内 容 简 介

机械制造基础是机械制造及其相关专业的专业基础课。本书参考了大量机械制造行业的有关规范，在训练项目选题的内容上，依据机械制造专业教学和生产特点，结合工作过程系统化课程结构所涉及的教育理论，在传统教学内容的基础上进行了适当的整合规划。书中以岗位作为主体线索，依次介绍了金属材料，铸造，锻压，焊接，车削加工，铣削，刨、拉、镗削加工，磨削加工，钳工，数控机床加工，电火花加工等内容，能够满足高职高专机械制造及其相关专业的实际教学需求。

本书可作为机械工程、机电工程、机械制造以及机械相关专业的高职高专或本科生的教材，也可以作为机械制造行业培训或职业资格认证的参考读物。

前    言

　　伴随我国职业教育的蓬勃发展，教育界对高职教育本质的理解不断深入，更加注重对学习领域和工程实践场景的构建；同时随着近几年对机械类学生工程技能水平的要求不断提升，这就需要知识更系统、技能要点更全面的机械制造类教材。

　　针对以上情况，我们组织了全国各地数所院校的一线老师，总结和分析了第1版的优点和不足，提出了第2版教材的修订计划。本次再版充分考虑各使用院校教师和学生各方面的反馈意见和建议，结合我们编写团队在课程建设、教学实践中的新想法、新思路，对原教材内容作了更新、补充与完善，并对教材的结构形式作了重新的设计。

　　机械制造基础是机械设计制造及其相关专业的专业基础课，本书以机械制造工作过程为依据，以项目课题为专业知识、技能的载体，能够满足机械制造及其相关专业的教学需要，通过让学生所学的专业理论知识在实践课题中得到应用，从而促进学生对专业基础知识的理解和掌握。本书以专业及专业基础知识为背景，以实践教学过程为载体，培养学生对专业理论知识的应用能力和对基本工程问题的解决能力，培养学生良好的职业素质、严谨的工作态度、优良的工作作风。

　　本书在编写过程中，参考了大量机械制造行业的有关规范，依据机械制造基础专业教学和生产特点，结合工作过程系统化课程结构所涉及的教育理论，在传统教学内容的基础上进行了适当的整合规划。书中以岗位作为主体线索，依次介绍了金属材料，铸造，锻压，焊接，车削加工，铣削加工，刨、拉、镗削加工，磨削加工，钳工，数控机床加工和电火花加工等内容。

　　本书的特点及思路如下。

　　(1) 从我国机械制造及相关专业的培养目标出发，主要讲述金属材料、热加工与冷加工、刀具、机床等相关的基础知识及训练课题，并对工程项目中经常出现的或可能出现的问题进行深入剖析和论述。

　　(2) 本书内容的安排以趣味型、成果型为主，深入浅出，以提高学生的学习兴趣。

　　(3) 书中部分插图采用SolidWorks创建的三维实体模型，可增强视觉效果。

　　(4) 本书创建QQ群，用于专业教师及同行探讨问题、研究教学方法、交流教学资源，同时为本书提供课件下载。

　　本书由山东理工大学于文强和常德职业技术学院汤长清任主编，包头职业技术学院尹亮、张家界航空工业职业技术学院陈立任副主编。

　　本书由黄道权统稿并担任主审，在此表示衷心感谢。

　　由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

　　　

 

　　编  者  

 

目    录

 

第1章  金属材料 1

1.1  钢的热处理 2

1.1.1  钢的退火和正火 2

1.1.2  钢的淬火和回火 4

1.1.3  钢的表面热处理 6

1.1.4  热处理设备 7

1.1.5  项目案例精解 11

1.2  钢材的火花鉴别 11

1.2.1  火花鉴别常用设备及操作

方法 12

1.2.2  火花的组成和名称 12

1.2.3  碳钢的火花特征 14

1.2.4  项目案例精解 15

1.3  拓展训练 16

1.3.1  车床主轴热处理工艺 16

1.3.2  圆拉刀的热处理工艺 17

1.3.3  20CrMnTi变速箱齿轮的

渗碳热处理工艺 19

1.4  实践中常见问题解析 22

1.4.1  过热与过烧 22

1.4.2  氧化与脱碳 22

1.4.3  变形与开裂 24

本章小结 24

思考与练习 24

第2章  铸造 26

2.1  砂型铸造 26

2.1.1  常用造型工(模)具 27

2.1.2  造型材料 32

2.1.3  造型和造芯方法 34

2.1.4  熔炼与浇注 38

2.1.5  落砂和清理 42

2.1.6  项目案例精解 43

2.2  特种铸造工艺 45

2.2.1  金属型铸造 46

2.2.2  压力铸造 47

2.2.3  低压铸造 48

2.2.4  离心铸造 49

2.2.5  熔模铸造 50

2.2.6  项目案例精解 52

2.3  拓展训练 53

2.3.1  支承轮刮板造型工艺 53

2.3.2  压力机飞轮铸造工艺 56

2.4  实践中常见问题解析 59

2.4.1  铸造缺陷分析 59

2.4.2  铸件缺陷鉴别 60

本章小结 63

思考与练习 63

第3章  锻压 65

3.1  锻造 66

3.1.1  自由锻与胎模锻 67

3.1.2  模锻 73

3.1.3  项目案例精解 79

3.2  冲压 82

3.2.1  冲压设备 82

3.2.2  冲模结构与冲压基本工序 84

3.2.3  项目案例精解 86

3.3  拓展训练 88

3.4  实践中常见问题解析 93

3.4.1  材料加热缺陷及其防止方法 93

3.4.2  自由锻件的缺陷及其产生

原因 94

3.4.3  模锻件的缺陷及其产生原因 94

3.4.4  常见冲压件废品和缺陷的主要

形式及产生的原因 95

本章小结 96

思考与练习 96

第4章  焊接 98

4.1  手工电弧焊 98

4.1.1  焊接设备与焊接材料 99

4.1.2  焊接常用工具 103

4.1.3  焊接工艺 104

4.1.4  焊接方法与操作 107

4.1.5  项目案例精解 112

4.2  气焊与气割 115

4.2.1  设备与工具 116

4.2.2  气焊的焊接工艺与操作 119

4.2.3  气割原理与操作 121

4.2.4  项目案例精解 123

4.3  其他焊接方法 124

4.3.1  埋弧自动焊 124

4.3.2  气体保护焊 126

4.3.3  压焊与钎焊 128

4.3.4  项目案例精解 132

4.4  拓展训练 135

4.4.1  骑座式管板角接手弧焊

工艺 135

4.4.2  小管径对接手工钨极氩弧焊

工艺 137

4.4.3  中厚板对接CO2气体保护焊

工艺 139

4.4.4  中厚板对接埋弧焊工艺 141

4.5  实践中常见问题解析 142

4.5.1  焊缝表面尺寸不符合要求 142

4.5.2  焊接裂纹 143

4.5.3  气孔 145

4.5.4  咬边 145

4.5.5  未焊透 146

4.5.6  未熔合 146

4.5.7  夹渣 147

4.5.8  焊瘤 147

4.5.9  塌陷 147

4.5.10  凹坑 148

4.5.11  烧穿 148

4.5.12  夹钨 148

本章小结 148

思考与练习 149

第5章  车削加工 150

5.1  内、外圆与端面的车削 150

5.1.1  设备与工具 150

5.1.2  外圆与端面车削方法 156

5.1.3  内圆表面加工方法 158

5.1.4  项目案例精解 161

5.2  槽的加工和工件的切断 162

5.2.1  刀具与切削参数 163

5.2.2  槽的车削和切断方法 167

5.2.3  项目案例精解 171

5.3  螺纹与圆锥面车削 172

5.3.1  设备与刀具 173

5.3.2  螺纹加工的基本方法 175

5.3.3  圆锥车削加工方法 176

5.3.4  项目案例精解 182

5.4  偏心与特型面的加工 183

5.4.1  偏心车削加工方法 184

5.4.2  特型面的车削方法 190

5.4.3  项目案例精解 194

5.5  拓展训练 195

5.5.1  球状手柄加工工艺 195

5.5.2  螺纹车削工艺 196

5.6  实践中常见问题解析 196

5.6.1  外圆车削加工的注意事项 196

5.6.2  平面车削加工的注意事项 196

5.6.3  孔加工的常见问题 197

5.6.4  圆锥车削加工容易产生的问题

和注意事项 198

5.6.5  车螺纹的注意事项 198

5.6.6  偏心车削加工的注意事项 198

5.6.7  滚花加工的注意事项 199

本章小结 199

思考与练习 199

第6章  铣削加工 201

6.1  平面铣削 201

6.1.1  设备与刀具 202

6.1.2  平面铣削方法 206

6.1.3  项目案例精解 209

6.2  铣斜面 212

6.2.1  附件与刀具 212

6.2.2  斜面铣削方法 212

6.2.3  项目案例精解 214

6.3  直角沟槽、键槽和阶台的铣削 215

6.3.1  切削用量与刀具 215

6.3.2  直角沟槽、键槽和阶台的铣削

工艺与方法 216

6.3.3  项目案例精解 222

6.4  圆柱齿轮铣削 223

6.4.1  齿轮成型方法 223

6.4.2  成型法铣直齿圆柱齿轮的

齿形 224

6.4.3  项目案例精解 225

6.5  拓展训练 228

6.5.1  阶台式键零件铣削工艺 228

6.5.2  压板内沟槽铣削工艺 228

6.5.3  铣角度面 229

6.5.4  铣削外花键 229

6.6  实践中常见问题解析 231

6.6.1  平面和斜面铣削的质量

分析 231

6.6.2  阶台、直角沟槽的质量

分析 232

6.6.3  铣削直齿圆柱齿轮的质量

分析 232

6.6.4  铣削斜齿圆柱齿轮的质量

分析 233

6.6.5  提高铣削加工平面质量的

途径 233

本章小结 234

思考与练习 234

第7章  刨、拉、镗削加工 236

7.1  刨削加工 236

7.1.1  刨削插削设备与刀具 237

7.1.2  刨削操作 241

7.1.3  拉削简介 247

7.1.4  项目案例精解 249

7.2  镗削加工 250

7.2.1  镗削设备与刀具 251

7.2.2  镗削操作 253

7.2.3  项目案例精解 257

7.3  拓展训练 259

7.3.1  轴上键槽刨削工艺 259

7.3.2  阀体镗削工艺 260

7.4  实践中常见问题解析 262

7.4.1  刨平面中常出现的问题及解决

方法 262

7.4.2  镗削加工时应避免出现的

问题 263

本章小结 264

思考与练习 264

第8章  磨削加工 265

8.1  平面磨削 265

8.1.1  平面磨床 265

8.1.2  砂轮的特征要素 267

8.1.3  平面磨削操作 271

8.1.4  项目案例精解 271

8.2  外圆磨削 272

8.2.1  外圆磨削设备 272

8.2.2  外圆磨削操作 274

8.2.3  项目案例精解 276

8.3  内圆磨削 277

8.3.1  内圆磨削设备 277

8.3.2  内圆磨削操作 278

8.3.3  项目案例精解 279

8.4  拓展训练 280

8.4.1  薄阀片磨削工艺 280

8.4.2  连杆双端面磨削工艺 280

8.4.3  精密细长轴磨削工艺 280

8.4.4  薄壁套零件磨削工艺 282

8.5  实践中常见问题解析 283

8.5.1  平面磨削常见缺陷产生的

原因 283

8.5.2  外圆磨削常见缺陷产生的

原因 284

8.5.3  内圆磨削常见缺陷产生的

原因 287

本章小结 288

思考与练习 288

第9章  钳工 290

9.1  划线 290

9.1.1  划线工具及使用 291

9.1.2  划线操作 295

9.1.3  项目案例精解 298

9.2  锯、锉、錾削 299

9.2.1  锯削 300

9.2.2  锉削 303

9.2.3  錾削 309

9.2.4  项目案例精解 315

9.3  钻、扩、锪、铰孔加工 316

9.3.1  钻孔加工设备 317

9.3.2  钻孔与扩孔、锪孔、铰孔

操作 322

9.3.3  项目案例精解 325

9.4  攻丝和套丝 326

9.4.1  攻丝套丝工具 327

9.4.2  攻丝和套丝操作 329

9.4.3  项目案例精解 331

9.5  刮削与研磨 331

9.5.1  刮削用工具 332

9.5.2  刮削操作 334

9.5.3  研具与研磨剂 336

9.5.4  平面的研磨方法 338

9.5.5  项目案例精解 340

9.6  拓展训练 341

9.6.1  拼接燕尾锉配工艺 341

9.6.2  油槽錾削实例 342

9.6.3  钻模板加工 342

9.7  实践中常见问题解析 343

9.7.1  锯条损坏、锯削质量问题及

产生的原因、预防方法 343

9.7.2  錾削质量问题及产生的

原因 343

9.7.3  钻孔质量问题及产生的

原因 343

9.7.4  刮削质量问题及产生的

原因 344

本章小结 345

思考与练习 345

第10章  数控机床加工 346

10.1  数控铣削加工 346

10.1.1  数控铣床概述 347

10.1.2  数控铣床坐标系 348

10.1.3  数控铣床编程基础 351

10.1.4  项目案例精解 354

10.2  数控车削加工 357

10.2.1  数控车床概述 357

10.2.2  数控车床坐标系 360

10.2.3  数控车削加工中的装刀

 与对刀 361

10.2.4  数控车床编程基础 362

10.2.5  项目案例精解 364

10.3  拓展训练 365

10.3.1  UG NX数控车削锥孔零件

 工艺实例 365

10.3.2  UG NX平面铣削加工工艺

 实例 368

10.4  实践中常见问题解析 371

10.4.1  数控加工质量分析 371

10.4.2  螺纹加工常见问题解析 371

10.4.3  数控机床常见故障排除 371

本章小结 372

思考与练习 372

第11章  电火花加工 373

11.1  数控电火花加工 373

11.1.1  电火花加工原理 373

11.1.2  电火花加工设备 374

11.1.3  电火花成型加工操作 376

11.1.4  项目案例精解 378

11.2  数控线切割加工 379

11.2.1  数控线切割加工设备 379

11.2.2  数控线切割加工操作 380

11.2.3  项目案例精解 383

11.3  拓展训练 385

11.3.1  电机转子冲孔落料模的

 电火花加工 385

11.3.2  半圆形孔样板切割 386

11.4  实践中常见问题解析 387

11.4.1  电火花成型加工质量分析 387

11.4.2  线切割加工质量分析 387

本章小结 387

思考与练习 388

参考文献 389