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第一篇 工艺设计基础1

第一章 工艺过程设计概论1

§1-1工艺过程的组成1

§1-2设计工艺过程的基本要求及主要的技术依据2

一、设计工艺过程的基本要求2

二、零件图及技术条件2

三、生产类型2

四、生产条件3

§1-3工艺过程的设计方法3

一、航空、航天与精密机械产品的特点3

二、设计工艺过程的步骤4

§1-4提高质量、生产率和经济性的措施4

一、设计工艺性4

二、提高加工质量的途径5

三、提高劳动生产率的途径6

四、计算机技术的应用7

§2-1法定计量单位8

一、常用法定计量单位及符号8

第二章 设计资料的选择8

二、常用法定计量单位的换算10

三、常用法定计量单位的应用12

§2-2公、英制尺寸换算15

一、常用公、英制尺寸的换算15

二、常用公、英制尺寸换算的应用18

§2-3优先数及优先数系22

一、常用优先数及优先数系22

二、常用优先数及优先数系的应用24

§2-4常用几何体的计算公式25

一、常用几何图形的面积计算公式25

二、常用几何体的表面积和体积计算公式26

三、圆周等分的计算28

四、常用三角计算30

五、正方形与等六边形对边与对角长度换算31

§2-5标准尺寸32

§2-6锥度与角度系列34

§2-7棱体的角度与斜度系列36

二、确定修约位数的表达方式37

一、术语37

三、进舍规则37

§2-8数值修约的规则37

四、不许连续修约38

§2-9零件结构要素39

一、中心孔39

五、6．5单元修约与0．2单位修约39

二、零件倒圆与倒角41

三、球面半径42

四、圆形零件自由表面过渡圆角半径和静配合连接轴用倒角42

五、T形槽43

六、砂轮越程槽44

附录 常用标准代号46

一、常用国内部门标准代号46

七、插齿空刀槽46

二、常用国外国家标准号及专业标准代号47

三、常用国外公司标准代号47

四、常用基础标准50

五、常用工艺标准52

六、机械加工工时定额标准53

§3-1公差与配合及其应用54

一、公差与配合54

第三章 常用标准54

二、未注公差尺寸的极限偏差68

三、公差与配合的选择68

四、孔公差带和轴公差带的新、旧国标对照71

五、一般公差72

§3-2形位公差及其应用78

一、形状和位置公差78

二、未注形位公差的规定83

三、形位公差的选择85

四、形位公差新、旧国标对照88

§3-3表面粗糙度92

一、表面粗烽度化（符）号92

二、评定表面粗糙度的参数及其数值系列93

三、表面粗糙度与表面光洁度新、旧标准评定参数值对照94

四、表面粗糙度数值的选择97

五、一般表面粗糙度101

§3-4螺纹102

一、螺纹的种类、特点和应用102

二、普通螺纹104

三、MJ螺纹112

四、锥螺纹126

五、管螺纹131

六、过盈螺纹135

七、修理用过盈螺纹146

§3-5键与花键152

一、键联结152

二、花键165

一、齿轮的种类、特点及应用178

二、渐开线圆柱齿轮178

§3-6齿轮178

三、锥齿轮200

§3-7机械制图231

一、图样画法231

二、装配图中零部件序号及其编排方法237

三、轴测图238

四、尺寸注法240

五、中心孔表示法248

§4-1材料的主要性能指标及检测方法250

一、金属材料250

第四章 常用材料250

二、非金属材料253

§4-2黑色金属材料257

一、钢铁产品牌号表示方法257

二、结构钢261

三、不锈钢、耐热钢和高温合金287

四、铸铁与铸钢329

§4-3有色金属材料335

一、有色金属材料的种类与牌号335

二、铝及铝合金339

三、镁及镁合金350

四、铜及铜合金354

五、钛及钛合金363

六、硬质合金367

§4-4常用其他材料374

一、工程塑料374

二、复合材料380

三、橡胶材料380

§4-5金属材料国内外牌号对照391

一、结构钢、不锈钢、工具钢和耐热钢国内外牌号对照391

二、高温合金国内外牌号对照396

三、钛合金国内外牌号对照397

四、硬质合金国内外牌号对照398

一、产品图的分析401

§5-1工艺路线设计的内容401

二、主要表面加工方法的选择401

三、阶段划分与工序的集中分散401

第五章 工艺路线设计的内容与方法401

第二篇 工艺路线设计401

五、热处理与表面保护工序403

六、辅助工序的内容和安排403

四、机械加工工序的顺序403

§5-2加工方案的制订404

一、主要表面加工方法的选择404

二、零件表面加工方案的选择414

§5-3基准选择416

一、基准类别——设计基准与工艺基准416

二、定位基准的选择417

三、工序基准的选择424

§6-1锻造毛坯的选择与设计426

一、航空锻件的特点及其设计任务426

第六章 毛坯的选择与设计426

三、平锻机上模锻件的设计429

二、锤和压力机上模锻件的设计430

四、航空锻件试制定型与质量检验490

五、锻件毛坯图的绘制493

§6-2铸造毛坯的选择与设计497

一、航空铸件的特点及其设计任务497

二、铸件的结构设计502

三、铸件的尺寸公差及加工余量513

四、航空铸件的试制定型与质量检验521

五、铸造毛坯图521

§6-3常用金属型材的尺寸与允许偏差522

一、热轧圆钢与方钢522

二、锻制圆钢与方钢525

三、热轧六角钢和八角钢坯材527

四、冷拉圆钢坯材528

五、冷方钢坯标530

六、冷拉六角钢型材532

七、优质铝及铝合金挤压棒材533

八、镁合金挤压棒材535

九、铜及铜合金棒材坯料538

十、钛及钛合金棒材539

十一、普通螺纹滚制前的毛坯直径与公差541

十二、MJ螺纹滚制前毛坯直径尺寸与公差545

§7-1常用钢的热处理548

一、概述548

第七章 热处理与表面保护548

二、常用钢预先热处理方法、目的和应用549

三、常用结构钢最终热处理方法、目的和应用551

四、冷处理与人工时效557

一、概述558

二、各种常用化学热处理方法的特点和应用558

§7-2钢的化学热处理558

三、常用钢化学热处理的深度和硬度565

§7-3常用钢零件热处理在工艺路线中的安排566

一、概述566

二、结构钢零件热处理工序的安排567

§7-4不锈钢、耐热钢与高温合金的热处理569

一、不锈钢的热处理569

三、工具钢零件热处理工序的安排569

二、耐热钢和热强钢的热处理575

三、高温合金的处理577

一、热处理的技术要求和检验项目579

§7-5有色金属热处理584

一、铝及铝合金的热处理584

二、镁合金的热处理586

三、钛及钛合金的热处理587

四、铜及铜合金的热处理589

§7-6可控气氛热处理与真空热处理590

一、概述590

二、可控气氛（少氧化无氧化）热处理590

三、真空热处理593

§7-7形变热处理594

一、形变热处理的方法、效果和用途594

二、几种材料的形变热处理595

§7-8热处理的检验597

二、检验类别598

三、硬度检验599

§7-9电镀与化学转化膜601

一、金属镀层及化学处理的表示方法601

二、电镀件设计的工艺性603

三、常用镀方法的镀层特性与应用范围604

四、电镀合金609

五、电镀在工艺过程中应用时应注意的问题610

六、化学转化膜612

§7-10特种涂镀617

一、金属刷镀（金属涂镀）617

二、真空镀膜618

三、热喷涂621

§7-11工序间清洗与防锈623

一、一般规定623

二、常用洗涤剂的组成、适用范围和技术要求624

三、常用防锈材料、适用范围和技术要求624

§8-1设备和工艺装备的选择627

第八章 机床工序设计的基本内容和方法627

一、机床的选择627

第三篇 工序设计627

§8-2加工余量的确定628

四、量具的选择628

一、总加工余量和工序加工余量628

三、切削工具的选择628

二、夹具的选择628

二、影响加工余量的因素629

§8-3工序尺寸的计算631

一、工序尺寸的确定631

三、确定工序余量的方法631

二、工艺尺寸的换算632

三、尺寸图表636

§8-4切削用量与时间定额640

一、切削用量640

二、时间定额641

§8-5工艺文件642

§8-6机械加工工序余量及公差的参考数据643

一、标准工艺尺寸643

二、轴类零件采用轧制材料时的机械加工余量644

三、加工外圆柱表面的工序间加工余量及公差646

四、孔的加工余量649

五、端面的加工余量及公差653

六、平面的加工余量654

七、有色金属及其合金的机械加工余量657

八、切除渗碳层的加工余量661

九、齿轮和花键精加工余量663

十、其他665

十一、加工余量确定示例668

§9-2几何尺寸的计量总论670

§9-1基本概念670

一、计量器具和测量方法的分类670

第九章 机械加工中的检验与测试670

一、计量器具的基本度量指标671

三、计量器具的选择原则672

§9-3常用量具及量仪674

一、量块674

二、线纹尺677

三、极限量规679

四、常用游标量具691

五、测微螺旋副类量具695

六、表类量具和比较仪700

七、精密量仪704

八、小尺寸测量量具715

九、角度量具716

十、其他量具722

十一、形状和位置误差的检验733

十二、表面粗糙度的检验733

十三、齿轮量具、量仪的主要技术数据738

§9-4无损检验740

一、无损检验740

二、其他检验方法750

第十章 机械加工中常用结构要素的数学计算753

§10-1V形槽加工与测量中的计算753

§10-2燕尾结构的尺寸计算754

§10-3螺纹测量中的计算757

一、圆柱螺纹的几何参数757

二、螺丝纹测量中的计算758

§10-4花键测量中的计算765

一、渐开线花键（或齿轮）测量中的计算765

二、三角形花键齿形测量中的计算767

三、矩形花键外齿等分性测量中的计算768

§10-5齿轮测量中的计算769

一、渐开线直齿圆柱齿轮测量用尺寸计算769

二、斜齿圆柱齿轮测量用尺寸计算773

三、锥齿轮测量用尺寸计算773

四、普通圆柱蜗杆传动780

§10-6其他测量中的计算787

一、圆锥角度测量787

二、中心角测量中的计算792

三、平面角测量中的计算794

四、交点尺寸测量中的计算795

五、相关尺寸的测量与计算公式801

六、圆弧半径的测量与计算公式802

一、点的平面坐标旋转计算公式803

§10-7点的平面坐标旋转及在工艺计算中的应用803

二、点的平面坐标旋转计算公式的应用805

三、工艺孔的应用及其计算807

四、坐标旋转后的合成误差计算809

§10-8空间角度计算813

一、直角坐标中空间点坐标旋转后的计算公式813

二、空间直线的角度计算818

一、机床的分类828

§11-1金属切削机床的分类与型号的编制方法828

二、金属切削机床型号编制方法828

第十一章 金属切削机床及机床附件828

§11-2常用金属切削机床技术性能841

一、车床841

二、钻床851

三、镗床854

四、磨床857

五、齿轮加工机床864

六、螺纹加工机床872

七、铣床875

八、拉床878

§11-3且合机床880

一、组合机床的特点880

二、组合机床的组成881

三、组合机床的分类881

四、组合机床通用部件的分类和标准884

五、组合机床的选用原则885

§11-4金属切削机床工作精度886

一、车床工作精度886

二、钻床工作精度887

三、镗床工作精度888

四、磨床工作精度888

五、齿轮机工作精度891

六、螺纹机床工作精度893

七、铣床工作精度893

八、插床工作精度894

九、拉床工作精度895

十、组合机床的加工精度895

一、数控机床的特点及应用896

二、数控机床的组成896

§11-5数字程序控制机床简介896

三、数控机床的分类与选用899

四、数控机床的自动换刀装置902

五、部分数控系统主要指标909

§11-6金属切削机床常用附件924

一、顶尖和顶尖套924

二、拨盘和鸡心夹头928

三、虎钳930

四、回转工作台931

五、分度头935

六、万能铣头、立铣头、插头940

七、数控自定心中心架944

八、数控电动自动转塔刀架944

九、刀具夹心946

十、锥柄工具用衬套、莫氏圆锥952

十一、吸盘953

十二、过渡盘954

§12-1刀具的基本知识957

一、刀具切削部分的定义957

第十二章 金属切削刀具957

二、刀具几何角度的功用、选择原则及合理几何参数参考值962

一、常用车削方式及刀具类型968

二、车刀的结构型式968

§12-2车刀968

三、各类车刀切削部分的几何形状及有关参数1004

四、成形车刀1007

§12-3钻头1010

一、麻花钻的结构和几何参数1010

二、通用麻花钻的参考尺寸和几何参数（参考件）1012

三、钻头的磨钝标准及耐用度1018

四、钻头规格标准1019

五、麻花钻几何形状的改进1032

§12-4扩孔钻和锪钻1034

一、扩孔钻和锪钻及其特点1034

二、扩孔钻的几何参数1035

三、扩孔钻的磨钝标准及耐用度1036

四、扩孔钻的锪钻规格1036

§12-5铰刀1044

一、铰刀的结构和几何参数1045

二、铰刀的磨钝标准及耐用度1046

三、标准铰刀1046

§12-6孔加工复合刀具1065

§12-7铣刀1067

一、铣刀的种类和用途1067

二、铣刀的结构和几何参数1068

三、标准铣刀1070

§12-8拉刀1101

一、拉削的特点及使用范围1101

二、拉刀的结构和几何参数1102

三、标准拉刀1105

四、拉刀的紧固部分1113

五、拉刀柄部型式和尺寸1113

§12-9螺纹刀具1117

一、螺纹刀具的种类及用途1117

二、标准螺纹刀具1119

§12-10齿轮刀具1138

一、齿轮刀具的种类及用途1138

二、标准齿轮刀具1141

§12-11磨具1156

一、常见的磨削方式1156

二、磨具的标注方法1157

三、磨具的分类、应用及寸1157

四、磨具的选择1164

§12-12涂层刀具1172

§12-13数控刀具及其工具系统简介1174

一、数控力具的类型及其要求1174

二、数控工具系统1176

三、数控工具识别系统1180

四、刀具磨损、破损及加工尺寸监控系统1180

五、刀具管理技术1182

六、国内外数控刀具发展概况及趋势1183

§13-1机床夹具的作用和选择定位基准及夹紧面时应注意的问题1185

一、机床夹具的作用1185

第十三章 机床夹具1185

二、机床夹具的组成及各部分的作用1186

三、选择定位基准及夹紧面时应注意的问题1186

§13-2机床夹具的分类与选用1188

一、机床夹具的分类1188

§13-3各种专用夹具的特点与应用1189

一、车床（和圆磨床）专用夹具1189

二、各类机床夹具的选用1189

二、铣床类专用夹具1198

三、钻床类专用夹具1200

四、随行夹具1203

§13-4多用途机床夹具的特点1205

一、机床夹具的发展和多用途夹具的类别1205

二、通用可调整夹具1206

三、成组夹具1212

四、组合夹具与拼拆夹具1220

§13-5数控加工用夹具1223

一、数控加工用夹具的选用方法与设计1223

二、各类数控夹具的典型结构1224

三、数控加工中更换工件的装置1240

第四篇 金属切削的基本原理、方法与切削用量1251

第十四章 金属切削的基本原理1251

§14-1金属切削过程的基本规律1252

一、金属切削过程1252

二、切削过程中的金属变形规律1253

三、积屑瘤1254

四、切屑变形程度及变代规律1255

五、切屑类型及断屑措施1257

§14-2切削力1258

一、切削力的来源及其影响1258

二、切削合力、分力及切削功率1259

三、影响切削力的因素1260

§14-3切削热及切削温度1263

一、切削热的产生和传出1263

二、切削温度1265

三、影响切削温度的主要因素1266

§14-4刀具磨损及耐用度1269

一、刀具的磨损和破损1269

二、刀具耐用度及其与切削速度的关系1272

§14-5工件材料的切削加工性1274

一、切削加工性的基本概念与标志方法1274

二、影响材料加工性的因素1275

三、难加工材料的切削加工性1276

§14-6切削和磨削加工的表面质量1279

一、表面质量（表面完整性）的基本概念1279

二、影响切削加工表面粗糙度的因素及改善措施1280

三、切削加工的表面硬化和残余应力及其影响因素1281

四、磨削加工的特点及表面质量1284

§14-7切削液1290

一、切削液的作用1290

二、切削液的分类及添加剂1291

三、切削液的选用1294

第十五章 切削用量与加工方法1297

§15-1切削用量的选择原则1297

一、切削用量的选择原则和制约条件1297

二、切削用量三要素的选择1298

§15-2加工常用材料的切削用量1299

一、车削的切削力、功率和切削用量1299

二、镗内孔的切削用量1317

三、钻削、扩孔和铰孔1319

四、铣削特点、铣削力、功率和切削用量1335

五、拉削特点和拉削用量1341

六、磨削1347

七、高速磨削和缓进给磨削1361

§15-3难切削金属材料的切削加工1363

一、高锰钢、高强度钢和恒弹合金3J33的切削1363

二、不锈钢的切削1372

三、高温合金的切削1380

四、钛合金切削1392

一、精密加工的概念和基本条件1405

二、精密车削1405

§15-4精密加工和光整加工1405

三、精密磨削1409

二、纤维缯强复合材料的切削特点1412

四、低应力磨削1413

五、珩磨1415

六、研磨1418

§15-5复合材料的切削加工1421

一、复合材料的特性1421

三、可加工陶瓷的切削1427

四、国外切削一些可加工陶瓷和复合材料的部分数据1430

§15-6特种加工方法及其应用1434

一、概述1434

二、电火花加工1435

三、电解加工和电解磨削1456

四、超声波加工1473

五、激光加工1476

六、电子束加工和离子束加工1480

七、其他特种加工1485

§16-1数控加工1494

第十六章 数控加工与计算机辅助制造1494

一、概述1494

第五篇 加工自动化及管理1494

二、数控加工程序编制1495

§16-2计算机辅助制造1522

一、计算机机床控制1523

二、计算机辅助制造系统1524

三、柔性制造系统1525

四、计算机集成制造系统与无人化制造系统1527

五、成组技术1527

六、计算机辅助工艺过程设计1533

第十七章 有关管理的知识1538

§17-1质量管理1538

一、质量概念与特点1538

二、质量保证体系1538

三、研制过程的质量管理1540

四、生产过程的质量管理1540

五、外购件和外协件的质量管理1542

六、使用过程的质量管理1542

七、质量成本管理1543

八、质量控制统计图表1546

§17-2标准化1549

一、标准分类1549

二、标准体系1550

三、标准化原理1551

四、标准化管理全过程1552

五、企业标准化1554

§17-3生产管理1555

一、生产系统1555

二、生产过程系统1556

三、生产类型1557

四、工作研究1557

五、安全生产和劳动保护1559

一、基本概念1560

二、产品工艺性分析与审查1560

§17-4工艺管理1560

三、工艺规程设计程序1561