机械制造技术基础

本书按照国务院发布的《国家职业教育改革实施方案》要求，以工学结合为切入点，以工作任务为导向，紧密结合机械设计制造类职业岗位群对技能的要求进行编写，注重基础知识的掌握与操作技能的培养。
全书采用工作手册的方式编写，由主教材和任务工单两部分组成。主教材部分，以机械产品从毛坯到最终加工出合格零件及装配出产品的整个制造过程为主线，主要内容包括：绪论、零件材料与热处理工艺的确定、零件切削加工参数的确定、零件加工方法与设备工装的确定、零件定位与夹紧方案的确定、零件机械加工工艺规程的制订和机械产品装配工艺的制订。任务工单部分，以技能学习为主，设置了6个学习情境，每个学习情境根据技能培养和知识学习需要，又分为若干个任务。
本书有以下特点：
1）采用任务驱动来促进学生学习的主动性。本书在任务工单的各学习情境中，采用基于工作过程的模式，以完成典型工作任务的形式来培养学生的技能，并引领学生学习主教材部分的基础知识，从而促进学生学习的主动性。每个工作任务都经过精心设计，由浅至深，一步步引导学生完成任务，学生通过学习，就可快速掌握有关知识和技能。
2）技能培养全面。本书注重对学生技能的培养，在完成任务工单部分各学习情境工作任务的过程中，培养学生进行热处理操作、选择切削加工参数、设计夹具、制订工艺规程等机械设计制造类工作岗位的常用技能，为学生日后的工作打下良好基础。
3）教学内容新。根据智能制造技术的最新发展更新教学内容，引入新工艺、新技术、新技能、新标准。例如，增加智能热处理技术、双主轴双刀塔车削中心等目前企业使用较多的新技术或设备；根据十多个新版的国家标准，对本书有关内容进行修改。
4）知识、能力与职业素养相结合。每个单元都有一篇精心挑选出来与内容相关的阅读材料，形成知识、能力、职业素养于一体的内容体系，将工匠精神、劳模精神和中华优秀传统文化等融入教材。
本书可作为高等职业院校本科及专科装备制造类各专业的教材，也可作为机械行业技术人员岗位培训的参考用书。
本书由顺德职业技术学院许中明担任主编。参加编写的有许中明（绪论、第1章、第5章及任务工单学习情境1、5）、顺德职业技术学院伍伟杰（第2章、任务工单学习情境2）、广东明珠电气设备公司钱江（3.1～3.3节）、顺德职业技术学院覃岭（3.4～3.6节）、美的集团生活电器事业部林毅（任务工单学习情境3）、广东顺特电气设备公司董蓬（第4章、任务工单学习情境4）、培黎职业学院杨海玉（第6章、任务工单学习情境6）。
由于编者水平有限，书中难免有欠妥之处，恳请广大读者批评指正。

编者

本书是按照国务院发布的《国家职业教育改革实施方案》要求，并根据机械设计制造类职业岗位群对技能的要求而编写的工作手册式教材。全书以工学结合为切入点，由主教材和任务工单两部分组成。主教材部分以机械产品的制造过程为主线，主要内容包括：绪论、零件材料与热处理工艺的确定、零件切削加工参数的确定、零件加工方法与设备工装的确定、零件定位与夹紧方案的确定、零件机械加工工艺规程的制订和机械产品装配工艺的制订。任务工单部分以技能学习为主，设置了6个学习情境，每个学习情境根据技能培养和知识学习需要，又分为若干个任务。本书反映了机械制造的新技术，贯彻现行标准，并将职业素养融入各单元学习中；每个单元均配有丰富的数字化教学资源和适量的习题,供学生自主学习使用。
本书可作为高等职业院校本科及专科装备制造大类各专业的教材，也可作为机械行业技术人员岗位培训的参考用书。

许中明，教授，顺德职业技术学院智能制造学院机械基础教研室主任，华南理工大学博士研究生毕业，具有10年的大型机械制造企业一线产品设计与制造经验和17年的机械制造技术基础教学经验。主持纵、横向科研与教改项目三十余个，主编《机械制造技术基础》教材1本，获广东省教学成果奖二等奖2项（分别排名第1、第5），一等奖1项（排名第5），广东省机械工业二等奖1项（排名第4）。

前言
绪论1
第1章 零件材料与热处理工艺的确定3
1.1金属材料的力学性能3
1.1.1强度3
1.1.2塑性5
1.1.3硬度6
1.1.4冲击韧性9
1.1.5疲劳强度9
1.2常用的金属材料10
1.2.1非合金钢10
1.2.2合金钢13
1.2.3铸铁17
1.2.4非铁金属材料21
1.3常用的非金属材料25
1.3.1塑料25
1.3.2橡胶27
1.3.3陶瓷27
1.3.4复合材料28
1.4钢的热处理工艺28
1.4.1合金的晶体结构和铁碳合金相图28
1.4.2钢热处理的原理32
1.4.3钢的退火与正火33
1.4.4钢的淬火与回火34
1.4.5钢的表面热处理35
1.4.6热处理技术条件及工序位置37
1.4.7工件热处理操作37
1.4.8智能热处理技术38
1.5确定零件的材料与热处理工艺39
1.5.1零件材料选用的原则39
1.5.2典型零件的材料选用与热处理工艺40
阅读材料——黄伯云破解新材料领域世界性难题41
习题141
第2章 零件切削加工参数的确定43
2.1金属切削加工的基本概念43
2.1.1切削运动43
2.1.2工件表面44
2.1.3切削参数44
2.2金属切削刀具45
2.2.1刀具的种类45
2.2.2刀具的结构45
2.2.3刀具坐标系与几何角度46
2.2.4刀具材料48
2.2.5刀具的磨损与寿命51
2.3金属零件的切削过程54
2.3.1切屑的形成与切削变形区54
2.3.2切屑的类型55
2.3.3切削力55
2.3.4切削热与切削温度57
2.4确定刀具几何参数58
2.4.1工件材料的切削加工性58
2.4.2确定刀具几何参数的方法59
2.5确定切削用量64
2.5.1确定切削用量的步骤64
2.5.2确定切削用量的方法64
2.6选择切削液66
2.6.1切削液的作用66
2.6.2切削液的种类66
2.6.3切削液的选用67
阅读材料——周泽华创立鳞刺理论68
习题269
第3章 零件加工方法与设备工装的确定70
3.1金属切削机床的基本知识70
3.1.1金属切削机床的分类70
3.1.2金属切削机床的型号71
3.1.3金属切削机床的技术性能指标73
3.2车削加工工艺及设备工装73
3.2.1车削加工概述73
3.2.2车床75
3.2.3车床常用附件77
3.2.4车刀79
3.2.5车削加工方法81
3.3铣削加工工艺及设备工装85
3.3.1铣削加工概述85
3.3.2铣床86
3.3.3铣床常用附件89
3.3.4铣刀92
3.3.5铣削加工方法95
3.3.6典型表面的铣削97
3.3.7铣削用量的选择100
3.4钻削加工工艺及设备工装101
3.4.1钻削加工概述101
3.4.2钻床102
3.4.3钻孔103
3.4.4扩孔104
3.4.5铰孔105
3.4.6锪孔106
3.5磨削加工工艺及设备工装107
3.5.1磨削加工概述107
3.5.2磨床107
3.5.3砂轮110
3.5.4磨削加工方法113
3.6其他加工工艺及设备工装115
3.6.1齿轮加工115
3.6.2镗削加工116
3.6.3刨削加工118
3.6.4拉削加工119
阅读材料——发明群钻的“工人发明家”倪志福120
习题3121
第4章 零件定位与夹紧方案的确定123
4.1机床夹具基础知识123
4.1.1机床夹具的作用123
4.1.2机床夹具的分类124
4.1.3机床夹具的组成124
4.2工件的定位方式125
4.2.1基准的概念125
4.2.2工件的定位方法126
4.2.3工件的定位原理127
4.2.4工件的定位形式128
4.3夹具的定位元件129
4.3.1夹具定位元件的基本要求与常用材料129
4.3.2工件以平面定位时的定位元件130
4.3.3工件以内孔定位时的定位元件133
4.3.4工件以外圆柱面定位时的定位元件135
4.3.5工件以组合表面定位时的定位元件136
4.4定位误差的计算139
4.4.1定位误差产生的原因139
4.4.2定位误差的计算方法140
4.4.3常见定位方式的定位误差计算140
4.5工件的夹紧方式143
4.5.1夹紧装置的组成及要求143
4.5.2确定夹紧力144
4.5.3典型的夹紧机构146
4.6设计专用夹具149
4.6.1对专用夹具的基本要求150
4.6.2专用夹具的设计步骤150
4.6.3专用夹具装配图技术要求的制定151
4.6.4加工精度分析151
阅读材料——王传福“人工 夹具”的工艺创新152
习题4152
第5章 零件机械加工工艺规程的制订154
5.1机械加工工艺规程基础知识154
5.1.1生产过程和工艺过程154
5.1.2工艺过程的组成154
5.1.3生产类型及其工艺特征157
5.1.4机械加工工艺规程158
5.2分析零件图161
5.2.1零件的技术要求分析161
5.2.2零件的结构工艺性分析161
5.3确定毛坯163
5.3.1确定毛坯的类型163
5.3.2确定毛坯的形状与尺寸165
5.3.3绘制毛坯图165
5.4选择定位基准166
5.4.1选择精基准166
5.4.2选择粗基准167
5.5拟订零件机械加工工艺路线168
5.5.1确定零件各表面加工方案169
5.5.2划分零件的加工阶段171
5.5.3确定划分工序的方法172
5.5.4确定加工顺序173
5.6确定加工余量174
5.6.1加工余量的概念174
5.6.2确定加工余量的方法175
5.7确定工序尺寸及其公差176
5.7.1直接引用法176
5.7.2加工余量法177
5.7.3工艺尺寸链法178
5.8对工艺方案进行技术经济分析182
5.8.1时间定额与提高生产率的途径182
5.8.2对工艺方案进行技术经济分析183
5.9计算机辅助工艺规程设计185
5.9.1CAPP系统的组成185
5.9.2CAPP系统的类型及工作原理186
阅读材料——汉代的先进制造技术187
习题5187
第6章 机械产品装配工艺的制订190
6.1机械产品装配基础知识190
6.1.1装配的概念190
6.1.2装配工作的内容190
6.1.3装配的组织形式191
6.1.4装配精度191
6.2装配尺寸链192
6.2.1装配尺寸链的概念与组成192
6.2.2建立装配尺寸链的步骤193
6.2.3装配尺寸链的计算193
6.3保证装配精度的方法194
6.3.1互换法194
6.3.2选配法195
6.3.3修配法195
6.3.4调整法196
6.4制订装配工艺规程的方法与步骤196
阅读材料——从装配工人到大国工匠199
习题6200
附录201
附录A公差数值表201
附录B加工余量参数表202
附录C切削用量参数表205
附录D通用机床的主轴转速和进给量209
参考文献211

本书是按照国务院发布的《国家职业教育改革实施方案》要求，并根据机械设计制造类职业岗位群对技能的要求而编写的工作手册式教材。全书以工学结合为切入点，由主教材和任务工单两部分组成。主教材部分以机械产品的制造过程为主线，主要内容包括：绪论、零件材料与热处理工艺的确定、零件切削加工参数的确定、零件加工方法与设备工装的确定、零件定位与夹紧方案的确定、零件机械加工工艺规程的制订和机械产品装配工艺的制订。任务工单部分以技能学习为主，设置了6个学习情境，每个学习情境根据技能培养和知识学习需要，又分为若干个任务。本书反映了机械制造的新技术，贯彻现行标准，并将职业素养融入各单元学习中；每个单元均配有丰富的数字化教学资源和适量的习题,供学生自主学习使用。
本书可作为高等职业院校本科及专科装备制造大类各专业的教材，也可作为机械行业技术人员岗位培训的参考用书。

许中明，教授，顺德职业技术学院智能制造学院机械基础教研室主任，华南理工大学博士研究生毕业，具有10年的大型机械制造企业一线产品设计与制造经验和17年的机械制造技术基础教学经验。主持纵、横向科研与教改项目三十余个，主编《机械制造技术基础》教材1本，获广东省教学成果奖二等奖2项（分别排名第1、第5），一等奖1项（排名第5），广东省机械工业二等奖1项（排名第4）。