机械制造技术基础理实综合课程/周世权

本书是湖北省教学研究项目（机械类“机械制造技术基础”与“金工实习” 理论与实践一体化课程的整合研究与实践）成果之一，也是作者几十年从事该系列课程教学的经验总结。根据课题组提出的“以工艺设计为核心，通过实践增强对工艺设计的理解，培养分析和解决工程问题的能力”的要求，对原机械基础课程“机械制造技术基础”和“金工实习”的教学内容进行了较大的改革，根据新的课程体系的要求，将这两门课程合并为“机械制造技术基础理实综合课程”，从培养学生工程意识、工艺设计能力和综合实践能力的角度，组织新的课程体系和教学内容。本书以工程实践感性认识为基础，以机械制造工艺设计为主线，以零件综合制造工艺规程设计与实践为核心，培养学生分析和解决工程问题的能力。本书将机械制造工艺分为铸造工艺、锻压工艺、焊接工艺、切削加工工艺基础、表面切削方法、特种加工及材料成形新工艺、机械制造工艺规程及综合分析七大部分。除基本工艺原理和方法的内容外，本书突出了将工程实践与工艺设计有机结合的内容，为实现很好工程师培养计划对技术基础课程的教学目标，增加了工艺设计、半定量计算、案例分析的内容，以利于提高学生分析问题和解决问题的能力。本书还简述了计算机数控加工工艺和项目管理的教学内容，便于学生通过项目和团队进行工程综合实践的学习。为便于指导学生学习，书中配备了相应的复习思考题，供学生复习教学内容之用。本书是机械大类很好工程师培养计划课程系列教材之一，可以用作机械大类理实一体化综合课程教材。本书是培养具有分析和解决工程实际问题能力、综合制造工艺能力和现代制造技术人才的入门级教材，既可作为高等工科院校机类及近机类本(专)科各专业“机械制造技术基础”和“工程训练”整合课程的教材，也可作为有关读者的参考书。

前言第0章绪论10.1本课程的性质、地位和作用10.2本课程的内涵和特点10.2.1本课程的内涵10.2.2本课程的特点20.3本课程的主要任务和教学方法80.3.1本课程的主要任务80.3.2本课程的教学方法8第1章铸造工艺及实践101.1砂型铸造工艺过程认识实践121.2铸造工艺基础141.2.1合金的充型能力141.2.2铸件的凝固161.2.3铸造合金的收缩与缩孔、缩松171.2.4铸件的内应力、变形与裂纹201.2.5合金的偏析及铸件中的气孔231.3砂型铸造及实践 241.3.1造型材料及实践 251.3.2造型方法及实践261.3.3铸件浇注位置和分型面的选择331.3.4铸造工艺参数的确定351.3.5铸造工艺图的绘制37案例分析1-1 401.4特种铸造411.4.1熔模铸造411.4.2金属型铸造421.4.3压力铸造431.4.4低压铸造441.4.5离心铸造451.4.6消失模铸造461.4.7挤压铸造471.5铸件结构设计481.5.1铸造工艺对铸件结构的要求491.5.2合金铸造性能对铸件结构的要求521.5.3不同的铸造方法对铸件结构的要求55案例分析1-2 561.6铸造金属材料的特性601.6.1铸铁及铸铁件生产601.6.2铸钢及铸钢件生产641.6.3铝、铜合金铸件的生产651.7铸造经济学67复习思考题67第2章锻压工艺及实践702.1热塑性加工基础702.1.1自由锻造认知实践712.1.2加工硬化、回复与再结晶772.1.3冷变形与热变形782.1.4锻造比和流线792.2金属的可锻性802.2.1材料性质的影响802.2.2加工条件的影响812.3锻造工艺822.3.1模锻工艺822.3.2锤上模锻工艺规程的制订892.3.3模锻成形件的结构工艺性922.3.4特种压力加工93案例分析2-1 972.4冷塑性加工基础 1002.4.1冲裁变形过程1002.4.2间隙（Z）对切断面质量的影响1012.4.3板料成形时的变形过程1022.5冲裁工艺1032.5.1普通冲裁1032.5.2凸模与凹模刃口尺寸的确定1032.5.3冲裁件的结构工艺性1042.5.4精密冲裁（也称齿圈压板式冲裁）简介1042.6成形工艺1052.6.1弯曲1052.6.2拉深1092.6.3旋压112案例分析2-2 117复习思考题117第3章焊接工艺及实践1203.1概述1203.1.1焊接工艺的原理及特点1203.1.2焊接工艺的分类1213.1.3焊接在工业中的应用1213.2焊接工艺认知实践1223.3焊接工艺的基本原理 1273.3.1熔焊的基本原理1273.3.2压焊的基本原理1343.3.3焊接缺陷1373.3.4焊接检验1393.4焊接工艺方法及实践 1403.4.1熔焊的方法及实践140案例分析3-1 1433.4.2压焊的方法及实践1453.5金属的焊接性 1483.5.1焊接性的概念和估算方法1483.5.2碳钢的焊接1493.5.3非铁金属材料的焊接1513.5.4异种金属的焊接性分析1523.5.5异种金属的焊接方法1523.6焊接结构设计 1533.6.1焊件材料的选择1533.6.2焊接方法的选择1533.6.3焊接接头工艺设计1533.6.4焊缝尺寸设计155复习思考题160第4章材料切削加工基础1634.1概述1634.1.1金属切削加工的特点及应用1634.1.2零件的加工精度和表面粗糙度1644.1.3切削用量及选用1674.1.4切削刀具及认知实践1694.2金属切削加工的基础理论1754.2.1切削过程与切屑种类1754.2.2积屑瘤1774.2.3残余应力与冷硬现象1784.2.4切削力与切削功率1784.2.5切削热1804.2.6切削液的作用1814.2.7刀具的磨损与寿命1814.2.8材料切削加工性182案例分析4-1 1844.3切削加工的技术经济评价1844.3.1主要的技术经济指标1844.3.2经济性分析185案例分析4-2 185复习思考题186第5章切削加工工艺及实践1875.1外圆表面的加工及实践1895.1.1车削加工认知实践189案例分析5-1 2055.1.2外圆车削的工艺特点2125.1.3细长轴外圆的车削加工2125.1.4外圆表面的磨削加工及实践2155.1.5外圆表面的精加工及光整加工219案例分析5-2 2225.2孔的加工2245.2.1钻孔及实践2245.2.2扩孔和铰孔及实践2285.2.3镗孔2295.2.4磨孔2315.2.5拉削2325.2.6孔的珩磨2335.2.7孔的分类和加工方法的选择2345.3平面加工2365.3.1平面刨削2365.3.2平面铣削及实践2375.3.3平面磨削241案例分析5-3 2425.4齿形加工2485.4.1概述2485.4.2铣齿2495.4.3插齿2515.4.4滚齿2535.4.5齿形的光整加工方法256复习思考题259第6章特种加工及材料成形新工艺2616.1特种加工简介2616.1.1电火花加工2626.1.2超声波加工2686.1.3激光加工2696.2材料成形新工艺简介2706.2.1粉末冶金2716.2.2注射工艺2746.2.3快速成形277复习思考题280第7章机械加工工艺规程及综合分析2817.1概述2817.1.1生产过程与工艺过程2817.1.2工艺过程的组成2837.1.3生产纲领、生产类型及其工艺特征2857.2装夹与定位2877.2.1工件的装夹与基准2877.2.2工件在夹具中的定位2897.2.3定位基准的选择2937.3零件加工的结构工艺性296案例分析7-1 2987.4工艺规程的编制过程2997.4.1表面加工方法的选择2997.4.2加工阶段的划分3027.4.3工序的集中与分散3037.4.4工序的安排3047.4.5加工余量的确定3057.5项目与项目管理简介3067.5.1项目定义和属性3067.5.2项目管理的定义和基本要素3077.5.3项目规划和项目计划3087.5.4项目总结报告3107.5.5项目案例3117.6数控加工 3187.6.1数控加工概述3187.6.2数控加工方法3197.6.3数控编程的内容和步骤3227.6.4数控编程的方法3227.6.5自动编程简介3237.6.6数控车零件加工工艺举例3247.7机械加工工艺规程综合分析3297.7.1轴类零件的加工工艺3297.7.2盘类零件的加工工艺332案例分析7-2 337复习思考题348参考文献353

前言“机械制造技术基础理实综合课程”是一门以研究常用工程材料坯件及机器零件的成形与制造工艺原理为主的综合性技术基础课程，是在原“机械制造技术基础”和“工程训练”课程的基础上去粗取精、拓宽加深、理论与实践有机整合后形成的。它几乎涉及机器制造中的所有工程材料的成形与制造工艺，包括：金属的液态成形（铸造），金属的塑性成形（锻压），金属的连接成形（焊接），粉末冶金，注射、快速成形，切削加工，电火花与线切割加工，激光加工等。为了加强课堂教学与工程实践教学的联系与分工，通常在讲授工艺原理和设计前，首先安排以传统手工实践为主的工艺操作实践教学，使学生建立工艺感性认识；而在讲授工艺原理和设计后，安排基于项目的工艺实践，用工艺设计指导工艺实践，培养学生理论与实践相结合的学习方法。本书主要论述现代工业应用较多、有发展前景的新技术和新工艺中有一定深度的内容，突出机器造型、特种铸造、模锻、自动焊接、数控技术、特种加工等先进技术与工艺。本书以培养学生分析零件结构工艺性和工艺设计方法的基本素质为主线，每章有案例分析，同时附有难度级别不等的复习思考题，供学生复习使用。在本书的重点章节中，均附有综合性工艺设计作业题，与相应的计算机辅助工艺设计软件及创新实验配套使用，可使学生在有限的学时内自主有效地应用教材的知识和工程训练中心的条件，完成综合项目的工艺设计与实践任务。本书还适当地增加了当今世界领先的数控加工和快速制造的内容，并在工艺规程中，对各种材料的成形与加工工艺方法进行了归纳和总结，从而给学生学习其他后续课程、进行专业课程设计及今后的工作奠定了较为扎实的工艺基础。为更好地指导学生进行综合项目设计与实践，本书简述了项目管理的基础知识和案例应用，有利于学生进行项目团队建设和项目管理。本书考虑了前、后相关课程的连贯与衔接，故要求学习本书之前应修完“工程制图”“工程材料”及“互换性与技术测量”等课程。凡前述课程已阐述的内容，原则上本书不再赘述。本书插图丰富、规范，各章内容的教与学都考虑了与多媒体手段相配合，内容简洁，语言精练，可适应机械大类卓越工程师专业教学的需要。本书可作为机械大类和机电类专业本科教材，亦可供有关工程技术人员自学参考。本书主编为周世权，副主编为赵轶、李智勇。参加本书编写的人员有：华中科技大学周世权（内容简介、前言、绪论、第1章第2节、4节、5节和6节，第2章第2节、3节、4节和5节，第3章，第4章，第5章第3节，第7章的3节、5节和7节）、赵轶(第6章第1节)、李智勇(第7章的第1节、2节)、周立(第7章的第6节)、黄胜智（第1章的第1节和第3节）、严志伟（第2章的第1节和第6节）、王贤勤(第7章第4节)、陈文锷(第5章的第1节和第4节)、李亦龙（第7章的案例分析7-2），周琴(第6章第2节)、唐东(第5章第2节)。全书由周世权统稿。由于编者水平有限，书中难免存在错误或欠妥之处，敬请读者批评指正。