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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强度和塑性 3

1.1.2硬度 6

1.1.3冲击韧度 7

1.1.4疲劳强度 8

1.2金属的晶体结构与结晶 8

1.2.1金属的晶体结构 9

1.2.2金属的结晶 10

1.2.3金属的同素异构转变 12

1.2.4晶体缺陷 12

1.3铁碳合金 13

1.3.1合金的相结构 13

1.3.2铁碳合金的基本组织 15

1.3.3Fe-Fe3C状态图 16

1.4钢的热处理 19

1.4.1钢在加热时的组织转变 19

1.4.2钢在冷却时的组织转变 19

1.4.3钢的退火与正火 20

1.4.4钢的淬火与回火 21

1.4.5钢的表面淬火和化学热处理 22

1.5碳素钢 24

1.5.1杂质元素的影响和碳素钢的分类 24

1.5.2碳素钢的牌号、性能和用途 25

1.6合金钢 28

1.6.1合金元素在钢中的作用 28

1.6.2合金钢的分类和牌号表示方法 29

1.6.3合金结构钢 30

1.6.4合金工具钢 31

1.6.5特殊合金钢 33

1.7铸铁 34

1.7.1灰口铸铁 35

1.7.2球墨铸铁 35

1.7.3可锻铸铁 36

1.8有色金属 36

1.8.1铝及铝合金 36

1.8.2铜及铜合金 38

1.8.3钛及其合金 38

1.9非金属材料 39

1.9.1塑料 39

1.9.2橡胶 41

1.9.3复合材料 42

1.10小结 44

1.11练习与思考题 44

第2章 铸造 46

2.1砂型铸造工艺基础 47

2.1.1砂型铸造的工艺过程 47

2.1.2造型方法 48

2.1.3造芯 53

2.1.4浇注系统 54

2.1.5合型、熔炼与浇注 55

2.1.6落砂、清理与检验 56

2.2合金的铸造性能 56

2.2.1流动性 57

2.2.2收缩性 58

2.2.3常用合金的铸造性能 60

2.2.4铸件缺陷的形成及预防 61

2.3砂型铸造工艺过程设计 62

2.3.1铸件浇注位置的选择原则 62

2.3.2铸型分型面的选择原则 63

2.3.3工艺参数的选择原则 65

2.4铸件的结构工艺性 67

2.4.1合金铸造性能对铸件结构的要求 67

2.4.2铸造工艺对铸件结构的要求 71

2.5其他铸造方法 74

2.5.1金属型铸造 74

2.5.2压力铸造 74

2.5.3离心铸造 75

2.5.4熔模铸造 76

2.6小结 77

2.7练习与思考题 77

第3章 锻压 79

3.1锻造工艺基础 80

3.1.1自由锻 80

3.1.2胎模锻 84

3.1.3锤上模锻 86

3.2金属的锻造性能 88

3.2.1金属的塑性变形 88

3.2.2冷加工与热加工的界限 92

3.2.3金属的可锻性 92

3.2.4锻造温度范围和冷却方法 94

3.2.5锻件缺陷的形成及预防 96

3.3锻件的结构工艺性 97

3.3.1自由锻件的结构工艺性需求 97

3.3.2胎模锻件和模锻件的结构工艺性要求 99

3.4冲压 101

3.4.1冲压的基本工序 101

3.4.2冲压件的结构工艺性 103

3.5其他锻压方法 106

3.5.1轧制 106

3.5.2精密模锻 108

3.5.3挤压 109

3.5.4拉拔 109

3.6小结 110

3.7练习与思考题 110

第4章 焊接 112

4.1熔焊工艺基础 113

4.1.1焊条电弧焊 113

4.1.2埋弧焊 121

4.1.3气体保护电弧焊 123

4.2金属的焊接性能 124

4.2.1金属的焊接性 124

4.2.2碳钢和低合金结构钢的焊接性 125

4.2.3铸铁的焊接性 126

4.3焊接接头组织和性能 127

4.3.1焊缝的组织和性能 127

4.3.2热影响区的组织和性能 127

4.4焊接变形和焊件结构工艺性 129

4.4.1焊接变形及防止方法 129

4.4.2焊件的结构工艺性 131

4.5熔焊工艺设计基础 133

4.5.1焊缝位置的确定及焊缝代号 134

4.5.2焊接接头形式和尺寸的确定 137

4.5.3焊条的选用 139

4.5.4焊件的热处理 141

4.6其他焊接方法 142

4.6.1气焊 142

4.6.2电渣焊 143

4.6.3电阻焊 143

4.6.4钎焊 145

4.7小结 146

4.8练习与思考题 146

第5章 机械零件毛坯的选择 147

5.1常用毛坯的种类 147

5.1.1型材 147

5.1.2铸件 147

5.1.3锻件 148

5.1.4冲压件 148

5.1.5焊接件 149

5.2毛坯选择的原则 149

5.2.1毛坯选择的原则 149

5.2.2毛坯具体选择时考虑的因素 150

5.3典型零件的毛坯选择 150

5.3.1轴杆类零件 150

5.3.2饼块及盘套类零件 151

5.3.3机架类零件 152

5.3.4毛坯选择举例 153

5.4小结 154

5.5练习与思考题 155

第6章 金属切削加工基础知识 156

6.1切削运动及切削要素 156

6.1.1零件的种类及其表面形成 156

6.1.2切削运动 157

6.1.3切削要素 159

6.2金属切削刀具 159

6.2.1刀具材料 160

6.2.2刀具角度 161

6.2.3刀具结构 165

6.3切削过程中的物理现象 165

6.3.1切屑形成过程及切屑种类 166

6.3.2积屑瘤 167

6.3.3切削力和切削功率 168

6.3.4切削热和切削温度 170

6.3.5刀具磨损和刀具耐用度 171

6.4工件材料的切削加工性 173

6.4.1材料切削加工性的慨念和衡量指标 173

6.4.2材料切削加工性的改善 174

6.5金属切削条件的选择 175

6.5.1切削加工主要技术经济指标 175

6.5.2切削用量的合理选择 177

6.5.3切削液的选用 179

6.6小结 180

6.7练习与思考题 180

第7章 金属切削机床 181

7.1金属切削机床分类与型号编制 181

7.1.1机床分类 181

7.1.2通用机床型号 182

7.2车床 184

7.2.1普通车床 185

7.2.2卧式车床的传动系统 188

7.2.3其他车床 190

7.3钻床和镗床 194

7.3.1钻床 194

7.3.2镗床 197

7.4刨床、插床 199

7.4.1刨床 199

7.4.2插床 203

7.5铣床 203

7.5.1卧式万能升降台铣床 204

7.5.2其他铣床 207

7.5.3铣床附件——万能分度头 209

7.6磨床 211

7.6.1M1432A型万能磨床 212

7.6.2其他磨床简介 213

7.7小结 216

7.8练习与思考题 216

第8章 机械零件表面加工 217

8.1外圆表面加工 217

8.1.1外圆表面车削加工 217

8.1.2外圆表面的磨削加工 221

8.2孔的加工 223

8.2.1钻削加工 223

8.2.2镗削 224

8.2.3铰削 225

8.3平面加工 226

8.3.1平面刨削加工 226

8.3.2平面铣削加工 227

8.3.3平面磨削加工 229

8.4螺纹加工 229

8.4.1套丝 229

8.4.2螺纹车削 230

8.4.3螺纹铣削 231

8.5齿轮的齿形加工 231

8.5.1概述 231

8.5.2滚齿 232

8.5.3插齿 233

8.5.4齿面精加工 235

8.6光整加工 238

8.6.1研磨 238

8.6.2珩磨 239

8.6.3超级光磨 240

8.7小结 241

8.8练习与思考题 241

第9章 机械加工工艺过程的制定 242

9.1机械加工工艺过程概述 242

9.1.1工艺过程是生产过程的主要过程 242

9.1.2生产类型 244

9.2工件的安装和夹具 245

9.2.1工件的安装 246

9.2.2夹具简介 247

9.3工艺规程的拟定 249

9.3.1零件的工艺分析 249

9.3.2毛坯的选择及加工余量的确定 250

9.3.3定位基准的选择 251

9.3.4工艺路线的拟定 255

9.3.5工艺文件的编制 257

9.4典型零件工艺过程 257

9.4.1轴类零件 257

9.4.2套类零件 260

9.4.3箱体类零件 263

9.5小结 267

9.6练习与思考题 268

第10章 特种加工 269

10.1电火花加工 270

10.1.1电火花加工的原理 270

10.1.2电火花加工的特点 271

10.1.3电火花加工的类型及应用 272

10.1.4电火花加工机床简介 274

10.2电解加工 276

10.2.1电解加工的原理 277

10.2.2电解加工的特点和应用 277

10.2.3电解加工机床简介 280

10.2.4电解磨削 280

10.2.5电铸 282

10.3激光加工 284

10.3.1激光加工的原理 284

10.3.2激光加工的特点和应用 284

10.3.3激光加工的基本设备 286

10.4电子束加工 287

10.4.1电子束加工的原理 287

10.4.2电子束加工的特点和应用 287

10.4.3电子束加工装置 289

10.5离子束加工 291

10.5.1离子束加工的原理 291

10.5.2离子束加工的基本设备 293

10.6超声波加工 294

10.6.1超声波加工的原理 294

10.6.2超声波加工的特点和应用 295

10.6.3超声波加工的基本设备 297

10.7小结 298

10.8练习与思考题 299

第11章 先进制造技术 300

11.1数控加工技术 300

11.1.1数字控制与数控机床的概念 300

11.1.2数控机床的基本组成及工作原理 300

11.1.3数控机床的分类 302

11.1.4数控机床的特点及应用范围 306

11.2快速成形技术 307

11.2.1快速成形技术的概念 307

11.2.2快速成形技术的工作原理 308

11.2.3快速成形技术的工艺方法 308

11.2.4快速成形技术的特点和用途 310

11.3柔性制造技术 310

11.3.1柔性制造单元 310

11.3.2柔性制造系统 311

11.3.3计算机集成制造系统 313

11.3.4成组技术 314

11.4小结 316

11.5练习与思考题 317

参考文献 318