【现货速发】机械制造装备
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作者张芙丽、陈智文、李晋武
出版社清华大学出版社
ISBN9787302459583
出版时间2017-06
装帧平装
开本32开
定价39.8元
货号25094014
上书时间2024-12-19
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商品详情
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前言
本书是职业教育“十三五”改革创新规划教材，根据高等职业教育装备制造大类相关专业课程教学要求，并参照国家职业技能标准编写而成。通过本书的学习，可以使学生掌握的金属切削机床、金属切削刀具、机床夹具的相关知识和选用、使用、维修机械制造装备的技能。本书在编写过程中吸收企业技术人员参与，紧密结合工作岗位，与职业岗位对接； 选取的案例贴近生活和生产实际； 将创新理念贯彻到内容选取、教材体例等方面。本书在编写时努力贯彻教学改革的有关精神，体现以下特色。1. 立足职业教育，突出实用性和指导性(1) 本书内容科学、合理、准确，力求降低理论知识点的难度； 正确处理好知识、能力和素质三者之间的关系，保证学生全面发展，适应培养高素质劳动者需要； 以就业为导向，既突出学生职业技能的培养，又保证学生掌握的基本理论知识，使学生达到既有选用、维护、操作机械制造装备的技能，又懂得基本装备的结构原理，如在机床的传动系统分析中，结合金工实习中学生已有的普通车床的知识，要让学生进一步明白为什么主传动系统中广泛使用摩擦离合器实现机床主运动的换向及停车，而在进给传动系统中却不能用？实现“练”有所思，“学”有所悟； 贯彻课程建设综合化思想，合理协调基础理论知识与基本技能之间的密切关系，尽量将不同的知识有机地连贯起来，培养一专多能、复合型人才，体现学生的“柔性”发展需要，更好地适应学生在就业过程中的转岗需要以及二次就业需要，适应终身学习需要，为学生工作后进一步发展奠定必要的基本知识与基本技能基础。(2) 本书内容立足体现为装备制造大类各专业培养目标服务，注重“通用性教学内容”与“特殊性教学内容”的协调配置，体现出新编教材对各专业既有“统一性”要求，又有选择上的“灵活性”或“差异性”，尽量满足不同专业的培养目标需要。例如，典型金属切削机床的结构、金属切削刀具的结构及选用、机床夹具的基本知识及典型机床夹具的结构等应体现为“通用性教学内容”，适应大多数专业的教学需要，而金属切削机床的主传动及进给传动系统分析、专用夹具的设计等知识部分则应体现为“特殊性教学内容”，适应个别专业的培养目标和培养方向。(3) 本书内容通俗易懂、标准新、内容新、指导性强、趣味性强。尽可能多地介绍现场金属切削机床及工艺装备的结构及选用，突出实践性和指导性，拉近现场与课堂教学的距离，丰富学生的感性认识。2. 以学生为中心，创新编写体例(1) 设置类型多样的复习思考题，降低难度，突出针对性和实用性，立足加强学生对知识点和基本技能的理解和掌握。改变单一的“考学生”的教学观念，树立引导、服务和帮助学生掌握知识的新理念。(2) 每部分项目教学后设置实训课题，在教学内容上设置参观活动、现场教学、演示分析、专题探讨、调研等活动内容，引导学生积极主动地交流与探讨，营造创新与探讨的开放式教学环境。例如，学习金属切削刀具结构及选用时，让学生针对金工实习中使用的刀具具体分析刀具的结构、几何角度、磨损情况等，使学生课堂所学与生产实际相结合，以此提高学生的探索兴趣，加深学生对相关知识的理解和应用。3. 重视学生个性发展需要，渗透探索精神、创新意识、爱国教育等(1) 以人为本，面向学生个性发展需要，在每个教学项目后设置实训和思考题，创造相互交流、相互探讨的学习氛围，激发学生的学习兴趣，培养学生的分析能力和自学能力。例如，在学习专业夹具的设计项目后，可以根据教学内容设置安排难度适中的典型小零件的专业夹具的设计内容。(2) 介绍成熟的新知识、新技术、新设备，并面向实际应用，如加工中心的结构及使用。(3) 在课程学习和实践教学活动中注重渗透爱国主义教育、职业道德教育、环境保护教育、安全生产教育及创业教育，激发学生的爱国热情和敬业精神。本书建议学时为72学时，具体学时分配见下表。
单元建议学时单元建议学时单元建议学时
绪论2单元410单元810单元16单元56单元94单元212单元68单元34单元710
总计72
本书由张芙丽、陈智文担任主编，李晋武担任副主编。绪论、单元1~单元4由张芙丽编写，单元5、单元6由李晋武编写，单元7~单元9由陈智文编写。本书在编写过程中参考了大量的文献资料，在此向文献资料的作者致以诚挚的谢意。由于编写时间及编者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请广大读者批评、指正。了解更多教材信息，请关注微信订阅号： Coibook。编者2016年10月
导语摘要
本书是职业教育“十三五”改革创新规划教材，根据高等职业教育装备制造大类相关专业课程教学要求，并参照国家职业技能标准编写而成。本书主要内容包括两大部分： 金属切削机床和工艺装备及其选用。其中金属切削机床内容包括机床的运动分析及传动原理图、典型机床的传动系统及主要结构、机床主要技术参数的确定、主传动系统分析和进给传动系统分析； 工艺装备及其选用内容包括金属切削刀具结构及选用、工件装夹基本知识、常用机床夹具和专用夹具设计简介。本书可作为职业院校装备制造大类相关专业学生的教材，也可作为岗位培训用书。
目录目录
绪论
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思考题
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1CA6140
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思考题
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思考题
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思考题
参考文献
内容摘要
本书是职业教育“十三五”改革创新规划教材，根据高等职业教育装备制造大类相关专业课程教学要求，并参照国家职业技能标准编写而成。
本书主要内容包括两大部分： 金属切削机床和工艺装备及其选用。其中金属切削机床内容包括机床的运动分析及传动原理图、典型机床的传动系统及主要结构、机床主要技术参数的确定、主传动系统分析和进给传动系统分析； 工艺装备及其选用内容包括金属切削刀具结构及选用、工件装夹基本知识、常用机床夹具和专用夹具设计简介。
本书可作为职业院校装备制造大类相关专业学生的教材，也可作为岗位培训用书。
主编推荐
本书是职业教育“十三五”改革创新规划教材，根据高等职业教育装备制造大类相关专业课程教学要求，并参照国家职业技能标准编写而成。本书主要内容包括两大部分：金属切削机床和工艺装备。其中金属切削机床包括机床的运动分析及传动原理图，典型金属切削机床的传动系统及主要结构，主传动系统及进给传动系统分析；工艺装备包括金属切削刀具结构及选用，机床夹具的基础知识，常用机床夹具结构及专用夹具设计的基础知识。
本书可作为职业院校装备制造大类相关专业学生的教材，也可作为岗位培训用书。
精彩内容
单元3机床主要技术参数的确定
机床主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数、运动参数和动力参数。主参数(或称主要规格)是机床重要技术参数，它表示机床的规格和工作能力。通用机床和专门化机床的主参数已有标准规定，并已形成系列。它们通常是机床加上工件的尺寸，如卧式车床是床身上的回转直径、铣床是工作台的宽度、钻床是钻孔直径等。也有例外，如拉床是指额定拉力。有些机床还有第二主参数，一般是指主轴数、跨距或加工长度等。专用机床的主参数一般以工件或被加工表面的尺寸参数来代表。机床的尺寸参数是指机床的主要结构尺寸，包括与工件有关的尺寸和标准化工具或夹具的安装面尺寸，前者如卧式车床刀架上回转直径，后者如卧式车床主轴前端锥孔直径及其他有关尺寸等。通用机床的主要尺寸参数已在有关标准中做了规定，其他一般参数可根据使用要求，参考同类同规格机床加以确定。运动参数是机床执行件如主轴、刀架、工作台的运动速度，可分为主运动参数和进给运动参数两大类。主运动参数，如回转运动的转速或直线运动的每分钟双行程数、转速级数等； 进给运动参数，如进给量或进给速度，进给级数等。动力参数是指动力源的动力大小，如电机的功率、液压缸的牵引力、液压马达或步进电机的额定转矩等。活动1运动参数的确定一、 主传动系统运动参数的确定
机床的主传动系统是用来实现机床主运动的，它应有一定的转速(速度)和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地进行开、停、变速、换向和制动等。对于主运动是回转运动的机床，它的主运动参数指与主轴转速有关的参数。转速与切削速度的关系
n=1000vπd(31)
式中， n——转速，r/min。v——切削速度，m/min。d——工件或刀具直径，mm。主运动是直线运动的机床，如插床或刨床，主运动参数是每分钟的往复次数。注意： 对于不同的机床，主运动参数有不同的要求。专用机床的转速固定。通用机床主轴需要变速，需确定其变速范围： nmax和nmin。采用分级变速，还应确定转速级数。1. 主轴(nmin)和(nmax)转速的确定
nmin=1000vminπdmax，nmax=1000vmaxπdmin(32)
式中， nmin，nmax——主轴的和转速，r/min。vmin，vmax——和切削速度，m/min。dmin，dmax——工件或刀具的小和直径，mm。切削速度主要与刀具、工件材料和工件尺寸有关，由加工工艺参数确定。因此，使用式(32)时，必须通过调查和分析，在机床的全部工艺范围内，要选择可能出现转速和转速的若干加工类型，再根据相应的切削速度和加工直径进行计算，从中选出转速nmin和转速nmax。（1） 采用计算法确定时应注意的问题① dmin和dmax并不是机床上可能加工的和小直径，而是常用的经济加工的和小直径，用作确定主轴极限转速的计算直径。对于通用机床，一般可取
dmax=kD(33)
dmin/dmax=Rd(34)
式中， D——机床的可能加工直径，mm。Rd——计算直径范围，Rd=0.20~0.35，摇臂钻床Rd=0.20，卧式车床Rd=0.25，多刀车床Rd=0.30。k——系数，据现有机床使用情况调查而定，例如，摇臂钻床k=1.0； 卧式车床，一般车削k=0.5，丝杠车削k=0.1，多刀车床k=0.9。② nmin可能出现在若干加工类型中，应从中选取小值； 而nmax则选取值。③ dmin和dmax必须分别是在vmin、vmax加工条件下的相应计算直径。④ 为今后工艺和刀具方面的发展留有储备，可将计算所得的nmax数值提高20%~25%。（2） 确定主轴极限转速现以D=400mm卧式车床为例，确定主轴极限转速nmin和nmax。① 计算法。按式(32)列表计算，见表31。将转速的计算值提高25%作为选定值，即nmax=1273×(1 25%)=1591.25(r/min)。根据调查分析可知，较低的主轴转速出现在三种加工类型，其中①、③的转速，故选用nmin=12.7r/min。
表31D=400mm卧式车床的计算
主轴极限转速加工类型刀具材料工件材料切削速度v/(m/min)计算直径d/mm转速计算值/(r/min)转速选定值/(r/min)
nmax=1000vmaxπdmin半精车外圆硬质合金中等强度碳钢2005012731591
nmin=1000vminπdmax
① 低速光车外圆高速钢中等强度碳钢320012.7② 精铰孔高速钢合金钢44031.8③ 精车丝杠高速钢合金钢1.64012.712.7
② 统计类比法。统计结果见表32。
表32D=400mm卧式车床的主轴极限转速统计
主轴极限转速用户访问国内机床调查国外机床调查nmax/(r/min)1000~14001200~16001400~2000nmin/(r/min)10~12.510~12.512.5~24
综上所述，可确定该机床的主轴转速nmin=12.5r/min，nmax=1600r/min。2. 有级变速时主轴转速序列确定和转速后还应进行转速合理分级，确定各中间级转速，才能满足使用上的要求。通过机床分析可知，主轴转速的排列是个等比数列。设主轴有z级转速，其中n=nmax，n1=nmin，z级转速分别为
n1，n2，…，nj，nj 1，…，nz
在这个转速数列中，任意相邻两级高、低转速的比值为一常数。将这个常数称为公比，用符号φ表示，即nz=n1·φz-1，nj 1=nj·φ。按等比数列排列的主轴转速有下列优点。(1) 使转速范围内的转速相对损失均匀设加工某工件所需要的合理切削速度为v，相应的转速为n，而实际机床主轴恰无此转速，n处于nj和nj 1之间，即nj<n<nj 1。这时，如果选用较高转速nj 1，必将提高切削速度而使刀具耐用度降低，因此，只能选用较低转速nj，所造成的转速损失为n-nj，其相对转速损失为
A=n－njn
当需要的转速n趋近转速nj 1，即n→nj 1时，相对转速损失为，即
Amax=nj 1－njnj 1=1－1φ=const
由此可见，在其他条件不变的情况下，转速的相对损失反映了生产率的损失。相对损失为常数，说明机床在一定转速下的相对损失率均匀一致。Amax的大小仅仅取决于公比φ值。(2) 使变速传动系统简化按等比数列排列的主轴转速，一般借助于串联若干滑移齿轮组来实现。当每组滑移齿轮各齿轮副的传动比是等比数列时，各串联齿轮副的传动比的乘积，即主轴转速也是等比数列。3. 公比φ的标准值和标准数列
为了便于机床的设计和使用，机床主轴转速数列的公比值已经标准化，规定7种标准公比值是φ=1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。(1) 标准公比φ应满足的条件① 限制相对转速损失，满足转速递增和相对转速损失Amax的值不大于50％。即Amax=1-1φ≤50%，则φ≤2。另外转速从n1到nmax依次递增，故φ>1，因此，公比φ的取值范围为
1<φ≤2(35)
② 使主轴转速值排列整齐方便记忆，要求转速nj经E1级变速后，转速数列是十进制。即相差一定级数，转速成10倍关系，nj E1=10nj，由等比数列可知nj E1=φE1nj，故
10nj=φE1nj(E1为相差的级数，正整数)
可得
φ=E110(36) ③ 适应双速或三速电机(其同步转速之比为2，如3000/1500或3000/1500/750)驱动的需要，要求转速nj经E2级变速后，希望主轴转速数列为2进位的，即相差一定级数，转速成两倍关系。另外，2进位也能使转速排列整齐便于记忆，即nj E2=2nj，故
nj E2=φE2nj(E2为相差的级数，正整数)
可得
φ=E22(37)同时符合上述三个原则的，只有三个标准公比值，即φ=1.06、1.12、1.26。因上述标准值的数目太少，故又适当增加了4个标准值，但只符合两条原则(10进位或者2进位)。其中φ=1.58、1.78符合10进位，φ=1.41、2符合2进位。标准公比φ值及其转速数列的损失Amax见表33。(2) 标准数列在机械制造装备的设计中，为了满足产品对互换性或系列化的要求，产品的技术参数要求具有标准公比的标准数列。
表33标准公比φ值及其转速数列的损失Amax
φ1.061.121.261.411.581.782E110401020101010510E22122623222Amax5.7%10.7%20.6%29.1%36.7%43.8%50%
机床设计时如无特殊原因，主轴应选取标准转速(初定的nmin、nmax均应选用标准数列)。当采用标准公比后，转速数列可从表34中直接查出。表中给出了以1.06为公比的1~10000的数值。若已知nmin、nmax和公比φ或级数z，则主轴的其他转速可由表34直接查出，不必逐级计算。因为各标准公比的数值均与1.06有关：
1.12=1.062、1.26=1.064、1.41=1.066、1.58=1.068、1.78=1.0610、2=1.0612
表34标准数列
1.002.365.613.231.5751804251000236056001.062.56.01433.5801904501060250060001.122.656.31535.5852004751120265063001.182.86.71637.5902125001180280067001.253.07.11740952245301250300071001.323.157.51842.51002365601320315075001.43.358.019451062506001400335080001.53.558.52047.51122656301500355085001.63.759.021.2501182806701600375090001.74.09.522.4531253007101700400095001.84.251023.65613231575018004250100001.94.510.62560140335800190045002.04.7511.226.563150355850200047502.125.011.82867160375900212050002.245.312.5307117040095022405300例如，某机床nmin=30r/min，nmax=1320r/min，φ=1
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