普通高等教育规划教材 机械制造技术 主编华茂发谢骐 副主编陈明 参编赵忠泽陈树海邓奕 主审李洪智 ⊙ 机械工业出版社
普通高等教育规划教材 机 械 制 造 技 术 主 编 华茂发 谢 骐 副主编 陈 明 参 编 赵忠泽 陈树海 邓 奕 主 审 李洪智 机械工业出版社
本书分为十三章。内容包括机城加工工艺系统及金屈切制原理的基本 理论、各种机械加工方法与装备、机械加工质量分析与控制、机械制造工 艺规程设计及典型零件加工工艺、专用机床夹具设计、机械制造自动化及 先进的生产模式等。 全书以常规机械制造技术为主体，在此基础上融入了数控机床、数控 加工工艺及一些新材料、新工艺、新技术：既有常规机械制造技术的基本 内容，又有现代制造技术的新发展：内容丰富，详简得当，突出应用，并 附有习题与思考题，内容体系符合教学规律。 本书可作为普通高等学校数控技术应用、机械制造工艺及设备、机械 制造及自动化、机电工程及模具设计与制造等专业教学用书，也可供相近 专业的师生和制造企业的工程技术人员学习参考。 图书在版编目(CP)数据 机械制造技术华茂发，谢骐主编.一北京：机械工业出版社，2004.7 普通高等教育规划教材 ISBN7-111-14609-3 1.机..Ⅱ.①华..②谢..Ⅲ.机械制造工艺-高等学校-教 材N.TH16 中国版本图书馆CP数据核字Q004)第052581号 机械工业出版社（比京市百万庄大街22号邮政编码100037） 策划编辑：王小东责任编辑：邓海平冯铗版式设计：霍水明 责任校对：李秋荣封面设计：陈沛责任印制：李妍 北京机工印刷厂印刷·新华书店北京发行所发行 2004年7月第1版·第1次印刷 787mm×1092mm/16·21.75印张*534千字 定价：29.50元 凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换 本社购书热线电话(010)68993821、88379646 封面无防伪标均为盗版
本书分为十三章。内容包括机械加工工艺系统及金属切削原理的基本 理论、各种机械加工方法与装备、机械加工质量分析与控制、机械制造工 艺规程设计及典型零件加工工艺、专用机床夹具设计、机械制造自动化及 先进的生产模式等。 全书以常规机械制造技术为主体，在此基础上融入了数控机床、数控 加工工艺及一些新材料、新工艺、新技术；既有常规机械制造技术的基本 内容，又有现代制造技术的新发展；内容丰富，详简得当，突出应用，并 附有习题与思考题，内容体系符合教学规律。 本书可作为普通高等学校数控技术应用、机械制造工艺及设备、机械 制造及自动化、机电工程及模具设计与制造等专业教学用书，也可供相近 专业的师生和制造企业的工程技术人员学习参考。 图书在版编目 （ＣＩＰ） 数据 机械制造技术?华茂发，谢骐主编—北京：机械工业出版社，２００４７ 普通高等教育规划教材 ＩＳＢＮ７１１１１４６０９３ Ⅰ机 Ⅱ①华②谢 Ⅲ机械制造工艺－高等学校－教 材 ⅣＴＨ１６ 中国版本图书馆ＣＩＰ数据核字 （２００４）第０５２５８１号 机械工业出版社 （北京市百万庄大街２２号 邮政编码１０００３７） 策划编辑：王小东 责任编辑：邓海平 冯 铗 版式设计：霍永明 责任校对：李秋荣 封面设计：陈 沛 责任印制：李 妍 北京机工印刷厂印刷·新华书店北京发行所发行 ２００４年７月第１版·第１次印刷 ７８７ｍｍ×１０９２ｍｍ１?１６·２１７５印张·５３４千字 定价：２９５０元 凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换 本社购书热线电话 （０１０）６８９９３８２１、８８３７９６４６ 封面无防伪标均为盗版
序 工程科学技术在推动人类文明的进步中一直起着发动机的作用。随着知识经济时代的到 来，科学技术突飞猛进，国际竞争日趋激烈。特别是随着经济全球化发展和我国加入 WTO,世界制造业将逐步向我国转移。有人认为，我国将成为世界的“制造中心”。有鉴于 此，工程教育的发展也因此面临着新的机遇和挑战。 迄今为止，我国高等工程教育已为经济战线培养了数百万专门人才，为经济的发展作出 了巨大的贡献。但据MD1998年的调查，我国“人才市场上是否有充足的合格工程师”指 标排名世界第36位，与我国科技人员总数排名世界第一形成很大的反差。这说明符合企业 需要的工程技术人员，特别是工程应用型技术人才市场供给不足。在此形势下，国家教育部 近年来批准组建了一批以培养工程应用型本科人才为主的高等院校，并于2001年、2002年 两次举办了“应用型本科人才培养模式研讨会”，对工程应用型本科教育的办学思想和发展 定位作了初步探讨。本系列教材就是在这种形势下组织编写的，以适应经济、社会发展对工 程教有的新要求，满足高素质、强能力的工程应用型本科人才培养的需要。 航天工程的先驱、美国加州理工学院的冯·卡门教授有句名言：“科学家研究已有的世 界，工程师创造未有的世界，”科学在于探索客观世界中存在的客观规律，所以科学强调分 析，强调结论的惟一性。工程是人们综合应用科学（包括自然科学、技术科学和社会科学） 理论和技术手段去改造客观世界的实践活动，所以它强调综合，强调方案优缺点的比较并作 出论证和判断。这就是科学与工程的主要不同之处。这也就要求我们对工程应用型人才的培 养和对科学研究型人才的培养应实施不同的培养方案，采用不同的培养模式，采用具有不同 特点的教材。然而，我国目前的工程教育没有注意到这一点，而是：①过分侧重工程科学 (分析)方面，轻视了工程实际训练方面，重理论，轻实践，没有足够的工程实践训练，工 程教育的“学术化”倾向形成了“课题训练”的偏软现象，导致学生动手能力差。②人才培 养模式、规格比较单一，课程结构不合理，知识面过窄，导致知识结构单一，所学知识中有 一些内容已陈旧，交又学科、信息学科的内容知之甚少，人文社会科学知识薄弱，学生创新 能力不强。③教材单一，注重工程的科学分析，轻视工程实践能力的培养：注重理论知识的 传授，轻视学生个性，特别是创新精神的培养：注重教材的系统性和完整性，造成课程方面 的相互重复、脱节等现象：缺乏工程应用背景，存在内容陈旧的现象。④老师缺乏工程实践 经验，自身缺乏“工程训练”。⑤工程教有在实践中与经济、产业的联系不密切。要使我国 工程教育适应经济、社会的发展，培养更多优秀的工程技术人才，我们必须努力改革。 组织编写本套系列教材，目的在于改革传统的高等工程教育教材，建设一套富有特色、 有利于应用型人才培养的本科教材，满足工程应用型人才培养的要求。 本套系列教材的建设原则是： 1.保证基础，确保后劲 科技的发展，要求工程技术人员必须具备终生学习的能力。为此，从内容安排上，保证 学生有较厚实的基础，满足本科教学的基本要求，使学生日后具有较强的发展后劲
序 工程科学技术在推动人类文明的进步中一直起着发动机的作用。随着知识经济时代的到 来，科学技术突飞猛进，国际竞争日趋激烈。特别是随着经济全球化发展和我国加入 ＷＴＯ，世界制造业将逐步向我国转移。有人认为，我国将成为世界的 “制造中心”。有鉴于 此，工程教育的发展也因此面临着新的机遇和挑战。 迄今为止，我国高等工程教育已为经济战线培养了数百万专门人才，为经济的发展作出 了巨大的贡献。但据ＩＭＤ１９９８年的调查，我国 “人才市场上是否有充足的合格工程师” 指 标排名世界第３６位，与我国科技人员总数排名世界第一形成很大的反差。这说明符合企业 需要的工程技术人员，特别是工程应用型技术人才市场供给不足。在此形势下，国家教育部 近年来批准组建了一批以培养工程应用型本科人才为主的高等院校，并于２００１年、２００２年 两次举办了 “应用型本科人才培养模式研讨会”，对工程应用型本科教育的办学思想和发展 定位作了初步探讨。本系列教材就是在这种形势下组织编写的，以适应经济、社会发展对工 程教育的新要求，满足高素质、强能力的工程应用型本科人才培养的需要。 航天工程的先驱、美国加州理工学院的冯·卡门教授有句名言：“科学家研究已有的世 界，工程师创造未有的世界。” 科学在于探索客观世界中存在的客观规律，所以科学强调分 析，强调结论的惟一性。工程是人们综合应用科学 （包括自然科学、技术科学和社会科学） 理论和技术手段去改造客观世界的实践活动，所以它强调综合，强调方案优缺点的比较并作 出论证和判断。这就是科学与工程的主要不同之处。这也就要求我们对工程应用型人才的培 养和对科学研究型人才的培养应实施不同的培养方案，采用不同的培养模式，采用具有不同 特点的教材。然而，我国目前的工程教育没有注意到这一点，而是：①过分侧重工程科学 （分析） 方面，轻视了工程实际训练方面，重理论，轻实践，没有足够的工程实践训练，工 程教育的 “学术化” 倾向形成了 “课题训练” 的偏软现象，导致学生动手能力差。②人才培 养模式、规格比较单一，课程结构不合理，知识面过窄，导致知识结构单一，所学知识中有 一些内容已陈旧，交叉学科、信息学科的内容知之甚少，人文社会科学知识薄弱，学生创新 能力不强。③教材单一，注重工程的科学分析，轻视工程实践能力的培养；注重理论知识的 传授，轻视学生个性，特别是创新精神的培养；注重教材的系统性和完整性，造成课程方面 的相互重复、脱节等现象；缺乏工程应用背景，存在内容陈旧的现象。④老师缺乏工程实践 经验，自身缺乏 “工程训练”。⑤工程教育在实践中与经济、产业的联系不密切。要使我国 工程教育适应经济、社会的发展，培养更多优秀的工程技术人才，我们必须努力改革。 组织编写本套系列教材，目的在于改革传统的高等工程教育教材，建设一套富有特色、 有利于应用型人才培养的本科教材，满足工程应用型人才培养的要求。 本套系列教材的建设原则是： １保证基础，确保后劲 科技的发展，要求工程技术人员必须具备终生学习的能力。为此，从内容安排上，保证 学生有较厚实的基础，满足本科教学的基本要求，使学生日后具有较强的发展后劲
2.突出特色，强化应用 围绕培养目标，以工程应用为背景，通过理论与工程实际相结合，构建工程应用型本科 教育系列教材特色。本套系列教材的内容、结构莲循如下9字方针：知识新、结构新、重应 用。教材内容的要求概括为：“精”、“新”、“广”、“用”。“精”指在融会贯通教学内容的基 础上，挑选出最基本的内容、方法及典型应用：“新”指将本学科前沿的新进展和有关的技 术进步新成果、新应用等纳入教学内容，以适应科学技术发展的需要。妥善处理好传统内容 的继承与现代内容的引进。用现代的思想、观点和方法重新认识基础内容和引入现代科技的 新内容，并将它们按新的教学系统重新组织：“广”指在保持本学科基本体系下，处理好与 相邻以及交叉学科的关系；“用”指注重理论与实际融会贯通，特别是注入工程意识，包括 经济、质量、环境等诸多因素对工程的影响。 3.抓住重点，合理配套 工程应用型本科教育系列教材的重点是专业课（专业基础课、专业课）教材的建设，并 做好与理论课教材建设同步的实践教材的建设，力争做好与之配套的电子教材的建设。 4.精选编者，确保质量 选一批既具有丰富的工程实践经验，又具有丰富的教学实践经验的教师承担编写任 务，以确保教材质量。 我们相信，本套系列教材的出版，对我国工程应用型人才培养质量的提高，必将产生积 极作用，为我国经济建设和社会发展作出一定的贡献。 机械工业出版社颜具魄力和眼光，高瞻远瞩，及时提出并组织编写这套系列教材，他们 为编好这套系列教材做了认真细致的工作，并为该套系列教材的出版提供了许多有利的条 件，在此深表衷心感谢！ 编委会主任 湖南工程学院院长刘国荣教授
２突出特色，强化应用 围绕培养目标，以工程应用为背景，通过理论与工程实际相结合，构建工程应用型本科 教育系列教材特色。本套系列教材的内容、结构遵循如下９字方针：知识新、结构新、重应 用。教材内容的要求概括为：“精”、“新”、“广”、“用”。“精” 指在融会贯通教学内容的基 础上，挑选出最基本的内容、方法及典型应用；“新” 指将本学科前沿的新进展和有关的技 术进步新成果、新应用等纳入教学内容，以适应科学技术发展的需要。妥善处理好传统内容 的继承与现代内容的引进。用现代的思想、观点和方法重新认识基础内容和引入现代科技的 新内容，并将它们按新的教学系统重新组织；“广” 指在保持本学科基本体系下，处理好与 相邻以及交叉学科的关系；“用” 指注重理论与实际融会贯通，特别是注入工程意识，包括 经济、质量、环境等诸多因素对工程的影响。 ３抓住重点，合理配套 工程应用型本科教育系列教材的重点是专业课 （专业基础课、专业课） 教材的建设，并 做好与理论课教材建设同步的实践教材的建设，力争做好与之配套的电子教材的建设。 ４精选编者，确保质量 遴选一批既具有丰富的工程实践经验，又具有丰富的教学实践经验的教师承担编写任 务，以确保教材质量。 我们相信，本套系列教材的出版，对我国工程应用型人才培养质量的提高，必将产生积 极作用，为我国经济建设和社会发展作出一定的贡献。 机械工业出版社颇具魄力和眼光，高瞻远瞩，及时提出并组织编写这套系列教材，他们 为编好这套系列教材做了认真细致的工作，并为该套系列教材的出版提供了许多有利的条 件，在此深表衷心感谢！ 编委会主任 湖南工程学院院长 刘国荣教授 Ⅵ
前 言 本书是根据“普通高等教育应用型本科数控技术应用专业和计算机科学与技术专业规划 教材研讨会”审定的教材编写大纲组织编写的规划教材，适用学时为64~76学时。其中有 部分章节内容相对独立，便于教学要求不同的专业在教学过程中取舍。 本书内容包括机械加工工艺系统及金属切削原理的基本理论、零件表面的各种加工方法 及装备、机械加工精度和表面质量分析与控制、机械制造工艺规程设计、典型零件加工工 艺、机床夹具设计原理与方法等，并简明扼要地介绍了目前较成熟的机械制造自动化技术和 制造技术的新概念、新模式。 本书根据应用型本科人才培养目标和要求，在体系、内容等方面作了较多的调整，归纳 起来，有以下主要特点： )在保证基本内容的基础上，副减了部分旧内容，扩充了数控机床、数控加工工艺及 现代制造技术等新知识，以适应生产发展的需要。 2)收编了一些新理论、新技术、新材料及新工艺，以启发学生的创新思路。 3)将机床、刀具和夹具有机地结合在一起，按工种介绍零件表面加工方法，符合工程 实践对制造技术知识与能力的要求和学科自身规律。 4)所编写内容注重应用，深浅适中。章后附有一定的练习，以培养学生综合分析问题 和解决问题的能力。 5)书中实例和练习大多以工程实际为背景，理论联系实际，具有较强的实用性。 本书可作为普通高等学校数控技术应用、机械制造工艺及设备、机械制造及自动化、机 电工程、模具设计与制造等专业用教材，也可供相近专业学生作为教学用书或参考书，亦可 供工程技术人员参考。 本书由华茂发、谢骐任主编。其中绪论、第三、四章由湖南工程学院谢骐编写，第一、 三、九、十三章及附录由南京工程学院华茂发编写，第五章由湖南工程学院邓奕编写，第 六、十二章由华北航天工业学院陈明编写，第七、八章由黑龙江工程学院陈树海编写，第 十、十一章由华北航天工业学院赵忠泽编写。本书由华茂发负责编写大纲和统稿、定稿。黑 龙江工程学院李洪智教授任主审。 本书在编写过程中，得到有关领导和同行的大力支持，在此一并表示衷心感谢！ 由于作者水平有限和编写时问仓促，书中难免有错误和不妥之处，敢请读者批评、指 正。 编者 2004年3月
前 言 本书是根据 “普通高等教育应用型本科数控技术应用专业和计算机科学与技术专业规划 教材研讨会” 审定的教材编写大纲组织编写的规划教材，适用学时为６４～７６学时。其中有 部分章节内容相对独立，便于教学要求不同的专业在教学过程中取舍。 本书内容包括机械加工工艺系统及金属切削原理的基本理论、零件表面的各种加工方法 及装备、机械加工精度和表面质量分析与控制、机械制造工艺规程设计、典型零件加工工 艺、机床夹具设计原理与方法等，并简明扼要地介绍了目前较成熟的机械制造自动化技术和 制造技术的新概念、新模式。 本书根据应用型本科人才培养目标和要求，在体系、内容等方面作了较多的调整，归纳 起来，有以下主要特点： １）在保证基本内容的基础上，删减了部分旧内容，扩充了数控机床、数控加工工艺及 现代制造技术等新知识，以适应生产发展的需要。 ２）收编了一些新理论、新技术、新材料及新工艺，以启发学生的创新思路。 ３）将机床、刀具和夹具有机地结合在一起，按工种介绍零件表面加工方法，符合工程 实践对制造技术知识与能力的要求和学科自身规律。 ４）所编写内容注重应用，深浅适中。章后附有一定的练习，以培养学生综合分析问题 和解决问题的能力。 ５）书中实例和练习大多以工程实际为背景，理论联系实际，具有较强的实用性。 本书可作为普通高等学校数控技术应用、机械制造工艺及设备、机械制造及自动化、机 电工程、模具设计与制造等专业用教材，也可供相近专业学生作为教学用书或参考书，亦可 供工程技术人员参考。 本书由华茂发、谢骐任主编。其中绪论、第三、四章由湖南工程学院谢骐编写，第一、 二、九、十三章及附录由南京工程学院华茂发编写，第五章由湖南工程学院邓奕编写，第 六、十二章由华北航天工业学院陈明编写，第七、八章由黑龙江工程学院陈树海编写，第 十、十一章由华北航天工业学院赵忠泽编写。本书由华茂发负责编写大纲和统稿、定稿。黑 龙江工程学院李洪智教授任主审。 本书在编写过程中，得到有关领导和同行的大力支持，在此一并表示衷心感谢！ 由于作者水平有限和编写时间仓促，书中难免有错误和不妥之处，敬请读者批评、指 正。 编 者 ２００４年３月