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出版者:

作者:赵孟栋 编

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2009-3

价格:29.00元

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isbn号码:9787111262213

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• 冲模1
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《机械制造工艺基础》 图书简介 本书旨在为机械制造领域的初学者和相关专业人员提供一套全面、系统的理论基础和实践指导。我们将深入探讨机械零件的加工制造过程中所涉及的关键工艺原理、方法与技术，引导读者理解并掌握如何将设计图纸转化为实际产品。 第一章 机械制造工艺概述 本章将带领读者走进机械制造的世界，初步认识机械制造工艺在现代工业中的地位和作用。我们将从宏观层面解析机械制造工艺的定义、范畴及其发展历程，理解其在国民经济中的重要性。通过对不同制造工艺类型的介绍，例如切削加工、成形加工、连接加工、表面处理等，让读者对机械制造的广阔领域有一个初步的认识。同时，本章还会探讨影响机械制造工艺选择的主要因素，如零件的材料、形状、精度要求、生产批量、成本等，为后续章节的学习打下基础。我们将强调工艺过程的系统性和整体性，以及在整个制造链条中，工艺设计所扮演的承上启下的关键角色。此外，本章还会简要介绍现代机械制造技术的发展趋势，如数字化、智能化、绿色制造等，激发读者对未来制造技术的兴趣和探索欲望。 第二章 材料的机械加工性能 材料是机械零件的载体，其机械加工性能直接决定了加工方法的选择和加工过程的难易程度。本章将系统地分析各种常用金属材料（如碳素钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金等）在切削、锻造、铸造、焊接等加工过程中的表现。我们将从材料的显微组织、硬度、强度、塑性、韧性、导热性、耐磨性等宏观和微观性能入手，阐述这些性能如何影响切削力、切削热、刀具磨损、加工变形以及表面质量。例如，高强度、高硬度的材料通常需要更强的切削力、更耐磨的刀具以及更优化的切削参数，而塑性好的材料则更容易产生积屑瘤，影响加工精度和表面光洁度。 对于非金属材料，如高分子材料、陶瓷等，其加工特性与金属材料有着显著的区别，本章也将进行相应的介绍，并分析其特殊的加工方法和注意事项。理解材料的加工性能，是制定合理工艺规程、选择适宜加工方法、保证加工质量和提高生产效率的前提。我们将结合实际案例，说明不同材料对加工工艺的适应性和局限性，帮助读者建立直观的认识。 第三章 测量与量规 精确的测量是保证零件加工质量的基石。本章将详细介绍机械加工中常用的测量方法、测量器具和测量技术。我们将从测量基本概念出发，如测量误差的来源与分类、测量不确定度、测量基准等，让读者理解测量的科学性与严谨性。 随后，我们将重点介绍各类测量器具的使用方法和适用范围，包括： 量块：作为最基本、最精确的量值传递标准，我们将讲解其分等、保管、使用及组合方法。 千分尺、游标卡尺、百分表、千分表：这些是机械加工中最常用的通用量具，我们将详细讲解其结构、读数方法、使用技巧及精度要求。 内、外径量规（塞规、环规）：介绍其工作原理、应用场景以及如何判断零件尺寸是否合格。 角度测量器具：如角度尺、万能角度尺等。 表面粗糙度测量仪：讲解表面粗糙度参数的含义（如Ra、Rz等）及其测量方法。 三坐标测量机（CMM）：介绍其工作原理、测量功能以及在复杂零件测量中的应用。 本章还将探讨测量过程中的注意事项，如环境温度、测量力、操作方法对测量结果的影响。理解并熟练掌握测量技术，是操作者能否有效监控加工过程、确保零件尺寸精度合格的关键能力。 第四章 金属切削原理 切削加工是机械制造中最普遍、最重要的加工方法之一。本章将深入剖析金属切削过程的基本原理。我们将从切削运动的定义和类型（如车削、铣削、钻削、刨削等）入手，详细介绍切削运动的构成要素。 随后，我们将重点阐述切削过程中的关键要素： 切削力：分析切削力的大小、方向及其影响因素（如切削用量、刀具几何参数、材料性能等），并介绍切削力在加工中的作用，如引起刀具变形、机床振动以及工件变形。 切削热：讲解切削热的来源（如变形功、摩擦功），其对刀具寿命、工件热变形和表面质量的影响。 切削刀具：详细介绍刀具的组成（工作部分、刀柄）、几何参数（前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径等）及其对切削过程的影响。我们将分类介绍不同类型的切削刀具，如车刀、铣刀、钻头、镗刀等，并探讨其材料（如高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、金刚石刀具）的选择原则。 切削过程的物理现象：包括切屑的形成与类型、积屑瘤的产生与消除、刀具磨损的形态与原因等。 通过对切削原理的深入理解，读者将能够更好地优化切削参数，选择合适的刀具，从而提高加工效率、保证加工精度和延长刀具寿命。 第五章 常用机床及操作基础 本章将介绍机械制造中最核心的生产设备——机床，并为其操作者打下坚实的操作基础。我们将重点介绍几种最常用、最基础的机床，包括： 车床：详细讲解车床的组成（床身、床头箱、拖板、尾座等）、主要结构特点、基本操作（如装夹工件、选择刀具、调整转速和进给量、进行走刀等）以及常见的车削操作（如外圆车削、内圆车削、端面车削、螺纹切削、锥度车削等）。 铣床：介绍铣床的类型（如卧式铣床、立式铣床、万能铣床）、主要结构、工作原理、装夹方法以及常见的铣削操作（如平面铣削、沟槽铣削、成形铣削、分度铣削等）。 钻床：讲解钻床的组成、操作要点以及钻孔、扩孔、铰孔等基本操作。 磨床：介绍磨削加工的特点、磨床的种类（如外圆磨床、平面磨床、内圆磨床）以及磨削操作的基本要求。 在介绍机床的同时，本章将贯穿始终的操作基础知识，强调安全操作规程的重要性。我们将详细讲解机床操作前的检查、操作过程中的注意事项、操作结束后的整理工作，以及如何预防和处理常见的操作事故。熟练掌握常用机床的操作技能，是实现零件精准加工和安全生产的关键。 第六章 铸造工艺基础 铸造是制造零件的一种重要方法，尤其适用于制造形状复杂、尺寸较大的零件。本章将系统介绍铸造的基本原理、工艺过程和常用方法。 我们将首先阐述铸造的定义、特点及其在机械制造中的地位。然后，详细介绍铸造过程的主要环节： 铸型制备：重点介绍砂型铸造（包括手工造型、机械造型、壳型铸造）和金属型铸造（如压铸、低压铸造、离心铸造）等常用铸型类型。我们将分析不同铸型材料的性能、制备方法和适用范围。 金属熔炼：介绍各种常用铸造金属（如铸铁、铸钢、铝合金、铜合金）的熔炼方法，如感应炉、电阻炉、电弧炉等，并讲解金属成分的调整和净化。 浇注：讲解浇注过程中的注意事项，如浇注温度、浇注速度、浇注顺序等，以及防止铸件缺陷的措施。 金属结晶：从微观层面解释金属在铸型中的凝固过程，包括枝晶生长、晶粒细化等，以及这些过程对铸件组织和性能的影响。 铸件清理与后处理：介绍铸件的落砂、打磨、抛丸、热处理等清理和后处理工艺，以改善铸件的外观和力学性能。 本章还将讨论铸造过程中常见的缺陷（如气孔、缩孔、裂纹、夹砂等）及其产生的原因和预防措施，帮助读者更好地理解和掌握铸造工艺。 第七章 锻压工艺基础 锻压是利用金属塑性变形的原理，将金属材料制造成所需形状和尺寸的零件的工艺方法。本章将详细介绍锻压的基本原理、常用设备和工艺方法。 我们将从塑性变形的机理出发，解释金属在受力作用下发生永久变形的内在规律。随后，重点介绍两种主要的锻压工艺： 锻造：详细介绍自由锻（如镦粗、拔长、冲孔、弯曲等）和模锻（冷模锻、热模锻）的基本原理、操作方法和设备（如锻锤、压力机）。我们将分析不同锻压工艺对金属组织和性能的影响，以及如何通过合理的锻造工艺获得优良的力学性能。 冲压：介绍冲压加工的特点，包括其高效率、高精度等优点。重点讲解冲压工序，如落料、冲孔、弯曲、拉深、翻边、胀形等。我们将分析冲压模具的结构、设计原则以及在冲压过程中的注意事项。 本章还将讨论锻压过程中的温度控制、材料流向、模具磨损以及如何避免和消除锻压过程中可能出现的缺陷，如折叠、开裂、表面粗糙等。通过对锻压工艺的学习，读者将能够理解如何高效、经济地制造出具有优良性能的锻压件。 第八章 焊接工艺基础 焊接是一种将金属或非金属材料通过加热或加压（或两者并用），使其连接成为一体的工艺方法。本章将系统介绍焊接的基本原理、常用方法和工艺要点。 我们将从焊接的基本概念入手，介绍焊接的分类（如熔焊、压焊、钎焊）。随后，我们将重点介绍几种最常用、最广泛的焊接方法： 弧焊：包括手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、气体保护焊（如TIG焊/GTAW、MIG/MAG焊/GMAW）等。我们将详细讲解各种弧焊方法的原理、设备、电极或焊丝的选择、焊接电源、焊接参数（如电流、电压、速度）的调整，以及它们的适用范围和优缺点。 电阻焊：介绍点焊、缝焊、对焊等电阻焊方法的原理和应用。 钎焊：讲解钎焊的原理、钎料的选择、钎剂的作用以及常见的钎焊方法（如火焰钎焊、炉中钎焊）。 本章还将深入探讨焊接过程中需要关注的关键问题，如焊缝的质量（包括强度、塑性、韧性、抗腐蚀性等）、焊接变形的控制、焊接缺陷（如气孔、夹渣、裂纹、未焊透等）的产生原因及预防措施。此外，我们还会介绍焊前准备（如坡口加工、表面清理）和焊后处理（如焊缝打磨、热处理）的重要性。掌握焊接工艺基础，是实现零件牢固可靠连接的重要环节。 第九章 热处理工艺基础 热处理是通过对金属材料进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，从而获得所需性能的工艺方法。本章将深入介绍金属热处理的基本原理、常用工艺及其对材料性能的影响。 我们将从金属相图入手，讲解固态相变的基本规律，如奥氏体化、珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变等。随后，我们将重点介绍几种最常用的热处理工艺： 退火：包括完全退火、不完全退火、等温退火、扩散退火等，讲解其目的（如消除内应力、软化材料、细化晶粒）和工艺过程。 正火：介绍正火的原理、工艺和作用，以及与退火的区别。 淬火：详细讲解淬火的原理、淬火介质（如水、油、聚合物溶液）的选择，以及淬火介质对淬火效果的影响。我们将重点讨论淬火后的显微组织（如马氏体、贝氏体）及其对材料硬度和强度的贡献。 回火：介绍回火的目的（如消除淬火应力、提高塑性和韧性），以及不同温度下的回火（如低温回火、中温回火、高温回火）对材料性能的影响。 本章还将介绍一些特殊的热处理工艺，如表面热处理（如感应加热淬火、火焰淬火、渗碳、渗氮）和化学热处理，以及热处理过程中可能出现的缺陷（如淬火裂纹、淬火变形、氧化、脱碳）及其预防措施。通过对热处理工艺的学习，读者将能够理解如何通过热处理优化材料的力学性能，以满足零件的使用要求。 第十章 表面处理工艺基础 表面处理是提高零件表面性能、延长使用寿命、改善外观的重要手段。本章将介绍机械零件常用的表面处理工艺。 我们将从表面处理的目的入手，如提高耐磨性、耐腐蚀性、硬度、导电性、绝缘性等。随后，我们将详细介绍各种常用的表面处理方法： 电镀：介绍电镀的基本原理，以及常见的镀层，如镀铬、镀镍、镀锌、镀铜等。我们将讨论不同镀层的特性、应用范围以及电镀过程中的工艺参数控制。 阳极氧化：主要针对铝合金等有色金属，介绍阳极氧化的原理、工艺过程以及氧化膜的性能特点。 化学氧化（发黑、磷化）：介绍化学氧化在提高金属表面耐蚀性和改善外观方面的作用。 涂装：包括喷漆、喷塑等，介绍涂装的工艺流程、涂料选择以及对表面性能的影响。 热浸镀（镀锌、镀锡）：介绍热浸镀的原理和应用。 喷涂：如等离子喷涂、HVOF喷涂等，介绍其用于获得高性能表面涂层的技术。 本章还将讨论表面处理前的表面准备（如除油、除锈、打磨）对镀层质量的重要性，以及表面处理过程中可能出现的缺陷（如镀层不均、起泡、剥落）及其预防措施。 第十一章 零件的加工工艺规程 零件加工工艺规程是将前面章节介绍的各种工艺原理、方法和技术有机地组织起来，形成一套指导零件生产的完整方案。本章将重点讲解如何编制零件加工工艺规程。 我们将从工艺规程的构成要素入手，包括： 零件图的分析：如何识别零件的精度要求、表面粗糙度要求、材料性能要求等。 加工方法的选择：根据零件的材料、形状、尺寸、精度要求和生产批量，选择合适的加工方法（如车削、铣削、磨削、铸造、锻造等）。 加工顺序的确定：如何合理安排各道工序的先后顺序，以保证加工精度和效率。我们将讨论“先粗后精”、“先面后面”、“先主后次”等基本原则。 工序内容的拟定：确定每道工序的具体加工内容，如使用的机床、刀具、量具、切削用量、辅助时间等。 划线与定位基准的选择：讲解如何选择合适的定位基准，以保证零件加工的准确性。 工艺装备的选用：确定所需的专用夹具、量具等。 工艺过程的质量控制：在每道工序中设置必要的检验项目和检验方法。 我们将通过具体的零件实例，演示如何一步一步地编制出一套完整的零件加工工艺规程。本章的重点在于将理论知识转化为实际操作指导，使读者能够独立完成零件的工艺分析和规程制定。 第十二章 生产组织与管理 高效的生产组织与管理是保证机械制造顺利进行、降低成本、提高效益的关键。本章将从宏观层面介绍机械制造中的生产组织与管理的基本原则和方法。 我们将探讨： 生产准备：包括技术准备（如工艺文件的编制、工装设计）、物料准备（如原材料采购、刀具准备）和组织准备（如人员培训、设备调试）。 生产计划的制定：介绍生产计划的类型（如长期计划、短期计划）、计划编制的依据和方法，以及生产调度。 生产流程的优化：如何通过改进工艺流程、减少搬运、消除瓶颈，提高生产效率。 质量管理体系：介绍质量管理的基本原则，如全面质量管理（TQM）、统计过程控制（SPC）等，以及质量检验的方法和手段。 成本管理：分析生产过程中成本的构成，以及如何通过优化工艺、提高效率、减少浪费来降低生产成本。 安全生产管理：强调生产过程中的安全意识，以及如何预防和处理安全事故。 本章旨在帮助读者理解机械制造不仅仅是技术问题，更是涉及组织、管理、经济等多方面的系统工程。 本书的编写风格力求通俗易懂，理论联系实际，并配以丰富的图示和实例，帮助读者更好地理解和掌握机械制造工艺的基础知识。我们希望通过本书的学习，能够为读者在机械制造领域的学习和实践打下坚实的基础，为培养优秀的机械工程师和技术人才贡献力量。

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初翻这本书时，我最大的感受是作者在理论深度上的钻研精神。它绝非市面上那些泛泛而谈的入门手册，而是深入到了工艺原理的核心地带。尤其是在分析复杂机构的应力分布和疲劳寿命预测方面，书中引用的计算模型和公式推导过程详尽而严谨，让人能清晰地看到结论是如何一步步建立起来的。我特别关注了其中关于凸凹模刃口设计的章节，作者没有停留在标准的几何形状描述，而是引入了材料的塑性变形规律，详细讨论了间隙量对产品精度、模具寿命以及排料方式的影响。这种对细节的极致追求，体现了作者深厚的实践经验和扎实的学术功底。对于已经有一定基础的工程师来说，这本书无疑提供了一个提升理论高度、优化实际操作参数的绝佳参照系。读完这部分内容，感觉自己对“为什么这么设计”的理解，比以往任何时候都要深刻。

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我个人认为，这本书的价值不仅在于其内容的专业性，更在于其“可操作性”和“查阅性”。作者似乎深谙工具书的阅读习惯，在关键知识点处，往往会辅以“设计备忘录”或者“常见错误警示”之类的板块。这些小小的提示，往往是无数次试错经验的总结，对于现场工程师来说，比任何长篇大论都管用。比如，在讲述复杂深拉伸工艺时，作者用一个清单的形式列出了所有可能导致回弹变形的因素及其应对措施，这使得读者在需要快速解决问题时，能够迅速定位到解决方案。此外，书后附带的各种标准公差表、常用材料性能对照表等附录，排版清晰，信息密度适中，使得这本书在日常工作中也成为了一个高效的“口袋参考”。总而言之，它成功地在深度理论和一线实用性之间架起了一座坚实的桥梁。

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这本书给我的惊喜之处在于它对前沿技术的关注和引入。尽管它是一本关于基础工艺的书籍，但作者并未固步自封于传统工艺的范畴。我在其中看到了关于模具快速成形技术（如增材制造在模具零件中的应用探讨）以及数字化仿真技术在模具设计验证中的应用介绍。这些内容虽然篇幅不算多，但为读者打开了一扇通往未来制造的窗口。例如，关于有限元分析（FEA）在优化凸凹模形状、预测塌边和起皱风险方面的案例分析，讲解得非常到位，直接点出了传统经验设计方法的局限性，并提供了可量化的解决方案。这种与时俱进的内容更新，使得这本书的实用价值得到了极大的延伸，它不仅仅是一本描述过去和现在的工具书，更是一本指导未来实践的指南。对于追求技术革新的专业人士而言，这些前瞻性的内容尤为宝贵。

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这本书的行文风格非常注重逻辑的连贯性和知识体系的构建。它不像某些技术书籍那样，将知识点东拼西凑地堆砌在一起，而是构建了一个清晰的知识框架，从最基础的冲压工艺分类讲起，逐步过渡到模具结构设计，再到后期的维护与调试。这种层层递进的编排方式，极大地降低了学习的认知负荷。我特别欣赏作者在讲述“模具的动态性能”那一块的处理方式。他没有仅仅停留在静力学的分析，而是引入了高速冲压过程中模具振动、导向系统的间隙变化如何影响冲压质量的动态分析。这种将静态设计与动态运行相结合的视角，非常符合现代精密制造的要求。对于那些希望从“会设计”跨越到“精设计”的读者来说，这本书无疑是提供了系统性的思维训练，帮助读者建立一个全面的、动态的、面向实际生产的知识网络。

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这本书的装帧设计实在令人眼前一亮，封面的色彩搭配和字体选择都透着一种沉稳而又不失现代感的专业气质。我记得拿到手的时候，就被那种厚重却不笨拙的质感吸引了。内页的纸张选择也相当考究，触感细腻，即便是长时间阅读，也不会觉得眼睛疲劳，这对于一本技术类的工具书来说，简直是加分项。更值得称赞的是，书中的插图和图表的排版布局非常清晰，大量的专业术语配有精细的剖面图和流程示意图，即便是初次接触这个领域的朋友，也能很快抓住核心概念。比如，关于材料选择的那一章，作者不仅罗列了各种钢材的性能参数，还巧妙地通过对比图表展示了不同应用场景下的优劣，这种直观的呈现方式，远比枯燥的文字描述来得有效得多。整体来说，这本工具书在视觉传达和阅读体验上，做到了专业与易读的完美平衡，让人愿意一页一页地翻下去，去探索其中的知识脉络。

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