工程训练教程

本书以拓宽知识面、培养应用型人才为目标，强调“贴近实际、体现应用”，即注重学生获取知识、分析问题与解决问题的实践能力的培养，又充分体现学生工程素质和创新思维能力的培养。本书*的特点是图例翔实，有进500张插图，实用性强，将理论知识与实习训练融为一体，通过工程训练提高学生的工程实践能力和综合创新能力。本书为工程训练教材，分3篇共16章和2个附录。*篇材料成形介绍了常用工程材料、铸造、锻压、焊接和3D打印。第二篇切削加工介绍了切削加工的基本知识、测量技术、钳工、车削、数控铣削、加工中心及柔性制造、刨削和磨削。第三篇特种加工介绍了电火花加工和激光加工。附录中给出了部分实训实例和工程训练拓展阅读——智能制造。

陈铮
工程师。
2001年毕业于东华大学机械工程学院、工学学士学位，2001年进入东华大学机械工程学院工作至今。2009年东华大学机械工程学院机械制造及其自动化专业毕业，获硕士学位。曾参编《机械制造技术基础训练》            
范金辉
上海大学材料学专业毕业，获工学博士学位。曾先后在清华大学机械工程系和美国爱荷华大学机械与工业工程系做访问学者。现为东华大学副教授，硕士研究生导师，机械基础系主任，中国机械制造工艺协会标准化委员会委员，上海市汽车工业学会会员。曾主编和参编《铸造工程基础》《铸造实用数据速查手册》《机械装备工业节能减排制造技术》等

篇 材料成形
章 常用工程材料/ 1
1.1 金属材料的性能  / 3
1.1.1 金属材料的力学性能  / 4
1.1.2 金属材料的工艺性能  / 11
1.2 常用的金属材料  / 12
1.2.1 钢铁材料  / 12
1.2.2 有色金属  / 16
1.3 钢的热处理  / 18
1.3.1 普通热处理  / 19
1.3.2 表面热处理  / 21
复习题  / 23
第二章 铸造/ 24
2.1 砂型铸造  / 24
2.1.1 铸型  / 25
2.1.2 造型材料  / 25
2.1.3 造型和制芯  / 26
2.2 特种铸造  / 31
2.2.1 熔模铸造  / 31
2.2.2 消失模铸造  / 32
2.2.3 金属型铸造  / 33
2.2.4 压力铸造  / 34
2.2.5 离心铸造  / 34
2.2.6 无模铸造  / 35
2.2.7 常用铸造方法比较  /36
2.3 浇注系统与补缩系统  / 36
2.3.1 浇注系统  / 36
2.3.2 补缩系统  / 38
2.4 铸件缺陷及分析  / 40
复习题  / 42
第三章 锻压 / 43
3.1 锻造  / 43
3.1.1 锻造生产过程  / 43
3.1.2 自由锻  / 45
3.1.3 模锻  / 51
3.1.4 胎模锻  / 52
3.2冲压  / 53
3.2.1 冲压设备  / 53
3.2.2 冲压基本工序 / 54
3.2.3 冲压模具  / 57
3.3 锻件和冲压件缺陷及分析  / 58
3.3.1 锻件缺陷及分析  / 58
3.3.2 冲压件缺陷及分析  / 59
复习题  / 59
第四章 焊接 / 60
4.1 电弧焊 / 60
4.1.1 电弧焊的原理  / 61
4.1.2 焊条电弧焊  / 61
4.1.3 埋弧焊  / 68
4.1.4 气体保护焊  / 68
4.2 气焊和气割  / 70
4.2.1 气焊  / 70
4.2.2 气割  / 72
4.3 压力焊和钎焊  / 73 
4.3.1 压力焊  / 73
4.3.2 钎焊  / 74
4.4 焊接机器人  / 75
4.4.1 点焊机器人  / 75
4.4.2 弧焊机器人  / 76
4.5 焊接缺陷及分析  / 77
4.5.1 焊接变形  / 77
4.5.2 焊接接头缺陷及分析  / 77
复习题  / 78
第五章 3D打印/ 79
5.1 3D打印的基本知识  / 79
5.1.1 3D打印的原理  / 79
5.1.2 3D打印的工艺过程  / 79
5.1.3 3D打印的特点  / 80
5.2 3D打印主要工艺方法  / 81
5.2.1 粉末材料选择性黏结成形  / 81
5.2.2 粉末材料选择性激光烧结 / 81
5.2.3 丝材熔融沉积成形  / 82
5.2.4 分层实体成形  / 83
5.2.5 液态光敏树脂选择性固化  / 84
5.3 金属3D打印主要工艺方法  / 84
5.3.1 金属粉末电子束熔融成形  / 85
5.3.2 金属粉末选择性激光熔融  / 85
5.3.3 金属粉末激光工程净成形  / 86
5.3.4 电子束熔丝沉积成形  / 86
5.3.5 超声波增材制造  / 87
复习题  / 87
第二篇 切削加工
第六章 切削加工的基本知识 / 91
6.1 切削运动和切削用量  / 91
6.1.1 切削运动  / 91
6.1.2 切削用量  / 91
6.2 金属切削刀具  / 93
6.2.1 刀具材料的性能及选用  / 93
6.2.2 刀具切削部分的几何角度  / 97
6.3 金属切削过程  / 99
6.3.1 切屑的形成及种类  / 99
6.3.2 切削力 、切削热和切削液  / 100
6.4 切削加工零件的技术要求  / 101
6.4.1 尺寸精度  / 102
6.4.2 几何精度  / 102
6.4.3 表面粗糙度  / 104
6.5 金属切削机床的基本知识  / 105
6.5.1 机床的分类  / 105
6.5.2 机床的组成及运动  / 106
6.6 夹具原理  / 107
6.6.1 六点定位原理  / 108
6.6.2 夹紧原理  / 111
6.6.3 夹紧机构  / 113
6.7 机械加工工艺过程  / 114
6.7.1 生产过程与工艺过程  / 114
6.7.2 计算机辅助工艺设计  / 115
复习题  / 115
第七章 测量技术 / 116
7.1 测量及测量误差  / 116
7.1.1 测量  / 116
7.1.2 测量误差  / 116
7.2 常用量具 / 118
7.2.1 游标卡尺 / 118
7.2.2 千分尺 / 120
7.2.3 百分表 / 121
7.3 坐标测量技术 / 122
7.3.1 传统测量技术与坐标测量技术的比较 / 122
7.3.2 三坐标测量机 / 123
复习题 / 127
第八章 钳工 / 128
8.1 划线  / 128
8.1.1 划线的作用和种类 / 129
8.1.2 常用的划线工具 / 129
8.1.3 划线实例  / 134
8.2 锯削和锉削  / 135
8.2.1 锯削  / 135
8.2.2 锉削  / 138
8.3 孔加工  / 142
8.3.1 钻孔  / 142
8.3.2 扩孔 / 145
8.3.3 锪孔  / 145
8.3.4 铰孔  / 146
8.4 螺纹加工  / 147
8.4.1 攻螺纹  / 147
8.4.2 套螺纹  / 150
8.5 装配  / 151
8.5.1 部件装配和总装配  / 151
8.5.2 装配时连接的种类  / 151
8.5.3 配合的种类  / 151
8.5.4 螺纹连接的装配  / 152
8.5.5 键连接的装配  / 155
8.5.6 销连接的装配  / 156
8.5.7 轴承的装配  / 156
复习题  / 157
第九章 车削 / 158
9.1 车床  / 159
9.1.1 普通车床的型号  / 159
9.1.2 普通车床的组成  / 159
9.2 车刀  / 159
9.2.1 车刀的组成  / 159
9.2.2 常用车刀的种类和用途  / 159
9.2.3 车刀的安装  / 161
9.3 工件的安装及所用附件  / 162
9.3.1 三爪自定心卡盘安装  / 162
9.3.2 四爪单动卡盘安装  / 163
9.3.3 花盘和弯板安装  / 163
9.3.4 安装  / 164
9.3.5 中心架和跟刀架的使用  / 165
9.3.6 心轴安装  / 166
9.4 车削操作方法  / 167
9.4.1 刻度盘的使用  / 167
9.4.2 试切的方法与步骤  / 168
9.5 车削基本工艺  / 168
9.5.1 车削运动和车削用量  / 168
9.5.2 粗车和精车  / 169
9.5.3 车外圆和台阶  / 169
9.5.4 车端面  / 169
9.5.5 车槽和切断  / 170
9.5.6 钻孔与镗孔  / 171
9.5.7 车圆锥面  / 173
9.5.8 车削螺纹  / 173
9.5.9 车成形面  / 176
9.5.10 滚花 / 177
复习题 / 177
第十章 数控车削 / 178
10.1 数控车削概述  / 178
10.1.1 数控车床的组成  / 178
10.1.2 数控车刀  / 179
10.1.3 数控车床坐标系  / 180
10.2 数控车削编程基础  / 182
10.2.1 数控程序的格式  / 182
10.2.2 FANUC系统数控车床常用功能指令表  / 184
10.2.3 功能指令简介  / 185
10.3 数控车床刀具补偿  / 197
10.4 数控车床对刀  / 201
复习题  / 204
第十一章 铣削 / 205
11.1 铣床 / 206
11.1.1 卧式升降台铣床  / 206
11.1.2 立式升降台铣床  / 206
11.2 铣刀  / 207
11.2.1 铣刀的种类  / 207
11.2.2 铣刀的安装  / 208
11.3 铣床的主要附件  / 209
11.3.1 机用平口钳  / 209
11.3.2 回转工作台  / 210
11.3.3 分度头  / 210
11.3.4 铣头  / 211
11.4 铣削基本工艺  / 211
11.4.1 铣削运动和铣削用量  / 211
11.4.2 铣平面  / 212
11.4.3 铣斜面  / 214
11.4.4 铣沟槽  / 214
11.4.5 铣齿轮  / 214
复习题  / 215
第十二章 数控铣削 / 216
12.1 数控铣削概述  / 216
12.1.1 数控铣床的组成  / 216
12.1.2 数控工具系统  / 217
12.1.3 组合夹具  / 219
12.1.4 数控铣床坐标系  / 221
12.2 数控铣削编程基础  / 223
12.2.1 FANUC系统数控铣床常用功能指令表  / 223
12.2.2 功能指令简介  /  223
12.3 数控铣床刀具补偿  / 231
12.3.1刀具长度补偿  / 231
12.3.2 刀具半径补偿  / 232
12.4 数控铣床对刀  / 239
12.4.1 综合坐标  / 239
12.4.2 寻边器对刀  / 240
12.4.3 试切法对刀  / 240
复习题  / 242
第十三章 加工中心及柔性制造 / 243
13.1 加工中心  / 243
13.1.1 加工中心分类  / 243
13.1.2 换刀系统  / 244
13.2 柔性制造  / 247
13.2.1 柔性制造单元  / 247
13.2.2 柔性制造系统  / 247
13.2.3 柔性制造和传统制造的比较 / 247
复习题  / 249
第十四章 刨削和磨削 / 250
14.1 刨削  / 250
14.1.1 牛头刨床  / 251
14.1.2 刨刀  / 251
14.1.3 工件的装夹  / 253
14.1.4 刨削基本工艺  / 254
14.2 磨削  / 256
14.2.1 磨床的分类 / 257
14.2.2 砂轮  / 259
14.2.3 典型磨削方式  / 260
复习题  / 266
第三篇 特种加工
第十五章 电火花加工 / 269
15.1 电火花成形加工  / 270
15.1.1电火花成形加工原理  / 270
15.1.2 电火花成形加工机床  / 271
15.1.3 工具电极和工作液  / 272
15.1.4 电火花成形加工特点  / 273
15.1.5 电火花成形加工注意事项  / 273
15.1.6 电火花成形加工工艺  / 274
15.2 电火花线切割加工  / 276
15.2.1 电火花线切割工作原理  / 276
15.2.2 电火花线切割机床  / 278
15.2.3 工具电极丝和工作液  / 280
15.2.4 电火花线切割加工特点  / 280
15.2.5 电火花线切割加工工艺  / 281
复习题  / 288
第十六章 激光加工 / 289
16.1 激光加工概述  / 289
16.1.1 激光相关的基本概念  / 289
16.1.2 激光产生的基本条件  / 290
16.1.3 激光束的特性  / 291
16.1.4 激光对材料的作用过程  / 291
16.1.5 激光加工特点  / 292
16.2 激光加工系统  / 293
16.2.1 激光器  / 293
16.2.2 光束传输系统  / 295
16.2.3 激光聚焦方式  / 296
16.3 激光加工典型应用  / 298
16.3.1 激光焊接  / 298
16.3.2 激光切割  / 299
16.3.3 激光打孔  / 300
16.3.4 激光表面改性  / 300
16.3.5 激光打标、雕刻  / 302
复习题  / 303
附录一 部分实训实例 / 304
1.1 焊接成形实训实例  / 304
1.1.1 不同焊接参数焊接工艺比较  / 304
1.1.2 焊条与光焊芯焊接工艺比较  / 305
1.2 车削实训实例 / 305
1.2.1 轴类零件的车削工艺  / 305
1.2.2 盘套类零件的车削工艺  / 306
1.3 数控车削实训实例  / 307
1.4 铣削实训实例  / 308
1.5 数控铣削实训实例  / 310
附录二 工程训练拓展阅读——智能制造 / 312
2.1 智能制造的发展  / 312
2.1.1 数字化制造  / 312
2.1.2 数字化网络化制造 / 313
2.1.3 数字化网络化智能化制造  / 313
2.2 新一代智能制造的技术机理  / 313
2.2.1 传统制造和人-物理系统  / 313
2.2.2 数字化制造、数字化网络化制造和“人-信息-物理系统”  / 314
2.2.3 新一代智能制造和新一代“人-信息-物理系统”  / 315
2.3 新一代智能制造的基本组成与系统集成  / 316
2.3.1 智能产品与制造装备  / 316
2.3.2 智能生产  / 317
2.3.3 智能服务  / 317
2.3.4 智能制造云与工业智联网  / 317
2.3.5 系统集成  / 317
主要参考文献 / 318

本书以拓宽知识面、培养应用型人才为目标，强调“贴近实际、体现应用”，即注重学生获取知识、分析问题与解决问题的实践能力的培养，又充分体现学生工程素质和创新思维能力的培养。本书*的特点是图例翔实，有进500张插图，实用性强，将理论知识与实习训练融为一体，通过工程训练提高学生的工程实践能力和综合创新能力。本书为工程训练教材，分3篇共16章和2个附录。*篇材料成形介绍了常用工程材料、铸造、锻压、焊接和3D打印。第二篇切削加工介绍了切削加工的基本知识、测量技术、钳工、车削、数控铣削、加工中心及柔性制造、刨削和磨削。第三篇特种加工介绍了电火花加工和激光加工。附录中给出了部分实训实例和工程训练拓展阅读——智能制造。

陈铮
工程师。
2001年毕业于东华大学机械工程学院、工学学士学位，2001年进入东华大学机械工程学院工作至今。2009年东华大学机械工程学院机械制造及其自动化专业毕业，获硕士学位。曾参编《机械制造技术基础训练》            
范金辉
上海大学材料学专业毕业，获工学博士学位。曾先后在清华大学机械工程系和美国爱荷华大学机械与工业工程系做访问学者。现为东华大学副教授，硕士研究生导师，机械基础系主任，中国机械制造工艺协会标准化委员会委员，上海市汽车工业学会会员。曾主编和参编《铸造工程基础》《铸造实用数据速查手册》《机械装备工业节能减排制造技术》等