本書按照機(jī)械制造工藝學(xué)基本理論 工程案例的框架編寫,主要包括機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)、機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械加工精度控制、機(jī)械加工表面質(zhì)量控制、機(jī)器裝配工藝設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造技術(shù)與模式、復(fù)雜工程問題求解能力實(shí)訓(xùn)等9章。*后一章通過7個(gè)典型機(jī)械制造工藝案例開展工程實(shí)訓(xùn)。本書也介紹了工業(yè)4.0中機(jī)械制造工藝的新變化。
本書不僅適用于機(jī)械類專業(yè)的初學(xué)者,對(duì)已有較多機(jī)械制造行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員同樣有較大幫助?勺鳛楦叩仍盒I(yè)教材,也可供機(jī)械制造行業(yè)工程技術(shù)人員參考和培訓(xùn)。
機(jī)械制造工藝學(xué)是本書內(nèi)容的傳統(tǒng)稱謂,其實(shí)質(zhì)是高階、高層次機(jī)械制造技術(shù)。它承接機(jī)械制造基礎(chǔ)課程,在金屬切削原理、常用金屬加工方法、金屬切削機(jī)床等內(nèi)容基礎(chǔ)上,深入闡述保證或提高機(jī)械零件加工精度與機(jī)器裝配質(zhì)量等的方法與技術(shù)。
感謝讀者和用戶對(duì)本書第1版的支持!在吸收第1版使用反饋信息的基礎(chǔ)上,結(jié)合編者十余年國(guó)企車輛研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和十多年高校教學(xué)經(jīng)驗(yàn),布局第2版內(nèi)容。在第1版的基礎(chǔ)上,本書增加了復(fù)雜工程問題求解能力實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,強(qiáng)化了數(shù)控加工工藝和增材制造等內(nèi)容,增加了與工業(yè)4.0相關(guān)的機(jī)械制造工藝等內(nèi)容,增添了機(jī)械制造工藝學(xué)理論的支撐素材(書后附錄),貫徹了新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。為了便于讀者參與國(guó)際交流與學(xué)習(xí),附錄L列出了機(jī)械制造工藝術(shù)語中英文對(duì)照。
我們?cè)诰帉戇^程中仍然延續(xù)第1版的基本寫作思想:
寫一本容易讀的書;
寫一本實(shí)用性強(qiáng)的書。力求使教師易教,學(xué)生易懂。一方面,讀者讀起來感覺內(nèi)容很簡(jiǎn)單;
另一方面,我們努力使書中內(nèi)容與工程現(xiàn)實(shí)接軌,努力縮小校園教育與社會(huì)職場(chǎng)需求的差距。
本書主要特點(diǎn)如下:
(1) 體系完整,結(jié)構(gòu)合理本書具有完整的機(jī)械制造工藝學(xué)知識(shí)體系。在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上,努力使知識(shí)闡述更加循序漸進(jìn)、循循善誘,更加符合人類認(rèn)知規(guī)律,并富有啟發(fā)性。
(2) 重點(diǎn)突出,易讀易懂突出工藝設(shè)計(jì)的課程主線,加強(qiáng)機(jī)械制造工藝與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)意識(shí)。全書敘述簡(jiǎn)明,論述精煉,適應(yīng)快節(jié)奏生活,追求良好的閱讀體驗(yàn)。本書進(jìn)行了易讀性和易懂性設(shè)計(jì),避免大量專業(yè)知識(shí)涌現(xiàn)對(duì)讀者造成壓迫感和窒息感。
(3) 能力培養(yǎng),接軌職場(chǎng)機(jī)械制造工藝是機(jī)械行業(yè)的一項(xiàng)重要工程實(shí)用技術(shù)。本書強(qiáng)化了實(shí)用性知識(shí)內(nèi)容的闡述,強(qiáng)化了理論闡述與工程實(shí)際的聯(lián)系,采用統(tǒng)一的理論與方法貫穿全書。追求以不變之理應(yīng)萬變事物的能力,切實(shí)提升讀者處理復(fù)雜工程問題的能力?s小校園教育與職場(chǎng)需求的差距,拉近學(xué)校人才培養(yǎng)與社會(huì)人才需求的距離。
(4) 階梯難度,學(xué)教發(fā)展面向不同讀者的需求,內(nèi)容采用梯級(jí)化設(shè)計(jì),前八章為一般機(jī)械制造工藝?yán)碚撝v解,第9章為復(fù)雜工程問題求解能力培養(yǎng)內(nèi)容。既面向各類型高校學(xué)生大眾的需求,也面向高校及社會(huì)卓越人才需求。順應(yīng)當(dāng)前學(xué)習(xí)與教學(xué)方式變革,滿足如大眾教育 卓越人才培養(yǎng)理論 應(yīng)用案例必修 選修課堂教學(xué) 課外自學(xué)等多種教學(xué)與人才培養(yǎng)模式的需要,適應(yīng)專業(yè)認(rèn)證和卓越人才培養(yǎng)的需求。
(5) 融合數(shù)控,典型示范針對(duì)當(dāng)前傳統(tǒng)機(jī)械加工方式與數(shù)控加工方式并存的現(xiàn)狀,融合傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容,配備典型機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容,起拋磚引玉的示范作用。
(6) 體現(xiàn)發(fā)展,面向未來在內(nèi)容取舍等多方面反映行業(yè)技術(shù)發(fā)展變化。增加了基于模型的工藝設(shè)計(jì)(工業(yè)4.0時(shí)代的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)),強(qiáng)化了增材制造(3D打印)等反映新技術(shù)發(fā)展的內(nèi)容。面向智能制造和工業(yè)4.0等制造業(yè)變革,引入工業(yè)信息化、智能化思想與觀念,適應(yīng)信息物理系統(tǒng)(cyberphysical system, CPS)在制造業(yè)的推廣應(yīng)用。
本書內(nèi)容按階梯難度設(shè)計(jì)以適應(yīng)多種課時(shí)安排,可以方便依據(jù)教學(xué)計(jì)劃編排授課內(nèi)容。特別建議除課堂教學(xué)外,另配備一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
對(duì)用本書作為教材的教師來說,可以通過電子郵件tonglichang@126.com與作者聯(lián)系,可以獲得相關(guān)的教學(xué)支撐資料。
對(duì)于自學(xué)讀者,在閱讀本書之外,選一本機(jī)械制造工藝手冊(cè)作為參考資料,作為對(duì)本書內(nèi)容的補(bǔ)充,預(yù)期將會(huì)收到較好的學(xué)習(xí)效果。
本書編寫分工如下:
第4、5章主要由佟志忠編寫,其余部分由常同立編寫。全書由常同立組織編寫,并完成統(tǒng)稿和校稿工作。常悅參與書的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和易讀性設(shè)計(jì)。郭志鵬、潘正琦、和建增協(xié)助編寫。東北林業(yè)大學(xué)王述洋教授對(duì)本書進(jìn)行了審閱。
由于編者水平有限,書中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免,懇請(qǐng)讀者不吝指正。
編者
2018年1月
第1章機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)
1.1機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)過程概述
1.2生產(chǎn)類型及其工藝特點(diǎn)
1.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型
1.2.2生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)
1.3機(jī)械加工質(zhì)量
1.3.1加工精度的含義
1.3.2加工表面質(zhì)量的含義
1.3.3加工表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響
1.4加工精度的獲得方法
1.5機(jī)械加工工藝過程組成
1.6設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)
1.7基本尺寸鏈理論
1.7.1尺寸鏈的概念、組成及特性
1.7.2尺寸鏈的分類
1.7.3尺寸鏈的基本計(jì)算方法
1.7.4尺寸鏈計(jì)算公式的使用方法
1.7.5工藝尺寸鏈的應(yīng)用
習(xí)題及思考題
第2章機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)
2.1機(jī)械加工工藝規(guī)程
2.2機(jī)械加工工藝性審查
2.2.1零件圖的完整性與統(tǒng)一性審查
2.2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性審查
2.2.3圖樣標(biāo)注的合理性
2.2.4材料選用合理性
2.3零件圖加工分析
2.3.1零件的結(jié)構(gòu)分析
2.3.2零件的技術(shù)要求分析
2.3.3識(shí)別零件的主要表面并確定其加工方案
2.3.4確定零件其他加工表面的加工方案
2.3.5定位基準(zhǔn)的選擇
2.4毛坯的選擇
2.4.1毛坯的種類
2.4.2毛坯選擇方法
2.5機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)
2.5.1工序類型
2.5.2加工階段的劃分
2.5.3工序的集中與分散
2.5.4加工順序的安排
2.6工序設(shè)計(jì)
2.6.1機(jī)床與工藝裝備的選擇
2.6.2切削用量的確定
2.6.3加工余量的擬定
2.6.4工序尺寸及其公差的確定
2.6.5工序簡(jiǎn)圖
2.7工藝方案的生產(chǎn)率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
2.7.1時(shí)間定額與提高生產(chǎn)率的措施
2.7.2工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
習(xí)題及思考題
第3章數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)
3.1數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)總述
3.1.1數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)步驟及文件
3.1.2數(shù)控加工零件工藝分析
3.1.3數(shù)控加工工藝過程設(shè)計(jì)
3.1.4數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)
3.1.5數(shù)控加工程序
3.2數(shù)控車床工藝設(shè)計(jì)
3.2.1適合加工表面
3.2.2定位基準(zhǔn)與工件裝夾
3.2.3刀具
3.2.4工序劃分
3.2.5加工順序
3.2.6走刀路線
3.3數(shù)控銑床工藝設(shè)計(jì)
3.3.1適合加工表面
3.3.2定位基準(zhǔn)與工件裝夾
3.3.3刀具
3.3.4數(shù)控銑削方式
3.3.5走刀路線
3.4加工中心工藝設(shè)計(jì)
3.4.1適合加工表面
3.4.2加工中心的選擇
3.4.3加工方案設(shè)計(jì)
3.4.4加工順序
3.4.5定位基準(zhǔn)與工件裝夾
3.4.6走刀路線
習(xí)題及思考題
第4章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
4.1概述
4.1.1工件的裝夾
4.1.2夾具的組成、分類和在機(jī)械加工中的作用
4.1.3工件在夾具中加工時(shí)加工誤差的組成
4.2工件在夾具中的定位
4.2.1工件定位的基本原理
4.2.2工件定位方式及其所用定位元件
4.2.3定位誤差的分析和計(jì)算
4.3工件在夾具中的夾緊
4.3.1工件的夾緊及對(duì)夾緊裝置的基本要求
4.3.2常用典型夾緊機(jī)構(gòu)
4.4夾具的其他元件
4.4.1夾具的連接元件
4.4.2夾具的分度裝置
4.4.3夾具體
4.5典型機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
4.5.1鉆床夾具設(shè)計(jì)
4.5.2鏜床夾具設(shè)計(jì)
4.5.3車床夾具設(shè)計(jì)
4.5.4銑床夾具設(shè)計(jì)
4.6夾具的設(shè)計(jì)方法和步驟
4.6.1對(duì)機(jī)床夾具的基本要求
4.6.2夾具的設(shè)計(jì)步驟
4.6.3夾具設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題及思考題
第5章機(jī)械加工精度控制
5.1影響機(jī)械加工精度的因素
5.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差及磨損
5.2.1機(jī)床誤差
5.2.2夾具制造誤差及磨損
5.2.3刀具制造誤差及磨損
5.3工藝系統(tǒng)的受力變形
5.3.1工藝系統(tǒng)剛度
5.3.2工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響
5.3.3減少受力變形對(duì)加工精度影響的措施
5.4工藝系統(tǒng)的熱變形
5.4.1工藝系統(tǒng)的熱源
5.4.2熱變形對(duì)加工精度的影響
5.4.3減小熱變形對(duì)加工精度影響的措施
5.5其他影響加工精度的因素及改進(jìn)措施
5.5.1加工原理誤差
5.5.2測(cè)量誤差
5.5.3調(diào)整誤差
5.5.4殘余應(yīng)力
5.6加工誤差的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
5.6.1加工誤差的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律
5.6.2分布圖分析法
5.6.3點(diǎn)圖分析法
5.7控制加工精度的途徑
習(xí)題及思考題
第6章機(jī)械加工表面質(zhì)量控制
6.1影響加工表面質(zhì)量的因素
6.1.1影響表面粗糙度的工藝因素
6.1.2影響零件表層物理力學(xué)性能的因素
6.2機(jī)械加工中的振動(dòng)
6.2.1機(jī)械加工動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)
6.2.2機(jī)械加工中的受迫振動(dòng)
6.2.3機(jī)械加工中的自激振動(dòng)
6.3控制機(jī)械加工表面質(zhì)量的措施
習(xí)題及思考題
第7章機(jī)器裝配工藝設(shè)計(jì)
7.1機(jī)器裝配與裝配精度
7.1.1機(jī)器裝配的概念
7.1.2裝配系統(tǒng)圖與裝配工藝系統(tǒng)圖
7.1.3裝配精度
7.2裝配的組織形式及生產(chǎn)綱領(lǐng)
7.3裝配尺寸鏈
7.3.1裝配尺寸鏈的概念
7.3.2裝配尺寸鏈的建立
7.3.3裝配尺寸鏈的計(jì)算方法
7.4保證裝配精度的裝配方法
7.4.1互換裝配法
7.4.2分組裝配法
7.4.3修配裝配法
7.4.4調(diào)整裝配法
7.5裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
7.5.1裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的步驟、方法和內(nèi)容
7.5.2裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容
習(xí)題及思考題
第8章先進(jìn)制造技術(shù)與模式
8.1非傳統(tǒng)加工方法
8.1.1電火花加工
8.1.2電化學(xué)加工
8.1.3高能束加工
8.1.4超聲波加工
8.2增材制造
8.2.1光敏樹脂液相固化成型
8.2.2熔融沉積快速成型
8.2.3薄片分層疊加成型
8.2.4選擇性激光粉末燒結(jié)成型
8.3成組技術(shù)
8.4計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)
8.5計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
8.6先進(jìn)制造模式
8.6.1并行工程
8.6.2精益生產(chǎn)
8.6.3敏捷制造
8.7基于模型的機(jī)械制造工藝(面向工業(yè)4.0)
8.7.1工業(yè)4.0與中國(guó)制造2025
8.7.2基于模型的定義與基于模型的企業(yè)
8.7.3基于模型的零件制造工藝
8.7.4基于模型的裝配工藝
8.7.5基于模型的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
習(xí)題及思考題
第9章復(fù)雜工程問題求解能力實(shí)訓(xùn)
9.1軸類零件加工工藝
9.1.1工程案例分析
9.1.2軸類零件加工工藝總述
9.2盤套類零件加工工藝
9.2.1工程案例分析
9.2.2盤套類加工工藝總述
9.3箱體類零件加工工藝
9.3.1工程案例分析
9.3.2箱體類加工工藝總述
9.4異形零件加工工藝
9.4.1工程案例分析
9.4.2異形類零件加工工藝總述
9.5工序尺寸設(shè)計(jì)
9.5.1零件加工分析
9.5.2工序尺寸設(shè)計(jì)方法
9.5.3機(jī)械加工工藝
9.6數(shù)控與圓柱齒輪加工工藝
9.6.1工程案例分析
9.6.2圓柱齒輪類加工工藝
9.7裝配工藝
9.7.1裝配圖分析
9.7.2裝配工藝過程設(shè)計(jì)
9.7.3裝配尺寸鏈分析
習(xí)題及思考題
附錄A平面尺寸鏈計(jì)算方法
附錄B常見工藝性差現(xiàn)象
附錄C標(biāo)準(zhǔn)公差系列
附錄D機(jī)械加工表層結(jié)構(gòu)Rz、Ha數(shù)據(jù)
附錄E可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)
附錄F機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀型號(hào)
附錄G數(shù)控加工工具系統(tǒng)
附錄H工件典型定位方式
附錄I常見加工需要限制的自由度
附錄J常見定位方式定位誤差
附錄K正態(tài)分布F(z)值
附錄L機(jī)械制造工藝術(shù)語(中英對(duì)照)
主要參考文獻(xiàn)