具体描述
《国家职业资格培训教材·数控车工(技师、高级技师)》是根据国家职业标准《数控车工》（技师、高级技师）的知识要求和技能要求，按照岗位培训需要的原则编写的。内容包括：数控车床简介、数控车床精度及加工精度、数控车床加工的基础、FANUC系统数控车床与车削中心的编程、SIEMENS系统数控车床与加工中心的编程、数控车床的结构与常见故障的排除、生产管理的有关知识介绍。《国家职业资格培训教材·数控车工(技师、高级技师)》每章后面有复习思考题，书末还附有与之配套的试题库和答案，以便于企业培训、考核、鉴定和读者自测自查。
机械制造工艺基础：从理论到实践的全面解析 本书聚焦于现代机械制造业的核心——切削加工工艺的原理、方法与应用，旨在为读者构建一个扎实、系统的工艺知识体系。本书内容涵盖了金属切削理论的基石、常用切削方法的工艺特点、刀具材料与几何形状的选择原则，以及复杂零件的加工路线规划与优化。 --- 第一部分：切削加工的物理基础与理论模型 本部分深入探讨了金属切削过程中的物理现象和力学本质，为理解和控制加工过程奠定理论基础。 第一章：金属切削过程的物理模型 材料切削变形机理： 详细分析了金属在剪切区、前刀面摩擦区和后刀面摩擦区的塑性变形过程。通过显微组织观察和能谱分析，揭示了切削温度、应力和应变速率对材料行为的影响。引入了基于晶体塑性理论的微观变形模型，解释了加工硬化、残余应力产生的原因。 切削力与功率消耗： 系统阐述了 Merchant、Stabler 等经典切削力模型，并结合有限元分析（FEA）方法，模拟了复杂刀具形状下的切削力分布。重点分析了主切削力 ($F_c$)、背吃刀力 ($F_f$) 和进给力 ($F_p$) 的动态变化规律及其对机床刚度的影响。讨论了切削热的产生、传递与耗散机制，并推导了切削过程中的瞬态热平衡方程。 切削温度的测量与控制： 介绍了接触法（热电偶法）和非接触法（红外辐射法、光学方法）测量切削区温度的原理及适用性。深入分析了高温对刀具寿命、加工表面质量和工件尺寸精度的影响，探讨了冷却润滑技术（如高压内冷、MQL 最小量润滑）在控制温度方面的关键作用。 第二章：刀具材料与几何参数的优化设计 硬质合金与陶瓷刀具： 详细对比了不同牌号硬质合金（如 YG 类、YW 类）的组成、微观结构和性能指标。重点阐述了陶瓷刀具（氧化铝基、氮化硅基）在高速切削中的优势与局限性，包括其抗热软化能力和韧性不足的权衡。 刀具涂层技术： 剖析了 PVD（物理气相沉积）和 CVD（化学气相沉积）涂层的原理、典型结构（如 TiN, TiAlN, Al2O3）及其对刀具耐磨性、摩擦系数的改善作用。讨论了多层复合涂层和梯度涂层的设计思路。 刀具几何角度的系统设计： 阐述了前角、主偏角、刃倾角、副偏角等关键角度对切削力的分配、切削温度以及排屑状态的影响。提供了针对不同材料（高强度钢、镍基合金、钛合金）和不同加工方式（粗加工、精加工）的优化角度推荐表和设计流程图。 --- 第二部分：典型加工工艺的原理与方法 本部分聚焦于实际生产中最常用的切削加工方法，解析其工艺特点、参数选择和质量控制要点。 第三章：车削加工工艺的深化研究 车削过程中的稳定性分析： 探讨了车削过程中的颤振（Chatter）现象的产生机理，包括刚性颤振和柔顺性颤振。引入了基于复变函数和特征方程的稳定性域分析方法，指导读者选择合适的切深、转速组合以避免振动。 精密与超精密车削： 详细介绍了针对微米甚至亚微米级精度要求的超精密车削技术。内容包括：超精密机床的结构特点（静刚度、热稳定性）、专用超硬刀具（如金刚石刀具）的精磨与修光技术，以及如何通过气浮主轴和精密进给系统实现纳米级进给控制。 复杂轮廓车削工艺： 针对曲面、变螺距等复杂轮廓的车削，讲解了数控插补原理、刀具轨迹补偿技术以及多次装夹的误差分析与控制。 第四章：铣削加工的动态特性与效率提升 多刃切削的同步性与干涉： 分析了端铣、面铣过程中刀齿进入和退出切削层的动态过程，重点研究了刀齿间的荷载分配不均问题，并介绍了针对高效率切削的优化铣削路径（如螺旋进给、跳步策略）。 高速与高进给铣削（HSM/HSA）： 系统介绍了 HSM 的核心技术，包括高转速主轴技术、小吃刀深度与大主轴转速的结合策略。深入分析了薄层切削（High Chip Load）对刀具寿命和表面完整性的影响，以及对机床热膨胀和运动误差的补偿要求。 五轴联动铣削的运动学与编程： 阐述了摆动轴和回转轴在复杂曲面加工中的耦合关系，介绍了后置处理器（Post-Processor）在处理五轴刀具轴向偏移、干涉避让等关键问题上的作用。 第五章：钻削、镗削与螺纹加工的精度控制 钻削的孔精度与孔壁质量： 剖析了钻削过程中排屑困难、孔径偏斜、孔底不平的主要原因。重点讨论了深孔钻削（如喷射钻、麻花钻）的冷却润滑与排屑控制技术。 镗削的尺寸与形位公差控制： 阐述了镗刀的伸缩机构和补偿原理。针对大直径、高精度镗孔，分析了机床刚度、刀具对刀误差和热漂移对最终尺寸公差的影响。 螺纹加工的误差分析： 区分了车削螺纹、铣削螺纹和滚压螺纹的工艺特点。在车削螺纹方面，详细分析了螺距累积误差、导程误差的产生源，并介绍了先进的螺距补偿技术。 --- 第三部分：加工质量的评估与优化控制 本部分将理论知识与实际检测手段相结合，关注最终的加工结果——表面质量和尺寸精度。 第六章：表面完整性的形成机理与评估 表面粗糙度的形成模型： 建立了几何模型（基于刀具半径、进给量）与物理模型（基于塑性变形、再沉积）相结合的表面粗糙度预测模型。分析了刀具磨损和切削液状态对表面形貌的影响。 表面亚表面损伤： 重点探讨了切削过程中在工件表面以下形成的微裂纹、晶粒破碎、残余应力层等亚表面损伤。解释了这些损伤如何降低零件的疲劳强度和耐腐蚀性，并提出了通过优化切削参数（如减小进给量、使用较高前角）来最小化损伤的策略。 表面质量的无损检测技术： 介绍了截面分析法、原子力显微镜（AFM）以及在线光学轮廓仪在表面质量评估中的应用。 第七章：尺寸精度与误差的系统补偿 加工误差的系统分类与量化： 将误差源分为机床结构误差（静刚度、反向间隙、几何误差）、刀具误差（磨损、对刀误差）和工件误差（装夹变形、热形变）。系统介绍了激光干涉仪、球杆仪等设备对机床误差的补偿方法。 热误差的动态补偿： 详细分析了机床主轴、进给系统、切削液温度变化引起的整体热漂移。介绍基于温度传感器网络的实时热模型，实现对刀具和工件位置的动态修正。 装夹与夹持误差的控制： 讨论了液压、气动夹具在夹持力分布不均引起的工件变形问题，并对比了专用定制夹具与通用夹具的精度保持能力。 --- 附录 常用材料（碳钢、合金钢、铸铁、铝合金）的车削、铣削推荐参数表。 常用刀具材料性能对比矩阵。 切削液的分类、选择与维护标准。 本书结构严谨，图表丰富，理论深度足够支撑工艺工程师的研发需求，同时又紧密结合实际操作中的难点和解决方案，是机械制造、材料成型及其自动化专业师生及一线工艺技术人员的实用参考手册。
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目录信息
序一序二前言第一章 数控车床简介 一、数控车床的布局形式 二、数控车床按产品布局形式分类 复习思考题第二章 数控车床精度及加工精度 第一节 精密量仪 一、扭簧比较仪 二、圆度测量仪 三、万能工具显微镜 四、电动轮廓仪 五、万能测长仪 六、三坐标测量机 七、激光干涉仪 八、便携式表面粗糙度测量仪 九、球杆仪 第二节 数控车床精度检验 一、数控车床几何精度 二、数控车床定位精度 三、返回基准点（参考点）检验 四、最小设定单位进给检验 五、温升和热位移试验 第三节 工件精度检验 一、加工精度和表面质量的基本概念 二、表面质量对零件使用性能的影响 三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施 四、影响表面粗糙度的工艺因素及改善措施 五、形位误差的检测 六、形位误差产生的原因与修正措施 七、常见加工误差及解决方法 复习思考题第三章 数控车床加工基础 第一节 加工余量的确定 一、加工余量的概念 二、影响加工余量的因素 三、确定加工余量的方法 第二节 工序尺寸及其公差的确定 一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算 二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算 第三节 数控车削用刀具系统 一、机夹可转位刀片及代码 二、数控车削刀具系统的形式 三、刀具磨损和刀具寿命 四、数控车削刀具的选用 五、数控车削用刀具新材料 六、数控车削用刀具新技术 复习思考题第四章 FANUC系统数控车床与车削中心的编程第五章 SIEMENS系统数控车床与车削中心的编程第六章 数控车床的故障诊断和排除第七章 生产管理的有关知识试题库答案部分附录参考文献
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