世界上不存在同时满足高品质+低成本+交期短的加工法。
“Made In Japan”独步全球,日本上市公司制造专家教你如何成为Pro!
“机械加工后工件为什么会变形?要如何事前防止或是事后补救?”
“增加加工速度,效率提升;但是刀具剧烈磨损,会导致寿命缩短。是要选择生产效率,还是考量经济成本?”
所有的物品都是由数量不等的零件组成,各个零件的加工技术和工序决定了物品的构成方式、及完成时的品貌样态。产品设计者若对加工知识不足,从一开始的构思就可能不切实际,而无法在成本和交期目标下达成产品的质量要求。
本书作者融会整合21年日本东证上市公司村田制作所株式会社生产技术部门的经验,介绍实务上最广泛使用的五大加工法和加工共通的“材料切割”和“去毛边”基础知识、以及确保加工品质的量具,说明个别特征、如何选择加工法、以及图面资讯,让产品设计者有效建构全盘式理解、进而应用于工作。也是依据图面决定加工厂的采购部、统整制造流程的生管部、把关品质的品管部、面对客户的业务部工作者不可或缺的专业知识。
打开本书你将学会:
五大加工法全面掌握:切削加工、成形加工、接合加工、特殊加工、改变材料特性的加工
145张图例解说,理解更轻松:机械构造解析、加工事例、图面解读
统整测量量具,确保制造品质:直接测量(如游标卡尺、高度规)、间接测量(如量表、厚薄规)
结合传统与电脑化实务经验,实用性高:实际范例攻略及技巧提点,避免试行错误
§专业人士推荐§
汪师弘 新北高工铸造科教师
洪尧泰 Fablab Taipei 创办人
蔡文杰 NOVA DESIDN 浩汉产品设计公司 总经理
§日本读者实证推荐§
“对于想要知道这个设计要用什么加工法的人,里面结合作者实务工作经验,提供很多有用的经验分享和技巧,这是最推荐的一本书。”
“我曾经上过公共职业训练,接触过车床、铣床、NC车床等,读了这本书后,突然脑中都融会贯通了。广泛全面地介绍了机械加工知识,对于完全没有概念的人来说,也非常容易入门。
推荐序
前言
▊ 致读者
▊ 本书特征
▊ 本书所介绍的加工法
▊ 本书结构
▊ 有效率地学习
▊ 提到数值会有参考值
▊ 给的读者
第1章 加工知识整体样貌
制造的加工定位
▊ 制造由“构思”而来
▊ 依构思“制作”
▊ 加工由四步骤组成
选择加工法的考量点
▊ 加工要求的三要素
▊ 加工法有利有弊
▊ 藉泛用机床快速加工
▊ 减少加工的技巧
▊ 图面解读(表面粗糙度和坯料记号)
▊ 泛用材的市售形状
五大加工
▊ 加工分成五大类
▊ 一句话概括加工特征
▊ 用哪些能量加工呢?
切削加工的特征
▊ 切削塑形之切削加工的种类
▊ 切削加工的各特征
▊ 切削加工的原理
▊ 切削工具
▊ 切削工具的要件
▊ 切削工具的材料和特征
▊ 单刃刀具和多刃刀具
成形加工的特征
▊ 利用模具塑形的成形加工种类
▊ 成形加工各特征
接合加工和局部熔化加工的特征
▊ 材料之间的接合加工种类和特征
▊ 局部熔化加工的种类和特征
热处理和表面处理的特征
▊ 形状不变改变材料特性的加工种类
▊ 热处理的各种特征
▊ 表面处理的目的
加工流程与自动化
▊ 累积数种加工法一起完成
▊ 自动化加工
第2章 切削成圆柱形的车床加工
车床加工的特征与种类
▊ 加工面数少的圆柱形
▊ 适合大量生产的车床加工
▊ 车床的加工事例
▊ 车床加工原理和加工三要件
▊ 车床种类
▊ 车床构造
工件的夹持方法
▊ 固定与定位
▊ 最常见的三爪夹头
▊ 筒夹夹头
▊ 四爪夹头
▊ 尾座的顶心
车床用刀具
▊ 单刃车刀
▊ 切槽车刀
▊ 内孔车刀(搪孔车刀)
▊ 螺纹车刀
▊ 钻孔加工的工具
▊ 各构造的车刀种类
车床的加工条件
▊ 加工三要件
▊ 工件旋转数
▊ 车刀的切削量
▊ 车刀进给速度
▊ 表面粗糙度的加工条件
图面解读
▊ 零件图要配合加工目的
▊ 一次加工到底的设计
▊ 阶梯角落的R角尺寸标示
▊ 孔内不要做沟槽
▊ 加工精度高的轴时,要用逃沟加工
▊ 中心孔加工的图面标示
▊ 外围沟槽加工的深度限制
▊ 外螺纹的逃沟加工
▊ 内螺纹的逃沟加工
第3章 切削塑形的铣床加工
铣床加工的特征与种类
▊ 加工角柱形的铣床
▊ 铣床的加工事例
▊ 铣床加工原理和加工三要件
▊ 铣床种类与构造
工件夹持方法
▊ 工件的固定方法
▊ 虎钳的使用方法
▊ 直接固定于床台的方法
铣床使用的工具
▊ 面铣刀
▊ 面铣刀的同时切削刃数量
▊ 端铣刀
▊ 开槽铣刀和金属锯片
铣床的加工条件
▊ 铣床加工三要件
▊ 逆铣与顺铣
NC自动化机床
▊ 机床的自动化优势
▊ NC和CNC的意思
▊ NC车床
▊ NC铣床和中心加工机
▊ 复合加工机
▊ 3轴数控加工和5轴数控加工
▊ 所谓CAD/CAM/CAE
切削加工造成的现象
▊ 加工硬化
▊ 刀口积屑BUE(Built-up-Edge)
▊ 切削时的发热原因
▊ 解决发热的对策
▊ 称作振刀的振动
关于切削油剂
▊ 切削油剂的效果
▊ 切削油剂的种类
▊ 切削油剂的补充方法
▊ 干式加工
图面解读
▊ 深度方向的R角尺寸标示
▊ 平面方向的R角尺寸标示
▊ 四周不标R角的场合
▊ 容易确保直角的逃沟加工
第4章 钻床上的孔加工
孔加工的特征
▊ 为何要做孔加工?
▊ 孔加工事例
钻床种类和构造
▊ 可钻孔加工的机床
▊ 钻床的种类和构造
▊ 钻孔加工原理和加工三要件
▊ 工件固定方法
钻床使用的工具
▊ 代表钻孔加工的钻头
▊ 决定钻孔位置的中心钻头和冲孔
▊ 提高孔精度的铰刀
▊ 加工沉头孔的沉头孔钻头
▊ 加工螺纹的螺丝攻
▊ 用划线来标记加工位置
图面解读
▊ “钻孔”表示用钻头钻孔
▊ 钻头的顶角为118°
▊ 孔深最多为直径的5倍
▊ 钻孔的位置精度要宽松
▊ 钻孔或螺纹要在平面加工
▊ 靠近侧面钻孔时的加工尺寸
▊ 配合公差是以孔为基准
▊ 插销用的孔要贯穿
▊ 轴孔配合的R角和C倒角之间的尺寸关系
▊ 选择M4以上的螺纹尺寸
▊ 必要的螺纹深度
▊ 深沉头孔的参考尺寸
▊ 螺丝孔的参考尺寸
第5章 利用砂轮修整的研磨加工
精密切削的研磨加工
▊ 所谓研磨加工
▊ 研磨加工的特征
▊ 粗磨与精磨
▊ 研磨加工的原理
▊ 研磨加工的种类
▊ 平面磨床的种类和构造
▊ 平面磨床上固定工件的方法
▊ 圆筒磨床的构造与工件固定
▊ 无心磨床的构造与工件固定
▊ 内圆磨床的构造与工件固定
▊ 研磨砂轮的种类
▊ 研磨砂轮的构造
▊ 研磨加工的课题
▊ 磨床的加工条件
▊ 图面解读(研磨加工的图面标示)
高精密的研削加工和研磨
▊ 以砂轮加工的精磨
▊ 以磨粒加工的精磨
制做平面基准的铲花加工
▊ 所谓铲花加工
▊ 铲花加工的方法
▊ 铲花的润滑效果
▊ 制作真平面的三面磨合
充电站:探索机床的历史
第6章 使用模具塑形的成形加工
使用模具冲压的板金加工
▊ 施力于薄版使之变形
▊ 板金加工的种类与加工事例
▊ 工具名称
▊ 所谓冲剪加工
▊ 凹凸模的冲剪间隙
▊ 所谓弯曲加工
▊ 变形稍微回复的回弹
▊ 所谓深抽加工
▊ 抽牙和压铆螺帽
▊ 冲床机的种类
▊ 弯曲加工机
▊ 生产线类型
▊ 图面解读(最小折弯半径)
▊ 图面解读(折弯产生的膨胀量)
▊ 图面解读(板金外形公差标示)
▊ 图面解读(抽牙加工的图面标示)
熔化而造的铸造
▊ 铸造的特征
▊ 铸造的种类
▊ 铸造所使用的金属材料
▊ 砂模铸造法
▊ 模型的种类
▊ 模型设计要点
▊ 壳模铸造法
▊ 脱腊铸造法
▊ 压铸模铸造法
▊ 铸件不良
适合塑胶加工的射出成型
▊ 射出成型的特征
▊ 射出成型的模具设计要点
▊ 其他塑胶成型法
锤炼金属的锻造
▊ 锻造的特征
▊ 锻造所使用的金属材料
▊ 依成形温度区分的锻造种类
▊ 锻造方法的种类
▊ 锻造机械的种类
压延加工、挤出加工和抽出加工
▊ 压延加工的特征
▊ 特殊压延的转造加工
▊ 通过模孔做长条物的挤出加工
▊ 挤出加工的特征
▊ 抽出加工的特征
第7章 材料之间的接合加工和局部熔化的熔接加工
熔合成一体的熔接
▊ 接合可靠度高的熔接
▊ 熔接的目的为降低成本
▊ 熔接分为气焊与电焊
▊ 电弧熔接与电阻熔接
使用放电的电弧熔接
▊ 电弧熔接的原理与焊条
▊ 被覆电弧熔接与气体遮护电弧熔接
▊ TIG熔接与MIG熔接
▊ 二氧化碳气体遮护熔接
▊ 电弧熔接的母材材质
▊ 电弧熔接的接头种类
使用电阻发热的电阻熔接
▊ 电阻熔接的原理
▊ 电阻熔接的特征
▊ 电阻熔接的种类
▊ “点熔接”、“凸出熔接”“接缝熔接”
▊ 图面解读(对称地熔接)
硬焊与接着
▊ 硬焊
▊ 焊锡就是硬焊的一种
▊ 接着
▊ 接着剂的分类
使用光源的激光加工
▊ 局部熔化塑形的加工
▊ 所谓激光光
▊ 激光加工的特征
▊ 使用激光光加工的目的
▊ 用激光加工做切割
▊ CO2激光与YAG激光的特征
适合精密加工的放电加工
▊放电加工的特征
▊ 雕形放电加工
▊ 线切割放电加工
蚀刻与3D打印
▊ 用化学反应熔化材料
▊ 所谓3D打印
▊ 3D打印的方式
充电站:安全为首要条件
第8章 改变材料特性的加工和材料裁切
改变材料内部的热处理
▊ 为何要做热处理?
▊ 要如何改变硬度?
▊ 冷却速度是一大关键
▊ 增强硬度与韧性的淬火、回火
▊ 含碳量要0.3%以上才能淬火
▊ 退火的目的
▊ 正火的目的
▊ 仅于表面施行热处理
▊ 以线圈加热的高周波淬火
▊ 浸入碳素烘烤的渗碳
改变材料表面的表面处理
▊ 表面处理的目的
▊ 涂装与电镀
▊ 涂装的特征
▊ 钢铁材料的电镀种类
▊ 铝材的电镀种类
▊ 高精度电镀法
裁切材料的切断加工
▊ 加工从裁切材料开始
▊ 金属剪刀、弓锯、线锯
▊ 立式带锯机
▊ 弓锯床与金属锯片机
▊ 剪切机
▊ 其他切断方法
所有加工都需要的去毛边
▊ 所谓毛边
▊ 切削加工的毛边
▊ 冲床加工的毛边
▊ 铸造、射出成形、锻造的毛边
▊ 毛边带来的问题
▊ 毛边的去除
▊ 去毛边使用的工具及加工法
▊ 活用毛边的事例
▊ 图面解读(轻倒角的意思)
▊ 图面解读(不可标示“不要毛边”)
充电站专栏:不可思议的密著现象
第9章 确保品质的量具
测量的意义
▊ 确保制造品质
▊ 真值与测量值
▊ 在20°C可确保量测精度
▊ 测量尺寸的量具种类
直接测量的量具
▊ 直接测量与间接测量的差异
▊ 直尺和曲尺
▊ 游标卡尺
▊ 分厘卡
▊ 高度规
▊ 三次元量测仪
间接测量的量具
▊ 量表
▊ 厚薄规
▊ 极限塞规
▊ 长度基准的块规
▊ 感应纸
表面粗糙度和硬度量具
▊ 表面粗度仪
▊ 硬度计
今后的努力方向
后记
索引