数控车削加工编程实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:宣振宇 编

出品人:

页数:261

译者:

出版时间:2009-5

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787538156751

丛书系列:

图书标签:

• 数控车削
• CNC编程
• 加工实例
• 机械加工
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• 工业制造
• 制造业

《智能制造的基石：现代切削加工技术与实践》 引言 在瞬息万变的工业4.0时代，制造业正经历着前所未有的数字化、智能化转型。从航空航天到精密医疗器械，从汽车零部件到消费电子，高质量、高效率的机械加工是支撑这些产业发展的核心。而在这场技术革新浪潮中，现代切削加工技术扮演着至关重要的角色。本书并非仅聚焦于某一特定领域的编程实例，而是旨在为读者构建一个更为宏观、深入的现代切削加工技术体系认知，涵盖其基本原理、关键技术、发展趋势以及在实际生产中的应用考量，以期提升制造业从业者及相关专业学生的综合技术素养与解决实际问题的能力。 第一部分：切削加工的基本原理与材料科学 切削加工，作为一种移除式制造工艺，其本质是利用刀具相对于工件的运动，在工件表面去除多余材料，从而获得所需形状、尺寸和表面质量的过程。理解这一基本原理是深入掌握切削技术的前提。 切削运动与切削力： 本部分将系统阐述主运动、进给运动和调整运动等切削运动的类型及其对加工过程的影响。深入剖析切削过程中产生的切削力，包括主切削力、进给力、背压力，以及这些力如何影响刀具的磨损、工件的变形和加工精度。还将探讨切削力的计算模型，为理解和优化切削参数提供理论基础。 切削过程的物理与化学变化： 切削不仅仅是简单的材料去除，更伴随着复杂的物理和化学变化。我们将深入研究切削区域的温度分布、散热机理以及热量对刀具和工件性能的影响。同时，也会探讨切削过程中可能发生的材料表面改性、塑性变形以及氧化、吸附等化学反应，这些都直接关系到加工表面的质量。 材料的切削性能： 不同的材料在切削加工过程中表现出截然不同的特性。本书将系统介绍金属材料（如碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、铜合金等）和非金属材料（如工程塑料、复合材料）的基本切削性能。重点分析材料的硬度、强度、塑性、韧性、热导率、加工硬化倾向等因素如何影响切削力、刀具磨损、切屑形态以及表面质量。例如，高强度合金的加工往往需要考虑其加工硬化特性，而易于软化的材料则需要关注切屑的粘刀问题。 刀具材料与几何参数： 刀具是切削加工的核心要素。我们将详细介绍常用刀具材料的性能特点，包括高速钢（HSS）、硬质合金（Carbide）、陶瓷（Ceramic）、立方氮化硼（CBN）和金刚石（PCD）等。分析不同材料在硬度、耐磨性、抗高温性能、断裂韧性等方面的优劣，以及它们适用于哪些加工条件和材料。同时，深入讲解刀具的几何参数，如前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径等，阐述它们如何影响切削力、切屑形成、表面粗糙度以及刀具寿命。 第二部分：现代切削加工技术与工艺 在掌握了基本原理的基础上，本部分将聚焦于当前主流的现代切削加工技术及其工艺优化。 高效切削技术： 随着技术的发展，高效切削已成为提升生产效率的关键。我们将介绍高速切削（HSC）、经济切削（EC）和强力切削（IFP）等技术。分析它们的加工特点、适用范围以及在提高切削速度、降低切削力、改善表面质量方面的优势。例如，高速切削通过提高主轴转速和进给速度，显著缩短加工周期，但对设备刚性、刀具性能和冷却润滑提出了更高要求。 精密与超精密加工技术： 在追求高性能产品的同时，对尺寸精度和表面质量的要求也日益提高。本部分将探讨精密车削、磨削、抛光以及珩磨等工艺。重点介绍影响加工精度的关键因素，如机床刚性、热稳定性、传动精度、测量与补偿技术等。还将涉及微细加工（Micro-machining）和超精密加工（Ultra-precision Machining）的发展，包括其常用的技术手段如微米级刀具加工、电火花加工（EDM）、激光加工等，以及在微纳器件制造中的应用。 先进的冷却与润滑技术： 切削过程中的热量和摩擦是影响刀具寿命和加工质量的重要因素。我们将详细介绍各种冷却润滑方式，包括内冷、外冷、喷雾冷却、干切削以及真空冷却等。分析不同冷却润滑介质（如乳化液、切削油、固体润滑剂）的性能特点、选择原则以及对环境的影响。尤其会关注绿色切削技术的发展，如低浓度乳化液、微量润滑（MQL）和干切削的应用，以减少对环境的污染和对操作人员的健康影响。 切屑控制与处理： 切屑的形态、尺寸和排出是切削加工中的一个关键环节。不合理的切屑可能导致刀具折断、工件表面损伤甚至设备损坏。本部分将深入研究切屑的形成机理，分析影响切屑形态的因素（如材料性能、刀具几何参数、切削速度、切削深度等）。介绍有效的切屑控制方法，如使用断屑槽刀具、优化切削参数、采用冲击切削等，以及切屑的自动化收集与处理技术，这对于实现自动化生产至关重要。 第三部分：智能制造背景下的切削加工发展趋势 切削加工作为传统制造业的重要组成部分，正在与智能化、数字化技术深度融合，呈现出新的发展趋势。 数字化与仿真技术： 数字化是实现智能制造的基础。我们将探讨CAD/CAM/CAE技术在切削加工中的应用。重点介绍有限元分析（FEA）等仿真软件如何用于预测切削力、温度分布、刀具磨损以及工件变形，从而优化切削工艺参数，减少试切次数，缩短研发周期。还将介绍数字孪生（Digital Twin）在切削过程监控与优化中的应用前景。 自动化与机器人集成： 自动化是提高生产效率和降低劳动强度的必然选择。本部分将探讨数控机床与自动化设备的集成，如自动化上下料系统、机器人上下料、自动换刀系统等。分析机器人如何在切削加工中扮演更重要的角色，例如用于搬运、装夹、抛光、去毛刺等辅助环节，实现无人化或少人化车间。 智能监控与自适应控制： 智能监控技术能够实时感知切削过程中的关键参数，为优化加工提供依据。我们将介绍各种在线监控技术，如声音信号、振动信号、刀具载荷、切削力、表面形貌等的传感器技术，以及如何利用这些数据进行刀具磨损预测、故障诊断和加工过程的实时优化。自适应控制（Adaptive Control）技术通过闭环反馈，根据实时采集的数据自动调整切削参数，以应对加工过程中的不确定性，保证加工质量和生产效率。 绿色制造与可持续发展： 随着环保意识的提高，绿色切削已成为行业发展的必然趋势。本部分将探讨如何通过优化工艺参数、采用环保型切削液、提高能源利用效率、实现切屑回收利用等方式，降低切削加工对环境的影响。还将介绍生物基切削液、纳米材料刀具等前沿技术，以及它们在实现可持续发展目标中的作用。 新材料与新工艺的应用： 随着航空航天、新能源、生物医药等领域对高性能材料的需求不断增长，新型难加工材料（如航空铝合金、钛合金、高温合金、陶瓷基复合材料等）的切削加工技术也成为研究热点。本书将探讨针对这些特殊材料的切削策略、刀具选择和工艺优化方法。同时，还会涉及增材制造（3D打印）与减材制造（切削加工）的结合，即增材减材一体化制造，如何实现更复杂的零件制造和更高的材料利用率。 结论 《智能制造的基石：现代切削加工技术与实践》旨在为读者提供一个全面、深入的现代切削加工技术图景。本书通过对基本原理的透彻分析、对关键技术的详细解读以及对未来发展趋势的展望，期望能够帮助广大制造业从业者、工程师、技术人员以及相关专业的学生，提升自身的技术视野与实践能力，为迎接智能制造时代的挑战做好充分准备，共同推动中国制造业迈向更高水平。

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