机械制造基础（第4版）（附微课视频）

本书是根据高等职业教育的培养目标和教学特点，结合当前高职高专教学和教材改革的精神精心编写而成的。全书共10 章，全面介绍了从零件材料的选用到最终制成产品全过程的基础知识，主要内容包括工程材料，各种毛坯成形的生产工艺知识，金属切削基础知识，外圆面、孔、平面、螺纹和齿轮等各种典型成形表面的加工工艺与装备，机械制造工艺，数控加工技术以及现代制造新工艺等。 本书既可作为高等职业技术院校和高级技工学校机械制造、机电一体化、数控、模具及汽车等专业的教材，也可作为工程技术人员的参考用书。

王琼，甘肃机电职业技术学院，学历硕士，副教授，专业负责人，教研室主任，讲授课程机械设计基础、机械制造基础、CAD、UG等课程，发表多篇核心论文。

第 1 章 工程材料............................................ 1 1.1 材料的机械性能............................. 1 1.1.1 材料载荷的形式.................... 2 1.1.2 材料的常用机械性能............ 3 1.2 工程材料及其应用......................... 7 1.2.1 金属材料的分类.................... 8 1.2.2 有色合金.............................. 11 1.2.3 工程塑料.............................. 12 1.2.4 材料的选用.......................... 13 1.3 钢的热处理.................................... 14 1.3.1 热处理概述.......................... 14 1.3.2 钢的普通热处理.................. 16 1.3.3 钢的表面热处理.................. 19 1.3.4 钢的化学热处理.................. 20 小结........................................................... 22 习题........................................................... 22 第 2 章 毛坯生产.......................................... 23 2.1 液态成形─铸造....................... 23 2.1.1 认识铸造生产...................... 23 2.1.2 合金的铸造性能.................. 25 2.1.3 铸造热应力、变形与裂纹...................................... 29 2.1.4 常用合金铸件的生产.......... 30 2.1.5 合金的铸造工艺.................. 34 2.1.6 铸件结构设计...................... 38 2.2 固态成形─压力加工.............. 40 2.2.1 压力加工概述...................... 40 2.2.2 塑性成形理论...................... 42 2.2.3 锻造...................................... 45 2.2.4 板料冲压.............................. 51 2.3 连接成形─焊接....................... 53 2.3.1 焊接概述.............................. 53 2.3.2 熔焊...................................... 55 2.3.3 压力焊.................................. 61 2.3.4 碳钢的焊接.......................... 63 2.3.5 焊接件结构设计.................. 64 小结........................................................... 66 习题........................................................... 66 第3 章 金属切削基础知识........................ 68 3.1 切削运动和切削用量................... 68 3.1.1 切削运动.............................. 68 3.1.2 加工表面和切削层参数...... 69 3.1.3 切削用量.............................. 70 3.2 金属切削刀具................................ 73 3.2.1 刀具材料应具备的性能...... 73 3.2.2 常用刀具材料...................... 74 3.2.3 认识刀具角度...................... 76 3.2.4 刀具角度的选择.................. 78 3.3 金属切削过程................................ 82 3.3.1 切屑的形成及切屑变形...... 82 3.3.2 积屑瘤.................................. 84 3.3.3 切削力和切削功率.............. 85 3.3.4 切削热.................................. 88 3.3.5 切削液及其应用.................. 89 3.3.6 材料切削性能的改善.......... 89 3.4 刀具磨损和刀具寿命................... 91 3.4.1 刀具的磨损形式.................. 91 3.4.2 刀具的磨损原因.................. 91 3.4.3 刀具的磨损过程.................. 92 3.4.4 刀具寿命和刀具耐用度...... 93 3.5 金属切削机床简介....................... 93 3.5.1 机床的型号.......................... 93 3.5.2 机床的结构.......................... 95 3.5.3 机床的技术指标.................. 95 小结........................................................... 96 习题........................................................... 97 第4 章 外圆面加工工艺与装备............... 98 4.1 车削加工与装备............................ 98 4.1.1 车削的特点和应用.............. 98 4.1.2 车削装备............................ 100 4.1.3 外圆车削工艺.................... 106 4.1.4 加工实例............................ 108 4.2 磨削加工与装备.......................... 110 4.2.1 磨削的特点和应用............ 110 4.2.2 磨削装备............................ 111 4.2.3 外圆磨削工艺.................... 116 4.2.4 外圆研磨............................ 119 4.2.5 加工实例............................ 119 4.3 外圆表面加工方案的确定........ 121 4.3.1 外圆面的技术要求............ 121 4.3.2 影响外圆加工方案的主要因素............................ 121 4.3.3 外圆面加工的工艺路线.... 121 小结.......................................................... 123 习题.......................................................... 123 第5 章 孔加工工艺与装备...................... 124 5.1 钻削工艺与装备.......................... 124 5.1.1 钻削的工艺特点................ 125 5.1.2 钻削装备............................ 126 5.1.3 钻孔加工工艺.................... 128 5.1.4 扩孔、铰孔加工工艺........ 130 5.1.5 加工实例............................ 132 5.2 镗削工艺与装备.......................... 133 5.2.1 镗削的工艺特点................ 133 5.2.2 镗削装备............................ 133 5.2.3 镗孔加工工艺.................... 140 5.2.4 加工实例............................ 141 5.3 孔的其他加工方法..................... 143 5.3.1 拉孔.................................... 143 5.3.2 锪孔加工............................ 144 5.3.3 孔的精整加工.................... 144 5.4 孔加工方案的确定..................... 146 5.4.1 孔的技术要求.................... 146 5.4.2 影响孔加工方案的 主要因素............................ 147 5.4.3 孔加工的工艺路线............ 147 小结.......................................................... 148 习题.......................................................... 148 第6 章 平面加工工艺与装备.................. 149 6.1 平面铣削工艺与装备................. 149 6.1.1 平面铣削概述.................... 149 6.1.2 平面铣削工艺装备............ 152 6.1.3 平面铣削工艺.................... 157 6.1.4 平面铣削加工实例............ 159 6.2 平面刨削工艺与装备................. 161 6.2.1 平面刨削概述.................... 161 6.2.2 平面刨削工艺装备............ 162 6.2.3 平面刨削工艺.................... 166 6.2.4 平面刨削加工实例............ 168 6.3 其他平面加工工艺与装备........ 169 6.3.1 平面拉削............................ 169 6.3.2 平面磨削............................ 170 6.3.3 平面车削............................ 171 6.4 平面光整加工工艺与装备........ 171 6.4.1 平面刮削............................ 171 6.4.2 平面研磨............................ 172 6.5 平面加工方案的确定................. 172 6.5.1 平面的类型........................ 172 6.5.2 平面的技术要求................ 172 6.5.3 平面加工方案及选择........ 173 6.5.4 常用加工路线.................... 173 小结.......................................................... 174 习题.......................................................... 174 第7 章 螺纹和齿轮加工工艺与装备.... 175 7.1 螺纹加工综述.............................. 175 7.1.1 螺纹的种类、特点与 应用.................................... 175 7.1.2 螺纹的要素........................ 177 7.1.3 螺纹的检测........................ 177 7.2 螺纹的车削加工.......................... 178 7.2.1 螺纹车刀............................ 179 7.2.2 三角形外螺纹的 车削加工............................ 180 7.3 使用丝锥和板牙加工螺纹........ 184 7.3.1 攻螺纹................................ 184 7.3.2 套螺纹................................ 185 7.4 圆柱齿轮加工流程综述............ 186 7.4.1 圆柱齿轮加工综述............ 186 7.4.2 铣齿工艺............................ 189 7.4.3 插齿工艺............................ 191 7.4.4 滚齿工艺............................ 195 小结......................................................... 200 习题......................................................... 200 第8 章 机械制造工艺............................... 201 8.1 机械加工工艺基础..................... 201 8.1.1 机械加工工艺过程的组成.................................... 201 8.1.2 零件的生产类型................ 204 8.1.3 零件的工艺性分析............ 205 8.2 机械加工工艺规程及制订........ 210 8.2.1 机械加工工艺规程概述.................................... 210 8.2.2 制订机械加工工艺规程的步骤.................................... 212 8.2.3 应用实例............................ 216 8.3 工件的定位与安装..................... 217 8.3.1 工件的定位........................ 217 8.3.2 定位基准的选择................ 223 8.3.3 认识夹具............................ 225 8.4 轴类零件的加工工艺................. 226 8.4.1 轴类零件概述.................... 226 8.4.2 轴类零件的选材和热处理................................ 228 8.4.3 轴类零件的加工工艺要领.................................... 228 小结......................................................... 230 习题......................................................... 230 第9 章 数控加工技术............................... 231 9.1 数控机床概述.............................. 231 9.1.1 数控机床的组成................ 232 9.1.2 数控机床的特点................ 232 9.1.3 数控机床的类型................ 233 9.1.4 数控机床的技术指标........ 236 9.2 数控加工装备.............................. 237 9.2.1 数控刀具............................ 237 9.2.2 数控夹具............................ 238 9.2.3 数控量具............................ 241 9.3 数控加工原理.............................. 243 9.3.1 数控加工的一般过程........ 243 9.3.2 数控加工安全规范............ 245 9.3.3 插补原理............................ 246 9.3.4 刀具补偿原理.................... 246 9.4 数控加工工艺.............................. 247 9.4.1 数控加工工艺设计的主要内容............................ 248 9.4.2 数控加工工艺的特点........ 248 9.4.3 零件的数控加工工艺性分析........................ 249 9.4.4 数控加工工艺路线设计.... 250 9.5 数控编程基础.............................. 252 9.5.1 数控编程的概念................ 252 9.5.2 数控编程方法.................... 252 9.5.3 数控加工程序格式............ 253 9.5.4 程序指令分类.................... 254 9.5.5 程序编制步骤.................... 256 小结......................................................... 257 习题......................................................... 258 第 10 章 现代制造新工艺........................ 259 10.1 特种加工工艺............................ 259 10.1.1 特种加工概述.................. 259 10.1.2 电火花加工...................... 260 10.1.3 激光打孔、切割、焊接、打标.................................. 263 10.1.4 电子束加工和离子束加工...................... 264 10.1.5 超声波加工...................... 265 10.1.6 电解加工.......................... 266 10.1.7 水射流切割...................... 267 10.2 先进受迫成形工艺................... 268 10.2.1 先进铸造工艺.................. 268 10.2.2 精密的金属塑性成形工艺.......................... 269 10.2.3 高分子材料注射成形工艺.......................... 270 10.3 3D 打印技术.............................. 271 10.3.1 3D 打印原理..................... 272 10.3.2 3D 打印材料..................... 273 10.3.3 3D 打印技术..................... 274 10.3.4 3D 打印机......................... 275 10.4 现代设计与制造技术............... 275 10.4.1 精密和超精密加工.......... 275 10.4.2 计算机辅助设计技术.................................. 276 10.4.3 计算机辅助工艺过程设计.......................... 277 10.4.4 虚拟制造.......................... 278 小结.......................................................... 279 习题...........................................................279 参考文献.......................................................... 280