速增长的强劲推动下，我国的机床行业连续6年高速增长，实现了机床行业的跨越式发展，我国机床行业的全球竞争力得到了显著的提高。
主要体现在：从增长速度来看，过去 5 年我国金切机床产量的年均复合增长率为23.97%，数控机床产量的年均复合增长率达到 37.39%。
2007 年我国机床消费额达 161.71亿美元，占世界机床产值的 23%，已经连续第六年位居世界第一。
从行业排名来看，中国机床行业2000年在世界上排名第9位，到2005年排名上升至第4位，仅次于日本、德国和意大利，超过了美国；2006年中国机床行业在世界上的排名为第3位，仅次于日本和德国，成为世界机床制造大国。
2007年中国机床行业产值世界排名第3、进口量世界排名第1、出口量世界排名第8、消费量世界排名第1位，中国已经成为世界机床产业的发动机。
2007年世界机床产值企业前20名排名中，日本占7家，德国占5家，美国3家，中国2家，瑞士2家，韩国1家，中国的沈阳机床集团是世界排名第8，大连机床集团世界排名居第10位。
从市场份额来看， 2001年我国国产机床国内市场的产值占有率为39.3%，2007年已经达到57.4％，这是从2001年以来国产机床市场占有率首次突破50％；2001年国产数控机床数量市场占有率52.8%，2007年已经增长到78.7%。
在国内市场，国产产品已经占据了主导地位。
从数控化率来看：2001年我国国产机床的产量数控化率只有9.1％，产值数控化率只有37.8%，2007年国产机床的产量数控化率已经达到20.3%，产值数控化率已经达到了54%。
从产量、产能、技术水平和综合能力来看，我国机床行业的排名已经进入世界前3位。
但是，中国机床行业是大而不强，主要原因是缺少核心竞争力。
中国机床行业经过半个世纪的发展取得了一定的成果，与世界工业发达国家相比较还存在较大的差距，主要表现在产品的研制、开发、产业化和综合创新能力上。
中国机床行业只是满足了中低档产品用户的需求，高端产品绝大部分市场被国外企业占领。
最近，中国社会科学院从机床工业的总体效率、技术先进性、国际化程度、产业组织合理化程度等方面，对中国机床工业的现代化水平进行了综合测评。
在机床工业效率方面，选取了人均营业收入作为衡量生产效率的基本评价指标；在机床工业技术先进性方面，选取了r&d投入强度和产量数控化率作为基本评价指标；在机床工业国际化程度方面，选取了出口占总产量的比重作为基本评价指标；在机床工业产业组织合理化方面，选取了单个企业的产量作为基本评价指标。
测评结果显示：我国的机床工业现代化指数为 27.65，我国机床工业在总体效率、技术先进性、国际化方面还同国际先进水平存在较大差距，分别相当于国际先进水平的6.20％、 32.80％和21.20％。
我国机床行业同世界先进水平相比，差距主要体现在（1）产品研发、技术创新能力薄弱，高级设计开发人才严重缺乏。
从八十年代初至今二十余年来，国家采取引进技术、合作生产，以市场换技术方式对我国机床产品技术水平的提高取得了一定的效果，但由于产品理论支撑不够，基础实验条件缺乏，高级科技人才匮乏，新产品研发仍然主要依靠经验及模仿等手段，尖端核心技术绝大部分还控制在“老外”手里，特别是中高档产品差距依然明显。
从整体上来说，我国数控机床与国外先进相差5-10年。
（2）对行业总体来说，数控产品技术含量不高，产品附加值低，结构不合理，产业化能力不强；（3）机床是工作母机，是装备工业的基础，机床制造企业的装备在装备制造业中理应是最先进的。
而实际是，机床企业装备陈旧落后，行业装备数控化率仅是5%，落后于许多行业如：汽车制造、轻纺机械、电站设备、重型通用、工程机械、交通车辆等机械加工制造领域企业。
许多大型骨干企业设备平均役令超过20年，用生产普通机床的装备来生产数控机床难以满足客户要求；（4）由于产品整体质量与国际先进水平存在的差距，目前尚没有一个具有国际知名度的名牌。
（5）在性能和精度上，国产数控车床主要是经济型数控车床，转速一般在2000转／分，坐标定位精度一般在0.01毫米，这与国际较先进的6000～8000转／分转速和0.8微米的工作精度相差较远；（6）企业的服务意识不强，服务体系不健全，对于中高档数控机床售前售后的服务要求很高，与国外厂商相比，市场开发、研究用户工艺、成套服务、快速反应能力等服务水平均存在很多差距；（7）为主机配套的关键功能部件基础薄弱，质量可靠性差，直接影响到国产数控机床的产业化。
在高级数控系统、高速精密主轴单元、高速滚动部件和数控动力刀架等核心零部件方面，我国仍无法国产化，主要依赖于进口。
4、行业内部的市场竞争程度我国作为世界机床消费的第一大国，庞大的市场容量吸引了全世界机床企业的目光，随着全球经济一体化进程的推进，行业集中度的提高，我国机床行业内部的市场竞争也变得十分激烈，低端产品与中高端产品市场呈现出不同的竞争态势。
在低端普通型机床市场上，国内机床企业具有绝对的市场竞争优势，沈阳机床和大连机床已经基本上实现了市场垄断，占据了大部分市场份额，国内其它中小普通型机床企业只能作为沈阳机床和大连机床的补充。
在低端专用机床市场上，国内的机床企业具有明显的市场竞争优势。
如上海机床厂有限公司、杭州机床集团、无锡开源机床集团有限公司3家企业的磨床占据了65%的市场份额；重庆机床（集团）有限责任公司的齿轮加工机床占据了41%的市场份额；此外，天津第一机床厂的锥齿轮加工机床、秦川机床集团公司的齿轮磨床、华东数控的万能摇臂铣床等在各自的产品领域内都具有较强的市场竞争优势。
