机械制造的定义

机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。

机械产品

定义

机床

机械产品是指机械厂家向用户或市场所提供的成品或附件如汽车、发动机、机床等都称为机械产品.任何机械产品按传统的习惯都可以看作由若干部件组成部件又可分为不同层次的子部件（也称分部件或组件）直至最基本的零件单元。[1]

生产流程

产品的生产过程是指把原材料变为成品的全过程。机械产品的生产过程一般包括： （1）生产与技术的准备如工艺设计和专用工艺装备的设计和制造、生产计划的编制、生产资料的准备等； （2）毛坯的制造如铸造、锻造、冲压等； （3）零件的加工切削加工、热处理、表面处理等； （4）产品的装配如总装、部装、调试检验和油漆等； （5）生产的服务如原材料、外购件和工具的供应、运输、保管等。

生产类型

企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类称为生产类型。生产类型一般可分为：单件生产、成批生产、大量生产三种类型。

（1）单件生产

单件生产的基本特点是：生产的产品种类繁多，每种产品的产量很少，而且很少重复生产。例如重型机械产品制造和新产品试制等都属于单件生产。

（2）成批生产

成批生产的基本特点是：分批地生产相同的产品，生产呈周期性重复。如机床制造、电机制造等属于成批生产。成批生产又可按其批量大小分为小批生产、中批生产、大批生产三种类型。其中，小批生产和大批生产的工艺特点分别与单件生产和大量生产的工艺特点类似；中批生产的工艺特点介于小批生产和大批生产之间。

（3）大量生产

大量生产的基本特点是：产量大、品种少，大多数工作地长期重复地进行某个零件的某一道工序的加工。例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造都属于大量生产。

制造过程

（1）产品设计

产品设计是企业产品开发的核心，产品设计必须保证技术上的先进性与经济上的合理性等。 产品的设计一般有三种形式，即：创新设计、改进设计和变形设计。创新设计（开发性设计）是按用户的使用要求进行的全新设计；改进设计（适应性设计）是根据用户的使用要求，对企业原有产品进行改进或改型的设计，即只对部分结构或零件进行重新设计；变形设计（参数设计）仅改进产品的部分结构尺寸，以形成系列产品的设计。产品设计的基本内容包括：编制设计任务书、方案设计、技术设计和图样设计。

（2）工艺设计

工艺设计的基本任务是保证生产的产品能符合设计的要求，制定优质、高产、低耗的产品制造工艺规程，制订出产品的试制和正式生产所需要的全部工艺文件。包括：对产品图纸的工艺分析和审核、拟定加工方案、编制工艺规程、以及工艺装备的设计和制造等。

（3） 零件加工

零件的加工包括坯料的生产、以及对坯料进行各种机械加工、特种加工和热处理等，使其成为合格零件的过程。 极少数零件加工采用精密铸造或精密锻造等无屑加工方法。通常毛坯的生产有铸造、锻造、焊接等；常用的机械加工方法有：钳工加工、车削加工、钻削加工、刨削加工、铣削加工、镗削加工、磨削加工、数控机床加工、拉削加工、研磨加工、珩磨加工等；常用的热处理方法有：正火、退火、回火、时效、调质、淬火等；特种加工有：电火花成型加工、电火花线切割加工、电解加工、激光加工、超声波加工等。只有根据零件的材料、结构、形状、尺寸、使用性能等，选用适当的加工方法，才能保证产品的质量，生产出合格零件。

（4）检验

检验是采用测量器具对毛坏、零件、成品、原材料等进行尺寸精度、形状精度、位置精度的检测，以及通过目视检验、无损探伤、机械性能试验及金相检验等方法对产品质量进行的鉴定。 测量器具包括量具和量仪。常用的量具有钢直尺、卷尺、游标卡尺、卡规、塞规、千分尺、角度尺、百分表等，用以检测零件的长度、厚度、角度、外圆直径、孔径等。另外螺纹的测量可用螺纹千分尺、三针量法、螺纹样板、螺纹环规、螺纹塞规等。 常用量仪有浮标式气动量仪、电子式量仪、电动式量仪、光学量仪、三坐标测量仪等，除可用以检测零件的长度、厚度、外圆直径、孔径等尺寸外，还可对零件的形状误差和位置误差等进行测量。 特殊检验主要是指检测零件内部及外表的缺陷。其中无损探伤是在不损害被检对象的前提下，检测零件内部及外表缺陷的现代检验技术。无损检验方法有直接肉眼检验、射线探伤、超声波探伤、磁力探伤等，使用时应根据无损检测的目的，选择合适的方法和检测规范。

（5） 装配调试

任何机械产品都是由若干个零件、组件和部件组成的。 根据规定的技术要求,将零件和部件进行必要的配合及联接, 使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配。将零件、组件装配成部件的过程称为部件装配；将零件、组件和部件装配成为最终产品的过程称为总装配。装配是机械制造过程中的最后一个生产阶段，其中还包括调整、试验、检验、油漆和包装等工作。 常见的装配工作内容包括： 清洗、联接、校正与配作、平衡、验收、试验 。

（6）入库

企业生产的成品、半成品及各种物料为防止遗失或损坏，放入仓库进行保管，称为入库。 入库时应进行入库检验，填好检验记录及有关原始记录；对量具、仪器及各种工具做好保养、保管工作；对有关技术标准、图纸、档案等资料要妥善保管；保持工作地点及室内外整洁，注意防火防湿，做好安全工作。

编辑本段加工方法

机 钻床

床型号繁多，大小不一。现代机床的种类几乎是无限的。有的机床小得可以安装在工作台上，有的机床大得要建造专门的厂房才能容纳得下。有的机床相当简单，而有的机床的构造和操作非常复杂。 不管机床是大是小，是简单还是复杂，都可分为五大类，这五大类也就是使金属成型的五种基本方法。 钻床

1钻削

钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。 钻床可分为下列类型： (1)台式钻床：可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床。 (2)立式钻床：主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。 (3)摇臂钻床：摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。 (4)铣钻床：工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。 (5)深孔钻床：使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。 (6)平端面中心孔钻床：切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。 (7)卧式钻床：主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。

2车削

车床 车床

是指以工件旋转为主运动，车刀移动为进给运动加工回转表面的机床。它可用于加工各种回转成型面，例如：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹以及端面、沟槽、滚花等。它是金属切削机床中使用最广，生产历史最久，品种最多的一种机床。 车床的种类型号很多，按其用途，结构可分为：仪表车床、卧式车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、转塔车床、立式车床、多刀半自动车床、专门化车床等。普通机床是用于车削工件的最常见的机床。车削是从工件上切除金属的加工。在工件旋转的同时，刀具切入工件或沿着工件车削。 镗孔是把金属工件上已钻出或铸出的孔加以扩大或作进一步加工的加工方法。在车床上镗孔是通过单刃刀具一面旋转一面向工件进刀完成的。[2] 铣床

3铣削

铣床系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床的种类很多，按其结构分主要有： (1)台式铣床：小型的 摇臂万能铣床

用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。 (2)悬臂式铣床：铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。 (3)滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。 (4)龙门式铣床：床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。 (5)平面铣床：用于铣削平面和成型面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主 轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高。 (6)仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。 (7)升降台铣床：具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。 (8)摇臂铣床：摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动，铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床。 (9)床身式铣床：工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。 (10)专用铣床：例如工具铣床：用于铣削工具模具的铣床，加工精度高，加工形状复杂。[3] 磨床

4磨削

磨床

磨床系指用磨具或磨料加工工件各种表面的机床。一般用于对零件淬硬表面做磨削加工。通常，磨具旋转为主运动，工件或磨具的移动为进给运动，其应用广泛、加工精度高、表面粗糙度Ra值小，磨床可分为十余种： (1)外圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。 (2)内圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨床。 (3)座标磨床：具有精密座标定位装置的内圆磨床。 (4)无心磨床：工件采用无心夹持，一般支承在导轮和托架之间，由导轮驱动工件旋转，主要用于磨削圆柱形表面的磨床。 (5)平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。 (6)砂带磨床：用快速运动的砂带进行磨削的磨床。 (7)珩磨机：用于珩磨工件各种表面的磨床。 (8)研磨机：用于研磨工件平面或圆柱形内，外表面的磨床。 (9)导轨磨床：主要用于磨削机床导轨面的磨床。 (10)工具磨床：用于磨削工具的磨床。 (11)多用磨床：用于磨削圆柱、圆锥形内、外表面或平面，并能用随动装置及附件磨削多种工件的磨床。 (12)专用磨床：从事对某类零件进行磨削的专用机床。按其加工对象又可分为：花键轴磨床、曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床、曲线磨床等。 [4] 刨床

5刨削

刨 刨床

床系指用刨刀加工工件表面的机床。刀具与工件做相对直线运动进行加工，主要用于各种平面与沟槽加工，也可用于直线成形面的加工。按其结构可分为以下类型： (1)悬臂刨床：具有单立柱和悬臂的刨床，工作台沿床身导轨作纵向往复运动，垂直刀架可沿悬臂导轨横向移动、侧刀架沿立柱导轨垂向移动。 (2)龙门刨床：具有双立柱和横梁，工作台沿床身导轨作纵向往复运动，立柱和横梁分别装有可移动侧刀架和垂直刀架的刨床。 (3)牛头刨床：刨刀安装在滑枕的刀架上作纵向往复运动的刨床。通常工作台作横向或垂向间歇进给运动。 (4)插床(立刨床)：该类机床刀具在垂直面内作往复运动，工作台做进给运动[5]

编辑本段金属切削

定义

加工是用切削刀具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法，是机械加工的基本方法。在切削加工过程中，刀具同工件之间必须有相对的切削运动，它可以通过人手或金属切削机床的作用来实现。机床、夹具、刀具和工件，构成金属切削加工的工艺系统。切削加工的各种现象和规律都要在机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统中去考察研究，研究这些现象和规律是学习各种金属切削加工方法的共同基础。

过程

金属切削的过程是刀具与工件相互运动、相互作用的过程。 刀具与工件的相对运动可以分解为两个方面，一个是主运动，另一个是进给运动。使工件与刀具产生相对运动而进行切削的最主要的运动，称为主运动。刀刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。主运动特点是运动速度最高，消耗功率最大。主运动一般只有一个。 保证金属的切削能连续进行的运动，称为进给运动。工件或刀具每转或每一行程时，工件和刀具在进给运动方向的相对位移量，称为进给量。进给运动的特点是运动速度低，消耗功率小。进给运动可以有几个，可以是连续运动，也可以是间歇运动。 金属切削过程是通过刀具切削工件切削层而进行的。在切削过程中，刀具的刀刃在一次走刀中从工件待加工表面切下的金属层，被称为切削层。切削层的截面尺寸被称为切削层参数。

编辑本段切削机床

1.分类

机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制定的机床型号编制方法，机床分为11大类：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，锯床和其他机床。在每一类机床中，又按工艺范围，布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。 除了上述基本分类方法外，还有其它分类方法： （1）按照万能性程度，机床可分为： ①通用机床 工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。 ②专门化机床 工艺范围较窄，它是为加工某种零件或某种工序而专门设计和制造的，如铲齿车床、丝杠铣床等。 ③专用机床 工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床。 （2）按照机床的工作精度，可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 （3）按照重量和尺寸，可分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量大于10t）、重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。 （4）按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床等。 （5）按照自动化程度不同，可分为普通、半自动和自动机床。 自动机床具有完整的自动工作循环，包括自动装卸工件，能够连续的自动加工出工件。半自动机床也有完整的自动工作循环，但装卸工件还需人工完成，因此不能连续地加工。

2.机床的工作

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。 （1）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。 （2）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。

3.机床组成

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。

编辑本段型号编制

机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。 （1）通用机床的型号编制 通用机床型号的表示方法： 通用机床型号的表示方法

注：①有“( )”的代号或数字，当无内容时，不表示，若有内容，则不带扩号； ②有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母； ③有“△” 符号者，为阿拉伯数字； ④有“ △ ”符号者，为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有之。 （2）机床的类别代号 机床的类别代号

（3）机床的特性代号 机床的特性代号

（4）结构特性代号 为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音字母区分。例如，CA6140型普通车床型号中的“A”，可理解为：CA6140型普通车床在结构上区别于C6140型普通车床。 （5）机床的组别,系别代号 用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示系。每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系。在同一类机床中，凡主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。凡在同一组机床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。

编辑本段技术参数

机床的主要技术参数主要有 主参数：代表机床规格的大小，在机床型号中，用阿拉伯数字给出的是主参数折算值（1/10或/100）。 基本参数：包括尺寸参数、运动参数和动力参数。 （1）尺寸参数：机床的主要结构尺寸。 （2）运动参数：机床执行中的运动速度，包括主运动的速度范围、速度数列和进给运动的进给量范围、进给量数列以及空行程速度等。

主运动参数

1）主轴转数： 对作回转运动的机床，其主运动参数是主轴转数。计算公式为： n=1000V/(πd) 主运动是直线运动的机床，如：插床，刨床。其主运动参数是机床工作台或滑枕的每分钟往复次数。 2）主轴最低和最高转数的确定 专用机床用于完成特定的工艺，主轴只需一种固定的转速。通用机床的加工范围较宽，主轴需要变速，需要确定其变速范围，即最低和最高转数。采用分级变速时，还应确定转速的级数。 nmin=1000Vmin/（πDmax ） nmax=1000Vmax/(πDmin) 变速范围为：Rn=nmax/nmin 3）有级变速时主轴转速序列 无级变速时，nmax与nmin之间的转速是连续变化的 有级变速时，应该在nmax和nmin确定后，再进行转速分级，确定各中间级转速。主运动的有级变速的转速数列一般采用等比数列,满足等比数列关系： nj+1=nj? ；nz=n1*?z-1

进给运动参数

进给量： a.大部分机床（如车，钻床等）：进给量用工件或刀具每转的位移（mm/r)表示； b.直线往复运动机床（如刨，插床）：进给量以每以往复的位移量表示； c.铣床和磨床：进给量以每分钟的位移量（mm/min)表示。

动力参数

机床的动力参数是指驱动主运动、进给运动和空行程运动的电动机功率。 a.主传动功率：机床的主传动功率P主由三部分组成，即： P主=P切+P空+P附 1）切削功率P切：与加工情况、工件和刀具材料及切削用量的大小有关。 P切=Fz*Vc/60000 2）空载功率P空：是指机床不进行切削，即空转时所消耗的功率。 3）附加功率P附：指机床进行切削时，因负载而增加的机械摩擦所耗的功率。 b.进给传动功率：通常也采用类比和计算相结合的方法来确定。 c.空行程功率：指为节省零件加工的辅助时间和减轻工人劳动强度，在机床移动部件空行程时快速移动所需的传动功率。其大小由移动部件重量和部件启动时的惯性力决定。

编辑本段加工刀具

1.定义

刀具

刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。

2.刀具材料

制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。 硬质合金刀片

通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。 聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。 硬质合金刀片 硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨损速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1~3倍以上。 由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，切削加 滚刀

工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料；进一步发展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。 铣刀

3.分类

夹持刀柄

按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。 （1）通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等； （2）成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等； 滚刀 （3）展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

4.组成

各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。 车刀

刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。 夹持刀柄 带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄；圆锥柄锥度承受轴向推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具，切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成，而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。 刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。 车刀 刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。

编辑本段图书信息

书 名: 机械制造

作 者：林承全，严义章 出版社： 机械工业出版社 出版时间： 2010-7-1 ISBN: 9787111305750 开本： 16开 定价: 32.00元

编辑本段内容简介

按照教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》的指示精神，参照相关的国家职业资格标准，本书对机械制造技术课程体系和教学内容进行了重大改革。

农业机器人的图书目录

中国是一个历史悠久的国家，曾经有过辉煌的古代文明，在人类历史发展过程中做出了杰出的贡献。但是如果说要真正了解世界农业的发展规律，就要客观、公正地把中国农业和其他国家的农业进行比较，这样才能客观真实地了解中国农业发展的情况，才会了解中国农业预期世界上发达国家农业的差异与差距。通过对比发达国家的农业，才能找出中国农业需要解决的问题以及处理问题所需要的对策。

一、中国农业与美国农业的比较?

1、农业装备水平的比较。改革开放以来，中国粮食产量一直持续稳步增长，13亿人口的饮食的问题得到解决，农业机械化水平大幅度提高。而农业装备可谓“鸟枪换炮”，农业机械化水平大幅度提高。截至2009年，全国耕种综合机械化水平达到50.8%，小麦的机械化耕种水平达到86%，全国已执行农机具购置税补贴中央财政资金52.8亿元，补贴的机具超过112万台，受益农户逾105万户。2009年第一季度全国规模以上农机生产企业实现农机产值约480亿元，同比增长21%。中国虽然在农业装备水平取得进步，仍然与美国有着极大差距。美国拥有发达的资本主义商品生产，从而使美国在很早就取得了农业生产机械化的巨大成就。美国工业为农业提供了大量农业机械和农用飞机等先进的生产装备。美国平均农业工人拥有的机械设备达1.5万美元，比制造业工人拥有的机械设备多达22%。高度机械化生产水平在很大程度上取得了农业劳动生产率的提高，也使美国变成世界上第一农产品出口大国。早在1987年美国农业人均产值就达到了55 300美元，居世界第一位。

2、农业科学技术水平的比较。目前，中国农业科学技术对农业增长贡献率达到43%，但与美国等发达国家相比，差距依然很大（发达国家科技进步贡献率均在60%以上，有些甚至高达80%）。2007年，中国耕地平均化肥施用量为48.41t/万hm2，而美国仅为11.71t/ 万hm2。农业生产成本大幅度增加，中国农业资源产生了严重的浪费，而且对生态环境造成了很大的影响。与此同时，美国的农业科学技术投入超过3%，高于发达国家的平均水平2.37%，而中国的农业科学技术投入强度却只有0.49%。稳定且大规模的农业科技投入使美国农业的农业科技含量极高，新技术和新设备第一时间应用于农业的实践生产，从而很大程度上提升了农业的劳动生产率。同时，美国农业科技投入中私人投入占很大的部分，而且超过国内用于农业科技资金的一半以上。而中国农业科技投入不但数额小，而且很少有私人资金在农业科技这个领域进行投资。

3、农业产业化进程的比较。中国农业产业化的发展规模小，水平低，竞争力不强。目前农业产业化经营的覆盖面720多万户，还不足全国的30%。农产品加工产值在农业总产值的比重很低，没有很好地发展农业延长产业链。而美国农产品加工转化率却达到了90%以上，而中国仅有50%左右。在中国4.2万个龙头企业中，销售额亿元以上的企业只有4.7%。发展农业产业化能提高农产品的市场竞争，也是开发新型农产品的必要动力。美国开发品种有300多个，而中国却只有100多个。完善的市场机制是美国农业产业化的发展的保证。美国农业基本形式是一体化农业，公司和农户组织农业社会化生产。身份重叠时企业家就是农户，同时农业人员有较高的文化素质。中国与美国的农业发展水平仍有巨大差距，中国的商品农业还不发达，影响了产业化发展。目前中国农业市场需缺少专业性中介组织，农业的产业化还不完善。?

二、美国农业对中国农业发展的启迪?

中国农业的发展在与美国等发达国家相比发展较晚，我们需要向发达国家学习借鉴，但是鉴于中国资源数量总量多个人平均较少的情况，以及中国各个地区的地形气候都各有所不同，在向发达国家学习经验时，不能盲目地学习，要根据自己自身的特殊情况进行有选择性地学习，立足于本国实际。

（一）发达国家发展农业的借鉴?

1、政府的大力支持对农业起着决定性的作用。美国政府的大力支持促进了美国农业率先实现农业现代化。国家大力支持农业正常发展，从而提高了农业生产的发展，进一步进行结构调整扩大规模，加大各种政策扶持的力度，促进农业的发展。中国各级农业部门应该认真贯彻落实中央农村工作会议的内容，做好当前农业的各项工作，出台和落实各种政府对农业的各种补贴的政策。中国政府应该全力支持农业的发展，提高农业生产力，从而进行农业的产业调整和扩大农业的生产销售规模，进一步加大对农业的各种补贴政策的强度，促进农业的发展。各地农业部门应该加强对农产品生产过程等重要环节的监管，以确保农产品的质量。除此之外还要高度重视农业安全生产。

2、加强农业科学技术推广的力度。在美国，政府是大力支持农业科技发展的，20世纪90年代末期，美国每年用于农业科学研究的经费约为620亿美元，对农业科技的投入强度高过社会平均的科技投入水平很多。农业科技支持着农业发展，美国就是因为科学的农业技术和完善的农业推广体系，才很早地实现了农业现代化。这与对农业科学技术的投入比重有着重大的关系。调整好农业科技所需支出占国家财政支出的比例，让资金严格落实到位。加强私营自己在农业科技投入的力度，让每一分钱都花到刀刃上，大力发展农业技术推广。在农业科技重视程度和其投入差距的形势下，直接影响到中美农业资源的使用效率。

3、实现农业的可持续发展。为了保护农业生态环境，充分利用农业资源，提高农业劳动生产率以及农产品商品率，保持农业的竞争力，美国特别重视农业的可持续发展。在合理利用自然资源、维护农业生态环境的情况下，与此同时，实行农业科学技术的创新，保护好自然资源，以生产足够的食物，满足当代人类及后代对农产品的需求，全面促进农业的可持续发展。既满足于当代人的需求，又不妨碍后代人对农业自然环境的需求。为农业可持续发展创造有利条件，提高农业资源利用率和农业生产率，通过适合的资源投入和科学的协调发展，既保证农业可持续发展的持续性，又保障农业资源的可持续利用，促进生态、经济的全面发展，保持在国际地位中的农业竞争力。

（二）中国农业需要发展加强的方面?

目前，中国农业的现代农业刚刚起步，既有传统农业的特征，又有现代化农业的趋势。而且中国很多地方条件存在很大差异，因此没有固定的形式，需要结合自己实际情况，采用不同的模式，逐渐地实现农业现代化

1、加强农业科学技术的作用。中国现在面临着人多地少的情况，随着政府推进工业化与城镇化，耕地数量将进一步下降，因此一味地通过增加耕地数量是不现实的。以科技和知识化的劳动投入为主，减少物质资源的投入，需要大力发展农业科技。大力增加农业科学的的投入，结合本国实际国情，发挥农业科技的作用，用来加强农业的发展。目前中国农业科技研发投入并不少，但是农业技术推广力度相对较小，以至于大量的农业科技研究成果没有很快地转化为劳动生产力。应该制定有效的奖励机制，鼓励农业科技人员将成果第一时间转化成生产力，使农业科学技术人员和农民都能直接从农业科技的成果中得到利益。

2、增强对农产品的补贴强度。根据世界上很多国家对农业发展的支持和世贸组织对扶持农产品的规定，大部分国家都对本国农业实行了各种不同的补贴方式。补贴力度直接影响产品市场的需求，间接影响农业市场的供给。中国农业补贴的强度也在逐年的提高。不过，与美国等发达国家和中国农业发展的客观情况的要求相比，还有很大的差距，存在着巨大的提升空间。通过农业直补、降低农产品流通费用等方式来加大对农业的补贴，是中国实行的做法。随着中国人口的持续增加、经济的发展和农村劳动力的转移，消费市场对农产品的需求有着多元化的环境，农产品有着较大的供给压力。保障粮食等主要农产品有效供给，提升农民务农积极性，必须增加各种补贴力度，这是客观的趋势，也是实现的路径。

3、加快农业规模化经营。城市化工业化的发展使得越来越多的农民进入城市，为中国农业适度规模经营创造了条件。各个地区应结合自身实际的情况，在符合农民意愿的基础上，寻找和探索适合并具有有自身特色的农业规模化经营的方法推行农业的适度规模经营方式，也可采取先在某些地区试点的办法，在该地区获得一定的成绩和认可后，再继续推广到其他的地区。通过规模化的农业经营方式，来提高劳动生产率，完善健康的农业市场，促进中国农业的发展。

4、加大培养农业人才的力度。中国农业人才现有的数量和素质都不高，达不到中国农业发展所要求的标准。一方面要加强对偏远地区以及贫困地区农村教育的建设，从根本上提高农民的综合素质和文化水平；另一方面要也要加强建设，就是在各类高校、高等职业院校以及技工类学校多开设涉一部分与农业相关的学科专业，以达到培养高素质农业人才的目的。结合中国农业的发展现状和未来的需求作出决策，注重实践和教学相结合，大力推广农业人才与农业市场的合作，培养具有高素质和高文化的农业人才。

1 农业生产的自动化和机器人化

1.1 什么是农业机械

1.2 从农业机械到农业机器人

1.2.1 农业机器人的定义

1.2.2 农业机器人的历史与作用

1.2.3 利用机器人的新式农业生产

2 机器视觉

2.1 农业机器人的机器视觉

2.2 对象的光学特性

2.3 机器视觉系统

2.3.1 能量的流动

2.3.2 照明

2.3.3 摄像元件和摄像机

2.3.4 从摄像机到PC的图像数据传送

2.4 机器视觉软件

2.4.1 颜色变换

2.4.2 前处理

2.4.3 二值图像的特征量测量

2.4.4 纹理特征量

2.4.5 位置检测

2.4.6 识别算法

2.5 来自机器视觉的信息

2.5.1 X射线图像

2.5.2 紫外图像

2.5.3 彩色图像

2.5.4 灰度图像

2.5.5 近红外图像

2.5.6 太赫兹波图像

2.5.7 高光谱图像

2.5.8 遥感图像

2.5.9 三维图像

2.5.1 0其他断层图像 3 末端执行器与机械臂

3.1 农业机器人的末端执行器与机械臂

3.2 对象物体的特性

3.2.1 物理特性

3.2.2 栽培方式

3.3 驱动器（传动装置）

3.3.1 电气式

3.3.2 液压式

3.3.3 气动式

3.3.4 SMA驱动器

3.4 传感器

3.4.1 微动开关

3.4.2 光电传感器

3.4.3 电位计

3.4.4 编码器

3.4.5 超声波传感器

3.4.6 PSD

3.4.7 激光测距仪

3.4.8 应变片

3.4.9 压力传感器

3.4.10 红外传感器

3.5 末端执行器

3.5.1 末端执行器的机构

3.5.2 末端执行器的功能

3.5.3 末端执行器的检测功能

3.6 机械臂

3.6.1 机械臂的基本机构

3.6.2 机械臂的种类及所适合的栽培方式

3.6.3 可操作性

3.6.4 冗余自由度机械臂

3.6.5 机械臂的安全性4 车辆自动化

4.1 野外车辆自动化

4.1.1 车辆自动化的构成要素

4.1.2 车辆自动化必需的机电知识

4.1.3 下一代机器人化技术

4.1.4 地面力学和非线性运动系统

4.2 导航传感器

4.2.1 GPS

4.2.2 超声波传感器

4.2.3 激光

4.2.4 地磁方位传感器

4.2.5 视觉传感器

4.2.6 陀螺仪

4.2.7 埋设电线

4.3 车辆运动建模

4.3.1 轮式车辆的建模

4.3.2 履带车辆的建模

4.3.3 步行车辆的建模

4.3.4 直升机的建模

4.3.5 基于卡尔曼滤波器的状态估计

4.4 车辆控制方法

4.4.1 古典控制

4.4.2 现代控制

4.4.3 自适应控制·学习控制

4.5 作业规划·路径规划

4.5.1 传统作业法和机器人作业法

4.5.2 路径生成法

4.5.3 作业规划的最优化

4.6 安全性与避障

4.6.1 车辆自动驾驶的安全性

4.6.2 自诊断机能

4.6.3 障碍物检出方法与回避动作

4.7 多智能体系统

4.7.1 综合系统与自主分散系统

4.7.2 网络机器人

4.7.3 基于协调动作的农作业高效化

参考文献

习题答案

索引 1 农业机械的机构与起步中的农业机器人

1.1 起步中的农业机器人

1.2 耕作机械

1.3 施肥机（堆肥、粉状肥料、粒状肥料、液体肥料）

1.4 播种机（撒播、条播、点播）

1.5 插秧机

1.6 蔬菜移植机

1.7 中耕除草机

1.8 植保机械

1.9 谷物收获机

1.10 旱田作物/蔬菜/果实收获机

1.11 分选/初加工机械

1.12 牧草收获机械

1.13 挤奶机械

1.14 搬运机械（动力搬运车、单轨式搬运车）

2 农业机器视觉的应用实例

2.1 土壤中的光谱检测

2.2 菊花的扦插

2.3 康乃馨和天竺葵的扦插

2.4 株间除草

2.5 作物行的识别

2.6 基于激光测距仪的外部环境识别

2.7 番茄/樱桃番茄的收获

2.8 樱桃番茄/草莓的收获

2.9 茄子的收获

2.10 黄瓜的收获

2.11 甘蓝的收获

2.12 柑橘的分选

2.13 香橙/酸橘的分选

2.14 桃子的分选

2.15 梨的分选

2.16 苹果的分选

2.17 柿子的分选

2.18 莲雾/猕猴桃的分选

2.19 葡萄的分选

2.20 番茄的分选

2.21 茄子的分选

2.22 黄瓜/苦瓜的分选

2.23 青椒的分选

2.24 马铃薯/洋葱的分选

2.25 芦笋的分选

2.26 大葱的初加工和分选

2.27 甘蓝的初加工和大型果实的分选

2.28 菊花切花的分选

2.29 木材的检测

2.30 畜/林/海产品的检测与处理

2.31 牛的监测

2.32 太赫兹波图像的应用

2.33 高光谱图像（AOTF）的应用

2.34 遥感图像的应用

3 农业机器人的末端执行器与机械臂的实例3.1 幼苗的移栽

3.2 菊花的扦插

3.3 嫁接

3.4 剪枝

3.5 葡萄套袋

3.6 葡萄疏粒、整形

3.7 葡萄的收获

3.8 柑橘/苹果的收获

3.9 草莓的收获（土培）

3.10 草莓的收获（高架栽培）

3.11 番茄的收获

3.12 樱桃番茄的收获

3.13 茄子的收获

3.14 黄瓜的收获和摘叶

3.15 生菜的收获

3.16 甘蓝的收获

3.17 西瓜的收获

3.18 重量型作物收获、作业辅助装置

3.19 蘑菇的收获

3.20 果实的分选

3.21 农产品的包装

3.22 剪羊毛

3.23 挤奶

3.24 植物工厂

3.25 加工食品的包装处理

4 车辆自动化的实例4.1 线控操纵

4.2 驾驶辅助系统

4.3 自动行走系统-1（GDS）

4.4 自动行走系统-2（GPS）

4.5 自动行走系统-3（视觉）

4.6 自动跟随控制

4.7 联合收获机机群管理系统

4.8 机器人拖拉机

4.9 耕作机器人

4.10 插秧机器人

4.11 水田除草机器人

4.12 温室内作业机器人的移动机构

4.13 温室内植保机器人

4.14 果园机器人

4.15 以视觉为基础的自主牧草收获机

4.16 草坪修剪机器人

4.17 陡坡地施肥机器人

4.18 单轨车

4.19 龙门作业车

4.20 履带式机器人

4.21 足式机器人

4.22 机器人直升机

4.23 主从式系统

4.24 遥控操作

参考文献

结束语

索引