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绪论 1

第1章 金属材料的性能 3

1．1 力学性能 3

1．1．1 强度 3

1．1．2 塑性 4

1．1．3 硬度 5

1．1．4 冲击韧度 6

1．1．5 疲劳强度 7

1．2．2 化学性能 8

1．2 物理、化学性能 8

1．2．1 物理性能 8

1．3 工艺性能 9

实验1 金属材料的硬度试验 9

复习思考题 12

第2章 金属与合金的晶体结构与结晶 13

2．1 金属的晶体结构 13

2．1．1 晶体结构的基础知识 13

2．1．3 金属实际的晶体结构 14

2．1．2 三种典型的金属晶格 14

2．2 金属的结晶 15

2．2．1 纯金属的结晶 15

2．2．2 纯金属的结晶过程 16

2．2．3 金属结晶后的晶粒大小 16

2．3 合金的晶体结构 17

2．3．1 合金的基本概念 17

2．3．2 合金的组织 17

2．4．2 二元合金相图的分析 19

2．4．1 二元合金相图的建立 19

2．4 合金的结晶 19

复习思考题 20

第3章 铁碳合金 21

3．1 铁碳合金基本组织 21

3．1．1 纯铁的同素异构转变 21

3．1．2 铁碳合金的基本组织 21

3．2 铁碳合金相图 22

3．2．1 相图分析 22

3．2．2 典型铁碳合金结晶过程分析 23

3．3．1 含碳量对铁碳合金组织和力学性能的影响规律 26

3．3 铁碳合金相图的应用 26

3．3．2 铁碳相图的应用 27

实验2 铁碳合金平衡组织观察与分析 28

复习思考题 29

第4章 钢的热处理 30

4．1 钢在加热和冷却时的组织转变 30

4．1．1 钢在加热时的转变 30

4．1．2 钢在冷却时的转变 31

4．2 钢的退火和正火 34

4．2．2 钢的正火 35

4．2．1 钢的退火 35

4．3 钢的淬火和回火 36

4．3．1 钢的淬火 36

4．3．2 淬火钢的回火 37

4．4 钢的表面热处理 38

4．4．2 钢的化学热处理 39

4．5 钢的热处理新工艺简介 40

4．5．1 强韧化处理 40

4．5．4 钢的形变热处理 41

4．5．3 化学热处理新工艺 41

4．5．2 无氧化加热 41

4．6 零件常见热处理缺陷分析及预防措施 42

4．6．1 氧化和脱碳 42

4．6．2 过热和过烧 42

4．6．3 硬度不足及软点 42

4．6．4 变形和开裂 42

4．7 计算机在热处理中的应用 43

4．7．1 热处理工艺过程微型机控制与自动化 43

4．7．2 计算机辅助设计(CAD)在热处理中的应用 44

实验3 碳钢的热处理 45

复习思考题 47

第5章 钢铁材料的表面处理 49

5．1 化学镀镍 49

5．2 电镀 50

5．3 热浸镀 50

5．5 真空离子镀 51

5．4 热喷涂 51

复习思考题 52

6．1 工业用钢 53

6．1．2 钢的分类和编号 53

6．1．1 常存元素对钢性能的影响 53

第6章 常用工程材料 53

6．1．3 结构钢 55

4．4．1 钢的表面淬火 58

6．1．4 工具钢 58

6．1．5 特殊性能钢 60

6．2 铸铁 61

6．2．1 铸铁的石墨化 61

6．2．2 常用铸铁 62

6．2．3 合金铸铁 64

6．3．1 铝及其合金 65

6．3 非铁合金及粉末冶金 65

6．3．2 铜及其合金 67

6．3．3 轴承合金 69

6．3．4 粉末冶金与硬质合金 69

6．4 非金属材料 70

6．4．1 高分子材料 70

6．4．2 陶瓷材料 72

6．4．3 复合材料 72

复习思考题 74

7．1．1 合金的流动性和充型能力 75

7．1 铸造成形工艺基础 75

第7章 铸造成形 75

7．1．2 合金的收缩 77

7．1．3 合金的吸气性和氧化性 79

7．2 铸造成形方法 80

7．2．1 砂型铸造 80

7．2．2 特种铸造 88

7．3 铸造成形工艺设计 92

7．3．1 浇注位置的选择 92

7．3．2 铸型分型面的选择 92

7．3．3 工艺参数的选择 93

7．3．4 铸造成形工艺设计实例 95

7．4 铸件结构工艺性 96

7．4．1 砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求 96

7．4．2 合金铸造性能对铸件结构设计的要求 98

实验4 合金铸造应力的测定 99

复习思考题 102

第8章 锻压成形 104

8．1 锻压成形工艺基础 104

8．1．1 金属塑性变形的实质 104

8．1．3 金属的冷变形和热变形 105

8．1．2 塑性变形对金属组织和性能的影响 105

8．1．4 锻造流线及锻造比 106

8．1．5 合金的锻造性能 107

8．2 自由锻 107

8．2．1 自由锻的基本工序 107

8．2．2 自由锻工艺规程的制订 108

8．2．3 自由锻锻件的结构设计 111

8．3 模锻 112

8．3．1 锤上模锻 112

8．3．2 胎模锻 115

8．3．3 压力机上模锻 116

8．4 板料冲压 118

8．4．1 冲压设备 118

8．4．2 冲压工序 119

8．4．3 冲模 120

8．5 锻压新工艺简介 121

8．5．1 精密模锻 121

8．5．2 挤压 121

8．5．3 轧锻 122

实验5 冷变形强化及再结晶退火 123

8．5．4 超塑性成形 123

复习思考题 125

第9章 焊接与胶接成形 127

9．1 焊接的基本原理 128

9．1．1 焊接电弧 128

9．1．2 焊接过程 129

9．1．3 焊接接头的组织和性能 130

9．1．4 焊接应力与变形 132

9．2．1 手工电弧焊 134

9．2 常用焊接方法 134

9．2．2 埋弧自动焊 137

9．2．3 气体保护焊 138

9．2．4 电渣焊 140

9．2．5 电阻焊 140

9．2．6 钎焊 142

9．3 常用金属材料的焊接 142

9．3．1 金属材料的焊接性 142

9．3．2 碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接 143

9．3．3 不锈钢的焊接 144

9．3．5 非铁金属的焊接 145

9．3．4 铸铁的焊补 145

9．4．1 焊接结构材料的选择 146

9．4 焊接结构工艺性 146

9．4．2 焊接方法的选择 147

9．4．3 焊接接头设计 148

9．4．4 焊接结构工艺设计 151

9．5 常见焊接缺陷产生原因分析及预防措施 152

9．5．1 常见焊接缺陷 152

9．5．2 焊接缺陷的产生原因及预防措施 152

9．6．1 焊接检验过程 153

9．6 焊接质量检验 153

9．6．2 焊接检验方法 154

9．7 其它焊接技术简介 155

9．7．1 等离子弧焊接和切割 155

9．7．2 真空电子束焊接 156

9．7．3 激光焊接与切割 157

9．7．4 扩散焊接 158

9．7．5 摩擦焊 158

9．8．2 胶粘剂 159

9．8．1 胶接基本原理 159

9．8 胶接 159

9．8．3 胶粘过程特征 160

9．8．4 胶接过程的质量控制 160

实验6 焊接接头组织和性能分析 162

复习思考题 162

10．1．1 失效的基本概念 164

10．1．2 零件失效的主要形式 164

10．1 机械零件的失效 164

第10章 机械零件材料及毛坯的选择与质量检验 164

10．1．3 零件失效的原因 165

10．1．4 失效分析实例 165

10．2 机械零件材料选择的一般原则 166

10．2．1 使用性能 166

10．2．2 工艺性能 167

10．2．3 经济性 167

10．2．4 典型零件选材及工艺路线 167

10．3 零件毛坯选择的一般原则 170

10．3．1 毛坯的种类 170

10．3．3 典型机械零件毛坯的选择 171

10．3．2 毛坯选择的一般原则 171

10．4 毛坯质量检验 175

10．4．1 毛坯的质量检验 175

10．4．2 毛坯加工中常见缺陷及检验 176

复习思考题 177

第11章 金属切削加工的基础知识 178

11．1 切削运动和切削要素 178

11．1．1 切削运动 178

11．1．2 切削要素 179

11．2．1 刀具材料 180

11．2 金属切削刀具 180

11．2．2 车刀切削部分的几何参数 181

11．3 金属切削过程中的物理现象 185

11．3．1 金属切削过程的实质 185

11．3．2 切削变形区 185

11．3．3 积屑瘤现象 186

11．3．4 切削力 186

11．3．5 切削热 187

11．3．6 刀具磨损与刀具使用寿命 188

11．4．1 工件材料的切削加工性 190

11．4 关于提高切削加工质量与切削效率的问题 190

11．4．2 已加工表面质量 191

11．4．3 切削液 192

11．4．4 刀具几何角度的合理选择 195

11．4．5 切削用量的选择 195

实验7 车刀几何角度的刃磨与测量 196

实验8 切削因素对加工表面粗糙度的影响 199

复习思考题 202

12．1．2 机床型号编制方法 204

12．2．1 车床 204

12．2 车削加工 204

12．1．1 机床的分类 204

12．1 机床的分类和编号 204

第12章 切削加工方法 204

12．2．2 工件在车床上的安装 208

12．2．3 车削加工的工艺特点与应用 208

12．3 钻削和镗削加工 209

12．3．1 钻削加工 209

12．3．2 铰削加工 213

12．3．3 镗削加工 213

12．4．1 铣床 215

12．4 铣削加工 215

12．4．2 铣刀 216

12．4．3 铣削要素 216

12．4．4 铣削方式 217

12．4．5 铣削的应用 219

12．4．6 铣削加工的工艺特点 219

12．5．1 刨削加工 220

12．5．2 插削加工 220

12．5 刨削、插削和拉削加工 220

12．5．3 拉削加工 221

12．6 磨削与光整加工 222

12．6．1 磨床 222

12．6．2 砂轮 223

12．6．3 磨削加工 224

12．6．4 光整加工 226

12．7 螺纹、齿轮加工 227

12．7．1 螺纹加工 227

12．7．2 齿轮加工 228

12．8．1 电火花加工 230

12．8 特种加工 230

12．8．2 电解加工 231

12．8．3 超声波加工 232

12．8．4 激光加工 232

12．9 各种表面加工方案分析 233

12．9．1 平面加工 233

12．9．2 外圆面加工 234

12．9．3 孔加工 235

12．9．4 螺纹加工 237

复习思考题 238

12．9．5 齿形加工 238

第13章 机械加工工艺过程的基础知识 240

13．1 基本概念 240

13．1．1 生产过程和工艺过程 240

13．1．2 工艺过程的组成 240

13．1．3 生产纲领与生产类型 242

13．2 工件的装夹 243

13．2．1 工件的装夹方式 244

13．2．2 基准 244

13．2．3 定位基准的选择 245

13．2．4 工件的定位 247

13．2．5 夹具简介 248

13．3 机械加工工艺规程的制定 249

13．3．1 制定零件工艺规程的内容和要求 249

13．3．2 制定工艺规程的步骤 249

13．4 典型零件加工工艺过程举例 252

13．4．1 轴类零件的机械加工工艺过程 253

13．4．2 盘套类零件的机械加工工艺过程 257

13．4．3 箱体类零件的机械加工工艺过程 259

复习思考题 262

14．1 件结构的切削加工工艺性 265

第14章 零件的结构工艺性 265

14．2 零件结构的装配工艺性 269

复习思考题 271

第15章 先进制造技术 273

15．1 先进制造技术概述 273

15．1．1 先进制造技术的内涵及特点 273

15．1．2 先进制造技术的发展趋势 274

15．2 精密与超精密加工 276

15．2．1 基本概念及其重要意义 276

15．2．2 超精密加工的实现 277

15．3 超高速切削 278

15．4 柔性制造系统(FMS) 279

15．4．1 柔性制造系统(FMS)的概念 279

15．4．2 FMS的组成与功能 279

15．4．3 FMS的级别和适用范围 280

15．5 计算机集成制造系统(CIMS) 281

15．5．1 计算机集成制造(CIM)与计算机集成制造系统(CIMS)的概念 281

15．5．2 CIMS的功能构成 281

15．6．2 并行工程(CE)的涵义 283

15．6．3 并行工程的特点 283

15．6．1 串行生产模式分析 283

15．6 并行工程(CE) 283

15．7 精益生产(LP) 284

15．7．1 精益生产(LP)的基本概念 284

15．8 敏捷制造(AM) 286

15．8．1 敏捷制造(AM)的概念 286

15．8．2 敏捷制造(AM)的特点 286

复习思考题 286

主要参考文献 288

15．7．2 精益生产的特点 294