本書主要介紹機(jī)械制造技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容,包括零件成形方法、機(jī)械制造中的加工方法、生產(chǎn)過程與組織、金屬切削原理及刀具、金屬切削機(jī)床、工件定位與夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械零件加工質(zhì)量分析與控制、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造技術(shù)等。本書注重基本理論知識(shí)的闡述,兼顧新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展方向的介紹,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。本書引用大量常見的工程案例,使讀者了解相關(guān)知識(shí)來源于工程實(shí)踐又指導(dǎo)工程實(shí)踐的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,加深讀者對(duì)所學(xué)課程專業(yè)知識(shí)的理解。 本書可作為高等工科院校機(jī)械類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材,也可作為成人高校機(jī)械類本科專業(yè)教材,還可供制造企業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
杜勁,畢業(yè)于山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,獲得工學(xué)博士學(xué)位。主要從事教學(xué)科研工作,目前主持國家自然科學(xué)基金-青年基金1項(xiàng),國家博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng),山東省博士后創(chuàng)新基金1項(xiàng),曾參與國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)、國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)資助項(xiàng)目、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(xiàng)等課題的研究,以第一作者名義發(fā)表學(xué)術(shù)論文16篇,其中SCI、EI收錄12篇,獲得國家發(fā)明專利2項(xiàng)。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 制造業(yè)和機(jī)械制造技術(shù) 1
1.2 常用的機(jī)械制造技術(shù) 1
1.2.1 材料成形方法 1
1.2.2 金屬切削加工方法 8
1.2.3 特種加工工藝 13
1.3 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與組織 19
1.3.1 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程 19
1.3.2 生產(chǎn)類型 20
1.3.3 產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與組織 20
習(xí)題 22
參考文獻(xiàn) 22
第2章 金屬切削原理 23
2.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 23
2.1.1 切削運(yùn)動(dòng) 23
2.1.2 工件表面 24
2.1.3 切削用量三要素 25
2.1.4 切削層參數(shù)與切削方式 25
2.2 刀具的結(jié)構(gòu) 27
2.2.1 刀具切削部分的組成 27
2.2.2 刀具角度的參考平面 28
2.2.3 刀具的標(biāo)注角度 29
2.2.4 刀具的工作角度 30
2.3 切削過程的基本規(guī)律 34
2.3.1 金屬切削過程 34
2.3.2 材料去除機(jī)理及切屑控制 38
2.3.3 切削過程中前刀面上的摩擦和積屑瘤現(xiàn)象 41
2.4 切削力 44
2.4.1 切削力的來源與分解 44
2.4.2 切削力的測(cè)量與計(jì)算方法 45
2.4.3 影響切削力的主要因素 46
2.5 切削熱與切削溫度 48
2.5.1 切削熱的來源與傳出 48
2.5.2 切削溫度的測(cè)量與計(jì)算方法 50
2.5.3 切削區(qū)的溫度及其分布 51
2.5.4 影響切削溫度的主要因素 52
2.6 切削加工表面完整性 53
2.6.1 加工表面完整性的概念及影響因素 53
2.6.2 加工表面完整性的表征 54
2.6.3 表面完整性對(duì)零件使用性能的影響 57
2.6.4 表面完整性的改善途徑 57
習(xí)題 59
參考文獻(xiàn) 60
第3章 金屬切削刀具 61
3.1 刀具材料 61
3.1.1 刀具材料的基本要求 61
3.1.2 常用的刀具材料 62
3.1.3 涂層刀具 66
3.2 刀具的種類 67
3.2.1 車刀 67
3.2.2 孔加工刀具 68
3.2.3 銑刀 71
3.2.4 拉刀類刀具 71
3.2.5 螺紋刀具 72
3.2.6 齒輪刀具 72
3.2.7 數(shù)控刀具 73
3.2.8 磨具 73
3.3 工件材料的切削加工性與刀具選擇 73
3.3.1 工件材料的切削加工性 73
3.3.2 刀具的選擇 78
3.4 切削用量的選擇和提高 84
3.4.1 切削用量的選擇 85
3.4.2 提高切削用量的途徑 86
習(xí)題 87
參考文獻(xiàn) 87
第4章 金屬切削機(jī)床 88
4.1 金屬切削機(jī)床基本知識(shí) 88
4.1.1 機(jī)床的分類 88
4.1.2 機(jī)床的型號(hào)編制 89
4.1.3 機(jī)床加工零件表面的成形方法與所需運(yùn)動(dòng) 91
4.1.4 機(jī)床的組成與性能 98
4.2 常見的金屬切削機(jī)床 99
4.2.1 車床 99
4.2.2 銑床 101
4.2.3 磨床 103
4.2.4 鉆床 106
4.2.5 數(shù)控機(jī)床 107
4.2.6 加工中心 109
4.3 復(fù)合數(shù)控機(jī)床及其他機(jī)床 111
4.3.1 復(fù)合數(shù)控機(jī)床 111
4.3.2 其他機(jī)床 112
習(xí)題 116
參考文獻(xiàn) 116
第5章 工件的定位與夾緊 117
5.1 概述 117
5.1.1 夾具的作用 117
5.1.2 夾具的分類 117
5.1.3 夾具的組成 118
5.2 定位基準(zhǔn)及定位原理 119
5.2.1 定位基準(zhǔn) 119
5.2.2 六點(diǎn)定位原理 121
5.2.3 常見的定位形式 122
5.3 常見的定位方式和定位元件及設(shè)計(jì)要求與材料 124
5.3.1 常見的定位方式及定位元件 125
5.3.2 定位元件的設(shè)計(jì)要求與材料 135
5.4 定位誤差分析 136
5.4.1 定位誤差及其產(chǎn)生原因 136
5.4.2 定位誤差的計(jì)算方法 138
5.4.3 典型例題 138
5.5 工件在夾具中的夾緊 140
5.5.1 夾緊裝置的組成及要求 140
5.5.2 夾緊力的確定 141
5.5.3 典型夾緊機(jī)構(gòu) 144
習(xí)題 147
參考文獻(xiàn) 149
第6章 機(jī)械零件加工質(zhì)量分析與控制 150
6.1 機(jī)械加工精度與獲得方法 150
6.1.1 機(jī)械加工精度的基本概念 150
6.1.2 研究機(jī)械加工精度的目的和方法 150
6.1.3 獲得機(jī)械加工精度的方法 151
6.2 工藝系統(tǒng)的幾何誤差 153
6.2.1 機(jī)械加工過程中的原始誤差 153
6.2.2 工藝系統(tǒng)原始誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響及其控制 154
6.2.3 機(jī)床誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響 154
6.2.4 工藝系統(tǒng)其他幾何誤差對(duì)加工精度的影響 164
6.3 工藝系統(tǒng)的受力變形及其對(duì)工件精度的影響 166
6.3.1 基本概念 166
6.3.2 工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響 172
6.3.3 減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑 177
6.4 工藝系統(tǒng)的熱變形及其對(duì)工件精度的影響 179
6.4.1 工藝系統(tǒng)的熱源與熱平衡 179
6.4.2 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響 181
6.4.3 工件熱變形對(duì)加工精度的影響 184
6.4.4 刀具熱變形對(duì)加工精度的影響 184
6.4.5 減少工藝系統(tǒng)熱變形的方法 185
6.5 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法 185
習(xí)題 186
參考文獻(xiàn) 188
第7章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 189
7.1 基本概念 189
7.1.1 生產(chǎn)過程與機(jī)械加工工藝過程 189
7.1.2 機(jī)械加工工藝過程的組成 189
7.1.3 生產(chǎn)類型 190
7.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 192
7.2.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原則及原始資料 192
7.2.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 193
7.2.3 制定機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)要解決的主要問題 194
7.3 加工余量及其確定方法 201
7.3.1 加工余量的概念 201
7.3.2 影響加工余量的因素 201
7.3.3 確定加工余量的方法 203
7.4 加工工藝尺寸的分析計(jì)算 204
7.4.1 尺寸鏈的基本概念 204
7.4.2 加工尺寸鏈概述 208
7.4.3 加工工藝尺寸計(jì)算舉例 209
7.4.4 加工尺寸鏈的應(yīng)用 216
7.5 工藝方案的生產(chǎn)率及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 217
7.5.1 生產(chǎn)率分析 217
7.5.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 218
7.6 提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施 221
7.6.1 縮短單件時(shí)間定額 221
7.6.2 采用先進(jìn)的工藝方法 223
7.6.3 實(shí)行多臺(tái)機(jī)床看管 224
7.6.4 進(jìn)行高效及自動(dòng)化加工 224
7.7 裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 224
7.7.1 機(jī)器裝配的生產(chǎn)類型及其特點(diǎn) 224
7.7.2 達(dá)到裝配精度的工藝方法 226
7.7.3 裝配尺寸鏈 228
7.7.4 裝配工藝規(guī)程的制定 236
習(xí)題 239
參考文獻(xiàn) 241
第8章 先進(jìn)制造技術(shù) 242
8.1 先進(jìn)制造技術(shù)概論 242
8.1.1 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)容 242
8.1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn) 243
8.1.3 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 245
8.2 典型先進(jìn)制造模式簡(jiǎn)介 246
8.2.1 智能制造 246
8.2.2 敏捷制造 249
8.2.3 并行工程 251
8.2.4 虛擬制造系統(tǒng) 253
8.3 幾種常用的先進(jìn)制造技術(shù) 255
8.3.1 高速及超高速切削加工技術(shù) 255
8.3.2 增材制造技術(shù) 259
8.3.3 復(fù)合加工技術(shù) 265
8.3.4 微納米制造技術(shù) 268
習(xí)題 270
參考文獻(xiàn) 270