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第一篇 工艺设计基础 1

第一章 工艺过程设计概论 1

§1-1工艺过程的组成 1

§1-2设计工艺过程的基本要求及主要的技术依据 2

一、设计工艺过程的基本要求 2

二、零件图及技术条件 2

三、生产类型 2

四、生产条件 3

§1-3工艺过程的设计方法 3

一、航空、航天与精密机械产品的特点 3

二、设计工艺过程的步骤 4

§1-4提高质量、生产率和经济性的措施 4

一、设计工艺性 4

二、提高加工质量的途径 5

三、提高劳动生产率的途径 6

四、计算机技术的应用 7

§2-1法定计量单位 8

一、常用法定计量单位及符号 8

第二章 设计资料的选择 8

二、常用法定计量单位的换算 10

三、常用法定计量单位的应用 12

§2-2公、英制尺寸换算 15

一、常用公、英制尺寸的换算 15

二、常用公、英制尺寸换算的应用 18

§2-3优先数及优先数系 22

一、常用优先数及优先数系 22

二、常用优先数及优先数系的应用 24

§2-4常用几何体的计算公式 25

一、常用几何图形的面积计算公式 25

二、常用几何体的表面积和体积计算公式 26

三、圆周等分的计算 28

四、常用三角计算 30

五、正方形与等六边形对边与对角长度换算 31

§2-5标准尺寸 32

§2-6锥度与角度系列 34

§2-7棱体的角度与斜度系列 36

二、确定修约位数的表达方式 37

一、术语 37

三、进舍规则 37

§2-8数值修约的规则 37

四、不许连续修约 38

§2-9零件结构要素 39

一、中心孔 39

五、6．5单元修约与0．2单位修约 39

二、零件倒圆与倒角 41

三、球面半径 42

四、圆形零件自由表面过渡圆角半径和静配合连接轴用倒角 42

五、T形槽 43

六、砂轮越程槽 44

附录 常用标准代号 46

一、常用国内部门标准代号 46

七、插齿空刀槽 46

二、常用国外国家标准号及专业标准代号 47

三、常用国外公司标准代号 47

四、常用基础标准 50

五、常用工艺标准 52

六、机械加工工时定额标准 53

§3-1公差与配合及其应用 54

一、公差与配合 54

第三章 常用标准 54

二、未注公差尺寸的极限偏差 68

三、公差与配合的选择 68

四、孔公差带和轴公差带的新、旧国标对照 71

五、一般公差 72

§3-2形位公差及其应用 78

一、形状和位置公差 78

二、未注形位公差的规定 83

三、形位公差的选择 85

四、形位公差新、旧国标对照 88

§3-3表面粗糙度 92

一、表面粗烽度化（符）号 92

二、评定表面粗糙度的参数及其数值系列 93

三、表面粗糙度与表面光洁度新、旧标准评定参数值对照 94

四、表面粗糙度数值的选择 97

五、一般表面粗糙度 101

§3-4螺纹 102

一、螺纹的种类、特点和应用 102

二、普通螺纹 104

三、MJ螺纹 112

四、锥螺纹 126

五、管螺纹 131

六、过盈螺纹 135

七、修理用过盈螺纹 146

§3-5键与花键 152

一、键联结 152

二、花键 165

一、齿轮的种类、特点及应用 178

二、渐开线圆柱齿轮 178

§3-6齿轮 178

三、锥齿轮 200

§3-7机械制图 231

一、图样画法 231

二、装配图中零部件序号及其编排方法 237

三、轴测图 238

四、尺寸注法 240

五、中心孔表示法 248

§4-1材料的主要性能指标及检测方法 250

一、金属材料 250

第四章 常用材料 250

二、非金属材料 253

§4-2黑色金属材料 257

一、钢铁产品牌号表示方法 257

二、结构钢 261

三、不锈钢、耐热钢和高温合金 287

四、铸铁与铸钢 329

§4-3有色金属材料 335

一、有色金属材料的种类与牌号 335

二、铝及铝合金 339

三、镁及镁合金 350

四、铜及铜合金 354

五、钛及钛合金 363

六、硬质合金 367

§4-4常用其他材料 374

一、工程塑料 374

二、复合材料 380

三、橡胶材料 380

§4-5金属材料国内外牌号对照 391

一、结构钢、不锈钢、工具钢和耐热钢国内外牌号对照 391

二、高温合金国内外牌号对照 396

三、钛合金国内外牌号对照 397

四、硬质合金国内外牌号对照 398

一、产品图的分析 401

§5-1工艺路线设计的内容 401

二、主要表面加工方法的选择 401

三、阶段划分与工序的集中分散 401

第五章 工艺路线设计的内容与方法 401

第二篇 工艺路线设计 401

五、热处理与表面保护工序 403

六、辅助工序的内容和安排 403

四、机械加工工序的顺序 403

§5-2加工方案的制订 404

一、主要表面加工方法的选择 404

二、零件表面加工方案的选择 414

§5-3基准选择 416

一、基准类别——设计基准与工艺基准 416

二、定位基准的选择 417

三、工序基准的选择 424

§6-1锻造毛坯的选择与设计 426

一、航空锻件的特点及其设计任务 426

第六章 毛坯的选择与设计 426

三、平锻机上模锻件的设计 429

二、锤和压力机上模锻件的设计 430

四、航空锻件试制定型与质量检验 490

五、锻件毛坯图的绘制 493

§6-2铸造毛坯的选择与设计 497

一、航空铸件的特点及其设计任务 497

二、铸件的结构设计 502

三、铸件的尺寸公差及加工余量 513

四、航空铸件的试制定型与质量检验 521

五、铸造毛坯图 521

§6-3常用金属型材的尺寸与允许偏差 522

一、热轧圆钢与方钢 522

二、锻制圆钢与方钢 525

三、热轧六角钢和八角钢坯材 527

四、冷拉圆钢坯材 528

五、冷方钢坯标 530

六、冷拉六角钢型材 532

七、优质铝及铝合金挤压棒材 533

八、镁合金挤压棒材 535

九、铜及铜合金棒材坯料 538

十、钛及钛合金棒材 539

十一、普通螺纹滚制前的毛坯直径与公差 541

十二、MJ螺纹滚制前毛坯直径尺寸与公差 545

§7-1常用钢的热处理 548

一、概述 548

第七章 热处理与表面保护 548

二、常用钢预先热处理方法、目的和应用 549

三、常用结构钢最终热处理方法、目的和应用 551

四、冷处理与人工时效 557

一、概述 558

二、各种常用化学热处理方法的特点和应用 558

§7-2钢的化学热处理 558

三、常用钢化学热处理的深度和硬度 565

§7-3常用钢零件热处理在工艺路线中的安排 566

一、概述 566

二、结构钢零件热处理工序的安排 567

§7-4不锈钢、耐热钢与高温合金的热处理 569

一、不锈钢的热处理 569

三、工具钢零件热处理工序的安排 569

二、耐热钢和热强钢的热处理 575

三、高温合金的处理 577

一、热处理的技术要求和检验项目 579

§7-5有色金属热处理 584

一、铝及铝合金的热处理 584

二、镁合金的热处理 586

三、钛及钛合金的热处理 587

四、铜及铜合金的热处理 589

§7-6可控气氛热处理与真空热处理 590

一、概述 590

二、可控气氛（少氧化无氧化）热处理 590

三、真空热处理 593

§7-7形变热处理 594

一、形变热处理的方法、效果和用途 594

二、几种材料的形变热处理 595

§7-8热处理的检验 597

二、检验类别 598

三、硬度检验 599

§7-9电镀与化学转化膜 601

一、金属镀层及化学处理的表示方法 601

二、电镀件设计的工艺性 603

三、常用镀方法的镀层特性与应用范围 604

四、电镀合金 609

五、电镀在工艺过程中应用时应注意的问题 610

六、化学转化膜 612

§7-10特种涂镀 617

一、金属刷镀（金属涂镀） 617

二、真空镀膜 618

三、热喷涂 621

§7-11工序间清洗与防锈 623

一、一般规定 623

二、常用洗涤剂的组成、适用范围和技术要求 624

三、常用防锈材料、适用范围和技术要求 624

§8-1设备和工艺装备的选择 627

第八章 机床工序设计的基本内容和方法 627

一、机床的选择 627

第三篇 工序设计 627

§8-2加工余量的确定 628

四、量具的选择 628

一、总加工余量和工序加工余量 628

三、切削工具的选择 628

二、夹具的选择 628

二、影响加工余量的因素 629

§8-3工序尺寸的计算 631

一、工序尺寸的确定 631

三、确定工序余量的方法 631

二、工艺尺寸的换算 632

三、尺寸图表 636

§8-4切削用量与时间定额 640

一、切削用量 640

二、时间定额 641

§8-5工艺文件 642

§8-6机械加工工序余量及公差的参考数据 643

一、标准工艺尺寸 643

二、轴类零件采用轧制材料时的机械加工余量 644

三、加工外圆柱表面的工序间加工余量及公差 646

四、孔的加工余量 649

五、端面的加工余量及公差 653

六、平面的加工余量 654

七、有色金属及其合金的机械加工余量 657

八、切除渗碳层的加工余量 661

九、齿轮和花键精加工余量 663

十、其他 665

十一、加工余量确定示例 668

§9-2几何尺寸的计量总论 670

§9-1基本概念 670

一、计量器具和测量方法的分类 670

第九章 机械加工中的检验与测试 670

一、计量器具的基本度量指标 671

三、计量器具的选择原则 672

§9-3常用量具及量仪 674

一、量块 674

二、线纹尺 677

三、极限量规 679

四、常用游标量具 691

五、测微螺旋副类量具 695

六、表类量具和比较仪 700

七、精密量仪 704

八、小尺寸测量量具 715

九、角度量具 716

十、其他量具 722

十一、形状和位置误差的检验 733

十二、表面粗糙度的检验 733

十三、齿轮量具、量仪的主要技术数据 738

§9-4无损检验 740

一、无损检验 740

二、其他检验方法 750

第十章 机械加工中常用结构要素的数学计算 753

§10-1V形槽加工与测量中的计算 753

§10-2燕尾结构的尺寸计算 754

§10-3螺纹测量中的计算 757

一、圆柱螺纹的几何参数 757

二、螺丝纹测量中的计算 758

§10-4花键测量中的计算 765

一、渐开线花键（或齿轮）测量中的计算 765

二、三角形花键齿形测量中的计算 767

三、矩形花键外齿等分性测量中的计算 768

§10-5齿轮测量中的计算 769

一、渐开线直齿圆柱齿轮测量用尺寸计算 769

二、斜齿圆柱齿轮测量用尺寸计算 773

三、锥齿轮测量用尺寸计算 773

四、普通圆柱蜗杆传动 780

§10-6其他测量中的计算 787

一、圆锥角度测量 787

二、中心角测量中的计算 792

三、平面角测量中的计算 794

四、交点尺寸测量中的计算 795

五、相关尺寸的测量与计算公式 801

六、圆弧半径的测量与计算公式 802

一、点的平面坐标旋转计算公式 803

§10-7点的平面坐标旋转及在工艺计算中的应用 803

二、点的平面坐标旋转计算公式的应用 805

三、工艺孔的应用及其计算 807

四、坐标旋转后的合成误差计算 809

§10-8空间角度计算 813

一、直角坐标中空间点坐标旋转后的计算公式 813

二、空间直线的角度计算 818

一、机床的分类 828

§11-1金属切削机床的分类与型号的编制方法 828

二、金属切削机床型号编制方法 828

第十一章 金属切削机床及机床附件 828

§11-2常用金属切削机床技术性能 841

一、车床 841

二、钻床 851

三、镗床 854

四、磨床 857

五、齿轮加工机床 864

六、螺纹加工机床 872

七、铣床 875

八、拉床 878

§11-3且合机床 880

一、组合机床的特点 880

二、组合机床的组成 881

三、组合机床的分类 881

四、组合机床通用部件的分类和标准 884

五、组合机床的选用原则 885

§11-4金属切削机床工作精度 886

一、车床工作精度 886

二、钻床工作精度 887

三、镗床工作精度 888

四、磨床工作精度 888

五、齿轮机工作精度 891

六、螺纹机床工作精度 893

七、铣床工作精度 893

八、插床工作精度 894

九、拉床工作精度 895

十、组合机床的加工精度 895

一、数控机床的特点及应用 896

二、数控机床的组成 896

§11-5数字程序控制机床简介 896

三、数控机床的分类与选用 899

四、数控机床的自动换刀装置 902

五、部分数控系统主要指标 909

§11-6金属切削机床常用附件 924

一、顶尖和顶尖套 924

二、拨盘和鸡心夹头 928

三、虎钳 930

四、回转工作台 931

五、分度头 935

六、万能铣头、立铣头、插头 940

七、数控自定心中心架 944

八、数控电动自动转塔刀架 944

九、刀具夹心 946

十、锥柄工具用衬套、莫氏圆锥 952

十一、吸盘 953

十二、过渡盘 954

§12-1刀具的基本知识 957

一、刀具切削部分的定义 957

第十二章 金属切削刀具 957

二、刀具几何角度的功用、选择原则及合理几何参数参考值 962

一、常用车削方式及刀具类型 968

二、车刀的结构型式 968

§12-2车刀 968

三、各类车刀切削部分的几何形状及有关参数 1004

四、成形车刀 1007

§12-3钻头 1010

一、麻花钻的结构和几何参数 1010

二、通用麻花钻的参考尺寸和几何参数（参考件） 1012

三、钻头的磨钝标准及耐用度 1018

四、钻头规格标准 1019

五、麻花钻几何形状的改进 1032

§12-4扩孔钻和锪钻 1034

一、扩孔钻和锪钻及其特点 1034

二、扩孔钻的几何参数 1035

三、扩孔钻的磨钝标准及耐用度 1036

四、扩孔钻的锪钻规格 1036

§12-5铰刀 1044

一、铰刀的结构和几何参数 1045

二、铰刀的磨钝标准及耐用度 1046

三、标准铰刀 1046

§12-6孔加工复合刀具 1065

§12-7铣刀 1067

一、铣刀的种类和用途 1067

二、铣刀的结构和几何参数 1068

三、标准铣刀 1070

§12-8拉刀 1101

一、拉削的特点及使用范围 1101

二、拉刀的结构和几何参数 1102

三、标准拉刀 1105

四、拉刀的紧固部分 1113

五、拉刀柄部型式和尺寸 1113

§12-9螺纹刀具 1117

一、螺纹刀具的种类及用途 1117

二、标准螺纹刀具 1119

§12-10齿轮刀具 1138

一、齿轮刀具的种类及用途 1138

二、标准齿轮刀具 1141

§12-11磨具 1156

一、常见的磨削方式 1156

二、磨具的标注方法 1157

三、磨具的分类、应用及寸 1157

四、磨具的选择 1164

§12-12涂层刀具 1172

§12-13数控刀具及其工具系统简介 1174

一、数控力具的类型及其要求 1174

二、数控工具系统 1176

三、数控工具识别系统 1180

四、刀具磨损、破损及加工尺寸监控系统 1180

五、刀具管理技术 1182

六、国内外数控刀具发展概况及趋势 1183

§13-1机床夹具的作用和选择定位基准及夹紧面时应注意的问题 1185

一、机床夹具的作用 1185

第十三章 机床夹具 1185

二、机床夹具的组成及各部分的作用 1186

三、选择定位基准及夹紧面时应注意的问题 1186

§13-2机床夹具的分类与选用 1188

一、机床夹具的分类 1188

§13-3各种专用夹具的特点与应用 1189

一、车床（和圆磨床）专用夹具 1189

二、各类机床夹具的选用 1189

二、铣床类专用夹具 1198

三、钻床类专用夹具 1200

四、随行夹具 1203

§13-4多用途机床夹具的特点 1205

一、机床夹具的发展和多用途夹具的类别 1205

二、通用可调整夹具 1206

三、成组夹具 1212

四、组合夹具与拼拆夹具 1220

§13-5数控加工用夹具 1223

一、数控加工用夹具的选用方法与设计 1223

二、各类数控夹具的典型结构 1224

三、数控加工中更换工件的装置 1240

第四篇 金属切削的基本原理、方法与切削用量 1251

第十四章 金属切削的基本原理 1251

§14-1金属切削过程的基本规律 1252

一、金属切削过程 1252

二、切削过程中的金属变形规律 1253

三、积屑瘤 1254

四、切屑变形程度及变代规律 1255

五、切屑类型及断屑措施 1257

§14-2切削力 1258

一、切削力的来源及其影响 1258

二、切削合力、分力及切削功率 1259

三、影响切削力的因素 1260

§14-3切削热及切削温度 1263

一、切削热的产生和传出 1263

二、切削温度 1265

三、影响切削温度的主要因素 1266

§14-4刀具磨损及耐用度 1269

一、刀具的磨损和破损 1269

二、刀具耐用度及其与切削速度的关系 1272

§14-5工件材料的切削加工性 1274

一、切削加工性的基本概念与标志方法 1274

二、影响材料加工性的因素 1275

三、难加工材料的切削加工性 1276

§14-6切削和磨削加工的表面质量 1279

一、表面质量（表面完整性）的基本概念 1279

二、影响切削加工表面粗糙度的因素及改善措施 1280

三、切削加工的表面硬化和残余应力及其影响因素 1281

四、磨削加工的特点及表面质量 1284

§14-7切削液 1290

一、切削液的作用 1290

二、切削液的分类及添加剂 1291

三、切削液的选用 1294

第十五章 切削用量与加工方法 1297

§15-1切削用量的选择原则 1297

一、切削用量的选择原则和制约条件 1297

二、切削用量三要素的选择 1298

§15-2加工常用材料的切削用量 1299

一、车削的切削力、功率和切削用量 1299

二、镗内孔的切削用量 1317

三、钻削、扩孔和铰孔 1319

四、铣削特点、铣削力、功率和切削用量 1335

五、拉削特点和拉削用量 1341

六、磨削 1347

七、高速磨削和缓进给磨削 1361

§15-3难切削金属材料的切削加工 1363

一、高锰钢、高强度钢和恒弹合金3J33的切削 1363

二、不锈钢的切削 1372

三、高温合金的切削 1380

四、钛合金切削 1392

一、精密加工的概念和基本条件 1405

二、精密车削 1405

§15-4精密加工和光整加工 1405

三、精密磨削 1409

二、纤维缯强复合材料的切削特点 1412

四、低应力磨削 1413

五、珩磨 1415

六、研磨 1418

§15-5复合材料的切削加工 1421

一、复合材料的特性 1421

三、可加工陶瓷的切削 1427

四、国外切削一些可加工陶瓷和复合材料的部分数据 1430

§15-6特种加工方法及其应用 1434

一、概述 1434

二、电火花加工 1435

三、电解加工和电解磨削 1456

四、超声波加工 1473

五、激光加工 1476

六、电子束加工和离子束加工 1480

七、其他特种加工 1485

§16-1数控加工 1494

第十六章 数控加工与计算机辅助制造 1494

一、概述 1494

第五篇 加工自动化及管理 1494

二、数控加工程序编制 1495

§16-2计算机辅助制造 1522

一、计算机机床控制 1523

二、计算机辅助制造系统 1524

三、柔性制造系统 1525

四、计算机集成制造系统与无人化制造系统 1527

五、成组技术 1527

六、计算机辅助工艺过程设计 1533

第十七章 有关管理的知识 1538

§17-1质量管理 1538

一、质量概念与特点 1538

二、质量保证体系 1538

三、研制过程的质量管理 1540

四、生产过程的质量管理 1540

五、外购件和外协件的质量管理 1542

六、使用过程的质量管理 1542

七、质量成本管理 1543

八、质量控制统计图表 1546

§17-2标准化 1549

一、标准分类 1549

二、标准体系 1550

三、标准化原理 1551

四、标准化管理全过程 1552

五、企业标准化 1554

§17-3生产管理 1555

一、生产系统 1555

二、生产过程系统 1556

三、生产类型 1557

四、工作研究 1557

五、安全生产和劳动保护 1559

一、基本概念 1560

二、产品工艺性分析与审查 1560

§17-4工艺管理 1560

三、工艺规程设计程序 1561