1、机 械 制 造 技术J I X I E Z H I Z A O J I S H U主编/周养萍副主编/崔彦斌 雷伟斌西 北 大 学 出 版 社示范性高等职业院校系列规划教材图书在版编目(C I P)数据机械制造技术 /周养萍主编.西安：西北大学出版社，2009.9ISBN 978-7-5604-2607-5.机 .周 .机械制造工艺高等学校：技术学校教材 .TH16中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第 147613 号图书在版编目(C I P)数据机械制造技术 /周养萍主编.西安：西北大学出版社，2009.9ISBN 978-7-5604-2607-5.机 .周 .机械制造工艺高等学校：
2、技术学校教材 .TH16中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第 147613 号机 械 制 造 技 术主 编：出版发行：地 址：邮 编：电 话：经 销：印 装：开 本：印 张：字 数：版 次：书 号：定 价：周养萍西北大学出版社西安市太白北路229号710069029-88303313全国新华书店西安华新彩印有限责任公司787毫米1092毫米 1/1619462千字2009年9月第1版 2009年9月第1次印刷ISBN 978-7-5604-2607-532.00元主 编：出版发行：地 址：邮 编：电 话：经 销：印 装：开 本：印 张：字 数：版 次：书 号：定 价：周养萍西北大学出版社
3、西安市太白北路229号710069029-88303313全国新华书店西安华新彩印有限责任公司787毫米1092毫米 1/1619462千字2009年9月第1版 2009年9月第1次印刷ISBN 978-7-5604-2607-532.00元本书是高等职业规划教材。本书是在“以能力为本位，以工作过程为导向”的人才培养模式改革思路的指导下，通过对金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具设计、机械制造工艺学等课程的知识进行有机综合而撰写成的。全书主要内容包括：机械制造技术基础知识、典型零件加工工艺及工艺实施、机械装配工艺基础知识、先进制造技术简介。本书可作为高等职业机械类各专业教材，也可供近机械
4、类学生及从事机械设计制造的工程技术人员参考。示范性院校系列内容简介随着我国高等职业教育的迅速发展，我们对高职教育的定位和培养模式也逐渐明确:提出“以工作过程为导向”的人才培养模式，在人才培养过程中强调“工作导向，任务驱动”，达到培养“技术应用型人才”的目标。本教材就是适应新的人才培养模式而编写的。本教材在编写过程中，我们着重注意了以下几个问题:(1)适应新的人才培养模式，教材内容按模块化、项目化的方式进行编写。(2)按照培养目标，确立以“工艺”为主线，有机整合刀具、机床及夹具内容，使之为工艺服务。展示“看懂工艺实施工艺编制工艺”逐渐递增的能力培养过程，符合职业教育能力培养的规律。(3)本着以“
5、必须、够用”为原则，对原学科体系中的理论内容和推理部分进行了大幅度精简，注重应用介绍，加强理论与实践的相互结合，以培养学生的综合实践能力。本教材分四个模块，12 个项目。四个模块分别是:机械制造技术基础知识、典型零件加工、机械装配工艺基础知识、先进制造技术简介。12 个项目分别是:机械制造技术概论、金属切削加工基本知识、金属切削加工、机床夹具、机械加工工艺规程设计、机械加工质量分析、轴类零件加工工艺及工艺实施、套简类零件加工工艺及工艺实施、箱体类零件加工工艺及工艺实施、齿轮零件加工工艺及工艺实施、机械装配工艺基础、先进制造技术简介。本教材参考学时为 130 学时左右。本教材由西安航空职业技术学
6、院周养萍担任主编，崔彦斌和雷伟斌担任副主编。参加编写的有西安航空职业技术学院周养萍(项目 6、11)、崔彦斌(项目 1、5)、雷伟斌(项目 3、9、10)、武欣竹(项目 4、7、8)、马海国(项目 2)、陈芳(项目 12)。本教材在编写过程中参考了兄弟院校老师编写的有关教材及相关资料，在此表示衷心的感谢!由于编者水平有限，加上编写时间仓促，书中难免有不妥与错误之处，恳请专家、同行及广大读者批评指正。编者2009 年 8 月模块 1机械制造技术基础知识项目1机械制造技术概论(1)1 1机械制造技术概论(1)1 2本课程的研究对象、内容及学习要求(2)习题与思考题(2)项目2金属切削加工基本知识(
7、3)2 1切削运动与切削用量(3)2 2切削层参数与切削方式(5)2 3金属切削过程中的物理现象及规律(6)2 4金属切削刀具(15)习题与思考题(25)项目3金属切削加工(27)3 1金属切削机床的基础知识(27)3 2车削加工(32)3 3铣削加工(46)3 4磨削加工(58)3 5齿轮加工(69)3 6其他切削加工简介(83)3 7特种加工简介(89)习题与思考题(99)项目4机床夹具(101)4 1机床夹具的功能与分类(101)4 2工件在夹具中的定位(104)4 3工件在夹具中的夹紧(126)4 4典型机床夹具的应用(141)习题与思考题(156)项目5机械加工工艺规程设计(159)
8、5 1机械加工工艺过程(159)5 2机械加工工艺规程(164)5 3工艺规程内容设计(165)5 4数控加工工艺基础(187)习题与思考题(191)项目6机械加工质量分析(193)6 1机械加工精度(193)6 2影响机械加工精度的因素(193)6 3加工误差的综合分析(203)6 4减少加工误差的措施(208)6 5机械加工表面质量(210)6 6提高加工表面质量的途径(214)习题与思考题(216)模块 2典型零件加工项目7轴类零件加工工艺及工艺实施(218)7 1任务描述(218)7 2知识链接(218)7 3任务实施(221)习题与思考题(230)项目8套简类零件加工工艺及工艺实施(
9、232)8 1任务描述(232)8 2知识链接(232)8 3任务实施(234)习题与思考题(241)项目9箱体类零件加工工艺及工艺实施(243)9 1任务描述(243)9 2知识链接(243)9 3任务实施(248)习题与思考题(253)项目10齿轮零件加工工艺及工艺实施(255)10 1任务描述(255)10 2知识链接(255)10 3任务实施(259)习题与思考题(265)模块 3机械装配工艺基础知识项目11机械装配工艺基础(266)11 1任务描述(266)11 2知识链接(266)11 3任务实施(276)11 4装配工艺基础综合训练(279)习题与思考题(280)模块 4先进制造
10、技术简介项目12先进制造技术简介(281)12 1计算机辅助工艺设计(CAPP)(281)12 2计算机辅助制造(CAM)(284)12 3柔性制造系统(FMS)概述(286)12 4计算机集成制造系统(CIMS)(290)习题与思考题(293)参考文献(294)模块 1机械制造技术基础知识项目 1机械制造技术概论1 1机械制造技术概论1 1 1制造业与制造技术1 制造业制造业为人类创造着辉煌的物质文明。据统计，1990 年 20 个工业化国家制造业所创造的财富占国民生产总值(GDP)的比例平均为 22.15%，其中，美国 68%的财富来源于制造业，日本国民总产值的 49%是由制造业提供的。中
11、国的制造业在工业总产值中也占有 40%的比例。2 制造技术制造技术是使原材料变成产品的技术总称，是国民经济得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。先进的制造技术使一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。3 制造系统制造系统是指覆盖全部产品生命周期的制造活动所形成的系统，即设计、制造、装配、市场乃至回收的全过程。在这一全过程中，所存在的物质流(主要指由原材料到产品的有形物质的流动)、信息流(主要指生产活动的设计、规划、调度与控制)及资金流(包括了成本管理、利润规划及费用流动等)构成了整个制造系统。4 我国制造技术与制造业新中国成立以来，我国的制造技术与制造业得到了长足的发展，一个
12、自立的机械工业体系基本形成。改革开放三十年来，开放与引进在一定程度上促进了我国制造业的发展及制造技术的提高，但与工业发达国家相比，我们还存在着十分明显的差距。5 今后我国机械工业发展的方向(1)制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展。(2)制造技术向高精度方向发展。(3)综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。绿色产品、绿色包装、绿色制造过程将普及。1 1 2机械制造(冷加工)学科的范畴、研究内容及特点机械工程科学是一门有着悠久历史的学科，是国家建设和社会发展的支柱学科之一。1机械制造(冷加工)是机械工程的一个分支学科，是一门研究各种机械制造过程和方法的科学
13、。机械制造工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程。机械制造工艺过程热加工工艺过程:包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等。冷加工工艺过程零件的机械加工工艺过程:研究如何利用切削的原理使工件成形而达到预定的设计要求(尺寸精度、形状、位置精度和表面质量)。机器的装配工艺过程:研究如何将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品，并达到要求的装配精度的工艺过程。1 2本课程的研究对象、内容及学习要求1 2 1本课程的特点“机械制造技术”是机械设计制造各专业的一门重要的专业核心课程。课程设置的目的是为学生在制造技术方面奠定最基本的知识和技能基础。本
14、课程是一门实践性很强的课程，必须有相应的实践性教学环节与之配合。1 2 2本课程的主要学习要求1 掌握金属切削的基本理论，具有根据加工条件合理选择刀具种类、刀具材料、刀具几何参数、切削用量及切削液的能力。2 熟悉各种机床的用途、工艺范围，具有通用机床传动链分析与调整的能力。3 掌握机械制造工艺的基本理论，具备制订机械加工工艺规程和装配工艺规程的能力，学会分析机械加工过程中产生误差的原因，并能针对具体工艺问题提出相应的改善措施。4 对机械制造技术的新发展有一定的了解。1 2 3本课程的学习方法结合实践环节，按照生产环节的要求理解、学习理论知识。“优质、高产、低成本”是指导机械制造技术工作的基本原
15、则。机械制造人员的任务就是要在给定的生产条件下，按照预定的供货日期要求，最经济地制造出具有规定质量要求的机器。学习过程中以此为主线联系各部分内容。习题与思考题1 简述机械制造技术的发展概况。2 简述学习本课程的方法。2项目 2金属切削加工的基本知识2.1切削运动与切削用量2.1.1切削运动切削加工时，刀具与工件之间的相对运动，称为切削运动，如图 2 1 所示。切削运动分为主运动和进给运动。图 2 1切削运动1.主运动由机床或人力提供的使刀具与工件之间产生主要的相对运动称为主运动。主运动的特点是速度最高，消耗的功率最多。在切削运动中主运动有且只有一个。例如，车削外圆时主轴带动工件的旋转运动，钻孔
16、时钻头的旋转运动，铣平面时铣刀的旋转运动，磨外圆时砂轮的旋转运动等都是主运动。2.进给运动使刀具与工件间产生附加的相对运动，促使零件表面多余金属层不断投入切削，从而加工出完整表面的运动。在切削运动中进给运动的速度较低，消耗的功率较小。例如，车外圆时车刀沿纵向的直线运动，铣平面时工件的纵向直线移动，钻孔时钻头沿轴线移动等都是进给运动。进给运动可以有一个或多个。如在磨削外圆时，就有圆周进给、轴向进给和径向进给 3 个进给运动。33.合成切削运动主运动和进给运动合成的运动即为合成切削运动，其速度和方向用 ve表示，如图 2 2所示。图 2 2车削运动和工件上的表面2.1.2切削过程中的工件表面在切削过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变成为切屑，因此工件上同时存在着三个不断变化着的表面，如图 2 2 所示。(1)待加工表面:工件上有待切除的表面。(2)已加工表面:工件上经刀具切削后形成的新表面。(3)过渡表面:工件上由切削刃形成的那部分表面。当用单刃刀具切削时，它将在工件或刀具的下一转或者下一次切削中被切除(如车削、刨削)，而用多刃刀具切削时，它将被随后的一个切削刃切除(如铣削)。2
