现代机械加工新技术

第1章 绪论

1.1 先进制造技术

1.2 21世纪的先进制造工艺技术

1.3 机械加工技术

1.4 本课程的内容

思考题

第2章 高速与超高速切削技术

2.1 概述

2.1.1 高速切削的概念与高速切削技术

2.1.2 高速与超高速切削的特点

2.1.3 高速与超高速切削技术的研究发展现状

2.1.4 高速与超高速切削对机床的新要求

2.2 实施高速与超高速切削的关键技术

2.3 独特的主轴结构单元

2.3.1 电主轴单元的分类

2.3.2 主轴轴承

2.3.3 电主轴的冷却和轴承的润滑

2.3.4 电主轴的动平衡

2.3.5 电主轴的选用

2.4 高速直线驱动进给单元

2.4.1 高速直线进给传动方式分析

2.4.2 高速直线电动机进给单元

2.5 高速与超高速切削刀具技术及其系统

2.5.1 适用高速与超高速切削的刀具材料

2.5.2 高效安全可靠的刀具结构

2.5.3 高速切削刀具与机床连接的刀柄系统

2.5.4 高速切削用新型夹头

2.5.5 高速切削刀具的动平衡性能

2.5.6 高速与超高速切削刀具的监测技术

2.6 高性能的数控和伺服驱动系统

2.6.1 用矢量控制原理的PWM交流变频控制器

2.6.2 高性能高灵敏度的伺服驱动系统

2.6.3 精简指令集计算机系统结构的CNC系统

2.6.4 其他辅助控制技术

2.7 高速与超高速切削技术的应用领域

思考题

第3章 硬态切削技术

3.1 硬态切削的概念

3.2 硬态车削的特点

3.3 硬态车削的必要条件

3.3.1 硬态车削刀具

3.3.2 硬态车削的切削用量

3.3.3 硬态车削机床

3.4 硬态车削的应用与展望

思考题

第4章 干式（绿色）切削技术

4.1 概述

4.2 干式切削技术的特点及实施的必要条件

4.2.1 干式切削技术的特点

4.2.2 实施干式切削的必要条件

4.3 实施干式（绿色）切削可采用的方法

4.3.1 风冷却切削

4.3.2 液氮冷却干式切削

4.3.3 准（亚）干式切削

4.3.4 用水蒸气作冷却润滑剂

4.3.5 射流注液切削

4.4 干式切削技术的发展现状及应用

4.4.1 干式切削技术的发展现状

4.4.2 干式切削技术的应用举例

4.5 当前的任务

4.5.1 对切削液的新要求

4.5.2 切削液的发展趋势

4.5.3 限制使用切削液中的有害添加剂

4.5.4 研制新环保型添加剂

思考题

第5章 振动切削与磨削技术

5.1 概述

5.1.1 传统切削与振动切削

5.1.2 振动切削特点

5.1.3 振动切削机理的几种观点

5.1.4 振动切削研究现状

5.2 振动切削过程解析

5.2.1 振动切削改变实际切削速度

5.2.2 振动切削改变刀具工作角度

5.2.3 振动切削过程中的消振作用

5.2.4 切削力波形改变切削过程

5.3 典型振动切削装置及其应用

5.3.1 对振动切削装置的基本要求

5.3.2 振动切削装置分类

5.3.3 机械振动切削装置

5.3.4 超声振动切削装置

5.3.5 振动切削在难加工工艺中的应用

5.4 振动磨削技术

5.4.1 超声振动磨削

5.4.2 超声振动清洗砂轮磨削

5.4.3 超声振动修整砂轮

5.5 振动研磨技术

5.5.1 概述

5.5.2 振动研磨机理

思考题

第6章 加热（辅助）切削与低温切削技术

6.1 概述

6.1.1 加热（辅助）切削的概念

6.1.2 加热（辅助）切削的发展概况

6.2 加热辅助切削的加热方法与加热辅助切削

6.3 加热辅助切削机理探讨

6.4 低温切削技术

6.4.1 概述

6.4.2 低温切削特点

6.4.3 低温切削分类

6.4.4 低温切削的应用

思考题

第7章 特殊切削加工方法

7.1 磁化切削

7.1.1 概念

7.1.2 磁化切削的分类

7.1.3 刀具磁化装置

7.1.4 磁化切削效果

7.1.5 磁化切削机理探讨

7.2 真空中切削

7.2.1 真空度对铜和铝切削的影响

7.2.2 真空度对中碳钢和钛合金切削的影响

7.2.3 真空中的高速与超高速切削

7.2.4 在氧气和氩气气氛中的高速与超高速切削

7.3 惰性气体保护切削

7.4 绝缘切削

7.5 电熔爆“切削”

7.6 射流加工技术

7.6.1 概述

7.6.2 高压水射流加工装置

7.6.3 高压水射流切除与切断机理

7.6.4 高压水射流（WJ、AWJ）切割应用范围

思考题

第8章 磨削加工新技术

8.1 高效磨削新技术

8.1.1 重负荷荒磨

8.1.2 缓进给大切深磨削

8.1.3 高速与超高速磨削

8.1.4 砂带磨削

8.2 超硬磨料的高效磨削技术

8.2.1 超硬磨料的性能分析及应用

8.2.2 超高速磨削典型新工艺介绍

8.3 超硬磨料砂轮的修整技术

8.3.1 超硬磨料砂轮修整的概念

8.3.2 超硬砂轮修整方法

8.4 高精度小粗糙度磨削技术

8.4.1 砂轮表面磨粒应有微刃性和等高性

8.4.2 磨床要有足够好的性能

8.4.3 工艺参数选择要合理

8.5 磨削加工最新技术

8.6 先进磨削方法在难加工材料加工中的应用举例

8.6.1 高温合金的缓进给大切深磨削

8.6.2 钛合金的磨削

8.6.3 热喷涂（焊）层的磨削

8.7 超硬砂轮在线电解修整ELID磨削技术及应用

8.7.1 ELID磨削原理

8.7.2 ELID磨削机理与应用

思考题

第9章 复合加工技术

9.1 概述

9.2 复合加工技术分类

9.3 复合加工技术的应用及其评价

9.3.1 应用

9.3.2 复合加工技术应用的评价

思考题

第10章 高强度钢与超高强度钢的切削加工

10.1 概述

10.2 高强度钢与超高强度钢的切削加工特点

10.3 切削高强度钢与超高强度钢的有效途径

10.4 高强度与超高强度钢的钻孔与攻螺纹

10.4.1 高强度钢与超高强度钢的钻孔

10.4.2 高强度钢与超高强度钢的攻螺纹

思考题

第11章 不锈钢的切削加工

11.1 概述

11.2 不锈钢的切削加工特点

11.3 不锈钢的车削加工

11.4 不锈钢的铣削加工

11.5 不锈钢的钻削加工

11.6 不锈钢的铰孔

11.7 不锈钢攻螺纹

思考题

第12章 高温合金的切削加工

12.1 概述

12.2 高温合金的切削加工特点

12.3 高温合金的车削加工

12.3.1 正确选择刀具材料

12.3.2 选择合理的刀具几何参数

12.3.3 确定合理的切削用量

12.3.4 选用性能好的冷却润滑剂

12.3.5 车削高温合金推荐的切削

条件

12.4 高温合金的铣削加工

12.5 高温合金的钻削加工

12.6 高温合金的铰孔

12.7 高温合金攻螺纹

12.8 高温合金的拉削

思考题

第13章 钛合金的切削加工

13.1 概述

13.1.1 钛合金的分类

13.1.2 钛合金的性能特点

13.2 钛合金的切削加工特点

13.3 钛合金的车削加工

13.3.1 正确选择刀具材料

13.3.2 选择合理的刀具几何参数

13.3.3 切削用量选择

13.4 钛合金的铣削加工

13.4.1 正确选择刀具材料

13.4.2 选择合理的刀具几何参数

13.4.3 铣削方式的选择

13.4.4 铣削用量

13.5 钛合金的钻削加工

13.6 钛合金攻螺纹

13.6.1 选择性能好的刀具材料

13.6.2 改进标准丝锥结构

13.6.3 采用跳齿结构

13.6.4 采用修正齿丝锥

13.6.5 切削液的选用

13.6.6 螺纹底孔直径的选取

13.6.7 攻螺纹速度的选取

思考题

第14章 工程陶瓷材料的切削加工

14.1 概述

14.1.1 陶瓷材料的分类

14.1.2 陶瓷制品的制备

14.1.3 陶瓷的组织结构

14.2 工程陶瓷材料的特性及脆性破坏机理探讨

14.2.1 与切削加工相关的陶瓷材料的性能

14.2.2 陶瓷材料脆性破坏机理探讨

14.3 工程陶瓷材料的切削

14.3.1 陶瓷材料的切削加工特点

14.3.2 几种常用陶瓷材料的切削加工

14.4 工程陶瓷材料的磨削

14.4.1 陶瓷材料的磨削特点

14.4.2 正确选择金刚石砂轮的性能参数

14.4.3 新型金刚石砂轮的开发

14.4.4 提高陶瓷材料磨削效率的其他方法

14.4.5 陶瓷材料的研磨与抛光

14.5 陶瓷材料加工性的评价

思考题

第15章 复合材料与复合构件的切削加工

15.1 概述

15.1.1 复合材料的概念

15.1.2 复合材料的分类

15.1.3 复合材料的发展与应用

15.1.4 复合材料的增强相（或分散相）

15.1.5 复合材料的增强机理

15.2 纤维增强树脂基复合材料FRP简介

15.2.1 FRP的性能特点

15.2.2 影响FRP性能的其他因素

15.2.3 常用的FRP

15.3 FRP的切削加工

15.3.1 FRP的切削加工特点

15.3.2 FRP的车削加工

15.3.3 FRP的钻孔

15.3.4 FRP的铣削加工

15.3.5 切断加工

15.4 碳纤维/碳（Cf/C）复合材料的切削加工

15.5 金属基复合材料的切削加工

15.5.1 切削加工特点

15.5.2 不同加工方法的切削加工特点

15.6 碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料Cf/SiC的切削加工

15.7 复合构件的钻孔技术

15.7.1 CFRP与Ti合金叠层复合构件钻孔

15.7.2 复合装甲构件钻孔

思考题

第16章 难加工材料切削过程的有限元仿真技术

16.1 概述

16.1.1 有限元法简介

16.1.2 常用的有限元分析软件简介

16.2 材料性能实验手段

16.2.1 材料动态力学性能实验法

16.2.2 直角切削试验法

16.3 常用的材料本构方程（模型）

16.4 切削仿真的应用实例

16.4.1 切削变形

16.4.2 切削力

16.4.3 切削温度

16.4.4 刀具磨损

16.4.5 典型有限元软件的建模过程范例

思考题

参考文献

《普通高等教育“十二五”规划教材·高等院校精品教材系列：现代机械加工新技术（第2版）》是在2003年版基础上改编而成的，主要介绍了近些年来为适应制造业的发展而出现的机械加工最新技术，包括高速与超高速切削技术、硬态和干式（绿色）切削技术、振动切削与磨削技术、加热辅助切削与低温切削技术、特殊切削加工方法及磨削加工最新技术，对复合加工技术重新进行了编写，取消了高能束加工技术；增加了高强度钢与超高强度钢的切削加工内容，并对它及不锈钢、高温合金、钛合金、工程陶瓷、复合材料与复合构件的切削与磨削加工给予了较系统详尽的介绍，增添了不少新资料；还特别较系统地介绍了难加工材料切削过程的有限元仿真技术，为新的高性能材料的工程应用提供了高效率、低成本的切削试验的好方法。
　　《普通高等教育“十二五”规划教材·高等院校精品教材系列：现代机械加工新技术（第2版）》内容新颖、资料丰富、数据齐全、图文并茂、语言精炼，理论联系实际。