数控加工工艺及装备 -中南大学出版社

数控加工工艺及装备

【作者】：肖爱武
【出版时间】：2008-06
【字数】：384（千字）
【定价】：￥30.00（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-81105-671-6
【页码】：252（页）
【开本】：16开

本书正是从数控加工的实用角度出发,以数控加工的实际生产为基础,以掌握数控加工工艺为目标,在总结多年教学实践经验的基础上,认真吸取兄弟院校专业教学改革的成功经验,参阅了大量的相关资料和书籍,在内容上强调基本概念,在介绍数控加工切削基础、数控加工用刀具、数控加工中工件的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上,分析了数控车削、数控铣削及数控电加工等加工工艺。全书系统性、综合性强,前后各章联系紧密;注重实用,理论与实践相结合,增加了实用的例题、手册和图表;书中精选了大量的典型实例,均经过实践检验,具有很高的可信度和可操作性。同时还增加了一些新工艺新技术的应用及现代制造技术等机械制造业中前沿科学的内容,使学生除能掌握相关的专业知识外,也能了解现代制造技术的发展方向。

绪论………………………………………………………………………………………… (1)
第1章数控加工工艺基础……………………………………………………………… (4)
1.1 工艺过程的基本概念……………………………………………………………… (4)
1.1.1 生产过程与工艺过程………………………………………………………… (4)
1.1.2 加工余量及工序尺寸的确定………………………………………………… (6)
1.2 机械加工工艺规程设计………………………………………………………… (11)
1.2.1 生产纲领和生产类型……………………………………………………… (11)
1.2.2 零件图的审查……………………………………………………………… (13)
1.2.3 毛坯的确定………………………………………………………………… (18)
1.2.4 定位基准的选择…………………………………………………………… (20)
1.2.5 加工路线的制定…………………………………………………………… (23)
1.2.6 典型零件机械加工工艺规程的制订……………………………………… (29)
1.3 数控加工工艺设计……………………………………………………………… (32)
1.3.1 数控加工的基本过程……………………………………………………… (32)
1.3.2 数控加工工艺设计的主要内容…………………………………………… (33)
1.3.3 数控加工工艺文件的编制………………………………………………… (38)
1.4 机械加工质量分析……………………………………………………………… (42)
1.4.1 加工精度…………………………………………………………………… (42)
1.4.2 机械加工表面质量………………………………………………………… (49)
1.5 时间定额和提高生产效率的途径……………………………………………… (51)
1.5.1 时间定额(TT) ……………………………………………………………… (51)
1.5.2 提高劳动生产率的工艺途径……………………………………………… (52)
1.6 数控加工与机械制造自动化…………………………………………………… (52)
1.6.1 数控加工的发展趋势……………………………………………………… (52)
1.6.2 成组技术…………………………………………………………………… (53)
1.6.3 计算机辅助工艺设计系统的体系结构…………………………………… (54)
1.6.4 柔性制造系统(FMS)及计算机集成制造系统(CIMS)…………………… (57)
本章小结………………………………………………………………………………… (58)
巩固练习………………………………………………………………………………… (59)
第2章数控加工的切削基础………………………………………………………… (61)
2.1 金属切削加工的基本知识……………………………………………………… (61)
2.1.1 切削运动(…………………………………………………………………… 61)
2.1.2 工件上形成的几个表面…………………………………………………… (61)
2.1.3 切削用量…………………………………………………………………… (62)
2.2 刀具的几何参数………………………………………………………………… (63)
2.2.1 刀具切削部分的表面与刀刃……………………………………………… (63)
2.2.2 确定刀具角度的参考系…………………………………………………… (64)
2.2.3 刀具标注角度……………………………………………………………… (65)
2.3 金属切削过程…………………………………………………………………… (65)
2.3.1 金属在切削过程中的变形………………………………………………… (65)
2.3.2 积屑瘤与鳞刺……………………………………………………………… (67)
2.4 金属切削过程的基本规律……………………………………………………… (69)
2.4.1 切削力……………………………………………………………………… (69)
2.4.2 切削热与切削温度………………………………………………………… (70)
2.4.3 刀具的磨损与耐用度……………………………………………………… (71)
2.5 切削条件的合理选择…………………………………………………………… (74)
2.5.1 刀具几何参数的选择……………………………………………………… (74)
2.5.2 数控加工切削要素的选择………………………………………………… (80)
2.6 切削液…………………………………………………………………………… (83)
2.6.1 切削液的作用……………………………………………………………… (83)
2.6.2 切削液的种类……………………………………………………………… (84)
2.6.3 切削液的选用……………………………………………………………… (84)
本章小结………………………………………………………………………………… (85)
巩固练习………………………………………………………………………………… (86)
第3章数控刀具及工具系统………………………………………………………… (87)
3.1 概述……………………………………………………………………………… (87)
3.1.1 数控刀具的类型…………………………………………………………… (87)
3.1.2 数控刀具的特点…………………………………………………………… (88)
3.2 数控刀具材料…………………………………………………………………… (88)
3.2.1 切削用刀具材料应具备的性能…………………………………………… (88)
3.2.2 常用刀具材料……………………………………………………………… (89)
3.2.3 刀具材料选用的基本原则………………………………………………… (92)
3.3 可转位刀片……………………………………………………………………… (93)
3.3.1 可转位刀片的代码及断屑槽……………………………………………… (93)
3.3.2 可转位刀片的夹紧机构…………………………………………………… (94)
3.4 常用数控刀具…………………………………………………………………… (98)
3.4.1 数控车削刀具……………………………………………………………… (98)
3.4.2 铣削刀具…………………………………………………………………… (105)
3.4.3 孔加工刀具………………………………………………………………… (110)
3.4.4 工具系统…………………………………………………………………… (113)
本章小结……………………………………………………………………………… (118)
巩固练习……………………………………………………………………………… (119)
第4章工件的装夹与夹具设计基础……………………………………………… (120)
4.1 机床夹具概述…………………………………………………………………… (120)
4.1.1 机床夹具的分类…………………………………………………………… (120)
4.1.2 机床夹具的组成…………………………………………………………… (120)
4.1.3 机床夹具的作用…………………………………………………………… (121)
4.2 工件在夹具中的定位…………………………………………………………… (122)
4.2.1 工件的装夹………………………………………………………………… (122)
4.2.2 工件的定位………………………………………………………………… (122)
4.2.3 常见的定位方法及定位元件……………………………………………… (126)
4.2.4 工件的组合定位…………………………………………………………… (129)
4.2.5 定位误差的分析与计算…………………………………………………… (130)
4.3 工件的夹紧……………………………………………………………………… (135)
4.3.1 对夹紧装置的基本要求…………………………………………………… (135)
4.3.2 夹紧力方向和作用点的选择……………………………………………… (135)
4.3.3 典型夹紧机构……………………………………………………………… (136)
4.3.4 气液传动装置……………………………………………………………… (138)
4.4 数控加工常用夹具……………………………………………………………… (140)
4.4.1 数控加工夹具简介………………………………………………………… (140)
4.4.2 组合夹具…………………………………………………………………… (141)
4.4.3 拼装夹具…………………………………………………………………… (144)
本章小结……………………………………………………………………………… (144)
巩固练习……………………………………………………………………………… (145)
第5章数控车削加工工艺…………………………………………………………… (148)
5.1 数控车削加工概述……………………………………………………………… (148)
5.1.1 数控车削的主要加工对象………………………………………………… (148)
5.1.2 工件在数控车床上的装夹………………………………………………… (150)
5.1.3 数控车削加工工艺的制订………………………………………………… (154)
5.2 典型工件的工艺分析…………………………………………………………… (166)
5.2.1 轴类零件数控车削工艺分析……………………………………………… (166)
5.2.2 套类零件数控车削工艺分析……………………………………………… (167)
5.2.3 盘类零件数控车削工艺分析……………………………………………… (170)
本章小结……………………………………………………………………………… (173)
巩固练习……………………………………………………………………………… (173)
第6章数控铣削与加工中心加工工艺…………………………………………… (175)
6.1 数控铣削与加工中心加工概述………………………………………………… (175)
6.1.1 数控铣削与加工中心的工艺特点………………………………………… (175)
6.1.2 数控铣床与加工中心加工的主要对象…………………………………… (176)
6.1.3 数控铣与加工中心加工工艺的制定……………………………………… (177)
6.1.4 装夹方案的确定…………………………………………………………… (179)
6.1.5 刀具的选择及对刀………………………………………………………… (180)
6.1.6 对刀点与换刀点的选择…………………………………………………… (184)
6.1.7 加工工艺路线的拟订……………………………………………………… (185)
6.2 典型零件数控加工工艺的制订………………………………………………… (190)
6.2.1 轮廓类零件的数控铣削加工工艺………………………………………… (190)
6.2.2 孔类零件的数控加工工艺………………………………………………… (193)
6.2.3 型腔类零件的数控加工工艺……………………………………………… (197)
6.2.4 箱盖类零件的数控加工工艺……………………………………………… (199)
本章小结……………………………………………………………………………… (203)
巩固练习……………………………………………………………………………… (203)
第7章数控电加工方法及加工工艺……………………………………………… (205)
7.1 数控电火花加工及加工工艺…………………………………………………… (205)
7.1.1 电火花加工的原理和设备组成…………………………………………… (205)
7.1.2 电火花加工工艺方法的分类……………………………………………… (213)
7.1.3 电火花加工工艺…………………………………………………………… (214)
7.1.4 影响电火花成形加工质量的因素………………………………………… (218)
7.1.5 电火花加工用工夹具……………………………………………………… (220)
7.2 数控电火花线切割加工及加工工艺…………………………………………… (220)
7.2.1 数控线切割加工原理、特点及应用……………………………………… (220)
7.2.2 数控线切割加工工艺指标及影响因素…………………………………… (222)
7.2.3 数控线切割加工工艺的制订……………………………………………… (223)
7.2.4 典型零件的数控线切割加工工艺分析…………………………………… (232)
本章小结……………………………………………………………………………… (235)
巩固练习……………………………………………………………………………… (236)
参考文献…………………………………………………………………………………… (238)

21世纪的世界正在发生着深刻的变化,以知识为主导、以高新技术及其产业为基础和支撑的新经济正在逐渐形成。随着我国经济全面与国际接轨,我国制造业进入了一个空前蓬勃发展的新时期,这必然对掌握现代信息化制造技术的技术人才、特别是对大量的一线技术工人形成了巨大需求。数控人才的匮乏,特别是高技能人才的需求对高职院校的人才培养提出了新的更高的要求。

为适应高等职业技术教育教学改革的要求,依据教育部高职高专应用性人才培养目标及相关课程基本要求,参照教育部数控技能型紧缺人才培养方案的指导思想,以增强实用性和加强能力与素质培养为指导,根据工程实践对制造技术知识和能力的要求,本教材将传统的《金属切削原理与刀具》、《机床夹具设计》、《机械制造工艺学》等几门课程中的核心教学内容进行有机整合而成为一门综合性课程教材。

数控加工工艺是数控编程与操作的基础,合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。本书正是从数控加工的实用角度出发,以数控加工的实际生产为基础,以掌握数控加工工艺为目标,在总结多年教学实践经验的基础上,认真吸取兄弟院校专业教学改革的成功经验,参阅了大量的相关资料和书籍,在内容上强调基本概念,在介绍数控加工切削基础、数控加工用刀具、数控加工中工件的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上,分析了数控车削、数控铣削及数控电加工等加工工艺。全书系统性、综合性强,前后各章联系紧密;注重实用,理论与实践相结合,增加了实用的例题、手册和图表;书中精选了大量的典型实例,均经过实践检验,具有很高的可信度和可操作性。同时还增加了一些新工艺新技术的应用及现代制造技术等机械制造业中前沿科学的内容,使学生除能掌握相关的专业知识外,也能了解现代制造技术的发展方向。

本教材是数控专业、机电一体化专业、机械制造专业等机电类专业的一门综合性技术基础教材,总学时数为70~90学时。

本教材由湖南化工职业技术学院肖爱武、娄底职业技术学院罗红专任主编,参加编写的有肖爱武(绪论、第一章、第五章)、永州职业技术学院彭永忠(第一章)、娄底职业技术学院罗红专(第二章)、湖南生物机电职院糜敏芳(第三章)、湖南大学熊高荣(第四章)、湖南怀化职业技术学院聂笃伟(第六章)、湖南机电职业技术学院陈本兴(第七章)。

本教材在编写过程中得到了各级领导和有关院校同行们的大力支持,谨表示衷心感谢!由于本教材编写是一次教学改革,更限于编者水平,书中的缺点和错误恳请各位同仁及读者不吝批评指正。

加入世贸组织后,我国机械制造业迎来了空前的发展机遇,我国正逐步变成“世界制造中心”。为了增强竞争能力,中国制造业开始广泛使用先进的数控技术、模具技术,21世纪机械制造业的竞争,其实是数控技术的竞争。随着数控技术、模具技术的迅速发展及数控机床的急剧增长,我国机械企业急需大批数控机床编程、操作、维修技术人才及模具设计与制造技术人才,而目前劳动力市场这种技术应用型人才严重短缺。为此,教育部会同劳动和社会保障部、国防科工委、信息产业部、交通部、卫生部联合启动了“职业院校制造业和现代服务业技能型紧缺人才培养培训工程”,明确了高等职业教育的根本任务就是要从劳动力市场的实际需要出发,坚持以就业为导向,以全面素质为基础,以能力为本位,努力造就数以千万计的制造业和现代服务业一线迫切需要的高素质技能型人才。并在全国选择确定了90所高职院校、96所中职院校作为数控技术技能型紧缺人才培养培训工程示范院校,推荐403个企事业单位作为校企合作数控培养培训基地。计划2003~2007年向社会输送数控专业毕业生数十万人,提供短期培训数十万人次,以缓解劳动力市场数控技能型人才紧缺的现状。

大量培养技能型人才中的一个重要问题就是教材。在机电类专业高等职业教育迅速发展的同时,具有高职特色的机电类专业教材极其匮乏,不能满足技能型人才培养的需要。为了适应机电类高职教育迅速发展的形势,在湖南省教育厅职成处,湖南省教育科学研究院的支持、指导和帮助下,湖南省高等职业教育机电类专业教学研究会和中南大学出版社进行了广泛的调研,探索出版符合高职教育教学模式、教学方式、教学改革的新教材的路子。他们组织全国30多所高职院校的院系领导及骨干教师召开了多次教材建设研讨会,充分交流了教学改革、课程设置、教材建设的经验,把教学研究与教材建设结合起来。并对机电类专业高职教材的编写指导思想、教材定位、特色、名称、内容、篇幅进行了充分的论证,统一了思想,明确了思路。在此基础上,由湖南省高等职业教育机电类专业教学研究会牵头,成立了“湖南省机电类专业规划教材编委会”,组织编写出版了高等职业教育机电类专业系列教材,这套教材包括机电类所有专业的公共专业基础课教材及数控、模具专业的核心专业课教材。

教材的编委会由业内权威教授、专家、高级工程技术人员组成,作者都是具有丰富教学经验、较高学术水平和实践经验的教授、专家及骨干教师、双师型教师。编委会通过推荐、招标、遴选确定了每本书的主编,并对每本书的编写大纲、内容进行了认真的审定,还聘请了中南大学、湖南大学等高校的教授、专家担任教材主审,确保了教材的高质量及权威性和专业性。

根据高职教育应用型人才培养目标,这套教材既具有高等教育的知识内涵,又具有职业教育的职业能力内涵,主要体现了以下特点。

(1)以综合素质为基础,以能力为本位。

本套教材把提高学生能力放在突出的位置,符合教育部机电类专业教学基本要求和人才培养目标,注重创新能力和综合素质培养。尽量做到理论与实践的零距离,教材的编写注重技能性、实用性,加强实验、实训、实习等实践环节,力求把学生培养成为机电行业一线迫切需要的应用型人才。

(2)以社会需求为基本依据,以就业为导向。

适应社会需求是职业教育生存和发展的前提,也是职业教育课程设置的基本出发点。本套教材以机电企业的工作需求为依据,探索和建立根据企业用人“订单”进行教育与培训的机制,明确职业岗位对核心能力和一般专业能力的要求,重点培养学生的技术运用能力和岗位工作能力。教材选用了技术先进、占市场份额最大的FANUC(法那科)、SEMENS(西门子)和华中等典型数控系统,既具针对性,又兼适应性,使学生具有较强的就业岗位适应能力。

(3)反映了机电领域的新知识、新技术、新工艺、新方法。

本套教材充分反映了机电行业内最新发展趋势和最新研究成果,体现了数控、模具领域的新知识、新技术、新工艺、新方法,克服了以往专业教材中存在的内容陈旧、更新缓慢的弊端,选择了目前最新的数控系统为典型实例,采用了最新的国家标准及相关技术标准。

(4)贯彻学历教育与职业资格证、技能证考试相结合的精神。

本套教材把职业资格证、技能证考证的知识点与教材内容相结合,将实践教学体系与国家职业技能鉴定标准实行捆绑,设计了与数控(车、铣)等工种技能考证基本相同的教材体系和标准版块,安排了相应的考证训练题及考证模拟题,使学生在获得学分的同时,也能较容易地获得职业资格证书。

(5)教材内容精炼。

本套教材以工程实践中“会用、管用”为目标,理论以“必需、够用”为度,对传统教材内容进行了精选、整合、优化和压缩,能更好地适应高职教改的需要。由于作了统一规划,相关教材之间内容安排合理,基础课与专业课有机衔接,全套教材具有系统性、科学性。

(6)教材体系立体化。

为了方便老师教学和学生学习,本套教材提供了电子课件、电子教案、教学指导,教学大纲、考试大纲、题库、案例素材等教学资源支持服务平台。

教材的生命力在于质量,而提高质量是永恒的主题。希望教材的编委会及出版社能做到与时俱进,根据高职教育改革和发展的形势及机电类专业技术发展的趋势,不断对教材进行修订、改进、完善,精益求精,使之更好地适应高等职业教育人才培养的需要,也希望他们能够一如既往地依靠业内专家,与科研、教学、产业第一线人员紧密结合,加强合作,不断开拓,出版更多的精品教材,为高等职业教育提供优质的教学资源和服务。

王键
2006年1月于长沙
(序作者为湖南省教育厅副厅长,教授、博士生导师)