第1章 绪论 1
1.1 机械制造及其在国民经济中的地位 1
1.1.1 制造与制造技术 1
1.1.2 机械制造业在国民经济中的地位 2
1.2 机械制造过程的基本概念 2
1.2.1 生产过程、工艺过程及工艺规程 2
1.2.2 生产的组织形式 3
1.2.3 生产纲领 3
1.2.4 生产类型 3
1.2.5 生产节拍 4
1.2.6 机械加工工艺系统 5
1.3 机械制造工艺方法 5
1.3.1 零件的制造方法 5
1.3.2 机械制造工艺方法的分类 6
1.4 机械产品的制造质量 6
1.4.1 产品质量与机械产品质量 6
1.4.2 机械加工质量 7
1.4.3 获得加工精度的方法 8
1.4.4 获得表面质量的方法 9
1.5 机械工程师在机械制造中的主要任务 9
1.5.1 设计合理的零件加工工艺 9
1.5.2 设计合理的产品装配工艺 9
1.5.3 保证加工和装配质量 9
1.5.4 提高劳动生产率 9
1.5.5 降低生产成本 10
1.6 本课程的内容、特点和学习要求 10
第2章 金属材料的分类与应用 11
2.1 金属材料的分类 11
2.1.1 概述 11
2.1.2 钢材的分类 11
2.1.3 铸铁的分类 12
2.2 结构钢 12
2.2.1 工程构件用钢 12
2.2.2 机器零件用钢 14
2.3 特殊性能钢 17
2.3.1 不锈钢 17
2.3.2 耐热钢 18
2.3.3 耐磨钢 19
2.3.4 低温钢 19
2.3.5 超高强度钢 19
2.4 工具钢 19
2.4.1 模具钢 20
2.4.2 量具钢 21
2.5 铸铁 21
2.5.1 常用普通铸铁 21
2.5.2 特殊性能铸铁 24
2.6 有色金属及其合金 25
2.6.1 铝及铝合金 25
2.6.2 镁及镁合金 26
2.6.3 铜及铜合金 27
2.6.4 钛及钛合金 28
2.6.5 镍及镍基高温合金 29
2.6.6 轴承合金 29
第3章 零件毛坯的制备方法 31
3.1 铸造 31
3.1.1 铸造的概述 31
3.1.2 砂型铸造 31
3.1.3 特种铸造 33
3.1.4 铸造工艺基础 36
3.1.5 铸件结构的工艺性 39
3.2 锻造 42
3.2.1 自由锻造 43
3.2.2 模型锻造 45
3.2.3 胎模锻 45
3.3 板料冲压（冷冲压） 45
3.4 焊接 46
3.5 型材 47
第4章 金属切削与磨削原理 48
4.1 金属切削与刀具概述 48
4.1.1 基本概念 48
4.1.2 刀具构造及刀具角度 50
4.2 刀具材料 53
4.2.1 刀具材料的性能要求 53
4.2.2 碳素工具钢与合金工具钢 54
4.2.3 高速钢 54
4.2.4 硬质合金 56
4.2.5 涂层刀具 59
4.2.6 陶瓷 60
4.2.7 立方氮化硼 60
4.2.8 金刚石 60
4.3 金属切削过程 61
4.3.1 切削层的变形过程 61
4.3.2 切屑的受力分析及前刀面上的摩擦 63
4.3.3 积屑瘤的形成、影响及控制 65
4.3.4 影响切削变形的主要因素 66
4.3.5 切屑的类型及其控制 67
4.4 切削力 69
4.4.1 切削力的来源 69
4.4.2 切削合力与分力 69
4.4.3 切削功率 70
4.4.4 单位切削力的概念 70
4.4.5 切削力的测量与经验公式的建立 70
4.4.6 影响切削力的因素 71
4.5 切削热和切削温度 73
4.5.1 切削热的产生与传导 73
4.5.2 切削温度及其测量 74
4.5.3 影响切削温度的主要因素 75
4.6 刀具磨损与刀具使用寿命 76
4.6.1 刀具磨损的形式 76
4.6.2 刀具磨损的原因 77
4.6.3 刀具磨损过程与磨钝标准 77
4.6.4 刀具寿命及其选择原则 78
4.7 材料的切削加工性 80
4.7.1 切削加工性的定义 80
4.7.2 切削加工性的衡量指标 81
4.7.3 影响工件材料切削加工性的因素 82
4.7.4 难加工材料及其切削加工特点 83
4.7.5 改善材料切削加工性的途径 84
4.8 切削液及其应用 85
4.8.1 切削液的基本性能 85
4.8.2 切削液的种类 85
4.8.3 切削液的使用方法 86
4.9 刀具几何参数的选择 87
4.9.1 前角yo的功用与选择 87
4.9.2 后角αo的功用与选择 87
4.9.3 主偏角kr和副偏角k＇r的功用与选择 88
4.9.4 刃倾角λs的功用与选择 89
4.10 切削用量的选择 90
4.11 砂轮与磨削原理 92
4.11.1 砂轮的特性及其选择 92
4.11.2 超硬砂轮的特性和选择 95
4.11.3 磨削加工类型 95
4.11.4 磨削运动 95
4.11.5 磨削过程 97
4.11.6 磨削力 98
4.11.7 磨削温度 98
4.11.8 砂轮寿命 99
第5章 机械加工方法与机床 100
5.1 概述 100
5.1.1 零件表面成形原理 100
5.1.2 机床的基本结构与传动链 102
5.1.3 机床技术性能指标 102
5.1.4 机床精度与刚度 103
5.1.5 机床分类与型号 104
5.2 车削加工方法与车床 106
5.2.1 车削加工方法 106
5.2.2 卧式车床 110
5.2.3 立式车床 121
5.2.4 转塔车床和回轮车床 121
5.2.5 马鞍车床 122
5.2.6 落地车床 122
5.2.7 仿形车床 122
5.3 铣削加工方法与铣床 123
5.3.1 铣削加工方法 123
5.3.2 卧式升降台铣床 126
5.3.3 立式升降台铣床 127
5.3.4 龙门铣床 127
5.3.5 工具铣床 128
5.4 直线运动加工方法及其机床 128
5.4.1 刨削加工方法及刨床 128
5.4.2 插削加工方法及插床 129
5.4.3 拉削加工方法及拉床 130
5.5 钻削加工方法与钻床 134
5.5.1 钻削加工方法 134
5.5.2 钻床 138
5.6 镗削加工方法与镗床 139
5.6.1 镗削加工方法 139
5.6.2 卧式镗床 141
5.6.3 坐标镗床 141
5.7 磨削加工方法与磨床 142
5.7.1 磨削加工方法 142
5.7.2 磨床 145
5.8 齿轮加工方法及其机床 147
5.8.1 齿轮加工方法 147
5.8.2 滚齿机 153
5.8.3 插齿机 158
5.9 组合机床与数控机床 159
5.9.1 组合机床 159
5.9.2 数控机床 160
5.10 特种加工方法 161
5.10.1 电火花成形加工方法 161
5.10.2 电解加工 162
5.10.3 激光加工 163
5.10.4 超声波加工 163
第6章 机床夹具原理与设计 165
6.1 概述 165
6.1.1 机床夹具的作用 165
6.1.2 机床夹具的分类 165
6.1.3 机床夹具的组成 166
6.2 基准及其分类 167
6.2.1 设计基准 167
6.2.2 工艺基准 168
6.3 工件的装夹 168
6.4 工件在夹具中的定位 169
6.4.1 定位原理 169
6.4.2 常见定位方式与定位元件 172
6.4.3 定位方案的设计 177
6.5 工件在夹具中的夹紧 178
6.5.1 夹紧装置的组成和要求 178
6.5.2 夹紧力的确定 178
6.5.3 典型夹紧机构 180
6.5.4 夹紧的动力装置 182
6.6 装夹误差 185
6.6.1 定位误差的定义与产生原因 185
6.6.2 定位误差的分析与计算 186
6.6.3 夹紧误差 191
6.7 典型机床夹具 192
6.7.1 车床夹具 192
6.7.2 钻床夹具 193
6.7.3 铣床夹具 196
6.7.4 组合夹具 197
6.7.5 随行夹具 198
6.8 机床夹具设计方法 199
6.8.1 机床夹具设计要求 199
6.8.2 机床夹具设计内容及步骤 199
6.8.3 机床夹具设计示例 200
第7章 零件的热处理及表面处理工艺 205
7.1 零件的热处理工艺 205
7.1.1 热处理工艺的组成及分类 205
7.1.2 钢的加热和冷却 206
7.1.3 钢的退火处理 206
7.1.4 钢的正火处理 207
7.1.5 钢的淬火处理 208
7.1.6 回火处理 210
7.1.7 复合热处理工艺 211
7.2 零件的表面处理工艺 211
7.2.1 表面机械强化 211
7.2.2 表面电火花强化 214
7.2.3 表面激光强化 214
7.2.4 钢的表面淬火 215
7.2.5 表面电镀 216
7.2.6 表面氧化处理 217
7.2.7 钢的化学热处理 218
7.3 零件表面的清理 220
7.3.1 去毛刺 220
7.3.2 清洗 221
第8章 零件的检测技术 223
8.1 零件外观的检测 223
8.2 零件尺寸精度的检测 223
8.2.1 零件尺寸的单项检测 223
8.2.2 零件尺寸的综合检测 224
8.3 零件角度与锥度的检测 225
8.3.1 角度的检测 225
8.3.2 锥度的检测 225
8.4 零件几何精度的检测 226
8.4.1 几何公差特征项目 226
8.4.2 几何误差的检测原则 227
8.5 零件表面粗糙度的检测 228
8.6 零件表面与内部缺陷的无损检测 228
8.6.1 超声波检测 228
8.6.2 磁粉检测 231
8.6.3 渗透检测 232
8.6.4 射线检测 233
8.6.5 涡流检测 234
8.7 零件物理力学性能的检测 235
8.7.1 拉伸试验 235
8.7.2 压缩试验 237
8.7.3 弯曲试验 237
8.7.4 扭转试验 238
8.7.5 剪切试验 238
8.7.6 冲击试验 239
8.7.7 疲劳试验 239
8.7.8 硬度检测 240
第9章 机械加工工艺规程设计 244
9.1 概述 244
9.1.1 工艺规程的组成 244
9.1.2 工艺规程的作用 245
9.1.3 工艺规程文件 246
9.1.4 工艺规程的设计 246
9.2 零件工艺性分析 249
9.3 毛坯料的设计 252
9.4 定位基准的选择 253
9.4.1 精基准的选择 253
9.4.2 粗基准的选择原则 254
9.5 工艺路线的拟定 256
9.5.1 加工方法的选择 256
9.5.2 典型表面的加工方案 257
9.5.3 加工阶段的划分 258
9.5.4 工序集中与工序分散 260
9.5.5 加工顺序的安排 261
9.5.6 机床和工艺设备的选择 263
9.6 加工余量及工序尺寸计算 263
9.6.1 加工余量的确定 263
9.6.2 工序尺寸和公差的确定 268
9.6.3 工艺尺寸链 269
9.7 工艺过程的生产率和经济性 280
9.7.1 机械加工生产率分析 280
9.7.2 提高劳动生产率的工艺途径 281
9.7.3 工艺过程的技术经济分析 283
9.8 工艺规程文件的编制 285
9.8.1 工艺规程的文件形式与基本要求 285
9.8.2 工艺文件的设计程序 286
9.9 数控加工工艺简介 287
9.9.1 数控加工的基本过程 287
9.9.2 数控加工工艺设计的主要内容 288
第10章 典型零件的工艺规程 291
10.1 轴类零件的工艺规程 291
10.1.1 概述 291
10.1.2 主轴的机械加工工艺过程 293
10.1.3 主轴加工工艺过程分析 294
10.1.4 主轴加工中的几个工艺问题 297
10.2 箱体类零件的工艺规程 301
10.2.1 概述 301
10.2.2 箱体结构工艺性 303
10.2.3 箱体机械加工工艺过程及工艺分析 304
10.2.4 箱体平面的加工方法 309
10.2.5 箱体孔系的加工方法 309
10.2.6 主轴孔加工 313
10.2.7 箱体零件的高效自动化加工 314
10.2.8 箱体精度的检测 315
10.3 圆柱齿轮加工工艺规程 315
10.3.1 齿轮的材料和毛坯 315
10.3.2 圆柱齿轮加工工艺过程及分析 316
第11章 机械加工质量 320
11.1 加工精度概述 320
11.1.1 加工精度与加工误差 320
11.1.2 原始误差 320
11.1.3 误差敏感方向 320
11.2 影响加工精度的因素 321
11.2.1 工艺系统的几何误差 321
11.2.2 工艺系统受力变形对加工质量的影响 326
11.2.3 工艺系统受热变形对加工质量的影响 332
11.2.4 工件内应力对加工质量的影响 337
11.2.5 其他误差对加工误差的影响 339
11.3 加工误差的统计分析 340
11.3.1 加工误差的性质 340
11.3.2 加工误差的分布规律 340
11.3.3 分布曲线分析法 341
11.3.4 点图分析法 348
11.4 机械加工表面质量 351
11.4.1 加工表面质量的概念 351
11.4.2 加工表面质量对机械零件使用性能的影响 352
11.4.3 加工表面的表面粗糙度 353
11.4.4 加工表面的物理力学性能 354
11.4.5 提高表面加工质量的途径 356
11.5 机械加工中的振动 358
11.5.1 机械加工中的强迫振动及其控制 358
11.5.2 机械加工中的自激振动及其控制 359
第12章 装配工艺规程设计 363
12.1 装配概述 363
12.1.1 机器的装配过程 363
12.1.2 装配的组织形式 364
12.1.3 装配精度 365
12.1.4 装配尺寸链的概念与建立 366
12.1.5 装配尺寸链的计算步骤 368
12.2 保证精度的4种装配方法 369
12.2.1 互换装配法 369
12.2.2 选配装配法 372
12.2.3 修配装配法 373
12.2.4 调整装配法 375
12.3 装配工艺性评价 376
12.4 装配工艺规程的设计 380
12.4.1 装配工艺规程设计的基本原则 380
12.4.2 装配工艺规程设计的步骤 380
第13章 机械制造技术的新发展 382
13.1 先进制造工艺技术 382
13.1.1 超精密与纳米级加工技术 382
13.1.2 高速切削技术 385
13.1.3 3D打印技术 386
13.2 先进制造生产模式 387
13.2.1 绿色制造 387
13.2.2 成组技术 388
13.2.3 精益生产 388
13.2.4 计算机集成制造系统 388
13.2.5 生物制造 390
13.3 微型机械与微细加工 390
13.3.1 微型机械 390
13.3.2 微细加工 391
参考文献 393