機械制造基礎(chǔ)

前言

隨著時代的發(fā)展，教材的形式不應(yīng)再像過去那樣只是一本書，而應(yīng)該向立體化方向發(fā)展。大學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生是應(yīng)用型人才，因此教材的編寫更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，基礎(chǔ)理論需要貫徹“實用為主、夠用為度”的教學(xué)原則，基本知識需要采用廣而不深，點到為止的教學(xué)方法，基本技能的培養(yǎng)要成為教學(xué)全過程的核心。“機械制造基礎(chǔ)”是一門以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力為宗旨的特色課程，它將工程材料、金屬材料熱加工工藝、機械制造工藝等多方面的理論基礎(chǔ)知識和實踐知識有機結(jié)合，形成了完整的教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)。它不但能復(fù)習(xí)鞏固已學(xué)課程的理論知識，更能為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，同時也加強了工程實際應(yīng)用的訓(xùn)練，進而鍛煉和提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為將來從事專業(yè)工作做好準(zhǔn)備。本書的編寫突出“應(yīng)用型”特色，以“實用為主、夠用為度”為教學(xué)原則，文字?jǐn)⑹隽η蠛喢鞫笠⑼ㄋ滓锥?。采用富有彈性的模塊式內(nèi)容結(jié)構(gòu)，每個模塊既是教材的有機組成部分，又是相對完整、獨立的，可根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)將內(nèi)容模塊裁剪、拼接，使前后課程相互銜接，渾然一體。本書由具有雙師型素質(zhì)的骨干教師主編，特別注重理論知識與工程實際的結(jié)合，重視夯實基礎(chǔ)，提倡引導(dǎo)學(xué)生思維，突出要點的掌握和實踐技能的培養(yǎng)，旨在縮短學(xué)生初入工作崗位的磨合期。本書由張玉璽主編，祝水琴、曹亞玲擔(dān)任副主編，其他參與圖書編寫的人員還有李延芳、何潤琴、鄭鵬飛和趙曉云等老師。具體章節(jié)如下：第1、2章由曹亞玲，第3、12章由李延芳，第4、7章由趙曉云，第5、13章由鄭鵬飛，第6章由張玉璽，第8、9章由祝水琴，第10、11章由何潤琴編寫。全書的統(tǒng)稿及主審工作由張玉璽完成。寧波大紅鷹學(xué)院軟件學(xué)院祝水琴老師和寧波大紅鷹學(xué)院機電學(xué)院涂晶潔副教授審閱了本書，并提出了許多寶貴意見，在此表示衷心的感謝。

內(nèi)容概要

　　《機械制造基礎(chǔ)》是根據(jù)教育部工程材料與機械制造基礎(chǔ)課程指導(dǎo)小組的教改精神和浙江省高等教育重點教材建設(shè)規(guī)劃精神編寫的普通高等教育規(guī)劃教材。全書共13章，系統(tǒng)介紹了機械制造生產(chǎn)過程及主要工藝方法，同時分析了制造新工藝、新技術(shù)及其發(fā)展趨勢。第1章為機械制造概述，第2章介紹金屬材料的力學(xué)性能，第3章介紹鐵碳合金相圖，第4章介紹鋼的熱處理，第5章介紹常用金屬材料與非金屬材料及選用，第6章介紹鑄造知識，第7章介紹金屬壓力加工，第8章介紹焊接知識，第9章介紹金屬切削加工的基礎(chǔ)知識，第10章介紹機械加工工藝與裝備，第11章介紹機械加工質(zhì)量與控制（為了增加教材的適用性和銜接性，特設(shè)本章，可視各校不同專業(yè)方向選用），第12章介紹機械裝配工藝基礎(chǔ)，第13章介紹現(xiàn)代制造新工藝。教材的編寫考慮了多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用，配有多媒體教學(xué)軟件?！　　稒C械制造基礎(chǔ)》為高等工科院校機械工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程教材，可供高等工科院校機械工程類、近機類專業(yè)及其他工程類專業(yè)使用，也可供高等師范院校、高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院、高等工業(yè)?？茖W(xué)校及其他大專院校師生以及相關(guān)工程技術(shù)人員使用。

書籍目錄

第1章 機械制造概述 11.1 機械的一般概念 11.1.1 機械的定義 11.1.2 機械產(chǎn)品的分類 21.1.3 機械產(chǎn)品的圖例 31.2 機械制造的一般過程 41.2.1 幾個相關(guān)的概念 41.2.2 自動化制造系統(tǒng) 51.2.3 零件的生產(chǎn)過程 71.2.4 零件的裝配過程 81.3 機械制造的基本環(huán)節(jié) 91.3.1 認(rèn)識毛坯的制造 91.3.2 認(rèn)識機械加工方法 111.4 認(rèn)識現(xiàn)代制造技術(shù) 131.4.1 了解現(xiàn)代加工中的新事物 131.4.2 了解數(shù)控技術(shù) 141.4.3 了解CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM技術(shù) 16本章小結(jié) 17思考與練習(xí)題 17第2章 金屬材料的力學(xué)性能 182.1 減速器零部件材料性能的確定說明 182.1.1 減速器零部件構(gòu)成 192.1.2 材料性能分析的關(guān)鍵要素 212.2 金屬材料力學(xué)性能基礎(chǔ)知識 222.2.1 強度 222.2.2 塑性 242.2.3 硬度 242.3 減速器零部件材料性能確定過程 272.4 拓展訓(xùn)練 312.4.1 知識拓展 312.4.2 訓(xùn)練內(nèi)容 332.5 實踐中常見問題解析 35本章小結(jié) 36思考與練習(xí)題 36第3章 鐵碳合金相圖 383.1 生產(chǎn)中鋼鐵材料成分及成形時溫度的選定說明 383.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識 393.2.1 純金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu) 393.2.2 鐵碳合金的組織 413.2.3 鐵碳合金相圖 433.2.4 典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程 443.3 根據(jù)鐵碳合金相圖選用鋼鐵材料和制定加工工藝 483.3.1 在鋼鐵材料選用方面的應(yīng)用 483.3.2 在鑄造工藝方面的應(yīng)用 483.3.3 在熱鍛、熱軋工藝方面的應(yīng)用 493.3.4 在熱處理工藝方面的應(yīng)用 493.3.5 鐵碳合金相圖的局限性 493.4 拓展訓(xùn)練 493.5 實踐中常見問題解析 50本章小結(jié) 52思考與練習(xí)題 52第4章 鋼的熱處理 544.1 減速器主要零件熱處理工藝方法選定說明 544.2 鋼的熱處理基礎(chǔ)知識 544.2.1 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 554.2.2 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 564.2.3 鋼的常規(guī)熱處理工藝 584.2.4 鋼的表面熱處理 614.3 減速器零部件熱處理工藝方法的選定過程 634.3.1 減速器軸的加工和熱處理步驟 634.3.2 減速器齒輪的加工和熱處理步驟 644.4 拓展訓(xùn)練 644.5 實踐中常見問題解析 654.5.1 淬火 654.5.2 回火 664.5.3 退火 66本章小結(jié) 67思考與練習(xí)題 67第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用 685.1 減速器主要零部件材料的選定說明 685.2 常用金屬材料與非金屬材料 695.2.1 常用金屬材料 695.2.2 常用非金屬材料 805.3 機械零部件材料的選定 845.3.1 機械零件的失效形式及原因 845.3.2 機械零件材料選擇的原則 865.4 減速器零部件材料牌號的選定過程 875.5 拓展訓(xùn)練 915.6 實踐中常見問題解析 92本章小結(jié) 92思考與練習(xí)題 93第6章 鑄造 946.1 減速器箱體成形工藝方法選定說明 946.2 鑄造基礎(chǔ)知識 956.2.1 認(rèn)識鑄造生產(chǎn) 956.2.2 合金的鑄造性能 956.2.3 常用鑄件材料 996.2.4 各種鑄造工藝 1006.2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計 1016.2.6 鑄件工藝設(shè)計 1036.3 減速器箱體成形工藝方法及制造過程 1036.4 拓展訓(xùn)練 1086.5 實踐中常見問題解析 109本章小結(jié) 109思考與練習(xí)題 110第7章 金屬壓力加工 1117.1 減速器主軸及齒輪成形工藝方法選定說明 1117.2 金屬壓力加工基礎(chǔ)知識 1127.2.1 金屬塑性變形的實質(zhì) 1127.2.2 塑性變形對金屬組織與性能的影響 1137.2.3 金屬的可鍛性 1147.2.4 鍛造工藝簡介 1157.2.5 板料沖壓 1187.2.6 鍛壓新技術(shù) 1207.3 減速器齒輪、齒輪軸及軸成形工藝方法選定過程 1217.4 拓展訓(xùn)練 1247.5 實踐中常見問題解析 126本章小結(jié) 127思考與練習(xí)題 127第8章 焊接 1288.1 容器焊接工藝方法選定說明 1288.2 焊接基礎(chǔ) 1298.2.1 焊接的實質(zhì) 1298.2.2 焊接方法分類 1298.2.3 焊接的特點 1308.2.4 焊接的應(yīng)用 1318.3 焊接方法 1318.3.1 焊接電弧 1318.3.2 手工電弧焊 1328.3.3 埋弧自動焊 1338.3.4 氣體保護焊 1358.4 焊接接頭和坡口形式 1378.4.1 對接接頭 1378.4.2 T形接頭、角接接頭和搭接接頭 1388.5 焊接材料 1408.5.1 手工電弧焊用焊接材料 1408.5.2 埋弧自動焊用焊絲和焊劑 1448.5.3 焊條、焊絲及焊劑的選用 1448.6 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 1458.6.1 焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇 1458.6.2 焊接方法的選擇 1468.6.3 焊接接頭工藝設(shè)計 1488.6.4 焊接工藝設(shè)計實例 1508.7 焊接缺陷與焊接質(zhì)量檢驗 1518.7.1 焊接缺陷 1518.7.2 焊接的檢驗 1538.8 拓展訓(xùn)練 1548.9 實踐中常見問題解析 155本章小結(jié) 155思考與練習(xí)題 156第9章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識 1579.1 金屬切削加工方法選定說明 1579.2 金屬切削加工 1589.2.1 切削運動 1589.2.2 工件表面 1599.2.3 切削用量 1599.3 金屬切削刀具 1609.3.1 車刀的組成 1609.3.2 刀具幾何角度參考系 1619.3.3 刀具標(biāo)注角度定義 1629.3.4 切削層參數(shù) 1639.3.5 刀具材料 1649.4 金屬切削過程 1649.4.1 切屑的形成過程 1659.4.2 第I變形區(qū) 1669.4.3 第II變形區(qū) 1689.4.4 第III變形區(qū) 1699.5 刀具磨損和刀具壽命 1699.5.1 刀具的磨損形式 1699.5.2 刀具磨損的原因 1709.5.3 刀具的磨損過程 1719.5.4 刀具壽命 1719.6 典型零件加工方法選擇過程 1729.6.1 刀具幾何參數(shù)的選擇 1729.6.2 切削用量的選擇 1759.6.3 切削液的選擇 1759.7 金屬切削機床介紹 1769.7.1 機床的分類及型號 1769.7.2 機床傳動的基本組成和傳動原理圖 1809.7.3 機床傳動系統(tǒng)圖和運動計算 1819.7.4 工件表面成形方法與機床運動分析 1849.7.5 機床運動分析 1849.8 軸類零件加工工藝 1859.8.1 軸類零件的特性及加工工藝分析 1859.8.2 階梯軸零件的加工工藝分析 1889.9 拓展訓(xùn)練 1899.10 實踐中常見問題解析 190本章小結(jié) 191思考與練習(xí)題 191第10章 機械加工工藝與裝備 19310.1 典型零件機械加工工藝規(guī)程的編制說明 19310.2 基礎(chǔ)知識 19410.2.1 生產(chǎn)過程和工藝過程 19410.2.2 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 19810.2.3 毛坯的選擇 20110.2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 20210.2.5 工藝路線的擬定 20510.2.6 工序尺寸及公差帶分布 20910.2.7 設(shè)備及工藝裝備的選擇 21510.3 典型零件的加工工藝 21610.3.1 軸類零件的加工工藝 21610.3.2 箱體類零件的加工工藝 22010.4 拓展訓(xùn)練 22310.5 實踐中常見問題解析 225本章小結(jié) 226思考與練習(xí)題 226第11章 機械加工質(zhì)量與控制 22911.1 概述 22911.1.1 機械加工表面質(zhì)量的含義 22911.1.2 表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 23011.2 影響表面質(zhì)量的工藝因素 23111.2.1 影響切削加工表面粗糙度的因素及降低表面粗糙度的工藝措施 23111.2.2 影響表面物理力學(xué)性能的工藝因素 23211.3 控制表面質(zhì)量的工藝途徑 23411.3.1 降低表面粗糙度的加工方法 23411.3.2 改善表面物理力學(xué)性能的加工方法 23611.4 機械加工振動對表面質(zhì)量的影響及其控制 23711.4.1 機械振動現(xiàn)象及分類 23711.4.2 機械加工中的強迫振動及其控制 23811.4.3 機械加工中的自激振動及其控制 23911.5 磨削的表面質(zhì)量 24111.5.1 磨削加工的特點 24111.5.2 影響磨削加工表面粗糙度的因素 24111.5.3 磨削表面層的殘余應(yīng)力——磨削裂紋問題 24211.5.4 磨削表面層金相組織變化——磨削燒傷問題 24211.6 拓展訓(xùn)練 24311.7 實踐中常見問題解析 244本章小結(jié) 245思考與練習(xí)題 245第12章 機械裝配工藝基礎(chǔ) 24612.1 減速器裝配工藝過程的說明 24612.2 機械裝配的主要內(nèi)容 24712.3 常用機械裝配方法 24812.3.1 常用連接件的裝配 24812.3.2 傳動機構(gòu)的裝配 25012.3.3 軸承的裝配 25212.4 減速器裝配工藝 25512.5 裝配精度 25712.6 拓展訓(xùn)練 26012.7 實踐中常見問題解析 261本章小結(jié) 262思考與練習(xí)題 263第13章 現(xiàn)代制造新工藝 26413.1 減速器制造新工藝方法選定說明 26413.2 激光加工 26513.2.1 激光加工的基本原理 26513.2.2 激光加工的工藝特點 26613.2.3 激光加工的應(yīng)用 26613.3 電子束加工和離子束加工 26813.3.1 電子束加工 26813.3.2 離子束加工 26913.4 超聲波加工 27013.4.1 超聲波加工的基本原理 27013.4.2 超聲波加工的特點 27113.4.3 超聲波加工的應(yīng)用 27113.5 電解加工 27213.5.1 電解加工的基本原理 27213.5.2 電解加工的工藝特點 27313.5.3 電解加工的應(yīng)用 27313.6 高壓水射流切割 27413.6.1 高壓水射流切割的原理 27413.6.2 高壓水射流切割的分類 27413.6.3 高壓水射流切割的特點 27513.6.4 高壓水射流切割的應(yīng)用 27513.7 粉末鍛造成形工藝 27613.7.1 粉末鍛造成形的工藝方法 27613.7.2 粉末鍛造的工藝特點與應(yīng)用 27613.8 拓展訓(xùn)練 27713.9 實踐中常見問題解析 277本章小結(jié) 278思考與練習(xí)題 279

章節(jié)摘錄

插圖：（3）剛性自動化生產(chǎn)線剛性自動化生產(chǎn)線是在多工位生產(chǎn)過程中，用工件輸送系統(tǒng)將各種自動化加工設(shè)備和輔助設(shè)備按一定的順序連接起來，在控制系統(tǒng)的作用下完成單個零件加工的復(fù)雜大系統(tǒng)。在剛性自動化生產(chǎn)線上，被加工零件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，順序通過各個工作位置，自動完成零件預(yù)定的全部加工過程和部分檢測過程。因此，與剛性自動化單機相比，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，任務(wù)完成的工序多，所以生產(chǎn)效率也很高，是少品種、大量生產(chǎn)必不可少的加工裝備。除此之外，剛性自動化生產(chǎn)線還具有可以有效縮短生產(chǎn)周期、取消半成品的中間庫存、縮短物料流程、減少生產(chǎn)面積、改善勞動條件以及便于管理等優(yōu)點。其主要缺點是投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長，更換產(chǎn)品不方便。為了消除這些缺點，人們發(fā)展了組合機床自動化生產(chǎn)線，可以大幅度縮短建線周期，更換產(chǎn)品后只需更換機床的某些部件即可（如更換主軸箱），大大縮短了系統(tǒng)的調(diào)整時間，降低了生產(chǎn)成本，并能收到較好的使用效果和經(jīng)濟效果。組合機床自動化生產(chǎn)線主要用于箱體類零件和其他類型非回轉(zhuǎn)體的鉆、擴、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加工。2．柔性制造單元柔性制造單元（Flexible Manufacturing Cell，F(xiàn)MC）由單臺數(shù)控機床、加工中心、工件自動輸送及更換系統(tǒng)等組成。它是實現(xiàn)單工序加工的可變加工單元，單元內(nèi)的機床在工藝能力上通常是相互補充的，可混流加工不同的零件。系統(tǒng)對外設(shè)有接口，可與其他單元組成柔性制造系統(tǒng)。

編輯推薦

《機械制造基礎(chǔ)》：理論與工程實際相結(jié)合，注重實踐技能的培養(yǎng)。以減速器中各零件的制造為主線進行介紹。采用模塊式內(nèi)容結(jié)構(gòu)，可滿足不同的培養(yǎng)目標(biāo)。免費提供《機械制造基礎(chǔ)》配套的PPT電子課件。

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