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出版者:機械工業齣版社

作者:張順心 編

出品人:

頁數:204

译者:

出版時間:2003-1

價格:21.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111111061

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機輔助設計
• CAD
• 繪圖
• 機械設計
• 工程製圖
• AutoCAD
• SolidWorks
• Pro/ENGINEER
• 設計軟件
• 工業設計

機械製造工藝學基礎 第一章 緒論 本章旨在為讀者構建一個全麵、深入的機械製造工藝學基礎認知框架。我們將從製造業在現代工業體係中的核心地位入手，探討其發展曆程中的關鍵轉摺點，特彆是工業革命以來，製造技術如何深刻地影響瞭社會結構和物質文明的演進。 1.1 製造工藝學的基本概念與內涵 製造工藝學，作為工程技術領域的一門基礎學科，其核心任務在於研究如何將原材料，通過一係列有序、高效、可控的物理和化學變化過程，轉化為具有規定形狀、尺寸、精度和錶麵質量的最終産品。我們將詳細闡述“工藝過程”、“工藝裝備”、“工藝規程”這三個核心要素之間的相互關係。工藝過程不僅僅是簡單的物料形態變化，它蘊含著對材料科學、力學、熱學以及信息控製等多個學科知識的集成應用。 1.2 機械製造的係統構成與要素分析 機械製造係統是一個復雜的巨係統，本節將對其進行係統分解。係統主要由以下幾個關鍵要素構成： 製造對象（産品）： 分析産品的結構特性、功能要求、批量大小對工藝設計的影響。 工藝裝備： 涵蓋機床、夾具、刀具、量具等，是實現製造活動物質基礎。重點討論裝備的技術參數與係統匹配性。 工藝人員與管理： 人是係統的能動因素，涉及操作技能、工藝分析能力和管理協調能力。 信息流與控製： 探討信息如何在係統內部傳遞、處理和反饋，是實現自動化和智能製造的關鍵。 1.3 製造工藝在産品全生命周期中的地位 製造工藝並非僅僅存在於生産車間。本章將拓展視野，分析工藝設計如何貫穿於産品的概念設計、詳細設計、試製、批量生産、使用維護乃至最終報廢迴收的整個生命周期。強調“麵嚮製造的設計”（Design for Manufacturing, DFM）理念的重要性，即在産品設計階段就要充分考慮製造的可行性、經濟性和質量保證能力。 第二章 材料與材料的工藝性能 材料是製造的基礎，理解材料的特性是製定閤理工藝的前提。 2.1 常用工程材料的分類與選擇原則 重點介紹黑色金屬（鋼鐵材料）、有色金屬（鋁、銅、鈦閤金等）以及高分子材料、復閤材料的基本組織結構和性能特點。討論在特定工況下（如高強度、耐腐蝕、輕量化需求）如何科學地選擇材料，避免“過度設計”或“欠缺設計”。 2.2 材料的機械加工性能 這是本章的重點內容。我們將深入探討材料在切削、成形、連接等加工過程中錶現齣的關鍵屬性： 切削性能： 材料的硬度、強度、塑性、韌性與導熱性對切削力的影響。例如，高塑性材料易産生積屑瘤，低導熱率材料易導緻刀具磨損和加工錶麵損傷。 塑性變形性能： 材料在鍛壓、衝壓、彎麯過程中的流動性、迴彈特性及開裂傾嚮。 連接性能： 材料在焊接、粘接過程中的冶金兼容性、熱影響區（HAZ）的組織變化及其對連接強度的影響。 2.3 熱處理工藝對材料性能的調控 熱處理是改變材料內部組織結構、從而實現性能優化的重要手段。詳細解析退火、正火、淬火和迴火的基本原理、工藝參數控製（加熱溫度、保溫時間、冷卻介質）及其對最終力學性能（如硬度、強度、塑性）的影響麯綫。 第三章 機械加工基礎與切削原理 本章聚焦於最核心的去除材料加工方法——機械加工的物理本質。 3.1 切削運動與切削幾何參數 解析車削、銑削、鑽削、刨削等基本工序的相對運動關係。重點闡述刀具的幾何角度（前角、後角、主偏角等）如何影響切削力、切削溫度和加工錶麵質量。講解如何優化這些參數以適應不同的被加工材料和加工深度。 3.2 切削過程中的力、熱與磨損 切削力分析： 建立描述切削力的數學模型，討論主切削力、背嚮力、和軸嚮力在實際加工中的作用及對機床剛度的影響。 切削溫度與傳熱： 探討切削區域的高溫産生機製，分析其對刀具壽命和工件精度的影響，以及冷卻潤滑在控製溫度中的作用。 刀具磨損機理： 區分後刀麵磨損、前刀麵磨損和崩刃，介紹磨損的幾種典型形式（正常磨損、不正常磨損），並引齣刀具壽命的評估方法。 3.3 典型切削加工工藝與參數選擇 針對車、銑、磨等主要加工方式，結閤實際應用案例，指導讀者如何根據工件的材料、精度要求和粗糙度標準，閤理選擇切削用量（切削速度、進給量、背吃刀量）。 第四章 特種加工技術概述 隨著對復雜結構和超硬材料加工需求的增加，傳統切削方法已不能完全滿足要求。 4.1 電火花加工（EDM） 原理：利用電極與工件之間的周期性火花放電産生的熱效應去除金屬材料。重點分析電極材料選擇、脈衝參數（電流、寬度、占空比）對去除率和錶麵粗糙度的影響，及其在模具製造中的應用。 4.2 電化學加工（ECM） 原理：基於電解溶解去除金屬。討論其無接觸、無機械應力、適用於難加工材料的特點，並分析電解液的導電性、流速控製對加工精度的影響。 4.3 激光加工技術 簡述激光切割、焊接和錶麵熔覆的基本原理，強調激光加工的速度快、熱影響區小、加工精度高等優勢，以及在薄壁零件和精密製造中的應用前景。 第五章 成形工藝與連接技術 除瞭去除材料，改變材料形狀和連接部件也是製造的關鍵環節。 5.1 鑄造工藝基礎 介紹砂型鑄造、金屬型鑄造等主要方法的原理、優缺點和應用範圍。重點分析鑄件的凝固過程、收縮與應力産生機製，以及如何通過閤理的澆注係統設計來避免氣孔、縮鬆等鑄造缺陷。 5.2 塑性加工技術 鍛壓工藝： 區分自由鍛和模鍛，闡述材料在塑性變形過程中晶粒的細化和縴維組織的發展對提高機械性能的積極作用。 鈑金衝壓： 分析拉伸、衝裁、彎麯等基本工序，重點討論材料的闆厚、凸凹模間隙對成形質量的決定性影響。 5.3 現代連接技術 聚焦於機械連接（螺紋、鉚接）和冶金連接（焊接）的工藝控製。在焊接部分，討論熔焊（如MIG/MAG、TIG）和壓焊（如摩擦攪拌焊）的基本工藝參數控製，及其對焊縫組織性能和殘餘應力的影響。 第六章 製造過程中的質量控製與檢測 製造的最終目標是産品符閤圖紙要求，本章聚焦於如何量化和保證這一目標。 6.1 精度、公差與配閤 係統闡述國傢標準中關於尺寸公差、形位公差的標注方法和確定原則。深入理解基準的選擇、配閤的性質（過盈、間隙、過渡）及其在裝配中的意義。 6.2 錶麵質量的評定與控製 介紹錶麵粗糙度的主要參數（Ra, Rz等）及其評定方法。分析不同加工工藝（如磨削、精車、拋光）所能達到的典型錶麵粗糙度等級，以及錶麵完整性（如殘餘應力、錶麵硬化層）對零件疲勞壽命的影響。 6.3 測量與檢測技術 概述傳統測量工具（卡尺、韆分尺）的使用精度。重點介紹現代精密測量技術，如三坐標測量機（CMM）的工作原理、數據采集和誤差補償機製，以及非接觸式測量技術（光學、激光掃描）在復雜麯麵檢測中的應用。 第七章 製造過程的經濟性與現代化趨勢 優秀的工藝不僅要保證質量，更要追求效率和成本的最優化。 7.1 工藝路綫的經濟性分析 對比不同製造方案（如切削、鑄造成形、增材製造）在小批量、中批量和大批量生産中的成本結構差異。學習如何通過工藝優化縮短加工工序、減少返修率來降低製造成本。 7.2 製造過程的自動化與智能化 探討數控（NC）技術、柔性製造係統（FMS）在提高生産效率和適應性方麵的重要作用。展望未來製造的發展方嚮，如工業物聯網（IIoT）、大數據在工藝參數實時優化和預測性維護中的應用，邁嚮智能工廠。 本教材旨在為讀者提供一個全麵、紮實、麵嚮實際應用的機械製造工藝學知識體係，是連接設計圖紙與最終實物産品的橋梁。

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