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机械制造发展简史是什么?

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  机械制造工艺的发展,可以作为人类社会生产水平发展的标志。机械制造工艺是研究机械工程发展史的一个重要的基本问题。机械制造工艺的发展水平,对各行业所用工具、设备的技术水平有重大影响。本节着重介绍中国古代制造机械或工具时使用的技术、设备和方法,重点研究以下几个方面的问题:

  ①热加工工艺,指被加工材料要加热到高于再结晶温度,使其机械性质有较大变化(如金属材料在高温下变软,甚至变为液体),以便成型,如铸、锻、焊、热处理及多种表面处理工艺。

  ②冷加工工艺,指古代机械加工工艺中,在常温下的加工方法。古代冷加工从打制石器开始,逐渐发展到对石、木、骨、金属的切割、钻孔、磨、研等工艺。

  ③测量方法,包括测量工具和测量管理的发展,它在一定程度上反映了机械制造工艺发展的规模和水平。

  机械加工使用的材料反映了当时的工艺水平,并对产品性能有较大影响。古代加工对象由石、木、骨等非金属材料逐渐发展为各种金属材料。

  古代机械加工主要使用人力、畜力作为动力,后来逐渐发展为以水力、风力、热力和弹力等作为动力。

  古代机械加工首先是为了满足生活和生产需求,产品多为生活和生产中使用的器械及工具,但这些器具多为木制,未能流传下来。根据发掘出来的大量古代工艺晶(许多为礼器)和武器,可以领略到当时机械工艺发展的水平。

  机械加工工艺大多需要一定的设计才能实现,因此,研究古代的机械加工设备及其发展规模,对了解古代工艺的发展水平具有重要意义。在古代机械加工工艺发展过程中,以上几个方面是互相联系又互相促进的。充分掌握有关古代机械加工工艺方面的资料,并加以综合比较和分析,才能较确切地了解古代机械制造工艺的发展情况。

  人类在进化过程中为了生存和抵御自然界其他猛兽的侵袭,首先学会了制作和使用工具。史前时期的加工对象基本上为非金属,用于制造工具的材料为石、木、骨、蚌壳等,采用的动力为人力。据分析,一个原始的切削加工过程已经具备了三个基本要素:即刀具(带刃口的工具)、被加工的对象(木、骨等)和切削运动(人用手握住刀具和被加工对象,并使它们之间有一定的作用力和相对运动)。刀具的发明和切削加工的应用在人类发展历史上有着重要的意义。刀和火的发现与应用是人类的两大重要发明。人类对刀的认识重点在于刀刃,由图2-3可以看出刀刃的锋利和光滑程度不断提高,表明了人类认识的提高和制造工艺的发展。在旧石器时代主要用石料做切削工具,而在新石器时代的仰韶文化时期,随着农业的发展,要求更多数量和品种的工具,因而进一步发展了以骨、玉等为材料制造的工具。

  图2-3石器时代的工具当时石制刀具的制造方法有打制和磨制两种。打制刀具是将天然砾石不加修整即行打制,除刃口部分外,其他部分很少加工。在旧石器时代一般都没有精加工步骤。磨制刀具大致可以分为以下加工步骤:(1)毛坯制造,从砾石上打下石片,或用木板加砂蘸水磨擦切削,使刀具初步成形;(2)磨削,可以分为粗磨和细磨两个步骤,分别用粗砂或细砂蘸水进行磨削,许多出土石刀上有磨制的痕迹;(3)精制刃部,可将刀刃的一面或两面磨成斜刃;(4)钻孔,用木棒加砂蘸水用手转动,有些孔形特别整齐,可能是在棒上加了弓形物,使转动加速。为了磨制方便,可由两面对钻,钻孔前划线沟,以保证两面的孔对准。

  图2-3(e)是几种由不同材料制成的组合式结构刀具。有用绳索将石镞固定在木制箭杆上的木杆石镞,为固定牢固,在箭杆上开出夹持槽,把箭头放人槽内。其余为镶嵌在骨制刀柄上的石刃骨柄匕首和石刃骨柄刀。