本書內(nèi)容分6部分：制造基礎(chǔ)理論與技術(shù)；材料成形；鉗工與裝配；金屬切削；數(shù)控加工與先進制造；PLC電氣控制基礎(chǔ)。
前言
制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體。經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，我國制造業(yè)規(guī)模躍居世界第一，成為支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基石。然而，與世界先進水平相比，我國制造業(yè)仍然大而不強，在自主創(chuàng)新能力、資源利用效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平、信息化程度、質(zhì)量效益等方面差距明顯，轉(zhuǎn)型升級和跨越發(fā)展的任務(wù)緊迫而艱巨。
作為面向制造業(yè)的工科專業(yè)學生，工程基礎(chǔ)訓(xùn)練(金工實習)實踐教學環(huán)節(jié)是其在專業(yè)學習過程中接觸到的第一個完整且系統(tǒng)的制造理論學習認知和制造技術(shù)體會分析的過程。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展，工程基礎(chǔ)訓(xùn)練實踐教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容也在原來傳統(tǒng)的材料熱加工和冷加工等方面逐步向現(xiàn)代制造技術(shù)(如數(shù)控加工、特種加工等)和基礎(chǔ)控制技術(shù)等方面拓展。工程基礎(chǔ)訓(xùn)練實踐教學環(huán)節(jié)在內(nèi)容的廣度和深度的要求方面均有較為明顯的提升�；谝陨蠁栴}，本書在體系的構(gòu)架和內(nèi)容的選擇上，一方面緊扣教育部高等學校工程訓(xùn)練教學指導(dǎo)委員會對工程基礎(chǔ)訓(xùn)練實踐教學環(huán)節(jié)的要求，做到基礎(chǔ)性和通用性兼顧；另一方面，結(jié)合現(xiàn)代制造與控制技術(shù)，在內(nèi)容廣度上做了拓展，以滿足不同層次和特色學校與專業(yè)的適用性要求。
全書共23章，分為6個部分。本書可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生使用或參考，各院�？筛鶕�(jù)不同專業(yè)的需要對內(nèi)容進行取舍。同時，本書也可供相關(guān)行業(yè)工程技術(shù)人員參考。
本書由劉文靜、朱世欣主編。參加本書編寫的人員有：劉文靜(第1、3、17、18章)、朱世欣(第2、4、23章)、李永強(第5～8章)、高雙(第9、10、11、16章)、陸學斌(第12～15章)和邢冠梅(第19～22章)。
本書在編寫過程中參考了相關(guān)的同類著作，特向有關(guān)作者致謝。
限于編者的經(jīng)驗和水平，書中難免有疏漏與不當之處，懇請讀者批評指正。
編者
前言
第1部分制造基礎(chǔ)理論與技術(shù)
第1章制造技術(shù)及其發(fā)展1
1.1制造及相關(guān)概念1
1.1.1制造1
1.1.2制造業(yè)與制造技術(shù)2
1.1.3制造系統(tǒng)2
1.1.4制造模式2
1.2制造技術(shù)的發(fā)展3
1.2.1制造創(chuàng)造了人類3
1.2.2制造技術(shù)的發(fā)展：四次技術(shù)
革命4
1.2.3制造業(yè)發(fā)展的教訓(xùn)5
1.3機械制造的過程6
1.3.1廣義的制造過程6
1.3.2狹義的制造過程7
1.4現(xiàn)代制造技術(shù)8
1.4.1主要內(nèi)容8
1.4.2形成過程9
1.4.3發(fā)展特點9
1.4.4發(fā)展趨勢11
第2章工程材料13
2.1材料的種類及成形13
2.1.1材料的種類13
2.1.2材料的制備與加工13
2.2金屬材料15
2.2.1鋼15
2.2.2鑄鐵15
2.2.3有色金屬16
2.3非金屬材料16
2.4材料的性能17
2.4.1力學性能17
2.4.2材料的物理、化學及工藝
性能19
第3章切削加工基礎(chǔ)知識21
3.1切削運動21
3.1.1主運動21
3.1.2進給運動21
3.1.3切削表面22
3.1.4切削用量22
3.2刀具材料23
3.2.1對刀具材料的基本要求23
3.2.2常用刀具材料23
3.3刀具結(jié)構(gòu)25
3.3.1車刀的組成25
3.3.2車刀角度26
第4章生產(chǎn)管理與安全生產(chǎn)28
4.1國家有關(guān)工業(yè)安全法規(guī)28
4.2機械工程安全29
4.2.1機械危害29
4.2.2危險性大的機械設(shè)備30
4.2.3機械傷害的形式31
4.2.4機械事故的原因32
4.3用電安全常識33
4.3.1觸電33
4.3.2電氣火災(zāi)及爆炸33
4.3.3用電安全技術(shù)措施33
4.4防火與化工安全34
4.4.1火的來源與類型34
4.4.2防火措施34
4.4.3滅火35
4.4.4化學藥品和危險物料常識35
復(fù)習思考題36
參考文獻36第2部分材料成形
第5章鑄造37
5.1鑄造的概念及發(fā)展37
5.1.1鑄造的概念37
5.1.2鑄造的發(fā)展37
5.1.3鑄造的分類37
5.1.4鑄造生產(chǎn)的特點38
5.2合金的鑄造性能38
5.2.1合金的流動性38
5.2.2合金的凝固與收縮38
5.2.3縮孔與縮松39
5.2.4鑄造應(yīng)力40
5.2.5變形及裂紋41
5.3砂型鑄造42
5.3.1概念與工藝流程42
5.3.2型砂及芯砂42
5.3.3造型方法43
5.3.4鑄造工藝設(shè)計44
5.4特種鑄造47
5.4.1金屬型鑄造47
5.4.2壓力鑄造47
5.4.3熔模(失蠟)鑄造47
5.4.4離心鑄造48
5.5鑄件結(jié)構(gòu)48
5.5.1鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求48
5.5.2合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)
的要求48
第6章鍛壓50
6.1金屬壓力加工50
6.1.1金屬的可鍛性50
6.1.2壓力加工的分類51
6.1.3金屬塑性變形51
6.1.4鍛壓概述52
6.2鍛造53
6.2.1自由鍛53
6.2.2模鍛55
6.2.3胎模鍛57
6.3沖壓58
6.3.1板料沖壓的特點58
6.3.2板料沖壓的基本工序58
6.3.3沖壓件的構(gòu)造工藝性59
第7章焊接61
7.1焊接基礎(chǔ)理論61
7.1.1基本概念61
7.1.2金屬材料的焊接性62
7.1.3焊接應(yīng)力與焊接變形62
7.2金屬熔焊64
7.2.1熔焊的冶金特點64
7.2.2焊接接頭金屬組織與性能的
變化64
7.2.3提高焊接接頭質(zhì)量的措施65
7.3電弧焊65
7.3.1焊條電弧焊65
7.3.2埋弧焊66
7.3.3氣體保護焊68
7.4其他焊接方法69
7.4.1電渣焊69
7.4.2摩擦焊69
7.4.3等離子弧焊69
7.4.4電阻焊69
7.4.5釬焊71
7.5常用金屬材料的焊接71
7.5.1常用鋼材的焊接71
7.5.2鑄鐵件的補焊71
7.5.3有色金屬及其合金的焊接72
7.6焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計72
7.6.1焊件選擇的原則72
7.6.2焊件的結(jié)構(gòu)工藝73
第8章熱處理和表面處理76
8.1熱處理概述76
8.1.1熱處理工藝特點76
8.1.2熱處理的分類77
8.1.3熱處理常用設(shè)備及其使用77
8.2鋼的常用熱處理78
8.2.1退火與正火78
8.2.2淬火78
8.2.3回火79
8.2.4鋼的表面熱處理80
8.3金屬常用表面處理技術(shù)80
8.3.1表面機械強化80
8.3.2轉(zhuǎn)化膜處理81
復(fù)習思考題83
參考文獻83第3部分鉗工與裝配
第9章測量及量具85
9.1零件的加工質(zhì)量85
9.1.1尺寸精度85
9.1.2形狀和位置精度85
9.1.3表面粗糙度88
9.2常用量具簡介88
9.2.1鋼直尺88
9.2.2游標卡尺89
9.2.3千分尺90
9.2.4卡鉗91
9.2.5塞規(guī)和卡規(guī)91
9.2.6百分表和千分表92
9.2.7塞尺93
9.2.8直角尺和游標萬能角度尺93
第10章鉗工95
10.1鉗工概述95
10.2劃線95
10.2.1劃線的作用和種類95
10.2.2常用劃線工具96
10.2.3劃線基準99
10.2.4劃線過程100
10.3鋸削、銼削與鏨削102
10.3.1鋸削102
10.3.2銼削105
10.3.3鏨削109
10.4鉆孔、擴孔與鉸孔114
10.4.1鉆床的種類114
10.4.2鉆頭與鉆孔方法115
10.4.3鉆頭的刃磨117
10.4.4擴孔117
10.4.5鉸孔118
10.4.6锪孔及锪端面118
10.5攻、套螺紋119
10.5.1攻螺紋119
10.5.2套螺紋121
10.6刮削和研磨122
10.6.1刮削122
10.6.2研磨126
第11章裝配129
11.1裝配基礎(chǔ)129
11.1.1裝配的概念129
11.1.2裝配工作的要求129
11.2典型組件裝配方法130
11.3拆卸工作的要求134
復(fù)習思考題134
參考文獻135
第4部分金屬切削
第12章車削加工136
12.1基礎(chǔ)知識136
12.2車床137
12.2.1臥式車床137
12.2.2立式車床139
12.2.3轉(zhuǎn)塔車床139
12.3工件的裝夾及車床附件140
12.3.1卡盤裝夾140
12.3.2頂尖裝夾142
12.3.3心軸裝夾142
12.3.4花盤裝夾142
12.3.5中心架及跟刀架的使用143
12.4車刀144
12.4.1車刀的種類144
12.4.2車刀的刃磨145
12.4.3車刀的安裝145
12.5車削操作的要領(lǐng)146
12.5.1刻度盤的原理及應(yīng)用146
12.5.2車削的步驟146
12.6典型車削操作147
12.6.1車端面147
12.6.2車外圓和臺階148
12.6.3切槽、切斷、車成形面和
滾花149
12.6.4車圓錐面152
12.6.5孔加工153
12.6.6車螺紋154
12.7車削綜合實例156
第13章銑削加工157
13.1基礎(chǔ)知識157
13.2銑床158
13.2.1臥式萬能升降臺銑床158
13.2.2立式升降臺銑床158
13.2.3龍門銑床159
13.3常用銑床附件159
13.3.1平口鉗159
13.3.2回轉(zhuǎn)工作臺159
13.3.3萬能立銑頭160
13.3.4萬能分度頭160
13.3.5分度方法161
13.4銑刀及安裝161
13.4.1常用銑刀的種類和應(yīng)用161
13.4.2銑刀的安裝162
13.5典型的銑削操作163
13.5.1銑平面163
13.5.2銑溝槽165
13.5.3銑螺旋槽166
13.5.4銑成形面167
13.6銑削綜合實例167
第14章刨削加工169
14.1基礎(chǔ)知識169
14.2刨床170
14.2.1牛頭刨床170
14.2.2龍門刨床171
14.2.3插床171
14.3刨刀及工件安裝172
14.3.1刨刀的結(jié)構(gòu)與種類172
14.3.2工件的安裝173
14.4典型的刨削操作173
14.4.1刨水平面173
14.4.2刨垂直面和斜面174
14.4.3刨溝槽174
14.5刨削綜合實例175
第15章磨削加工178
15.1基礎(chǔ)知識178
15.2磨床179
15.2.1外圓磨床179
15.2.2平面磨床180
15.2.3內(nèi)圓磨床181
15.3砂輪及工件安裝182
15.4典型的磨削操作183
15.4.1外圓磨削183
15.4.2內(nèi)圓磨削184
15.4.3平面磨削184
15.5磨削綜合實例184
第16章齒輪加工186
16.1成形法186
16.2展成法187
16.2.1插齒加工187
16.2.2滾齒加工188
復(fù)習思考題189
參考文獻190
第5部分數(shù)控加工與先進制造
第17章數(shù)控車削191
17.1數(shù)控加工概述191
17.1.1數(shù)控程序編制的定義191
17.1.2數(shù)控程序編制的方法192
17.1.3數(shù)控機床的分類194
17.1.4數(shù)控加工的特點195
17.1.5安全操作規(guī)程196
17.2數(shù)控車削197
17.2.1數(shù)控機床的工作原理197
17.2.2數(shù)控車床分類198
17.2.3數(shù)控車床加工對象199
17.2.4數(shù)控車床的操作200
17.3數(shù)控機床程序代碼標準203
17.3.1數(shù)控程序結(jié)構(gòu)203
17.3.2準備功能字G205
17.3.3尺寸字210
17.3.4進給功能字F210
17.3.5主軸轉(zhuǎn)速功能字S210
17.3.6刀具功能字T210
17.3.7輔助功能字M210
17.4數(shù)控車削加工實例211
17.4.1數(shù)控加工順序安排原則211
17.4.2加工路線的確定211
17.4.3加工實例212
第18章數(shù)控銑削217
18.1數(shù)控銑床217
18.1.1數(shù)控銑床概述217
18.1.2數(shù)控銑床分類217
18.1.3數(shù)控銑床的主要加工對象218
18.1.4數(shù)控銑床操作218
18.2加工中心219
18.2.1加工中心的定義219
18.2.2加工中心的工作原理219
18.2.3加工中心的特點220
18.2.4加工中心的分類220
18.2.5刀具管理221
18.3數(shù)控銑削加工實例222
第19章特種加工229
19.1特種加工概述229
19.1.1特種加工的概念229
19.1.2特種加工的特點229
19.1.3特種加工的分類229
19.2電火花加工230
19.2.1電火花加工的基本原理230
19.2.2電火花加工的特點231
19.2.3電火花加工的分類及應(yīng)用231
19.2.4電火花加工機床232
19.3電火花線切割加工234
19.3.1電火花線切割加工的基本
原理234
19.3.2電火花線切割加工的特點234
19.3.3電火花線切割加工的應(yīng)用235
19.3.4電火花線切割機床235
19.3.5電火花線切割數(shù)控編程238
19.4激光加工240
19.4.1激光加工的基本原理240
19.4.2激光加工的特點240
19.4.3激光加工的應(yīng)用241
19.4.4激光加工的基本設(shè)備242
19.5超聲波加工243
19.5.1超聲波加工的基本原理243
19.5.2超聲波加工的特點244
19.5.3超聲波加工的應(yīng)用244
19.5.4超聲波加工設(shè)備245
第20章精密與超精密加工技術(shù)247
20.1概述247
20.1.1精密與超精密加工的概念247
20.1.2精密與超精密加工技術(shù)的
特點247
20.1.3精密與超精密加工的重
要性248
20.2精密與超精密加工的主要方法249
20.2.1超精密切削加工249
20.2.2超精密磨削加工251
20.2.3超精密研磨252
20.2.4超精密拋光253
20.3精密與超精密加工的機床設(shè)備255
20.3.1精密主軸部件255
20.3.2機床的總體布局257
20.3.3導(dǎo)軌258
20.3.4進給驅(qū)動系統(tǒng)259
20.3.5微量進給裝置260
第21章柔性制造系統(tǒng)261
21.1柔性制造系統(tǒng)的基本概念261
21.2柔性制造系統(tǒng)的分類262
21.3柔性制造系統(tǒng)的組成263
21.4柔性制造系統(tǒng)中的機床特點265
21.5柔性制造系統(tǒng)應(yīng)具備的功能266
第22章逆向工程與快速成型
技術(shù)267
22.1逆向工程267
22.1.1逆向工程系統(tǒng)的組成267
22.1.2逆向工程的應(yīng)用268
22.1.3逆向工程設(shè)計制造的工作
流程269
22.1.4逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)270
22.1.5三坐標測量271
22.1.6激光掃描273
22.2快速成型技術(shù)275
22.2.1快速成型的成型原理275
22.2.2快速成型的工藝過程276
22.2.3快速成型技術(shù)的特點276
22.2.4快速成型制造工藝的分類277
22.2.5分層實體制造工藝278
22.3三維打印280
22.3.1三維打印快速成型的工藝
流程280
22.3.2三維打印快速成型工藝的
特點281
復(fù)習思考題282
參考文獻283第6部分PLC電氣控制基礎(chǔ)
第23章自動化(PLC)實訓(xùn)285
23.1PLC概述285
23.1.1PLC的定義285
23.1.2PLC的分類286
23.1.3PLC的特點286
23.1.4PLC的應(yīng)用領(lǐng)域287
23.1.5PLC的工作原理288
23.1.6PLC的主要技術(shù)指標289
23.2實訓(xùn)平臺簡介290
23.2.1CPU 224型PLC外形及端
子介紹290
23.2.2CPU 224型PLC結(jié)構(gòu)及性
能指標292
23.2.3CPU 224型PLC的工作
方式293
23.2.4工程訓(xùn)練中心PLC實訓(xùn)平
臺簡介294
23.3STEP 7—Micro/WIN編程軟件
簡介295
23.3.1編程軟件STEP 7—Micro/
WIN的安裝295
23.3.2STEP 7—Micro/WIN編程軟件
的主要功能295
23.3.3建議S7—200 CPU的通信296
23.3.4STEP 7—Micro/WIN窗口
組件297
23.4基本邏輯指令實訓(xùn)298
23.4.1梯形圖(Ladder Diagram)程
序設(shè)計語言298
23.4.2點亮一只LED指示燈實訓(xùn)298
23.4.3邏輯與、或、非實訓(xùn)299
23.4.4學生自主設(shè)計299
23.5自鎖、互鎖電路設(shè)計299
23.5.1自鎖電路299
23.5.2互鎖電路300
23.5.3自主設(shè)計301
23.6定時器指令301
23.6.1定時器指令介紹301
23.6.2三種定時器指令實訓(xùn)302
23.6.3通電延時定時器(TON)
實訓(xùn)302
23.6.4自主設(shè)計303
23.7計數(shù)器指令303
23.7.1計數(shù)器指令介紹303
23.7.2三種計數(shù)器指令實訓(xùn)303
23.7.3計數(shù)器的擴展(即乘法器)304
23.7.4自主設(shè)計304
23.8比較指令305
23.8.1比較指令介紹305
23.8.2比較指令與定時器相結(jié)合305
23.8.3比較指令與計數(shù)器相結(jié)合306
23.8.4自主設(shè)計306
23.9數(shù)據(jù)處理指令306
23.9.1數(shù)據(jù)傳送指令306
23.9.2移位指令307
23.9.3應(yīng)用舉例308
23.9.4自主設(shè)計310
復(fù)習思考題310
參考文獻310
書單推薦
