金属机械加工工艺设计手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:234

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出版时间:2009-1

价格:35.00元

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isbn号码:9787532395606

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• 大师的
• 金属加工
• 机械加工
• 工艺设计
• 制造工程
• 机械工程
• 工业工程
• 生产技术
• 切削加工
• 金属材料
• 加工工艺

金属机械加工工艺设计手册 简介 《金属机械加工工艺设计手册》是一部全面、深入探讨金属零件机械加工工艺设计原理、方法与实践的专业参考书籍。本书旨在为机械工程师、工艺工程师、技术工人以及相关专业的学生提供一个系统、详实的知识体系，帮助他们理解并掌握现代金属机械加工过程中涉及的各项关键技术和设计考量。 本书的内容涵盖了从基础的金属材料特性到复杂的加工表面质量控制，从经典的切削原理到前沿的智能化制造技术，力求做到理论与实践相结合，为读者提供一套完整、可操作的工艺设计解决方案。全书结构清晰，逻辑严谨，语言通俗易懂，辅以大量的图表、实例和数据，使其成为一本既具有学术深度，又贴合实际工作需求的实用工具书。 第一部分：金属材料基础与加工适应性 在进行任何机械加工工艺设计之前，深入理解金属材料的性质是至关重要的第一步。本部分将从微观到宏观，系统介绍常用的金属材料（如碳钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金、钛合金等）的化学成分、显微组织、物理性能（如密度、熔点、导热性、热膨胀系数）和力学性能（如强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度）。 更重要的是，本部分将重点阐述这些材料特性如何影响其机械加工性能。我们将分析材料硬度、强度、韧性、塑性变形能力、加工硬化倾向、热稳定性等因素对切削力、刀具磨损、加工精度、表面粗糙度以及切屑形成的影响。例如，高强度、高硬度的材料往往需要更高的切削速度或采用更硬的刀具材料，同时可能伴随着加工硬化，增加后续加工的难度。相反，塑性强的材料易产生积屑瘤，影响表面质量。 此外，本部分还将介绍不同材料在热处理（如退火、正火、淬火、回火）和表面处理（如渗碳、氮化、镀层）前后的加工性能变化，以及这些处理工艺对最终零件性能和加工成本的综合影响。读者将学会如何根据零件的工作条件、性能要求以及经济性原则，选择最合适的金属材料，并预判其在不同加工方式下的表现。 第二部分：金属切削原理与刀具技术 金属切削是机械加工中最基本、最核心的工艺手段。本部分将深入剖析金属切削过程的物理本质，包括切屑的形成机理、切削力、切削热以及刀具磨损的四大要素。我们将详细介绍不同切削参数（如切削速度、进给量、切削深度）对切削力、切削温度、刀具寿命、加工精度和表面质量的影响规律，为工艺参数的优化提供理论依据。 在刀具技术方面，本部分将全面介绍各类切削刀具的结构、材料、几何角度和刃磨方法。这包括车刀、铣刀、钻头、镗刀、螺纹刀、齿轮刀具等通用刀具，以及各种专用刀具。我们将详细分析不同刀具材料（如高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具）的性能特点、适用范围及选择原则。特别会强调刀具几何参数（如前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径）对切削过程的显著影响，以及如何根据被加工材料和加工方式合理设计和选用刀具。 同时，本部分还将涉及刀具的磨损机理、磨损形式和判别标准，以及刀具的修磨、刃磨技术和刀具寿命的管理。现代刀具涂层技术及其对提高刀具性能（如耐磨性、润滑性、抗粘结性）的作用也将得到详尽阐述。 第三部分：加工工艺与参数优化 本部分将聚焦于具体的加工方法和工艺流程设计。我们将系统介绍车削、铣削、钻削、镗削、磨削、抛光、拉削、插削等常见加工方法的工艺特点、适用范围、设备要求以及典型工艺规程。 对于每种加工方法，都将详细分析其加工精度、表面粗糙度、加工效率等关键技术指标，并提供相应的工艺参数选择指南。例如，在车削工艺设计中，会讨论外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹车削、仿形车削等不同类型车削的工艺要点；在铣削工艺设计中，则会区分端面铣削、周边铣削、仿形铣削、插补铣削等，并结合铣刀类型和工件材料给出参数建议。 本书将特别强调“分层加工”的思想，即根据零件的几何形状、尺寸精度和表面质量要求，将整体加工过程分解为粗加工、半精加工和精加工等多个阶段。每道工序的加工余量、切削参数、刀具选择、夹具要求都将进行细致的分析和优化，以实现效率和质量的最佳平衡。 此外，本部分还将介绍如何进行加工余量的分配，以及如何根据材料切除率、刀具寿命和设备能力来确定各工序的加工参数。如何处理加工变形、热变形、刀具磨损对加工精度的影响，并采取相应的补偿措施，也将是本部分的重要内容。 第四部分：夹具设计与工装应用 夹具是机械加工过程中不可或缺的关键辅助设备，其设计的好坏直接影响加工精度、生产效率、操作安全性以及加工成本。本部分将系统介绍夹具设计的基本原理、设计要素和设计流程。 我们将详细阐述定位原理、夹紧原理以及如何根据零件的形状、尺寸、材质以及加工要求，选择合适的定位元件（如定位销、定位块、V型块）和夹紧元件（如杠杆夹紧、螺旋夹紧、液压/气动夹紧）。本书将深入分析各种典型夹具的结构形式，如车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等，并提供丰富的实例。 本部分还将重点讲解如何根据零件的加工精度要求，合理确定定位基准和夹紧力，以保证零件在加工过程中的稳定性和重定位精度。同时，会讨论夹具的刚性、强度、耐磨性、操作性、经济性等设计原则。 此外，还会介绍一些先进的夹具技术，如模块化夹具、组合夹具、万能夹具系统以及柔性制造系统（FMS）中的自动化夹具应用。对刀具预调、对刀装置、测量工具等工装附件的使用和管理也将有所涉及。 第五部分：表面质量控制与测量技术 加工表面的质量是衡量机械零件性能的关键指标之一。本部分将深入探讨影响加工表面质量的各种因素，包括材料性能、刀具磨损、切削参数、机床刚性、振动、冷却润滑条件等。 我们将详细介绍表面粗糙度（Ra、Rz、Ry等）、表面纹理、表面硬度、表面缺陷（如划痕、烧伤、挤压痕）等概念，并阐述它们如何影响零件的配合、耐磨性、抗疲劳性、抗腐蚀性等。本书将提供不同加工方法所能达到的典型表面质量等级，并指导读者如何通过优化工艺参数和选择合适的加工方法来获得所需的表面质量。 在测量技术方面，本部分将系统介绍各种测量仪器和测量方法，包括量块、千分尺、游标卡尺、百分表、内径规、外径规、角度规等通用量具，以及轮廓仪、粗糙度仪、表面形貌仪、三坐标测量机（CMM）等先进的表面测量设备。 本书将重点讲解测量基准的选择、测量方法的正确应用、测量误差的分析与控制。特别会介绍在线测量（in-process measurement）和离线测量（offline measurement）技术，以及如何利用测量结果进行工艺反馈和闭环控制，以实现高精度、高效率的质量保证。 第六部分：先进制造技术与发展趋势 随着科技的飞速发展，机械加工领域也在不断涌现出新的技术和理念。本部分将介绍一些前沿的先进制造技术，并展望未来的发展趋势。 我们将讨论精密加工与超精密加工技术，如金刚石车削、离子束抛光、纳米压印等，它们能够实现亚微米甚至纳米级的加工精度。对于特种加工方法，如电火花加工（EDM）、电解加工（ECM）、激光加工（LBM）、超声波加工（USM）、水射流加工（WJM）等，也将进行详细介绍，分析它们的原理、特点、适用范围以及在复杂零件制造中的优势。 数控（CNC）技术是现代机械加工的基石。本部分将重点介绍数控编程、数控机床的操作与维护，以及CNC加工的优化策略。机器人技术在机械加工中的应用，如自动化装配、自动化检测、自动化搬运等，也将得到阐述。 此外，本书还将探讨数字化制造、智能制造、工业4.0等概念，包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）在工艺设计中的集成应用，以及虚拟制造、数字孪生等技术的发展。对增材制造（3D打印）技术在金属零件制造中的应用前景和潜在挑战也将进行探讨。 结论 《金属机械加工工艺设计手册》是一部集理论深度、技术广度和实践指导性于一体的权威参考。通过阅读本书，读者不仅能系统掌握金属机械加工工艺设计的基础知识和核心技术，还能了解最新的技术动态和发展趋势。本书旨在成为每一位从事金属零件制造相关工作的专业人士案头的必备工具，助力其在日益激烈的市场竞争中，设计出更高效、更经济、更高质量的加工工艺。

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初次接触这本书时，我最大的感受是它的系统性和逻辑性无与伦比。它似乎是以一个完整的工艺流程为骨架，然后将具体的加工技术细节填充进去。从毛坯制造和预处理，到粗加工、半精加工，再到最后的精加工和热处理后的复磨，每一个环节的衔接都处理得非常平滑自然。我特别喜欢它在“复杂曲面数控加工”这一章节的编排方式，它没有停留在对G代码的简单介绍，而是深入探讨了刀具路径规划的优化算法，以及如何通过控制进给速率的动态变化来避免颤振。书中用大量的图表和流程图来解释这些复杂的概念，使得原本枯燥的算法描述变得生动易懂。更难得的是，作者似乎还考虑到了现代智能制造的需求，穿插了一些关于过程监控和误差补偿的讨论，虽然篇幅不长，但足以引发读者对未来加工模式的思考。对于希望从初级编程员向高级工艺工程师转型的同行来说，这本书提供的视角是不可多得的。

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阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的老技师进行一对一的指导。它极其注重细节，那种对工艺细节的偏执几乎渗透在每一个章节里。例如，在讲解如何选择装夹方案时，它会细致到不同夹具的刚度系数、接触面积的热传导效率，甚至连夹具材料的选择对振动特性的影响都有提及。我发现，很多我们日常工作中习以为常的“经验法则”，在这本书里都能找到严谨的理论依据或反驳的论据。特别是关于公差和配合的设计部分，它不仅给出了国家标准，还结合了实际生产线上的温度波动、设备磨损等随机因素，推导出了更具鲁棒性的加工裕度计算方法。这种对“不确定性”的量化处理，极大地提升了我对设计鲁棒性的认识。如果你只是想快速查一个铣削参数，这本书可能显得有点冗长，但如果你想真正理解并优化整个制造链条，它的价值无可替代。

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这本《金属机械加工工艺设计手册》的作者显然对切削理论有着极为深刻的理解，书中对不同材料的切削性能分析得鞭辟入里。我尤其欣赏它对刀具几何角度如何影响加工表面质量的详尽论述，这一点在实际操作中至关重要。例如，书中关于硬质合金刀具前角和主偏角的相互影响，以及如何根据加工深度来优化这些参数，提供了非常具体且可操作的指导。我记得有一次在加工一种高强度钢时遇到了严重的积屑瘤问题，翻阅手册后，根据其提供的经验数据调整了走刀速度和进给量，并微调了刀尖圆弧半径，结果表面粗糙度指标立刻有了显著改善。不仅如此，它还深入探讨了切削液的选择和使用策略，从乳化液的配比到高压冷却系统的设计，都给出了行业标准和最佳实践。对于新手而言，这本书可能显得有些厚重，因为它不像一本简单的工具书，更像是一部结合了基础物理学和工程实践的综合性教材。它要求读者不仅要会查数据，更要理解数据背后的力学原理，这使得它在众多工艺手册中脱颖而出，成为我工作台上的常备参考书。

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从排版和可读性上来说，这本书的设计确实体现了匠心。虽然内容极其专业和密集，但图文的配合做到了恰到好处的平衡。大量的剖视图、工程图例以及加工实测数据的曲线图，有效地分解了文字的密度。我尤其欣赏它在关键公式旁标注的单位系统和适用范围，避免了因单位混淆而导致的灾难性错误。书中对标准件和常用工夹具的规格收录也做得非常详尽，很多我们自己需要翻阅多个标准库才能找到的信息，在这里被整合得井井有条。这极大地提高了查找效率，让工艺设计过程更加流畅。虽然我希望它能在某些新兴的增材制造后处理技术上有所拓展，但就其核心的“减材制造”领域而言，这本书的广度和深度足以使其成为一本面向未来十年的经典参考资料。它不仅仅是一本手册，更是一部系统的工艺哲学。

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我必须承认，这本书的深度和广度让我有些吃惊，它远超我预期的“工艺设计手册”范畴。它不仅仅关注“怎么做”，更深入地探讨了“为什么”。比如，在介绍螺纹加工时，书中对螺纹滚削和螺纹铣削的力学模型进行了对比分析，清晰地展示了不同方法对工件残余应力的影响差异。这一点对于航空航天领域至关重要，因为零部件的长期可靠性往往取决于这些微观层面的应力分布。我注意到，手册中对先进材料的加工挑战给予了充分的篇幅，比如钛合金和镍基高温合金的深孔钻削和五轴联动加工策略，这些都是当前制造业的难点。它提供的不仅是经验公式，更是基于有限元分析（FEA）的理论支撑，这让我们可以更加自信地去挑战非标件的加工任务。总的来说，这本书更像是一本高级工程师的案头“兵法”，它教会你的不是招式，而是如何理解战场态势。

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