具体描述
本书是根据中华人民共和国劳动和社会保障部制定的“数控铣工”职业标准中的中级和高级数控铣工的要求编写的。
本书内容分两部分：第一篇主要介绍数控铣削编程和操作所必需的基本知识；第二篇为入门、中级工和高级工的训练。在入门级中，不仅对主要命令进行解释和说明，同时以案例的形式介绍命令在编程中的应用。中级和高级的每个题目中都明确指出了该题目的实训目的，还配有零件图、工艺过程、工具清单、注意事项和评分表，绝大部分题目给出了参考程序，使该书通俗易懂。
本书可作为高职以及中职院校数控技术应用专业的教材，也可作为数控铣工的中级工和高级工的培训教材，以及机械制造工人岗位培训的自学用书。
机械制造工艺与设备基础 本书旨在为读者构建坚实的机械制造基础知识体系，涵盖从材料特性、切削原理到先进制造技术的广泛领域。全书内容深度适中，理论与实践相结合，力求使读者不仅理解“如何做”，更能洞悉“为何要这样做”。 第一部分 机械制造基础与材料科学 第一章 机械制造的基石：零件图与工程制图 本章深入讲解现代机械设计与制造的语言——工程图样。内容涵盖了国家标准（如ISO和国标）规定的二维和三维视图绘制规范、尺寸标注、几何尺寸和形状公差（GD&T）的符号解读与应用。重点剖析图纸在指导加工过程中的核心作用，特别是如何通过图面信息准确理解设计意图，并将其转化为可执行的加工步骤。同时，介绍零件图的阅读技巧，包括剖视图、局部放大图的解析，以及各种表面粗糙度、配合与尺寸链的表示方法。 第二章 机械性能与工程材料 本章系统阐述了支撑现代工业的各类工程材料的性能、组织结构与选择原则。 金属材料基础： 详细介绍黑色金属（如碳素钢、合金钢）和有色金属（如铝合金、铜合金、钛合金）的晶体结构、相变过程及其对宏观机械性能（强度、硬度、韧性、疲劳极限）的影响。 热处理工艺： 深入探讨退火、正火、淬火、回火等基本热处理方法，解析其对材料微观组织（如奥氏体、马氏体、贝氏体）的调控作用，以及如何通过热处理来满足特定工件的性能要求。 非金属材料概述： 简要介绍工程中常用的高分子材料和陶瓷材料的特性与应用局限性。 材料选择策略： 讲解如何根据零件的工作条件（载荷类型、温度、腐蚀环境）和制造工艺的可行性来优化材料选择，强调材料成本与性能的平衡。 第三章 机械加工基础理论 本部分是理解所有切削加工过程的理论核心。 切削过程的力学分析： 建立切削三力（主切削力 $F_c$、背向力 $F_t$、径向力 $F_n$）的经典模型，分析切削厚度、前角、刀具几何角度对切削力的影响。讲解摩擦学在刀具与切屑接触区域的作用。 金属切削机理： 阐述塑性变形区、剪切角（$phi$）和摩擦系数之间的关系。区分不同类型的切屑形成过程（如连续屑、断续屑、积屑瘤的产生）。 切削温度与刀具磨损： 分析切削过程中产生的巨大热量及其对刀具寿命的影响。详细介绍不同类型的磨损（如后刀面磨损、前刀面磨损、粘结磨损），并引入泰勒（Taylor）平均寿命公式等经典寿命预测模型。 第二部分 成形与基础加工技术 第四章 铸造与锻造工艺 本章介绍非切削的金属成形方法，它们是复杂零件毛坯制备的重要手段。 铸造技术： 涵盖砂型铸造（包括湿砂型、干砂型）、金属型铸造和精密铸造（如熔模铸造）的原理、工艺流程及各自的优缺点。重点分析铸件的常见缺陷（如气孔、缩孔、夹砂）的成因与预防措施。 压力加工（锻造）： 讲解自由锻和模锻的基本操作。分析锻造过程中金属的流变规律和内部组织的变化，强调锻造对提高零件内部晶粒细化和提高机械性能的优势。 第五章 现代切削刀具材料与设计 刀具是实现精密加工的关键。本章聚焦于刀具的技术发展。 刀具材料体系： 深入对比高速钢（HSS）、硬质合金（WC-Co）、陶瓷、CBN（立方氮化硼）和PCD（聚晶金刚石）的材料特性、适用范围及涂层技术（如TiN, TiAlN等）对提高耐磨性的作用。 刀具几何参数的优化： 详细解析主偏角、副偏角、前角、后角等关键角度对加工过程稳定性和表面质量的影响。讲解如何针对不同材料和加工任务（如粗加工、精加工）选择最优的刀具角度组合。 第六章 车削加工原理与实践 车削作为应用最广泛的加工方法，本章进行详尽阐述。 车床结构与运动分析： 介绍普通车床、仪表车床的结构布局及主运动、进给运动的实现方式。 车削参数的确定： 系统讲解如何根据刀具寿命、机床功率、工件材料和精度要求，科学地选择切削速度 ($V_c$)、进给量 ($f$) 和背吃刀深度 ($a_p$)。 典型车削工艺： 覆盖外圆、端面、内孔、螺纹、锥面等基本车削操作，并引入现代车削技术，如仿形车削和车铣复合的初步概念。 第七章 钻削与镗削加工 本章侧重于孔系加工技术。 钻削工艺： 讲解麻花钻的结构特点，尤其是刃口设计对排屑和冷却的影响。分析钻削过程中的轴向力与扭矩，以及深孔钻削（如枪钻）的特殊技术要求。 镗削技术： 阐述镗削作为提高孔加工精度和表面质量的关键工序。介绍镗刀的结构、对刀方法以及如何通过调整镗刀的补偿量来控制孔的尺寸和形位公差。 第三部分 磨削、特种加工与表面完整性 第八章 磨削加工原理与应用 磨削是实现极高精度和超低表面粗糙度的终极手段。 磨削过程的特点： 阐述磨粒的切削机理（单砂粒切削）、磨削力和磨削热的特点。重点分析磨削烧伤、砂轮裂纹等特有缺陷的产生机理。 砂轮的选择与修整： 详细介绍砂轮的牌号系统（结合剂、磨料、粒度、硬度），以及砂轮的平衡、清洗和精密的修整（金刚石笔修整）技术，这是保证磨削质量的前提。 典型磨削形式： 涵盖外圆磨、内圆磨、平面磨和无心磨的工艺特点与参数优化。 第九章 现代制造中的先进加工方法 为跟上工业升级的步伐，本章介绍非传统的高效加工技术。 电火花加工（EDM）： 详细解释基于电蚀原理的加工过程，包括脉冲参数（电流、宽度、间隙）对加工效率和表面粗糙度的影响。介绍线切割（WEDM）和成型电火花加工（Die Sinking EDM）的应用。 电化学加工（ECM）： 阐述其通过电解溶解材料的原理，特别是在加工高硬度、高韧性材料时的优势，以及工艺控制的关键点。 超声波加工（USM）与激光加工基础： 简要介绍利用高频振动或高能光束进行材料去除的原理与应用前景。 第十章 加工后的表面完整性与检验 零件的最终性能往往取决于其表面状态。 表面完整性评估： 分析加工过程（特别是磨削和高速切削）对零件表层组织（如残余应力、显微硬度、亚表层晶体结构）的潜在不利影响。 表面粗糙度评定： 讲解参数法（如$R_a, R_z, R_{max}$）和轮廓法在表面质量评定中的区别和适用场景。 常用测量技术： 介绍接触式（如轮廓仪）和非接触式（如激光扫描仪）的表面形貌测量方法，以及硬度测试在表面层分析中的作用。 全书特色： 本书结构严谨，从基础理论过渡到具体的加工工艺，并引入了现代先进制造技术的理念。配有大量精选的典型工艺流程图和工程实例分析，旨在培养读者解决实际生产中遇到的材料、刀具与工艺参数匹配问题的能力，是机械制造相关专业师生及初级工艺工程师的实用参考手册。
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