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第0章 绪论 1

0.1　生产与制造 1

0.1.1　生产的含义 1

0.1.2　生产过程的定义与分类 2

0.1.3　产品制造的含义 3

0.1.4　制造技术 3

0.1.5　工艺过程 3

0.2　机械制造业在国民经济中的地位及其发展 4

0.2.1　机械制造业在国民经济中的地位 4

0.2.2　机械制造业的发展 5

0.2.3　我国机械制造业面临的挑战和机遇 6

0.3　“机械制造技术基础”课程的内容、特点和学习方法 8

0.3.1　本课程的内容 8

0.3.2　本课程的性质和学习要求 8

0.3.3　本课程的特点及学习方法 9

习题与思考题 10

第1章　金属切削基础 11

1.1　切削运动与切削用量 11

1.1.1 切削时的工件表面 11

1.1.2　切削运动 11

1.1.3　切削用量 13

1.2　金属切削刀具的几何参数 14

1.2.1　刀具切削部分的结构要素 14

1.2.2　确定刀具切削角度的参考平面 15

1.2.3　刀具标注角度参考系 15

1.2.4　刀具的标注角度 16

1.2.5　刀具的工作角度 18

1.3　切削层参数与切削方式 20

1.3.1　切削层参数 20

1.3.2　切削方式 21

1.4　刀具材料及选用 22

1.4.1　刀具材料应具备的性能 22

1.4.2　刀具材料 23

习题与思考题 28

第2章　金属切削的基本规律及其应用 29

2.1　金属切削过程中的变形 29

2.1.1　挤压与切削 29

2.1.2　切削层金属的变形 30

2.1.3　刀-屑接触区的变形与摩擦 33

2.1.4　切屑变形的规律 35

2.2　切削力 37

2.2.1　切削力的来源、切削合力、分力及切削功率 37

2.2.2　切削力的求法 38

2.2.3　影响切削力的主要因素 40

2.3　切削热和切削温度 42

2.3.1　切削热的来源及传出 42

2.3.2　切削区的温度及其分布 43

2.3.3　影响切削温度的主要因素 44

2.4　刀具磨损与刀具寿命 45

2.4.1　刀具磨损形态 45

2.4.2　刀具磨损的主要原因 47

2.4.3　刀具磨损过程及磨钝标准 48

2.4.4　刀具寿命经验公式及其合理选择 49

2.4.5　刀具破损 52

2.5　刀具几何参数的选择 53

2.5.1　前角及前刀面形式的选择 54

2.5.2　后角的功用及选择 57

2.5.3　主、副偏角的功用及选择 59

2.5.4　刃倾角的功用及选择 60

2.6　工件材料的切削加工性 61

2.6.1　衡量切削加工性的指标 62

2.6.2　影响材料加工性的因素 63

2.6.3　改善切削加工性的途径 63

2.6.4　难加工材料切削技术 64

2.7　切削液的选择 65

2.7.1　切削液的种类 65

2.7.2　切削液的作用 66

2.7.3　切削液的添加剂 67

2.7.4　切削液的选择 68

2.7.5　切削液的使用方法 68

2.8　切削用量的选择 69

2.8.1　选择切削用量的原则 69

2.8.2　切削用量优化及切削数据库 70

习题与思考题 72

第3章　金属切削机床的基本知识 73

3.1　金属切削机床的分类与型号编制 73

3.1.1　金属切削机床的分类 73

3.1.2　金属切削机床的型号编制方法 74

3.2　机床的运动分析 77

3.2.1　工件加工表面及其形成方法 78

3.2.2　机床的运动 80

3.2.3　机床的传动联系和传动原理图 82

习题与思考题 84

第4章　车床与车刀 85

4.1　车床的用途、运动和布局 85

4.2　CA6140型卧式车床的传动系统 88

4.2.1　主运动传动链 88

4.2.2　进给传动链 91

4.3　CA6140型卧式车床的主要结构 96

4.3.1　主轴箱内的主要结构 96

4.3.2　溜板箱内的操纵机构 101

4.4　车刀 104

4.4.1　普通车刀的结构类型 104

4.4.2　成形车刀的种类 106

习题与思考题 108

第5章 铣床、钻床、镗床及其刀具 110

5.1　铣床和铣刀 110

5.1.1　铣削与铣削方式 110

5.1.2　铣床的主要类型 113

5.1.3　铣刀 116

5.2　钻床与孔加工刀具 118

5.2.1　钻床的功用和主要类型 118

5.2.2　麻花钻 120

5.2.3 铰削与铰刀 125

5.3　镗床与镗刀 126

5.3.1 卧式镗床 126

5.3.2　坐标镗床 128

5.3.3　金刚镗床 128

5.3.4　镗刀 129

习题与思考题 130

第6章　磨床与磨削 131

6.1　磨削加工概述 131

6.1.1　磨削加工概况 131

6.1.2　磨削加工方法分类 131

6.1.3　磨削加工技术的特点及应用 133

6.2　砂轮 134

6.2.1　磨料 134

6.2.2　粒度 134

6.2.3　结合剂 136

6.2.4　硬度 136

6.2.5　组织 136

6.2.6　砂轮的形状 137

6.2.7　超硬磨料砂轮简介 138

6.3　磨削机理 139

6.3.1　磨料的形状特征 139

6.3.2　磨屑的形成过程 139

6.3.3　磨削力的主要特征 139

6.3.4　磨削温度 140

6.3.5　砂轮的磨损及寿命 141

6.4　常用磨床的类型及功用 142

6.4.1　M1432A型万能外圆磨床 142

6.4.2　平面磨床 143

6.4.3 内圆磨床 145

6.4.4　无心磨床（无心外圆磨床） 146

6.5　表面的光整加工 148

6.5.1　光整加工技术的功能及特点 148

6.5.2　超精研 148

6.5.3　研磨 149

6.5.4　珩磨 151

6.5.5　抛光 151

6.6　砂带磨削 152

6.6.1　砂带磨削机理 152

6.6.2　砂带磨削的特点及应用范围 153

习题与思考题 153

第7章　其他机床与刀具 155

7.1　齿轮加工机床与齿轮加工刀具 155

7.1.1　插齿原理和插齿刀 156

7.1.2　滚齿原理、齿轮滚刀及滚齿机的运动分析 159

7.1.3　磨齿原理及所需运动 165

7.1.4　锥齿轮的加工方法 167

7.2　拉床和拉刀 168

7.2.1　拉床的功用和类型 168

7.2.2　拉刀 169

7.3　刨床与插床 172

7.3.1　刨床 172

7.3.2　插床 173

7.4　组合机床及刀具简介 173

7.4.1　组合机床简介 173

7.4.2　组合机床常用的刀具 174

7.5　数控机床简介 176

7.5.1　数控机床的概念与分类 176

7.5.2　数控机床的特点 177

7.5.3　JCS-018型立式镗铣加工中心 178

7.5.4 自动化加工对刀具的要求 179

习题与思考题 180

第8章　机械加工工艺规程的制定 181

8.1　机械加工工艺过程的基本概念 181

8.1.1　机械加工工艺过程的组成 181

8.1.2　生产纲领与生产类型 183

8.1.3 机械加工工艺规程与工艺文件 184

8.2　制定机械加工工艺规程的要求与步骤 187

8.2.1　机械加工工艺规程的基本要求 187

8.2.2　制定工艺规程所需要的原始资料 188

8.2.3　制定加工工艺规程的步骤及主要内容 188

8.3　零件加工工艺性分析与毛坯的选择 188

8.3.1　分析零件技术要求及其合理性 189

8.3.2　零件的结构工艺性审查 189

8.3.3　毛坯的选择 191

8.4　工件定位的基本原理 192

8.4.1　基准的概念与分类 192

8.4.2　六点定位原理 192

8.4.3　六点定位原理的应用 194

8.5　机械加工工艺规程设计中的主要定性问题 195

8.5.1　定位基准的选择 195

8.5.2　加工工艺路线的拟定 197

8.5.3　机床与工艺装备的选择 201

8.5.4　切削用量的确定 202

8.6　加工余量及其确定方法 203

8.6.1　加工余量的概念 203

8.6.2　影响加工余量的因素 203

8.6.3　确定余量的方法 205

8.7　加工工艺尺寸的分析计算 205

8.7.1　尺寸链的基本概念 206

8.7.2　加工尺寸链概述 209

8.7.3　加工工艺尺寸计算举例 210

8.7.4　求解加工尺寸链的几种情况 216

8.8　工艺方案的生产率及技术经济性分析 217

8.8.1　生产率分析 217

8.8.2　技术经济性分析 218

8.9　提高机械加工生产率的工艺措施 220

8.9.1　缩短单件时间定额 220

8.9.2　采用先进工艺方法 223

8.9.3　实行多台机床看管 223

8.9.4　进行高效及自动化加工 223

习题与思考题 223

第9章　金属切削机床夹具设计 227

9.1　机床夹具的基本概念 227

9.1.1　机床夹具的分类 227

9.1.2　机床夹具在机械加工中的作用 228

9.1.3　夹具的组成 228

9.2　定位方式与定位元件 230

9.2.1　工件以平面定位及其定位元件 230

9.2.2　工件以圆柱孔定位及其定位元件 233

9.2.3　工件以外圆柱面定位及其定位元件 237

9.2.4　组合表面定位 239

9.3　定位误差的分析与计算 242

9.3.1　定位误差的产生原因及组成 242

9.3.2　定位误差的计算方法 243

9.3.3　典型表面定位时的基准位移误差 244

9.4　工件的夹紧 248

9.4.1　夹紧装置的组成及基本要求 248

9.4.2　夹紧力的确定 249

9.4.3　典型夹紧机构 252

9.5　典型机床夹具 259

9.5.1　车床夹具 259

9.5.2　钻床夹具 262

9.5.3　镗床夹具 267

9.5.4　铣床夹具 273

9.6　数控加工典型夹具 277

9.6.1　拼装夹具 277

9.6.2　组合夹具 279

9.6.3　多面高效数控专用夹具 282

习题与思考题 283

第10章　机械加工精度 285

10.1　机械加工精度概述 285

10.1.1　加工精度和加工误差 285

10.1.2　经济加工精度 286

10.1.3　获得加工精度的方法 286

10.1.4　影响加工精度的因素 288

10.1.5　原始误差与加工误差之间的关系 288

10.1.6　研究加工精度的方法 289

10.2　工艺系统的几何误差 289

10.2.1　加工原理误差 290

10.2.2　机床的几何误差 290

10.2.3　工艺系统的其他几何误差 294

10.3　工艺系统的受力变形 295

10.3.1　工艺系统受力变形现象 295

10.3.2　工艺系统的刚度 296

10.3.3　工艺系统受力变形对加工精度的影响 298

10.3.4　减少工艺系统受力变形的措施 301

10.3.5　工件内应力对加工精度的影响 303

10.4　工艺系统的热变形 304

10.4.1　工艺系统的热源 304

10.4.2　工艺系统的热变形对加工精度的影响 305

10.4.3　减少工艺系统热变形的措施 307

10.5　加工误差的统计分析 308

10.5.1　加工误差的统计性质 308

10.5.2　分布图分析法 309

10.5.3　点图分析法 314

10.6　提高和保证加工精度的途径 320

10.6.1　直接减少误差法 320

10.6.2　误差转移法 321

10.6.3　误差补偿法 321

10.6.4　误差分组法 321

习题与思考题 322

第11章　机械加工表面的质量 324

11.1　机械加工表面质量的含义 324

11.1.1　表面质量的含义 324

11.1.2　机械加工表面质量对零件使用性能的影响 326

11.1.3　表面的完整性 327

11.2 已加工表面形成机理 328

11.3　影响加工表面质量的因素 328

11.3.1　影响表面粗糙度的因素 328

11.3.2　影响加工表面层物理力学性能的因素 331

11.4　机械加工过程中的振动 335

11.4.1　受迫振动及其控制 335

11.4.2 自激振动及其控制 337

11.5　控制加工表面质量的途径 341

习题与思考题 343

第12章　非常规加工方法 344

12.1　非常规加工方法概述 344

12.2　电火花加工 345

12.2.1　电火花加工的原理 345

12.2.2 电火花加工的工艺特点和应用 346

12.2.3　电火花线切割加工 346

12.3 电解加工 347

12.3.1　电解加工的原理 347

12.3.2 电解加工的工艺特点 348

12.3.3　电解加工的应用 348

12.3.4　电解磨削 348

12.4　激光加工 349

12.4.1　激光加工的基本原理 349

12.4.2　激光加工的工艺特点 350

12.4.3　激光加工的应用 350

12.5　电子束和离子束加工 351

12.5.1　电子束加工 351

12.5.2　离子束加工 353

12.6　超声波加工 354

12.6.1　超声波加工的基本原理 354

12.6.2　超声波加工的特点 354

12.6.3　超声波加工的应用 355

12.7　快速成形技术 355

12.7.1　概述 355

12.7.2　光敏树脂快速成形 356

12.7.3　层合快速成形 358

12.7.4　熔融沉积快速成形 360

习题与思考题 361

第13章　机械装配工艺基础 362

13.1　机械装配概述 362

13.1.1　装配的概念 362

13.1.2　装配工作的一般内容 362

13.1.3　装配生产的组织形式 363

13.1.4　装配精度的基本概念 365

13.1.5　装配工艺性一般要求 367

13.2　装配尺寸链及其概率解法 368

13.2.1　装配尺寸链概述 368

13.2.2　装配尺寸链的建立 370

13.2.3　装配尺寸链的计算方法 372

13.3　获得装配精度的方法 373

13.3.1　互换装配法 374

13.3.2　选择装配法 374

13.3.3　修配装配法 376

13.3.4　调整装配法 378

13.4　装配工艺规程的制定 380

13.4.1　制定装配工艺规程的基本原则及所需的原始资料 380

13.4.2　制定装配工艺规程的步骤 380

习题与思考题 384

第14章　制造模式与制造技术的发展 386

14.1　先进制造工艺技术 386

14.1.1　超精密加工 386

14.1.2　高速切削 388

14.1.3　干切削 391

14.1.4　成组技术 392

14.1.5　计算机辅助工艺规程设计 395

14.2　微机械和微机电系统制造技术的进展 397

14.2.1　微硅零件的立体光刻腐蚀加工 397

14.2.2　微器件的精密机械加工 398

14.2.3　LIGA技术 398

14.2.4　精微成形技术 399

14.2.5　微型机械的装配 399

14.3　机械制造自动化技术 400

14.3.1 机械制造系统自动化 400

14.3.2　柔性制造系统 400

14.3.3　计算机／现代集成制造系统 404

14.3.4　工业机器人 405

14.4　先进制造生产模式 407

14.4.1　敏捷制造 407

14.4.2　并行工程 407

14.4.3　JIT制造 408

14.4.4　精良生产 409

14.4.5　网络化制造 410

14.4.6　虚拟制造系统 411

14.4.7　可持续发展制造 413

习题与思考题 414

参考文献 415