机械制造技术基础

目 录

第1章 机械制造概述 1

1.1 制造的概念 1

1.2 制造过程 2

1.2.1 生产过程和工艺过程 2

1.2.2 工艺过程的组成 3

1.3 制造系统和工艺系统 4

1.4 制造过程的生产组织 6

1.4.1 生产纲领 6

1.4.2 生产类型 6

1.5 制造技术的发展 7

1.5.1 材料及制造方法的发展 7

1.5.2 加工质量的发展 8

1.5.3 生产类型的演变和发展 9

1.5.4 制造自动化的发展 10

1.6 课程主要内容及学习要求 11

1.7 本课程的学习方法 12

1.8 思考及练习题 12

第2章 机械加工方法与机床 13

2.1 零件表面成形方法 13

2.1.1 成形方法概述 13

2.1.2 加工表面形状及形成过程 13

2.1.3 获得加工表面形状的方法 14

2.2 常用机械加工方法 15

2.2.1 车削加工 15

2.2.2 铣削加工 18

2.2.3 刨削、插削与拉削加工 21

2.2.4 钻削和镗削加工 25

2.2.5 齿轮和螺纹加工 31

2.2.6 磨削加工 35

2.2.7 精密和超精密切削加工 40

2.2.8 高速切削加工 41

2.2.9 特种加工 41

2.3 机床概论 46

2.3.1 机床的基本组成 46

2.3.2 机床的技术和性能指标 47

2.4 机床的分类及型号 49

2.4.1 机床的分类 49

2.4.2 金属切削机床型号编制方法 50

2.5 机床的传动 52

2.5.1 机床的传动链 53

2.5.2 机床分级传动 53

2.5.3 无级变速传动 55

2.6 数控机床、加工中心 56

2.6.1 数控机床的概念 56

2.6.2 数控机床的组成 56

2.6.3 数控机床的特点 57

2.6.4 数控机床的分类 57

2.6.5 加工中心 60

2.6.6 并联机床 61

2.7 思考及练习题 62

第3章 金属切削原理与刀具 63

3.1 切削运动与切削要素 63

3.1.1 切削运动与切削表面 63

3.1.2 切削要素 64

3.2 刀具基础知识 65

3.2.1 刀具切削部分的组成 65

3.2.2 确定刀具角度的参考系 66

3.2.3 刀具的标注角度 67

3.2.4 刀具的工作角度 67

3.3 常用刀具简介 68

3.3.1 刀具分类 68

3.3.2 常用刀具简介 69

3.4 刀具材料 77

3.4.1 刀具材料应具备的性能 77

3.4.2 常用刀具材料 78

3.4.3 新型刀具材料的发展方向 80

3.5 切削变形与切屑的形成过程 81

3.5.1 切削变形及变形区划分 81

3.5.2 切屑形成过程 81

3.5.3 切屑变形程度的表示方法 82

3.5.4 积屑瘤的形成及其对加工过程的影响 83

3.5.5 切屑类型及控制 84

3.6 切削力 85

3.6.1 切削力的来源及分解 85

3.6.2 切削功率 86

3.6.3 切削力的经验公式 87

3.6.4 影响切削力的因素 89

3.7 切削热与切削温度 90

3.7.1 切削热的产生和传出 90

3.7.2 切削温度测量 91

3.7.3 切削温度分布 92

3.7.4 影响切削温度的因素 93

3.7.5 切削温度对工件、刀具和切削加工过程的影响 94

3.8 刀具磨损与刀具寿命 94

3.8.1 刀具磨损形式 94

3.8.2 刀具磨损机理 96

3.8.3 刀具磨损过程及磨钝标准 97

3.8.4 刀具寿命 98

3.9 工件材料的切削加工性 101

3.9.1 工件材料切削加工性 101

3.9.2 影响材料加工性的因素及改善途径 102

3.10 刀具几何角度的合理选择 102

3.10.1 前角的选择 103

3.10.2 后角的选择 103

3.10.3 主、副偏角的选择 104

3.10.4 刃倾角的选择 105

3.11 切削用量的合理选择 106

3.12 磨削原理 108

3.12.1 砂轮的特性和选择 109

3.12.2 磨削过程 111

3.13 思考及练习题 116

第4章 机床夹具原理 117

4.1 机床夹具概述 117

4.2 工件在夹具中的定位 119

4.2.1 基准的概念 119

4.2.2 工件定位的基本原理 121

4.2.3 定位方式及定位元件 124

4.3 工件在夹具中的夹紧 132

4.3.1 加紧装置的组成及其设计要求 133

4.3.2 夹紧力的确定 133

4.3.3 夹紧机构设计 136

4.3.4 偏心夹紧机构 139

4.3.5 夹紧动力源装置 141

4.4 夹具中的其他原件与装置 142

4.4.1 夹具的连接元件 142

4.4.2 夹具的分度装置 144

4.4.3 夹具的对刀导引元件 147

4.4.4 夹具体 149

4.5 现代机床夹具 151

4.5.1 数控机床夹具 151

4.5.2 组合夹具 152

4.5.3 通用可调夹具和成组夹具 153

4.6 机床夹具设计方法和步骤 155

4.7 思考及练习题 157

第5章 机械加工质量分析与控制 161

5.1 机械加工精度概述 161

5.1.1 加工精度的基本概念 161

5.1.2 获取加工精度的方法 161

5.1.3 经济加工精度 163

5.1.4 研究机械加工精度的方法 163

5.2 影响加工精度的因素 164

5.2.1 原始误差及其与加工误差的关系 164

5.2.2 原理误差对加工误差的影响 165

5.2.3 工艺系统制造、安装及磨损引起的加工误差 166

5.2.4 定位误差对加工误差的影响 173

5.2.5 工艺系统受力变形引起的加工误差 177

5.2.6 工艺系统受热变形引起的误差 186

5.2.7 内应力引起的误差 191

5.3 加工误差综合分析 192

5.3.1 加工误差的性质与分析方法 192

5.3.2 分布图分析法 193

5.3.3 工艺过程点图分析法 202

5.4 提高加工精度的措施 206

5.4.1 减小原始误差法 206

5.4.2 误差抵消或补偿方法 206

5.4.3 误差分组法 206

5.4.4 误差转移方法 207

5.4.5 就地加工方法 207

5.4.6 误差平均方法 208

5.4.7 自动控制误差方法 208

5.5 机械加工表面质量分析 208

5.5.1 机械加工表面质量的内容 208

5.5.2 机械加工表面质量对零件使用性能的影响 209

5.5.3 机械加工表面粗糙度的影响因素 210

5.5.4 机械加工表面层物理机械性能的影响因素 212

5.5.5 控制表面质量的工艺途径 216

5.5.6 机械加工中的振动 219

5.6 思考及练习题 227

第6章 机械加工工艺规程制订 232

6.1 工艺规程概述 232

6.2 制订工艺规程的技术准备 235

6.2.1 零件图的分析 235

6.2.2 毛坯的选择 236

6.3 定位基准选择 238

6.3.1 基准选择问题的提出 238

6.3.2 基准的选择 238

6.4 工艺路线拟订 240

6.4.1 表面加工方法的选择 241

6.4.2 加工工序的划分与安排 243

6.4.3 加工余量的确定 246

6.5 工序尺寸及其偏差的确定 248

6.5.1 基准重合时工序尺寸及其公差的计算 248

6.5.2 基准不重合时工序尺寸及其公差的计算 248

6.5.3 工序图绘制及其尺寸标注 259

6.6 机床与工艺装备选择 259

6.7 工艺过程的生产率及技术经济分析 260

6.7.1 生产率分析 260

6.7.2 工艺过程的技术经济分析 262

6.8 数控加工工艺设计 263

6.8.1 数控加工工艺设计概述 264

6.8.2 数控加工的工艺分析和工艺设计 265

6.9 机械加工工艺规程制订实例 269

6.10 思考及练习题 271

第7章 机器装配工艺基础 274

7.1 概述 274

7.1.1 机器装配的基本概念 274

7.1.2 机器装配的主要内容 275

7.1.3 装配精度与零件精度的关系 276

7.2 装配尺寸链 277

7.2.1 装配尺寸链的基本概念 277

7.2.2 装配尺寸链的建立 277

7.2.3 装配尺寸链的计算方法 278

7.3 保证装配精度的工艺方法 279

7.3.1 互换装配法 279

7.3.2 选配法 281

7.3.3 修配法 283

7.3.4 调整法 285

7.4 装配工艺规程的制订 287

7.4.1 装配工艺规程概述 287

7.4.2 装配工艺规程制订的方法和步骤 287

7.5 装配自动化及先进装配技术 293

7.6 思考及练习题 294

参考文献 296