本書是為適應(yīng)機械制造專業(yè)教學(xué)體系改革的需要，將機械制造幾門專業(yè)課程中的核心教學(xué)內(nèi)容，以機械制造工程基礎(chǔ)原理為主線進行綜合編寫而成的一門系統(tǒng)的機械制造專業(yè)基礎(chǔ)課教材。主要內(nèi)容有：金屬切削的基本要素，金屬切削過程及切削參數(shù)優(yōu)化選擇，機床、刀具和加工方法，工件的定位夾緊與夾具設(shè)計，機械加工表面質(zhì)量，機械加工精度，機械加工工藝規(guī)程的制定，裝配工藝規(guī)程的制定，精密、特種加工和新工藝技術(shù)方法簡介等。章末附有習題與思考題。
本書可作為高等工科院校機械制造專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課教材，也可作為機械類通用的專業(yè)基礎(chǔ)課教材。
制造工業(yè)是在國民經(jīng)濟中起著重要作用的基礎(chǔ)工業(yè)。
高等工科院校機械制造專業(yè)為培養(yǎng)能適應(yīng)現(xiàn)代制造工業(yè)發(fā)展的高層次的工程技術(shù)人才和科學(xué)研究人才，進行課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革是十分必要的。
機械制造專業(yè)原來的課程體系結(jié)構(gòu)分為金屬切削原理、金屬切削刀具、機床、機械制造工藝學(xué)等幾門大課，分類細化，深度增加，在培養(yǎng)計劃中占用學(xué)時比例大，體現(xiàn)的培養(yǎng)理念是專、深。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，為使學(xué)生將來能夠適應(yīng)工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，高校培養(yǎng)的學(xué)生不僅要建立堅實的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)能力，還要注重學(xué)習大量涌現(xiàn)的新知識，拓寬知識面，注重綜合能力的培養(yǎng)，提高畢業(yè)后對工作環(huán)境的適應(yīng)性，因此教學(xué)計劃中產(chǎn)生了新的專業(yè)知識、新的教學(xué)內(nèi)容大量增加引起的學(xué)時分配問題，教學(xué)改革思想上提出了通識教育和專業(yè)教育的合理平衡的新培養(yǎng)理念。為適應(yīng)教學(xué)改革的需要，以新的培養(yǎng)理念為指導(dǎo)思想，本書對機械制造原專業(yè)課程中的核心教學(xué)內(nèi)容進行了綜合提煉以及新的專業(yè)基礎(chǔ)知識的擴展，以機械制造工程基礎(chǔ)原理為主線，形成一門系統(tǒng)的機械制造專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，力圖達到強化工程基礎(chǔ)原理、擴大專業(yè)講授知識面、反映專業(yè)新技術(shù)和發(fā)展趨勢、加強教材系統(tǒng)性、避免重復(fù)、減少學(xué)時、精化教學(xué)、注重學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)能力和專業(yè)適應(yīng)能力培養(yǎng)的目的。為編好本書，我曾于1996年8月編寫了試用教材，在清華大學(xué)機械制造專業(yè)和儀器儀表專業(yè)試講，經(jīng)過3年積累教學(xué)經(jīng)驗并進行認真修改后于1999年2月正式完成出版了本書第1版。教材出版以來在清華大學(xué)多屆學(xué)生授課中獲得優(yōu)良的教學(xué)效果。由于這本書在當時是較早出現(xiàn)的機械制造新編綜合性教材，符合很多重點高校教學(xué)改革的迫切需要，很快受到多所高校制造學(xué)科的重視和采納，在推動國內(nèi)高校機械制造專業(yè)教學(xué)改革中發(fā)揮了重要作用。
本書修訂工作2006年入選了普通高等教育“十一五”國家級教材規(guī)劃項目，于2008年6月完成出版了第2版。第2版修訂的特點主要有: ①力求語言嚴謹，學(xué)術(shù)概念準確。例如，“系統(tǒng)誤差”和“隨機誤差”不再像以前的教材和本書第1版那樣按照是否有規(guī)律或是否被人們掌握來分類，而是嚴格按數(shù)學(xué)概念描述為具有確定性規(guī)律的誤差和具有統(tǒng)計分布規(guī)律的誤差；再如，以前教材都一直使用“定位基準選擇的原則”一詞，如稱“原則”本應(yīng)普遍適用，而其實每個所謂“原則”都只適用于某種工藝條件，因此經(jīng)過反復(fù)推敲，改用“選擇定位基準的基本方法”這樣準確的描述。②注重工程基礎(chǔ)原理和學(xué)術(shù)性。例如，在以往的教材中，加工誤差分析與控制的“點圖法”，定時抽樣均值圖和極差圖的上下控制線都只說是通過直接[1]機械制造工程原理（第3版）前言[2]給出的公式和系數(shù)表進行計算，而沒有闡述公式和系數(shù)表得來的原理，修訂版中根據(jù)概率論抽樣分布理論推演，闡明“點圖法”的基本原理，使教科書區(qū)別于手冊，體現(xiàn)大學(xué)教材注重講清道理的理論教學(xué)特征，也充實了學(xué)術(shù)性。③精編習題。每章精編了不同類型的習題，提高了教學(xué)和自學(xué)效果。有些習題需要查閱課外參考書和工程手冊，有助于擴展知識面，增強獨立解決工程問題的能力。有些習題不是課程講授內(nèi)容的驗證性練習，具有擴展的更深層次概念和內(nèi)容，例如習題716，通過尺寸鏈計算得到測量尺寸，轉(zhuǎn)而要求討論和計算這個測量尺寸如果超差，零件是否應(yīng)判定為廢品等一連串問題，這就帶出了正課上工藝尺寸鏈計算理論沒有講到的另一個側(cè)面知識，也通過對比，促使進一步提高對工藝尺寸鏈計算是適應(yīng)什么樣的工藝目的和生產(chǎn)條件等一系列深層次問題的認識，這樣一來，習題本身成為超出正課內(nèi)容的新知識和課程的補充。書上沒有附習題參考答案，是考慮到機械制造工程的習題注重的是思路啟發(fā)和鉆研精神，很多習題并非有唯一答案，而通過師生討論，教學(xué)相長，教師會在教學(xué)過程中積累經(jīng)驗，逐步掌握習題的精髓，使習題在教學(xué)過程中煥發(fā)生機。本書第2版于2012年獲評北京市高等教育精品教材。
本書第3版修訂工作2012年入選了清華大學(xué)名優(yōu)教材建設(shè)計劃。修訂著眼的目標是教材內(nèi)容要跟進新技術(shù)發(fā)展，要點主要有: ①詳解刀具材料按切削用途分類標識的方法，闡明新國家標準體現(xiàn)以用戶為關(guān)注焦點，為用戶服務(wù)的企業(yè)運營理念，列舉切削用途與材質(zhì)組分、結(jié)構(gòu)、工藝之間的關(guān)聯(lián)，表明刀具材料按材質(zhì)組分分類方法是刀具研發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)，使得刀具材料這樣兩種分類方法的技術(shù)原理達到辯證統(tǒng)一。②與CA6140機床傳動系統(tǒng)相呼應(yīng)，引入了數(shù)控機床傳動系統(tǒng)的內(nèi)容。CA6140機床傳動系統(tǒng)是機床傳動設(shè)計的一個典范，包含了機床設(shè)計原理必要的技術(shù)知識基礎(chǔ)，再引入數(shù)控機床傳動系統(tǒng)，則使得教學(xué)內(nèi)容緊緊跟上機床數(shù)控的主流發(fā)展。③在工件的定位夾緊中吸收引入了曲面隨形支承定位組合夾具的案例，通過企業(yè)研發(fā)的新技術(shù)迅速擴展了定位夾緊原理研究的視野。④以簡短注釋的方式，寫進了《金屬切削基本術(shù)語》國家標準制定過程中學(xué)界關(guān)于“背吃刀量”和“切削深度”兩個名詞術(shù)語的爭議，起到增添學(xué)術(shù)活力的作用。
在本書寫作過程中，始終特別追求語言的準確、精練、嚴謹、富含學(xué)術(shù)性，意使工程技術(shù)教材也能從字里行間展現(xiàn)秀美文字藝術(shù)的魅力。
本教材可作為高等工科院校機械制造專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課教材，也可作為機械類通用的專業(yè)基礎(chǔ)課教材。
本書第1版編寫人員及負責的編寫工作如下: 潘尚峰、馮平法第1章，潘尚峰第2章，馮平法、馮之敬第3章，劉成穎第4、7、8章，郁鼎文第5、6章，馮之敬第9章。馮之敬為主編，參與了第1版各章的修改定稿，并負責全書第2版、第3版的修訂。
在本教材的規(guī)劃和編寫過程中，汪勁松、王先逵、金之垣、張玉峰、姚健、池去病、傅水根、段廣洪、葉蓓華、陳田養(yǎng)、成曄等許多有經(jīng)驗的教師對教材編寫大綱和編寫方法提出了寶貴的意見和建議。在本書的修訂過程中，北京理工大學(xué)的龐思勤老師，上海交通大學(xué)的陳明老師，浙江工業(yè)大學(xué)的王秋成老師，合肥工業(yè)大學(xué)的張崇高老師、謝峰老師、朱政紅老師，北京農(nóng)業(yè)大學(xué)的朱紅梅老師，北京航空航天大學(xué)的陳五一老師，北京畢陽德科技有限公司的王勇彪高級工程師，以及清華大學(xué)出版社的張秋玲老師等都提出了許多非常中肯的修訂建議，在此致以衷心的感謝。
作者在本書中融入了新的教學(xué)指導(dǎo)思想、新的學(xué)術(shù)見解和研究成果，也參考了相關(guān)的文獻，在此謹向所列參考文獻的作者致以誠摯的謝意，也向所有對本書提出過建議和給予幫助的同行和同事致謝。
誠懇希望對教材中的錯誤和不足之處提出批評指正。
馮之敬
2015年1月
1金屬切削的基本要素1
1.1工件表面的形成方法和成形運動1
1.1.1工件的加工表面及其形成方法1
1.1.2表面成形運動3
1.2加工表面和切削用量三要素7
1.2.1切削過程中工件上的加工表面7
1.2.2切削用量三要素7
1.3刀具角度9
1.3.1刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素9
1.3.2刀具角度的參考系10
1.3.3刀具標注角度12
1.3.4刀具角度換算13
1.3.5刀具工作角度15
1.4切削層參數(shù)18
1.5刀具材料21
1.5.1刀具材料應(yīng)具備的基本性能21
1.5.2高速鋼21
1.5.3硬質(zhì)合金23
1.5.4超硬刀具材料27
1.5.5刀具材料按用途分類標識方法29
習題與思考題372金屬切削過程及切削參數(shù)優(yōu)化選擇39
2.1金屬切削的變形過程39
2.1.1研究金屬切削變形過程的實驗方法39
2.1.2金屬切削變形過程的基本特征40
2.1.3金屬切削過程中的3個變形區(qū)41
2.1.4變形系數(shù)和剪應(yīng)變42
2.1.5剪切角44
2.2切屑的種類及卷屑、斷屑機理45
2.2.1切屑的分類方法45
2.2.2切屑的形態(tài)46
2.2.3切屑的形狀及卷屑、斷屑機理46
2.3前刀面上的摩擦與積屑瘤49
2.3.1前刀面上的摩擦49
2.3.2積屑瘤的形成及其對切削過程的影響50
[1]機械制造工程原理（第3版）目錄[2]2.4影響切削變形的因素52
2.5切削力54
2.5.1切削力的來源54
2.5.2切削合力、分力和切削功率54
2.5.3切削力的理論公式55
2.5.4切削力的經(jīng)驗公式55
2.5.5影響切削力的因素59
2.6切削熱和切削溫度65
2.6.1切削熱的產(chǎn)生及傳導(dǎo)65
2.6.2刀具上切削溫度的分布規(guī)律66
2.6.3影響切削溫度的因素67
2.7刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇71
2.7.1刀具磨損的形態(tài)71
2.7.2刀具磨損機理72
2.7.3刀具的磨損過程及磨鈍標準73
2.7.4刀具的使用壽命及與切削用量的關(guān)系75
2.7.5切削用量的優(yōu)化選擇77
2.7.6刀具合理使用壽命的選擇80
2.7.7刀具破損82
2.8刀具幾何參數(shù)的選擇83
2.8.1優(yōu)選刀具幾何參數(shù)的一般性原則83
2.8.2刀具角度的功用及其合理值的選擇84
2.8.3刀尖幾何參數(shù)的功用及其合理值的選擇88
2.9工件材料的切削加工性89
2.9.1工件材料切削加工性的概念89
2.9.2衡量材料切削加工性的指標89
2.9.3影響材料切削加工性的因素91
2.9.4改善材料切削加工性的途徑93
2.10切削液94
2.10.1切削液的種類94
2.10.2切削液的作用機理94
2.10.3提高切削液性能的添加劑95
2.10.4切削液的選用97
習題與思考題983機床、刀具和加工方法100
3.1機床的分類、型號編制與機床的運動分析100
3.1.1金屬切削機床的分類與型號編制100
3.1.2機床的運動分析102
3.2車床和車刀104
3.2.1車床的加工范圍和運動104
3.2.2CA6140型車床的傳動系統(tǒng)106
3.2.3CA6140型車床的主要操縱機構(gòu)115
3.2.4車刀118
3.3鉆床和麻花鉆122
3.3.1鉆床的加工范圍與分類122
3.3.2麻花鉆123
3.4銑床和銑刀131
3.4.1銑床的功用和類型131
3.4.2銑刀132
3.4.3銑削方式139
3.5拉床和拉刀142
3.5.1拉床及其工作方法142
3.5.2拉刀143
3.6齒輪加工機床和齒輪加工刀具147
3.6.1插齒原理、插齒機床和插齒刀148
3.6.2滾齒原理、滾刀與滾齒機床152
3.6.3磨齒機床169
3.6.4錐齒輪的加工方法171
3.7磨床和砂輪173
3.7.1磨床的種類和應(yīng)用范圍173
3.7.2磨床的液壓控制系統(tǒng)175
3.7.3砂輪的特性和選擇178
3.8組合機床183
3.9數(shù)控機床和加工中心機床184
3.9.1數(shù)控機床184
3.9.2加工中心機床190
習題與思考題1904工件的定位夾緊與夾具設(shè)計193
4.1夾具的基本概念193
4.1.1機床夾具的定義及組成193
4.1.2夾具的作用194
4.1.3夾具的分類194
4.1.4工件在夾具中加工時加工誤差的組成195
4.2工件在夾具上的定位196
4.2.1工件的安裝196
4.2.2定位原理198
4.2.3常用定位方法與定位元件204
4.2.4定位誤差的分析與計算211
4.3工件在夾具中的夾緊213
4.3.1對夾緊裝置的要求213
4.3.2夾緊力的確定213
4.4各類機床夾具舉例216
4.4.1鉆床夾具216
4.4.2銑床夾具221
4.4.3車床夾具223
習題與思考題2255機械加工表面質(zhì)量231
5.1機械加工表面質(zhì)量的概念231
5.1.1機械加工表面質(zhì)量的含義231
5.1.2表面質(zhì)量對使用性能的影響232
5.2表面粗糙度及其影響因素233
5.3機械加工后表面物理機械性能的變化237
5.3.1加工表面的冷作硬化237
5.3.2加工表面的金相組織變化——磨削燒傷238
5.3.3加工表面層的殘余應(yīng)力239
5.4控制加工表面質(zhì)量的途徑243
5.5振動對表面質(zhì)量的影響及其控制244
5.5.1振動對表面質(zhì)量的影響244
5.5.2自由振動245
5.5.3強迫振動245
5.5.4自激振動246
習題與思考題2496機械加工精度251
6.1機械加工精度的概念251
6.1.1機械加工精度的含義及內(nèi)容251
6.1.2機械加工誤差分類252
6.2獲得加工精度的方法252
6.3影響加工精度的因素253
6.3.1原理誤差254
6.3.2工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損對加工精度的影響254
6.3.3工藝系統(tǒng)受力變形和零件內(nèi)應(yīng)力對加工精度的影響258
6.3.4工藝系統(tǒng)受熱變形對加工精度的影響270
6.3.5調(diào)整誤差274
6.3.6度量誤差275
6.4加工誤差的分析與控制276
6.4.1分布曲線法276
6.4.2點圖法279
6.4.3相關(guān)分析法283
6.4.4分析計算法285
習題與思考題2907機械加工工藝規(guī)程的制定294
7.1基本概念294
7.1.1機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程294
7.1.2機械加工工藝過程的組成294
7.1.3生產(chǎn)類型與機械加工工藝規(guī)程297
7.1.4機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計步驟和內(nèi)容301
7.2定位基準及選擇303
7.2.1基準303
7.2.2定位基準的選擇304
7.3工藝路線的制定306
7.3.1加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇306
7.3.2典型表面的加工路線309
7.3.3工序順序的安排312
7.3.4工序的集中與分散314
7.3.5加工階段的劃分314
7.4加工余量、工序尺寸及公差的確定315
7.4.1加工余量的概念315
7.4.2加工余量的確定318
7.4.3工序尺寸與公差的確定318
7.5工藝尺寸鏈319
7.5.1直線尺寸鏈的基本計算公式319
7.5.2直線尺寸鏈在工藝設(shè)計中的應(yīng)用320
7.6時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑323
7.6.1時間定額323
7.6.2提高勞動生產(chǎn)率的工藝措施325
7.7工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析328
7.7.1機械加工工藝成本328
7.7.2工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟對比330
7.8自動生產(chǎn)線和柔性制造系統(tǒng)330
7.8.1自動生產(chǎn)線330
7.8.2柔性制造系統(tǒng)334
習題與思考題3378裝配工藝規(guī)程的制定342
8.1機器的裝配過程和裝配精度342
8.1.1機器的裝配過程342
8.1.2機器的裝配精度344
8.1.3裝配工藝規(guī)程的制定方法348
8.2裝配尺寸鏈350
8.2.1裝配尺寸鏈的定義和形式350
8.2.2裝配尺寸鏈的建立352
8.3利用裝配尺寸鏈達到裝配精度的方法355
8.3.1互換法355
8.3.2分組法357
8.3.3修配法360
8.3.4調(diào)整法364
習題與思考題3689精密、特種加工和新工藝技術(shù)方法簡介370
9.1金剛石超精密切削370
9.2精密磨料加工371
9.2.1金剛石砂輪和CBN(立方氮化硼)砂輪磨削371
9.2.2精密砂帶拋光371
9.2.3游離磨料研磨拋光372
9.2.4珩磨373
9.2.5超精研373
9.3超聲波加工374
9.4電解加工375
9.5電鑄加工375
9.6電火花成形加工與線切割376
9.6.1電火花成形加工376
9.6.2電火花線切割加工377
9.7電子束加工和離子束加工378
9.7.1電子束加工378
9.7.2離子束加工379
9.8激光加工380
9.9快速成形制造技術(shù)381
9.10微機械的制造技術(shù)382
9.11高速切削技術(shù)384參考文獻386
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