制造工程与技术原理(第3版)/冯之敬 本书特色
依照大类专业培养的教学改革理念和教学模式，本书结合前沿制造技术和科研成果，系统全面地论述现代制造工程中主要制造技术的基本原理和制造工程设计的基本原理，适用于机械大类培养的制造工程基础平台课程。主要内容有: 工程材料及处理特性；金属成形制造（铸造、压力加工、粉末冶金、焊接）；金属切削加工（切削原理、机床刀具、夹具、加工表面质量和精度）；非金属制品的制造（塑料、橡胶、玻璃、陶瓷制品）；专业制造技术选例（精密磨料加工、电加工、高能束加工、快速成形、表面工程、光学加工、电子芯片制造与电路组装）；工艺规程设计（加工工艺规程、装配工艺规程）。各章内容相辅相成，有机联系，相互依存，不可或缺，共同构造了制造技术系统全面的学术概念。章末附有习题与思考题。本书章节层次概念清晰，贯彻力学新标准，追求语言准确、精炼、严谨、秀美、富含学术性，重视通识教育与专业教育合理平衡，以强化大学工科的专业基础教学为目标，特别注重阐明必要的基础理论。
本书为高等工科院校机械大类的制造专业基础理论课教材，也可用于制造工程设计的参考。
制造工程与技术原理(第3版)/冯之敬 内容简介
依照大类专业培养的教学改革理念和教学模式，本书结合前沿制造技术和科研成果，系统全面地论述现代制造工程中主要制造技术的基本原理和制造工程设计的基本原理，适用于机械大类培养的制造工程基础平台课程。主要内容有: 工程材料及处理特性；金属成形制造（铸造、压力加工、粉末冶金、焊接）；金属切削加工（切削原理、机床刀具、夹具、加工表面质量和精度）；非金属制品的制造（塑料、橡胶、玻璃、陶瓷制品）；专业制造技术选例（精密磨料加工、电加工、高能束加工、快速成形、表面工程、光学加工、电子芯片制造与电路组装）；工艺规程设计（加工工艺规程、装配工艺规程）。各章内容相辅相成，有机联系，相互依存，不可或缺，共同构造了制造技术系统全面的学术概念。章末附有习题与思考题。本书章节层次概念清晰，贯彻力学新标准，追求语言准确、精炼、严谨、秀美、富含学术性，重视通识教育与专业教育合理平衡，以强化大学工科的专业基础教学为目标，特别注重阐明必要的基础理论。
本书为高等工科院校机械大类的制造专业基础理论课教材，也可用于制造工程设计的参考。
制造工程与技术原理(第3版)/冯之敬 目录
1 工程材料及处理特性
1．1 工程材料的分类和性能
1．2 金属材料及其热处理
1．2．1 金属与合金的结构
1．2．2 铁碳合金相图
1．2．3 钢的热处理
1．2．4 铝合金的热处理
1．2．5 常用金属材料
1．3 非金属材料和复合材料
1．3．1 高分子材料
1．3．2 陶瓷
1．3．3 复合材料
1．3．4 其他材料
习题与思考题
2 金属成形制造
2．1 铸造
2．1．1 砂型铸造
2．1．2 特种铸造方法
2．1．3 铸造合金种类及铸造特点
2．2 压力加工
2．2．1 金属塑性变形的应力和应变
2．2．2 轧制
2．2．3 锻造
2．2．4 冲压
2．3 粉末冶金
2．3．1 粉末的制取
2．3．2 钢模压制和烧结技术
2．3．3 其他的压制成形和烧结技术
2．4 焊接
2．4．1 电弧焊
2．4．2 气焊和气割
2．4．3 其他焊接方法
2．4．4 焊接质量与检验
2．4．5 常用金属材料的焊接
习题与思考题
3 金属切削加工
3．1 金属切削原理
3．1．1 切削运动和切削用量
3．1．2 刀具材料、几何形体与角度参数、切削层参数
3．1．3 金属切削的变形过程
3．1．4 切削力
3．1．5 切削热和切削温度
3．1．6 切削过程优化
3．2 机床、刀具与切削磨削工艺
3．2．1 车床和车刀
3．2．2 钻床和麻花钻
3．2．3 铣床和铣刀
3．2．4 拉床和拉刀
3．2．5 齿轮加工机床和齿轮加工刀具
3．2．6 磨床和砂轮
3．2．7 组合机床
3．2．8 数控机床和加工中心机床
3．3 工件的定位夹紧与夹具
3．3．1 夹具的基本概念
3．3．2 工件在夹具上的定位
3．3．3 工件在夹具中的夹紧
3．4 机械加工表面质量和精度
3．4．1 机械加工表面质量
3．4．2 机械加工精度
习题与思考题
4 非金属制品的制造
4．1 塑料成形工艺及模具
4．1．1 塑料组分、分类及加工工艺性
4．1．2 注射成形工艺与模具
4．1．3 压缩和压注成形工艺
4．1．4 挤出成形、吹塑成形、泡沫塑料成形及玻璃钢缠绕成形
……
5 专业制造技术选例
6 工艺规程设计
附录 力学性能指标符号国家标准更替对照表
参考文献
制造工程与技术原理(第3版)/冯之敬 节选
金属切削加工
3.1金属切削原理〖1〗3.1.1切削运动和切削用量金属切削刀具和工件按一定规律作相对运动，通过刀具上的切削刃切除工件上多余的(或预留的)金属，从而使工件的形状、尺寸精度及表面质量都合乎预定要求，这样的加工称为金属切削加工。
1. 切削过程中工件上的加工表面
车削加工是一种*典型的切削加工方法，如图3?1所示，普通外圆车削加工中，由于工件的旋转运动和刀具的连续进给运动，工件表面的一层金属不断地被车刀切下来并转变为切屑，从而加工出所需要的工件新表面。在新表面的形成过程中，工件上有3个不断变化着的表面:
图3?1外圆车削运动和加工表面
(1) 待加工表面，即将被切除的表面；
(2) 已加工表面，已被切去多余金属而形成符合要求的工件新表面；
(3) 过渡表面，由主切削刃正在切削的表面，它是待加工表面向已加工表面过渡的表面。
不同形状的切削刃与不同的切削运动组合，即可形成各种工件表面，如图3?2所示。〖1〗制造工程与技术原理（第3版）3金属切削加工〖2〗
图3?2各种切削加工的切削运动和加工表面
2. 主运动、进给运动和合成切削运动
各种切削加工中的运动单元，按照它们在切削过程中所起的作用，可以分为主运动和进给运动，而这两个运动的向量和称为合成切削运动。所有切削运动的速度及方向都是相对于工件定义的。
(1) 主运动: 切削加工中刀具与工件之间主要的相对运动，它使刀具的切削刃切入工件材料，使被切金属层转变为切屑，从而形成工件新表面，一般地，主运动速度比较高，消耗的功率也比较大。如图3?2所示，在车削时，工件的回转运动是主运动；在钻削、铣削和磨削时，刀具或砂轮的回转运动是主运动；在刨削时，刀具或工作台的往复直线运动是主运动。
(2) 进给运动: 配合主运动使切削加工过程连续不断地进行，同时形成具有所需几何形状的已加工表面的运动，进给运动可能是连续的，也可能是间歇的。
(3) 合成切削运动: 由同时进行的主运动和进给运动合成的运动。
3. 切削用量三要素
切削速度、进给量和切削深度称为切削用量三要素。在大多数实际加工中，由于进给速度远小于主运动速度，切削速度一般指主运动速度。
(1) 切削速度vc
主运动为回转运动时，切削速度的计算公式如下: vc=πdn1000(m/s或m/min)（3?1）式中，d为工件或刀具上某一点的回转直径，mm；n为工件或刀具的转速，r/s或r/min。在生产中，磨削速度的单位习惯上用m/s，其他加工的切削速度单位用m/min。
由于切削刃上各点的回转半径不同（刀具的回转运动为主运动时），或切削刃上各点对应的工件直径不同（工件的回转运动为主运动时），因而切削速度也就不同。考虑到切削速度对刀具磨损和已加工表面质量有影响，在计算切削速度时，应取*大值，如外圆车削时用待加工表面直径dw代入公式计算待加工表面上的切削速度，内孔车削时用已加工表面直径dm代入公式计算已加工表面上的切削速度，钻削时计算钻头外径处的速度。
(2) 进给速度vf、进给量f和每齿进给量f齿
进给速度vf是单位时间内的进给位移量，单位是mm/s（或mm/min），进给量f是工件或刀具每回转一周时二者沿进给方向的相对位移，单位是mm/r。
对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定间歇进给速度，但要规定间歇进给的进给量，单位为mm/dst（毫米/双行程）。对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃刀具（齿数用z表示），还应规定每齿进给量f齿，单位是mm/齿。
进给速度vf、进给量f和每齿进给量f齿有如下关系: vf=fn=f齿zn（mm/s或mm/min）（3?2）（3） 切削深度（背吃刀量）ap
对于图3?2所示的车削和刨削来说，切削深度（或称背吃刀量）ap为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。外圆车削时切削深度: ap=(dw-dm)/2（mm）（3?3）对于钻削: ap=dm/2(mm)（3?4）3.1.2刀具材料、几何形体与角度参数、切削层参数〖1〗1. 刀具材料1） 刀具材料应具备的基本性能
在切削过程中，刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受着很大压力和强烈摩擦，刀具在高温、高压以及冲击和振动下切削，因此刀具材料必须具备下述基本性能。
(1) 硬度。刀具材料的硬度应高于工件材料的硬度，常温硬度应在62HRC以上。
(2) 耐磨性。耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，通常硬度高耐磨性也高，此外耐磨性还与基体中硬质点晶粒的粗细程度、分布的均匀程度以及化学稳定性有关。
(3) 强度和韧性。为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具备足够的强度和韧性，强度用抗弯强度表示，韧性用抗冲击值表示，刀具材料的强度和韧性越高，则硬度和耐磨性也就较差，这两个方面的性能常常是相逆的。
(4) 耐热性。刀具材料应在高温下仍保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性。
(5) 减摩性。刀具材料的减摩性越好，则刀面上的摩擦系数就越小，既可以减小切削力和降低切削温度，还能抑制刀?屑界面处冷焊的形成。
(6) 导热性和热膨胀系数。刀具材料的导热系数越大，散热越好，有利于降低切削区温度而提高刀具使用寿命；线膨胀系数小，可减小刀具的热变形和对尺寸精度的影响。
(7) 工艺性和经济性。为了便于刀具的制造，刀具材料应具有良好的可加工性（锻、轧、焊接、切削加工、可磨削性和热处理等），刀具材料的价格应低廉，便于推广使用。
制造工程与技术原理(第3版)/冯之敬 作者简介
冯之敬博士，清华大学机械工程系教授，生于1948年4月29日。 1982年大学本科毕业于合肥工业大学机械工程系获学士学位；1985年硕士研究生毕业于哈尔滨工业大学机械制造专业获硕士学位；1987年博士研究生毕业于哈尔滨工业大学机械制造专业获博士学位；1987年～1990年在北京理工大学光学仪器专业作博士后；1990年到清华大学精仪系工作，1996年任职教授。 主要从事机械学理论和精密超精密加工技术领域的研究工作。科研成果1985年获航天工业部科技进步二等奖，1998年获教育部科技进步二等奖，2001年获教育部科技进步一等奖。发表科学研究论文60余篇，在机械工业出版社1994年出版的《机电一体化技术手册》中担任全书副主编和总论篇主编，该书1995年获国家新闻出版署全国优秀科技图书二等奖。指导的博士生论文中有1篇2006年度入选全国百篇优秀博士学位论文。 主编《机械制造工程原理》和《制造工程与技术原理》两本教材，分别于2012年和2005年获评北京市高等教育精品教材。1995年以来，主持清华大学本科生“制造工程基础”课程的教学工作，2005年评为北京市高等教育精品课程，g家级高等教育精品课
