具体描述
本手册是按机械工厂中金属切削加工有关人员应掌握的基础知识进行编写的，并以工艺过程一条线把有关技术知识贯串其中，内容包括机械传动与机床、公差与量具、金属材料与热处理、金属切削过程的工艺知识、常用几何图形计算与分度、金属切削与刀具、轴套类零件加工、角度类零件加工、螺纹类零件加工、齿轮类零件加工、特殊形状表面加工和壳体类零件加工等十二个部分。手册中所列的数据资料，大部分来自生产一线，采用最新国家标准和部颁标准。此外，对于工人在实践中所创造的加工工艺等经验，本手册也注意了收集和总结。
本手册内容丰富，简明实用，语言通俗，数据可靠，查阅方便，可供机械制造厂、修配厂和乡镇企业的广大机械工人和工程技术人员使用。
《现代机械制造工艺与设备》 内容简介 本书聚焦于现代机械制造领域的核心理论、先进技术和关键设备，旨在为机械制造专业的学生、工程师以及相关从业人员提供系统、深入的学习和参考。全书共分为十七章，从机械制造的基本原理出发，逐步深入到精密加工、自动化制造以及未来发展趋势，力求全面、详实地展现现代机械制造的广阔图景。 第一篇 机械制造基础 第一章 机械制造概述 本章首先阐述了机械制造的定义、发展历程及其在国民经济中的重要地位。通过梳理从手工制造到工业革命，再到自动化、智能化制造的演变，展现了技术进步对人类文明的深刻影响。接着，深入剖析了现代机械制造的基本特点，包括高精度化、复合化、智能化、绿色化以及网络化等。随后，详细介绍了机械制造系统的组成要素，包括人、物、信息、能源等，以及它们之间的相互作用关系。最后，通过大量实例，阐释了机械制造工艺的类型，如切削加工、成形加工、连接加工、表面处理等，为后续章节的学习奠定坚实的基础。 第二章 材料与加工基础 本章系统介绍了机械制造中常用材料的种类、性能及其选择原则。重点讲解了金属材料（黑色金属、有色金属及其合金）和非金属材料（高分子材料、陶瓷材料、复合材料）的基本组织结构、力学性能、物理性能以及热处理工艺对材料性能的影响。在此基础上，详细阐述了各种材料的加工性能，包括切削性能、塑性变形性能、焊接性能等，并提供了不同材料在不同加工方式下的选择依据。此外，本章还涵盖了金属塑性成形的基础理论，如塑性变形的机理、应力-应变关系，以及主要的塑性成形方法，如锻造、轧制、挤压、冲压等，分析了它们的工艺特点、适用范围和设备要求。 第三章 机械制造的精度与表面质量 本章深入探讨了机械零件制造中的精度问题。首先，定义了尺寸公差、形状公差、位置公差等几何参数，并解释了它们在零件功能实现中的重要性。其次，详细介绍了评价零件制造精度的常用指标，如公差等级、配合、表面粗糙度等，并阐述了它们之间的相互联系。接着，系统分析了影响零件制造精度的主要因素，包括机床的精度、刀具的精度、测量仪器的精度、工装夹具的精度、操作者的技能以及环境因素等，并提出了提高零件制造精度的常用方法，如采用高精度机床、精密测量技术、先进的加工工艺以及优化工艺参数等。最后，强调了表面质量在零件性能中的关键作用，如耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度等，并介绍了改善表面质量的技术手段，如精加工、抛光、珩磨、研磨等。 第二篇 切削加工技术 第四章 金属切削加工原理 本章是理解切削加工的基础。首先，详细阐述了切削过程的基本概念，包括切削运动、切削层、切削力、切削热等。通过对切削区域的微观分析，揭示了切削过程中金属的变形、断裂和流动机制，并介绍了切削屑的形成过程及其形态分类。接着，深入分析了切削力的大小及其构成，讲解了切削力对加工精度、刀具寿命和表面质量的影响，并介绍了切削力测量的常用方法。然后，阐述了切削热的产生机理，以及切削热对刀具磨损、工件变形和加工精度的影响。最后，详细介绍了影响切削过程的主要因素，包括工件材料的切削性能、刀具材料的性能、刀具的几何参数、切削用量（切削速度、进给量、切削深度）以及冷却润滑条件等，并分析了这些因素之间的相互作用。 第五章 切削刀具 本章系统介绍了切削刀具的设计、制造和应用。首先，分类阐述了常用切削刀具的类型，包括车刀、铣刀、钻头、镗刀、螺纹刀等，并分析了它们的结构特点、几何参数（前角、后角、刀尖角、主偏角、副偏角等）及其对切削性能的影响。接着，详细介绍了刀具材料的种类和性能，重点讲解了高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、金刚石刀具等的优缺点及适用范围，并阐述了刀具涂层技术在提高刀具性能中的作用。此外，本章还涵盖了刀具磨削与刃磨技术，介绍了磨削机理、磨削方法以及刃磨技巧，旨在保证刀具的精度和锋利度。最后，讨论了刀具的磨损机理，如磨钝、粘结、氧化、崩刃等，以及影响刀具寿命的因素，并介绍了提高刀具寿命的途径，如优化刀具材料、改进刀具结构、采用合理的切削用量和冷却润滑等。 第六章 车削加工 本章专注于车削加工技术。首先，介绍了车床的种类、结构特点及主要参数，包括普通车床、数控车床、卧式车床、立式车床等。接着，详细讲解了车削加工的工艺方法，包括外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹车削、滚花等，并分析了各种车削方法的工艺特点、适用范围和注意事项。在此基础上，阐述了车削过程中的关键工艺参数，如切削速度、进给量、切削深度等，并提供了优化这些参数的原则和方法，以实现高效、高精度的加工。此外，本章还探讨了车削加工中常见的质量问题，如表面粗糙度过大、尺寸超差、振动等，并分析了产生原因及解决方法。最后，介绍了数控车床的编程与操作基础，为实现自动化车削加工奠定基础。 第七章 铣削加工 本章详细介绍铣削加工技术。首先，阐述了铣床的类型、结构特点及工作原理，包括立式铣床、卧式铣床、万能铣床、数控铣床等。接着，系统介绍了铣削加工的工艺方法，包括平面铣削、成形铣削、沟槽铣削、齿轮铣削、螺纹铣削等，并分析了各种铣削方法的工艺特点、适用范围和技术要领。随后，深入讲解了铣削过程中的关键工艺参数，如铣削速度、进给量、切削深度等，并提供了优化这些参数的指导。本章还涵盖了铣刀的种类、结构及其选用原则，包括面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、角铣刀等。最后，讨论了铣削过程中可能出现的质量问题，如表面粗糙度、尺寸误差、振动等，以及相应的解决方案。 第八章 钻削、镗削与铰削加工 本章聚焦于孔加工技术。首先，详细介绍了钻削加工的原理、钻头的类型、结构、材料及选用，包括麻花钻、中心钻、深孔钻等。随后，讲解了钻孔的工艺方法、钻削参数的确定原则以及钻削过程中应注意的问题。接着，深入阐述了镗削加工，包括镗床的类型、镗刀的种类、结构及镗削工艺，以及如何获得高精度孔。然后，介绍了铰削加工，包括铰刀的种类、结构、铰削机理及其在提高孔精度和表面质量中的作用。最后，本章还讨论了孔加工中常见的质量问题，如孔的圆度、圆柱度、直线度超差，表面粗糙度不达标等，并提供了相应的改进措施。 第九章 磨削加工 本章详细介绍磨削加工技术。首先，阐述了磨削加工的原理，包括磨粒与工件的相对运动、磨削力的产生以及磨削过程中的微观切削。接着，介绍了砂轮的种类、规格、材料、性能及选用原则，以及砂轮的动平衡与修整。随后，系统讲解了各种磨削方法，包括外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、无心磨削、螺纹磨削、齿轮磨削等，并分析了各种磨削方法的工艺特点、适用范围和操作要领。本章还重点讨论了磨削加工中的关键工艺参数，如磨削速度、进给量、磨削深度等，以及它们对磨削结果的影响。最后，强调了磨削加工在获得高精度和低表面粗糙度零件中的重要作用，并介绍了磨削过程中常见的问题及解决方法。 第三篇 精密与超精密加工 第十章 超精密加工概述 本章引出现代机械制造中对超高精度加工的需求。首先，定义了超精密加工的概念及其重要性，强调其在光学仪器、微电子、生物技术等领域的核心作用。接着，概述了超精密加工的主要技术，包括超精密车削、超精密磨削、超精密抛光、电解加工、离子束刻蚀等，并分析了它们各自的特点和应用范围。本章还探讨了影响超精密加工精度的关键因素，如机床的静态刚度、动态稳定性、热稳定性、环境控制以及测量技术的精度等，并提出了实现超精密加工的途径。 第十一章 超精密车削与磨削 本章深入讲解超精密车削和磨削技术。在超精密车削方面，详细介绍了超精密车床的结构特点，如刚性床身、高精度主轴、精密进给系统等。重点讲解了超精密金刚石车刀的设计与制造，以及在超精密车削过程中的刀具路径规划、切削参数优化等。在超精密磨削方面，介绍了超精密磨床的特性，如气浮轴承、精密导轨等，以及超精密砂轮的选择与修整。本章还涵盖了超精密加工的表面形成机理，以及如何控制表面粗糙度和形貌。 第十二章 表面处理与改性技术 本章关注提升零件表面性能的各种技术。首先，介绍了机械加工后的表面处理技术，如抛光、珩磨、研磨、滚压等，详细分析了它们的原理、工艺方法和效果。接着，深入讲解了化学处理与电化学处理技术，如电镀、阳极氧化、化学氧化、磷化等，阐述了它们在提高零件耐腐蚀性、耐磨性、装饰性等方面的作用。此外，本章还涵盖了热处理与热化学处理技术，如渗碳、渗氮、氮碳共渗等，以及它们对零件表面硬度、耐磨性和疲劳强度的影响。最后，介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等先进的表面改性技术，以及它们在提高刀具、模具等零件表面性能方面的应用。 第四篇 现代机械制造技术 第十三章 数控技术与编程 本章系统讲解数控技术在现代机械制造中的应用。首先，介绍了数控机床的基本组成，包括数控系统、伺服驱动系统、机床本体等，以及数控技术的特点和优势。接着，详细讲解了数控编程的基础知识，包括坐标系、G代码和M代码指令、刀具补偿、圆弧插补等，并提供了实际的编程示例。本章还涵盖了数控加工的工艺流程，包括零件图纸分析、刀具选择、工艺路线规划、切削参数确定、程序编制、程序校验与调试等。最后，介绍了数控加工的应用领域和发展趋势，如五轴联动加工、自适应控制等。 第十四章 自动化与智能化制造 本章探讨机械制造的自动化与智能化发展。首先，介绍了自动化生产线的设计原则、组成要素及其在提高生产效率、降低劳动强度方面的作用。接着，详细讲解了机器人技术在机械制造中的应用，包括工业机器人的种类、工作原理、示教编程以及在焊接、搬运、装配等方面的应用。此外，本章还介绍了柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）的概念与构成，以及它们在实现生产过程的柔性化、集成化和智能化方面的优势。最后，展望了工业4.0和智能工厂的未来发展方向，包括物联网、大数据、人工智能等技术在制造领域的应用。 第十五章 现代测量技术与质量控制 本章聚焦于现代机械制造中的测量与质量控制。首先，介绍了传统测量工具的使用与维护，如游标卡尺、千分尺、量块等。接着，详细讲解了现代测量技术，包括三坐标测量机（CMM）、光学测量仪器、激光扫描仪等，以及它们在复杂零件测量、尺寸与形位误差评定方面的优势。本章还涵盖了统计过程控制（SPC）的基本原理和方法，包括控制图的应用、过程能力指数的计算等，用于实时监控和改进生产过程。最后，介绍了质量管理体系（如ISO 9000系列标准）在确保产品质量和提升企业竞争力中的作用。 第五篇 机械制造的未来发展 第十六章 绿色制造与可持续发展 本章关注机械制造的绿色化和可持续发展。首先，阐述了绿色制造的概念、原则和目标，包括节能降耗、清洁生产、资源循环利用等。接着，详细分析了绿色制造在材料选择、工艺优化、设备改进、废物处理等方面的具体措施。本章还探讨了生命周期评价（LCA）在评估产品环境影响中的应用，以及如何通过优化产品设计和制造过程来减少对环境的负面影响。最后，展望了绿色制造与可持续发展对未来机械制造行业的重要意义。 第十七章 机械制造的未来趋势 本章对机械制造的未来发展进行预测与展望。首先，分析了当前机械制造领域面临的挑战与机遇，如全球化竞争、技术变革加速、市场需求多样化等。接着，重点探讨了未来机械制造的关键技术发展方向，包括增材制造（3D打印）在复杂零件制造中的应用、纳米制造与微纳加工技术、生物制造技术、量子计算在制造过程中的潜在应用等。本章还强调了人机协同、数字化孪生、人工智能驱动的智能制造等概念，以及它们将如何重塑未来的制造模式。最后，展望了机械制造行业在促进人类社会进步和可持续发展方面的光明前景。
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