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第1章 现代机械制造概述1

1.1 机械制造基本概念1

1.1.1 研究机械制造工程学科的意义1

1.1.2 生产过程和生产系统3

1.1.3 工艺过程的组成和基本要求3

1.1.4 生产类型及其工艺特征5

1.1.5 工艺系统的构成7

1.2 基准7

1.2.1 设计基准7

1.2.2 工艺基准8

1.2.3 基准之间的相互关系8

1.3 尺寸链9

1.3.1 尺寸链概念9

1.3.2 尺寸链计算公式11

1.3.3 尺寸链的计算形式12

1.3.4 工艺尺寸链的建立12

1.4 时间定额14

1.4.1 时间定额的内容14

1.4.2 时间定额的计算15

1.5 机械加工的经济性15

1.5.1 生产类型与经济性15

1.5.2 机械加工的经济精度16

小结16

习题17

第2章 金属的切削18

2.1 金属切削过程18

2.1.1 刀具的几何角度与刀具材料18

2.1.2 切屑形成过程中的变形特点23

2.1.3 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤25

2.1.4 已加工表面的变形和加工硬化27

2.1.5 影响切削变形的因素28

2.1.6 切削力的来源、合力及其分力28

2.1.7 计算切削力的公式29

2.1.8 切削功率与单位切削功率30

2.1.9 影响切削力的因素30

2.1.10 切削热、切削温度及其影响因素32

2.2 刀具的磨损与耐用度34

2.2.1 刀具的磨损形式34

2.2.2 刀具磨损过程和磨损限度35

2.2.3 刀具磨损的原因36

2.2.4 刀具的耐用度36

2.3 切削用量的选择37

2.3.1 选择切削用量的一般原则37

2.3.2 切削用量的选择要点38

小结39

习题39

第3章 机械加工精度40

3.1 概述40

3.1.1 加工精度与加工误差40

3.1.2 影响加工精度的因素41

3.2 加工精度的获得方法42

3.2.1 尺寸精度的获得方法42

3.2.2 形状精度的获得方法42

3.2.3 位置精度的获得方法42

3.3 工艺系统的几何误差对加工精度的影响43

3.3.1 加工原理误差43

3.3.2 机床的几何误差43

3.3.3 刀具和夹具的误差46

3.4 工艺系统受力变形对加工精度的影响47

3.4.1 工艺系统的刚度47

3.4.2 工艺系统受力变形引起的加工误差48

3.4.3 减小工艺系统受力变形的主要措施51

3.5 工艺系统热变形对加工精度的影响52

3.5.1 机床的热变形52

3.5.2 工件的热变形53

3.5.3 刀具的热变形54

3.5.4 减小工艺系统热变形的主要途径54

3.6 工件内应力引起的加工误差56

3.6.1 产生内应力的原因及所引起的加工误差56

3.6.2 减小或消除内应力的措施57

3.7 提高加工精度的工艺措施58

3.7.1 减小误差法58

3.7.2 误差补偿法58

3.7.3 误差分组法59

3.7.4 误差转移法60

3.7.5 就地加工法60

3.7.6 误差平均法60

3.7.7 加工过程的主动控制61

小结62

习题62

第4章 机械加工表面质量65

4.1 概述65

4.1.1 机械加工表面质量的含义65

4.1.2 零件表面质量对使用性能的影响66

4.2 影响加工表面粗糙度的因素68

4.2.1 切削加工后的表面粗糙度68

4.2.2 磨削加工后的表面粗糙度69

4.3 影响加工表面力学、物理性能的因素70

4.3.1 表面层的加工硬化70

4.3.2 表面层金相组织的变化70

4.3.3 表面层的残余应力72

4.3.4 控制和改善工件表面质量的方法73

4.4 机械加工中的振动74

4.4.1 机械加工中的振动类型74

4.4.2 振动对加工质量的影响及减振措施76

小结80

习题81

第5章 机床夹具的设计83

5.1 机床夹具概述83

5.1.1 机床夹具的组成83

5.1.2 机床夹具的作用85

5.1.3 机床夹具的分类85

5.2 工件在机床夹具中的定位原理86

5.2.1 六点定位规则86

5.2.2 工件的定位状态87

5.3 定位方法及定位误差计算90

5.3.1 工件以平面在支承上定位90

5.3.2 工件以圆柱孔在支承上定位93

5.3.3 工件以圆柱面在支承上定位95

5.3.4 工件以中心孔在顶尖上定位96

5.3.5 定位误差的分析与计算97

5.4 定位方案设计实例111

5.5 夹紧机构原理113

5.5.1 夹紧装置的组成114

5.5.2 夹紧装置的设计要求114

5.5.3 确定夹紧力的基本原则115

5.6 夹紧机构设计117

5.6.1 斜楔夹紧机构117

5.6.2 螺旋夹紧机构119

5.6.3 偏心夹紧机构120

5.6.4 联动夹紧机构124

5.6.5 分度夹紧机构126

5.7 夹紧机构设计实例129

5.7.1 设计夹紧机构的步骤129

5.7.2 夹紧机构设计实例130

5.8 夹具的其他装置131

5.8.1 导向装置131

5.8.2 对刀装置133

5.8.3 夹具与机床的连接方式134

5.9 专用机床夹具设计方法及实例136

5.9.1 对专用夹具的基本要求和设计步骤136

5.9.2 夹具设计实例137

5.9.3 夹具装配图的主要尺寸和技术条件144

小结145

习题145

第6章 组合夹具的应用152

6.1 组合夹具的应用152

6.1.1 组合夹具的概念152

6.1.2 组合夹具的使用范围152

6.1.3 组合夹具的使用效果153

6.2 组合夹具的元件153

6.2.1 组合夹具元件的分类和编号153

6.2.2 槽系组合夹具元件的结构要素156

6.2.3 槽系组合夹具元件的技术要求158

6.3 组合夹具的组装159

6.3.1 组装步骤159

6.3.2 夹具元件选择要点160

6.3.3 组合夹具组装实例161

6.3.4 组合夹具的检测163

小结167

习题167

第7章 机械加工工艺规程的设计168

7.1 工艺规程168

7.1.1 工艺规程的作用168

7.1.2 设计工艺规程的原则和方法169

7.1.3 设计工艺规程的步骤169

7.1.4 工艺文件格式170

7.2 零件的工艺性分析173

7.2.1 零件结构及其工艺性分析173

7.2.2 零件技术要求分析174

7.3 确定零件毛坯175

7.3.1 确定毛坯的种类175

7.3.2 确定毛坯的形状和尺寸176

7.4 定位基准的选择177

7.4.1 粗基准的选择177

7.4.2 精基准的选择178

7.4.3 定位方式的确定181

7.5 机械零件加工工艺路线的制订183

7.5.1 加工方法的选择183

7.5.2 加工阶段的划分185

7.5.3 工序集中与工序分散185

7.5.4 加工顺序的安排186

7.6 工序设计188

7.6.1 选择机床和工艺装备188

7.6.2 确定加工余量189

7.6.3 计算工序尺寸192

7.7 切削用量与时间定额的确定197

7.7.1 切削用量的确定197

7.7.2 时间定额的确定198

7.8 提高机械加工劳动生产率的工艺措施198

7.9 编写工艺文件201

小结202

习题202

第8章 轴类零件的加工206

8.1 概述206

8.1.1 轴类零件的功用与结构206

8.1.2 轴类零件的技术要求207

8.1.3 轴类零件的材料、毛坯及热处理207

8.2 轴类零件外圆表面的车削208

8.2.1 各种车削方法的应用208

8.2.2 细长轴的车削208

8.2.3 常用车刀的类型、特点及应用209

8.3 轴类零件外圆表面的磨削211

8.3.1 外圆表面的磨削精度工艺范围211

8.3.2 外圆表面的磨削方法212

8.3.3 中心孔的修磨213

8.4 轴类零件外圆表面的光整加工214

8.4.1 研磨214

8.4.2 超精加工215

8.4.3 双轮珩磨216

8.4.4 滚压216

8.5 轴类零件加工工艺分析217

8.5.1 轴类零件加工的工艺分析217

8.5.2 机床主轴加工工艺过程分析219

8.5.3 轴类零件的加工精度检测224

8.6 加工轴类零件的夹具225

8.6.1 通用夹具225

8.6.2 专用夹具226

小结228

习题228

第9章 箱体零件的加工230

9.1 概述230

9.1.1 箱体零件的功用和结构特点230

9.1.2 箱体零件的技术要求230

9.1.3 箱体零件的材料与毛坯232

9.1.4 箱体零件的结构工艺性232

9.2 箱体的孔系加工234

9.2.1 平行孔系的加工方法234

9.2.2 同轴孔系的加工方法237

9.2.3 交叉孔系的加工方法237

9.2.4 箱体孔系的高效自动化加工237

9.3 箱体零件加工工艺过程分析238

9.3.1 主轴箱工艺过程分析238

9.3.2 加工方法的选择242

9.3.3 主要工序加工方案分析242

9.3.4 箱体零件的数控加工工艺特点244

9.4 加工箱体零件所用的夹具247

9.4.1 前后双支承镗孔夹具247

9.4.2 组合镗孔夹具249

小结250

习题251

第10章 圆柱齿轮的加工252

10.1 概述252

10.1.1 圆柱齿轮的功用和结构特点252

10.1.2 圆柱齿轮的技术要求253

10.1.3 齿轮的材料与毛坯253

10.2 齿坯的加工254

10.2.1 齿坯加工精度254

10.2.2 齿坯加工方案255

10.3 齿形加工255

10.3.1 滚齿255

10.3.2 插齿258

10.3.3 剃齿259

10.3.4 珩齿261

10.3.5 磨齿262

10.4 圆柱齿轮加工工艺分析263

10.5 加工齿轮所用的夹具265

10.5.1 滚齿、插齿夹具265

10.5.2 剃齿、珩齿夹具268

小结268

习题268

第11章 叉架类零件的加工270

11.1 概述270

11.1.1 叉架类零件的功用和结构特点270

11.1.2 叉架类零件的技术要求271

11.1.3 叉架类零件的材料、毛坯和热处理271

11.2 拨叉加工工艺过程分析271

11.2.1 拨叉加工的工艺特点271

11.2.2 拨叉加工工艺过程分析271

11.3 加工拨叉所用的夹具274

11.3.1 加工拨叉所用的车床夹具274

11.3.2 车床夹具设计要点276

小结277

习题277

第12章 机械装配工艺基础279

12.1 概述279

12.1.1 机械装配的概念279

12.1.2 机械装配的内容280

12.1.3 机械装配生产的组织形式281

12.2 机械装配精度282

12.2.1 机械产品装配精度的概念282

12.2.2 装配精度与零件精度的关系283

12.3 装配尺寸链284

12.3.1 装配尺寸链的概念284

12.3.2 装配尺寸链的计算287

12.4 装配方法及其选择287

12.4.1 互换法装配287

12.4.2 选配法装配292

12.4.3 修配法装配294

12.4.4 调整法装配297

12.5 装配工艺规程的编制300

12.5.1 编制装配工艺规程的原则300

12.5.2 编制装配工艺规程的原始资料300

12.5.3 编制装配工艺规程的内容和步骤301

12.5.4 编制装配工艺规程的注意事项303

12.5.5 减速器装配工艺编制实例303

小结306

习题306

第13章 先进制造技术309

13.1 精密和超精密加工技术309

13.1.1 概述309

13.1.2 精密和超精密加工方法310

13.1.3 细微加工技术312

13.2 机械制造系统的自动化技术313

13.2.1 概述313

13.2.2 柔性制造系统314

13.2.3 计算机集成制造系统316

13.3 先进制造生产模式317

13.3.1 并行工程技术317

13.3.2 智能制造技术319

13.3.3 快速原型制造技术320

13.3.4 纳米级加工技术与微型机械321

13.3.5 极限条件下的成形加工技术321

13.3.6 利用太阳能加工321

小结322

习题322

参考文献323