书名：机械加工工艺手册 第3版 第4卷 工艺系统技术卷  
定价：399.0  
ISBN：9787111716983  
作者：王先逵  
版次：3  

内容提要：  

第3版手册以机械加工工艺为主线，将数据与方法相结合，

汇集了我国多年来在机械加工工艺方面的成就和经验，反映了国内外现代工艺水平及其发展方向。

在保持第2版手册先进性、系统性、实用性特色的基础上，第3版手册全面、

系统地介绍了机械加工工艺中的各类技术，信息量大、标准新、内容全面、数据准确、

便于查阅等特点更为突出，能够满足当前机械加工工艺师的工作需要，增强我国机电产品在国际市场上的竞争力。

本版手册分4卷出版，包含加工工艺基础卷、常规加工技术卷、现代加工技术卷、

工艺系统技术卷，共36章。本卷包括成组技术、组合机床及自动线加工技术、

数控加工技术、计算机辅助制造支撑技术、柔性制造系统、集成制造系统、

虚拟制造技术、智能制造系统、绿色制造、常用标准与资料。

本手册可供机械制造全行业的机械加工工艺人员使用，也可供有关专业的工程技术人员和工科院校师生参考。

作者简介：  

王先逵，清华大学教授，长期从事精密和超精密加工及计算机辅助制造等先进制造技术

方面的教学和科研工作,出版专著18部，是我国第一台数控机床（1957年）、

第一个计算机集成制造系统（1987）的主要完成人之一。

李旦，哈尔滨工业大学教授，编著出版专业教材和辅助教材7本，

主要研究方向为精密与超精密加工技术、机械加工自动化机构。

孙凤池，第一汽车集团工艺部部长、研究员，曾发表多篇论文，

擅长领域为切削加工工艺、切削刀具技术、齿轮制造工艺。

赵宏伟，吉林大学副校长、教授，2012年教育部新世纪优秀人才，

2016年获政府特殊津贴，2019年获国家杰出青年科学基金，

擅长精密仪器设计制造、仿生精密驱动、超精密加工技术及装备等领域。

张定华，西北工业大学教授，出版专（译）著5 部，发表学术论文270余篇，

其中SCI/EI 收录130 余篇，长期致力于多轴数控加工技术、航空发动机先进制造技术等方面的研究。

常治斌，湖北汽车工业学院教授，编写教材和专著4部，

主要从事机械学及汽车制造装备技术方面的教学与研究，并承担东风十堰汽车公司的项目。

目录：  

目录

第3版前言

第2版前言

第1版前言

第1章成组技术

1.1概述2

1.1.1成组技术的基本原理2

1.1.2成组技术的发展历程2

1.1.3实施成组技术的方法和步骤4

1.1.4成组技术的效益分析4

1.2零件分类编码系统7

1.2.1零件的代码和零件分类编码的作用7

1.零件的代码7

2.零件分类编码的作用8

1.2.2零件分类和编码的基本原理8

1.零件的分类原理8

2.零件的编码原理9

1.2.3零件族的基本概念和零件分类方法9

1.零件族的基本概念9

2.零件族的分类方法10

1.2.4零件分类编码的内容与结构10

1.对零件分类编码系统的基本要求10

2.零件分类编码的内容10

3.零件分类编码系统的编码结构10

1.2.5典型零件分类编码系统12

1.VUOSO零件分类编码系统13

2.OPTIZ零件分类编码系统17

3.KK-3零件分类编码系统19

4.JLBM-1机械零件分类编码系统19

1.2.6制订企业零件分类编码系统的方法25

1.企业自主开发25

2.采用商品化系统26

3.改进公开出版的系统26

1.2.7计算机辅助编码26

1.3零件分类成组的方法 27

1.3.1编码分类法27

1.特征码位法27

2.码域法27

3.特征位码域法28

1.3.2生产流程分析法28

1.生产流程分析的步骤28

2.生产流程分析法中常用的分类成组方法29

1.3.3势函数法34

1.4成组技术的应用35

1.4.1成组技术在产品设计中的应用35

1.产品设计标准化36

2.成组技术在CAD中的应用38

1.4.2成组技术在制造过程设计中的应用38

1.成组工艺设计38

2.成组夹具设计39

3.成组技术在数控程序编制中的应用40

1.4.3成组技术在生产组织与管理中的应用41

1.成组生产单元的设计41

2.成组技术在生产管理中的应用45

1.5成组技术在企业中的实施方法与实例45

1.5.1实施成组技术的条件45

1.5.2成组技术在企业中的应用实例46

1.沈阳第一机床厂零件编码系统（S1-LJBM）46

2.沈阳第一机床厂零件分类系统（S1-LJFL）51

1.6大成组技术53

1.6.1大成组技术的基本原理53

1.6.2大成组技术的体系结构54

1.6.3大成组技术中的零件分类编码模型55

1.6.4从大成组技术到大规模定制生产57

1.6.5模块化技术及其应用58

参考文献58

第2章组合机床及自动线加工技术

2.1组合机床及其自动线的组成、应用范围和标准化60

2.1.1组合机床及其自动线的组成、分类和适用范围60

1. 组合机床的组成60

2.组合机床的分类和适用范围60

3.组合机床自动线的分类66

4.组合机床自动线的布局67

2.1.2组合机床及其自动线的设计特点和选用原则69

1. 组合机床设计特点69

2.影响组合机床形式的因素69

3.专用部件设计69

4. 典型组合机床夹具示例71

5. 典型组合机床主轴箱示例76

2.1.3组合机床通用部件和标准化81

1. 组合机床通用部件的分类81

2. 组合机床通用部件的标准化81

3. 典型通用部件81

4. 典型动力部件示例81

5. 典型支承部件示例87

6. 典型输送部件示例87

7. 组合机床通用部件的选用原则90

8. 组合机床及其自动线的电气控制系统90

2.2组合机床加工工艺范围及工艺方案的制订94

2.2.1制订组合机床工艺方案的原则94

2.2.2用组合机床加工零件定位基准的选择95

1.选择工艺基面的原则及应注意的问题95

2.箱体零件和非箱体零件工艺基面的选择95

3.确定零件夹压位置应注意的问题95

2.2.3组合机床加工工艺95

1.平面铣削95

2.钻孔96

3.扩孔、铰孔、镗孔96

4.高精度孔的镗削101

5.镗孔车端面103

6.高精度止口深度的镗削104

7.深孔加工104

8.活塞裙部异形外圆加工105

9.镗车-枪铰复合加工105

10.攻螺纹105

2.2.4组合机床加工余量的确定和刀具结构的选择108

1.加工余量的确定108

2.刀具结构的选择108

2.2.5组合机床切削用量的选择108

1.切削速度、进给量、切削力108

2.确定切削用量时应注意的问题109

2.2.6确定组合机床及其自动线工艺方案时应注意的问题109

1.组合机床及其自动线完成工艺时常遇到的限制109

2.确定工艺过程中应考虑的原则和问题109

3.组合机床及其自动线排屑、冷却、集中润滑和清洗等应考虑的原则和问题110

2.3自动上下料装置113

2.3.1概述113

1.分类113

2.件料自动上下料装置的组成113

3.设计选用自动上下料装置的注意要点114

2.3.2料仓式上下料装置114

1.料仓114

2.消除料仓堵塞的机构118

3.输料槽118

4.隔料器125

5.分路器及合路器 125

6.上料机构125

7.下料机构127

2.3.3料斗式上料装置127

1.料斗的类型及主要技术特性127

2.振动式料斗132

3.定向机构137

4.双盘旋转式供料器 140

2.3.4工件姿势的识别144

1.工件姿势的概率 144

2.工件姿势的识别方法146

2.4旋转体零件加工自动线148

2.4.1旋转体零件加工自动线机床的类型与特点148

2.4.2旋转体零件加工自动线对毛坯的要求 149

2.4.3旋转体零件加工自动线对刀具的要求149

1.刀具断屑应满足的要求及断屑措施150

2.为保证刀具材料稳定的切削性能，精加工刀具应有较长的尺寸寿命150

3.保证刀具精确、迅速地调整150

4.快速或自动换刀150

5.刀具过载保护及破损检测150

2.4.4旋转体零件加工自动线传送系统和布局形式的特点150

2.5组合机床及其自动线的安装、调试、维护和使用中应注意的问题154

2.5.1组合机床总装和试车前工具的准备154

2.5.2组合机床的部件装配和精度检验155

2.5.3组合机床的总装与调整 156

2.5.4组合机床的空运转试验和切削试验157

2.5.5组合机床自动线的装配、调整、试车和安装158

1.组合机床的安全防护和检查保养158

2.组合机床的常见故障和排除158

参考文献159

第3章数控加工技术

3.1数控加工概述161

3.1.1数控加工基本概念及工作原理161

1. 数控加工的定义、内容161

2. 数控加工的工作原理161

3. 数控加工的特点及适应性162

4. 数控机床的组成163

5. 数控机床的分类163

3.1.2数控机床的选用164

1. 数控机床规格的选用164

2. 机床精度的选择164

3. 数控系统的选择165

4. 工时和节拍的估算165

3.1.3典型数控系统介绍165

1. FANUC数控系统165

2. SIEMENS数控系统169

3. 华中数控系统176

3.1.4数控系统新技术178

1. 开放式数控系统178

2. 分布式数控系统180

3. 采用STEP-NC标准的数控系统180

3.1.5数控机床的安装、调试及验收181

1. 安装、调试181

2. 验收184

3. 五轴联动数控机床S形试件加工验收方法185

3.2数控加工工艺基础186

3.2.1数控加工工艺分析186

1. 数控加工工艺过程的特点和主要内容186

2. 数控加工零件的工艺性分析186

3.2.2数控加工工序的设计188

1. 数控刀具的选择188

2. 切削用量的确定190

3. 对刀点与换刀点的确定192

4. 确定走刀路线193

3.2.3数控加工的数学处理196

1.非圆曲线的数学处理方法196

2. 列表曲线的数学处理方法197

3. 曲面的数学处理方法198

3.2.4数控加工专用技术文件的编写199

1.数控加工工序卡片199

2.数控加工程序说明卡200

3. 数控加工走刀路线图200

4. 数控车削加工刀具卡片201

5. 数控加工刀具调整图201

3.3数控加工刀具选型202

3.3.1刀具材料202

1. 刀具材料应具备的性能202

2. 刀具材料的种类203

3. 高速钢刀具材料及其刀具选用204

4. 硬质合金材料及其刀具选用207

5. 陶瓷材料及其刀具选用211

6. 涂层刀具的选用212

7. 超硬刀具材料及其刀具选用213

3.3.2数控车削刀具215

1. 车削刀具的分类215

2. 车削刀具的选用217

3. 可转位刀具断屑槽形的选用221

3.3.3数控铣削刀具223

1. 铣刀的分类223

2. 铣刀的特点及用途224

3. 铣刀的几何角度及选用225

4. 铣刀的其他选用原则226

3.3.4工具系统231

1. 工具系统介绍231

2. 整体式工具系统233

3. 模块式工具系统235

4. 高速切削用工具系统236

3.4数控加工的编程基础239

3.4.1数控编程概述239

1. 数控加工的过程239

2. 数控编程的内容与方法240

3. 数控机床的坐标系和运动方向240

4. 程序的结构241

3.4.2车床数控系统的功能与指令代码244

1. 车床数控系统的通用指令代码244

2. 车削系统固定循环247

3.4.3铣削数控系统的功能与指令代码249

1. 铣削系统的通用指令代码249

2. 铣削系统的固定循环256

3.4.4数控系统宏指令编程263

1. FANUC系统宏变量及常量263

2. FANUC系统用户宏程序A指令264

3. FANUC系统用户宏程序B指令265

3.5数控自动编程266

3.5.1自动编程的基本概念266

1. 自动编程的特点266

2. 自动编程相关术语267

3. 自动编程的分类268

3.5.2图形交互自动编程系统269

1. 图形交互自动编程的基本实现过程和内容269

2. 图形交互自动编程的工艺处理269

3. 图形交互自动编程的后处理280

3.5.3常用自动编程系统281

1. CAXA 制造工程师282

2. Mastercam283

3. Pro/ENGINEER283

4. NX CAD/CAM284

参考文献285

第4章计算机辅助制造支撑技术

4.1计算机辅助制造支撑技术的内涵287

1.计算机辅助制造的定义287

2.计算机辅助制造支撑技术的定义287

4.2计算机辅助制造系统硬件287

4.2.1运算处理单元287

1.个人计算机及工作站和服务器287

2.单片机、数字信号处理器和现场可编程门阵列等微处理器系统290

4.2.2信息采集装置291

4.3计算机辅助制造系统软件294

4.3.1计算机操作系统294

1.操作系统的分类294

2.常用操作系统介绍295

4.3.2计算机编程语言296

1.计算机编程语言的分类296

2.常用程序设计语言介绍296

4.3.3专业软件298

1.CAD软件298

2.CAE软件299

3.CAM软件300

4.CAPP软件301

5.PDM及PLM软件301

4.4数据及数据库302

4.4.1数据的定义及分类302

1.定义302

2.分类302

4.4.2数据库的定义及分类302

1.定义302

2.分类302

4.4.3常用数据库介绍303

4.4.4数据交换及标准303

4.4.5数据分析与应用304

1.数据科学与制造系统的大数据304

2.数据挖掘与数据融合304

3.数字孪生与数字样机305

4.5制造系统的通信网络305

4.5.1网络的基本概念305

1.定义和分类305

2.性能指标305

3.传输介质306

4.5.2计算机网络与互联网307

1.计算机网络、互联网与因特网307

2.TCP/IP协议族307

3.网络硬件308

4.5.3工业现场总线308

1.现场总线的定义及特点308

2.现场总线的标准309

3.现场总线基本参考模型309

4.常用现场总线309

4.5.4物联网与无线通信310

1.物联网的定义310

2.无线通信技术310

4.5.5网络信息安全311

1.网络信息安全的目标311

2.常用技术手段311

参考文献311

第5章柔性制造系统

5.1柔性制造系统的结构原理、分类及应用315

5.1.1柔性制造系统的结构原理315

5.1.2柔性制造系统的分类及应用315

1.柔性制造单元315

2.柔性生产线317

3.柔性制造系统318

5.2柔性制造系统的加工系统318

5.2.1柔性制造系统对自动化加工设备的要求319

5.2.2柔性制造系统对自动化加工设备的控制与集成319

5.2.3柔性制造系统用自动化加工机床的特点322

5.2.4加工中心322

1.加工中心应用特点322

2.加工中心的分类323

3.加工中心的型号324

4.卧式加工中心324

5.立式加工中心328

6.龙门加工中心329

7.五面加工中心330

8.加工中心的自动换刀装置332

9.加工中心主传动系统335

10.加工中心进给传动系统335

11.加工中心的安装与调试337

12.加工中心的合理使用与维护339

13.加工中心的故障诊断341

5.3柔性制造系统的物料输送储存系统344

5.3.1柔性制造系统的物料输送系统344

1.柔性制造系统的传送带式输送系统345

2.柔性制造系统的有轨输送系统352

3.柔性制造系统的无轨输送系统355

5.3.2工业机器人356

1.工业机器人的组成356

2.工业机器人的分类358

3.工业机器人的性能特征361

4.工业机器人的控制和驱动361

5.工业机器人的软件结构及编程语言363

6.工业机器人在FMS中的应用363

7.关节机器人的种类及应用363

8.工业机器人的语言及编程方法368

5.3.3柔性制造系统的自动储存和检索系统373

1.柔性制造系统的工件装卸站373

2.柔性制造系统的托盘缓冲站373

3.柔性制造系统的自动化仓库373

5.3.4柔性制造系统对刀具配置与运作的要求374

1.柔性制造系统对刀具的基本要求374