機械切削工人實用手冊

本手冊緊密結合機械切削生產的需要,收集和選編了機械製造現場常用的技術資料和資料,所有技術內容儘量採用表格化的形式編排,易查易用。主要包括常用技術資料、常用材料性能及應用、公差配合及表面粗糙度、機械零件、金屬切削及刀具基本知識、機床夾具、機械零件精度檢測、毛坯及加工余量、車削加工、銑削加工、鉗工加工、磨削加工、難切削材料的加工等。書中收錄了大量現場應用實例,並進行了具體、透徹的分析。

本書適合從事機械加工生產的企業技術工人、管理人員使用,也可作為大中專院校相關專業師生的參考資料。

第1章　常用技術資料 1
1.1 常用數學基本知識 1
1.1.1 常用圖形計算 1
1.1.2 三角函數 7
1.2 常用資料 12
1.2.1 法定計算單位 12
1.2.2 常用計量單位的換算 15

第2章　常用材料性能及應用 20
2.1 金屬材料的分類及其性能 20
2.1.1 金屬材料的分類 20
2.1.2 金屬材料的性能指標簡介 23
2.2 鋼鐵材料 43
2.2.1 生鐵的塗色標記 43
2.2.2 鋼材的標記代號 44
2.2.3 鋼材的塗色標記 45
2.2.4 鋼鐵產品牌號的表示方法 47
2.2.5 鋼材的熱處理 54
2.2.6 常用鑄鐵品種、牌號及用途 57
2.2.7 常用鋼的品種、牌號及用途 62
2.3 有色金屬及其合金 89
2.3.1 有色金屬材料的塗色標記 89
2.3.2 有色金屬產品牌號的表示方法 90
2.3.3 銅及銅合金 102
2.3.4 鋁及鋁合金 114

第3章　公差配合及表面粗糙度 123
3.1 公差與配合 123
3.1.1 術語及定義 123
3.1.2 公差與配合基本規定 129
3.1.3 一般公差 133
3.1.4 優先、常用和一般用途的孔、軸公差帶 135
3.1.5 基孔制與基軸制優先、常用配合 136
3.2 形狀和位置公差 139
3.2.1 形狀和位置公差符號 139
3.2.2 表面形狀和位置公差未注公差值 140
3.2.3 圖樣上標注公差值的規定 142
3.2.4 形位公差代號標注示例 143
3.2.5 公差數值表 145
3.3 表面粗糙度 149
3.3.1 表面粗糙度的概念 149
3.3.2 表面粗糙度符號、參數代號及標注 150
3.3.3 各種加工方法能達到的表面粗糙度值 155

第4章　機械零件 156
4.1 錐度、錐角和工具圓錐 156
4.1.1 錐度、錐角及圓錐公差 156
4.1.2 工具柄自鎖圓錐的尺寸和公差 169
4.2 常用零件結構要素 174
4.2.1 零件倒圓與倒角 174
4.2.2 中心孔 175
4.2.3 燕尾槽 178
4.2.4 潤滑槽 179
4.2.5 退刀槽 181
4.2.6 滾花 185
4.3 鍵和銷 188
4.3.1 鍵 188
4.3.2 銷 192
4.4 螺紋 197
4.4.1 普通螺紋 197
4.4.2 梯形螺紋 232
4.4.3 管螺紋 247
4.4.4 英制惠氏螺紋 265
4.4.5 矩形螺紋 269
4.5 滾動軸承 270
4.5.1 常用滾動軸承 270
4.5.2 圓錐滾子軸承 273
4.5.3 推力球軸承 276
4.5.4 圓柱滾子軸承 280
4.5.5 雙列圓柱滾子軸承 284
4.5.6 調心滾子軸承 285
4.5.7 調心球軸承 287
4.5.8 角接觸球軸承 289
4.5.9 深溝球軸承 292
4.5.10 雙列圓錐滾子軸承 295
4.5.11 碳鋼深溝球軸承 301
4.6 齒輪 301
4.6.1 漸開線圓柱齒輪 301
4.6.2 錐齒輪 310
4.6.3 圓柱蝸杆和蝸輪 316

第5章　金屬切削及刀具基本知識 328
5.1 切削運動與切削用量 328
5.1.1 切削運動和工件表面 328
5.1.2 切削用量 329
5.1.3 切削用量的選擇原則 330
5.2 金屬切削過程 332
5.2.1 切削過程及切屑種類 332
5.2.2 積屑瘤 333
5.2.3 切削力與切削功率 335
5.2.4 切削熱與切削溫度 337
5.2.5 刀具磨損及刀具壽命 338
5.2.6 切削液 342
5.2.7 工件材料的切削加工性 346
5.3 刀具基本知識 349
5.3.1 刀具表面及部分切削刃 349
5.3.2 確定刀具角度的參考系 350
5.3.3 刀具切削參數的選擇 351
5.3.4 刀具切削部分材料 356
5.4 車刀 362
5.4.1 車刀幾何角度的選擇 362
5.4.2 常用車刀的類型與基本參數 364
5.5 銑刀 392
5.5.1 銑刀切削部分的幾何形狀及角度的選擇 392
5.5.2 常用銑刀類型、規格範圍及標準代號 397
5.5.3 常用銑刀的類型與基本參數 403
5.6 鉸刀 419

第6章　機床夾具 428
6.1 夾具概述 428
6.1.1 機床夾具的概念 428
6.1.2 機床夾具的分類 428
6.1.3 機床夾具的組成 429
6.1.4 機床夾具的作用 430
6.2 工件定位原理 431
6.2.1 六點定位 431
6.2.2 限制工件自由度與加工要求的關係 432
6.2.3 正確處理重複定位 433
6.2.4 常見定位元件所限制的自由度 435
6.3 夾緊裝置簡介 438
6.3.1 夾緊裝置的組成及基本要求 438
6.3.2 夾緊力的確定 439
6.3.3 幾種基本夾緊機構 441
6.4 夾具的對定 453
6.4.1 夾具與機床的連接方式 453
6.4.2 對刀和導引裝置 455
6.4.3 分度裝置 465
6.5 機床夾具常用標準零件 468
6.5.1 定位件 468
6.5.2 導向件 481
6.5.3 支承件 491
6.5.4 夾緊件 495

第7章　機械零件精度檢測 507
7.1 螺紋的檢測 507
7.1.1 螺紋單項測量方法及測量誤差 507
7.1.2 單針測量法 508
7.1.3 三針測量法 508
7.1.4 綜合測量法 516
7.2 齒輪檢測 517
7.2.1 公法線長度的測量 517
7.2.2 分度圓弦齒厚的測量 534
7.2.3 固定弦齒厚的測量 537
7.3 表面粗糙度的檢測 538
7.3.1 表面粗糙度的測量方法、特點及應用 538
7.3.2 表面粗糙度標準器具 539
7.4 形位誤差的檢測 542
7.4.1 形位誤差的檢測原則 542
7.4.2 平面度誤差的常用測量方法 543
7.4.3 直線度誤差的常用測量方法 544
7.4.4 定向誤差的常用測量方法 545
7.4.5 定位誤差的常用測量方法 548
7.4.6 圓度誤差的常用測量方法 550
7.4.7 輪廓度誤差的常用測量方法 551
7.4.8 跳動量的常用測量方法 552

第8章　毛坯及加工餘量 555
8.1 毛坯的加工餘量 555
8.1.1 加工餘量的基本概念 555
8.1.2 毛坯的表面層厚度 557
8.2 軋製件 557
8.2.1 軸類零件採用精軋圓棒料時毛坯直徑 557
8.2.2 軋製圓棒料切斷和端面加工餘量 559
8.2.3 易切削鋼軸類外圓的選用(車後不磨) 559
8.2.4 易切削鋼軸類外圓的選用(車後需淬火及磨) 560
8.3 鑄件 561
8.3.1 鑄件的尺寸公差 561
8.3.2 鑄件尺寸公差等級的選用 563
8.3.3 鑄件的機械加工餘量 563
8.4 鍛件 565
8.4.1 自由鍛件的機械加工餘量 565
8.4.2 模鍛件的機械加工餘量 567
8.5 工序間加工餘量 568
8.5.1 影響工序間加工餘量的因素 568
8.5.2 軸的加工餘量 569
8.5.3 孔的加工餘量 574
8.5.4 平面加工餘量 580
8.5.5 切除滲碳層的加工餘量 582
8.5.6 齒輪精加工餘量 584
8.5.7 花鍵精加工餘量 586
8.5.8 有色金屬及其合金的加工餘量 587

第9章　車削加工 592
9.1 車削加工基礎知識 592
9.1.1 機械加工中的定位與夾緊符號 592
9.1.2 不同型面加工工藝方案 594
9.1.3 車刀的結構和選用 597
9.1.4 車刀刀片的定位與夾持方法 606
9.1.5 可轉位車刀刀片的形狀及斷屑槽選擇 613
9.1.6 刀具的磨損和刃磨 614
9.2 軸、套類零件的結構要素與磨削加工餘量 620
9.2.1 軸、套類零件的結構要素 620
9.2.2 軸、套類零件的磨削加工餘量 622
9.3 車削細長軸 624
9.3.1 細長軸的加工特點 624
9.3.2 加工細長軸的切削用量 625
9.3.3 細長軸的校直和裝夾 625
9.3.4 車削細長軸車刀的幾何參數 630
9.3.5 細長軸的車削方法 632
9.4 車削圓柱孔 636
9.4.1 車床常用孔加工刀具及典型加工方法 636
9.4.2 車床鏜孔微量調節切深方法 641
9.4.3 圓柱孔的測量方法 642
9.4.4 車床上加工圓柱孔產生缺陷的原因及預防措施 646
9.5 車削圓錐面 647
9.5.1 圓錐體各部分名稱及計算 647
9.5.2 常用標準錐度及應用範圍 649
9.5.3 車削外圓錐面 650
9.5.4 車削內圓錐面 662
9.5.5 圓錐的檢驗 666
9.5.6 車圓錐面時產生廢品的原因與預防 669
9.6 切斷與切槽 670
9.6.1 常用切斷刀的種類 670
9.6.2 常用切斷刀的幾何參數 673
9.6.3 常用切斷刀的主切削刃形狀 674
9.6.4 切槽及切斷刀的切削用量 676
9.6.5 常用車槽方法和刀具 678
9.7 車削偏心工件 679
9.7.1 車削偏心工件的裝夾方法 680
9.7.2 車削曲軸的裝夾方法 683
9.7.3 用專用夾具車削偏心工件 684
9.7.4 偏心工件的檢測 685
9.8 車削薄壁工件 687
9.8.1 薄壁工件的車削特點 687
9.8.2 防止和減少薄壁工件變形的方法 688
9.8.3 正確選擇工件的裝夾方法 689
9.8.4 薄壁工件變形的原因及預防措施 691
9.9 車削螺紋 692
9.9.1 螺紋車刀的幾何參數 692
9.9.2 螺紋車刀角度的修正 692
9.9.3 螺紋車刀的刀尖寬度尺寸 694
9.9.4 車螺紋時的交換齒輪計算 695
9.9.5 車多線螺紋時交換齒輪的計算及分線方法 709
9.9.6 螺紋車刀的對刀及安裝 711
9.9.7 螺紋車削用量 713
9.9.8 螺紋車削方法 715
9.10 車削蝸杆 717
9.10.1 蝸杆車刀的幾何形狀和刃磨要求 717
9.10.2 車削蝸杆的掛輪計算 719
9.10.3 蝸杆的車削方法 722
9.10.4 蝸杆的測量方法 723
9.11 車削成形面 724
9.11.1 車成形面的方法 724
9.11.2 成形面的檢測 729

第10章　銑削加工 731
10.1 銑刀 731
10.1.1 銑刀的種類 731
10.1.2 銑刀的選用 732
10.1.3 銑刀的安裝 742
10.2 銑削用量 747
10.2.1 銑削用量的定義 747
10.2.2 銑削用量的選擇 749
10.2.3 銑削進給量 751
10.3 分度頭及其使用 754
10.3.1 萬能分度頭 754
10.3.2 分度方法與計算 760
10.3.3 分度頭的安裝與調整 761
10.4 銑削平面 764
10.4.1 銑削平面的主要步驟 765
10.4.2 工件裝夾 765
10.4.3 用圓柱銑刀銑削平面 765
10.4.4 用端銑刀銑平面 769
10.4.5 平面的檢驗與品質分析 771
10.5 銑削臺階與溝槽 772
10.5.1 銑削臺階 772
10.5.2 銑削溝槽 776
10.6 銑削離合器 798
10.6.1 齒式離合器的種類及特點 799
10.6.2 矩形齒離合器的銑削 800
10.6.3 尖齒和梯形收縮齒離合器銑削 801
10.6.4 鋸齒形和梯形等高離合器銑削 804
10.6.5 螺旋齒離合器銑削 807
10.7 銑削花鍵 809
10.7.1 單刀銑削外花鍵 809
10.7.2 用成形銑刀銑花鍵 810
10.7.3 組合銑削法銑外花鍵 813
10.7.4 外花鍵銑削時常見的弊病及防止方法 814
10.8 銑削凸輪 815
10.8.1 等速圓盤凸輪的銑削方法 816
10.8.2 等速圓柱凸輪的銑削 822
10.9 銑直齒錐齒輪 823
10.10 銑斜齒圓柱齒輪 832
10.11 飛刀展成銑蝸輪 835
10.12 銑削多面體 837

第11章　鉗工加工 840
11.1 劃線 840
11.1.1 劃線基準 840
11.1.2 劃線時的找正與借料 844
11.1.3 劃線方法 847
11.2 鏨削 852
11.3 銼削 855
11.4 刮削 864
11.5 研磨 877
11.5.1 研磨的分類、工藝特點及研磨軌跡的要求與作用 877
11.5.2 常用研具類型及應用 877
11.5.3 研磨劑 879
11.5.4 研磨工藝參數的選擇 880
11.5.5 研磨壓力及研磨速度 882
11.5.6 研磨方法 884
11.6 鑽孔 889
11.6.1 鑽頭的磨鈍標準及耐用度 889
11.6.2 工件材料和麻花鑽的幾何角度 890
11.6.3 麻花鑽的規格與幾何參數 891
11.6.4 鑽孔的切削用量 893
11.6.5 標準麻花鑽修磨 897
11.6.6 常用裝夾方法 900
11.6.7 鑽孔方法 901
11.7 鍃孔 905
11.7.1 鍃鑽 905
11.7.2 高速鋼及硬質合金鍃鑽加工的切削用量 907
11.7.3 鍃孔中常見問題產生原因和解決方法 907
11.8 鉸孔 908
11.8.1 鉸削時切削液及機鉸時切削速度和進給量的選擇 908
11.8.2 鉸刀的修磨和鉸削餘量的選擇 909
11.8.3 鉸孔方法 910
11.8.4 鉸孔中常見問題及對策 913
11.9 攻螺紋與套螺紋 914
11.9.1 攻螺紋切削液的選擇 914
11.9.2 攻螺紋時應注意的事項 914
11.9.3 攻螺紋方法 915
11.9.4 攻螺紋中常見問題 916
11.9.5 套螺紋用板牙類型及工具 918
11.9.6 套螺紋方法 919
11.9.7 套螺紋常見問題及防止方法 922

第12章　磨削加工 923
12.1 磨削基礎知識 923
12.1.1 普通磨料和磨具 923
12.1.2 超硬磨料磨具 942
12.1.3 砂輪平衡及修整 949
12.1.4 磨削液及砂輪表面沖洗 952
12.1.5 常用磨削液的選擇 954
12.2 內圓磨削 958
12.2.1 內圓磨削砂輪的選擇 959
12.2.2 內圓磨削砂輪的修整 962
12.2.3 內圓磨削餘量與磨削切削液用量的選擇 963
12.2.4 工件的裝夾 969
12.2.5 內圓磨削的常用方法 973
12.3 外圓磨削 976
12.3.1 外圓磨削餘量與磨削切削液用量的選擇 977
12.3.2 外圓砂輪的選擇與安裝 981
12.3.3 外圓磨削常用方法簡介 983
12.3.4 外圓磨削常用方法 989
12.4 圓錐面的磨削 992
12.4.1 內、外圓錐面的磨削方法 992
12.4.2 圓錐精度檢驗 996
12.4.3 圓錐面磨削常見的缺陷及消除方法 1003
12.5 平面磨削 1003
12.5.1 平面磨削形式 1004
12.5.2 平面磨削餘量與切削用量的選擇 1007
12.5.3 平面磨削的常用方法 1012
12.6 成形面磨削 1017
12.6.1 成形砂輪的修整 1017
12.6.2 成形面的磨削方法 1020
12.6.3 成形面磨削的注意事項 1025

第13章　難切削材料的加工 1026
13.1 切削高強度鋼 1026
13.1.1 切削高強度鋼常用刀具材料、刀具幾何參數及切削用量 1026
13.1.2 高強度鋼的鑽削和鉸削 1028
13.1.3 高強度鋼的切斷和車削 1029
13.2 切削淬硬鋼 1031
13.3 切削不銹鋼 1035
13.3.1 不銹鋼的鑽削和鉸削 1035
13.3.2 切削不銹鋼刀具示例 1039
13.4 切削鈦合金 1044
13.4.1 鈦合金的特點 1044
13.4.2 切削鈦合金刀具示例 1044
13.5 切削高溫合金 1045
13.5.1 車刀的材料、幾何參數及切削用量 1046
13.5.2 切削高溫合金刀具示例 1048
13.5.3 高溫合金的鑽削和鉸削 1050
13.6 切削工程塑料 1053
13.6.1 工程塑料的特點 1053
13.6.2 切削工程塑料的刀具示例 1055
參考文獻 1056