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绪论1

0.1 制造业和机械制造技术1

0.2 先进制造技术的特点及发展趋势2

0.3 课程的学习要求和学习方法4

习题与思考题5

第1章 金属切削基础知识6

1.1 切削运动与切削用量6

1.1.1 切削运动6

1.1.2 切削用量三要素7

1.2 刀具切削部分的几何参数9

1.2.1 刀具切削部分的结构要素9

1.2.2 刀具标注角度参考系10

1.2.3 刀具的标注角度11

1.2.4 刀具的工作角度13

1.2.5 切削方式15

1.3 常用刀具材料及其选用16

1.3.1 刀具材料应具备的性能16

1.3.2 常用刀具材料的介绍及分类17

1.3.3 高速钢18

1.3.4 硬质合金18

1.3.5 其他刀具材料20

1.4 刀具材料和几何参数的选择22

1.4.1 刀具材料的选择22

1.4.2 刀具几何参数的选择23

1.4.3 刀具几何参数的选择实例27

1.5 常用金属切削刀具与砂轮28

1.5.1 车削与车刀29

1.5.2 孔加工刀具32

1.5.3 铣削与铣刀37

1.5.4 拉削与拉刀41

1.5.5 齿形切削与齿轮刀具44

1.5.6 磨削与砂轮46

习题与思考题51

第2章 金属切削过程及其控制53

2.1 金属切削过程的变形53

2.1.1 切削变形区的划分53

2.1.2 切屑形成过程及切削变形程度55

2.1.3 前刀面与切屑间的摩擦58

2.1.4 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响59

2.1.5 切屑的类型及控制61

2.1.6 加工表面的形成与加工硬化65

2.2 切削力66

2.2.1 切削力的来源、切削合力及分力、切削功率66

2.2.2 切削力的计算及经验公式68

2.2.3 影响切削力的主要因素71

2.3 切削热与切削温度73

2.3.1 切削热的产生和传导74

2.3.2 切削温度的分布及其对切削过程的影响74

2.3.3 影响切削温度的因素76

2.4 刀具磨损与刀具耐用度78

2.4.1 刀具的磨损形式78

2.4.2 刀具的磨损原因79

2.4.3 刀具的磨损过程及磨钝标准81

2.4.4 刀具耐用度概念及其影响因素82

2.4.5 刀具耐用度的合理选择85

2.4.6 刀具的破损86

2.5 切削用量的合理选择87

2.5.1 选择切削用量时考虑的因素及选用原则87

2.5.2 合理切削用量的选择方法88

2.5.3 提高切削用量的途径91

2.6 切削液的合理选用91

2.6.1 切削液的作用92

2.6.2 切削液和添加剂的分类及选用92

2.6.3 切削液的使用方法94

2.7 磨削过程及磨削特征95

2.7.1 磨粒特征95

2.7.2 磨屑的形成过程95

2.7.3 磨削力和磨削用量96

2.7.4 磨削阶段97

2.7.5 磨削热和磨削温度98

2.7.6 砂轮磨损与耐用度98

习题与思考题99

第3章 金属切削机床及其基本知识101

3.1 金属切削机床的基本知识101

3.1.1 机床分类及型号101

3.1.2 机床运动103

3.1.3 机床传动106

3.2 车床110

3.2.1 CA6140型卧式车床的组成和主要技术参数110

3.2.2 传动系统：主运动传动链、传动路线表达式111

3.3 磨床113

3.3.1 M1432A型万能外圆磨床的组成和主要技术参数113

3.3.2 传动系统、传动路线表达式115

3.3.3 几种典型的加工方式117

3.3.4 平面磨床117

3.4 铣床117

3.5 镗床119

3.6 钻床121

习题与思考题122

第4章 工件夹紧及机床夹具123

4.1 概述123

4.1.1 装夹的概念123

4.1.2 基准的概念及其分类124

4.1.3 夹紧装置的组成及基本要求126

4.2 夹紧力的确定128

4.2.1 夹紧力作用方向的选择128

4.2.2 夹紧力作用点的选择129

4.2.3 夹紧力的计算130

4.3 机床夹具的分类131

4.3.1 按夹具的使用特点分类131

4.3.2 按使用机床分类133

4.3.3 按夹紧的动力源分类133

4.4 工件定位的基本原理133

4.4.1 工件在夹具中的定位133

4.4.2 完全定位与不完全定位137

4.4.3 欠定位与过定位138

4.5 定位方式与定位元件的选择140

4.5.1 工件以平面定位时的定位元件140

4.5.2 工件以内孔定位时的定位元件142

4.5.3 工件以外圆柱面定位时的定位元件146

4.5.4 工件以组合表面定位148

4.6 定位误差分析149

4.6.1 定位误差及其产生原因149

4.6.2 定位误差的计算151

4.7 典型夹紧机构151

4.7.1 斜楔夹紧机构151

4.7.2 螺旋夹紧机构153

4.7.3 圆偏心夹紧机构155

4.7.4 定心夹紧机构157

4.7.5 联动夹紧机构158

习题与思考题159

第5章 机械加工质量分析与控制163

5.1 机械加工精度概述163

5.1.1 机械加工精度的基本概念163

5.1.2 获得机械加工精度的方法164

5.1.3 机械加工过程中的原始误差168

5.2 原理误差与工艺系统几何误差对加工精度的影响168

5.2.1 加工原理误差168

5.2.2 工艺系统几何误差169

5.3 工艺系统受力变形对加工精度的影响176

5.3.1 基本概念176

5.3.2 工艺系统刚度的计算177

5.3.3 工艺系统刚度对加工精度的影响177

5.3.4 减小工艺系统受力变形的措施183

5.3.5 工件残余应力重新分布引起的变形186

5.4 工艺系统的热变形对加工精度的影响188

5.4.1 工艺系统的热源189

5.4.2 机床热变形对加工精度的影响190

5.4.3 工件热变形对加工精度的影响190

5.4.4 刀具热变形对加工精度的影响192

5.4.5 减少工艺系统热变形对加工精度影响的措施193

5.5 提高和保证加工精度的途径196

5.6 机械加工表面质量199

5.6.1 机械加工表面质量的概述199

5.6.2 机械加工表面的含义199

5.6.3 表面质量对零件使用性能的影响201

5.6.4 表面完整性203

5.7 表面粗糙度及其影响因素204

5.7.1 切削加工中影响表面粗糙度的因素204

5.7.2 磨削加工中影响表面粗糙度的因素206

5.8 表面层物理机械性能的影响因素207

5.8.1 加工表面的冷作硬化207

5.8.2 加工表面层残余应力208

5.8.3 表面层金相组织变化——磨削烧伤209

5.9 提高表面质量的加工方法211

5.9.1 采用光整加工方法降低表面粗糙度值211

5.9.2 表面强化工艺改善物理力学性能213

习题与思考题215

第6章 机械加工工艺规程的设计217

6.1 基本概念217

6.1.1 生产过程和机械加工工艺过程217

6.1.2 机械加工工艺过程的组成218

6.1.3 生产纲领和生产类型220

6.1.4 机械加工工艺规程222

6.1.5 机械加工工艺规程设计的原始资料225

6.1.6 设计机械加工工艺规程的原则和步骤225

6.2 零件的工艺性分析227

6.2.1 分析和检查产品的装配图和零件图227

6.2.2 分析零件的结构工艺性228

6.3 毛坯的确定232

6.3.1 毛坯的类型232

6.3.2 毛坯的选择238

6.4 定位基准的选择238

6.4.1 粗基准的选择239

6.4.2 精基准的选择241

6.5 机械加工工艺路线的拟定244

6.5.1 表面加工方法的选择244

6.5.2 加工阶段的划分251

6.5.3 工序的集中与分散252

6.5.4 工序的排列253

6.6 机床设备及切削用量的选择256

6.7 工艺过程的生产率与技术经济分析258

6.7.1 时间定额及其组成258

6.7.2 提高劳动生产率的工艺措施259

6.7.3 工艺过程方案的技术经济分析262

6.8 零件加工工艺尺寸链264

6.8.1 尺寸链的定义和组成264

6.8.2 尺寸链的特征及分类266

6.8.3 工艺尺寸链的基本计算方法267

6.8.4 尺寸链的基本计算公式267

6.8.5 加工工艺尺寸链计算示例270

6.9 机械产品的装配质量276

6.9.1 装配的概念276

6.9.2 装配工作的基本内容276

6.9.3 机械装配精度277

6.9.4 装配精度与零件精度的关系278

6.9.5 保证装配精度的方法及选择279

习题与思考题284

第7章 典型零件加工工艺的设计289

7.1 轴类零件加工289

7.1.1 概述289

7.1.2 轴类零件的毛坯、材料及热处理291

7.1.3 轴类零件外圆表面的加工方法293

7.1.4 轴类零件加工工艺设计实例296

7.2 套筒类零件的加工300

7.2.1 概述300

7.2.2 套筒类零件的材料、毛坯及热处理301

7.2.3 套筒类零件内孔表面的普通加工方法303

7.2.4 轴承套的加工工艺设计实例307

7.3 箱体类零件的加工310

7.3.1 概述310

7.3.2 箱体类零件加工工艺分析313

7.3.3 箱体零件加工工艺设计实例317

习题与思考题318

第8章 特种加工与先进制造技术320

8.1 电火花加工321

8.1.1 电火花加工原理321

8.1.2 电火花加工的特点及应用322

8.1.3 电火花线切割加工322

8.2 电解加工324

8.2.1 电解加工的基本原理324

8.2.2 电解加工的工艺特点和应用325

8.2.3 电解加工精度和表面质量325

8.3 激光加工326

8.3.1 激光加工原理326

8.3.2 激光加工的工艺特点及应用327

8.4 超声波加工328

8.4.1 超声波加工的工作原理328

8.4.2 超声波加工的工艺特点及应用329

8.5 电子束加工330

8.5.1 电子束加工原理330

8.5.2 电子束加工特点及应用330

8.6 离子束加工331

8.6.1 离子束加工原理331

8.6.2 离子束加工的特点与应用332

8.7 先进制造技术333

8.7.1 微细制造技术333

8.7.2 超精密加工336

8.7.3 柔性制造自动化技术与系统338

8.7.4 先进制造生产模式342

习题与思考题347

参考文献348