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第0章 绪论1

0.1　生产与制造1

0.1.1　生产的含义1

0.1.2　生产过程的定义与分类2

0.1.3　产品制造的含义3

0.1.4　制造技术3

0.1.5　工艺过程3

0.2　机械制造业在国民经济中的地位及其发展4

0.2.1　机械制造业在国民经济中的地位4

0.2.2　机械制造业的发展5

0.2.3　我国机械制造业面临的挑战和机遇6

0.3　“机械制造技术基础”课程的内容、特点和学习方法8

0.3.1　本课程的内容8

0.3.2　本课程的性质和学习要求8

0.3.3　本课程的特点及学习方法9

习题与思考题10

第1章　金属切削基础11

1.1　切削运动与切削用量11

1.1.1 切削时的工件表面11

1.1.2　切削运动11

1.1.3　切削用量13

1.2　金属切削刀具的几何参数14

1.2.1　刀具切削部分的结构要素14

1.2.2　确定刀具切削角度的参考平面15

1.2.3　刀具标注角度参考系15

1.2.4　刀具的标注角度16

1.2.5　刀具的工作角度18

1.3　切削层参数与切削方式20

1.3.1　切削层参数20

1.3.2　切削方式21

1.4　刀具材料及选用22

1.4.1　刀具材料应具备的性能22

1.4.2　刀具材料23

习题与思考题28

第2章　金属切削的基本规律及其应用29

2.1　金属切削过程中的变形29

2.1.1　挤压与切削29

2.1.2　切削层金属的变形30

2.1.3　刀-屑接触区的变形与摩擦33

2.1.4　切屑变形的规律35

2.2　切削力37

2.2.1　切削力的来源、切削合力、分力及切削功率37

2.2.2　切削力的求法38

2.2.3　影响切削力的主要因素40

2.3　切削热和切削温度42

2.3.1　切削热的来源及传出42

2.3.2　切削区的温度及其分布43

2.3.3　影响切削温度的主要因素44

2.4　刀具磨损与刀具寿命45

2.4.1　刀具磨损形态45

2.4.2　刀具磨损的主要原因47

2.4.3　刀具磨损过程及磨钝标准48

2.4.4　刀具寿命经验公式及其合理选择49

2.4.5　刀具破损52

2.5　刀具几何参数的选择53

2.5.1　前角及前刀面形式的选择54

2.5.2　后角的功用及选择57

2.5.3　主、副偏角的功用及选择59

2.5.4　刃倾角的功用及选择60

2.6　工件材料的切削加工性61

2.6.1　衡量切削加工性的指标62

2.6.2　影响材料加工性的因素63

2.6.3　改善切削加工性的途径63

2.6.4　难加工材料切削技术64

2.7　切削液的选择65

2.7.1　切削液的种类65

2.7.2　切削液的作用66

2.7.3　切削液的添加剂67

2.7.4　切削液的选择68

2.7.5　切削液的使用方法68

2.8　切削用量的选择69

2.8.1　选择切削用量的原则69

2.8.2　切削用量优化及切削数据库70

习题与思考题72

第3章　金属切削机床的基本知识73

3.1　金属切削机床的分类与型号编制73

3.1.1　金属切削机床的分类73

3.1.2　金属切削机床的型号编制方法74

3.2　机床的运动分析77

3.2.1　工件加工表面及其形成方法78

3.2.2　机床的运动80

3.2.3　机床的传动联系和传动原理图82

习题与思考题84

第4章　车床与车刀85

4.1　车床的用途、运动和布局85

4.2　CA6140型卧式车床的传动系统88

4.2.1　主运动传动链88

4.2.2　进给传动链91

4.3　CA6140型卧式车床的主要结构96

4.3.1　主轴箱内的主要结构96

4.3.2　溜板箱内的操纵机构101

4.4　车刀104

4.4.1　普通车刀的结构类型104

4.4.2　成形车刀的种类106

习题与思考题108

第5章 铣床、钻床、镗床及其刀具110

5.1　铣床和铣刀110

5.1.1　铣削与铣削方式110

5.1.2　铣床的主要类型113

5.1.3　铣刀116

5.2　钻床与孔加工刀具118

5.2.1　钻床的功用和主要类型118

5.2.2　麻花钻120

5.2.3 铰削与铰刀125

5.3　镗床与镗刀126

5.3.1 卧式镗床126

5.3.2　坐标镗床128

5.3.3　金刚镗床128

5.3.4　镗刀129

习题与思考题130

第6章　磨床与磨削131

6.1　磨削加工概述131

6.1.1　磨削加工概况131

6.1.2　磨削加工方法分类131

6.1.3　磨削加工技术的特点及应用133

6.2　砂轮134

6.2.1　磨料134

6.2.2　粒度134

6.2.3　结合剂136

6.2.4　硬度136

6.2.5　组织136

6.2.6　砂轮的形状137

6.2.7　超硬磨料砂轮简介138

6.3　磨削机理139

6.3.1　磨料的形状特征139

6.3.2　磨屑的形成过程139

6.3.3　磨削力的主要特征139

6.3.4　磨削温度140

6.3.5　砂轮的磨损及寿命141

6.4　常用磨床的类型及功用142

6.4.1　M1432A型万能外圆磨床142

6.4.2　平面磨床143

6.4.3 内圆磨床145

6.4.4　无心磨床（无心外圆磨床）146

6.5　表面的光整加工148

6.5.1　光整加工技术的功能及特点148

6.5.2　超精研148

6.5.3　研磨149

6.5.4　珩磨151

6.5.5　抛光151

6.6　砂带磨削152

6.6.1　砂带磨削机理152

6.6.2　砂带磨削的特点及应用范围153

习题与思考题153

第7章　其他机床与刀具155

7.1　齿轮加工机床与齿轮加工刀具155

7.1.1　插齿原理和插齿刀156

7.1.2　滚齿原理、齿轮滚刀及滚齿机的运动分析159

7.1.3　磨齿原理及所需运动165

7.1.4　锥齿轮的加工方法167

7.2　拉床和拉刀168

7.2.1　拉床的功用和类型168

7.2.2　拉刀169

7.3　刨床与插床172

7.3.1　刨床172

7.3.2　插床173

7.4　组合机床及刀具简介173

7.4.1　组合机床简介173

7.4.2　组合机床常用的刀具174

7.5　数控机床简介176

7.5.1　数控机床的概念与分类176

7.5.2　数控机床的特点177

7.5.3　JCS-018型立式镗铣加工中心178

7.5.4 自动化加工对刀具的要求179

习题与思考题180

第8章　机械加工工艺规程的制定181

8.1　机械加工工艺过程的基本概念181

8.1.1　机械加工工艺过程的组成181

8.1.2　生产纲领与生产类型183

8.1.3 机械加工工艺规程与工艺文件184

8.2　制定机械加工工艺规程的要求与步骤187

8.2.1　机械加工工艺规程的基本要求187

8.2.2　制定工艺规程所需要的原始资料188

8.2.3　制定加工工艺规程的步骤及主要内容188

8.3　零件加工工艺性分析与毛坯的选择188

8.3.1　分析零件技术要求及其合理性189

8.3.2　零件的结构工艺性审查189

8.3.3　毛坯的选择191

8.4　工件定位的基本原理192

8.4.1　基准的概念与分类192

8.4.2　六点定位原理192

8.4.3　六点定位原理的应用194

8.5　机械加工工艺规程设计中的主要定性问题195

8.5.1　定位基准的选择195

8.5.2　加工工艺路线的拟定197

8.5.3　机床与工艺装备的选择201

8.5.4　切削用量的确定202

8.6　加工余量及其确定方法203

8.6.1　加工余量的概念203

8.6.2　影响加工余量的因素203

8.6.3　确定余量的方法205

8.7　加工工艺尺寸的分析计算205

8.7.1　尺寸链的基本概念206

8.7.2　加工尺寸链概述209

8.7.3　加工工艺尺寸计算举例210

8.7.4　求解加工尺寸链的几种情况216

8.8　工艺方案的生产率及技术经济性分析217

8.8.1　生产率分析217

8.8.2　技术经济性分析218

8.9　提高机械加工生产率的工艺措施220

8.9.1　缩短单件时间定额220

8.9.2　采用先进工艺方法223

8.9.3　实行多台机床看管223

8.9.4　进行高效及自动化加工223

习题与思考题223

第9章　金属切削机床夹具设计227

9.1　机床夹具的基本概念227

9.1.1　机床夹具的分类227

9.1.2　机床夹具在机械加工中的作用228

9.1.3　夹具的组成228

9.2　定位方式与定位元件230

9.2.1　工件以平面定位及其定位元件230

9.2.2　工件以圆柱孔定位及其定位元件233

9.2.3　工件以外圆柱面定位及其定位元件237

9.2.4　组合表面定位239

9.3　定位误差的分析与计算242

9.3.1　定位误差的产生原因及组成242

9.3.2　定位误差的计算方法243

9.3.3　典型表面定位时的基准位移误差244

9.4　工件的夹紧248

9.4.1　夹紧装置的组成及基本要求248

9.4.2　夹紧力的确定249

9.4.3　典型夹紧机构252

9.5　典型机床夹具259

9.5.1　车床夹具259

9.5.2　钻床夹具262

9.5.3　镗床夹具267

9.5.4　铣床夹具273

9.6　数控加工典型夹具277

9.6.1　拼装夹具277

9.6.2　组合夹具279

9.6.3　多面高效数控专用夹具282

习题与思考题283

第10章　机械加工精度285

10.1　机械加工精度概述285

10.1.1　加工精度和加工误差285

10.1.2　经济加工精度286

10.1.3　获得加工精度的方法286

10.1.4　影响加工精度的因素288

10.1.5　原始误差与加工误差之间的关系288

10.1.6　研究加工精度的方法289

10.2　工艺系统的几何误差289

10.2.1　加工原理误差290

10.2.2　机床的几何误差290

10.2.3　工艺系统的其他几何误差294

10.3　工艺系统的受力变形295

10.3.1　工艺系统受力变形现象295

10.3.2　工艺系统的刚度296

10.3.3　工艺系统受力变形对加工精度的影响298

10.3.4　减少工艺系统受力变形的措施301

10.3.5　工件内应力对加工精度的影响303

10.4　工艺系统的热变形304

10.4.1　工艺系统的热源304

10.4.2　工艺系统的热变形对加工精度的影响305

10.4.3　减少工艺系统热变形的措施307

10.5　加工误差的统计分析308

10.5.1　加工误差的统计性质308

10.5.2　分布图分析法309

10.5.3　点图分析法314

10.6　提高和保证加工精度的途径320

10.6.1　直接减少误差法320

10.6.2　误差转移法321

10.6.3　误差补偿法321

10.6.4　误差分组法321

习题与思考题322

第11章　机械加工表面的质量324

11.1　机械加工表面质量的含义324

11.1.1　表面质量的含义324

11.1.2　机械加工表面质量对零件使用性能的影响326

11.1.3　表面的完整性327

11.2 已加工表面形成机理328

11.3　影响加工表面质量的因素328

11.3.1　影响表面粗糙度的因素328

11.3.2　影响加工表面层物理力学性能的因素331

11.4　机械加工过程中的振动335

11.4.1　受迫振动及其控制335

11.4.2 自激振动及其控制337

11.5　控制加工表面质量的途径341

习题与思考题343

第12章　非常规加工方法344

12.1　非常规加工方法概述344

12.2　电火花加工345

12.2.1　电火花加工的原理345

12.2.2 电火花加工的工艺特点和应用346

12.2.3　电火花线切割加工346

12.3 电解加工347

12.3.1　电解加工的原理347

12.3.2 电解加工的工艺特点348

12.3.3　电解加工的应用348

12.3.4　电解磨削348

12.4　激光加工349

12.4.1　激光加工的基本原理349

12.4.2　激光加工的工艺特点350

12.4.3　激光加工的应用350

12.5　电子束和离子束加工351

12.5.1　电子束加工351

12.5.2　离子束加工353

12.6　超声波加工354

12.6.1　超声波加工的基本原理354

12.6.2　超声波加工的特点354

12.6.3　超声波加工的应用355

12.7　快速成形技术355

12.7.1　概述355

12.7.2　光敏树脂快速成形356

12.7.3　层合快速成形358

12.7.4　熔融沉积快速成形360

习题与思考题361

第13章　机械装配工艺基础362

13.1　机械装配概述362

13.1.1　装配的概念362

13.1.2　装配工作的一般内容362

13.1.3　装配生产的组织形式363

13.1.4　装配精度的基本概念365

13.1.5　装配工艺性一般要求367

13.2　装配尺寸链及其概率解法368

13.2.1　装配尺寸链概述368

13.2.2　装配尺寸链的建立370

13.2.3　装配尺寸链的计算方法372

13.3　获得装配精度的方法373

13.3.1　互换装配法374

13.3.2　选择装配法374

13.3.3　修配装配法376

13.3.4　调整装配法378

13.4　装配工艺规程的制定380

13.4.1　制定装配工艺规程的基本原则及所需的原始资料380

13.4.2　制定装配工艺规程的步骤380

习题与思考题384

第14章　制造模式与制造技术的发展386

14.1　先进制造工艺技术386

14.1.1　超精密加工386

14.1.2　高速切削388

14.1.3　干切削391

14.1.4　成组技术392

14.1.5　计算机辅助工艺规程设计395

14.2　微机械和微机电系统制造技术的进展397

14.2.1　微硅零件的立体光刻腐蚀加工397

14.2.2　微器件的精密机械加工398

14.2.3　LIGA技术398

14.2.4　精微成形技术399

14.2.5　微型机械的装配399

14.3　机械制造自动化技术400

14.3.1 机械制造系统自动化400

14.3.2　柔性制造系统400

14.3.3　计算机／现代集成制造系统404

14.3.4　工业机器人405

14.4　先进制造生产模式407

14.4.1　敏捷制造407

14.4.2　并行工程407

14.4.3　JIT制造408

14.4.4　精良生产409

14.4.5　网络化制造410

14.4.6　虚拟制造系统411

14.4.7　可持续发展制造413

习题与思考题414

参考文献415