机械制造技术基础.pdf

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书籍描述

内容简介
本书以金属切削原理为理论基础,以金属切削刀具、金属切削机床、机床夹具为加工平台,围绕金属切削加工对“优质、高产、低成本”的要求,共分8章,分别介绍机械加工中工程技术人员应该具备的理论知识,主要内容包括:机械制造过程的基本概念、金属切削机床概述、金属切削原理及刀具、机械加工工艺规程设计、机械加工质量、机床夹具设计原理、装配工艺设计基础及先进制造技术概述等。
本书力求结构新颖、体系完整、内容充实,从设计、加工的原始要求作导入,围绕机械加工生产现场对“能设计工艺规程、能解决加工质量问题、能设计工装”能力的要求,不但全面系统地介绍有关传统机械加工的理论知识,也全面地介绍有关先进制造技术的相关知识,以期培养“能以科学思维方式解决工程实际问题”的高技术人才。
本书可作为高等院校机械类和近机类专业本科、高职高专学生的教学用书或参考书,也可供从事机械设计与制造的工程技术人员参考。

作者简介
杨丙乾,河南科技大学机电学院,教授,本人主要从事机械设计与制造的教学与研究工作。先后参与的部分教学研究与科研项目有:《机械制造技术基础》省、国家精品课程建设,主要参加人;《数控技术级装备》省精品课程建设,主要参加人;xx轴承寿命—应用技术研究,国家“十五”计划,负责人;小四轮变速箱两端面专用镗床设计与现场服务,负责人。先后主讲过的课程有:《机械制造技术基础》,1986年至今,《数控编程与操作》,2009年至今;《三维造型设计》,2004年至今。

目录
0绪论1
0.1制造业和机械制造技术1
0.2机械制造技术的发展2
0.3本课程的内容和学习要求3
0.4本课程的特点和学习方法4
第1章机械制造过程的基本概念5
1.1机械制造过程5
1.1.1机器的组成与制造过程5
1.1.2生产过程与工艺过程9
1.1.3工艺过程的组成9
1.2生产类型及其工艺特点11
1.2.1生产类型与生产纲领11
1.2.2生产类型的划分13
1.2.3不同生产类型的工艺特点13
1.3工件在机床上的装夹14
1.3.1工艺系统组成及调整14
1.3.2工件的安装方法15
1.4基准及其分类16
1.4.1基准概述16
1.4.2设计基准及其选择17
1.4.3工艺基准及其选择19
1.5加工精度的获得方法24
1.5.1尺寸精度的获得方法24
1.5.2形状精度的获得方法25
1.5.3位置精度的获得方法28
习题与思考题28
第2章金属切削机床概述30
2.1金属切削机床的分类及型号30
2.1.1机床的组成和传动原理30
2.1.2机床的分类33
2.1.3机床型号编制33
2.2车床36
2.2.1车床的工艺范围36
2.2.2车床的种类37
2.2.3CA6140车床的传动和典型结构37
2.3磨床51
2.3.1磨床的工艺范围51
2.3.2磨床的种类51
2.3.3无心磨床的工作原理54
2.4齿轮加工机床55
2.4.1齿轮的加工方法55
2.4.2齿轮机床的种类56
2.4.3Y3150E滚齿机的传动原理56
2.5其他机床62
2.5.1钻床及其应用62
2.5.2镗床及其应用62
2.5.3铣床及其应用64
2.5.4刨床及其应用66
2.5.5拉床及其应用67
习题与思考题67
第3章金属切削原理及刀具70
3.1金属切削刀具概述70
3.1.1刀具的组成70
3.1.2加工表面与切削要素71
3.1.3刀具材料73
3.1.4刀具几何参数76
3.2金属切削过程的基本原理79
3.2.1金属切削变形过程80
3.2.2切削力与切削功率84
3.2.3切削热产生与扩散87
3.2.4刀具的磨损和刀具寿命88
3.3金属切削过程的控制95
3.3.1材料的切削加工性96
3.3.2切屑的形态及控制98
3.3.3切削液及其作用101
3.3.4刀具几何参数的合理选择104
3.3.5切削用量的选择106
3.4金属切削刀具110
3.4.1车刀110
3.4.2孔加工刀具112
3.4.3铣刀117
3.4.4拉刀118
3.4.5螺纹刀具121
3.4.6齿轮刀具123
3.4.7砂轮125
3.4.8数控机床刀具简介127
习题与思考题129
第4章机械加工工艺规程设计130
4.1机械加工工艺规程概述130
4.1.1工艺规程及组成130
4.1.2工艺规程的作用131
4.1.3工艺规程制订的方法步骤132
4.2工艺规程制订的依据134
4.2.1工艺规程制订的原始资料134
4.2.2零件的结构工艺性135
4.2.3工艺规程制订原则137
4.3工艺路线的拟订137
4.3.1表面加工方法和加工次数的确定137
4.3.2工序组合139
4.3.3加工阶段划分140
4.3.4机械加工工艺路线安排141
4.3.5其他辅助工序的安排146
4.4工序设计148
4.4.1工序余量确定148
4.4.2工序尺寸确定151
4.4.3设备与工装的选择152
4.4.4切削用量的选择153
4.4.5工时定额与工艺过程的技术经济分析153
4.5工艺尺寸链及其应用156
4.5.1尺寸链概述156
4.5.2尺寸链计算原理156
4.5.3工艺尺寸链应用163
4.6数控加工工艺169
4.6.1数控加工工艺特点169
4.6.2数控加工工艺设计的主要内容169
4.6.3数控加工工艺文件的形式176
习题与思考题178
第5章机械加工质量180
5.1加工质量概述180
5.1.1加工精度概述180
5.1.2表面质量概述182
5.2影响加工精度的因素及控制184
5.2.1加工前误差185
5.2.2加工中误差195
5.2.3加工后误差202
5.2.4提高加工精度的工艺措施203
5.3影响加工表面质量的因素及控制206
5.3.1影响表面粗糙度的因素及控制206
5.3.2表面层物理机械性能的影响因素及控制207
5.3.3表面层金相组织变化的影响因素及控制211
5.4加工误差的统计分析方法212
5.4.1加工误差的分类213
5.4.2分布曲线分析法213
5.4.3点图分析法218
习题与思考题220
第6章机床夹具设计原理222
6.1机床夹具概述222
6.1.1机床夹具的作用 222
6.1.2机床夹具的组成 224
6.1.3机床夹具的种类 225
6.2工件在夹具中的定位设计225
6.2.1工件的定位方案设计 226
6.2.2定位尺寸分析与计算 237
6.2.3定位误差的分析与计算 240
6.3工件在夹具中的夹紧设计249
6.3.1夹紧装置概述 249
6.3.2夹紧力设计计算 250
6.3.3典型夹紧机构分析 254
6.4典型机床夹具设计原则263
6.4.1车床类夹具设计原则264
6.4.2钻床夹具设计原则267
6.4.3铣床夹具设计原则273
6.4.4其他机床夹具设计原则277
6.5专用机床夹具设计的方法步骤279
6.5.1专用机床夹具设计的原则279
6.5.2专用机床夹具设计的步骤279
6.5.3专用机床夹具的技术要求280
6.5.4专用机床夹具设计举例280
习题与思考题284
第7章装配工艺设计基础288
7.1机器装配概述288
7.1.1机器装配的内容288
7.1.2机器装配的组织形式289
7.1.3机器装配工艺过程290
7.2装配精度的保证方法293
7.2.1装配尺寸链及应用293
7.2.2保证装配精度的方法295
7.3装配工艺规程制定304
7.3.1装配工艺规程制定原则304
7.3.2装配工艺规程制定的方法和步骤304
习题与思考题305
第8章先进制造技术概述308
8.1先进设计技术309
8.1.1先进设计思想309
8.1.2先进设计方法311
8.2先进制造工艺技术316
8.2.1精密、超精密加工技术319
8.2.2高速加工技术324
8.2.3特种加工技术327
8.2.4快速成形技术330
8.3制造自动化技术332
8.3.1数控加工技术333
8.3.2机器人技术334
8.3.3自动化检测与监控技术337
8.3.4自动化控制技术339
8.4先进组织、管理技术341
8.4.1先进制造生产模式341
8.4.2先进生产管理技术344
习题与思考题347
参考文献348

序言
为顺应教育改革,提高教学质量,遵照高校教学质量工程建设要求,根据多年的教学、科研及生产实践经验,通过认真仔细的讨论,我们组织编写了本书。
本书作为“十三五”普通高等教育机电类专业规划教材,从教与学的需要出发,以“宽口径、重理论、偏应用”作为编写原则,力求做到:重点性与系统性的统一——既要突出课程的教学内容,又要照顾到学生自学的需要;理论性与实用性的统一——对机械制造中的理论详尽介绍,对理论的应用尽量通过应用实例说明;传统性与先进性的统一——既系统介绍传统机械加工技术,也尽量系统地介绍先进制造技术。以满足师生教与学需要为目的,以讲清理论概念、强化应用为重点。
本书以金属切削原理为理论基础,以金属切削刀具、金属切削机床、机床夹具为加工平台,围绕金属切削加工对“优质、高产、低成本”的要求,采用“新颖的结构、完整的体系、充实的内容”,从设计、加工的原始要求作导入,围绕机械加工生产现场对“能设计工艺规程、能解决加工质量问题、能设计工装” 的能力要求,不但全面系统地介绍有关传统机械加工的理论知识,也系统地介绍有关先进制造技术的相关知识。按照培养生产第一线高技术应用人才的培养要求,突出应用能力的培养,以期培养“能以科学思维方式解决工程实际问题”的高技术人才。
全书共分8章,分别介绍机械加工中工程技术人员应该具备的理论知识。第1章主要介绍机械加工工艺过程中的一些基本概念;第2章介绍机械加工中常用设备的基础知识;第3章介绍金属切削加工的原理、现象、控制和常用刀具;第4章讲解机械加工工艺规程编制及相关理论;第5章讲解机械加工的加工质量与控制;第6章讲解机床夹具的设计原理;第7章主要介绍装配工艺的基础知识和装配精度保证;第8章介绍先进制造技术的体系构成和相关概念。
本书主要作为本科院校机械类和近机类专业的教学用书,或作为广大自学者及工程技术人员的自学和培训用书,对从事机械设计、机械制造的科技人员也有一定的参考价值。
本书参考学时72课时,有关章节内容可根据专业要求及学时情况酌情调整。
参加本书编写的单位及人员有:绪论、第1章、第6章由河南科技大学杨丙乾编写;第2章由洛阳理工学院康红艳编写;第3章由河南科技大学吴孜越编写;第4章由河南科技大学姬爱玲编写;第5章由河南科技大学许惠丽编写;第7章由河南科技大学贾晨辉、洛阳理工学院王艳红编写;第8章由河南科技大学贾晨辉编写。
本书由河南科技大学杨丙乾任主编,洛阳理工学院康红艳、河南科技大学姬爱玲任副主编,全书由河南科技大学杨丙乾统稿。
本书在编写过程中得到河南科技大学、洛阳理工学院的大力支持,在此一并表示感谢。
本书在编写过程中参阅了同行专家学者和一些院校的教材、资料和文献,在此谨致谢意。由于编者水平有限,书中难免存在不足之处,敬请读者批评指正, 以便进一步修改。

编者
2015年10月

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