绪论 1
第一章 工程材料基础 3
第一节 金属材料的性能 3
一、金属的力学性能 4
二、金属的其他性能 5
第二节 金属和合金的晶体结构与结晶 5
一、纯金属的晶体结构与结晶 6
二、二元合金的晶体结构与结晶 8
第三节 铁碳合金 13
一、铁碳合金的基本组织 13
二、铁碳相图 14
三、铁碳合金的平衡结晶过程与组织转变 15
四、铁碳合金室温组织性能随成分的变化规律 17
第四节 钢的热处理基本知识 17
一、钢在加热时的转变 18
二、钢在冷却时的转变 19
三、常用钢的热处理 20
第五节 常用金属材料 23
一、常用黑色金属材料 23
二、常用有色金属材料 38
第六节 非金属材料 41
一、塑料 41
二、陶瓷 42
三、复合材料 43
第七节 新型材料 45
一、功能材料 45
二、纳米材料 46
习题与思考题 49
第二章 铸造成形 50
第一节 概述 50
一、铸造基本概念 50
二、铸造成形特点 50
第二节 铸造成形工艺基础 51
一、充型能力 51
二、合金的收缩 52
三、常用合金铸件的生产 57
第三节 砂型铸造 62
一、砂型铸造工艺过程 62
二、造型方法 63
第四节 铸造工艺设计 65
一、浇注位置的选择 66
二、铸型分型面的选择 66
三、工艺参数的确定 68
四、铸造工艺图绘制 69
第五节 铸件结构工艺性 72
一、铸造工艺对铸件结构的要求 72
二、合金铸造性能对铸件结构的要求 75
第六节 特种铸造 78
一、熔模铸造 78
二、金属型铸造 79
三、压力铸造 80
四、离心铸造 81
五、低压铸造 81
六、陶瓷型铸造 82
第七节 铸造新技术 83
一、利用计算机三维图形技术辅助制造铸造模具的快速成型技术 83
二、近终形状铸造技术 83
三、计算机数值模拟技术 84
习题与思考题 84
第三章 锻压成形 86
第一节 概述 86
一、锻压成形的基本概念 86
二、锻压成形的基本生产方式 86
第二节 金属的塑性变形 88
一、金属的塑性变形实质 88
二、塑性变形后金属的组织和性能 88
三、影响塑性变形的因素 91
第三节 锻造 92
一、自由锻造 92
二、模型锻造 95
第四节 板料冲压 103
一、分离工序 103
二、变形工序 106
三、冲模的分类和构造 109
第五节 锻压件的结构工艺性 111
一、锻件结构工艺性 111
二、冲压件结构工艺性 112
第六节 锻压新技术 114
一、精密模锻 114
二、零件的挤压 115
三、零件的轧制 116
四、超塑性成形 118
五、摆动碾压 119
六、高能高速成形 119
习题与思考题 121
第四章 焊接成形 123
第一节 概述 123
第二节 手工电弧焊 123
一、焊接电弧 123
二、焊缝形成过程 124
三、焊条 125
第三节 其他常用焊接方法 126
一、埋弧自动焊 126
二、气体保护焊 127
第四节 常用金属材料的焊接 132
一、金属材料的焊接性 132
二、碳钢的焊接 132
三、不锈钢的焊接 132
四、低合金结构钢的焊接 133
五、铸铁的焊接 133
六、铝合金的焊接 134
第五节 焊接结构设计 134
一、焊接结构件材料的选择 134
二、焊缝的布置 135
三、焊接接头形式选择 137
第六节 焊接新技术 138
一、等离子弧切割 138
二、电子束焊 138
三、激光焊接 139
四、螺柱焊 139
五、窄间隙焊 140
六、堆焊与喷涂 140
七、扩散焊 141
八、焊接机器人 141
习题与思考题 142
第五章 非金属材料成形 143
第一节 塑料成形 143
一、概述 143
二、塑料成形加工基础 144
三、塑料制品成形技术 145
第二节 橡胶成形 149
一、概述 149
二、橡胶制品成形技术 150
第三节 陶瓷成形 150
一、概述 150
二、陶瓷制品成形技术 150
三、成形模具 152
第四节 复合材料成形 152
一、概述 152
二、复合材料成形技术 153
三、复合材料的二次加工 156
习题与思考题 157
第六章 金属切削过程及控制 158
第一节 切削运动与切削要素 158
一、切削的基本运动 158
二、切削要素 159
三、切削层几何参数 159
第二节 刀具的几何参数 160
一、刀具切削部分的组成 160
二、刀具的主要角度 161
第三节 刀具材料 162
一、刀具材料的基本要求 162
二、常用刀具材料 162
第四节 金属切削机床的基本知识 164
一、机床的分类 164
二、金属切削机床的型号 164
三、机床的基本结构 166
四、机床的传动系统 167
第五节 金属切削过程 168
一、切削过程 168
二、切屑类型 168
第六节 金属切削过程的主要物理现象及规律 169
一、切削过程中切屑及工件的变形 169
二、切削热 169
三、积屑瘤 170
四、切削力 170
五、刀具的磨损 170
第七节 影响金属切削加工的主要因素 171
一、刀具角度 171
二、切削用量的合理选择 174
三、切削液的选用 175
四、材料的切削加工性 176
第八节 磨削过程及磨削机理 176
一、概述 176
二、砂轮的特性要素 177
三、磨削加工 180
习题与思考题 181
第七章 典型表面加工工艺 182
第一节 平面加工 182
一、平面的技术要求与分类 182
二、平面加工方法及特点 182
三、平面加工方案的分析与选择 187
第二节 外圆加工 188
一、外圆的技术要求 189
二、外圆加工方法及特点 189
三、外圆加工方案的分析与选择 194
第三节 内圆加工 195
一、内圆的技术要求与分类 195
二、内圆加工方法及特点 195
三、内圆加工方案的分析与选择 203
第四节 螺纹加工 204
一、螺纹的技术要求与分类 204
二、螺纹加工方法及特点 205
三、螺纹加工方法的选择 208
第五节 齿形加工 208
一、齿轮的技术要求与分类 208
二、圆柱齿轮齿形加工方法及特点 210
三、圆柱齿轮齿形加工方案的分析与选择 219
第六节 成形表面加工 220
一、成形表面的分类 220
二、成形表面的加工方法 220
三、复杂曲面的加工 224
习题与思考题 224
第八章 精密与超精密加工 226
第一节 精密和超精密切削加工 226
一、精密和超精密切削加工的分类 226
二、金刚石刀具精密切削 227
第二节 精密和超精密磨削加工 227
一、精密和超精密磨削加工的分类 228
二、常用精密和超精密磨削方法 228
第三节 精密和超精密加工的特点及发展 233
一、精密加工和超精密加工的工艺特点 233
二、精密加工和超精密加工的发展途径 235
习题与思考题 236
第九章 特种加工 237
第一节 概述 237
第二节 电火花及线切割加工 239
一、电火花加工原理 239
二、电火花及线切割加工机床的组成 239
三、电火花及线切割加工的特点与应用 240
第三节 电解加工 241
一、电解加工原理 241
二、电解加工设备的组成 242
三、电解加工的特点及应用 242
第四节 超声波加工 243
第五节 其他特种加工 243
一、高能束加工 243
二、复合加工 247
习题与思考题 249
第十章 数控加工 250
第一节 概述 250
一、数控机床的组成和工作原理 250
二、数控机床的种类 251
三、机床数控技术的内涵 252
第二节 数控加工程序 252
一、编程方法 253
二、零件加工程序的结构 254
三、实现机床数控的有关规定 255
习题与思考题 260
第十一章 机械加工质量分析及其控制 261
第一节 概述 261
一、机械加工精度 261
二、机械加工表面质量概念 262
第二节 影响加工精度的因素 262
一、加工原理误差 262
二、机床误差 263
三、刀具与夹具的误差 265
四、工艺系统的受力变形 265
五、工艺系统的热变形 269
六、工件残余应力引起的变形 270
第三节 加工误差的统计分析 272
一、加工误差的性质 272
二、加工误差的统计分析 272
第四节 机械加工表面质量 278
一、表面质量对零件使用性能的影响 278
二、影响机械加工表面粗糙度的因素 280
三、影响表面层力学性能的因素 282
第五节 提高机械加工质量的途径与方法 284
一、提高加工精度的措施 284
二、提高表面质量的措施 286
习题与思考题 289
第十二章 机械加工工艺规程设计 290
第一节 概述 290
一、生产过程与机械加工工艺过程 290
二、机械加工工艺过程的组成 290
三、生产类型与工艺特征 293
四、机械加工工艺规程 294
五、制定机械加工工艺规程的原则和步骤 296
第二节 机械加工工艺规程编制的准备工作 298
一、原始资料准备及产品工艺性分析 298
二、零件的结构工艺性 298
三、毛坯的选择 301
第三节 机械加工工艺路线的拟定 302
一、基准 303
二、定位基准的选择 304
三、表面加工方法的确定 306
四、加工顺序的安排 309
第四节 工序设计 311
一、加工余量的确定 311
二、工序尺寸及其公差的确定 313
三、工艺尺寸链的计算 314
四、机床及工艺装备的选择 320
五、切削用量的确定 320
六、时间定额的确定 320
第五节 工艺方案的技术经济分析 321
一、工艺成本的组成 321
二、工艺方案的比较 322
第六节 提高机械加工生产率的工艺措施 324
一、缩短单件时间 324
二、采用成组技术 326
习题与思考题 332
第十三章 机器装配工艺基础 334
第一节 装配工作的基本内容 334
一、机器的装配工艺过程 334
二、不同生产类型装配工艺的特点与组织形式 336
第二节 装配工艺规程的制定 337
一、装配工艺规程的制定原则和基本内容 337
二、装配工艺规程的制定步骤 337
第三节 机器结构的装配工艺性 338
一、机器结构应能分成独立的装配单元 339
二、减少装配的修配和机械加工 339
三、机器结构应便于装配和拆卸 339
第四节 装配尺寸链 341
一、装配精度 341
二、装配尺寸链 342
三、装配尺寸链的分析 343
第五节 保证装配精度的装配方法 344
一、互换法 345
二、选择装配法 347
三、修配法 348
四、调整装配法 350
习题与思考题 352
第十四章 机械制造新技术 354
第一节 先进机械制造技术的发展 354
一、先进制造技术的起源 354
二、AMT的基本概念 355
三、AMT的特点 355
四、我国先进制造技术的发展概况 356
第二节 机械制造系统自动化 358
一、单一品种大批量生产自动化 358
二、多品种小批量生产自动化 359
三、柔性制造系统（FMS） 359
四、计算机集成制造系统（CIMS） 364
第三节 计算机辅助制造 365
一、CAM系统的组成 365
二、成组技术 366
三、计算机辅助工艺过程设计 367
四、数控自动编程 369
第四节 先进生产模式 369
一、计算机集成制造系统 369
二、独立制造岛 369
三、并行工程 370
四、精益生产 370
五、敏捷制造 371
六、智能制造系统 372
七、多智能体协同系统 372
八、绿色制造 373
第五节 快速成形 376
一、激光立体固化快速成形法 376
二、选择激光烧结成形法 377
三、分层实体制作法 377
四、熔融堆积成形法 378
习题与思考题 379
主要参考文献 380