第一篇：十二五發展規劃--機械基礎件 基礎制造工藝和基礎材料產業

機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料

產業“十二五”發展規劃

目 錄

一、發展現狀與面臨形勢

（一）發展現狀

（二）面臨形勢

二、指導思想與發展目標

（一）指導思想

（二）基本原則

（三）發展目標

三、發展重點

（一）機械基礎件

（二）基礎制造工藝

（三）基礎材料

四、主要任務

（一）加強自主創新，推動產業技術進步

（二）優化產業結構，促進企業協同發展

（三）建設研發和服務平臺，增強持續發展能力

（四）加大技術改造，轉變產業發展方式

（五）加強行業管理，提升產業整體素質

（六）推進“兩化融合”，提高信息化水平

（七）實施“機械基礎件和基礎制造工藝雙提升工程”

五、保障措施

（一）加強宏觀統籌協調

（二）加強產業政策引導

（三）加強資金引導和支持

（四）優化產業發展環境

（五）推進國際交流合作

（六）充分發揮行業協會的作用

六、規劃組織實施

附表1：機械基礎件重點發展方向

附表2：50項推廣應用的先進綠色制造工藝

附表3：基礎材料重點發展方向

機械基礎件、基礎制造工藝及基礎材料（以下簡稱“三基”）是裝備制造業賴以生存和發展的基礎，其水平直接決定著重大裝備和主機產品的性能、質量和可靠性。機械基礎件是組成機器不可分拆的基本單元，包括：軸承、齒輪、液壓件、液力元件、氣動元件、密封件、鏈與鏈輪、傳動聯結件、緊固件、彈簧、粉末冶金零件、模具等；基礎制造工藝是指機械工業生產過程中量大面廣、通用性強的鑄造、鍛壓、熱處理、焊接、表面工程和切削加工及特種加工工藝；基礎材料特指機械制造業所需的小批量、特種優質專用材料。

為貫徹落實《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》關于“裝備制造行業要提高基礎工藝、基礎材料、基礎元器件研發和系統集成水平”的要求以及“十二五”國家工業轉型升級的總體部署，大幅度提升“三基”產業整體水平，提高為裝備制造業的配套能力，實現裝備制造業轉型升級，特制定《機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料產業“十二五”發展規劃》，規劃期為2011～2015年。

一、發展現狀與面臨形勢

（一）發展現狀 1.已形成的基礎

經過多年的努力，我國“三基”產業取得了長足進展，形成了門類齊全、能滿足主機行業一般需求的生產體系，為裝備制造業發展提供了重要的支撐和保障。

產業規模不斷擴大。近十年來，我國“三基”產業持續穩定增長，產品品種和水平有了較大提升，多種普通機械基礎件產量（產值）居世界前列；鑄造、鍛造、焊接、熱處理和切削加工能力以及焊接材料、高速鋼、硬質合金、釹鐵硼永磁體等基礎材料產量居世界首位。

專欄1 “三基”產業主要經濟指標

數據來源：2005年、2010年工業統計快報。

專欄2 2010年部分“三基”產業部分產品世界排名

數據來源：相關行業協會提供。

配套能力不斷增強。軸承、齒輪、緊固件等機械基礎件國內平均市場占有率65%。基礎制造工藝取得明顯進步，一批發電設備用大型鑄鍛件已具備走向國際市場的能力。圍繞電工電器設備配套需要，開發出發電設備用鋼、大型變壓器用取向硅鋼片等特種優質專用材料。

產業聚集效應明顯。重慶、常州兩大齒輪產業聚集區的產值占全國齒輪行業的17%，瓦房店、洛陽、蘇錫常鎮、新昌四大軸承產業聚集區的銷售收入占全國軸承行業的30%，溫州、寧波、海鹽、冀南四大緊固件產業聚集區的產值占全國緊固件行業的67%。基礎制造工藝專業化水平不斷提高，在主要裝備制造業聚集區建設了一批高水平、專業化的基礎制造工藝中心，如江蘇泰州和大豐的精密鍛件產量超過全國精密鍛件產量的一半。

技術進步成效顯著?！笆晃濉逼陂g，“三基”產業固定資產投入持續穩定增長，裝備水平明顯提升，長期以來存在的壽命、可靠性和精度保持性等質量問題有所改進，一批研究成果獲國家科技獎。

2.存在的主要問題

近年來我國裝備制造業水平大幅度提升，大型成套裝備能基本滿足國民經濟建設的需要，但高端“三基”產品卻跟不上主機發展的要求，高端主機的迅猛發展與配套“三基”產品供應不足的矛盾凸顯，已成為制約我國重大裝備和高端裝備發展的瓶頸，主要表現為：

自主創新能力薄弱?！叭碑a業研發投入明顯不足，投入強度遠低于主機行業，缺乏高水平的人才隊伍。產業技術基礎薄弱，共性技術研究體系缺失，基礎性與共性技術研究弱化，新產品、新技術的推廣應用困難，行業基礎數據的傳承、跟蹤、積累和共享機制尚不健全。

產業結構不盡合理?！叭敝械投水a品產能過剩、高端產品供給能力不足的矛盾十分突出，同質化競爭激烈，貿易摩擦不斷。專業化程度低，具有國際競爭力的大型企業集團和具有知名品牌的“專、精、特”企業群體尚未形成。

產品總體水平偏低?！叭碑a品的性能和質量與主機用戶的需求之間還有一定差距，軸承、齒輪、液壓件、密封件等機械基礎件的內在質量不穩定，精度保持性和可靠性低，壽命僅為國外同類產品的1/3～2/3，產品生產過程的精度一致性與國外同類產品水平相比差距明顯。

生產工藝裝備落后。優質、高效、節能、節材的先進基礎制造工藝和自動化、數字化裝備的普及程度不高，能源消耗、材料利用率及污染排放與國際先進水平相比差距較大。

（二）面臨形勢2008年以來我國裝備制造業規模持續位居世界首位，主機和重大裝備的集成能力得到顯著提升?！笆濉笔菍崿F由裝備制造大國向裝備制造強國轉變的重要戰略機遇期，發展“三基”產業、提升產品水平、增強配套能力十分關鍵。必須深刻地認識并準確地把握“三基”產業發展環境的新變化、新特點，抓住歷史機遇，實現跨越發展。

1.科學技術進步助推“三基”向高端發展

科學技術日新月異，裝備制造業智能化、綠色化的發展趨勢明顯，重大裝備和主機產品的應用條件日趨超常態與惡劣，對配套的機械基礎零部件、制造工藝和材料均提出了更高的要求，推動機械基礎件向長壽命、高可靠性、輕量化、減免維修方向發展。與此同時，信息技術、生物技術、新材料等高技術的快速發展及與傳統產業的融合，將“三基”產業帶入一個嶄新的發展階段，使其從常規產品、傳統制造向高技術產品、現代制造及超常態制造發展。成形技術向凈成形和近凈成形方向發展；超精密加工的尺寸精度由亞微米級向納米級發展；鋁合金、鋁鎂合金、復合材料、新型工程材料的應用越來越廣泛。

2.國際經濟格局變化給“三基”產業帶來雙向擠壓金融危機后，工業發達國家再工業化趨勢明顯，節能、減排、降耗、低碳要求更為嚴格，將促進更加激烈的新一輪產業競爭。我國“三基”發展不僅受到來自工業發達國家知識產權、技術標準、綠色壁壘等貿易保護措施的“高端卡位”，也面臨著發展中國家更低成本競爭優勢所形成的“低端擠壓”。

3.工業轉型升級對“三基”產業提出了更高要求“十二五”期間是我國工業轉型升級的攻堅期。傳統產業的改造和提高，戰略性新興產業的培育和發展，以及重大工程、民生工程、基礎設施和國防建設對裝備制造業的需求，不僅為“三基”產業提供了巨大的市場空間，而且對其增長質量、水平也提出了更高的要求。高質量的基礎件、先進的基礎制造工藝和基礎材料是提高重大裝備性能和可靠性、避免重大事故發生的保證；高質量的基礎件和基礎材料是國防工業現代化的重要保證，必須立足自主發展；“三基”產業為提高人民生活質量提供重要條件，與改善民生息息相關的食品加工、生物制藥、家用電器制造過程的自動化和無污染，都需要高清潔度、高精度的基礎件和耐腐蝕的基礎材料作保證。

當前我國“三基”產業發展嚴重滯后于主機并被固化在產業鏈中低端的狀況應該盡快扭轉，提升“三基”產業整體水平和國際競爭力刻不容緩。

二、指導思想與發展目標

（一）指導思想

深入貫徹落實科學發展觀，以產業結構調整和轉變發展方式為主線，圍繞重大裝備和高端裝備發展的配套需求，以產品突破為主攻方向，密切產需合作，加強基礎技術研究，加速創新能力建設，著力推進產品質量、可靠性和壽命的升級，加大先進技術推廣應用和產業化力度，營造有利于“三基”產業向高端發展的環境，提升“三基”產業整體水平和國際競爭力，為實現裝備制造業由大變強奠定堅實基礎。

（二）基本原則

1.堅持市場導向，發揮政策引導作用

圍繞高端裝備制造業培育和發展、國家重點工程建設所需重大裝備的配套需求，遵循市場經濟規律，發揮市場配置資源的基礎作用，突出企業在開發新產品、新工藝及新材料的主體地位。積極發揮各級政府部門在規劃制定、政策引導、組織協調中的重要作用，努力營造有利于“三基”產業發展的環境。

2.堅持產需合作，促進專業化生產

積極探索產需合作新模式，促進產業鏈上下游密切合作，建立基于利益相關和共贏的新機制，在“三基”企業與主機企業之間形成有效的供應鏈。鼓勵有實力和有積極性的主機制造廠參與發展其所急需的基礎零部件和基礎材料，并逐步走向規?；I化和社會化。

3.堅持自主創新，積極開展國際合作

充分發揮技術創新的支撐和引領作用，著力解決影響“三基”產品性能、質量和穩定性的關鍵共性技術，加強行業公共研發與服務平臺建設，建立起以企業為主體、產學研用相結合的技術創新體系。積極開展國際交流與合作，加強引進技術消化吸收與再創新。

4.堅持重點突破，推動產業整體提升

選擇一批基礎條件好、需求迫切、帶動作用強的關鍵機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料，集中優勢資源，重點予以突破，打造一批具有國際先進水平的關鍵產品、工藝和知名品牌。在實現局部領域突破和跨越式發展的同時，提升“三基”產業的整體素質，帶動產業的全面發展。

（三）發展目標 1.2015年目標

通過五年時間的努力，我國“三基”產業創新能力明顯增強，加工制造水平顯著提高，能基本滿足重大裝備的發展需要，產業發展嚴重滯后的局面得到改觀。

具體指標有：

——配套能力增強目標。重大裝備所需機械基礎件配套能力提高到75%以上；基礎制造工藝水平全面提升，高端大型及精密鑄鍛件基本滿足國內需求；重大裝備所需的基礎材料配套水平大幅提升。

——創新能力提升目標。機械基礎件的可靠性、性能一致性和穩定性得到顯著提升，產品使用壽命提高15～20%，突破一批關鍵基礎件、基礎制造工藝和基礎材料的核心技術和產業化技術，形成一批研發和試驗檢測公共服務平臺。

——組織結構優化目標。建立起與主機發展相協調、技術起點高、專業化、大批量的配套體系；形成若干年銷售收入超過100億的具有國際競爭力的大型企業集團，培育100家具有知名品牌的“專、精、特”企業，優化30個特色產業集聚區。

——節能降耗減排目標。全面推廣應用綠色制造工藝與裝備，原材料利用率提高10%，噸合格鑄件能耗減少0.12噸標煤，噸合格鍛件能耗減少0.08噸標煤，噸熱處理件能耗減少150千瓦時，污染物排放量明顯減少。

專欄3 “十二五”我國“三基”重點行業發展指標

2.2020年展望2020年，形成與主機協同發展的產業格局，能夠滿足重大裝備和高端裝備對機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料的需求，創新能力和國際競爭力處于國際先進水平，部分領域國際領先。

三、發展重點 圍繞重大裝備和高端裝備配套需求，重點發展11類機械基礎件、6類基礎制造工藝和2類基礎材料。集中優勢資源，重點開發20種標志性機械基礎件、15項標志性基礎制造工藝和12種標志性基礎材料并實現產業化。

（一）機械基礎件選擇帶動性強、輻射作用大的高速、精密、重載軸承等11類機械基礎件作為發展重點，以提高性能、可靠性和壽命為主攻方向，力爭使其達到或接近國際先進水平。

1.高速、精密、重載軸承

中、高檔數控機床軸承和電主軸，大功率風力發電機組軸承，大型運輸機軸承，重載直升機軸承，長壽命高可靠性汽車軸承及軸承單元，高速鐵路列車軸承，重載鐵路貨車軸承，新型城市軌道交通軸承，大型薄板冷熱連軋設備軸承，大型施工機械軸承，高速度長壽命紡織設備軸承，超精密級醫療器械主軸軸承。

2.超大型、高參數齒輪及傳動裝置

大功率風力發電齒輪箱，高速列車齒輪傳動裝置，汽車節能自動變速器，核電循環水泵齒輪箱，艦船用大型齒輪傳動裝置，工程機械及礦山機械用液力變速器，大功率采煤機齒輪箱，掘進機齒輪傳動裝置，污水處理設備用高速齒輪箱。

3.高壓液壓元件和大功率液力元件

工程機械用31.5兆帕及以上高壓柱塞泵/馬達、高壓液壓閥，液壓電子控制器，工作壓力31.5兆帕及以上高頻響電液伺服閥和比例閥，液力變矩器，數字液壓泵及油缸，高轉速大功率液力偶合器調速裝置，農業機械用無級變速傳動裝置。

4.智能、高頻響氣動元件

智能化閥島，智能定位氣動執行系統，柔性抓取氣動系統及元件，軌道交通設備用氣動元件，150赫茲以上高頻響電磁換向閥，精密壓縮空氣過濾器，透平式氣動馬達。

5.高可靠性密封件

高參數透平壓縮機機械密封，大型高溫高壓泵和核電站核二、三級泵用機械密封和靜密封裝置，大型工程機械液壓油缸密封，大型盾構機密封，風電偏航變槳軸承密封。

6.高速鏈傳動系統

汽車發動機正時鏈及自動變速箱哈瓦鏈，無級變速箱專用無級變速鏈，高精度低噪聲鏈輪，抗疲勞、耐磨損、耐腐蝕特異鏈。

7.高可靠性聯軸器、制動器、離合器

大功率風力發電制動器，高性能柔性聯軸器，隧道掘進機和采煤機用鼓形齒聯軸器，電磁離合器和制動器，軌道交通制動器，高精度限矩安全聯軸器。

8.高強度緊固件

10.9級及以上汽車發動機緊固件，風力發電設備大規格高強度緊固件，飛機及航天器專用鋁鎂合金緊固件，自鎖類緊固件。

9.高應力、高可靠性彈簧

汽車和工程機械用高端懸架彈簧、氣門彈簧和穩定桿，高速列車用彈簧，氣動、液壓件彈簧。

10.高密度、高強度粉末冶金零件

高精度汽車粉末冶金零件，粉末冶金含油軸承，大型客機、高速列車、船舶制動用高性能粉末冶金摩擦材料及剎車片。

11.大型、精密、高效、多功能模具

高檔乘用車車身及汽車（超）高強鋼板熱成形模具，高速精密多工位級進沖壓模具，高光無痕、疊層旋轉大型塑料模具，超大規模集成電路引線框架及超大超薄LED大型塑料模具，多料多腔精密電子、醫療器械注塑模具，大型工程機械輪胎橡膠模具，輕金屬高精壓鑄模具。

根據以上發展重點，提出“十二五”期間機械基礎件重點發展方向（見附表1），從中選擇20種標志性機械基礎件作為開發的重點。

專欄4 20種標志性機械基礎件

（二）基礎制造工藝

重點發展6類先進、綠色制造工藝，降低能源、材料消耗、改善環境，提高產品質量和效率。

1.鑄造工藝

定向凝固鑄造工藝，熱風長爐齡沖天爐及其熔煉工藝技術，數字化模擬技術，高緊實度粘土砂自動造型生產線技術，快速無模砂型鑄造工藝，鋁、鎂、鈦等特種合金鑄造工藝，復合材料鑄造工藝，半固態鑄造工藝，高溫、低溫、高強韌度材料（球墨鑄鐵、等溫淬火球鐵、蠕墨鑄鐵、輕質合金）高精度鑄造工藝。

2.鍛壓工藝

大型薄壁結構件整體成形工藝，多工位冷、溫鍛工藝，高速精密鐓鍛工藝，大型復雜結構件精密體積成形工藝，大型環件冷輾擴工藝，板材管材精密成形工藝，高強鋼板熱成形工藝，曲軸、風電主軸及閥門全纖維近凈成形技術，汽車鋁合金精密鍛造工藝，螺旋傘齒輪鍛-磨聯合制造工藝，精沖工藝。

3.焊接工藝

激光及激光電弧復合熱源焊接工藝，攪拌摩擦焊工藝，高精度及大厚度切割工藝，高效電弧焊工藝，等離子噴焊工藝，近凈成形焊接新技術。

4.熱處理工藝

化學熱處理催滲工藝，精密控制加熱和淬火工藝，齒輪和軸承精密可控熱處理工藝，超大型零件真空熱處理工藝，大型軸類和管類零件感應淬火熱處理工藝，大型全纖維爐襯無料盤可控氣氛連續加熱爐熱處理工藝，連續真空熱處理工藝，大型薄板件壓淬熱處理工藝，深冷熱處理工藝。

5.表面處理工藝

鋁、鎂合金、鈦合金件表面處理與強化工藝，納米顆粒復合電刷鍍工藝，納米陶瓷涂層工藝，等離子、激光、電子束表面強化工藝，低鉻酸鍍硬鉻、鍍鋅后低鉻鈍化等綠色電鍍工藝。

6.切削加工及特種加工工藝

高速/超高速切削加工工藝，復合加工工藝（車銑復合、銑磨復合等），復合材料切削工藝，超精密加工工藝（軸系精度0.02～0.05微米），超大零件切削加工工藝，微量潤滑切削工藝，干式切削工藝，“三束”（電子束、離子束、激光束）加工工藝，電火花加工工藝，超聲加工工藝，增量制造工藝，粉末冶金零件的精密成形工藝。

從以上重點發展的基礎制造工藝中，提出50項先進綠色制造工藝作為推廣的重點（見附表2），同時選擇15項標志性基礎制造工藝作為開發的重點。

專欄5 15項標志性基礎制造工藝

（三）基礎材料

以經濟可承受性為主旨，重點發展關鍵基礎零部件所需的高品質結構材料和工藝材料。

1.結構材料

——高性能結構鋼。高速鐵路列車用軸承鋼、汽車用軸承鋼、耐沖擊載荷高淬透性高碳鉻軸承鋼、中碳軸承鋼、下貝氏體淬火高碳鉻軸承鋼、準高溫軸承鋼、抗磨粒磨損軸承鋼；汽車變速箱齒輪和汽車后橋齒輪用合金滲碳鋼、飛機及坦克發動機齒輪用合金滲碳鋼，高強度緊固件用合金鋼和調質鋼，高應力彈簧鋼，高性能鏈條專用鋼，機床滾珠絲杠和直線導軌專用鋼。

——高溫合金。渦輪葉片、渦輪盤等用高溫合金。

——高壓精密液壓鑄件用鑄鐵。

——密封材料。高抗水解聚醚聚氨酯密封材料，高性能柔性石墨材料，高溫和低溫彈性等密封材料，高性能無石棉密封材料，高強度細顆粒機械密封用碳石墨材料。

——絕緣材料。F、H級亞胺薄膜，特高壓絕緣材料。

——復合材料。碳纖維復合材料，新能源汽車動力用大功率鋰電池材料，聚甲醛合金材料，液壓泵用雙金屬燒結材料，納米復合材料。

——儀表功能材料。測溫材料、敏感材料。

2.工藝材料

——模具鋼。中厚預硬模具鋼，高耐蝕耐磨鏡面塑模鋼，高韌高耐磨冷作模具鋼，大型輕質合金壓鑄模具鋼，高性能粉末冶金模具鋼。

——新型焊接材料。高強高韌焊接材料，耐熱、耐蝕、耐輻照、耐磨及耐低溫焊接材料，無毒綠色釬焊材料及焊劑。

——超硬刀具材料。金剛石（PCD）、立方氮化硼（PCBN）、硬質合金（YG、YT、YW）。

——工藝耗材。環境友好型涂料和潤滑劑。

根據以上發展重點，提出“十二五”期間基礎材料重點發展方向（見附表3），從中選擇12種標志性基礎材料作為開發的重點。

專欄6 12種標志性基礎材料

四、主要任務

（一）加強自主創新，推動產業技術進步 1.健全技術創新體系

繼續推進以企業為主體，產學研用相結合的產業新體系建設。鼓勵“三基”企業與科研院所、高等院校、主機制造企業聯合建立研發機構、產業技術聯盟等技術創新組織，重點支持國家創新型企業試點、國家技術創新示范企業、國家認定的企業技術中心等創新能力建設和國家重點實驗室、國家工程實驗室、國家工程研究中心、國家工程技術研究中心等公共研發平臺建設。支持行業生產力促進中心等社會化、專業性科技服務機構為“三基”企業服務，促進其健康發展。

2.開發一批標志性“三基”產品

本著“有所為、有所不為”的原則，圍繞重大裝備和高端裝備發展急需，集中優勢資源，通過開發20種標志性機械基礎件、15項標志性基礎制造工藝和12種標志性基礎材料，掌握一批“三基”產業發展的核心技術，形成批量生產能力，提高對重大裝備和高端裝備的配套能力，進而帶動“三基”產業的配套和保障能力的全面提升。

3.完善人才培養機制

加快建立多層次的適合“三基”產業發展的人才培養體系，培養一批具有國際視野的專家和技術帶頭人，引進、培養和造就一批優秀的從事“三基”研發和創新的團隊。建立企校聯合培養人才的新機制，促進創新型、應用型、復合型和技能型人才的培養。重視發展職業教育，支持行業職業技術培訓中心的建設，開展技能等級評定和職業技能大賽，大力培養專業技能人才。

（二）優化產業結構，促進企業協同發展 1.推進組織結構調整

通過政策引導，推動企業跨地區、跨所有制的兼并、重組，整合優勢資源，提高產業集中度，形成若干家高起點、具有國際競爭力、產值超過100億元的大型企業集團。鼓勵“三基”企業向專業化分工、細分市場、特色明顯的方向發展，重點培育100家掌握核心技術、專業化水平高、具有知名品牌的 “專、精、特”企業。發揮龍頭企業的帶動、輻射作用，形成大型企業集團與中小企業優勢互補、協調發展的產業格局。

2.推進產品結構調整

推動通用型“三基”產品的更新換代，增加產品品種，改善和提高產品的性能和質量。鼓勵“三基”企業發展高附加值、高技術含量的產品和工藝，不斷提高高端產品的比重，增強為重大裝備和高端裝備配套能力。

3.優化特色產業集聚區

加大對已有軸承、齒輪、液壓件、氣動件、密封件、鏈與鏈輪、緊固件、彈簧、模具、基礎材料等產業集聚區的支持和指導，引導企業向產業園區集聚。結合“新型工業化示范基地”建設，發展一批專業特色鮮明、品牌形象突出、服務平臺完備、熱加工相對集中的現代產業集聚區。培育30家專業化分工、產業鏈協同的特色產業集聚區，形成布局合理、協調發展的產業格局。

（三）建設研發和服務平臺，增強持續發展能力 1.建設一批公共研發中心

發揮轉制院所等已有平臺為行業的服務功能，充實健全“三基”行業公共研究機構。充分利用現有優勢資源，組建軸承、齒輪、液壓件/氣動件、密封件、緊固件及鑄造技術、表面處理技術等公共研發平臺，為行業提供關鍵技術、共性技術研發支持，并實現成果共享。

2.建設一批檢測實驗公共服務平臺

依托現有檢測實驗資源，以公正開放、獨立運作為保障，形成一批布局合理的第三方公共檢測實驗平臺，開展產品強化實驗、可靠性和壽命測試試驗、產品質量檢測檢驗、基礎材料檢驗，形成專業化的檢測/試驗和服務能力。優先支持在產業集聚區建立公共檢測實驗平臺。

3.建設產需對接平臺

深化配套企業與主機企業的戰略合作關系，依托行業協會，建設若干跨行業、跨地區的產需對接平臺，促使“三基”企業與主機企業形成有效的供應鏈，提升“三基”產業發展的效率與效益。

4.提升金融服務水平

在“三基”產業集聚區，鼓勵金融要素市場、金融機構在商業可持續和風險可控的情況下，圍繞“三基”企業的發展，充分利用現有政策，拓寬企業融資渠道，健全信用擔保體系，開發貿易融資、應收賬款融資等金融產品，創新服務模式。鼓勵優勢企業上市融資。

（四）加大技術改造，轉變產業發展方式 1.推廣50項先進綠色制造工藝

選擇目前技術成熟、覆蓋面廣、應用效果顯著的50項先進綠色制造工藝，結合企業技術改造工作，加快先進工藝與裝備在生產過程中的應用示范和推廣，實現節能、降耗、減排，提高產品質量和生產效率。

2.支持企業技術改造

重點支持“三基”企業技術改造，優先加強科研和檢測實驗能力建設，提高工藝、技術和裝備水平；鼓勵企業進行節能降耗和資源綜合利用改造；引導企業利用數字化控制技術和先進適用技術改造傳統制造工藝和裝備。

3.建設區域基礎制造工藝中心

在裝備制造業發達的城市和產業集聚區，盤活和整合優勢資源，形成20家技術水平高、服務能力強的鑄造、鍛造、熱處理及表面處理等基礎制造工藝中心，提高環境綜合治理能力，降低污染物排放水平。

（五）加強行業管理，提升產業整體素質 1.提升經營管理水平

支持大型企業集團和行業龍頭企業創新體制機制，完善法人治理結構，建立與市場經濟相適應的現代企業制度，提高經營管理能力。引導中小型企業加強管理基礎，健全管理制度，廣泛運用先進管理方法和手段，提高產品質量一致性。

2.完善標準體系

結合研究開發和試驗驗證，加大國家標準和行業標準制修訂力度，鼓勵以企業為主體研究制定我國自主知識產權的標準，并將有代表性的標準推向國際，加快國外先進標準向國內轉化。發揮標準化手段對規范市場的基礎性作用，加強標準宣貫，建立健全合格評定程序，促進新產品、新材料、新工藝的推廣應用。加強產需企業間的溝通交流，實現上下游產品的標準對接，保證標準要求的協調性和一致性。

3.提升產品質量

貫徹落實“工業產品品牌和質量振興戰略”，加強質量保障體系建設，強化產品質量認證制度，充實質量管理、可靠性工程的專業人才隊伍，推進標準、認證、計量、檢測檢驗、質量控制技術、質量工程技術等在企業質量控制與質量管理中的應用，著力提升產品的質量、可靠性和壽命。

4.培育知名品牌

引導“三基”企業開展知名品牌培育活動，鼓勵企業加強知名品牌產品和優質產品的推廣營銷，提高知名品牌產品的市場價值。同時，利用標準、認證、檢測等手段，促進知名品牌產品質量水平的提高，加大打擊制造假冒品牌產品的力度。

（六）推進“兩化融合”，提高信息化水平1.提高企業信息化水平

繼續推進企業在產品設計、生產過程、物流管理、銷售與服務管理、財務管理等環節的信息化。開發和推廣適合“三基”中小企業的產品設計軟件及管理軟件。鼓勵在“三基”企業和主機用戶之間建立持續改進、及時響應的客戶關系和供應鏈管理系統，實現產業鏈上下游信息共享和業務協作。培育一批兩化融合示范企業。

2.大力發展數字化集成化的基礎件

落實《智能制造裝備發展規劃》和《“數控一代”裝備創新工程行動計劃》，大力推進數字化控制技術與齒輪、軸承、液壓件、氣動件、密封件等機械基礎件的相互融合，發展新一代具有智能化和集成化特征的機械基礎件。

（七）實施“機械基礎件和基礎制造工藝雙提升工程”

圍繞提高機械基礎件性能、可靠性和壽命，開展現代設計技術、先進制造技術、材料優化與新材料應用技術、快速強化試驗技術等產品關鍵技術研究，重點開發一批標志性機械基礎件，加強應用示范并實現產業化，全面提升對重大裝備和高端裝備的配套保障能力。

針對加工對象的大型化和精密化的發展趨勢，以及生產過程綠色化的要求，開發一批標志性基礎制造工藝，推廣應用綠色制造工藝技術和先進制造裝備；加強工藝管理，嚴格工藝紀律，建立總工藝師責任制，實現制造工藝水平和工藝管理水平的大幅度提升。

五、保障措施

（一）加強宏觀統籌協調加強組織領導，成立推進“三基”工作領導小組，定期研究“三基”產業發展的重大問題；在繼續貫徹落實《機械基礎零部件產業振興實施方案》的基礎上，組織部署和實施《機械基礎件和基礎制造工藝雙提升工程》。建立部際/部省例會制度，協調相關部門和地方資源，形成支持“三基”產業發展的合力。充分發揮企業市場主體作用和各級政府、行業協會及中介機構在推動“三基”產業技術進步和發展中的組織、協調作用。

（二）加強產業政策引導充分發揮產業政策的引導作用，制定“三基”行業技術規范條件，提高行業準入門檻，遏制低水平重復建設。制定《機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料產品推廣目錄》。繼續實施現行基礎件財稅支持政策，對研制國家鼓勵發展的關鍵“三基”產品，落實關鍵零部件、原材料進口免稅政策。鼓勵“三基”企業積極開展清潔生產審核，推進制造過程綠色化。研究制定鼓勵用戶采用“三基”新產品和新工藝的政策。

（三）加強資金引導和支持加大國家相關計劃對“三基”產業技術創新和技術改造的投入力度，支持產學研合作，聯合攻克產業關鍵技術。研究設立“三基”產業發展專項，重點支持機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料企業的技術研發和產業化，先進工藝推廣應用，新產品的試點示范，研發、檢測、培訓等行業服務平臺建設等。鼓勵金融機構設立“三基”產業發展專項基金。引導地方、企業和社會資本加大對“三基”產業的資金投入。

（四）優化產業發展環境加大宣傳力度，促進技術、資本、人才向“三基”產業集聚，營造全社會重視“三基”產業發展的氛圍。認真落實研發費用加計扣除、固定資產加速折舊等稅收政策，促進企業加快技術創新和技術進步。鼓勵有實力和有積極性的主機制造企業發展其所急需的基礎零部件和基礎材料，在滿足自身配套需求的基礎上逐步走向社會化。

（五）推進國際交流合作鼓勵和引導企業加強與跨國集團開展多種形式的合資合作；鼓勵國外企業來華投資或設立研發機構；鼓勵國內“三基”企業走出去，到國外設立分公司或研發機構，更多地利用全球科技資源，引進國外先進技術、先進經驗。積極參與和組織國際合作項目，在更大范圍、更廣領域、更高層次開展國際合作。

（六）充分發揮行業協會的作用發揮行業協會的橋梁、紐帶作用，鼓勵行業協會積極參與國家、地方有關“三基”產業政策法規的制定。各行業協會要加強對行業發展重大問題的調查研究，反映企業訴求，引導規范企業行為，推進誠信體系建設，加強行業自律。組織建立“三基”產業經濟運行及預測預警信息平臺，及時發現、分析、反應行業情況和問題。提高各行業協會組織企業應對涉外知識產權糾紛、國際貿易摩擦的能力。各行業協會要積極組織企業間的交流活動、加強為企業新產品開發、工藝技術創新、科學管理提供咨詢服務。

六、規劃組織實施

工業和信息化部牽頭負責《規劃》實施，建立各部門分工協作、共同推進的工作機制，建立規劃實施動態評估機制。

地方工業和信息化主管部門及相關企業結合本地區和本企業實際情況，制訂與本規劃相銜接的實施方案和相關扶持措施。

相關行業協會及中介組織要做好行業基礎數據的統計分析工作，建立行業信息定期發布制度和行業預警制度，及時反映規劃實施過程中出現的新情況、新問題，提出政策建議。

第二篇：機械加工工藝基礎知識點總結

機械加工工藝基礎知識點總結

一、機械零件的精度

1.了解極限與配合的術語、定義和相關標準。理解配合制、公差等級及配合種類。掌握極限尺寸、偏差、公差的簡單計算和配合性質的判斷。

1.1基本術語：尺寸、基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、（尺寸）公差、標準公差及等級（20個公差等級，IT01精度最高；IT18最低）、公差帶位置（基本偏差，了解孔、軸各28個基本偏差代號）。1.2配合制：

（1）基孔制、基軸制；配合制選用；會區分孔、軸基本偏差代號。（2）了解配合制的選用方法。

（3）配合類型：間隙、過渡、過盈配合

（4）會根據給定的孔、軸配合制或尺寸公差帶，判斷配合類型。1.3公差與配合的標注（1）零件尺寸標注（2）配合尺寸標注

2.了解形狀、位置公差、表面粗糙度的基本概念。理解形位公差及公差帶。2.1幾何公差概念：

1）形狀公差：直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度。

2）位置公差：位置度、同心度、同軸度。作用：控制形狀、位置、方向誤差。3）方向公差：平行度、垂直度、傾斜度、線輪廓度、面輪廓度。4）跳動公差：圓跳動、全跳動。2.2幾何公差帶： 1）幾何公差帶 2）幾何公差形狀 3）識讀

3.正確選擇和熟練使用常用通用量具（如鋼直尺、游標卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、萬能角尺等）及專用量具（如螺紋規、平面樣板等），并能對零件進行準確測量。3.1常用量具：

（1）種類：鋼直尺、游標卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、萬能角尺。（2）識讀：刻度，示值大小判斷。

（3）調整與使用及注意事項：校對零點，測量力控制。3.2專用量具：

（1）種類：螺紋規、平面角度樣板。（2）調整與使用及注意事項 3.3量具的保養

（1）使用前擦拭干凈

（2）精密量具不能量毛坯或運動著的工伯（3）用力適度，不測高溫工件（4）擺放，不能當工具使用（5）干量具清理

（6）量具使用后，擦洗干凈涂清潔防銹油并放入專用的量具盒內。

二、金屬材料及熱處理 1.理解強度、塑性、硬度的概念。

2.了解工程用金屬材料的分類，能正確識讀常用金屬材料的牌號。2.1金屬材料分類及牌號的識讀： 2.1.1黑色金屬：

（1）定義：通常把以鐵及以鐵碳為主的合金（鋼鐵）稱為黑色金屬。

（2）鑄鐵：灰鑄鐵HT抗拉強度（σb）200（MPa）、可鍛鑄鐵KT（H黑心、Z珠光體）抗拉強度（σb）300-伸長率06、球墨鑄鐵QT抗拉強度（σb）400-伸長率18。（3）碳鋼：

按含碳量分：低、中、高碳鋼。

按質量分：普通、優質、高級優質。按用途分：

普通：Q235A：一般工程用，屈服強度Q數值235等級A。

優質碳素結構鋼：45鋼：機械零件用，中碳鋼，含碳量0.45%）；

碳素工具鋼：T12：工具鋼，用于刃具、量具、模具用鋼，含碳量1.2%。鑄造碳鋼：鑄鋼ZG屈服強度不低于270-抗拉強度不低于500。（4）合金鋼： 按用途分：

合金結構鋼：40Cr：合金結構鋼，含碳量0.40%，合金含量小于1.5%不標。合金工具鋼：9SiCr：合金工具鋼，含碳量0.9%，Si、Cr含量小于1.5%；

高速鋼（鋒鋼）W18Cr4V：含碳量0.7-0.8%，鎢含量18%，Cr含量4%，V含量小于1.5%。2.1.2有色金屬

（1）有色的定義：除黑色金屬以外的金屬材料，統稱為有色金屬。（2）了解鋁及鋁合金。（2）了解銅及銅合金。

3、了解退火、正火、淬火、回火、調質、時效處理的目的、方法及應用。重點放在應用上。

（1）退火：消除鑄件、焊接件、冷作件毛坯的應力。（2）時效處理：長時間退火，消除毛坯的應力。

（3）正火：消除鍛件毛坯的鍛造應力。調整硬度，便于加工。

（4）調質：淬火 回火，綜合機械性能。一般安排在粗加工后、精加工前。（5）回火：消除淬火應力。溫度越高，鋼的強度、硬度下降，而塑性、韌性提高。

4.了解金屬表面處理的一般方法。（1）表面淬火

（2）（表層）化學處理：電鍍

物理處理：防銹漆因在金屬表面外處理，不在此列。

第三篇：機械裝配工藝基礎習題答案

機械裝配工藝基礎習題答案

一、填空：

1、零件

是組成機器的最小單元，機器的質量最終是通過

裝配

保證的。

2、裝配系統圖是。

表明產品零、部件間相互關系及裝配流程的示意圖

3、裝配精度包括的內容是

精度、精度和

精度。

相互位置

相對運動

相互配合4、保證產品精度的裝配工藝方法有

法、法、法和

法。

互換法

選配法

調整法

修配法

5、裝配調整法保證裝配精度時又有

法、法。

固定調整法

可動調整法

6．選擇裝配法有三種不同的形式：

法、法和復合選配法。

直接選配

分組裝配

二、選擇：

1、裝配尺寸鏈的封閉環是

B。

A．精度要求最高的環

B．要保證的裝配精度

C．尺寸最小的環

D．基本尺寸為零的環

2、大批、大量生產的裝配工藝方法大多是

A。

A．按互換法裝配

B．以合并加工修配為主

C．以修配法為主

D．以調整法為主

３、在絕大多數產品中，裝配時各組成環不需挑選或改變其大小或位置，裝配后即能達到裝配精度的要求，但少數產品有出現廢品的可能性，這種裝配方法稱為

B。

A．

完全互換法　　B．概率互換法　D．選擇裝配法　B．修配裝配法

4、在機械結構設計上，采用調整裝配法代替修配法，可以使修配工作量從根本上

B。

A．增加

B．減少

5、裝配尺寸鏈的最短路線（環數最少）原則，即

A。

A．“一件一環”

B．“單件自?！?/p>

三、問答題：

1、什么叫裝配尺寸鏈？它與一般尺寸鏈有什么不同？

答：在裝配過程中，由相關零件的尺寸或位置關系所組成的一個封閉的尺寸系統。

它與一般尺寸鏈的不同點是：

1）裝配尺寸鏈的封閉環一定是機器產品或部件的某項裝配精度，因此，裝配尺寸鏈的封閉環是十分明顯的；

2）裝配精度只有機械產品裝配后才能測量；

3）裝配尺寸鏈中的各組成環不是僅在一個零件上的尺寸，而是在幾個零件或部件之間與裝配精度有關的尺寸。

2、簡述制訂裝配工藝的步驟是什么？

答：

1）將機械產品分解為可以獨立裝配的單元。裝配單元即為各部件及組件。

2）選擇確定裝配基準件。它通常是產品的基體或主干零、部件。

3）繪制裝配系統圖。

第四篇：機械加工工藝基礎教案

三、CA6140型臥式車床主要結構

（一）主軸箱

CA6140車床的主軸箱包括：箱體、主軸部件、傳動機構、操縱機構、換向裝置、制動裝置和潤滑裝置等。其功用在于支承主軸和傳動其旋轉，并使其實現起動、停止、變速和換向等。

機床的主軸箱是一個比較復雜的運動部件，它的裝配圖包括展開圖、各種向視圖和剖面圖，以表示出主軸箱的所有零件及其裝配關系。

作。

1、主軸部件

主軸部件是主軸箱最重要的部分，由主軸、主軸軸承和主軸上的傳動件、密封件等組成。

主軸前端可安裝卡盤，用以夾持工件，并由其帶動旋轉。主軸的旋轉精度、剛度和抗振性等對工件的加工精度和表面粗糙度有直接影響，因此對主軸部件的要求較高。

CA6140型車床的主軸是一個空心階梯軸。其內孔是用于通過棒料或卸下頂尖時所用的鐵棒，也可用于通過氣動、液壓或電動夾緊驅動裝置的傳動桿。主軸前端有精密的莫氏6號錐孔，用來安裝頂尖或心軸，利用錐面配合的摩擦力直接帶動心軸和工件轉動。主軸后端的錐孔是工藝孔。

CA6140型臥式車床的主軸部件在結構上做了較大改進，由原來的三支承結構改為兩支承結構；由前端軸向定位改為后端軸向定位。前軸承為P級精度的雙列短圓柱滾子軸承，用于承受徑向力。后軸承為一個推力球軸承和角接觸球軸承，分別用于承受軸向力和徑向力。

主軸的軸承的潤滑都是由潤滑油泵供油，潤滑油通過進油孔對軸承進行充分潤滑，并帶走軸承運轉所產生的熱量。為了避免漏油，前后軸承均采用了油溝式密封裝置。主軸旋轉時，依靠離心力的作用，把經過軸承向外流出的潤滑油甩到軸承端蓋的接油槽里，然后經回油孔流回主軸箱。

主軸上裝有三個齒輪，前端處為斜齒圓柱齒輪，可使主軸傳動平穩，傳動時齒輪作用在主軸上的軸向力與進給力方向相反，因此可減少主軸前支承所承受的軸向力。

主軸前端安裝卡盤、撥盤或其它夾具的部分有多種結構形式。

2、開停和換向裝置

CA6140型臥式車床采用的雙向多片式摩擦離合器實現主軸的開停和換向。

其由結構相同的左右兩部分組成，左離合器傳動主軸正轉，右離合器傳動主軸反轉。摩擦片有內外之分，且相間安裝。如果將內外摩擦片壓緊，產生摩擦力，軸I的運動就通過內外摩擦片而帶動空套齒輪旋轉；反之，如果松開，軸I的運動與空套齒輪的運動不相干，內外磨擦片之間處于打滑狀態。正轉用于切削，需傳遞的扭矩較大，而反轉主要用于退刀，所以左離合器摩擦片數較多，而右離合器摩擦片數較少。

內外摩擦片之間的間隙大小應適當：如果間隙過大，則壓不緊，摩擦片打滑，車床動力就顯得不足，工作時易產生悶車現象，且摩擦片易磨損。反之，如果間隙過小，起動時費力；停車或換向時，摩擦片又不易脫開，嚴重時會導致摩擦片被燒壞。同時，由此也可看出，摩擦

離合器除了可傳遞動力外，還能起過載保險的作用。當機床超載時，摩擦片會打滑，于是主軸就停止轉動，從而避免損壞機床。所以摩擦片間的壓緊力是根據離合器應傳遞的額定扭矩來確定的，并可用擰在壓套上的螺母9a和9b來調整。

3、制動裝置

制動裝置功用在于車床停車過程中克服主軸箱中各運動件的慣性，使主軸迅速停止轉動，以縮短輔助時間。CA6140型臥式車床采用閘帶式制動器實現制動。

制動帶6的拉緊程度可由螺釘5進行調整。其調整合適的狀態，應是停車時主軸能迅速停

止，而開車時制動帶能完全松開。

（二）溜板箱

溜板箱的功用是：將絲杠或光杠傳來的旋轉運動轉變為直線運動并帶動刀架進給；控制刀架運動的接通、斷開和換向；機床過載時控制刀架停止進給；手動操縱刀架移動和實現快速移動。

因此，溜板箱通常設有以下幾種機構：

接通絲杠傳動的開合螺母機構；

將光杠的運動傳至縱向齒輪齒條和橫向進給絲杠的傳動機構；

接通、斷開和轉換縱、橫向進給的轉換機構；

保證機床工作安全的過載保險裝置和互鎖機構；

控制刀架運動的操縱機構；

改變縱、橫向機動進給運動方向的換向機構；

快速空行程傳動機構。

1、縱橫向進給操縱機構

CA6140型車床的縱、橫機動進給運動的接通、斷開和換向，采用一個手柄集中操縱方式。當需要縱、橫向移動刀架時，向相應的方向扳動操縱手柄1即可。

2、互鎖機構

為了避免損壞機床，必須保證橫、縱向機動進給運動和車螺紋進給運動不能同時接通。

為此，CA6140型車床的溜板箱中設有互鎖機構。

因此，合上開合螺母后，縱橫向機動進給都不能接通。而接通縱向或橫向機動進給后，開合螺母都不能合上。

第七章 機械加工質量生產率和經濟性

第一節 機械加工質量

機械零件的加工質量包括兩個方面：加工精度和表面質量。

一、加工精度

（一）加工精度的概念

加工精度是指加工后的零件在形狀、尺寸、表面相互位置等方面與理想零件的符合程度。它由尺寸精度、形狀精度和位置精度組成。

尺寸精度：指加工后零件表面本身或表面之間的實際尺寸與理想尺寸之間的符合程度。

形狀精度：指加工后零件表面本身的實際形狀與理想零件表面形狀之間的符合程度。

位置精度：指加工后零件各表面之間的實際位置與理想零件各表面之間的位置的符合程度。

（二）機械加工精度獲得的方法

1．尺寸精度的獲得方法

1）試切法 這是一種通過試切工件—測量—比較—調整刀具—再試切—……再調整，直至獲得要求的尺寸的方法。

2）調整法 是按試切好的工件尺寸、標準件或對刀塊等調整確定刀具相對工件定位基準的準確位置，并在保持此準確位置不變的條件下，對一批工件進行加工的方法。

3）定尺寸刀具法 在加工過程中采用具有一定尺寸的刀具或組合刀具，以保證被加工零件尺寸精度的一種方法。

4）自動控制法 通過由測量裝置、進給裝置和切削機構以及控制系統組成的控制加工系統，把加工過程中的尺寸測量、刀具調整和切削加工等工作自動完成，從而獲得所要求的尺寸精度的一種加工方法。

2．形狀精度的獲得方法

機械加工中獲得一定形狀表面的方法可以歸納為以下三種。

1）軌跡法 此法利用刀具的運動軌跡形成要求的表面幾何形狀。刀尖的運動軌跡取決于刀具與工件的相對運動，即成形運動。

用這種方法獲得的形狀精度取決于機床的成形運動精度。

2）成形法 此法利用成形刀具代替普通刀具來獲得要求的幾何形狀的表面。機床的某些成形運動被成形刀具的刀刃所取代，從而簡化了機床結構，提高了生產效率。

用這種方法獲得的表面形狀精度既取決于刀刃的形狀精度，又有賴于機床成形運動的精度。

3）范成法 零件表面的幾何形狀是在刀具與工件的嚙合運動中，由刀刃的包絡面形成的。因而刀刃必須是被加工表面的共扼曲面，成形運動間必須保持確定的速比關系，加工齒輪常用此種方法。

3．位置精度的獲得方法

在機械加工中，獲得位置精度的方法主要有下述兩種。

1）一次裝夾法 工件上幾個加工表面是在一次裝夾中加工出來的。

2）多次裝夾法 即零件有關表面間的位置精度是由刀具相對工件的成形運動與工件定位基準面（亦是工件在前幾次裝夾時的加工面）之間的位置關系保證的。在多次裝夾法中，又可劃分為：

① 直接裝夾法 即通過在機床上直接裝夾工件的方法。

② 找正裝夾法 即通過找正工件相對刀具切削成形運動之間的準確位置的方法。

③ 夾具裝夾法 即通過夾具確定工件與刀具切削刃成形運動之間的準確位置的方法。

二、表面質量

（一）表面質量的概念

零件的機械加工質量不僅指加工精度，而且也包括加工表面質量。表面質量是指機械加工后零件表面層的幾何結構，以及受加工的影響表面層金屬與基體金屬性質產生變化的情況。表面層一般只有0.05～0.15mm。

在金屬切削過程中，形成加工表面時發生金屬的彈性變形和撕裂，同時伴隨著切削力和切削熱的作用，使整個工藝系統可能產生振動。因此已加工表面不可能是理想的光滑的表面，而是存在著粗糙度、波紋等幾何形狀誤差以及劃痕、裂紋等表面缺陷。零件表面層材料的化學和物理性質也發生一系列變化。

表面質量的主要內容包括以下方面：

1．表面的幾何形狀

2．表面層物理機械性能的變化

由于表面層沿深度的變化，所以表面層物理機械性能的變化主要有：

1）表面層的冷作硬化

2）表面層中殘余應力的大小、方向及分布情況

3）表面層金相組織的改變

4）表面層的其它物理機械性能的變化

（二）表面質量對零件使用性能的影響

機械產品之所以要維修，更換某些零件或整個報廢，一般不是因為它的零件發生了整體破壞，而是零件之間有相互運動的表面產生過大的磨損，從而改變了機械的性能，使之不能使用。有時即使零件發生了整體斷裂，究其原因也往往是首先在零件表面上形成了疲勞裂紋，裂紋不斷擴展，從而造成了零件的整體破壞。因此，了解零件的表面質量對其使用性能的影響，正確的提出對零件表面質量的要求是非常重要的。

1．表面粗糙度對耐磨性的影響

零件的耐磨性除與材料的性能、熱處理狀態和潤滑條件有關外，零件自身的表面粗糙度起著十分重要的作用。

2．冷作硬化對耐磨性的影響

冷作硬化可以顯著地提高零件表面的耐磨性。

3．表面層應力集中及殘余應力對疲勞強度的影響

零件表面微觀不平度會在它的“波谷”底部造成應力集中。

4．表面質量對零件耐蝕性能的影響

降低表面粗糙度值可以提高零件的抗腐蝕性能。

5．表面質量對配合性質的影響

對于間隙配合，如果零件表面粗糙度值過大，初期磨損就較嚴重，導致磨損量加大，從而使配合間隙增大，破壞了原設計要求的配合精度。對于過盈配合，表面粗糙度值過大，裝配中，在壓入配合的表面上的部分微小波峰被擠平，使實際得到的過盈量比設計要求的小，降低了過盈表面的結合強度，從而影響零件聯接的可靠性。

三、提高加工質量的措施

影響零件加工精度的因素很多，為了提高加工質量，保證機械加工精度，生產中采取的工藝措施很多，這里僅舉一些實例，作簡要說明。

（一）增強工件剛性的工藝措施

生產中常遇到一些零件剛性差，按傳統的加工方法則很難達到加工精度，為此需采取工藝措施提高工件的剛性。

（二）采用減振、消振裝置

第二節 生產率和經濟性

一、生產率

（一）生產率的概念

機械加工的勞動生產率，是指工人在單位時間內加工出合格零件的數目。工藝過程的基本組成單元是工序，因此評價機械加工勞動生產率，主要看各個工序加工的單件工時，即該工序加工完成一個零件所需要的時間，以t單表示。組成：基本時間、輔助時間、服務時間、休息和自然需要時間、準備結束時間。

（二）提高生產率的途徑

縮短基本時間、縮短輔助時間、縮短服務時間、縮短準備結束時間。

二、工藝過程的經濟性

（一）生產成本和工藝成本

造一個產品或零件所必須的一切費用的總和，稱為產品或零件的生產成本。生產成本由兩大部分費用組成：即工藝成本和其它費用。

工藝成本是與工藝過程直接有關的費用，約占生產成本的70%～75%，它又包含可變費用(V)和不變費用(C)。

可變費用(V)的組成：材料費；操作工人工資；機床維持費；通用機床折舊費；刀具維持費折舊費；夾具維持費折舊費。它們與年產量直接有關。

不變費用(C)的組成：調整工人工資；專用機床折舊費；專用刀具折舊費；專用夾具折舊費。它們與年產量無直接關系。因為專用機床、專用工裝是專門為某種零件加工所用的，不能用于其它零件，所以它們的折舊費、維持費等是確定的，與年產量無直接關系。

從而，一個零件的全年工藝成本E（單位為元/年）為： E = NV + C

（二）工藝成本與年產量的關系

（三）不同工藝方案經濟性比較

對不同的工藝方案進行經濟性比較時，有下列兩種情況：

1．若兩種工藝方案的基本投資相近或都采用現有設備時，則工藝成本既作為衡量各方案經濟性的重要依據。

2．若兩種工藝方案的基本投資相差較大時，必須考慮不同方案的基本投資差額的回收期限。

第五章 其他類型常用機床

第一節 銑床

一、銑床類型與用途

銑床是用于銑削加工的機床。

根據構造特點及用途，銑床的主要類型有：臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、工作臺不升降銑床、圓工作臺銑床、龍門銑床、銑床、仿形銑床和各種專門化銑床。

銑床是一種用途廣泛的機床。它可以加工平面（水平面、垂直面、階臺面）、溝槽（鍵槽、T型槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、鏈輪、棘輪、花鍵軸等）、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對回轉體表面及內孔進行加工，以及進行切斷工作等。

二、各類銑床主要特點

銑床使用的是旋轉的多齒刀具，生產效率較高。但是，由于銑削加工為斷續切削，銑刀的每個刀齒的切削層參數隨時都在變化，所以銑削力的大小和方向也在不斷變化，容易引起機床振動。因此，銑床在結構上要求有較高的剛度和抗振性。

（一）萬能升降臺銑床

萬能升降臺銑床的主軸為水平布置，屬臥式升降臺銑床，主要用于銑削平面、溝槽和成形表面。

在工作臺和床鞍之間有一層回轉盤，它可以相對床鞍在水平面內調整±45°偏轉，改變工作臺的移動方向，從而可加工斜槽、螺旋槽等。

此外，還可換用立式銑頭，插頭等附件，擴大機床的加工范圍。

（二）立式升降臺銑床

立式升降臺銑床與臥式升降臺銑床的主要區別在于安裝銑刀的機床主軸是垂直于工作臺面。除立銑頭外其它主要組成部件與臥式升降臺銑床相同。銑頭可以在垂直平面內調整角度，主軸可沿其軸線方向進給或調整位置。

立式銑床用于加工平面、溝槽、臺階，還可銑削斜面、螺旋面、模具型腔和凸模成形表面等。

（三）其他常用銑床

1、龍門銑床

龍門銑床是一種大型的高效通用機床，它在結構上呈柜架式布局，具有較高的剛度及抗振性。主要用于大中型工件的平面、溝槽加工?？梢赃M行粗銑、半精銑和精銑加工。

2、工作臺不升降銑床

工作臺不升降銑床一般為立式布局，工作臺不作升降運動，機床的垂直進給運動由安裝在立柱上的主軸箱作升降運動來實現。這種銑床由于工作臺層次少，剛性好，適用于加工外形為中等或大尺寸的工件。

工作臺不升降銑床根據工作臺面的形狀，可分為矩形工作臺式和圓形工作臺式兩類。

第二節 鉆床和鏜床

鉆床和鏜床都是加工內孔的機床，主要用于加工外形復雜，沒有對稱旋轉軸線的工件，如杠桿、蓋板、箱體、機架等零件上的單孔或孔系。

一、鉆床

鉆床類機床的主要工作是用孔加工刀具進行各種類型的孔加工。主要用于鉆孔和擴孔，也可以用來鉸孔、攻螺紋、锪沉頭孔及锪凸臺端面。

鉆床分為坐標鏜鉆床、深孔鉆床、搖臂鉆床、臺式鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、銑鉆床、中心孔鉆床等。

（一）立式鉆床

立式鉆床是鉆床中應用較廣的一種，其特點是主軸軸線垂直布置，且位置固定，需調整工件位置，使被加工孔中心線對準刀具的旋轉中心線。由刀具旋轉實現主運動，同時沿軸向移動作進給運動。因此，立式鉆床適用于加工中、小型工件。

多軸立式鉆床是立式鉆床的一種，可對孔進行不同內容的加工或同時加工多個孔，大大提高了生產效率。

臺式鉆床實質上是一種加工小孔的立式鉆床，結構簡單小巧，使用方便，適于加工小型零件上的小孔。

（二）搖臂鉆床

對于體積和質量都比較大的工件，在立式鉆床上加工很不方便，此時可以選用搖臂鉆床進行加工。

主軸箱可沿搖臂上的導軌橫向調整位置，搖臂可沿立柱的圓柱面上、下調整位置，還可繞立柱轉動。加工時，工件固定不動，靠調整主軸的位置，使其中心對準被加工孔的中心，并快速夾緊，保持準確的位置。搖臂鉆床廣泛地應用于單件和中、小批生產中，加工大、中型零件。

如果要加工任意方向和任意位置的孔和孔系，可以選用萬向搖臂鉆床，機床主軸可在空間繞二特定軸線作回轉。機床上端還有吊環，可以吊放在任意位置。故它適于加工單件、小批生產的大中型工件。

為了提高鉆削加工效率，目前正在發展鉆削加工中心。集鉆孔、攻螺紋和銑削于一體，可得到很高的加工精度和生產率。

二、鏜床

鏜床類機床主要工作是用鏜刀進行鏜孔，也可進行銑平面、車凸緣、切螺紋等工作。有臥式鏜床、立式鏜床、落地鏜床、金剛鏜床和坐標鏜床等多種類型。

（一）臥式鏜床

臥式鏜床又稱萬能鏜床，可以進行孔加工、車端面、車凸緣、車螺紋和銑平面等。尤其適于加工箱體零件中尺寸較大、精度較高且相互位置要求嚴格的孔系。

（二）落地鏜床

為適應某些龐大而笨重工件的加工，產生了落地鏜床。

落地鏜床具有萬能性大、集中操縱、移動部件的靈敏度高、操作方便等特點。

為提高生產效率和加工精度，在落地鏜床的基礎上還發展了以銑削為主的銑鏜床。

（三）坐標鏜床

坐標鏜床主要用于鏜削高精度的孔，特別適用于加工相互位置精度很高的孔系，如鉆模、鏜模和量具等零件上的精密孔加工。

坐標鏜床制造精度很高，具有良好的剛度和抗振性，最主要特點是具有坐標位置的精密測量裝置，加工時，按直角坐標來精確定位。

坐標鏜床還可鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。也可以用于精密刻度、劃線、及孔距和直線尺寸的測量等工作。所以坐標鏜床是一種萬能性很強的精密機床。

坐標鏜床有立式的和臥式的，立式坐標鏜床又有單柱和雙柱之分，以適應不同的加工需要。

金剛鏜床是一種高速精鏜床，采用很高的切削速度、極小的背吃刀量和進給量，可加工出質量很高的表面。適于成批、大量生產中，加工精密孔。

第四章 典型機床工作運動分析

二、CA6140型臥式車床傳動系統分析

機床的加工過程中，需要有多少個運動就應該有多少條傳動鏈。所有這些傳動鏈和它們之間的相互聯系就組成了一臺機床的傳動系統。分析傳動系統也就是分析各傳動鏈，分析各傳動鏈時，應按下述步驟進行：

（1）根據機床所具有的運動，確定各傳動鏈兩端件。

（2）根據傳動鏈兩端件的運動關系，確定計算位移量。

（3）根據計算位移量及傳動鏈中各傳動副的傳動比，列出運動平衡式。

（4）根據運動平衡式，推導出傳動鏈的換置公式。

傳動鏈中換置機構的傳動比一經確定，就可根據運動平衡式計算出機床執行件的運動速度或位移量。

要實現機床所需的運動，CA6140型臥式車床的傳動系統需具備以下傳動鏈：實現主運動的主傳動鏈；

實現螺紋進給運動的螺紋進給傳動鏈；

實現縱向進給運動的縱向進給傳動鏈；

實現橫向進給運動的橫向進給傳動鏈；

實現刀架快速退離或趨近工件的快速空行程傳動鏈。

（一）主運動傳動鏈

1、傳動路線

CA6140型臥式車床主運動，是由主電動機經三角皮帶傳至主軸箱中的軸I，軸I上裝有一個雙向多片式摩擦離合器M1，用以控制主軸的啟動停止和換向。軸I的運動經離合器M1和軸II--III間變速齒輪傳至軸III，然后分兩路傳遞給主軸。

（1）高速傳動路線 主軸VI上的滑移齒輪Z50處于左邊位置，運動經齒輪副直接傳給主軸。

（2）中低速傳動路線 主軸VI上的滑移齒輪Z50處于右邊位置，且使齒式離合器M2接合，運動經軸III-IV-V間的背輪機構和齒輪副傳給主軸。

傳動路線是分析和認識機床的基礎，常用的方法是“抓兩端，連中間”：首先找到傳動鏈的兩端件，然后按照運動傳遞或聯系順序，從一個端件到另一個端件，依次分析各傳動軸之間的傳動結構和運動傳遞關系。

2、主軸的轉速級數與轉速計算

根據傳動系統圖和傳動路線表達式，主軸正轉可獲得2′3′(2′2-1)+2′3=24級不同轉速。同理，主軸反轉12級。

主軸的轉速可按下列運動平衡式計算：

ｎ主

主軸反轉一般不用來進行車削，而是為了在車螺紋時，使刀架在主軸與刀架之間的傳動鏈不脫開的情況下退回至起始位置，以免下次走刀發生“亂扣”現象.同時為了節省退刀時間，主軸反轉轉速高于正轉轉速。

（二）螺紋進給運動傳動鏈

CA6140型臥式車床螺紋進給運動傳動鏈，可以保證機床車削公制、英制、模數制和徑節制四種標準螺紋。

此外，還可以車削大導程、非標準和較精密的螺紋。這些螺紋可以是右旋的，也可以是左旋的。不同標準的螺紋用不同的參數表示其螺距。

無論車削哪一種螺紋，都必須在加工中保證主軸每轉一轉，刀具準確地移動被加工螺紋一個導程的距離。由此可列出螺紋進給傳動鏈的運動平衡式：

1（主軸）×u0×ux×L絲=L工

由上式可知，被加工螺紋的導程正比于傳動鏈中換置機構的可變傳動比。為此，車削不同標準和不同導程的各種螺紋時，必須對螺紋進給傳動鏈進行適當調整，使其傳動比根據不同種類螺紋的標準數列作相應改變。

公制螺紋是我國常用的螺紋，在國家標準中已規定了其標準螺距值。公制螺紋的標準螺距是按分段等差數列的規律排列的（參見表4-6），為此，螺紋進給傳動鏈的變速機構也應按分段等差數列的規律變換其傳動比。這一要求是通過適當調整進給箱中的變速機構來實現的。

車削公制螺紋時，進給箱中的離合器M3、M4脫開，M5接合。其運動由主軸VI經齒輪副，軸IX至軸XI間的左右螺紋換向機構，掛輪，傳至進給箱的軸XII，然后再經齒輪副，軸XIII--XIV間的滑移齒輪變速機構（基本螺距機構），齒輪副傳至軸XV，接下去再經軸XV—XVII間的兩組滑移齒輪變速機構（增倍機構）和離合器M5傳動絲杠XVIII旋轉。合上溜板箱中的開合螺母，使其與絲杠嚙合，便帶動了刀架縱向移動。其傳動路線表達式如下：

其中，u基為軸XIII－XIV間變速機構的可變傳動比，共8種：26/

28、28/

28、32/

28、36/

28、19/

14、20/

14、33/

21、36/21，即6.5/

7、7/

7、8/

7、9/

7、9.5/

7、10/

7、11/

7、12/7。它們近似按等差數列的規律排列，是獲得各種螺紋導程的基本機構，故通常稱之為基本螺距機構，或基本組。

u倍為軸XV－XVII間變速機構的可變傳動比，共4種：28/35×(35/28）、28/35×(15/48）、18/45×(35/28）、18/45×(15/48），即1、1/

2、1/

4、1/8。它們按倍數關系排列，用于擴大機床車削螺紋導程的種數，一般稱之為增倍機構，或增倍組。

根據傳動系統圖或傳動鏈的傳動路線表達式，可列出車削公制螺紋的運動平衡式：

L=kP=1（主軸）u基u倍′12 化簡得：

L=7u基u倍

由此可得8′4=32種導程值，其中符合標準的只有20種（見表4-6）

由上述可知，利用基本組中各傳動副傳動，可以車削出按等差數列規律排列的基本導程值；經過增倍組后，又可把由基本組得到的8種基本導程值按1:2:4:8的關系增大或縮小，兩種變速機構的不同組合，便可得到常用的、按分段等差數列的規律排列的標準導程（或螺距）的公制螺紋。

加工其它不同種類和標準的螺紋時，只要通過離合器不同的離合狀態和掛輪適當組合即可。

（三）機動進給傳動鏈

實現一般車削時刀架機動進給的縱向和橫向進給傳動鏈，由主軸至進給箱中軸XVII的傳動路線與車公制或英制常用螺紋的傳動路線相同，其后運動經齒輪副傳至光杠XIX（此時離合器M5脫開，齒輪Z28與軸XIX 齒輪Z56 嚙合)，再由光杠經溜板箱中的傳動機構，分別傳至光杠齒輪齒條機構和橫向進給絲杠XXVII，使刀架作縱向或橫向機動進給，其縱向機動進給傳動路線表達式如下：

溜板箱中的雙向牙嵌式離合器M8、M9和齒輪傳副組成的兩個換向機構，分別用于變換縱向和橫向進給運動的方向。利用進給箱中的基本螺距機構和增倍機構，以及進給傳動鏈的不同傳動路線，可獲得縱向和橫向進給量各64種?？v向和橫向進給傳動鏈的兩端件的計算位移為：

縱向進給：主軸轉一轉———刀架縱向移動f 縱（單位：mm）

橫向進給：主軸轉一轉———刀架橫向移動f 橫（單位：mm）

由傳動分析可知，橫向機動進給在其與縱向機動進給傳路線一致時，所得的橫向進給量是縱向進給量的一半。

（四）刀架的快速移動傳動路線

刀架的快速移動是使刀具機動地快速退離或接近加工部位，以減輕工人的勞動強度和縮短輔助時間。當需要快速移動時，可按下快速移動按鈕，裝在溜板箱中的快速電動機（0.25kW，2800r/min）的運動便經齒輪副傳至軸XX，然后再經溜板箱中與機動進給相同的傳動路線傳至刀架，使其實現縱向和橫向的快速移動。

了節省輔助時間及簡化操作，在刀架快速移動過程中光杠仍可繼續傳動，不必脫開進給傳動鏈。這時，為了避免光杠和快速電動機同時傳動軸XX而導致其損壞，在齒輪Z56 及軸XX之間裝有超越離合器，即可避免二者發生的矛盾。

超越離合器結構原理如教材圖4-4所示。

第二節 金屬切削原理及其應用

金屬的切削過程是一個復雜的過程，在這一過程中形成切屑、產生切削力、切削熱與切削溫度，刀具磨損等許多現象，研究這些現象及變化規律，對于合理使用與設計刀具，夾具和機床，保證加工質量，減少能量消耗，提高生產率和促進生產技術發展都有很重要的意義。

一、切削變形

（一）切削變形特點和切屑的種類

如圖所示，金屬壓縮實驗，當金屬試件受擠壓時，在其內部產生主應力的同時，還將在與作用力大致成45°方向的斜截面產生最大切應力，在切應力達到屈服強度時將在此方向剪切滑移。

金屬刀具切削時相當于局部壓縮金屬的壓塊，使金屬沿一個最大剪應力方向產生滑移。

如圖所示當切屑層達到切削刃OA（OA代表始滑移面）處時，切應力達到材料屈服強度，產生剪切滑移，切削層移到OM面上，剪切滑移終止，并離開切削刃后形成了切屑，然后沿前面流出。

始滑移面OA與終滑移面OM之間的變形區稱為第一變形區，寬度很窄(約0.02～0.2mm)，故常用OM剪切面亦稱滑移面來表示，它與切削速度的夾角稱為剪切角φ。

當切屑沿前面流出時，由于受到前面擠壓和摩擦作用，在前面摩擦阻力的作用下，靠近前面的切屑底層金屬再次產生剪切變形。使切屑底層薄的一層金屬流動滯緩，流動滯緩的一層金屬稱為滯流層，這一區域又稱為第二變形區。

工件已加工表面受到鈍圓弧切削刃的擠壓和后面的摩擦，使已加工表面內產生嚴重變形，已加工表面與后面的接觸區稱為第三變形區。

這三個變形區不是獨立的，而是有著緊密的聯系和相互影響。

根據被切的金屬剪切滑移后形成切屑的外形不同，可將切屑分成以下四種類型。

1．帶狀切屑

2．節狀切屑（擠裂切屑）

3．粒狀切屑（單元切屑）

4．崩碎切屑

切屑的形態隨切削條件的不同可互相轉化。

（二）切削變形程度的表示方法

（三）刀具前面上的摩擦與積屑瘤

切屑流經刀具前面時，在高壓力的作用下產生劇烈的摩擦并產生很高的溫度，刀屑接觸區可分成粘結區和滑動區兩部分。

粘結區的摩擦為內摩擦，切削時由于高壓和高溫作用，切屑底部流速要比切屑的上層緩慢，從而在切屑底部形成了一個滯流層，內摩擦就是滯流層與其上層金屬在切屑內部的摩擦，這部分的切向力等于被切材料的剪切屈服點，它不同于金屬接觸面滑動摩擦。

滑動區的摩擦為外摩擦，即滑動摩擦，摩擦力的大小與摩擦系數和法向正壓力有關，而與接

觸面積大小無關。在粘結區內，切應力是常數，且等于材料的剪切屈服強度，在滑動區內則隨著距離切削刃越遠而逐漸減小，在整個接觸區內平均正應力亦隨著距切削刃越遠而減小。在刀屑間的兩種摩擦中,力的大小一般占總摩擦力的85%左右，所以研究前面摩擦中應以內摩擦為主。

由于刀屑接觸面的粘結摩擦及滯流作用，在中速或較低的切削速度切削塑性金屬材料時，經常在刀具前面粘結一些工件材料，形成一個硬度很高的楔塊，這楔塊稱為積屑瘤。

從實驗得知，積屑瘤的金相組織與工件母材料相比未發生相變，它是受了強烈塑性變形的被切材料的堆積物，劇烈的加工硬化使之硬度大幅提高。它是逐漸形成的，經過一個生成、長大、脫落的周期性過程。

積屑瘤的存在可代替刀刃切削，并對切削刃有一定的保護作用；同時增大了實際工作前角，減小了切削變形。但由它堆積的鈍圓弧刃口造成擠壓和過切現象，使加工精度降低，積屑瘤脫落后粘附在已加工表面上惡化表面粗糙度，所以，在精加工時應避免積屑瘤產生。

影響積屑瘤的主要因素有工件材料，切削層、刀具前角及切削液等，工件材料塑性越大，刀屑間摩擦系數和接觸長度越大，容易生成積屑瘤。

切削速度對切屑瘤影響很大，切削速度很低時，由于摩擦系數較小，很少產生積屑瘤。在切削速度υc=20m/min左右，切削溫度約為300℃時，最易產生積屑瘤，且高度最大。切削速度是通過平均溫度和平均摩擦系數影響積屑瘤的。

減小進給量，增大刀具前角，提高刃磨質量，合理選用切削液，使摩擦和粘結減少，均可達到抑制積屑瘤的作用。

（四）已加工表面變形和加工硬化

任何刀具的切削刃都很難磨得絕對鋒利，當在鈍圓弧切削刃和其鄰近的狹小后面的切削擠壓摩擦下，切屑晶體向下滑動繞過刃口形成已加工表面。使已加工表面層的金屬晶粒發生扭曲擠緊，破碎等，構成了已加工表面上的變形區。

已加工表面經過嚴重塑性變形而使表面原硬度增高，這種現象稱為加工硬化（冷硬）。

金屬材料經硬化后在表面上會出現細微裂紋和殘余應力，從而降低了加工質量和材料的疲勞強度，增加下道工序加工困難，加速刀具磨損，所以在切削時應設法避免或減輕加工硬化現象。

（五）影響切削變形的因素

切削變形的程度主要決定于剪切角和摩擦系數大小。

影響切削變形的主要因素有工件材料，前角，切削用量。

工件材料的強度、硬度越高，刀屑間正壓力則增大，平均正應力會增加，因此，摩擦系數下降，剪切角增大，切削變形減小。而切削塑性較高的材料，則變形較大。

刀具前角越大，切削刃越鋒利，使剪切角增大，變形系數減小，因此，切削變形減小。

切削速度對切削變形的影響，切削速度是通過切削溫度和積屑瘤影響切屑變形的。切削速度在3～20m/min范圍內提高，積屑瘤高度隨著增加，刀具實際前角增大，故變形系數減小。當20m/min 左右時，積屑瘤高度最高，ξ值最小。在20～40m/minn范圍內提高，積屑瘤逐漸消失，刀具實際剪切角減小，ξ增大。當＞40m/min 時，由于切削溫度逐漸升高，變形系數ξ減小。切削鑄鐵等脆性金屬時，一般不產生積屑瘤，隨著切削速度的增大，變形系數則緩慢地減小。

進給量增大，使切削厚度增加，正壓力增大，平均正應力增大，因此，μ下降，剪切角φ增大，使ξ減小。同時，由于各切削層的變形和應力分布不均勻，近前發面處的金屬變形和應力大，離前刀面越遠的金屬層變形和應力越小。切削厚度增加，近前刀面處發生劇烈變形層增加不多，切削平均變形減小，使變形系數變小。

二、切削力

（一）切削力的來源和分解

切削過程中，刀具施加于工件使工件材料產生變形，并使多余材料變為切屑所需的力稱為切削力

而工件低抗變形施加于刀具稱為切削抗力，在分析切削力以及切削機理時，切削力與切削抗力意義相同。

刀具切削工件時，由于切屑與工件內部產生彈性，塑性變形抗力，切屑與工件對刀具產生摩擦阻力，形成刀具對工件作用一個合力F，由于其大小，方向不易確定。

因此，為了便于測量、計算及研究，通常將合力F分解成三個分力。

（二）工作功率

（三）計算切削力的經驗公式

（四）單位切削力和單位切削功率

（五）影響切削力的主要因素

1．工件材料的影響，工件材料的硬度和強度越高，雖然切削變形會減小，但由于剪切屈服強度增高，產生的切削力會越大；工件材料強度相同時，塑性和韌性越高，切削變形越大，切削與刀具間摩擦增加，切削力會越大。切削鑄鐵時變形小，摩擦小，故產生的切削力小。

2．切削用量的影響 進給量、背吃刀量增大，二者都會使切削力增大，而實際上背吃刀量對切削力的影響要比進給量大。其主要原因在于，αp增大一倍時，切削厚度hD 不變，而切削寬度bD 則增大一倍，切削刃上的切削負荷也隨之增大一倍，即變形力和摩擦成倍增加，最終導致了切削力以成倍增加；f增大一倍時，切削寬度bD不變，只是切削厚度hD增大一倍，平均變形減小，故切削力增加不到一倍。

切削速度對切削力的影響：切削塑性金屬時，在40m/min時，由于積屑瘤的產生與消失，使刀具前角增大或減小，引起變形系數的變化，導致了切削力的變化；當>40m/min，切削溫度升高，使平均摩擦系數下降，切削力也隨之下降。切削灰鑄鐵等脆性材料時，塑性變形很小，且刀屑間的摩擦也很小，因此，υc對影響不大。

3.刀具幾何參數的影響 前角對Fc影響較大。前角增大，切削變形減小，故切削力減小。主偏角對進給力Ff和背向力Fp影響較大，當кr增大時Ff增大而Fp 則減小。刃傾角對背切削力FP影響較大，因為λs由正值向負值變化時，會使頂向工件軸線的背向力增大。

此外刀尖圓弧半徑，刀具磨損程度等因素對切削力也有一定的影響。

三、切削溫度與切削液

由它引起的切削溫度的升高會影響刀具磨損和耐用度，同時抑制了切削速度的提高，還將導致工件、機床，刀具和夾具的熱變形，降低零件的加工精度和表面質量。

（一）切削熱的產生和傳散

提高切削速度，由摩擦生成的熱量增多，但切屑帶走的熱量也增加，在刀具中熱量減少，在工件中熱量更少，所以高速切削時，切屑溫度很高，在工件和刀具中溫度較低，這有利于加工順利進行。

（二）切削區溫度分布和切削溫度的測量

切削區溫度一般是指切屑，工件和刀具按觸表面上的平均溫度，在正交平面內刀具、工件和切屑中溫度分布規律如圖2—19所示。

刀具與切屑接觸面摩擦大，不易散熱，產生的溫度值最高；切屑帶走熱量最多，它的平均溫度高于刀具、工件上的平均溫度。

切削溫度測量方法很多，目前以利用物體的熱電效應來進行溫度測量的熱電偶法應用較多，其測量簡單方便。

（三）影響切削溫度的因素

切削溫度的高低決定于產生熱量多少和傳散熱量快慢兩方面因素。切削時影響產生熱量和傳散熱量的因素有：切削用量、工件材料的性能，刀具幾何參數和冷卻條件等。

切削用量對切削溫度的影響，當υc、αp和f增加時，由于切削變形功和摩擦功增大，所以切削溫度升高。其中切削速度影響最大，當υc增加一倍時,由于摩擦生熱增多，切削溫度約增加32%，進給量f的影響次之，當f增加一倍，切削溫度約增加18%，因為f增加切削變形增加較少，并且改善了散熱條件，故熱量增加不多。背吃刀量αp影響最小，αp增加一倍時，切削溫度約增加7%，這是因為αp增加使切削寬度增加,增大了熱量的傳散面積。

工件材料主要是通過硬度、強度和導熱系數影響切削溫度。

刀具幾何參數中影響切削溫度最明顯的因素是前角γo和主偏角κr，其次是刀尖圓弧半徑rε。前角γo增大，切削變形和摩擦產生的熱較少，故切削溫度下降，但 γo 過大散熱變差，使切削溫度升高。主偏角κr減少，切削變形摩擦增加，但κr減小切削寬度增大，改善了散熱條件，由于散熱起主要作用，故切削溫度下降。增大刀尖圓弧半徑能增大散熱面積，降低切削溫度。

刀具磨損后，刀具后面與已加工表面摩擦加大，切削刃變鈍，使刃區前方對切屑的擠壓作用增大，切屑變形增大，會使切削溫度升高。在加工時，使用切削液也是降低切削溫度的重要措施。

（四）切削液的選用

在切削過程中，合理使用切削液能有效減少切削刃，降低切削溫度，從而能延長刀具壽命，改善已加工表面質量和精度。

1．切削液的作用

冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用等。

2．切削液的種類及選用

（1）水溶液 一般常用于粗加工和普通磨削加工中。

（2）乳化液 一般材料的粗加工常用乳化液，難加工材料的切削，常使用極壓乳化液。

（3）切削油 一般材料的精加工常使用切削油，如普通精車、螺紋精加工等。

第五篇：淺談先進制造技術在機械工藝中的運用

湖南農業大學課程論文

學院：科學技術師范學院班級：09級機制教育班 姓名：肖阿文學號：200940914104 課程論文題目：淺談先進制造技術在機械工藝中的運用 課程名稱：《先進制造技術》 評閱成績：

成績評定教師簽名： 日期：年月日

目錄

1.引言................................................1 2.先進制造技術的提出與體系............................1 3.先進制造技術與機械制造工藝的關系...................2 4.先進制造技術在機械制造工藝中的應用.................2 4.1業生產方式發生重大變革..........................2 4.2產品設計開發應用了現代設計技術的最新成果........2 5.我國機械工業發展先進制造技術的對策...............3 5.1加強先進制造技術的應用與自身制造技術的開發相結合...............................................3 5.2發揮企業主體作用與政府引導、扶助相結合............3 5.3立足實際先行試點.................................3 5.4加強人才培訓.....................................4 5.5加強國際交流與合作...............................4 6.結束語..............................................4

淺談先進制造技術在機械工藝中的運用

學 生：肖阿文

科學技術師范學院機制教育班 學號200940914104

摘要：論述了先進制造技術與機械制造工藝的相互關系，并提出我國機械工業發展先進制造技術應采取的對策，因此廣泛采用先進制造技術應用于制造業，無論從戰略角度還是發展策略，都是我國實現工業經濟大國必須要大力提倡和廣泛發展的。

關鍵詞：先進制造技術 機械工藝

1、引言

先進制造技術是當今議論較多的一個專用詞語。近年來，先進制造技術在機械加工領域中的應用越來越廣泛，越來越深入，并取得了很大的成績。然而，如何看待先進制造技術與機械制造工藝之間的相互關系、如何面對市場的競爭和新技術的挑戰，采取相應的對策。這是我們機械行業必須認真思考的一個重要問題。

2、先進制造技術的提出與體系

什么是先進制造技術？對此，目前尚沒有一個明確的、一致的定義。但普遍公認的含義是：先進制造技術是制造業不斷吸收信。息技術和現代管理技術的成果。并將其綜合應用于產品設計、加工、檢測、生產管理、產品銷售、使用、回收等制造全過程的制造技術的總稱。

先進制造技術是制造業為了提高競爭力以適應時代的要求而形成的一個高新技術群，經過發展，已形成了完整的體系結構。但在不同的國家、不同的發展階段，先進制造技術有不同的內容及組成方式。在我國，機械科學研究院提出了由多層次技術群構成的先進制造技術體系。第一個層次是優質、高效、低耗、清潔基礎制造技術，它是先進制造技術的核心。它在鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護、機械加工等基礎工藝中大量采用。第二個層次是新型的制造單元技術。這是在市場需求及新興產業的帶動下。制造技術與電子、信息、新材料、新能源、環境科學、系統工程、現代管理等高新技術結合而形 成的嶄新制造技術，如數控技術、清潔生產技術、機器人技術等等。第三個層次是先進制造集成技術。這是應用信息技術和系統管理技術，通過網絡與數據庫對上述兩個層次的技術集成而形成的。如虛擬技術等。

3、先進制造技術與機械制造工藝的關系

制造業領域十分廣泛，它包括機械、電子、食品、化工、輕工、紡織等，制造業從本質上來講，它既是一個基礎產業，也是一個創造新的生產力的生產過程。制造技術是現代制造產業的基礎與核心。而機械制造工藝是制造業的根本。一方面先進制造技術廣泛應用于機械制造業。推動著機械制造工藝的發展，并帶動其他制造業的進步；另一方面，機械制造技術的更新、發展又集中體現著先進制造技術，并補充、豐富了先進制造技術。因此，先進制造技術與機械制造工藝的關系是相輔相成的，不能忽視甚至廢棄任何一方的發展。

4、先進制造技術在機械制造工藝中的應用

如前所述。先進制造技術是一個龐大的技術群，在機械制造的整個過程中，無論是在產品的設計開發、還是在產品生產制造或是經營管理中都能充分利用先進制造技術。近幾年。機械制造業發生了一系列重大變化，主要表現在以下幾個方面。

4.1業生產方式發生重大變革

由于先進制造技術的應用，現代機械制造企業逐步改變了傳統觀念，在生產組織方式上發生了五個轉變：從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變；從金字塔式的多層次生產管理結構向扁平的網絡結構轉變；從按功能劃分部門的固定組織形式向動態、自主管理的小組工作組織形式轉變;從質量第一的競爭策略向快速響應市場的競爭策略轉變；從以技術為中心向以人為中心轉變。

4.2產品設計開發應用了現代設計技術的最新成果

現代設計的方法和技術主要有：綠色設計。在開發和應用新技術時，必須把保護環境、愛護人類的“生態平衡”意識擺在設計、制造和使用的首位，“以人為本”是制造技術發展的最高準則。綠色技術就是為了減輕環境污染或減少原材料的浪費、充分利用自然資源的使用技術。綠色設計的目的就是克服傳統設計的不足，使產品滿足環保的要求。它包括產品從概念形成到生產制造、使用乃至廢棄后的回收、再利用及處理等各個階段。綠色設計從根本上防止了 污染，節約了資源和能源。因此，綠色設計也是現代機械制造業進行產品設計開發的一個重要原則。并行工程。并行工程是現代設計的一個重要方法。傳統的順序工程設計，是先進行需求分析，然后進行產品設計，再進行生產制造，最后是產品上市。這種設計方法，信息是單向依次地傳遞。

采用并行工程方法則將各個工程設計過程與其后續過程并行進行設計，而且上下過程之間的信息交流是雙向的，并據此作出決策。這意味著，采用并行工程方法，從一開始就要考慮產品整個生命周期中的所有因素，如用戶要求概念形成、成本質量、報廢處理等。這就利于提高產品質量、降低成本、縮短研制周期。

5、我國機械工業發展先進制造技術的對策

我國是一個制造業基礎薄弱的國家，而機械制造業占的比重又較大。盡管近十年來。我國機械制造業不斷引進國外的先進制造技術，但與發達國家相比仍有較大的差距。主要表現為：技改投入相對不足，技術裝備、生產工藝、生產管理、市場觀念、人員素質相對落后。面對新世紀國際機械制造業的競爭和高新技術發展的挑戰，我國機械制造業應采取以下對策：

5.1加強先進制造技術的應用與自身制造技術的開發相結合

加強先進制造技術在機械制造業的應用，對發展機械制造業、增強機械制造業的生命力十分必要。但同時，我們也應注藿機械制造技術自身的開發，這對于豐富先進制造技術、促進其他制造業的發展至關重要。

5.2發揮企業主體作用與政府引導、扶助相結合

機械制造企業是應用先進制造技術的主體，也是技術開發、投資的主體。因此，企業應改變觀念，眼光放遠，在這兩方面舍得花人力、物力和財力。．

5.3立足實際先行試點

推廣應用先進制造技術在機械制造業的應用與推廣要立足于實際，循序漸進。要結合中國實際，因地制宜，滾動式發展。應選擇一些重點行業、重點地區、重點企業進行試點，待成熟后再廣泛推廣，不可搞“一刀切”。

5.4加強人才培訓 人才是技術發展的關鍵。要加強先進制造技術的應用和開發，必須提高 人員索質，加強人才培訓。應培養一批德才兼備、既懂科學技術，又懂管理的優秀企業家，還要造就一支具有較高職業素質的技術工人隊伍。

5.5加強國際交流與合作

世界各國的機械制造技術的發展都有自己的特色和側重點。通過加強國際交流與合作，可迅速吸收應用先進制造技術，并結合本國國情來發展機械制造技術。

6、結束語

先進機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發 展的關鍵時期，先進制造技術是我們的薄弱環節。我們應該跟上發展先進造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發達國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，先進的發展孕育產生大量的專業技術人才，進而推動我國現代機械制造業進一步走向繁榮。

參考文獻：

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