1 世界機械制造工業發展7大特征 
    21世紀，世界機械工業進入前所未有的高速發展階段，對比其他行業，機械工業發展具有以下特征： 
1-1 地位基礎化 
    發達國家重視裝備制造業的發展，不僅在本國工業中所占比重、積累、就業、貢獻均占前列，更在于裝備制造業為新技術、新產品的開發和生產提供重要的物質基礎，是現代化經濟不可缺少的戰略性產業，即使是邁進“信息化社會”的工業化國家，也無不高度重視機械制造業的發展。 
1-2 經濟規模化 
    全球化的規模生產已經成為各大跨國公司發展的主流。在不斷聯合重組，擴張競爭實力的同時，各大企業業紛紛加強對其主干業務的投資與研發，不斷提高系統成套能力和個性化，多樣化市場適應能力。 
1-3 發展極不平衡 區域色彩濃重 
     以2003年為例，銷售額名列世界前500位的企業幾乎來自北美洲、亞洲、歐洲，所占比例高達99%，顯示了三大洲在世界機械工業發展中無與倫比的統治地位。 結構調整進一步深化，生產方式和管理模式正在發生深刻變化 。發達國家加大了產業轉移的力度，機械產品中附加值低的產品被安排到市場潛在需求發展中國家生產：為適應市場需求的變化，各大生產商紛紛采取專業化生產，“單品種，大批量”已成為很多500強企業生產方式的新特色；同時以生產者為主導的生產方式逐步向以消費者為主導的定制生產方式轉變。服務的個性化成為。

1-4 競爭成敗的重要因素
    機械制造業全球化的方式發生了新變化 ，傳統的全球化方式有兩種：一是以母國為生產基地，將產品銷往其他國家；二是在海外投資建立生產制造基地，在國外制造產品，銷售到東道國或其他國家。其特點是：自己擁有制造設施與技術，產品完全由自己制造；在資源的利用上，僅限于利用東道國的原材料、人員或資金等。 
    隨著信息技術革命，管理思想與方法的根本性變化，企業組織形式也發生了變化，這些變化發生在跨國公司，并將成為新型全球化方式而發展下去。這種變化的主要特征是：廣泛利用別國的生產設施與技術力量。在自己可以不擁有生產設施與制造技術所有權的情況，制造出最終產品，并進行全球銷售。機械制造業公司在全球范圍建立零部件的加工網絡，自己負責產品的總裝與營銷。原材料調配、零部件采購全球化已成為世界機械制造工業的發展趨勢。 
1-5 機械制造業的跨國并購加劇 
     現代并購不再一味的強調對抗競爭，強強聯合成立企業獲得競爭優勢的主要手段。這時機械制造業全球化過程中大公司謀求生存發展的一大特點。而且趨飽和的市場。日漸激烈的市場競爭。投資建廠的風險增大，也使得更多企業開始采用聯合并購的手段。在建廠的前提下，優化企業產品結構，以達到提高生產能力、擴大市場份額，獲取規模效益的目的。以高技術為內涵的行業來自技術創新威脅，使跨國公司走上了聯合之路，以形成強大的技術創新能力。機械制造業大企業間的戰略并購，導致了機械工業資源的重新配置。使

得世界機械工業的競爭格局出現了協作型的局面。 
1-6 產品高技術化 
     以信息技術為代表的現代科學技術發展，對機械制造業提出了更高、更新要求的各國和地區，特別是發達國家更重視發展機械制造業，充分體現了機械制造業作為高新技術產業化在推動整個社會技術進步和產業升級中不可替代的基礎作用。高新技術的迅猛發展起到了推動、提升和改造的作用。信息裝備技術、工業自動化技術、數控加工技術、機器人技術、先進的發電和輸配電技術、電力電子技術、新材料技術和新型生物、環保裝備技術等當代高新技術成果開始廣泛應用于機械工業，其高新技術含量已成為市場競爭取勝的關鍵。

 機械制造業是國民經濟的基礎產業,它的發展直接影響到國民經濟各部門的發展, 也影響到國計民生和國防力量的加強,因此,各國都把機械制造業的發展放在首要位置。隨著機械產品國際市場競爭的日益加劇,各大公司都把高新技術注入機械產品的開發中,作為競爭取勝的重要段。

 　   制造業是國民經濟的基礎產業,它的發展直接影響到國民經濟各部門的發展,也影響到國計民生和國防力量的加強,因此,各國都把機械制造業的發展放在首要位置。

   國民經濟中的任何行業的發展,必須依靠機械制造業的支持并提供裝備;在國民經濟生產力構成中,制造技術的作用占60%以上。美國認為社會財富的來源機械制造業占68%;當今制造科學、信息科學、材料科學、生物科學等四大支柱科學相互依存,但后三種科學必須依靠制造科學才能形成產業和創造社會物質財富。而制造科學的發展也必須依靠信息、材料和生物科學的發展,機械制造業是任何其他高新技術實現工業價值的最佳集合點。例如,快速原型成型機、虛擬軸機床、智能結構與系統等,已經遠遠超出了純機械的范疇,而是集機械、電子、控制、計算機、材料等眾多技術于一體的現代機械設備,并且體現了人文科學和個性化發展的內涵。

 也正因此,現代機械制造業已經不是傳統意義上的機械制造業，即所謂的機械加工(機加工)。它是集機械、電子、光學、信息科學、材料科學、生物科學、激光學、管理學等...而機加工做為機械制造業的一個主要組成部分, 　其本身的影響因素將會對機械制造也有一定深遠的影響。

 

二圖紙為機加工提供的內容

1 零部件生產工藝過程卡和圖樣對機加工提供的部分內容

 機加工的影響因素是多方面的,主要是,科學技術的發展,新型的機床,人員素質,加工刀具材料的更新,以及更為重要的完善的圖紙等。

 　　圖紙做為機加工的一個重要影響因素,從圖紙的設計，任務的下達，再到每道工序的加工，最終到所需加工件的完成，圖紙貫穿了整個過程。其的正確與否直接影響加工后工件的質量,所以對圖紙的會審工作是很重要.過去經常有這樣的事，圖紙歸圖紙，加工歸加工，加工的人不看圖紙要求，設備做成什么就是什么，比如端直通管接頭的螺紋孔，由于要靠組合墊密封，圖紙上螺紋孔和端面的锪平面有垂直度要求，但機加工工人是不管的，從而導致生產零部件的不合格.... 所以提前做好圖紙會審工作，對圖紙中有疑問的地方，及時與設計者(技術部)聯系解決，避免耽誤施工。

 圖紙的內容是很廣泛的，其包括零部件生產工藝過程卡，圖樣中的要求（基本尺寸，形位公差，表面粗糙度）等，下面簡單敘述一下圖紙在機加工中的作用。

2-1 零部件生產工藝過程卡為機加工提供的內容

在生產零部件時,加工過程總是有一個順序,完成所需工件的要求。

附零部件生產工藝過程卡：

表2-1  零部件生產工藝過程卡

零部件名稱		圖件號	材料	備注
晶轉輸出軸		CZ-80-80115	45#￠25
工序號	工序名稱	加工名稱		設備	工裝	量具	工時
一	鋸	1備料102		鋸床		直尺	15
二	熱	1調質處理					外協
三	車	1平98兩端面，車￠18外圓至￠18.3		C40		游標卡尺	40
		￠14至￠14.3 留磨量
		2車￠24，切空刀槽兩個，鉆兩端面中心孔
四	磨	1頂兩端，磨￠14，￠18外圓		外磨		千分尺	30
五	銑	1分度頭，尾架裝卡，銑鍵槽如圖		X320		游標卡尺	40
六	鉗	1劃，鉆，攻M6孔（兩端）		Z40		游標卡尺	10

 

 1  對加工件的原始材料的提供：晶轉輸出軸  45號鋼,厚度25 備料長102。

 2  對工件的技術要求 ：  工件的調質處理。

3  對工件加工順序的安排 ，符合加工原則：

           3-1符合先加工基準面 ：例如：  平98兩端面；

 3-2先粗加工后精加工,先主要加工后次要加工： 例如： 粗車直徑18外圓至直徑18.3  ，  直徑14外圓至14.3  ，  磨直徑14外圓至 18；

3-3 先面后孔：例如： 加工完基準面,加工兩錐孔,為后續加工準備。

4  對設備的安排：先鋸后車磨再銑。

5  對加工件所許測量尺寸工具的安排。

工序優點：
      1  根據不同工藝特點和技術要求選用合適的機械設備；

 若無工序情況下，在多種機器都能完成某一工序內容要求時,則加工會出現無序狀態,無法找出直接負責人。

      2  能保證符合工件要求；

工序卡是經過周密的計算和現實的驗證,若有錯可在后續加工中改正,使工件更完美

      3  每道工序依次進行,提高效率  假設在沒工序卡的情況下，工件在加工是,則會因分工不明，無法準確的確定的確定任務人，而且會出現本道工序正常，而下道工序無加工量，從而拖延加工件的加工周期。

      4  能整體掌握工件的整個加工流程 ，在加工中改善工序的不足,提高工件的質量；

      5  在以后類似加工中,對圖紙進行簡要的修改,即可以對所需工件加工；

      6  工序可使加工件中以后出現問題,有據可以。

工序缺點 ：
      1  由于工序尺寸不合理在實際加工中錯誤,生產出不符合要求的工件；

      2  由于工序安排不合理,延長工件的加工時間；

      3  由于工序過高而設備無法完成要求。

      總之,工序的嚴密程度關系到機加工依次完成工件,而機加工在完成起要求的情況下,不斷改善其不足,促進圖紙質量的提高。

2-2 線性尺寸對機加工的的要求

2-2-1  按所許加工要求確定的基本的線性尺寸

 即某工件的長，寬，高，對于機加工件其圖紙上的尺寸和它在圖紙上的大小無關，與圖上標住的實際尺寸為依據進行加工。

例如簡圖：

 

 

表2.2.1   晶轉輸出軸

 內容分析：此工件為某一機器的傳動軸，其使用長度為98MM，直徑為18 MM。在現行圖紙中，用A4圖紙畫圖，就可用1：1的尺寸，既可用實際尺寸標注。

 實際中加工的零部件有大有小，大到好幾米甚至好幾十米，小到幾毫米，甚至幾分毫米。因此圖紙上規定了比例值，即原值，放大，縮小。加工用圖應盡量按機件的大小（1：1）畫出，以便直接從圖樣中看出機件的大小，對于大而簡單的工件，可采用縮小比例，而對于小而復雜的工件，易采用放大比例。

2-2-2  原材料的尺寸不一定是圖紙上的尺寸

    例如加工不銹鋼板，其板材的厚度是無須加工的，例如：某爐筒的外壁是一板料加所成，在實際中板材的厚度即為爐筒的實際和厚度，所以無須加工：又如加工棒料，圖紙上要求棒料直徑為5，而原材料只有6，那就只有經加工后獲得所需要的尺寸。

例如簡圖：

                       表2.2.2  輸出軸
     內容簡介；此零件為棒料，加工后尺寸為5MM，實際中沒有直徑為5MM的棒料，所以它的厚度為實際厚度經加工后獲得。 

2-2-3  圖紙上的線性尺寸若無公差要求的應按照自由公差來加工
     零件圖上所有的尺寸原則上都應受到一定公差的約束，為了簡化制圖，節省設計時間，                                     不重要的尺寸和精度要求很底的非配合尺寸，在零件圖上不標注它們的公差。為了保證使用要求，避免在生產中引起比必要的糾紛，GB/T1804-2000 對未注公差規定了自由公差，即指在車間加工條件能夠保證的公差。

表1線性尺寸的極限偏差數值部分內容：

公差等級		尺寸分段
	0.5～3		>3～6	>6～30	>30～120	>120～400	>400～1000	>1000～2000	>2000～4000
f(精密級)	±0.05		0.05	±0.1	±0.15	±0.2	±0.3	±0.5	±1
m(中等級)	±0.1		±0.1	±0.2	±0.3	±0.5	±0.8	±1.2	±2
c(粗糙級)	±0.2		±0.3	±0.5	±0.8	±1.2	±2	±3	±4
v(最粗級)	±0.5		±0.5	±1	±1.5	±2.5	±4	±6	±8

 

表2倒圓半徑與倒角高度尺寸的極限偏差數值：

公差等級	尺寸分段
	0.5～3	>3～6	>6～30	>30
f(精密級)	±0.2	±0.5	±1	±2
m(中等級)	±0.4	±1	±2	±4
c(粗糙級)
v(最粗級)

表3角度尺寸的極限偏差數值：

公差等級	尺寸分段
	≤10	10～50	>50～12	>120
f(精密級)	±1°	±30'	±20'	±10'
m(中等級)	±1°30'	±1°	±30'	±15'
c(粗糙級)
v(最粗級)

 

角度尺寸的長度按角度的短邊長度確定，對于圓錐角按圓錐素線長度確定。
2-2-4  圖紙上的線性尺寸在實際加工中出現錯誤

    例如簡圖：

  表2-2-4 下爐筒外壁

 上為制作下爐筒外壁的展開圖，在設計下爐筒外壁與法蘭相配合，依據圖紙下料不銹鋼板 ,板材經卷筒機加工成型,焊接起相接出，再與法蘭相焊接，在焊接前，經過試配合,發現其接觸出尺寸不合適，其間隙超過圖紙的要求,經過重新核對,分析原因。考慮板材的變形和焊接變形等因素,將其原材料加長幾毫米,再次焊接裝配合適,符合使用要求。

 機加工依據圖紙上線性尺寸下料,在實際加工中對尺寸進行驗證其是否正確,并總結加工中發現的優點對圖紙進一步改進,使加工出來的工件質量得到提升。

2-3 形位公差和表面粗糙度對機加工的要求

 機械零件幾何要素的形狀和位置精度是該零件的一項主要質量指標,在很大程度上它影響著零件的質量和互換性,因而它也影響著整個機械產品的質量,為了保證機械產品的質量,保證機械零件的互換性,圖紙上就給出了零件的形位公差(形狀和位置公差)規定零件在機加工時產生的形狀和位位置誤差(形位誤差)的允許變動范圍,并依次來判定零件合格與否。

例如同軸度公差：

 引用 “ 線的同軸度公差 ” 定義為：公差帶是直徑為公差值T的圓柱面內的區域,該圓柱面的軸線與基準軸線的同軸線。例如簡圖：

 

                        表2.2.3   軸承保護套

此圖紙內容簡介，工件為絲杠軸承保護套，材料為45#，作用保護軸承能沿一定的方向運動，其軸線和軸承配合的同軸度要求很嚴格為0.01。由于和軸承屬于過渡配合，其表面粗糙度也很嚴格為1.6。

因此在加工過程中，特別注意對同軸度和表面粗糙度的控制，達到技術的要求。

三圖紙因機械設備質量提升

 

     圖紙在很大程度影響著加工的質量的同時，機加工設備在完成加工任務的同時，也在推動圖紙的質量進步。從而對后序加工進一步提出更高的要求，為加工出質量更高的工件奠定基礎。下簡述：機械設備對圖紙的影響

     1當前的設計水平評定以前各個時期生產的設備，那么我國大部分設備將難以滿足圖紙要求，一定比例的在用機械設備的安全性低于當前的設計水平，是設計發展方向；材料性能衰變的必然結果，是任何時期都必須面對的普遍，因此要做好機械設備的技術改造工作，標準機加工設備在設計研法水平的提高，推動了新產品、新技術的產業化發展速度、不僅可以滿足現在圖紙對機加工件的基本要求，而且也在要求工件的質量得到提升，完成更加精密的零部件。在這中情況下圖紙也在進一步完善，對工件的要求也再進一步的提高，從而使加工件的質量更高，性能更好。 

 2機械設備的的正確使用是加工件質量保證的前提，也是圖紙的重要體現機械設備在運行正常與否，不僅影響到設備的壽命，而且直接影響到能否取得圖紙設計的預期效果。

3消除機械設備安全方面的薄弱環節和隱患，不僅提高了生產效率，而且加工件的質量更好。

 4機械設備在加工零件的時候不能完全依賴圖紙的設計，在實際加工中，更因考慮實際的影響，在滿足零件的要求的前提下，加工出質量更高的工件，優化反饋給圖紙，為圖紙對精度要求更高的零件提供依據。

 

四圖紙在整個加工過程中對機加工的作用

4-1 依據圖紙選擇毛坯對機加工的影響

 在機械制造中,正確地選擇機械零件和毛坯制造方法,對于保證機械零件的使用性能要求,降低成本,提高生產率和經濟效益,有著重要的意義。

 材料的選擇:選擇機械零件材料的基本原則是保證使用性能的前提,要求材料有較好的加工工藝性能和經濟性。

 此外,合理選擇代用材料,如果滿足使用性能的前提下,用聚合物材料代替金屬材料,可降低產品的總成本。

 4-1-1  材料的使用性能:主要是指零件在使用狀態下所具有的力學性能,物理性能,和化學性能。

 4-1-2  材料的工藝性能:材料的工藝性能是指在一定條件下將材料加工成優質零件或毛坯難以程度,它直接影響零件的質量,生產率和成本。

 4-1-3  材料的經濟性:在保證零件使用性能的前提下,應盡量選用價格低廉,加工費用低,資源豐富,質量穩定,購買方便,運輸方便,便于采購或管理的材料。

4-2 工藝路線對機加工的影響

工藝路線為機加工確定了每一道工序尺寸,所用設備和工時定額等。

首先,毛坯的選擇。

 其次,零件表面的加工順序.零件的表面加工順序對加工質量,生產效率和經濟性也均有較大的影響。

 為了保證零件加工質量和合理使用設備,人力,工藝過程化分為粗加工,半精加工和精加工三個階段：

 粗加工階段,主要任務是切除各加工表面上的大部分余量,使毛坯在形狀和尺寸盡快接近成品,因此,次階段應采取措施盡可能提高生產率；

 半精加工階段,完成一些次要表面的加工,并為主要表面加工做準備,(如精加工前必要精度和余量等)；

精加工階段,保證各主要表面達到規定的質量要求。

4-3 工藝過程分階段對機加工主要原因

 1保證加工質量,工件粗加工時切除金屬較多,產生較大的切削力和切削熱,同時也需要較大的夾緊力,而且粗加工之后內應力要從新分布,在這些力和熱作用下,工件會發生較大的變形如果不分階段進行粗精加工就無法避免上訴所引起的加工誤差,加工過程劃分階段后,粗加工造成的加工誤差,通過半精加工,精加工可以得到糾正,逐步提高了零件的加工精度及光潔度,保證零件加工質量的要求。

4-4 合理使用設備

 加工過程劃分階段后,粗加工可采用功率大,剛度好和精度較低的高效率機床以提高生產率,精加工則可以采用高精度機床以確保零件的精度要求,這樣充分發揮設備的特點,做到設備的合理使用。

  此外,粗加工分開后,毛坯的缺陷(如氣孔,沙眼和余量不足等)在粗加工后即可以發現及時解決,決定修補或報廢,以免對應報廢的零件繼續進行精加工而浪費工時,增加制造費用,粗,精加工分開后,還可以保護其表面不受損傷.

4-5 檢驗工序是主要的輔助工序,它對保證產品質量有極其重要作用

4-5-1 粗加工全部結束后,精加工之前

4-5-2 零件從一個車間到另一個車間前后

4-5-3 費工和重要工序加工前后

4-5-4 零件全部加工結束后

     檢驗工作在各個工序中對工件的機加工都做了嚴格的要求規定，從而進一不步保證機加工的合格率。

4-6 工序具體內容的影響

4-6-1為工件雜加工中提供加工尺寸及其公差。

4-6-2 加工余量對工件影響。

 加工余量的大小對零件的加工質量和生產率均有較大的影響，余量過大,不僅增加機械加工的勞動量,降低了生產效率而且增加了材料,工具和電力的消耗,提高了加工成本.但是加工余量過小,又不能消除前道工序的各種誤差和表面缺陷,至使產生廢品.為了提高工件加工質量,各工序所留最小工序余量應保證前工序產生的形位誤差和表面缺陷被相鄰后序工序切除。

4-7 機械加工表面質量與圖紙

 任何機械加工所得的零件表面,實際上都不是完全理想的表面,因為加工所得的表面總是存在著一定程度的微觀不平度或殘余應力,冷作硬化以及金相組織變化等問題,這些問題雖然都是產生在很薄的表面層中,卻綜復雜的影響著機械零件的精度,耐磨性,配合性質的保持,抗腐蝕性和疲勞強度,從而影響著產品的使用性能和使用壽命。

 圖紙在綜合考慮上訴因素下,采用設計合理的圖紙為加工出質量好,生產效率高的零件提供了堅實的基礎.

4-8 熱處理工序

 4-8-1 為類改善金屬的組織和加工性能長需對零件毛坯進行預先處理 ,例如:高速鋼零件需要進行退火以降低硬度,低碳鋼零件毛坯須進行正火以提高其硬度,零件的預先熱處理,多安排在機械加工之前。

 4-8-2 為消除內應力影響,需進行人工時效或自然時效,內應力產生與毛坯制造和機械加工過程中,會引起工件變形,影響產品的質量。

4-8-3為提高零件的硬度及耐磨性。

4-9 確定機床與工序卡

 4-9-1 機床的主要規格尺寸應與加工零件的外輪廓尺寸相適應即小零件應選小秒度的機床,大零件選擇大的機床,做到設備的合理使用。

 4-9-2 機床精度應與工序要求的加工精度相適應,對于高精度零件加工,在缺乏精密設備時,可通過舊的設備改裝,以粗干精。

 4-9-3 機床的生產率應與工序要求的加工精度相適應,單件小批量生產選用通用設備,大批大量生產選生產效率高的專用設備。

4-9-4根據現場實際情況利用設備進行加工。

4-10 工時的確定

 工時定額是完成某一工序所規定的工時,定額的制定應考慮到最 有效的利用生產工具,并參照工人的實際經驗,在充分調查研究廣泛征求工人意見的基礎上實事求是是的予以確定的。

4-11 機械裝配

 機械裝配的基本任務是在一定的生產條件,以較高的生產率較低的成本裝配 出質量較高的產品。

    

 任何機器都是由零件,套件,組件,部件等組成.，機械產品的精度要求,最終是由裝配來實現的,根據產品的結構特點,性能要求,生產綱領和生產條件,可采用不同的裝配方法來保證精度要求：

4-11-1用控制零件的加工誤差來保證裝配精度因而零件的加工精度不一定是經濟加工精度；

4-11-2 零件完全互換,因而生產效率高,裝配簡單；

4-11-3 裝配時各零件不需挑選,修配或調整都能保證裝配精度的工件。

圖紙指引裝配 裝配是加工件的一種體現,也是判斷加工件質量的一個標準。

裝配精度與零件精度的關系：

 機器及其部件都是由零件組裝而成的,因而零件精度特別是關鍵零件的加工精度,對裝配精度有很大的影響(也是其精度的一個體現)。     

 產品的裝配精度與零件的加工精度有密切的關系.零件精度是保證裝配精的基礎,但裝配精度并不完全取決于零件精度,對于裝配精度要求過高,組成零件多的零件,如果任由零件的加工精度來保證裝配精度,則工件需要很高的精度要求生產中很難達到,裝配精度是由零件的加工精度和合理裝配精度共同保證的。