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出版者:7-122

作者:陳茂愛

出品人:

頁數:246

译者:

出版時間:2007-7

價格:19.00元

裝幀:

isbn號碼:9787122004956

叢書系列:

圖書標籤:

• 焊接
• 氣體保護焊
• 焊接技術
• 金屬加工
• 工業技術
• 材料科學
• 焊接工藝
• 焊接設備
• 機械工程
• 製造技術

機械製造工藝學（下冊）：金屬切削與精密加工 本書是《機械製造工藝學》係列的第二捲，聚焦於機械製造的核心技術之一——金屬切削加工與精密加工。本捲內容旨在為讀者提供係統、深入的理論知識和實踐指導，幫助機械工程師、技術人員以及相關專業的學生掌握現代金屬切削加工的原理、方法、工藝裝備和質量控製技術，並為實現高精度、高性能的零件製造奠定堅實基礎。 第一篇 金屬切削加工基礎 第一章 金屬切削過程的運動分析 本章首先解析金屬切削的本質，即利用刀具與工件的相對運動，將工件上多餘的材料去除，形成所需形狀和尺寸的過程。我們將詳細探討切削運動的基本類型，包括主運動（提供切削能量）、進給運動（實現材料去除）和調整運動（改變切削參數或調整加工精度）。通過對切削運動的矢量分解和幾何關係分析，讀者可以清晰理解各種切削方式（如車削、銑削、鑽削、鏜削、磨削等）中，刀具與工件運動的相互作用。我們將引入切削速度、每轉進給量、切削深度等關鍵參數，並探討它們之間的相互影響。此外，本章還將介紹刀具運動軌跡的描述方法，如直綫運動、圓周運動和復閤運動，為理解復雜零件的加工奠定基礎。 第二章 金屬切削刀具 刀具是金屬切削加工中最關鍵的要素。本章將係統介紹金屬切削刀具的分類、結構、材料、幾何參數和磨損特性。我們將從刀具的用途（車刀、銑刀、鑽頭、鏜刀、拉刀、砂輪等）和安裝方式（整體刀具、機夾刀具、復閤刀具）進行分類講解。重點闡述刀具的結構組成，包括刀體、刀片、刀柄等，並分析不同結構設計對加工效率和産品質量的影響。 刀具材料是決定刀具性能的關鍵。我們將深入探討傳統刀具材料，如高速鋼（HSS）及其閤金化改進，以及硬質閤金（WC-Co）的微觀結構、性能特點和應用範圍。對於高性能加工，本書還將介紹陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）和聚晶金剛石（PCD）等超硬材料刀具，分析其優異的硬度、耐磨性和高溫穩定性，以及在特殊材料加工中的優勢。 刀具幾何參數是實現有效切削的根本。我們將詳細講解刀具的主要角度，包括前角（α）、後角（γ）、主偏角（κr）、副偏角（κr'）和刀尖圓弧半徑（re），並分析這些角度對切削力、切削熱、切屑形成、刀具壽命和加工錶麵質量的影響。例如，增大前角可以降低切削力，但可能影響刀具強度；增大後角可以減少摩擦，但過大會削弱刀具後刀麵。 最後，本章將闡述刀具磨損的機理，包括磨損、粘結磨損、擴散磨損和塑性變形磨損等，並介紹評定刀具磨損的常用指標（如刀具壽命、磨損帶寬度）和刀具磨損後的修復與再加工方法。 第三章 金屬切削力與切削熱 金屬切削力是切削過程中刀具承受的載荷，它直接影響著加工精度、刀具壽命、機床強度和振動。本章將深入分析切削力的來源和組成，包括主切削力（Fz）、進給切削力（Fy）和背嚮切削力（Fx）。我們將通過理論模型（如泰勒切削力模型）和實驗方法，講解切削力隨切削用量（切削速度、進給量、切削深度）、刀具幾何參數、材料性質以及刀具磨損程度的變化規律。在此基礎上，還將介紹切削力的測量方法和減小切削力的方法，如優化刀具幾何參數、選擇閤適的切削用量等。 切削熱是金屬切削過程中産生的另一個重要因素，它主要來源於切削區和摩擦區的能量轉化。本章將分析切削熱的産生機理，包括塑性變形功、摩擦功和已加工錶麵與刀具的摩擦功。我們將探討切削熱對工件尺寸、錶麵質量、刀具壽命以及加工過程穩定性的影響。為瞭控製切削熱，本章還將詳細介紹各種切削液的作用和選擇原則，如潤滑、冷卻、清洗和排屑等，並分析不同類型的切削液（油基、水基、閤成型）在不同加工條件下的適用性。 第四章 金屬切削機理與切屑形成 理解切屑的形成機理對於優化切削過程至關重要。本章將深入剖析金屬在切削過程中發生塑性變形和斷裂的過程。我們將介紹切屑的主要類型，包括帶狀切屑、短屑、粉末狀切屑和螺鏇切屑，並分析不同切屑類型形成的原因，如材料的塑性、切削速度、刀具幾何參數等。 塑性變形是切屑形成的核心。本章將通過引入剪切帶理論，分析金屬內部剪切變形區的形成和發展。我們將講解切屑的形成與滑動切口、粘附區、切削刃區的關係。同時，還將探討切屑的形成與工件材料的強度、塑性、韌性以及加工硬化現象之間的關聯。 此外，本章還將分析切屑的形態、尺寸和錶麵粗糙度與其形成機理的關係，以及切屑排齣的順暢性對加工過程穩定性和錶麵質量的影響。掌握這些機理，有助於操作者選擇閤適的切削用量和刀具，從而獲得最佳的加工效果。 第五章 金屬切削工藝方法 本章係統介紹常見的金屬切削工藝方法，包括車削、銑削、鑽削、鏜削、磨削和特種加工。 車削： 詳細介紹外圓車削、內圓車削、端麵車削、螺紋車削、切槽等基本操作。分析不同車削方式的運動關係、工藝特點和適用範圍。重點講解進給運動對錶麵粗糙度和尺寸精度的影響。 銑削： 介紹平麵銑削、成形銑削、溝槽銑削、輪齒銑削等。區分順銑和逆銑的特點、優缺點以及適用場閤。分析銑削過程中的切削力變化和刀具受力情況。 鑽削與鏜削： 講解鑽孔、擴孔、锪孔、中心孔加工等。詳細介紹鏜刀的種類、結構和工作原理，以及鏜削在提高孔加工精度方麵的優勢。 磨削： 介紹外圓磨削、內圓磨削、平麵磨削、無心磨削等。分析砂輪的選用（磨料、粒度、硬度、組織）、磨削用量以及磨削液的作用。重點講解磨削在獲得高精度和低錶麵粗糙度零件中的應用。 特種加工： 簡要介紹電火花加工（EDM）、電化學加工（ECM）、激光加工（LBM）、超聲波加工（USM）等，分析其基本原理、適用範圍和特點，以及在加工傳統方法難以實現的復雜形狀和硬質材料中的優勢。 第二篇 精密加工與錶麵處理 第六章 超精密加工 隨著科技的發展，對零件的精度和錶麵質量要求不斷提高，超精密加工應運而生。本章將介紹超精密加工的基本概念、特點和主要方法。 超精密車削： 重點介紹金剛石刀具在超精密車削中的應用，分析其高硬度、低摩擦係數以及對加工錶麵質量的巨大貢獻。探討影響超精密車削精度的因素，如機床的動靜態剛度、熱穩定性、測量係統的精度以及環境的潔淨度。 超精密磨削與拋光： 詳細介紹超精密磨削的工藝要求，如精選磨料、嚴格控製磨削用量和冷卻條件。講解不同類型的拋光方法，如平麵拋光、球麵拋光和自由麯麵拋光，以及拋光過程中磨損機理的特殊性。 離子束刻蝕與化學機械拋光（CMP）： 介紹這兩種在半導體製造和微機電係統（MEMS）領域廣泛應用的超精密加工技術。闡述其去除材料的原理、精度控製和應用前景。 第七章 錶麵處理技術 錶麵處理是提高零件性能、延長使用壽命和提升美觀度的重要手段。本章將介紹多種關鍵的錶麵處理技術。 熱處理： 詳細介紹退火、正火、淬火、迴火等基本熱處理工藝，分析其對材料組織和性能的影響。重點講解調質處理、錶麵淬火、滲碳、滲氮等，以及它們在提高零件錶麵硬度、耐磨性和疲勞強度中的作用。 錶麵改性技術： 介紹物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）技術，如磁控濺射、離子鍍等，用於在工件錶麵形成緻密、耐磨、耐腐蝕的薄膜塗層。講解等離子滲氮、激光熔覆等錶麵強化技術。 機械錶麵處理： 介紹噴丸、滾壓、珩磨等加工方法，用於改善零件錶麵的應力狀態、提高錶麵硬度和耐疲勞性。 電鍍與化學鍍： 講解銅、鎳、鉻、鋅等金屬的電鍍工藝，以及化學鍍鎳、化學鍍鉻等，分析其在防腐蝕、耐磨和裝飾方麵的作用。 第八章 加工精度與錶麵質量的控製 本章將係統闡述影響機械零件加工精度的各種因素，並介紹提高加工精度的途徑。 影響加工精度的因素： 詳細分析機床因素（如剛度、精度、穩定性）、刀具因素（如幾何參數、磨損、材料）、工件因素（如材料均勻性、熱變形、夾持變形）、工藝因素（如切削用量、冷卻液、環境條件）以及測量因素（如測量工具精度、測量方法）對加工精度的影響。 提高加工精度的途徑： 介紹采用高精度機床、優化刀具選擇和磨削、選擇閤適的切削工藝、嚴格控製熱變形、采用先進的測量技術（如三坐標測量機）以及應用在綫測量和補償技術。 錶麵質量的評定與控製： 詳細講解錶麵粗糙度、錶麵波紋度、錶麵層組織和應力狀態等錶麵質量指標。介紹測量錶麵粗糙度的方法（如輪廓法、統計法）和控製錶麵質量的工藝措施。 第九章 現代機械製造中的先進加工技術 本章將介紹一些代錶現代機械製造發展方嚮的先進加工技術，這些技術往往是實現高效率、高精度和復雜零件製造的關鍵。 數控加工（CNC）： 深入介紹數控技術的基本原理、組成部分（數控係統、伺服驅動、機床）以及在機械加工中的應用。重點講解G代碼和M代碼的編程基礎，以及數控加工在提高自動化程度、加工精度和靈活性方麵的優勢。 三維打印（增材製造）： 介紹不同類型的增材製造技術，如熔融沉積成型（FDM）、選擇性激光熔化（SLM）、立體光刻（SLA）等。闡述其在原型製造、復雜結構零件製造以及個性化定製方麵的巨大潛力。 微納加工技術： 簡要介紹光刻、電子束刻蝕、聚焦離子束刻蝕等微納加工技術，以及其在製造微電子器件、MEMS、微流控芯片等領域的重要性。 本書力求內容詳實，理論與實踐相結閤，通過大量的實例分析和圖錶展示，幫助讀者深入理解金屬切削加工與精密加工的精髓。讀者在掌握本書內容後，將能夠獨立分析和解決實際生産中的加工問題，並為實現更高效、更精密的機械零件製造提供有力的支撐。

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