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序 1

前言 1

绪论 1

第一节　工业系统、机械制造系统与集成概述 1

一、工业系统 1

二、机械制造系统的概念 1

目录 1

三、集成思想 6

第二节　现代化制造的基本概念 7

一、自动控制 7

二、数控系统 8

三、CAD/CAM技术 8

四、模拟技术 8

五、现代化制造的概念 9

二、现代工程素质训练教程的教学目的 10

第三节　工程素质训练课程的目的、内容和方法 10

一、基本工程素质的概念 10

三、现代工程素质训练教程的教学内容 11

四、教学和学习的方法 12

五、工程素质培养中值得引起注意的问题 12

第一篇　工程材料及其改性技术实践 14

第一章　工程材料及其改性工艺理论基础 14

第一节　工程材料的主要性能 14

一、工程材料的力学性能 14

二、工程材料的物理、化学性能 17

三、工程材料的工艺性能 17

第二节　金属的结晶与合金的结构 18

一、金属的晶体结构 18

二、金属的结晶 18

四、合金的结构 20

三、金属的同素异构转变 20

第三节　铁碳合金的组织与相图 21

一、铁碳合金的基本组织 21

二、铁碳合金相图 22

第四节　高分子材料的基本知识 24

一、高分子材料概述 24

二、高分子材料的性能 27

第二章　常用工程材料 28

第一节　常用金属材料 28

一、钢 28

二、铸铁 33

三、有色金属及其合金 35

第二节　常用非金属材料 38

一、塑料 38

二、橡胶 39

第三节　新材料 40

一、复合材料 40

二、纳米材料 41

三、材料科学中高技术发展现状 42

第一节　金属材料的改性工艺 47

一、钢的改性工艺 47

第三章　工程材料的改性 47

三、陶瓷 49

二、铸铁的改性工艺 51

三、金属材料改性工艺设备简介 53

第二节　常用非金属材料的改性工艺 54

一、塑料的改性工艺 54

二、陶瓷的改性工艺 58

第三节　改性工艺新技术 60

一、激光表面改性工艺 60

二、气氛炉新技术 62

三、真空热处理新技术 64

第四节　工程材料改性过程自动化 66

一、计算机技术在热处理中的应用 66

二、机器人在热处理中的应用 71

第四章　机械零件的选材 72

一、选材的一般原则 72

二、典型零件的选材举例 73

第五章　实验 75

实验一　铁碳合金平衡组织显微分析 75

一、实验目的 75

二、实验用设备和材料 75

三、实验内容 75

四、实验报告的要求 77

实验二　钢的热处理及试样硬度测定 78

一、实验目的 78

二、实验用设备和材料 78

三、实验内容 79

四、实验报告的要求 80

第一篇　复习思考题 81

第二篇　材料成形技术实践 83

第一章　材料成形工艺理论基础 83

第一节　铸造工艺基础 83

一、合金的铸造性能 83

二、常用合金铸件的铸造工艺特点 86

第二节　金属锻造工艺基础 88

一、金属的塑性变形 88

二、金属的锻造性能 90

三、合金钢和有色合金的锻造工艺特点 92

第三节　焊接工艺基础 93

一、焊条电弧焊的冶金过程特点 93

二、焊接接头的组织和性能 94

四、常用金属材料的焊接性能 95

三、焊接变形与应力 95

第二章　铸造 98

第一节　砂型制造 99

一、砂型铸型的组成 99

二、型砂和型芯砂 99

三、造型及造芯的方法 101

四、浇注系统和冒口 106

第二节　铸铁的熔炼及浇注…………………106 106

一、铸铁的熔炼 106

二、浇注……………………………………107 108

三、铸件的落砂、清理和缺陷分析 108

第三节　铸件结构工艺性及铸件图 109

一、砂型铸件结构工艺性 109

二、铸件图的绘制 111

一、压力铸造 112

第四节　特种铸造 112

二、熔模铸造 114

三、金属型铸造 115

四、离心铸造 116

第五节　铸造新工艺、新技术简介 116

一、真空密封造型 116

二、气流冲击造型 116

三、实型铸造 117

四、冷冻造型 118

第三章　锻造 119

第一节　金属的加热与锻件的冷却 119

一、金属的加热 119

二、锻件的冷却方法 120

第二节　自由锻造 121

一、自由锻设备——空气锤 121

二、自由锻造的工序 122

三、自由锻锻件结构工艺性及锻件图 124

四、自由锻锻件常见缺陷 126

第三节　锤上模锻和胎模锻 127

一、锤上模锻 127

二、胎模锻 128

第四节　轧制、挤压、拉拔和旋压工艺 129

一、轧制 129

二、挤压 130

三、拉拔……………………………………131 131

四、旋压 131

第五节　锻压新工艺、新技术简介 132

一、超塑性成形 133

三、液态模锻 134

四、高能率成形 134

二、粉末锻造 134

五、铸轧 135

第四章　焊接与粘接 136

第一节　焊条电弧焊 136

一、焊接过程 136

二、焊条电弧焊设备 137

三、焊条 138

四、焊接工艺参数 140

五、焊条电弧焊基本操作要领 141

六、常见焊接缺陷 142

第二节　焊接件结构工艺性 143

一、焊缝布置 143

二、焊接接头及坡口形式的选择 144

三、焊接位置及工艺特点 145

第三节　气焊和气割 146

一、气焊 146

四、对接平焊的操作步骤 146

二、氧气切割 149

第四节　其他焊接方法 150

一、其他熔焊 150

二、电阻焊 151

三、钎焊 153

第五节　焊接新技术、新工艺简介 153

一、电子束焊 153

二、激光焊 153

三、扩散焊 154

四、窄间隙焊 154

五、螺柱焊 154

六、波峰焊 154

一、粘接的基本原理 155

第六节　粘接 155

七、等离子弧切割 155

八、激光切割 155

二、粘接剂 156

三、粘接工艺 157

四、粘接的特点和应用 158

一、冲床 160

三、数控冲压 160

二、剪板机 160

第一节　冲压设备 160

第五章　板料冲压 160

第二节　冲压的基本工序 162

一、切断 162

二、冲裁 162

三、弯曲 163

四、拉深 163

第三节　冲压模具 163

一、冲压件的形状与尺寸 164

第四节　板料冲压件的结构工艺性 164

一、简单冲模 164

三、复合冲模 164

二、连续冲模 164

二、冲压件的精度和表面质量 166

三、冲压零件结构设计改进实例 166

第六章　常用非金属材料的成形 167

第一节　塑料的成型 167

一、工程塑料的一般工艺性能 167

二、热塑性塑料和热固性塑料的工艺特性 168

三、塑料制品的成型与连接 168

四、塑料零件的结构工艺性 170

五、注射成型设备与工艺 171

第二节　工程陶瓷的成形 174

一、工程陶瓷制品的工艺过程 174

二、工程陶瓷的成形方法 175

第三节　橡胶的成形 176

一、成形工艺过程 176

二、橡胶的加工成形方法 177

第七章　粉末冶金 180

第一节　粉末冶金生产的工艺流程 180

一、制粉与混配料 180

二、压制（成型） 181

三、烧结（固化） 181

四、烧结后处理（精整） 182

五、粉末冶金工艺过程类型的选择 182

第二节　粉末冶金零件的结构工艺性 183

一、粉末冶金制件设计要点 183

二、粉末冶金制件结构工艺性示例 183

二、快速成形制造的基本原理 185

一、快速成形制造的概念 185

第八章　快速成形 185

第一节　快速成形制造（RP） 185

三、快速激光成形制造系统 186

四、几种常用快速成形制造方法 186

五、快速成形制造的工艺过程 186

第二节　快速模具制造（RT）、快速精铸（QC）、快速反求工程（RRE）技术 189

一、快速模具制造 189

二、快速精铸 190

三、快速反求工程 190

第三节　快速成形技术 190

一、快速成形工艺 190

二、快速成形技术的重要特征 190

二、无损检测方法的分类 192

一、概述 192

第二节　超声波探伤 192

一、无损检测的定义 192

第一节　无损检测概述 192

第九章　无损检测 192

二、超声波探伤操作 193

三、超声波探伤的适用范围、特点和安全管理 197

第三节　电磁感应检测 198

一、电磁感应检测原理 198

二、电磁感应检测操作 198

三、电磁感应检测的适用范围、特征和安全管理 199

第四节　各种无损检测方法的对比和应用 199

第十章　材料成形过程自动化 201

第一节　成形设备的自动化 201

一、数控成形设备的特点 201

二、数控铸造设备 201

四、数控焊接设备 202

三、数控锻造设备 202

五、数控冲压设备 203

六、模具的CAD/CAM 204

第二节　材料成形加工自动化 204

一、铸造柔性制造单元 205

二、锻造加工自动化（锻压柔性制造系统） 205

三、焊接加工自动化（柔性焊接机器人工作站） 205

四、冲压加工自动化（冲压柔性制造系统） 206

第三节　材料成形的计算机集成制造（CIMS） 206

一、材料成形的计算机模拟仿真技术（CAE）的应用 206

二、材料成形的工艺计算机辅助设计 207

三、材料成形的计算机集成制造（CIMS） 207

第十一章　毛坯制造方法的选择 208

第一节　毛坯选用的原则 208

一、满足材料的工艺性能要求 208

二、满足零件的使用性能要求 209

三、降低制造成本 210

四、符合生产条件 211

第二节　典型机械零件毛坯的选用 211

一、轴杆类零件毛坯的选择 211

二、盘套类零件毛坯的选择 212

三、机架箱体类零件毛坯的选择 212

第十二章　实验 214

实验一　铸造应力的测定 214

一、实验目的 214

二、实验用设备和材料 214

三、实验内容 214

四、实验报告的要求 215

实验二　焊接接头的组织与性能 215

一、实验目的 215

二、实验用设备和材料 215

四、实验报告的要求 216

三、实验内容 216

第二篇　复习思考题 217

第三篇　切削加工技术实践 222

第一章　切削加工工艺理论基础 222

第一节　切削加工的基本概念 222

一、刀具和工件的运动 222

二、加工中的工件表面 223

三、切削用量 223

四、切削层参数 224

第二节　切削刀具 225

一、刀具材料 225

二、刀具切削部分的几何参数 226

第三节　切削过程及其基本规律 229

一、切屑的形成及其种类 229

四、切削力和切削功率 230

三、加工硬化和残余应力 230

二、积屑瘤 230

五、切削热和切削温度 232

六、切削液 232

七、刀具的磨损及其使用寿命 233

八、金属材料的切削加工性 234

九、选择切削用量的一般原则 235

第四节　零件的机械加工结构工艺性 235

第二章　车削加工 238

第一节　卧式车床 238

一、C6136型卧式车床的型号 239

二、C6136型卧式车床的组成 239

第二节　车刀 240

一、焊接式车刀 240

二、机械夹固式车刀 240

三、车刀的刃磨与安装 241

一、卡盘装夹 242

第三节　车削时工件的装夹方式和车床附件 242

二、顶尖装夹 243

三、花盘、弯板及压板装夹 243

四、心轴装夹 245

五、中心架与跟刀架的应用 246

第四节　车削加工 246

一、车削的步骤 246

二、外圆车削 247

三、车端面与台阶 247

四、钻孔与镗孔 248

五、切槽与切断 248

六、车锥面 250

七、车螺纹 251

八、车成形面 252

十、车削加工示例 253

九、车削加工的工艺特点和应用 253

第三章　铣、刨、拉削加工 256

第一节　铣削加工 256

一、铣床 256

二、铣刀 257

三、铣削时工件的装夹方式和铣床附件 259

四、铣削工作 261

五、铣削加工的工艺特点和应用 261

第二节　刨削加工 263

一、刨床 264

二、刨削加工的工艺特点和应用 264

第三节　拉削加工 266

一、拉削加工范围 266

二、拉削加工工艺特点 266

第一节　磨削加工 267

第四章　磨削、光整加工与精密加工 267

一、磨床 268

二、砂轮 269

三、磨削时工件的装夹方式和磨床附件 270

四、磨削工作 271

五、磨削加工的工艺特点和应用 272

六、磨削新工艺 273

第二节　光整加工 274

一、常用光整加工工艺概述 274

二、光整加工的特点与应用 276

第三节　精密和超精密加工技术 277

一、精密和超精密加工的概念 277

二、精密和超精密加工方法 277

三、精密和超精密加工的特点和应用 278

一、钻削加工的设备 279

第一节　钻削加工 279

第五章　钻削、镗削及特形表面的加工 279

二、钻削加工所用刀具 280

三、钻削时所用附件 281

四、钻削工作 282

第二节　镗削加工 285

一、镗削加工的设备 285

二、镗削加工的工艺特点和应用 285

第三节　特形表面的加工 286

一、圆锥面的加工 286

二、回转成形面的加工 287

三、螺纹的加工 288

四、齿轮的加工 288

二、数控机床的组成 297

一、数控机床的工作原理 297

第一节　数控机床的工作原理及组成 297

第六章　数控机床加工 297

三、数控加工的工艺特点 298

四、零件数控加工的结构工艺性 298

第二节　数控加工程序编制 300

一、概述 300

二、数控加工程序编制的内容和步骤 301

三、数控机床加工的工艺分析 301

四、机床坐标系和工作坐标系的定义 305

五、编制程序的常用工艺指令 306

六、数控机床编程步骤简述 310

七、数控机床编程实例 311

第七章　特种加工 314

第一节　电火花线切割 314

一、电火花线切割工作原理及机床 314

二、电火花线切割加工的工艺特点与应用 315

三、电火花线切割的编程 316

第二节　光化学加工 317

一、光化学加工原理 317

二、光化学加工工艺过程 318

三、光化学加工的工艺特点 320

四、光化学加工的应用 321

第三节　其他常用的特种加工 321

一、电火花加工 321

二、电解加工 322

三、超声波加工 323

四、激光加工 324

五、水射流加工 324

六、特种加工新技术简介 325

二、工程塑料切削加工实例 327

一、工程塑料切削加工的特点 327

第一节　塑料的切削加工 327

第八章 常用非金属材料的切削加工 327

第二节　工程陶瓷的切削加工 328

一、工程陶瓷切削加工的特点 329

二、几种陶瓷材料的切削加工 329

第九章　钳工 332

第一节　划线 332

一、划线过程 332

二、划线方法 334

第二节　锯切 335

一、手锯 335

二、锯切方法 335

第三节　锉削 336

一、锉刀 336

二、锉削方法 337

二、套螺纹 338

第四节　螺纹加工 338

一、攻螺纹 338

三、废品及其产生的原因 339

第十章　切削加工过程自动化 340

第一节　机械制造自动化的发展 340

第二节　刚性自动化 341

第三节　柔性自动化与柔性制造系统 342

第四节　计算机集成制造系统与无人化工厂 344

第五节　机械手与工业机器人 345

第十一章　机械零件表面加工方法的选择及制造工艺的制订 347

第一节　外圆表面的加工 347

一、外圆表面的加工方法 347

二、外圆表面加工方案的选择 348

二、常用的孔加工方案的选择 349

一、内圆表面的加工方法 349

第二节　内圆表面的加工 349

第三节　平面的加工 351

一、平面的加工方法 351

二、平面加工方案的选择 352

第四节　特形表面加工方法的选择 353

一、同转成形面常用的加工方法及选择 353

二、螺纹表面加工方法及选择 353

三、齿轮加工方法及选择 354

第五节　机械零件制造工艺的制订 354

一、机械零件制造工艺过程的基本概念 354

二、零件的机械加工工艺过程示例 355

一、实验目的 358

三、实验内容 358

二、实验用设备和材料 358

实验一　切削用量对加工质量的影响 358

第十二章　实验 358

四、实验报告的要求 359

实验二　安装方法对零件加工精度的影响 359

一、实验目的 359

二、实验用设备和材料 359

三、实验内容 359

四、实验报告的要求 361

第三篇　复习思考题 362

第四篇　拆卸装配技术实践 367

第一章　拆卸与清洗 367

第一节　拆卸 367

一、拆卸的一般规则和要求 367

二、拆卸方法 368

三、常用零、部件的拆卸方法 369

一、清洗前的准备 371

第二节　清洗 371

四、典型零部件的拆卸方法示例 371

二、清洗材料和用具 372

三、清洗方法 372

四、清洗过程 372

五、清洗注意事项 373

第二章　装配 375

第一节　机械零、部件的装配 375

一、装配的技术准备工作 375

二、装配的一般工艺原则 375

三、装配的方法 376

四、装配工艺过程 376

五、典型零、部件的装配 378

六、典型零件的装配示例 380

一、滚动轴承装配后的调整 381

第二节　机械零、部件装配后的调试 381

二、齿轮装配后的调整 382

第三章　装配过程自动化 385

第一节　概述 385

一、装配自动化的现状与发展 385

二、自动装配条件下的结构工艺性 385

第二节　自动装配机 387

一、单工位装配机 387

二、多工位装配机 387

三、非同步装配线（机） 388

第三节　自动装配线 390

一、自动装配线的基本形式及特点 390

二、自动装配系统 391

第四节　柔性装配系统 392

第四篇　复习思考题 394

参考文献 395