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绪论 1

第1章　工程材料 3

1.1 金属材料的力学性能 3

1.1.1　强度 3

1.1.2　塑性 6

1.1.3　硬度 6

1.1.4　冲击韧度 10

1.1.5　疲劳强度 11

1.2　铁碳合金 11

1.2.1　金属的晶体结构与结晶 11

1.2.2　合金的晶体结构 15

1.2.3　铁碳合金相图 17

1.2.4　碳素钢、铸铁 22

1.3　钢的热处理 32

1.3.1 钢在加热时的组织转变 33

1.3.2　钢在冷却时的组织转变 34

1.3.3　钢的退火与正火 38

1.3.4　钢的淬火 39

1.3.5　钢的回火 41

1.3.6　钢的表面淬火 42

1.3.7　钢的化学热处理 44

1.3.8　热处理的技术条件和结构工艺性 46

1.4　合金钢 48

1.4.1 合金钢的分类与编号 48

1.4.2　合金结构钢 49

1.4.3　合金工具钢 55

1.4.4　特殊性能钢 61

1.5 有色金属 67

1.5.1　铝及铝合金 67

1.5.2　铜及铜合金 71

1.5.3　钛及其合金 72

1.5.4　滑动轴承合金 74

1.6　其他材料 76

1.6.1　粉末冶金材料 76

1.6.2　陶瓷材料 78

1.6.3　塑料、橡胶材料 80

1.6.4　复合材料 84

复习与思考题 86

第2章　铸造 89

2.1 概述 89

2.2　合金的铸造性能 90

2.2.1　合金的充型能力 90

2.2.2　合金的收缩性 92

2.2.3　铸造生产常见缺陷 99

2.3　铸造方法 101

2.3.1　砂型铸造 101

2.3.2　特种铸造 103

2.4　铸造工艺设计 107

2.4.1　浇注位置和分型面的选择 107

2.4.2　确定铸造主要工艺参数 112

2.4.3　确定浇注系统 117

2.4.4　绘制铸造工艺图 117

2.5　铸件结构工艺性 120

2.5.1　铸造性对铸件结构的要求 120

2.5.2　铸造工艺对铸件结构的要求 124

复习与思考题 126

第3章　锻压 129

3.1　概述 129

3.1.1　锻造生产的特点 129

3.1.2　锻造生产的适用范围 129

3.1.3　锻压生产的发展趋势 130

3.2　锻压工艺基础 130

3.2.1　金属的塑性变形 130

3.2.2　变形后金属的组织和性能 131

3.2.3　金属的锻造性 133

3.3 自由锻 134

3.3.1 概述 134

3.3.2 自由锻设备 134

3.3.3 自由锻工序 137

3.3.4 自由锻件的分类和锻造过程 138

3.4　模锻 141

3.4.1　锤上模锻 141

3.4.2　胎模锻 145

3.4.3　压力机上的模锻 146

3.5　板料冲压 148

3.5.1 概述 148

3.5.2　板料冲压的基本工序 149

3.6　锻压件结构设计 154

复习与思考题 159

第4章　焊接 160

4.1 概述 160

4.2　焊条电弧焊 162

4.2.1　焊接电弧 162

4.2.2　焊接接头 164

4.2.3　焊条 165

4.2.4　焊接接头的金属组织与性能 167

4.2.5　焊接应力与变形 169

4.3　其他焊接方法 169

4.3.1　埋弧自动焊 169

4.3.2　气体保护电弧焊 171

4.3.3　气焊和气割 172

4.3.4　电渣焊 175

4.3.5　等离子弧焊 176

4.3.6　压力焊与钎焊 176

4.4　常用金属材料的焊接 180

4.4.1　碳钢的焊接 180

4.4.2　低合金结构钢的焊接 180

4.4.3　不锈钢的焊接 182

4.4.4　铸铁的焊补 182

4.4.5　非铁金属的焊接 183

4.5　焊接结构工艺设计 185

4.5.1　焊接结构生产工艺过程概述 185

4.5.2　焊接结构工艺设计 185

4.5.3　焊接结构工艺设计实例 191

复习与思考题 192

第5章　机械零件毛坯的选择 193

5.1 毛坏选择的原则 193

5.1.1　满足材料的工艺性能要求 193

5.1.2　满足零件的使用要求 194

5.1.3　满足降低生产成本的要求 194

5.1.4　符合生产条件 195

5.2　典型零件毛坏的选择 195

5.2.1　轴杆类零件的毛坏选择 195

5.2.2　盘套类零件的毛坏选择 197

5.2.3　箱体机架类零件的毛坏选择 199

复习与思考题 200

第6章　几何量公差 202

6.1　尺寸公差与配合 202

6.1.1　极限与配合（GB1800） 202

6.1.2　极限制与配合制 206

6.1.3　尺寸至500mm孔、轴公差带与配合 216

6.1.4　配合的选用 217

6.2　形状与位置公差 221

6.2.1　概述 221

6.2.2　形状公差与误差 224

6.2.3　位置公差与误差 228

6.2.4　形位公差与尺寸公差的关系 235

6.2.5　形位公差的选用 240

6.3　表面粗糙度 242

6.3.1　基本概念 242

6.3.2　表面粗糙度的评定 243

6.3.3　表面粗糙度的参数值及其选用 245

复习与思考题 248

第7章　金属切削加工基础知识 249

7.1　加工质量 249

7.1.1　加工精度 249

7.1.2　表面质量 250

7.2　切削运动 251

7.2.1　切削运动 251

7.2.2　工件表面 252

7.2.3　切削用量 252

7.3 刀具切削部分的几何角度 253

7.3.1　车刀的组成 254

7.3.2　刀具几何角度参考系 254

7.3.3　刀具标注角度 256

7.3.4　刀具工作角度 257

7.3.5　切削层参数 258

7.4　刀具材料 259

7.4.1　刀具材料应当具备的性能 259

7.4.2　高速钢 259

7.4.3　硬质合金 260

7.5　金属切削过程 262

7.5.1　切屑的形成过程 262

7.5.2　第Ⅰ变形区 263

7.5.3　第Ⅱ变形区 265

7.5.4　第Ⅲ变形区 267

7.6　切削力 267

7.6.1 切削力的来源、合力及其分力 267

7.6.2　切削力的计算 269

7.6.3　切削功率的计算 269

7.6.4　影响切削力的主要因素 270

7.7　切削热和切削温度 271

7.7.1 切削热的产生和传出 271

7.7.2　切削温度的分布 272

7.7.3　影响切削温度的主要因素 272

7.8　刀具磨损和刀具寿命 273

7.8.1　刀具的磨损形式 273

7.8.2　刀具磨损的原因 274

7.8.3　刀具的磨损过程及磨钝标准 274

7.8.4　刀具寿命 275

7.9　工件材料的切削加工性 276

7.10　金属切削条件的选择 277

7.10.1　刀具几何参数的选择 277

7.10.2　刀具寿命的选择 280

7.10.3　切削用量的选择 280

7.10.4　切削液的选择 281

复习与思考题 282

第8章　机械零件表面加工 284

8.1 金属切削机床的基础知识 284

8.1.1　机床的分类 284

8.1.2　机床型号的编制方法 285

8.1.3 零件表面的切削加工成形方法和机床的运动 289

8.1.4　机床传动的基本组成和传动原理图 291

8.1.5　机床传动系统图和运动计算 292

8.2　外圆表面加工 294

8.2.1　外圆表面的加工方法 294

8.2.2　外圆表面的车削加工 295

8.2.3　外圆表面的磨削加工 305

8.3 内圆表面加工 313

8.3.1 内圆表面的加工方法 313

8.3.2　钻削加工 314

8.3.3　镗削加工 321

8.3.4　拉削加工 324

8.3.5　内圆表面磨削加工 327

8.4　平面加工 329

8.4.1　平面加工方法 329

8.4.2　刨削与插削加工 330

8.4.3　铣削加工 333

8.4.4　平面磨削加工 341

8.5　齿轮的齿形加工 343

8.5.1 圆柱齿轮齿形加工方法 344

8.5.2　滚齿加工 345

8.5.3　插齿加工 348

8.5.4　齿形的其他加工方法 350

8.5.5　齿形加工方案的选择 352

复习与思考题 353

第9章　机械加工工艺规程 356

9.1 工艺过程与工艺规程 356

9.1.1　概述 356

9.1.2　机械加工工艺过程的组成 356

9.1.3　生产纲领与生产类型 358

9.1.4　机械加工工艺规程制订 359

9.1.5　零件的结构工艺性 365

9.2　典型零件机械加工工艺过程 370

9.2.1　轴类零件加工 370

9.2.2　套类零件加工 372

9.2.3　箱类零件加工 376

复习与思考题 380

第10章　特种加工 382

10.1　概述 382

10.2　电火花加工 383

10.2.1 电火花加工原理 383

10.2.2　电火花加工设备 385

10.2.3　电火花加工特点 386

10.2.4　电火花加工的应用 387

10.2.5　电火花线切割加工 388

10.3　电解加工 388

10.3.1 电解加工原理 388

10.3.2　电解加工特点 389

10.3.3　电解加工的应用 390

10.3.4　电解磨削 390

10.4　超声波加工 390

10.4.1　超声波加工原理 390

10.4.2　超声波加工装置 391

10.4.3　超声波加工特点 391

10.5　激光加工 392

10.5.1　激光加工原理 392

10.5.2　激光加工特点 393

10.5.3　激光加工的应用 393

10.6　电子束加工 393

10.6.1 电子束加工原理 393

10.6.2　电子束加工装置 394

10.6.3　电子束加工特点 395

10.6.4　电子束加工的应用 395

10.7　离子束加工 396

10.7.1　离子束加工原理 396

10.7.2　离子束加工特点 396

10.7.3　离子束加工的应用 397

复习与思考题 399

第11章　先进制造技术 400

11.1 数控加工技术 400

11.1.1 数字控制与数控机床的概念 400

11.1.2　数控机床的基本组成及工作原理 400

11.1.3　数控机床的分类 402

11.1.4　数控机床的特点及应用范围 404

11.2　快速成形技术 405

11.2.1　快速成形技术的概念 405

11.2.2　快速成形技术的工作原理 406

11.2.3　快速成形技术的工艺方法 406

11.2.4　快速成形技术的特点和用途 407

11.3　超精密与纳米加工技术 408

11.3.1　超精密加工技术 408

11.3.2　纳米加工技术 409

11.4　工业机器人 409

11.4.1　工业机器人的基本概念 409

11.4.2　工业机器人的应用 411

11.5　柔性制造技术 411

11.5.1　柔性制造单元 412

11.5.2　柔性制造系统 412

11.5.3　计算机集成制造系统 414

11.6　绿色制造技术 415

11.6.1 绿色制造技术的含义 415

11.6.2　绿色制造技术的组成 415

复习与思考题 417

参考文献 418