本书突出工程训练的实用性、先进性和全面性。全书共分5篇,18章,包括工程材料及处理、技术测量及常用测量工具、铸造、金属塑性成形技术、非金属成形技术、焊接、钳工、切削加工的基础知识、车削、刨削、铣削、磨削、数控加工、特种加工、快速成型技术、电器控制技术、液压、气动控制技术、工业工程实训等主要内容。本书可作为高等院校本科、高职学生工程训练或金工实习的基本教材,不仅适合机械类,也适合非机械类相关专业选用,也可作为机械制造基础的教材。
21世纪的高级工程技术人才应该是复合型、创造型人才,应该具有较强的适应能力、发展能力、竞争能力以及扎实的理论基础和较强的实际动手能力。
因此,如何培养出这种既懂技术、动手能力又强的高素质应用型人才已经成为我国高等教育面临的重要课题。
工程实训是一门培养学生工程实践能力、创新能力、大工程意识的实践性教学环节,是学生综合能力培养的必修课。工程实训教学具有学时长、实践性突出、集中培训和轻理论重实践等特点,是教育部“卓越工程师教育培养计划”
和“工程教育专业认证”中的重要支撑与评价指标,是当前高等工科教育研究的热点。
本书以多年的工程实训教学经验为基础,以学生的知识背景为出发点,以紧随机械制造技术快速发展步伐为驱动,以培养懂理论、会动手、能创新的高素质、高层次、复合型人才为目标,制定了全书的编排形式和编写内容。编排上采用理论、操作、实训实例、创新训练的逐层递进的形式,内容上既包含传统金工实训中的铸造、锻压、焊接、热处理、车削、铣削、刨削、磨削、钳工等实训内容,还包含了先进制造技术中的数控车削、数控铣削、加工中心、电火花加工、线切割、激光切割、激光内雕、3D打印、三坐标测量、激光三维扫描等当前主流的现代工程实训内容。
本书在各章的内容编排上采用理论→操作→实训实例→创新能力培养的方式,以基本原理和设备的简单介绍为引导,以具体实训操作为基础,以项目式实训实例为核心,充分考虑参加实训的学生为大学一、二年级,尚未有系统学习专业知识的背景,以简单的理论使其入门,以实际操作为重点,从亲身体验、实际操作中领会机械制造相关知识。本书的编写充分考虑不同专业学生对实训难度、深度的不同要求,实训实例的编排也难易结合、由浅入深。此外,本书在培养学生实践能力的同时,特别注重学生创新能力的培养,特设创意类项目实训实例及实训拓展训练思考题。
本书由孙凤担任主编,白彦华、段振云担任副主编,付景顺担任主审。
参加本书编写的有:段振云(第1章),白彦华(第2章),刘云秋(第3工程实训教程章),田畅(第4章),庄思明(第5章),唐虹、于鸣鸣(第6~9章),于鸣鸣(第10章),金俊杰(第11、12章),孙凤(第13章),方芳(第14、16章),杜坡(第15、17、18章)等。
本书的编写借鉴了兄弟院校教材的相关内容,并得到了书中所用设备相关企业和沈阳工业大学工程实训中心相关人员的大力支持,在此表示衷心的感谢。
付景顺教授提出了许多宝贵意见,在此也表示感谢。
由于编者水平有限,编写时间仓促,书中难免存在不妥或错误之处,恳请读者批评指正。
《工程实训教程》编委会
前 言
第1 章 工程实训基础 1
1. 1 工程实训概述 1
1. 2 工程实训安全规则 1
1. 3 工程实训基本内容 1
1. 4 工程实训基础知识 2
1. 4. 1 实训常用材料 2
1. 4. 2 实训常用量具 4
第2 章 铸造实训 9
2. 1 铸造概述 9
2. 1. 1 铸件的生产方法 9
2. 1. 2 铸件的结构分析 10
2. 1. 3 铸型与模样 11
2. 2 砂型铸造 12
2. 2. 1 铸造用原砂 12
2. 2. 2 型砂 12
2. 2. 3 造型 13
2. 3 铸造工艺 17
2. 3. 1 铸件浇注位置的确定 17
2. 3. 2 分型面的选择 18
2. 3. 3 铸造工艺参数 20
2. 3. 4 浇注系统 20
2. 3. 5 冒口与冷铁 22
2. 4 特种铸造 22
2. 4. 1 熔模铸造(失蜡铸造) 23
2. 4. 2 金属型铸造 24
2. 4. 3 压力铸造 24
2. 4. 4 低压铸造 25
2. 4. 5 离心铸造 26
2. 5 减速机箱体和箱盖零件的铸造实训 26
2. 5. 1 箱体砂型手工造型过程 26
2. 5. 2 箱体型芯的制作过程 26
第3 章 锻压实训 28
3. 1 锻压概述 28
3. 2 锻造 28
3. 2. 1 自由锻 28
3. 2. 2 胎模锻 31
3. 2. 3 模锻 32
3. 2. 4 半轴自由锻加工实例 33
3. 3 板料冲压 35
3. 3. 1 冲压设备 35
3. 3. 2 冲模结构 36
3. 3. 3 冲压基本工序 37
3. 3. 4 金属连接件板料冲压项目实训 38
实训拓展训练 44
第4 章 焊接实训 45
4. 1 焊接概述 45
4. 1. 1 焊接种类 45
4. 1. 2 焊接特点及应用 45
4. 2 焊条电弧焊 45
4. 2. 1 焊接电弧 45
4. 2. 2 焊接设备 46
4. 2. 3 焊条 47
4. 2. 4 焊条电弧焊工艺 48
4. 2. 5 平板对接件焊接实训 49
4. 3 气焊与气割 53
4. 3. 1 气焊 53
4. 3. 2 气焊实训 56
4. 3. 3 气割 58
4. 3. 4 气割实训 59
4. 4 气体保护焊 61
4. 4. 1 CO2 气体保护焊 61
4. 4. 2 氩弧焊 63
实训拓展训练 65
第5 章 热处理实训 66
5. 1 热处理概述 66
5. 1. 1 热处理原理与应用 66
5. 1. 2 常用热处理方法 66
5. 2 热处理工艺 67
5. 2. 1 退火工艺 67
5. 2. 2 正火工艺 67
5. 2. 3 淬火工艺 67
5. 2. 4 回火工艺 68
5. 3 45 钢的热处理实训 68
5. 3. 1 45 钢中间轴整体淬火实训 68
5. 3. 2 45 钢中间轴调质实训 69
5. 3. 3 45 钢中间轴感应加热表面淬火实训 70
5. 4 金相组织检测 71
5. 4. 1 显微镜简介 71
5. 4. 2 45 钢退火态组织检测 72
5. 4. 3 45 钢正火态组织检测 72
5. 4. 4 45 钢淬火态组织检测 72
5. 4. 5 45 钢回火态组织检测 72
5. 5 材料力学性能测试 74
5. 5. 1 强度与塑性测试设备与实训 74
5. 5. 2 硬度测试设备与实训 76
实训拓展训练 78
第6 章 车削加工实训 79
6. 1 车削加工概述 79
6. 1. 1 车削加工范围 79
6. 1. 2 卧式车床CA6140 简介 79
6. 2 车刀及工件安装 81
6. 2. 1 常用车刀 81
6. 2. 2 工件的安装 82
6. 3 车削加工工艺 85
6. 3. 1 车削加工基本过程 85
6. 3. 2 典型表面车削加工工艺 87
6. 4 车削加工实训 92
6. 4. 1 台阶轴车削加工实训 92
6. 4. 2 螺纹轴车削加工实训 96
6. 4. 3 套方车削加工实训 99
实训拓展训练 102
第7 章 铣削加工实训 104
7. 1 铣削加工概述 104
7. 1. 1 铣削加工范围 104
7. 1. 2 X5025 立式铣床简介 105
7. 2 铣刀及工件安装 106
7. 2. 1 常用铣刀 106
7. 2. 2 工件的安装 107
7. 3 铣削加工工艺 109
7. 3. 1 铣削方式 109
7. 3. 2 典型表面铣削加工工艺 109
7. 4 铣削加工实训 111
7. 4. 1 六面体铣削加工实训 111
7. 4. 2 锤头铣削加工实训 113
实训拓展训练 116
第8 章 刨削加工实训 117
8. 1 刨削加工概述 117
8. 1. 1 刨削加工范围 117
8. 1. 2 B6065 刨床简介 118