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第1篇 工程材料基础 2

第1章 金属材料 2

1.1 金属材料的结构 2

1.1.1 金属的晶体结构 2

1.1.2 合金的晶体结构 3

1.1.3 金属的结晶 5

1.2 金属材料的性能 6

1.2.1 金属材料的力学性能 6

1.2.2 金属材料的物理性能和化学性能 11

1.2.3 金属材料的工艺性能 12

1.3 铁碳合金 12

1.3.1 铁碳合金的基本组织和性能 12

1.3.2 铁碳合金相图 13

1.3.3 铁碳合金的组织转变 14

1.3.4 铁碳合金相图的应用 15

1.4 常用金属材料 16

1.4.1 碳素钢分类和牌号 16

1.4.2 合金钢及其牌号 18

1.4.3 铸铁和铸钢 19

1.4.4 有色金属 21

1.5 钢的热处理 23

1.5.1 热处理过程中的组织转变 23

1.5.2 钢的热处理工艺 25

思考与练习题 27

第2章 非金属材料与新型材料 29

2.1 非金属材料 29

2.1.1 非金属材料的性能 29

2.1.2 高分子材料 31

2.1.3 陶瓷材料 35

2.2 新型材料 37

2.2.1 复合材料 37

2.2.2 磁性材料 38

2.2.3 超导材料 39

2.2.4 形状记忆合金 39

2.2.5 纳米材料 40

思考与练习题 42

第2篇 材料成形工艺基础 44

第3章 铸造成形 44

3.1 概述 44

3.2 铸造成形基础 44

3.2.1 金属的流动性 44

3.2.2 金属的收缩性 46

3.3 砂型铸造 47

3.3.1 砂型铸造生产过程 47

3.3.2 造型材料 47

3.3.3 造型方法 48

3.3.4 合金的熔炼和浇注 50

3.3.5 落砂、清理与检验 53

3.3.6 铸造生产常见缺陷 53

3.4 铸造工艺设计 55

3.4.1 浇注位置的确定 55

3.4.2 分型面的选择 56

3.4.3 铸造工艺参数 57

3.5 铸造结构的工艺性 58

3.5.1 铸造工艺对铸件结构的要求 58

3.5.2 铸造性能对铸件结构的要求 59

3.6 特种铸造方法 60

3.6.1 熔模铸造 60

3.6.2 金属型铸造 62

3.6.3 离心铸造 63

3.6.4 压力铸造 65

思考与练习题 66

第4章 锻压成形 68

4.1 概述 68

4.2 锻压成形基础 69

4.2.1 金属塑性变形的实质 69

4.2.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 70

4.2.3 金属的锻造性能 72

4.3 自由锻 73

4.3.1 自由锻的特点及应用 73

4.3.2 自由锻的基本工序 73

4.3.3 自由锻设备 75

4.3.4 自由锻的结构工艺性 76

4.4 模锻 77

4.4.1 模锻的特点及应用 77

4.4.2 模锻的种类 78

4.4.3 模锻的结构工艺性 82

4.5 板料冲压 83

4.5.1 板料冲压的特点及应用 83

4.5.2 板料冲压的基本工序 84

4.5.3 板料冲压的结构工艺性 87

4.6 锻压成形新工艺 89

4.6.1 精密模锻 89

4.6.2 轧制成形 90

4.6.3 挤压成形 91

4.6.4 拉拔成形 91

4.6.5 爆炸成形 92

4.6.6 电磁冲压成形 92

4.6.7 超塑性成形 93

思考与练习题 93

第5章 焊接成形 94

5.1 概述 94

5.2 焊接成形基础 95

5.2.1 焊接电弧 95

5.2.2 焊接过程 95

5.2.3 焊接接头的组织与性能 96

5.2.4 金属材料的焊接性 97

5.2.5 常见的焊接缺陷及检验 97

5.3 常用焊接方法 99

5.3.1 焊条电弧焊 99

5.3.2 埋弧焊 101

5.3.3 气体保护电弧焊 101

5.3.4 气焊与气割 104

5.3.5 压焊 106

5.3.6 钎焊 109

5.3.7 特种焊接方法 110

5.4 焊接结构工艺设计 113

5.4.1 焊接件材料的选择 113

5.4.2 焊接方法的选择 114

5.4.3 焊接接头及坡口形式的选择 114

5.4.4 焊缝的合理布置 116

思考与练习题 117

第6章 粉末冶金和非金属材料成形工艺 119

6.1 粉末冶金工艺 119

6.1.1 概述 119

6.1.2 粉末冶金工艺过程 119

6.2 非金属材料成形工艺 122

6.2.1 高分子材料成形 122

6.2.2 工业陶瓷成形 128

6.2.3 复合材料成形 128

思考与练习题 130

第3篇 机械制造工艺基础 132

第7章 金属切削加工基础 132

7.1 金属切削加工的基础知识 132

7.1.1 切削加工概述 132

7.1.2 切削运动与切削要素 132

7.1.3 切削刀具材料 134

7.1.4 刀具切削部分的几何角度 136

7.1.5 切削过程的一般规律 140

7.2 金属切削机床 150

7.2.1 金属切削机床的基础知识 150

7.2.2 零件表面的切削加工成形方法和机床的运动 155

7.2.3 机床的传动 157

7.2.4 数控机床简介 160

思考与练习题 165

第8章 常用零件表面的加工方法 166

8.1 外圆表面加工 166

8.1.1 外圆表面的加工方法 166

8.1.2 外圆表面的车削加工 167

8.1.3 外圆表面的磨削加工 173

8.2 内圆表面加工 179

8.2.1 内圆表面的加工方法 179

8.2.2 钻削加工 180

8.2.3 镗削加工 185

8.2.4 拉削加工 188

8.2.5 内圆磨削 191

8.3 平面加工 193

8.3.1 平面加工方法 193

8.3.2 刨削与插削加工 194

8.3.3 铣削加工 197

8.3.4 平面磨削加工 204

思考与练习题 206

第9章 机械加工工艺过程的基础知识 207

9.1 机械加工工艺过程 207

9.1.1 概述 207

9.1.2 机械加工工艺过程的组成 207

9.1.3 工件工艺规程的制定 210

9.2 零件的机械加工工艺性 214

9.2.1 切削加工对零件结构的要求 214

9.2.2 机械零件加工工艺性典型实例 214

思考与练习题 216

第10章 现代制造技术 218

10.1 特种加工 219

10.1.1 特种加工方法概述 219

10.1.2 典型的特种加工方法 220

10.2 精密和超精密加工 227

10.2.1 精密加工和超精密加工概述 228

10.2.2 超精密加工环境 229

10.3 快速成形 230

10.3.1 快速成形的工艺过程 230

10.3.2 典型的快速成形工艺方法 231

10.4 再制造 234

10.4.1 再制造概述 234

10.4.2 再制造工程的关键技术 234

10.4.3 应急快速维修技术 236

10.5 先进制造生产模式 237

10.5.1 并行工程 237

10.5.2 精益生产 239

10.5.3 虚拟制造 240

10.5.4 敏捷制造 242

10.5.5 绿色制造 242

思考与练习题 244

参考文献 246