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第1章绪论1

1.1先进制造技术1

目 录1

1.2 21世纪的先进制造工艺技术3

1.3机械加工技术4

1.4本课程的内容7

思考题8

第2章高速与超高速切削技术9

2.1概述9

2.1.1高速切削的概念与高速切削技术9

2.1.2高速与超高速切削的特点10

2.1.3高速与超高速切削技术的研究发展现状11

2.1.4高速与超高速切削对机床的新要求13

2.2实施高速与超高速切削的关键技术13

2.3.1 电主轴单元14

2.3独特的主轴结构单元14

2.3.2主轴轴承17

2.3.3电主轴的冷却和轴承的润滑18

2.3.4电主轴的动平衡19

2.4高速直线驱动进给单元20

2.4.1高速直线进给传动方式分析21

2.4.2高速直线电动机进给单元22

2.5高速与超高速切削刀具技术及其系统31

2.5.1适用高速与超高速切削的刀具材料31

2.5.2高效安全可靠的刀具结构33

2.5.3高速切削刀具与机床连接的刀柄系统35

2.5.4高速切削用新型夹头37

2.5.5高速切削刀具的动平衡性能38

2.6高性能的数控和伺服驱动系统40

2.6.1用矢量控制原理的PWM交流变频控制器40

2.5.6高速与超高速切削刀具的监测技术40

2.6.2高性能高灵敏度的伺服驱动系统41

2.6.3精简指令集计算机系统结构的CNC系统42

2.6.4其他辅助控制技术43

2.7高速与超高速切削技术的应用领域43

思考题44

第3章硬态切削技术46

3.1硬态切削的概念46

3.2硬态车削的特点46

3.3硬态车削的必要条件47

3.3.1硬态车削刀具47

3.3.2硬态车削的切削用量48

3.3.3硬态车削机床50

3.4硬态车削的应用与展望50

思考题51

4.2.1干式切削技术的特点52

4.2干式切削技术的特点及实施的必要条件52

第4章干式（绿色）切削技术52

4.1概述52

4.2.2实施干式切削的必要条件53

4.3实施干式（绿色）切削可采用的方法56

4.3.1风冷却切削56

4.3.2液氮冷却干式切削58

4.3.3准（亚）干式切削59

4.3.4用水蒸气作冷却润滑剂60

4.3.5射流注液切削61

4.4干式切削技术的发展现状及应用62

4.4.1干式切削技术的发展现状62

4.4.2干式切削技术的应用举例62

4.5当前的任务63

4.5.1对切削液的新要求63

4.5.2切削液的发展趋势63

4.5.3限制使用切削液中的有害添加剂64

思考题65

4.5.4研制新环保型添加剂65

第5章振动切削与磨削技术67

5.1概述67

5.1.1传统切削与振动切削67

5.1.2振动切削特点68

5.1.3振动切削机理的几种观点71

5.1.4振动切削研究现状73

5.2振动切削过程解析74

5.2.1振动切削改变实际切削速度74

5.2.2振动切削改变刀具工作角度76

5.2.3振动切削过程中的消振作用77

5.2.4切削力波形改变切削过程80

5.3.1对振动切削装置的基本要求82

5.3.2振动切削装置分类82

5.3典型振动切削装置及其应用82

5.3.3机械振动切削装置83

5.3.4超声振动切削装置85

5.3.5振动切削在难加工材料加工中的应用86

5.4振动磨削技术88

5.4.1超声振动磨削88

5.4.2超声振动清洗砂轮磨削92

5.4.3超声振动修整砂轮93

5.5振动研磨技术94

5.5.1概述94

5.5.2振动研磨机理95

思考题96

第6章加热辅助切削与低温切削技术97

6.1概述97

6.1.1加热辅助切削的概念97

6.1.2加热辅助切削的发展概况97

6.2加热辅助切削的加热方法与加热辅助切削98

6.3加热辅助切削机理探讨102

6.4低温切削技术105

6.4.1概述105

6.4.2低温切削特点106

6.4.3低温切削分类106

6.4.4低温切削的应用107

思考题108

第7章特殊切削加工方法109

7.1磁化切削109

7.1.1概念109

7.1.2磁化切削的分类109

7.1.3刀具磁化装置110

7.1.4磁化切削效果111

7.1.5磁化切削机理探讨115

7.2.1真空度对铜和铝切削的影响116

7.2真空中切削116

7.2.2真空度对中碳钢和钛合金切削的影响117

7.2.3真空中的高速与超高速切削119

7.2.4在氧气和氩气气氛中的高速与超高速切削119

7.3惰性气体保护切削120

7.4绝缘切削121

7.5电熔爆切削121

思考题121

第8章磨削加工新技术122

8.1高效磨削新技术122

8.1.1重负荷荒磨122

8.1.2缓进给大切深磨削122

8.1.3高速与超高速磨削124

8.1.4砂带磨削125

8.2超硬磨料的高效磨削技术126

8.2.1超硬磨料的性能分析及应用126

8.2.2超高速磨削典型新工艺介绍127

8.3超硬磨料砂轮的修整技术131

8.3.1超硬磨料砂轮修整的概念131

8.3.2超硬砂轮修整方法131

8.4高精度小粗糙度磨削技术134

8.4.1砂轮表面磨粒应有微刃性和等高性134

8.4.2磨床要有足够好的性能135

8.4.3工艺参数选择要合理135

8.5磨削加工最新技术136

8.6先进磨削方法在难加工材料加工中的应用举例137

8.6.1高温合金的缓进给大切深磨削137

8.6.2钛合金的磨削139

8.6.3热喷涂（焊）层的磨削144

8.7超硬砂轮在线电解修整ELID磨削技术及应用145

8.7.1 ELID磨削原理145

8.7.2 ELID磨削机理与应用145

思考题147

第9章复合加工技术148

9.1概述148

9.2机械去除与电解复合加工技术149

9.3磁场辅助研抛加工技术153

思考题155

第10章高能束加工与射流加工技术156

10.1激光加工技术156

10.1.1概述156

10.1.2激光加工的基本设备160

10.1.3激光加工工艺及应用163

10.2电子束加工技术167

10.2.1概述167

10.2.2电子束加工装置168

10.2.3电子束加工的应用169

10.3.1概述172

10.3离子束加工技术172

10.3.2离子束加工装置174

10.3.3离子束加工的应用176

10.4射流加工技术179

10.4.1概述179

10.4.2高压水射流加工装置181

10.4.3高压水射流切除与切断机理182

10.4.4高压水射流（WJ、AWJ）切割应用范围183

思考题183

第11章不锈钢的切削加工184

11.1概述184

11.2不锈钢的切削加工特点188

11.3不锈钢的车削加工190

11.4不锈钢的铣削加工196

11.5不锈钢的钻削加工199

11.6不锈钢的铰孔201

11.7不锈钢攻螺纹203

思考题206

第12章高温合金的切削加工207

12.1概述207

12.2高温合金的切削加工特点208

12.3高温合金的车削加工212

12.3.1正确选择刀具材料212

12.3.2选择合理的刀具几何参数215

12.4高温合金的铣削加工220

12.5高温合金的钻削加工223

12.6高温合金的铰孔226

12.7高温合金攻螺纹227

12.8高温合金的拉削228

思考题232

13.1.1钛合金的分类233

13.1概述233

第13章钛合金的切削加工233

13.1.2钛合金的性能特点234

13.2钛合金的切削加工特点237

13.3钛合金的车削加工240

13.3.1正确选择刀具材料240

13.3.2选择合理的刀具几何参数242

13.3.3切削用量选择242

13.4钛合金的铣削加工244

13.4.1正确选择刀具材料244

13.4.2选择合理的刀具几何参数244

13.4.3铣削方式的选择245

13.4.4铣削用量245

13.5钛合金的钻削加工250

13.6.1选择性能好的刀具材料254

13.6钛合金攻螺纹254

13.6.2改进标准丝锥结构255

13.6.3采用跳齿结构255

13.6.4采用修正齿丝锥255

13.6.5切削液的选用256

13.6.6螺纹底孔直径的选取257

13.6.7攻螺纹速度的选取257

思考题258

第14章工程陶瓷材料的切削加工259

14.1概述259

14.1.1陶瓷材料的分类259

14.1.2陶瓷制品的制备260

14.1.3陶瓷的组织结构261

14.2工程陶瓷材料的特性及脆性破坏机理探讨262

14.2.1与切削加工相关的陶瓷材料的性能262

14.3工程陶瓷材料的切削265

14.3.1陶瓷材料的切削加工特点265

14.2.2陶瓷材料脆性破坏机理探讨265

14.3.2几种陶瓷材料的切削加工270

14.4工程陶瓷材料的磨削284

14.4.1陶瓷材料的磨削特点285

14.4.2正确选择金刚石砂轮的性能参数289

14.4.3新型金刚石砂轮的开发298

14.4.4提高陶瓷材料磨削效率的其他方法301

14.4.5陶瓷材料的研磨与抛光301

思考题302

第15章复合材料的切削加工303

15.1概述303

15.1.1复合材料的概念303

15.1.2复合材料的分类303

15.1.3复合材料的发展与应用305

15.1.5复合材料的增强机理308

15.1.4复合材料的增强相（或分散相）308

15.2纤维增强树脂基复合材料FRP简介309

15.2.1 FRP的性能特点309

15.2.2影响FRP性能的其他因素310

15.2.3常用的FRP311

15.3 FRP的切削加工313

15.3.1 FRP的切削加工特点313

15.3.2 FRP的车削加工314

15.3.3 FRP的钻孔321

15.3.4 FRP的铣削加工335

15.3.5切断加工336

15.4碳／碳（C/C）复合材料的切削加工337

15.5金属基复合材料的切削加工337

15.5.1切削加工特点337

15.5.2不同加工方法的切削加工特点341

思考题351

参考文献352