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上篇 工程材料与成形技术 3

第1章 工程材料 3

1.1工程材料的结构与性能 3

1.1.1金属材料的结构 3

1.1.2非金属材料的结构与组织 6

1.1.3工程材料的性能 9

1.2金属的结晶与二元合金相图 11

1.2.1金属的结晶 11

1.2.2合金的结晶 14

1.2.3铁碳合金相图 16

1.3钢的热处理 21

1.3.1钢在加热时的组织转变 21

1.3.2钢在冷却时的组织转变 22

1.3.3钢的基本热处理工艺 24

1.3.4钢的表面热处理工艺 26

1.4常用工程材料 26

1.4.1金属材料 26

1.4.2非金属材料 34

思考题与习题 41

第2章 铸造成形 42

2.1铸造成形工艺基础 42

2.1.1充型能力 42

2.1.2合金的收缩 44

2.2铸造方法 49

2.2.1砂型铸造 49

2.2.2特种铸造 52

2.3铸造工艺设计 56

2.3.1浇注位置的选择 56

2.3.2铸型分型面的选择 57

2.3.3工艺参数的确定 58

2.3.4铸造工艺图绘制 60

2.4常用合金铸件的生产 62

2.4.1铸铁件的生产 62

2.4.2铸钢件的生产 68

2.4.3非铁合金铸件的生产 70

2.5铸件的结构工艺性 71

2.5.1铸造工艺对铸件结构的要求 71

2.5.2合金的铸造性能对铸件结构的要求 73

思考题与习题 76

第3章 金属的塑性成形 77

3.1塑性成形工艺基础 77

3.1.1金属塑性成形的基本生产方式 77

3.1.2金属的塑性变形原理 79

3.1.3塑性变形后金属的组织和性能 80

3.1.4金属材料的塑性加工性能 83

3.2锻压成形方法 85

3.2.1自由锻 85

3.2.2模锻 85

3.2.3板料冲压 91

3.3锻压成形工艺设计 101

3.3.1自由锻工艺规程制定 101

3.3.2锤上模锻工艺规程制订 103

3.3.3冲压工艺规程制订 107

3.4锻压件结构工艺性 108

3.4.1自由锻件结构工艺性 108

3.4.2模锻件结构工艺性 110

3.4.3冲压件结构工艺性 110

思考题与习题 113

第4章 金属的焊接成形 114

4.1焊接工艺基础 114

4.1.1焊接接头的组织与性能 114

4.1.2焊接应力、变形与裂纹 116

4.1.3金属的焊接性 121

4.2常用熔化焊方法 122

4.2.1焊条电弧焊 123

4.2.2埋弧焊 126

4.2.3气体保护焊 128

4.2.4电渣焊 129

4.2.5等离子弧焊 130

4.2.6电子束焊 131

4.2.7激光焊与切割 132

4.3压力焊与钎焊 133

4.3.1电阻焊 133

4.3.2摩擦焊 135

4.3.3钎焊 136

4.4常用金属材料的焊接 138

4.4.1碳钢的焊接 138

4.4.2普通低合金结构钢的焊接 139

4.4.3铸铁的焊补 139

4.4.4非铁金属的焊接 140

4.5焊接结构设计 141

4.5.1焊接结构材料的选择 141

4.5.2焊接方法的选择 141

4.5.3焊接接头工艺设计 141

思考题与习题 145

第5章 非金属材料的成形 146

5.1工程塑料成形 146

5.1.1概述 146

5.1.2塑料制品成形技术 146

5.1.3塑料制品的加工 148

5.1.4塑料制品结构工艺性 149

5.2橡胶成形 153

5.2.1概述 153

5.2.2橡胶制品成形技术 153

5.3陶瓷材料成形 154

5.3.1概述 154

5.3.2陶瓷制品成形技术 154

5.4复合材料成形 157

5.4.1概述 157

5.4.2复合材料成形技术 157

思考题与习题 159

中篇 机械加工基础 162

第6章 金属切削的基础知识 162

6.1金属切削基本原理 162

6.1.1切削运动 162

6.1.2切削要素 163

6.2金属切削刀具 165

6.2.1刀具的结构几何参数（车刀） 165

6.2.2刀具材料 168

6.3金属切削过程 169

6.3.1切屑的形成与种类 169

6.3.2积屑瘤 170

6.3.3切削力与切削功率 171

6.3.4切削热与切削温度 173

6.3.5刀具磨损与刀具耐用度 174

6.4工程材料的切削加工性 176

6.4.1工程材料的切削加工性 176

6.4.2改善工程材料切削加工性的主要途径 177

思考题与习题 181

第7章 金属切削机床及其运动 182

7.1机床的分类 182

7.2机床型号的编制方法 183

7.2.1型号表示方法 183

7.2.2机床分类及类代号 183

7.2.3机床的通用特性代号、结构特性代号 184

7.2.4机床的组别、系列代号 184

7.2.5机床主参数、主轴数和第二主参数 184

7.2.6机床的重大改进顺序号 184

7.2.7其他特性代号 185

7.2.8企业代号 185

7.3机床的组成 185

7.4机床的运动 186

7.4.1零件表面的切削加工成形方法 186

7.4.2机床的运动 186

7.5机床的传动 187

7.5.1机床传动的基本组成部分 187

7.5.2机床的传动链 187

7.5.3机床传动原理图 187

7.5.4机床传动系统图和运动计算 188

思考题与习题 190

第8章 常用加工方法及装备 191

8.1车削加工 191

8.1.1车削加工的工艺特点及适用范围 191

8.1.2车床的分类、组成及车床的运动分析 192

8.1.3车刀 193

8.2铣削加工 194

8.2.1铣削加工的工艺特点及适用范围 194

8.2.2铣床的种类 194

8.2.3铣刀 196

8.3刨、插、拉、削加工 198

8.3.1刨削加工的工艺特点及适用范围 198

8.3.2刨床的种类 199

8.3.3插削加工 200

8.3.4拉削的工艺特点 200

8.3.5拉床 201

8.3.6拉刀 202

8.4钻削与镗削加工 202

8.4.1钻削加工 202

8.4.2镗削加工 204

8.5磨削加工 205

8.5.1磨削加工的工艺特点与适用范围 205

8.5.2磨床与磨具 205

8.6典型表面加工 209

8.6.1齿形加工方法 209

8.6.2螺纹加工 210

8.6.3成型面加工 210

思考题与习题 211

第9章 现代加工方法 212

9.1精密加工 212

9.1.1研磨 212

9.1.2珩磨 212

9.1.3超级光磨 213

9.1.4抛光 213

9.2超精密加工 213

9.3特种加工 213

9.3.1电火花加工 214

9.3.2电化学加工 215

9.3.3超声波加工 217

9.3.4激光加工 218

9.3.5电子束、离子束加工 218

9.3.6其他特种加工方法 219

9.4数控加工 220

9.4.1数控机床简介 220

9.4.2数控机床的编程 222

思考题与习题 223

下篇 机械制造工艺 226

第10章 机械加工工艺规程设计 226

10.1基本概念 226

10.1.1机械加工工艺过程的组成 226

10.1.2生产类型与工艺过程的关系 227

10.1.3工件的安装与获得尺寸的方法 227

10.1.4制订工艺规程的技术依据和步骤 229

10.2定位基准的选择 229

10.2.1基准的概念 229

10.2.2基准不重合的误差 230

10.2.3基准的选择 232

10.3工艺路线的拟订 234

10.3.1加工方法的选择 234

10.3.2加工阶段的划分 236

10.3.3工序的集中与分散 237

10.3.4加工顺序的安排 238

10.4工序尺寸的确定和工艺尺寸的计算 239

10.4.1加工余量的确定 239

10.4.2工序尺寸的确定 241

10.4.3工艺尺寸链 242

10.4.4工艺尺寸的计算举例 243

10.5成组加工工艺规程 249

10.5.1概述 249

10.5.2零件的分类编码系统 249

10.5.3成组加工工艺规程设计 250

10.6计算机辅助工艺过程设计 251

10.6.1 CAPP系统的基本组成 251

10.6.2产品信息 251

10.6.3 CAPP系统工艺决策原理与开发应用 252

思考题与习题 254

第11章 工艺过程质量控制 258

11.1概述 258

11.1.1加工精度 258

11.1.2表面质量 258

11.2加工误差产生的原因 259

11.2.1理论误差 260

11.2.2机床、夹具和刀具本身的误差 260

11.2.3机床的调整误差 263

11.2.4工件在机床或夹具上安装时的定位和夹紧误差 263

11.2.5工艺系统受力变形所引起的加工误差 263

11.2.6工艺系统热变形所引起的加工误差 269

11.2.7工艺系统磨损所造成的加工误差 270

11.2.8工件因内应力而引起加工误差 271

11.2.9测量误差 272

11.3加工后表面层的状态 272

11.3.1表面层的加工硬化 272

11.3.2表面层的残余应力 273

11.4表面质量对零件使用性能的影响 274

11.4.1耐磨性 274

11.4.2疲劳强度 276

11.4.3耐蚀性 277

11.4.4配合质量的稳定性及可靠性 277

11.5磨削的表面质量 277

11.5.1烧伤 278

11.5.2裂纹 279

思考题与习题 280

第12章 机床夹具设计基础 282

12.1机床夹具的基本概念 282

12.1.1夹具的组成 282

12.1.2夹具的分类 283

12.2工件在夹具上的定位原理和定位误差分析 285

12.2.1六点定位原理 285

12.2.2自由度限制的选择 286

12.2.3欠定位和超定位问题 286

12.2.4定位误差分析方法 288

12.3夹紧装置和夹紧力计算 297

12.3.1对夹紧装置的要求 297

12.3.2夹紧力的方向和作用点的选择 298

12.3.3常用夹紧装置及夹紧力计算 300

12.4典型夹具及设计 308

12.4.1钻床夹具 308

12.4.2镗床夹具 312

12.4.3车床、磨床夹具 317

12.4.4铣床类夹具 321

12.5夹具设计的方法与步骤 324

12.6现代机床夹具 325

12.6.1可调夹具 326

12.6.2自动线夹具 327

12.6.3组合夹具 328

12.6.4数控机床夹具 329

思考题与习题 329

第13章 典型零件加工简介 333

13.1轴类零件的加工 333

13.2套筒类零件的加工 334

13.3盘（环）类零件的加工 335

13.4箱体类零件的加工 335

第14章 机器的装配 337

14.1概述 337

14.2装配工艺规程的制定 338

14.2.1制订装配工艺规程的原则 338

14.2.2制订装配工艺规程的原始资料 338

14.2.3制订装配工艺规程的内容及步骤 339

14.3装配尺寸链 341

14.3.1装配尺寸链的基本概念 341

14.3.2装配尺寸链的建立 342

14.3.3装配尺寸链组成的最短路线原则 342

14.3.4达到装配精度的几种方法 342

思考题与习题 344

参考文献 345