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 3
三、集成的概念与基本要求 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 9
五、现代化制造的概念 9
第三节 工程素质训练课程的目的、内容与方法 10
一、基本工程素质的概念 10
二、现代工程素质训练教程的教学目的 11
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
三、金属的同素异构转变 20
四、合金的结构 20
第三节 铁碳合金的组织与状态图 21
一、铁碳合金的基本组织 21
二、铁碳合金状态图 22
第四节 高分子材料的基本知识 24
一、高分子材料的概述 24
二、高分子化合物的性能 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
三、陶瓷材料 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
第三章 工程材料的改性 47
第一节 金属材料的改性工艺 47
一、钢的改性工艺 47
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、工程塑料的改性工艺 54
二、工程陶瓷的改性工艺 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 金属材料的显微分析及硬度测定 72
实训一 铁碳合金平衡组织显微分析 72
一、实训目的 72
二、实训用设备和材料 72
三、实训内容 72
实训二 钢的热处理及试样硬度测定 74
一、实训目的 74
二、实训用设备和材料 75
三、实训内容 75
第五章 机械零件的选材 78
一、选材的一般原则 78
二、典型零件的选材举例 79
第一篇 复习思考题 81
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、手工电弧焊的冶金过程特点 93
二、焊接接头的组织和性能 94
三、焊接变形与应力 95
四、常用金属材料的焊接性能 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
一、铸铁的熔炼 106
二、铸铁的浇注 107
三、铸件的落砂、清理和缺陷分析 108
第三节 铸件结构的工艺性及铸件图 109
一、砂型铸件结构的工艺性 109
二、铸件图的绘制 111
第四节 特种铸造 112
一、压力铸造 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、自由锻造设备——空气锤 121
二、自由锻造的基本工序 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
四、旋压 131
第五节 锻造新工艺、新技术简介 132
一、超塑性成形 133
二、粉末锻造 134
三、液态模锻 134
四、高能率成形 134
五、铸轧 135
第四章 焊接与粘接 136
第一节 手工电弧焊 136
一、焊接过程 136
二、手工电弧焊设备 137
三、焊条 138
四、焊接参数 140
五、手弧焊基本操作要领 141
六、常见焊接缺陷 142
第二节 焊接件结构的工艺性 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
四、对接平焊的操作步骤 146
第三节 气焊和氧气切割 146
一、气焊 146
二、氧气切割 149
第四节 其他焊接方法 150
一、埋弧自动焊 150
二、气体保护电弧焊 150
三、电阻焊 151
四、钎焊 152
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
七、等离子弧切割 155
八、激光切割 155
第六节 粘接 155
一、粘接的基本原理 155
二、粘接剂 156
三、粘接工艺 157
四、粘接的特点和应用 158
第五章 板料冲压 159
第一节 冲压设备 159
一、冲床 159
二、剪板机 159
三、数控冲床 159
第二节 冲压的基本工序 161
一、切断 161
二、冲裁 161
三、弯曲 162
四、拉深 162
第三节 冲压模具 162
一、简单冲模 163
二、连续冲模 163
三、复合冲模 163
第四节 板料冲压件的结构工艺性 163
一、冲压件的形状与尺寸 163
二、冲压件的精度和表面质量 165
三、冲压件结构设计改进实例 165
第六章 常用非金属材料的成形 166
第一节 塑料的成型 166
一、工程塑料的一般工艺性能 166
二、热塑性塑料和热固性塑料的工艺特性 167
三、塑料制品的成型与连接 167
四、塑料零件的结构工艺性 169
五、注射成型设备与工艺 170
第二节 工程陶瓷的成形 173
一、工程陶瓷制品的工艺过程 173
二、工程陶瓷的成形方法 174
第三节 橡胶的成形 175
一、橡胶的成形工艺过程 175
二、橡胶的加工成形方法 176
第七章 粉末冶金 179
第一节 粉末冶金生产的工艺流程 179
一、制粉与混配料 179
二、压制（成形） 180
三、烧结（固化） 180
四、烧结后处理（精整） 181
五、粉末冶金工艺过程类型的选择 181
第二节 粉末冶金零件的结构工艺性 182
一、粉末冶金制件设计要点 182
二、粉末冶金制件结构工艺性示例 182
第八章 快速成形 184
第一节 快速原形制造（RP） 184
一、快速原形制造的概念 184
二、快速原形制造的基本原理 184
三、快速激光原形制造系统 185
四、几种常用快速原形制造方法 185
五、快速原形制造的工艺过程 185
第二节 快速模具制造（RT）、快速精铸（QC）、快速反求工程（RRE）技术 188
一、快速模具制造 188
二、快速精铸 189
三、快速反求工程 189
第三节 快速成形技术 189
一、快速成形工艺 189
二、快速成形技术的重要特征 189
第九章 无损检测 191
第一节 无损检测概述 191
一、无损检测的定义 191
二、无损检测方法的分类 191
第二节 超声波探伤 191
一、概述 191
二、超声波探伤操作 192
三、超声波探伤的适用范围、特点和安全管理 196
第三节 电磁感应检测 197
一、电磁感应检测原理 197
二、电磁感应检测操作 197
三、电磁感应检测的适用范围、特点和安全管理 198
第四节 各种无损检测方法的对比和应用 199
第十章 制品内部缺陷测试 200
实训一 超声波探伤仪的使用和性能测试 200
一、实训目的 200
二、超声波探伤仪的工作原理 200
三、仪器的主要性能 200
四、仪器与探头的主要综合性能 200
五、实训用品 201
六、实训内容与步骤 201
实训二 纵波实用距离—波幅—当量（AVG）曲线的测试与锻件探伤 203
一、实训目的 203
二、原理 204
三、实训用品 206
四、实训内容与步骤 206
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 材料成形过程自动化 214
第一节 材料成形设备的自动化 214
一、数控成形设备的特点 214
二、数控铸造设备 214
三、数控锻造设备 215
四、数控焊接设备 215
五、数控冲压设备 216
六、模具的CAD／CAM 217
第二节 材料成形加工自动化 217
一、铸造柔性制造系统 218
二、锻造柔性制造系统 218
三、柔性焊接机器人工作站 218
四、冲压柔性制造系统 219
第三节 材料成形的计算机辅助技术 219
一、材料成形的计算机模拟仿真（CAE）技术 219
二、材料成形的计算机辅助工艺设计（CAPP）技术 220
三、材料成形的计算机集成制造（CIMS）技术 220
第二篇复习思考题 221
第一章 切削加工工艺理论基础 226
第一节 切削加工的基本概念 226
一、刀具和工件的运动 226
二、加工中的工件表面 226
三、切削用量 227
四、切削层参数 228
第二节 切削刀具 228
一、刀具材料 229
二、刀具切削部分的几何参数 230
第三节 切削过程及其基本规律 233
一、切屑的形成及其种类 233
二、积屑瘤 233
三、加工硬化和残余应力 234
四、切削力和切削功率 234
五、切削热和切削温度 235
六、切削液 236
七、刀具的磨损及其使用寿命 236
八、金属材料的切削加工性 237
九、选择切削用量的一般原则 238
第四节 零件的机械加工结构工艺性 239
第二章 车削加工 242
第一节 卧式车床 242
一、C6136型卧式车床的型号 243
二、C6136型卧式车床的组成 243
第二节 车刀 244
一、焊接式车刀 244
二、机械夹固式车刀 244
三、车刀的刃磨与安装 245
第三节 车削时工件的装夹方式和车床附件 246
一、卡盘装夹 246
二、顶尖装夹 247
三、花盘、弯板及压板装夹 247
四、心轴装夹 249
五、中心架与跟刀架的应用 250
第四节 车削加工 250
一、车削的步骤 250
二、车削外圆 251
三、车端面与台阶 251
四、钻孔与镗孔 252
五、切槽与切断 252
六、车锥面 254
七、车螺纹 255
八、车成形面 256
九、车削加工的工艺特点和应用 257
十、车削加工示例 257
第三章 铣、刨、拉削加工 260
第一节 铣削加工 260
一、铣床 260
二、铣削加工的工艺特点和应用 261
第二节 刨削加工 262
一、刨床 263
二、刨削加工的工艺特点和应用 263
第三节 拉削加工 264
一、拉削加工范围 264
二、拉削加工的工艺特点和应用 265
第四章 磨削、光整加工与精密加工 266
第一节 磨削加工 266
一、磨床 267
二、砂轮 268
三、磨削加工的工艺特点和应用 269
四、磨削新工艺 270
第二节 光整加工 271
一、常用光整加工工艺概述 271
二、光整加工的特点和应用 273
第三节 精密和超精密加工 274
一、精密和超精密加工的概念 274
二、精密和超精密加工方法 274
三、精密和超精密加工的特点和应用 275
第五章 钻削、镗削及特形表面的加工 276
第一节 钻削加工 276
一、钻削加工的设备 276
二、钻削加工的刀具 277
三、钻削加工时的附件 278
四、钻削加工的工艺特点和应用 279
第二节 镗削加工 281
一、镗削加工的设备 282
二、镗削加工的工艺特点和应用 283
第三节 特形表面的加工 283
一、圆锥面的加工 283
二、回转成形面的加工 284
三、螺纹的加工 284
四、齿轮的加工 288
第六章 数控机床加工 293
第一节 数控机床的工作原理及组成 293
一、数控机床的工作原理 293
二、数控机床的组成 293
三、数控机床加工的工艺特点 294
第二节 数控加工程序编制 295
一、概述 295
二、数控加工程序编制的内容和步骤 295
三、数控机床加工的工艺分析 296
四、机床坐标系和工作坐标系的定义 299
五、编制程序的常用工艺指令 300
六、数控程序格式 305
七、数控机床编程步骤简述 306
八、数控机床编程实例 306
第三节 数控车床的基本操作 309
一、数控车床原理、组成、特点及应用 309
二、数控车床加工工艺制定方法 310
三、数控车床坐标系的确定 310
四、数控车床操作面板简介 310
五、数控车床菜单结构（功能软键结构） 315
六、数控车床基本操作 316
七、数控车床加工操作流程 322
第四节 数控铣床的基本操作 323
一、数控铣床的结构、特点及应用 323
二、数控铣床操作面板简介 324
三、数控铣床的基本操作 324
第五节 加工中心简述 326
一、概述 326
二、加工中心的加工工艺与编程特点 327
三、加工中心的应用 328
第七章 特种加工 330
第一节 电火花线切割 330
一、电火花线切割的工作原理及机床 330
二、电火花线切割加工的工艺特点与应用 331
三、电火花线切割的编程与示例 332
第二节 光化学加工 333
一、光化学加工原理 333
二、光化学加工工艺过程 334
三、光化学加工的工艺特点 336
四、光化学加工的应用 337
第三节 其他常用的特种加工 337
一、电火花加工 337
二、电解加工 338
三、超声波加工 339
四、激光加工 340
五、水射流加工 340
六、特种加工新技术简介 341
第八章 常用非金属材料的切削加工 343
第一节 塑料的切削加工 343
一、工程塑料切削加工的特点 343
二、工程塑料切削加工实例 343
第二节 工程陶瓷的切削加工 344
一、工程陶瓷切削加工的特点 345
二、几种陶瓷材料的切削加工 345
第九章 钳工 348
第一节 划线 348
一、划线过程 348
二、划线方法 350
第二节 锯切 351
一、手锯 351
二、锯切方法 352
第三节 锉削 352
一、锉刀 352
二、锉削方法 353
第四节 螺纹加工 354
一、攻螺纹 354
二、套螺纹 355
三、废品及其产生的原因 355
第十章 零件形位误差测量 356
一、实训目的 356
二、实训内容及安排 356
三、实训用具及主要测量工具的使用方法 356
四、支架零件测量内容和步骤 356
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 359
第一节 外圆表面的加工方法及选择 359
一、外圆表面的加工方法 359
二、外圆表面加工方法的选择 360
第二节 内圆表面的加工方法及选择 361
一、内圆表面的加工方法 361
二、常用的孔加工方法的选择 361
第三节 平面的加工方法及选择 363
一、平面的加工方法 363
二、平面加工方法的选择 364
第四节 特形表面的加工方法及选择 365
一、回转成形面常用的加工方法及选择 365
二、螺纹表面的加工方法及选择 365
三、齿轮齿形的加工方法及选择 366
第五节 机械零件制造工艺的制订 366
一、机械零件制造工艺过程的基本概念 366
二、零件的机械加工工艺过程示例 367
第十二章 切削加工过程自动化 370
第一节 切削加工过程自动化的发展 370
第二节 刚性自动化 371
第三节 柔性自动化与柔性制造系统 372
第四节 计算机集成制造系统与无人化工厂 374
第五节 机械手与工业机器人 375
第三篇复习思考题 377
第一章 拆卸与清洗 384
第一节 拆卸 384
一、拆卸的一般规则和要求 384
二、拆卸方法 385
三、常用零、部件的拆卸方法 386
四、典型零部件的拆卸方法示例 388
第二节 清洗 388
一、清洗前的准备 389
二、清洗材料和用具 389
三、清洗方法 389
四、清洗过程 389
五、清洗注意事项 390
第二章 装配与调试 392
第一节 机械零、部件的装配 392
一、装配的技术准备工作 392
二、装配的一般工艺原则 392
三、装配的方法 393
四、装配工艺过程 393
五、典型零、部件的装配 394
六、典型零件的装配示例 397
第二节 机械零、部件装配后的调试 398
一、滚动轴承装配后的调整 398
二、齿轮装配后的调整 398
第三章 装配过程自动化 402
第一节 概述 402
一、装配自动化的现状与发展 402
二、自动装配条件下的结构工艺性 402
第二节 自动装配机 404
一、单工位装配机 404
二、多工位装配机 404
三、非同步装配线（机） 405
第三节 自动装配线 407
一、自动装配线的基本形式及特点 407
二、自动装配系统 408
第四节 柔性装配系统 409
第四篇复习思考题 411
参考文献 412