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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