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出版者:

作者:曲昕

出品人:

页数:141

译者:

出版时间:2008-10

价格:7.00元

装帧:

isbn号码:9787807622314

丛书系列:

图书标签:

• 车工
• 实用技术
• 机械加工
• 金属加工
• 工技
• 技术培训
• 操作技能
• 维修
• 制造
• 工业技术

《机械加工工艺与夹具设计》 一、本书概述 《机械加工工艺与夹具设计》是一本全面深入探讨机械零件加工工艺流程、加工方法选择、刀具参数优化以及夹具设计原则与方法的专业技术书籍。本书旨在为机械制造领域的工程师、技术人员、以及相关专业的学生提供一套系统、实用的理论知识和实践指导。通过对经典加工案例的剖析，结合先进的制造理念，帮助读者掌握从零件图纸理解到最终合格产品出厂的全过程关键技术。本书内容严谨、结构清晰，理论与实践紧密结合，既有扎实的理论基础，又有丰富的工程应用经验，是提升机械加工技能和工艺设计能力的理想参考。 二、内容详述 第一部分：机械加工工艺基础 本部分将从最基础的机械加工概念出发，逐步深入到各类加工方法的细节。 1. 零件图纸的解读与分析： 尺寸、公差与形位公差的理解： 详细阐述零件图纸中各项技术要求（如基本尺寸、公差等级、极限偏差、形位公差等）的含义、标注方法及其对加工精度的影响。重点讲解如何根据图纸要求选择合适的加工基准、加工顺序和测量方法。 表面粗糙度要求： 深入分析不同表面粗糙度等级的意义，及其对零件性能（如耐磨性、密封性、疲劳强度等）的影响。介绍常用的表面粗糙度检测方法和加工手段。 材料性能分析： 讲解不同金属材料（如碳钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金等）的机械性能、切削性能及其热处理工艺对加工的影响。指导读者根据零件材料选择合适的加工工艺和刀具。 2. 切削运动与切削要素： 切削运动的基本概念： 详细介绍主运动、进给运动、以及它们的作用，并通过实例讲解不同加工方式（如车削、铣削、钻削、磨削等）的切削运动特点。 切削要素的确定： 深入分析切削速度、进给量、切削深度等关键切削要素的选择原则。讲解它们如何影响加工效率、刀具寿命、工件表面质量和切削力。提供基于材料、刀具、设备等因素的切削参数选择方法和参考图表。 切削力与切削热： 分析切削过程中产生的切削力及其对加工稳定性和设备精度的影响。讲解切削热的产生机理，以及如何通过选择合适的切削液、优化切削参数来控制切削温度，保证加工质量。 3. 常用机械加工方法详述： 车削加工： 详述外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹车削、偏心车削等各种车削工艺。重点讲解刀具角度、刀具几何参数的选择，以及不同车削方法的适用范围和操作要领。 铣削加工： 详细介绍平面铣、曲面铣、键槽铣、齿轮铣、仿形铣等。讲解立式铣床、卧式铣床、数控铣床的操作特点，以及铣刀的选型、安装和切削参数的确定。 钻削与镗削加工： 深入讲解钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔等孔加工工艺。分析不同孔加工方法的精度要求、加工特点和刀具选择。 磨削加工： 介绍外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨等磨削加工方法。重点讲解磨具的选择、磨削参数的确定、以及磨削过程中的冷却和清理。 特种加工： 简要介绍电火花加工（EDM）、激光切割、水射流切割、超塑性成形等新兴加工技术，阐述其基本原理、适用范围和优缺点。 4. 刀具与刀具材料： 刀具的分类与几何参数： 详细介绍车刀、铣刀、钻头、铰刀、磨具等各类刀具的结构、分类及其几何参数（如前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径等）的意义。 刀具材料的选择： 深入分析高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）和金刚石刀具等不同刀具材料的性能特点、适用范围和优缺点。指导读者根据被加工材料、加工精度和加工效率要求选择合适的刀具材料。 刀具磨损与刃磨： 讲解刀具磨损的主要形式（如后刀面磨损、前刀面磨损、积屑瘤、崩刃等）及其原因。介绍刀具的正确刃磨方法和注意事项，以延长刀具寿命，保证加工质量。 第二部分：机械加工夹具设计 本部分将聚焦于夹具设计，这是保证加工精度、提高生产效率和降低劳动强度的关键环节。 1. 夹具的基本概念与作用： 夹具的定义、分类与组成： 阐述夹具在机械加工中的重要作用，包括定位、夹紧、对刀、引导、分度等功能。介绍夹具的常用分类（如通用夹具、专用夹具、组合夹具等）以及夹具的主要组成部分（定位元件、夹紧元件、对刀元件、导向元件、分度元件、夹具体等）。 夹具对加工精度的影响： 详细分析夹具的定位误差、夹紧力误差、制造误差等对工件最终加工精度的影响，并提供减小误差的措施。 2. 定位原理与定位基准的选择： 定位的基本原理： 深入讲解“六点定位原理”，以及如何通过合理配置定位元件来限制工件的六个自由度。 定位基准的确定： 强调在夹具设计中正确选择定位基准的重要性，包括工艺基准、测量基准和装配基准。根据零件图纸和加工要求，指导读者选择合适的定位基准面、定位基准孔等。 常用定位元件： 介绍各种定位元件的结构、特点和应用，如定位销、定位块、V形块、锥度销、弹性支承等，并分析其在不同工况下的适用性。 3. 夹紧原理与夹紧元件的设计： 夹紧力的分析与计算： 分析加工过程中产生的切削力、惯性力等，并计算所需的最小夹紧力，以保证工件在加工过程中不发生松动和变形。 常用夹紧元件： 详细介绍杠杆夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、液压夹紧、气压夹紧等各种夹紧方式的原理和结构。重点讲解虎钳、压板、挡块、专用夹紧装置等常用夹紧元件的设计与选用。 夹紧顺序与可靠性： 阐述夹紧动作的合理顺序，确保在夹紧过程中不会引起工件的二次定位误差。强调夹紧机构的可靠性和安全性。 4. 其他夹具元件的设计： 对刀元件： 介绍各种对刀装置，如对刀块、对刀孔、试切法等，以及它们在保证加工尺寸精度中的作用。 导向元件： 讲解导向元件（如导套、导向板）的设计，用于精确引导刀具，保证孔加工的同轴度、位置度和角度精度。 分度元件： 介绍分度头、分度盘等分度机构的设计与应用，用于加工角度、齿轮等具有周期性分布特征的零件。 5. 夹具的结构设计与标准化： 夹具体的设计： 阐述夹具体作为夹具主体应具备的刚性、稳定性，以及如何设计使其易于安装和调整。 夹具的通用化与系列化： 强调设计标准化、通用化夹具的重要性，以提高夹具的利用率，降低制造成本。介绍组合夹具、模块化夹具等先进设计理念。 夹具的维护与管理： 简述夹具的日常检查、维护保养以及库存管理等内容。 第三部分：案例分析与实践指导 本部分将通过一系列具有代表性的机械零件加工案例，将理论知识与实际应用相结合，提供具体的工艺设计和夹具设计方案。 1. 典型零件的加工工艺规程设计： 轴类零件加工： 以某个典型轴类零件为例，详细讲解从毛坯选择、热处理、粗加工、半精加工到精加工的完整工艺流程设计。包括各工序的加工方法、刀具选择、切削参数确定、测量方法等。 盘盖类零件加工： 以某个典型盘盖类零件为例，演示如何设计其平面、孔系、槽等部位的加工工艺，重点讲解铣削、钻削、镗削等工艺的应用。 齿轮类零件加工： 以某个典型齿轮为例，讲解其加工工艺，包括毛坯制造、齿形加工（滚齿、插齿、剃齿等）以及热处理等。 2. 典型夹具的设计实例： 车削夹具设计： 以某个轴类零件的径向车削为例，设计一个具体的车削夹具，包括定位、夹紧、对刀方案的确定。 铣削夹具设计： 以某个箱体零件的平面铣削为例，设计一个高效可靠的铣削夹具，并分析其定位基准和夹紧力的合理性。 钻削夹具设计： 以某个零件的多孔加工为例，设计一个钻削夹具，重点关注导向元件的设计，以保证孔的精度。 组合夹具应用： 结合生产实际，演示如何利用组合夹具快速、经济地解决小批量、多品种零件的加工问题。 3. 数控加工工艺与夹具设计： 数控加工特点与优势： 简要介绍数控加工的基本原理，分析其在提高加工精度、自动化水平和生产柔性方面的优势。 数控加工工艺规程设计： 讲解数控机床的编程、刀具路径规划、切削参数选择等数控加工工艺设计方法。 数控加工夹具设计： 重点阐述数控加工夹具设计的要求，如通用性、模块化、易于更换等，并提供相应的夹具设计实例。 四、本书特点 系统性强： 覆盖了机械加工工艺和夹具设计的主要内容，形成一个完整的知识体系。 实践性突出： 理论分析深入浅出，结合大量实例，指导读者进行实际的工艺和夹具设计。 易于理解： 语言通俗易懂，图文并茂，便于读者掌握。 适用面广： 适用于机械制造行业的工程师、技术人员、技术工人以及相关专业的学生。 五、读者收益 阅读本书，您将能够： 深入理解机械零件的加工原理和技术要求。 掌握各种常用机械加工方法的工艺流程和关键技术。 熟练运用刀具材料和刀具几何参数，优化切削过程。 独立完成复杂零件的加工工艺规程设计。 掌握夹具设计的基本原理和方法，设计出满足精度和效率要求的夹具。 了解数控加工技术在工艺和夹具设计中的应用。 显著提升机械加工的理论水平和实践操作能力，成为一名更优秀的机械加工技术人才。 《机械加工工艺与夹具设计》将是您在精密制造领域攻坚克难、追求卓越的得力助手。

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这本书的装帧和排版看似朴实无华，但当你真正沉浸在技术细节中时，会发现它在“质量控制与故障诊断”这一章的处理极其到位。它没有停留在理论上说“要保证精度”，而是构建了一个详尽的、层级分明的故障排查树。我记得我们车间以前经常遇到的一个头疼问题是，长轴类零件在粗加工后，尾部总是出现轻微的锥度，怎么调整卡盘或尾座都解决不了。我带着疑问翻阅到关于“主轴同轴度与夹持力分布”的章节，书中通过有限元分析的模拟图展示了不同夹持力矩下，不同长度工件的变形曲线。它清晰地指出，在特定长度比下，夹持力矩的不均匀分布会导致工件轴线在尾部发生微小弯曲。解决方案极其反直觉却又无比有效：稍微降低前端夹紧力，同时增加尾座的预紧力，并使用专用的软垫。这个“非对称夹持”的思路，直接解决了困扰我们团队半年的老难题。这种直击痛点的技术深度，是普通维修手册望尘莫及的。

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这本《车工实用技术下》的内容简直是为我们这些在车床上摸爬滚打多年的老手量身定做的，它对各种复杂曲面加工的深入剖析，特别是对于非标准刀具的选用与刃磨，简直是教科书级别的存在。我记得有一次接了一个航空零件的活，要求内腔的圆角过渡极其精密，按照常规的程序根本达不到精度要求。我翻阅了这本书里关于“仿形车削的精细化控制”那一章，书中详细介绍了如何通过调整进给速度和切削深度之间的微妙平衡来实现微米级的表面粗糙度控制。作者不仅仅是罗列公式，而是通过大量的实际案例，手把手地教你如何“听”机器的声音，如何通过观察切屑的形态来判断刀具是否处于最佳工作状态。我尤其欣赏它对材料特性的探讨，比如对于高镍合金在高速切削时的热塑性变形规律，这一点在很多教材中往往被一笔带过，但这本书却用图文并茂的方式展示了其微观结构变化，这对于我们优化冷却液选择和切削参数至关重要。这本书的价值远超一本技术手册，它更像是一位经验丰富的老工长在你身边的指导，充满了实战智慧。

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让我印象极其深刻的是《车工实用技术下》中关于“特种加工方法”的介绍，特别是对电火花车削（EDM Turning）和激光辅助车削的论述，这部分内容显得格外前瞻和专业。许多传统车床书籍对这些新兴技术往往只是泛泛而谈，但这本书却深入到了工艺窗口的设定。它不仅解释了电火花车削的基本原理，更详细对比了在加工难加工材料（如碳化钨和陶瓷基复合材料）时，不同脉冲参数（峰值电流、关断时间）对材料去除率和表面损伤层厚度的影响曲线。对于激光辅助部分，书中清晰地描绘了激光预热区如何降低材料的屈服强度，从而使得超硬刀具能够以更低的切削力完成加工。我过去一直认为这些是高精尖实验室的专属技术，但这本书通过详细的设备选型和工艺流程图，让我意识到，在一些高端制造环节，这些技术已经可以被有效地工程化应用。这无疑拓宽了我对现代车削技术边界的理解。

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说实话，当我第一次拿到这本《车工实用技术下》时，我本来没抱太大期望，毕竟市面上讲车削的书汗牛充栋，大多都是翻来覆去那些基础知识。然而，它在“数控编程与优化”这一块的内容，彻底颠覆了我的认知。作者对G代码和M代码的理解已经深入到了底层逻辑，不再是简单地教你怎么写程序段，而是教你如何“思考”程序。比如，它对刀具路径重叠误差的分析，简直是神来之笔。书中提供了一套独创的算法，用于预判和修正由于机床热膨胀和反向间隙导致的累积误差，这比我们车间里传统的试切修正法效率高了不止一个档次。更令人称道的是，它讨论了后处理软件兼容性的问题，详细列举了几种主流CAM软件在生成车削宏程序时可能出现的陷阱，并给出了针对性的G代码修正方案。读完这部分，我立刻在实际工作中应用了它推荐的圆弧插补优化策略，成功将一个复杂螺旋槽的加工时间缩短了近20%，而且精度还更稳定了。对于想从“操作员”晋升到“工艺工程师”的同行来说，这部分内容价值千金。

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这本书在“人机工程与安全规范”这一块的关注度，也让我感到十分欣慰，这体现了作者对车工这一职业的深厚人文关怀。它没有把安全当成一个简单的警告列表，而是将其融入到工艺设计的全过程中。例如，书中专门有一节讨论了在进行大直径盲孔深孔车削时，由于排屑不畅可能引发的“切屑缠绕爆炸”风险。作者基于流体力学原理，提出了几种优化的排屑槽角度和吹气辅助策略，这远比“穿戴防护服”这种基础要求要深刻得多。此外，它还对车间环境的噪音和振动对长期操作人员健康的影响进行了科学评估，并提供了针对性的车间布局和减振垫选择建议。这种将技术操作与职业健康紧密结合的叙事方式，使得这本书在冰冷的技术参数之外，增添了一份沉甸甸的责任感。它让我明白，最好的技术，一定是既高效又安全的。

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