工程材料与制造工艺教程 上PDF电子书下载

绪论 1

12.1 互换性与优先数 1

12.1.1 互换性概念 1

12.1.2 互换性与“三化” 1

第十二章 互换性原理 1

12.1.3 优先数与标准尺寸 2

12.1.4 互换性内容提契 2

12.2 公差与配合 2

第一章 金属材料的性能 3

1.1 金属的物理性能 3

1.2 金属的化学性能 3

1.3 金属的机械性能 4

1.3.1 静态机械性能 4

12.2.1 概念、术语和定义 5

12.2.2 标准公差 8

12.2.3 基本偏差与基本偏差系列 9

1.3.2 动态机械性能 10

1.3.3 断裂韧性简介 13

1.4 金属的工艺性能 14

12.2.4 公差带与配合的代号及标注 15

第二章 金属材料的组织结构与性能 16

2.1.1 金属原子的结合方式——金属键 16

2.1 纯金属的组织结构与性能 16

2.1.2 金属原子的排列方式——晶体结构 17

2.1.3 纯金属的组织与性能 18

2.2.2 合金的基本相 20

2.2.1 合金的基本概念 20

2.2 合金的组织结构与性能 20

12.2.5 公差与配合的选择 21

2.2.3 合金的组织与性能 22

2.3.1 金属结晶的条件与测试 23

2.3 纯金属的结晶 23

2.3.2 金属结晶的一般过程 24

2.3.3 晶粒度及其控制 25

2.3.4 金属的铸态组织 27

12.3 形状和位置公差 27

2.4 金属的同素异构转变 27

12.3.1 术语、定义 28

2.5.2 二元合金状态图的建立 28

2.5 二元合金状态图 28

2.5.1 概述 28

2.5.3 二元合金状态图的基本类型 29

12.3.2 形状公差及其应用 30

12.3.3 位置公差及其应用 33

2.6.1 合金机械性能与状态图的关系 35

2.6 状态图与合金性能的关系 35

2.6.2 合金的铸造性能与状态图的关系 36

3.1.1 铁碳合金的基本相与组织 37

3.1 铁碳合金状态图 37

第三章 铁碳合金 37

3.1.2 Fe—Fe3C状态图概述 38

12.3.4 形位误差及其评定 39

3.1.3 典型合金结晶过程分析 39

12.3.5 相关公差 42

3.2.2 杂质对碳钢性能的影响 46

3.2 碳钢 46

3.2.1 碳钢的生产简介 46

12.3.6 形状和位置公差值的选择 46

12.4 表面粗糙度 47

12.4.1 表面粗糙度对零件使用性能的影响 47

3.2.3 碳钢的分类与牌号 48

3.2.5 优质碳素结构钢 50

3.2.4 普通碳素结构钢 50

12.4.2 评定参数与数值 51

3.2.6 易削钢 52

3.3 铸铁 53

3.2.7 碳素工具钢 53

3.3.1 灰口铸铁 54

12.4.3 标注方法 54

12.4.4 表面粗糙度的选择 55

3.3.2 球墨铸铁 56

3.3.3 可锻铸铁 56

12.5.1 概述 57

12.5 普通螺纹的公差与配合 57

12.5.2 普通螺纹的基本牙型及主要几何参数 58

3.3.4 合金铸铁 58

12.5.3 螺纹主要几何参数误差对螺纹互换性的影响 59

第四章 钢的热处理 60

12.5.4 单一中径和作用中径 60

4.1 钢的热处理原理 60

4.1.1 钢在加热、保温时的组织变化 60

12.5.6 普通螺纹公差与配合的基本内容 61

12.5.5 中径合格性判断原则 61

4.1.2 钢在冷却时的组织转变 61

12.6 渐开线圆柱齿轮精度 65

12.6.2 对齿轮转动的使用性能要求 65

12.6.1 概述 65

4.1.3 淬火钢在回火时的组织和性能变化 66

12.6.3 齿轮加工误差的来源及其特性 66

12.6.4 单个齿轮的误差及其公差项目 66

4.2 钢的热处理工艺 68

4.2.1 退火 68

4.2.2 正火 69

4.2.3 淬火 69

12.6.5 渐开线圆柱齿轮精度等级及公差组 71

4.2.4 回火 72

4.2.5 表面淬火 73

4.2.6 化学热处理 74

第十三章 切削加工基础知识 75

13.1 零件表面分类及其成形原理 75

13.1.1 零件表面分类 75

4.2.7 其它热处理工艺 76

13.1.2 零件表面成形原理 76

4.3.1 预先热处理的工序位置 77

4.3.2 最终热处理的工序位置 77

4.3 热处理工序的位置 77

13.2 切削运动与切削要素 77

13.3 车刀几何结构及刀具材料 79

13.3.1 车刀几何结构 79

5.1 合金钢 80

5.1.1 合金钢概述 80

第五章 常用工程金属材料 80

13.3.2 刀具材料 81

13.4 金属切削过程 82

13.4.1 切屑的形成及种类 82

13.4.2 积屑瘤 83

5.1.2 合金结构钢 83

13.4.3 加工硬化 84

13.4.4 切削力 85

13.4.6 刀具的磨损和耐用度 86

13.4.5 切削热 86

13.5 常用工程材料的切削加工性 88

13.5.1 衡量工件材料加工性的指标 88

13.5.2 材料的相对加工性 89

13.5.3 常用金属材料的切削加工性 90

5.1.3 合金工具钢 90

第十四章 切削加工 93

14.1 基本表面加工 93

14.1.1 基本表面加工方法 93

5.1.4 不锈钢 94

5.2.2 铝合金的分类 99

5.2 铝合金 99

5.2.1 纯铝 99

5.2.3 铝合金的热处理 100

14.1.2 外圆表面加工方案 101

5.2.4 变形铝合金 101

5.2.5 铸造铝合金 102

14.1.3 孔及孔系加工方案 102

5.3 镁合金 103

14.1.4 平面加工方案 104

5.4 钛合金 104

5.5 铜合金 106

5.5.1 纯铜 106

5.5.2 黄铜 106

14.1.5 基本表面加工方法综合选择 107

5.5.3 青铜 107

5.6 高温合金 107

5.6.1 耐热性的含义及性能指标 107

5.6.2 常用耐热钢及高温合金简介 108

14.2.1 沟槽加工 109

14.2 型面加工及其控制原理 109

14.2.2 特型加面工 110

14.2.3 型面加工控制原理 111

5.7 非晶态合金 111

第六章 常用工程非金属材料 112

6.1 高分子合成材料基础 112

6.1.1 高分子化合物的含义及组成 112

14.3 螺纹加工 113

6.1.2 大分子链的结构与性能 113

14.3.2 铣削螺纹 114

14.3.1 车削螺纹 114

6.1.3 高聚物的结构与性能 114

6.1.4 高聚物的分类与命名 115

14.3.3 攻丝与套丝 116

6.2 工程塑料 116

6.2.1 塑料的组成与分类 116

14.3.4 滚压螺纹 117

6.2.2 常用工程塑料的性能及选用 117

14.3.5 磨螺纹 118

6.2.3 塑料制品的成型与加工 119

14.4.1 铣齿 119

14.4 齿轮加工 119

14.3.7 螺纹加工方案 119

14.3.6 研磨螺纹 119

6.3.1 概述 122

6.3 橡胶材料 122

14.4.2 滚齿 122

14.4.3 插齿 123

6.4 工业陶瓷 124

6.3.2 常用橡胶材料简介 124

14.4.4 刨齿 124

6.4.2 陶瓷的性能与结构 125

14.4.5 弧齿铣 125

6.4.1 陶瓷的分类与生产 125

6.4.3 常用工业陶瓷材料简介 126

6.5 复合材料 126

6.5.1 复合材料的性能与分类 126

14.4.6 剃齿 126

14.4.7 磨齿 127

6.5.2 复合材料的制备与成型加工 127

6.5.3 纤维树脂复合材料 129

14.4.9 研齿 130

14.4.8 珩齿 130

14.4.10 齿形加工方案 131

14.5 光整加工和精密加工 131

14.5.1 研磨 131

6.5.4 夹层结构材料 131

6.6.1 胶粘剂的组成与分类 132

6.6 胶粘剂 132

6.6.2 胶接机理 133

6.6.3 常用胶粘剂 134

14.5.2 珩磨 135

6.6.4 胶粘剂的选用 136

14.5.3 超级光磨 136

14.5.4 镜面磨削 137

14.5.5 磨液喷射抛光 138

7.1.1 零件的使用性能与选材 138

7.1 选材一般原则与方法 138

第七章 工程材料之选择 138

14.5.6 抛光 139

14.5.8 滚压 140

14.5.7 刮研 140

7.1.2 制品的工艺性能与选材 141

14.5.10 新工艺简介 141

14.5.9 振动光饰 141

7.1.3 选材的经济性 142

14.6 数控加工 143

14.6.1 概述 143

7.2.1 飞机起落架 143

7.2 典型零件的选材举例 143

14.6.2 数控装置 144

7.2.2 发动机涡轮轴 145

14.6.3 数控编程 146

7.2.3 冷冲模具 147

14.6.4 数控发展趋向 149

第八章 铸造(液态成型) 149

8.1 概述 149

8.1.1 铸造的特点——液态成型 149

8.1.2 铸造方法分类 150

8.2 合金的铸造性能 150

8.2.1 吸气性 150

14.7.1 设计工艺性与结构工艺性概述 152

14.7 设计工艺性 152

8.2.2 流动性 153

8.2.3 收缩性 154

14.7.2 零件的结构工艺性 154

14.7.3 装配的结构工艺性 158

8.2.4 偏析性 159

8.3.1 铸铁 159

8.3 常用的铸造合金 159

8.3.2 钢 162

15.1.1 原理、特点和应用 162

15.1 电火花加工 162

第十五章 特种加工 162

8.3.3 铝合金 163

8.3.5 铜合金 164

8.3.4 镁合金 164

8.3.6 钛合金 165

8.3.7 耐热合金 165

8.3.8 铸造熔化用炉 166

15.1.2 电火花加工设备 166

8.4 砂型铸造 167

15.1.3 线切割加工 168

8.4.1 型砂与芯砂 168

8.4.2 模型与造型 168

15.2.1 电解 169

15.2 电化学加工 169

15.2.2 电解磨削 172

15.2.3 电铸 172

15.3 高能束流加工 173

15.3.1 激光加工 173

8.4.3 制芯与合箱 173

15.3.2 电子束加工 174

8.4.4 浇冒口系统 174

15.3.3 离子束加工 174

15.3.4 等离子弧加工 175

15.4 超声波加工 175

8.4.5 浇注与清理 176

15.5.3 化学铣削 177

15.5.2 液体喷射加工 177

8.5 特种铸造 177

8.4.7 砂型铸造的特点 177

15.5.1 磨料喷射加工 177

15.5 其它特种加工 177

8.4.6 缺陷及检验 177

15.5.4 光化学加工 178

16.1.3 生产类型 179

16.1.2 工艺过程的组成 179

8.5.1 金属型铸造 179

16.1.1 生产过程和工艺过程 179

16.1 工艺过程概述 179

第十六章 机械加工工艺原理 179

16.2 成组技术 181

16.2.1 基本原理 181

16.2.2 零件分类编码系统 181

8.5.2 压力铸造 181

8.5.4 挤压铸造 183

8.5.3 低压铸造 183

8.5.5 熔模精铸 184

16.2.3 应用和效果 184

16.3 加工误差及表面完整性分析 186

8.5.6 壳型铸造 187

16.3.1 加工误差分析 187

8.5.7 离心铸造 188

8.5.8 石膏型铸造 189

8.5.9 实型铸造(又称气化模) 189

8.5.11 陶瓷型铸造 190

8.5.10 磁型铸造(在实型铸造基础上发展的) 190

16.3.2 表面完整性分析 190

8.5.12 真空吸铸 192

8.5.13 连续铸造 192

16.4.1 基准的基本概念 192

16.4 基准及基准间的关系 192

8.5.14 定向凝固 193

8.6 铸造结构工艺性 193

8.6.1 铸造工艺对铸件结构的要求 193

16.4.2 基准间的关系 193

16.5 定位与夹紧 195

16.5.1 定位原理 195

16.5.2 定基误差 196

16.5.3 定位基准的选择 196

8.6.2 合金铸造性能对铸件结构的要求 196

16.5.4 夹具 198

16.6.3 尺寸换算应用例 200

16.6.2 解尺寸链的方法 200

16.6.1 尺寸链 200

16.6 尺寸换算 200

16.7.1 热处理对工艺过程的影响 204

8.6.3 机械加工对铸件结构的要求 204

16.7 热处理对工艺过程影响分析 204

16.7.2 热处理工序在工艺过程中的安排 206

9.1.1 锻造 206

9.1 概述 206

第九章 锻压(塑变成型) 206

9.2.1 金属塑性变形的实质 207

9.2 金属的塑性变形 207

9.1.2 冲压 207

16.8 工艺过程设计 207

16.8.1 工艺过程设计的意义 207

16.8.2 工艺过程设计的步骤与方法 207

9.2.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 210

16.8.3 工艺过程设计实例 210

习题与思考题 213

9.2.3 变形金属加热时组织与性能的变化 213

9.2.4 再结晶后的晶粒度 214

9.2.5 金属材料的冷、热变形 215

9.3 锻造加工基础 215

9.3.1 锻造加工对金属组织和性能的影响 215

9.3.2 金属的可锻性 218

9.3.3 锻件的加热和冷却 219

9.3.4 变形规律 222

9.4 自由锻造 223

9.4.1 自由锻基本工序 223

9.4.2 自由锻造设备 224

9.4.4 自由锻工艺规程 225

9.4.3 自由锻件的结构工艺性 225

9.4.5 高合金钢及有色金属锻造特点 230

参考文献 231

9.5 模锻 233

9.5.1 锤上模锻 233

9.5.2 压力机上模锻 238

9.5.3 胎模锻 242

9.6 板料冲压 243

9.6.1 冲压设备简介 243

9.6.2 板料冲压的基本工序 244

9.6.3 冲压件的结构工艺性 253

9.7 其他压力加工方法介绍 255

9.7.1 轧制 255

9.7.2 挤压 256

9.7.3 拔制 258

9.7.4 超塑性成形 259

9.7.5 粉末冶金 259

10.1 概述 261

10.1.1 焊接方法的分类 261

10.1.2 焊接的特点 261

第十章 焊接(连接成型) 261

10.2 熔化焊 263

10.2.1 金属熔化焊基础 264

10.2.2 电弧焊 270

10.2.3 等离子弧焊 278

10.2.4 电子束焊 279

10.2.5 激光焊 280

10.2.6 电渣焊 281

10.2.7 气焊 281

10.3 压力焊 283

10.3.1 电阻焊 283

10.3.2 对焊 285

10.3.3 摩擦焊 286

10.4 钎焊 286

10.4.1 钎焊接头的形成过程 286

10.4.2 软钎焊与硬钎焊 287

10.4.3 钎焊的加热方法 288

10.4.4 钎焊的特点与应用 289

10.5 常用金属的可焊性 290

10.5.1 金属的可焊性 290

10.5.2 钢的焊接 291

10.5.3 铸铁的焊补 295

10.5.4 铝合金的焊接 296

10.5.5 铜及铜合金的焊接 297

10.6 焊接结构工艺性 298

10.6.1 焊接接头的设计 298

10.6.2 焊接的设计原则 300

10.6.3 钎焊间隙的设计 303

10.6.4 焊缝代号简介 305

10.7 焊接质量与无损探伤 306

10.7.1 焊缝缺陷及其产生的原因 306

10.7.2 无损检验 307

11.1.1 影响毛坯选择的因素 314

11.1 毛坯的确定 314

第十一章 毛坯的选择 314

11.1.2 检验毛坯选择是否合理的标准 315

11.2 铸造毛坯 315

11.2.1 铸造毛坯的选用条件 316

11.2.2 铸造毛坯举例 316

11.2.3 箱体、壳体、机座类零件(主要为铸造毛坯) 318

11.3 锻造毛坯 318

11.3.1 锻造毛坯的选用条件 318

11.3.2 锻造毛坯举例 319

11.3.3 轴、齿轮类零件(主要为锻造毛坯) 319

11.4 焊接毛坯 320

11.4.1 焊接毛坯选用注意事项及举例 320

11.4.2 容器、框架类零件(主要用焊接件) 323

习题与思考题 330

附录 338

参考文献 352