《工程訓練教程/普通高等教育“十二五”工程訓練系列規劃教材》是根據國家教育部人才培養目標、新的國家標準和機械基礎課程教學指導分委員會有關《重點高等工科院校金屬工藝學系列課程改革指南》的精神,結合國內各高等院校工程實踐訓練教學改革的經驗而編寫的。本教材取材新穎、聯系實際、結構緊湊、文字簡練、圖文并茂、基本概念清晰、重點突出,創新案例豐富,有利于提高學生的實踐技能和工程素質。全書共分15章,內容包括工程材料及熱處理、鑄造、鍛壓、焊接、鉗工、傳統切削加工(包括車削、銑削、刨削、磨削、鏜削和拉削)、特種加工和數控加工的基本知識、各種成形方法、加工方法以及新技術、新工藝等,并介紹了常用的設備和工具、量具。本書可作為高等工科院校機類、近機類、非機類專業學生在“金工實踐訓練”課程中的教學用書,也可作為高職、高專、廣播電視大學、職工大學相關專業師生及有關領域的工程技術人員的參考書。
近年來,隨著高等教育的發展與技術進步,為了滿足人才培養模式和日趨重要的實踐能力的需求,各工科院校紛紛成立了工程實踐訓練中心,加大了對工程訓練和先進設備的投入。工程實踐訓練基礎課程已逐步吸收了不同學科大量的新材料、新工藝和新技術知識。傳統的金工實習逐步發展為面向跨學科、體現實踐能力、綜合素質和創新能力培養的現代工程訓練,使之逐漸具備了基礎性、實踐性、趣味性和跨學科的知識結構。因此,它不僅是必修的工藝性技術基礎課和工程實踐課,是對工科大學生進行綜合工程素質教育和現代制造技術教育的重要陣地,而且也在提高本科生、專科生的全面素質,培養高質量、高層次、復合型的應用型工程技術人才方面起到了其他課程不可替代的作用。
本書是根據教育部機械基礎教學指導分委員會有關“高等學校機械基礎系列課程現狀調查分析報告暨機械基礎系列課程教學基本要求”精神,在認真總結近幾年來各校工程訓練教學改革的基礎上,并結合作者多年來的理論教學和實踐教學經驗編寫而成的。本書在課程內容上涵蓋了現代機械制造工藝過程的主要知識和工程訓練的基本要求,正確處理了傳統工藝與現代新科技的關系。對于目前仍在廣泛應用的傳統工藝精選保留,對于過時的內容予以淘汰,把技術上較為成熟的、應用范圍較寬或發展前景看好的“三新”(即新材料、新技術和新工藝)內容納入本書的基本內容中,增加了特種加工和數控加工在書中的比重。在編寫過程中力求取材新穎、聯系實際、結構緊湊、文字簡練、直觀形象和圖文并茂,做到基本概念清晰和重點突出。本書不但有技能訓練,還有生產實踐中的創新案例,以拓寬學生思路,提高動手和創新能力。
本書主要作為高等理工科院校機械類、近機類、非機類專業在實訓實踐基礎上的理論教學用書,應與《工程材料與機制基礎》、《工程訓練》、《機械制造基礎》、《金屬工藝學》等書配套使用。
本書由多所高校中長期從事機械制造基礎課程體系教學和工程訓練教學的教師和工程技術人員編寫。這些教師和工程技術人員均具有豐富的理論和實踐教學經驗。參加本書編寫的人員有周桂蓮、陳昌金、徐愛民、劉葉鵬、王春娟、莊新穎、李花、林韶輝、邱成峰、周學麗、柏秀芳、劉卓、蔣煒、單玉東、田俊峰、王存濤、許增錄、左維琪、李魯晉、修霞、李月振和劉斌等。周桂蓮教授、陳昌金高工、徐愛民副教授任本書主編,劉葉鵬副教授、王春娟教授、莊新穎任本書副主編,全書由周桂蓮教授統稿,承青島科技大學博士生導師汪傳生教授、齊魯工業大學高進教授擔任主審。
本書的編寫是對加強實踐教學、提高機械工程實踐教學質量的初步嘗試。由于編者水平所限,書中難免有不妥之處,誠請廣大讀者提出寶貴意見。
編者
第一篇 工程材料及熱加工成形技術
( Engineering Materials and Hot Processing Technology)
第1章 工程材料及熱處理(Engineering Materials and Heat Treatment)
1.1 概述(Summary)
1.2 鋼的熱處理工藝(Heat Treatment Process of Steel)
1.3 熱處理的常用設備(Common Equipment of Heat Treatment)
【安全技術】( Security Technology)
【思考題】( Thinking Questions)
【創新案例】( Innovation Case)
第2章 鑄造技術( Casting Technology) l
2.1 鑄造技術基本知識(Basic Knowledge of Casting Technology)
2.1.1 液態合金的充型(Filling of Liquid Alloy)
2.1.2 鑄件的收縮(Casting Shrinkage)
2.2 砂型鑄造(Sand Casting)
2.2.1 砂型鑄造工藝過程(Sand Casting Process)
2.2.2 手工造型(Manual Molding)
2.2.3 機器造型(Machine Molding)
2.2.4 砂型鑄造的常見缺陷(Common Defect of Sand Casting)
2.3 特種鑄造(Special Casting)
2.3.1 熔模鑄造(Investment Casting)
2.3.2 金屬型鑄造(Metal Mold Casting)
2.3.3 壓力鑄造(Pressure Casting)
2.3.4 低壓鑄造(Low Pressure Casting)
2.3.5 離心鑄造(Centrifugal Casting)
2.3.6 鑄造方法的選擇(Selection of Casting Method)
2.4 鑄件結構工藝性(Structure Machinability of Casting Workpieces)
2.4.1 從簡化鑄造工藝過程分析(Analysis of Simplified Casting Process)
2.4.2 從避免產生鑄造缺陷分析(Analysis to Avoiding Casting Defect)
2.4.3 鑄件結構要便于后續加工(Casting Structure Convenient for Subsequent
Pmcess)
2.4.4 組合鑄件的應用(Application of Composite Casting) 3
【安全技術】( Security Technology)
【思考題】( Thinking Questions) 3l
【創新案例】( Innovation Case)
第3章 鍛壓技術(Forging and Stamping Technology)
3.1 金屬的塑性變形理論(Plastic Deformation Theory of Metal)
3.1.1 金屬塑性變形的實質(The Essence of Plastic Deformation of Metal)
3.1.2 塑性變形對金屬組織及性能的影響(Effect of Plastic Deformation on Metal
Organization and Property)
3.1.3 金屬的可鍛性(Metal Forging Property)
3.2 鍛造(Forging).
3.2.1 自由鍛(Free Forging)
3.2.2 模鍛(Die F0rging)
3.3 板料沖壓(Sheet Metal Stamping)
3.3.1 板料沖壓基本工序(Basic Process of Sheet Metal Stamping)
3.3.2 沖壓件結構工藝性(Structure Machinability of Stamping Workpiece)
【安全技術】( Security Technology)
【思考題】( Thinking Questions)
【創新案例】( Innovation Case)
第4章 焊接技術( Welding Technology)
4.1 焊條電弧焊(Shielded Metal Arc Welding)
4.1.1 焊條電弧焊的設備(Shielded Metal Arc Welding Equipment)
4.1.2 焊條(Covered Electrode)
4.1.3 焊條電弧焊工藝(Process of SMAW)
4.2 其他焊接方法(Other Welding Method)
4.2.1 埋弧焊(Submerged Arc Welding)
4.2.2 氣體保護焊(Gas Shielded Arc Welding)
4.2.3 電阻焊(Resistance Welding)
4.2.4 釬焊(Soldering and Brazing)
4.3 焊接質量及其控制(Quality Control of Welding)
4.3.1 金屬材料焊接性的概念(Concept of Metal Weldability)
4.3.2 焊接接頭金屬組織性能的變化(Change in Metal Organization Property of
Welded Joint)
4.3.3 焊接應力與焊接變形概念(Concept of Welding Stress and Deformation)
4.3.4 焊件結構工藝性(Structure Machinability of Welding Workpiece)
4.3.5 焊接缺陷及防止措施( Welding Defect and Pteventive Measure).
【安全技術】( Security Technology)
【思考題】( Thinking Questions)
【創新案例】(Innovation Case)
第二篇冷加工成形技術(Cold Forming Technology)
第5章 切削加工基本知識( Basic Knowledge of Cutting Process)
5.1 概述( Summary).
5.1.1 機械加工的切削運動(Cutting Motion in Machining Operation)
5.1.2 切削用量(Cutting Parameter)
5.1.3 切削用量選擇的般原則(Selection Principle of Cutting Parameter)
5.2 機械加工零件的質量要求(Quality Requirement of Machining Parts)
5.2.1 零件的加工精度(Machining Accuracy of Pmts)
5.2.2 零件的表面質量(Surface Quality of Parts)
5.3 常用量具(Common Measuring Instrument)
5.3.1 卡鉗(Caliper)
5.3.2 游標卡尺(Vemier Caliper)
5.3.3 外徑千分尺(Extemal Micrometer)
5.3.4 百分表(Dial Indicator)
5.3.5 量規(Gauge)
5.3.6 游標萬能角度尺(Vemier Universal Bevel Protractor)
5.3.7 量具的維護保養(Maintenance of Measuring Instrument)
【思考題】( Thinking Questions)
第6章 車削加工(Turning)
6.1 概述(Summary)
6.2 車床(Lathe)
6.2.1 普通車床的組成和傳動(Constitution and Transmission of Ordinary Lathe)
6.2.2 其他車床(Other Lathe)
6.3 常用刀具材料(Common Cutter Material)
6.3.1 刀具材料應具備的性能(Required Property of Cutter Material).
6.3.2 刀具材料(Cutter Material)
.6.4 車刀及其安裝(Tuming Tool and Installation)
6.4.1 車刀的種類及用途(Type and Application of Tuming Tool)
6.4.2 車刀的組成及選擇(Constitution and Selection of Turhing Tool).
6.4.3 正確裝夾車刀(Clamping of Tuming Tool)
6.5 車床附件及工件安裝(Lathe Accessory and Workpiece Clamping)
6.5.1 自定心卡盤安裝工件(Clamping Workpiece with Self-Centering chuck)
6.5.2 單動卡盤安裝工件(Clamping Workpiece with Independent Chuck)
6.5.3 雙頂尖安裝工件(Clamping Workpiece with Double Top)
6.5.4 中心架和跟刀架安裝工件(Clamping Workpiece with Center Rest and Follow
Rest、.
6.5.5 花盤和花盤.彎板安裝工件(Clamping Workpiece with Disc Chuck and Disc
Chuck-Plate Bending)
9.2 砂輪(Grinding Wheel) l
9.2.1 砂輪的磨削原理及特性(Grinding Principle and Characteristic of Crinding
Wheel) l
9.2.2 砂輪的安裝及修整(Installation and Maintenance of Grinding Wheel)
9.3 磨削的基本操作(Basic Operation of Grinding)
9.3.1 磨夕b圓( Cylindrical Grinding) l
9.3.2 磨內圓(Intemal Crinding)
9.3.3 磨圓錐面(Taper Surface Crinding) l
9.3.4 磨平面(Flat Surface Grinding)
【操作訓練】( Operation Training)
【安全技術】( Security Technology) l
【思考題】(Thinking Questions) l
【創新案例】(Innovation Case)l
第10章 鏜削加工和拉削加工(Boring and Broaching)
10.1 鏜削加工(Boring)
10.2 拉削加工(Broaching)
10.2.1 拉孔(Hole Broaching)
10.2.2 拉平面(Surface Broaching)
【思考題】(Thinking Questions)
第1l章 鉗工(Benchwork)
11.1 概述(SuI砌ary)
11.2 劃線(bneation) l
【操作訓練】( Operation Training)
【安全技術】( Security Technology) l
11.3 鋸削(Sawing) l
【操作訓練】( Operation Training)
【安全技術】( Security Technology) l
11.4 銼削(Filing)
【操作訓練】( Operation Training)
【安全技術】( Security Technology) l
11.5 鉆削(Drilling)
【操作訓練】( Operation Training)
【安全技術】( Security Technology)
11.6 攻螺紋和套螺紋(Tapping and Thread Die Cutting)
【操作訓練】( Operation Training)
【安全技術】( Security Technology) 16l
1 1.7 鏨削與刮削(Chipping and Scraping)
【操作訓練】( Operation Training) l
【安全技術】( Security Technology)
11.8 裝配與拆卸(Assembling and Disassembling)
【操作訓練】( Operation Training)
【安全技術】( Security Technology)
【思考題】( Thinking Questions)
第三篇 數控與特種加工技術( CNC and Non-Traditional Machining Technology)
第12章 數控加工編程基礎( Basic Knowledge of CNC-Working Programming)
12.1 數控機床及其組成(CNC-Machine Tool and Its Constitution)
12.1.1 數控機床簡介(Introduction to CNC-Machine Tool)
12.1.2 數控機床的組成(Constitution of CNC-Machine Tool).
12.2 數控機床的特點和應用(Application and Character of CNC-Machine Tool)
12.2.1 數控機床與普通機床的區別(Difference Between CNC-Machine Tool and
Common Machine Tool)
12.2.2 數控機床的特點(Character of CNC-Machine Tool)
12.2.3 數控機床的應用范圍(Application Field of CNC-Machine Tool)
12.2.4 數控機床的分類(Type of CNC-Machine Tool)
12.3 數控加工工藝設計(Process Planning of CNC-Working)
12.4 數控機床坐標系(Coordinate System of CNC-Machine Tool) 17
12.4.1 機床坐標系(Machine Coordinate System)
12.4.2 編程坐標系(Programming Coordinate System)
12.4.3 加工坐標系(Machining Coordinate System)
12.5 數控編程的種類(Types of CNC Programming)
12.5.1 手工編程的步驟(Step of Manual Programming)
12.5.2 自動編程(Automatic Programming)
12.6 數控車床(CNC Lathe)
12.6.1 數控車削的基本特征與加工范圍(Basic Character and Processing Range of
CNC Tuming).
12.6.2 數控車床的結構(Composition of CNC Lathe)
12.6.3 數控車床的加工對象(Processing Object of CNC Lathe)
12.7 數控銑床(CNC Milling Machine)
12.7.1 數控銑床的加工對象(Processing Object of CNC Milling Machine)
12.7.2 數控銑床的類型(Type of CNC Milling Machine)
12.8 加工中心(Machining Center).
12.8.1 加工中心的特點(Character of Machining Center) l
12.8.2 加工中心的用途(Application of Machining Center)
12.8.3 加工中心的結構(Composition of Machining Center)
12.8.4 自動換刀裝置(Automatic Tool Changer)
12.8.5 加工中心的加工對象(Processing Object of Machining Center)
第13章 數控車床編程( Programming of CNC Lathe)
13.1 數控車床的坐標系(Coordinate System of CNC Lathe)
13.1.1 坐標系(Coordinate System)
13.1.2 坐標系的設定(coordinate System Setting)
13.1.3 數控車床的三個零點(Three Zeros of CNC Lathe)
13.2 數控車床的編程規則(Programming Rule of CNC Lathe) l
13.2.1 CNC程序結構(Structure of CNC Program)
13.2.2 G準備功能(G-Preparation Function)
13.2.3 輔助功能指令(Auxiliary Function Instruction)
13.3 刀具的選擇及對刀點、換刀點的確定(Tool Selection and Determination of Adjusted
Cutter Point and Tool-Change Point)
13-3.1 刀具的選擇(Tool Selection)
13.3.2 對刀點、換刀點的確定(Determination of Adjusted Cutter Point and
Tool-Change Point)
13.4 數控車床對刀步驟(Tool Setting steps of CNC Lathe)
13.5 數控車床的手工編程及加工步驟(Manual Programming and Machining Step of
CNC Lathe)
13.5.1 手工編程(Manual Programming)
13.5.2 數控車床的加工步驟(Machining step of CNC Lathe)
13.6 數控車床操作舉例(Practical Example for CNC Lathe)
【思考題】( Thinking Questions)
第14章 數控銑床、加工中心及自動編程( CNC-Milling Machine, Machining Center
and Automatic Programming)
14.1 數控銑床、加工中心的坐標系(Coordinate System of CNC-Milling Machine and
Machining Center)
14.1.1 數控銑床、加工中心的坐標系的建立(Coordinate System Establishing of
CNC-Milling Machine and Machining Center)
14.1.2 工件坐標系(Workpiece Coordinate System)
14.1.3 工件坐標系設定指令(Setting Instruction of Workpiece Coordinate System)
14.2 常用功能的編程(Programming of Common Function)
14.2.1 尺寸系統的編程方法(Programming of Dimension System)
14.2.2 刀具功能T、主軸轉速功能S和進給功能F(Function of Tool (T),Function
of Shaft Rotation (S) and Function of Feeding Movement (F》
14.2.3 常用的輔助功能(Auxiliary Functions Commonly Used)
14.2.4 運動路徑控制指令的編程(Programming of Motion Path Control
Instruction)
14.2.5 刀具補償指令及其編程(Cutter Compensation Instruction and Its
Programming)
14.2.6 固定循環與子程序(Canned Cycle and Subprogram)
14.3 編程實例(Practical Example for Programming)
14.4 CAD/CAM自動編程(CAD/CAM Automatic Programming)
14.4.1 CAD/CAM自動編程軟件簡介(Introduction to CAD/CAM Automatic
Programming Software)
14.4.2 CAD/CAM自動編程軟件應用實例(Practical Examples for CAD/CAM
Automatic Programming Software)
【思考題】(Thinking Questions)
第15章 特種加工( Non-Traditional Machining)
15.1 電火花加工(Electrical Discharge Machining)
15.1.1 電火花加工的原理(Principle of Electrical Discharge Machining)
15.1.2 電火花加工的特點(Character of Electrical Discharge Machining)
15.1.3 電火花加工的應用范圍(Application Field of Electrical Discharge
Machining)
15.1.4 電火花線切割加工的基本原理(Basic Principle of Wire Electrical Discharge
Machining)
15.1.5 電火花線切割加工的主要特點(Main Character of Wire Electrical Discharge
Machining)
15.1.6 高速走絲電火花線切割加工機床的組成(Constitution of High-Speed Wire
Electro-Discharge Machine( HS-WEDM))
15.1.7 數控電火花線切割加工編程(Programming of CNC Wire Electrical Discharge
Machining)
15.1.8 手工編程(Manual Programming)
15.1.9 計算機輔助編程(Computer Aided Programming)
15.1.10 編程系統的基本操作實例(Basic Practical Exmple for Programming
System)
15.1.1 1掃描儀輸入方式編程(Input Mode Programming of Scanner)
15.2 電解加工(Electro Chemical Machining)
15.2.1 電解加工的原理(Principle of Electrochemical Machining)
15.2.2 電解加工的特點(Character of Electrochemical Machining)
15.2.3 電解加工的應用(Application of Electrochemical Machining)
15.3 超聲波加工(Ultrasonic Machining)
15.3.1 超聲波加工的原理(Principle of Ultra Sonic Machining)
15.3.2 超聲波加工的特點(Character of Ultrasonic Machining)
15.3.3 超聲波加工的應用(Application of Ultrasonic Machining)
15.4 高能束加工(High Energy Beam Machining)
15.4.1 激光加工(Laser Beam Machining)
15.4.2 電子束和離子束加工(Electron Beam and Ion Beam Machining)
【操作訓練】( Operation Training)
【思考題】( Thinking Questions)
參考文獻