金属加工工艺基础PDF电子书下载

1 金属材料的主要性能 1

1.1 金属的力学性能 1

1.1.1 强度 1

1.1.2 塑性 3

1.1.3 硬度 3

1.1.4 冲击韧度 4

1.1.5 疲劳极限 5

1.2 金属的物理、化学及工艺性能 5

1.2.1 金属的物理性能 5

1.2.2 金属的化学性能 6

1.2.3 金属的工艺性能 7

习题与思考题 7

2 金属和合金的晶体结构 8

2.1 金属的晶体结构 8

2.1.1 晶体结构 8

2.1.2 三种典型的金属晶格 8

2.1.3 金属实际的晶体结构 8

2.2 金属的结晶 10

2.2.1 纯金属的结晶 10

2.2.2 纯金属的结晶过程 11

2.2.3 金属结晶后的晶粒大小 11

2.3 合金的晶体结构 12

2.3.1 合金的基本概念 12

2.3.2 合金的组织 12

2.4 合金的结晶 13

2.4.1 合金相图的概念 13

2.4.2 二元合金相图的建立 13

2.4.3 二元合金相图的分析 13

习题与思考题 14

3 铁碳合金 15

3.1 铁的晶体结构与同素异构转变 15

3.1.1 纯铁的晶体结构 15

3.1.2 纯铁的同素异构转变 16

3.2 铁碳合金的基本组织 17

3.2.1 固溶体 17

3.2.2 金属化合物 19

3.2.3 机械混合物 19

3.3 铁碳合金状态图 20

3.3.1 相图中的点、线、区 20

3.3.2 典型铁碳合金的结晶过程 22

3.3.3 Fe-Fe3C相图的应用 24

习题与思考题 24

4 钢的热处理 25

4.1 钢在加热和冷却时的组织转变 25

4.1.1 钢在加热时的组织转变 26

4.1.2 钢在冷却时的组织转变 27

4.2 钢的普通热处理 29

4.2.1 钢的退火 29

4.2.2 钢的正火 29

4.2.3 钢的淬火 30

4.2.4 钢的回火 34

4.3 钢的表面热处理和化学热处理 35

4.3.1 钢的表面热处理 36

4.3.2 钢的化学热处理 37

4.4 热处理新技术简介 38

4.4.1 形变热处理 38

4.4.2 真空热处理 39

4.4.3 可控气氛热处理 39

4.4.4 激光热处理 39

4.4.5 电子束表面淬火 39

4.4.6 表面气相沉积 39

习题与思考题 40

5 材料表面处理技术 41

5.1 金属表面强化处理 42

5.1.1 喷丸 42

5.1.2 滚压加工 42

5.1.3 金属表面复合处理强化法 43

5.1.4 金属表面相变强化法 43

5.1.5 金属表面化学热处理强化法 43

5.2 金属表面防腐处理 43

5.2.1 金属覆盖法 44

5.2.2 非金属覆盖法 50

5.3 金属表面装饰处理 50

5.3.1 表面抛光 50

5.3.2 装饰性电镀 51

5.3.3 氧化与磷化 51

5.3.4 表面转化着色处理 51

习题与思考题 52

6 工业用钢铁 53

6.1 工业用钢 53

6.1.1 钢的分类 53

6.1.2 结构件用钢 53

6.1.3 机器零件用钢 55

6.1.4 工具钢 56

6.1.5 特殊性能钢 59

6.2 铸铁 61

6.2.1 铸铁的特点和分类 61

6.2.2 铸铁的石墨化 61

6.2.3 铸铁孕育处理 62

6.2.4 常用铸铁 62

6.2.5 特种铸铁 67

习题与思考题 68

7 有色金属及其合金 69

7.1 概述 69

7.2 铝及铝合金 69

7.2.1 铝及铝合金的性能和分类 69

7.2.2 常用的几种铸造铝合金 71

7.2.3 铝合金牌号 72

7.2.4 提高铝及铝合金强度的主要途径 72

7.3 铜及铜合金 73

7.3.1 铜及铜合金的分类、特点和应用 74

7.3.2 铜合金的热处理 76

7.4 钛及钛合金 77

7.4.1 工业纯钛 77

7.4.2 钛合金 77

7.4.3 钛合金的性能、特点和应用 77

7.5 轴承合金 78

7.5.1 组织性能要求 78

7.5.2 常用的轴承合金 79

7.5.3 轴承合金的牌号 80

7.6 粉末冶金 80

7.6.1 粉末制备方法 80

7.6.2 粉末的性能 82

习题与思考题 84

8 铸造 85

8.1 概述 85

8.2 铸造工艺设计基础 86

8.2.1 概念 86

8.2.2 设计依据 86

8.2.3 设计内容和程序 86

8.3 铸造工艺方案的确定 87

8.3.1 零件结构分析 87

8.3.2 铸造工艺方案分析 93

8.4 砂型铸造 99

8.4.1 砂型铸造工艺的基本知识 99

8.4.2 造型材料 101

8.4.3 手工造型 102

8.4.4 机器造型 104

8.4.5 常用的铸造合金熔炼设备与浇注 105

8.4.6 铸件的落砂与清理 106

8.5 特种铸造 108

8.5.1 熔模铸造 108

8.5.2 金属型铸造 109

8.5.3 陶瓷型铸造 109

8.5.4 压力铸造 110

8.5.5 离心铸造 111

习题与思考题 113

9 塑性成形 114

9.1 概述 114

9.1.1 金属塑性成形的特点 114

9.1.2 塑性成形工艺的分类 114

9.2 金属塑性成形工艺基础 116

9.2.1 塑性变形机理 116

9.2.2 塑性变形后金属的组织和性能 116

9.2.3 金属的可锻性 117

9.2.4 锻造温度范围 118

9.2.5 金属的变形规律 118

9.3 自由锻造 119

9.3.1 自由锻造的特点及设备 119

9.3.2 自由锻造的基本工序 120

9.3.3 自由锻造工艺规程的制定 121

9.3.4 自由锻件的结构工艺性 124

9.4 模锻 124

9.4.1 锤上模锻的工艺特点 125

9.4.2 锤上模锻的锻模结构 125

9.4.3 锤上模锻工艺规程的制定 126

9.4.4 锤上模锻零件的结构工艺性 127

9.4.5 其他模锻方法 128

9.5 板料冲压 129

9.5.1 冲压工序及冲压件结构工艺性 129

9.5.2 冷冲压模具 130

9.5.3 冲压工艺过程 131

9.6 其他塑性成形 131

9.6.1 精密模锻 131

9.6.2 超塑性成形 131

9.6.3 高能率成形 132

习题与思考题 132

10 焊接 133

10.1 概述 133

10.2 焊接电弧基础 134

10.2.1 电弧的定义 134

10.2.2 电弧的构造 134

10.2.3 电弧的极性 134

10.3 焊条电弧焊 135

10.3.1 焊条电弧焊的焊接过程 135

10.3.2 焊条电弧焊的特点 135

10.3.3 焊条 136

10.4 埋弧焊 139

10.4.1 埋弧焊的焊接过程和原理 139

10.4.2 埋弧自动焊的特点和应用范围 140

10.4.3 焊丝和焊剂 140

10.4.4 埋弧自动焊的焊接工艺 141

10.5 气体保护电弧焊 141

10.5.1 钨极氩弧焊 142

10.5.2 熔化极氩弧焊 143

10.5.3 CO2气体保护焊 144

10.6 等离子弧焊 146

10.6.1 等离子弧的产生机制 146

10.6.2 等离子弧焊接的特点 146

10.6.3 等离子弧焊接的应用 147

10.7 其他常用焊接方法 147

10.7.1 电阻焊 147

10.7.2 摩擦焊 148

10.7.3 钎焊 149

10.8 常用金属材料的焊接 150

10.8.1 金属材料的焊接性 150

10.8.2 碳钢的焊接 151

10.8.3 合金结构钢的焊接 151

10.8.4 铸铁的补焊 152

10.8.5 铝、铜及其合金的焊接 152

10.9 焊接应力与变形 153

10.9.1 焊接应力与焊接变形 153

10.9.2 焊接变形的基本形式 154

10.9.3 焊接变形与应力的危害 154

10.9.4 预防和减小焊接应力及焊接变形的措施 155

10.9.5 焊接变形的矫正 156

10.10 焊接结构设计 156

10.10.1 焊接结构材料的选择原则 156

10.10.2 焊接方法的选择原则 156

10.10.3 焊接接头设计 157

习题与思考题 161

11 切削加工的基础知识 162

11.1 切削运动 162

11.1.1 概述 162

11.1.2 切削要素 163

11.2 切削刀具 165

11.2.1 切削刀具的结构 165

11.2.2 刃部材料 166

11.2.3 刀具角度 168

11.3 切削过程 172

11.3.1 切屑的形成及其种类 172

11.3.2 积屑瘤 173

11.3.3 切削力和切削功率 174

11.3.4 切削热的产生与传导 175

11.3.5 刀具磨损和刀具耐用度 176

11.3.6 切削液的选用 176

11.4 工件材料的切削加工性 177

习题与思考题 178

12 常用切削加工方法综述 179

12.1 切削机床的基本知识 179

12.1.1 切削机床的类型 179

12.1.2 机床的基本结构 179

12.1.3 机床的传动 180

12.2 常用切削加工方法综述 183

12.2.1 车床及其加工 183

12.2.2 铣床及其加工 186

12.2.3 磨床及其加工 190

12.2.4 钻床、镗孔及其加工 195

12.2.5 刨床、插床、拉床及其加工 200

习题与思考题 204

13 精密加工与特种加工 205

13.1 精密加工 205

13.1.1 研磨 205

13.1.2 珩磨 206

13.1.3 超级光磨 206

13.1.4 抛光 207

13.2 特种加工 207

13.2.1 电火花加工 208

13.2.2 电解加工 208

13.2.3 超声波加工 209

13.2.4 高能束加工 210

习题与思考题 211

14 工艺过程的基本知识 212

14.1 基本概念 212

14.1.1 生产过程和工艺过程 212

14.1.2 生产纲领和生产类型 213

14.2 机械加工工艺过程 214

14.2.1 机械加工工艺过程组成 214

14.2.2 制定机械加工工艺规程的基本要求和依据 216

14.2.3 机械加工工艺规程的制定 218

14.3 零件结构的工艺性 225

14.3.1 便于装夹 226

14.3.2 便于加工和测量 226

14.3.3 尽量采用标准化参数 228

14.3.4 保证加工质量和提高生产效率 229

习题与思考题 231

15 金属加工工艺与计算机技术 232

15.1 铸造过程辅助设计及控制 232

15.1.1 铸造过程计算机模拟的发展阶段 232

15.1.2 计算机在铸造技术中的应用 233

15.2 数控冲压 236

15.2.1 数控冲床操作流程及加工方式 237

15.2.2 数控冲压的特点 238

15.3 焊接过程自动化 238

15.3.1 焊接机器人的发展历程 239

15.3.2 焊接机器人国内外应用现状 239

15.3.3 国内外焊接机器人技术的研究现状及发展趋势 240

15.4 计算机辅助设计与制造 241

15.4.1 概述 242

15.4.2 CAD/CAM系统的功能 243

习题与思考题 245

参考文献 246