0 绪论 1
0.1 本课程的性质、内容和地位 1
0.2 本课程的目的、任务和特点 2
0.2.1 本课程的目的 2
0.2.2 本课程的主要任务 2
0.2.3 本课程的主要特点 2
第1篇 工程材料导论 5
1 金属材料的主要性能 5
1.1 金属材料的力学性能 5
1.1.1 强度 5
1.1.2 塑性 6
1.1.3 硬度 7
1.1.4 冲击韧度 8
1.1.5 疲劳强度 8
1.2 金属材料的物理、化学性能 9
1.2.1 物理性能 9
1.2.2 化学性能 10
1.3 金属材料的工艺性能 10
复习思考题 11
2 铁碳合金 12
2.1 金属及合金的晶体结构 12
2.1.1 晶体结构及同素异构转变 12
2.1.2 合金的晶体结构 14
2.2 铁碳合金相图及其应用 16
2.2.1 铁碳合金的基本相及组织 17
2.2.2 铁碳合金相图分析 17
2.2.3 相图中的铁碳合金分类 19
2.2.4 典型铁碳合金的结晶过程分析 20
2.2.5 碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响 25
2.3 常用的金属材料及选用 27
2.3.1 钢中常存杂质元素对钢的性能的影响 27
2.3.2 钢的分类 28
2.3.3 碳钢的牌号和用途 28
2.3.4 零件选材的一般原则 30
复习思考题 30
3 钢的热处理 31
3.1 概述 31
3.2 退火和正火 32
3.2.1 退火 32
3.2.2 正火（空冷） 34
3.2.3 退火和正火的选择 34
3.3 淬火和回火 35
3.3.1 淬火 35
3.3.2 回火 36
3.4 表面淬火和化学热处理 36
3.4.1 表面淬火 37
3.4.2 化学热处理 37
复习思考题 38
4 非金属材料 39
4.1 高分子材料 39
4.1.1 工程塑料的组成与分类 40
4.1.2 常用工程塑料 41
4.2 陶瓷材料 43
4.2.1 陶瓷的性能 43
4.2.2 常用陶瓷材料及其应用 44
4.3 复合材料 46
4.3.1 复合材料的性能 46
4.3.2 复合材料的种类及其应用 47
4.4 纳米材料 49
复习思考题 50
第2篇 铸造 52
5 铸造工艺基础 52
5.1 液态合金的充型 52
5.1.1 合金的流动性 52
5.1.2 浇注条件 54
5.1.3 铸型填充条件 54
5.1.4 铸件结构 55
5.2 铸造合金的凝固与收缩 55
5.2.1 铸造合金的凝固 55
5.2.2 铸造合金的收缩 57
5.2.3 铸件中的缩孔与缩松 58
5.3 铸造内应力、变形与裂纹 61
5.3.1 铸造应力的形成 61
5.3.2 铸件的变形 63
5.3.3 铸件的裂纹 64
5.4 铸件的气孔与偏析 65
5.4.1 铸件的气孔 65
5.4.2 铸件的偏析 67
复习思考题 68
6 常用合金铸件的生产 69
6.1 铸铁件的生产 69
6.1.1 铸铁的结晶过程和石墨化 70
6.1.2 灰口铸铁 73
6.1.3 可锻铸铁 77
6.1.4 球墨铸铁 78
6.1.5 蠕墨铸铁 83
6.1.6 合金铸铁 84
6.2 铸钢件的生产 85
6.2.1 铸钢的种类 85
6.2.2 铸钢的铸造工艺特点 86
6.3 铸造有色合金件的生产 87
6.3.1 铝合金铸件的生产 87
6.3.2 铜合金铸件的生产 89
复习思考题 91
7 砂型铸造 93
7.1 造型方法的选择 93
7.1.1 常见的造型（芯）方法 94
7.1.2 造型生产线 97
7.2 浇注位置和分型面的选择 97
7.2.1 浇注位置的选择原则 98
7.2.2 铸型分型面的确定原则 99
7.3 铸造工艺参数的选择 101
7.3.1 机械加工余量和铸孔 101
7.3.2 铸造收缩率 103
7.3.3 拔模斜度 103
7.3.4 铸造圆角 103
7.3.5 型芯及其固定 104
7.3.6 浇注系统、冒口和冷铁 105
7.3.7 铸造工艺图中工艺符号及其表示方法 107
7.3.8 铸造工艺图的绘制及工艺分析举例 108
7.4 铸件的结构设计 109
7.4.1 铸造工艺对铸件结构的要求 109
7.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求 112
7.4.3 不同铸造方法对铸件结构的要求 115
复习思考题 117
8 特种铸造 118
8.1 金属型铸造 118
8.1.1 金属铸型的构造及铸造工艺特点 118
8.1.2 金属型铸造的特点和应用范围 119
8.2 压力铸造 120
8.2.1 压铸机及其工艺过程 120
8.2.2 压力铸造的特点及适用范围 121
8.3 低压铸造 123
8.3.1 低压铸造的工艺过程 123
8.3.2 低压铸造的特点及适用范围 123
8.4 离心铸造 124
8.4.1 工艺过程及分类 124
8.4.2 离心铸造特点及应用 124
8.5 熔模铸造 125
8.5.1 熔模铸造的工艺过程 125
8.5.2 熔模铸造的特点及适用范围 126
8.6 陶瓷型铸造 126
8.6.1 工艺过程 126
8.6.2 陶瓷型铸造的特点及适用范围 127
8.7 消失模铸造 127
8.7.1 消失模铸造成形原理 127
8.7.2 消失模铸造主要特点及应用 128
8.8 挤压铸造 128
8.8.1 挤压铸造工艺原理 128
8.8.2 挤压铸造工艺特点及应用 129
8.9 半固态铸造 130
8.9.1 半固态铸造技术原理 130
8.9.2 半固态铸造技术特点及应用 131
8.10 常用铸造方法的比较 131
复习思考题 133
第3篇 金属压力加工 135
9 金属压力加工基础 135
9.1 金属塑性变形的实质 135
9.1.1 金属的变形 135
9.1.2 金属塑性变形的实质 135
9.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 137
9.2.1 金属的加工硬化与回复、再结晶 137
9.2.2 冷变形与热变形 138
9.2.3 纤维组织变化 138
9.3 金属的可锻性 140
9.3.1 金属的本质（内在因素） 140
9.3.2 加工条件（外在因素） 140
复习思考题 142
10 常用的锻造方法 143
10.1 自由锻 143
10.1.1 锻造坯料准备 143
10.1.2 自由锻的基本工序 145
10.1.3 自由锻件结构设计的要求 146
10.2 模锻 148
10.2.1 胎模锻 149
10.2.2 固定模锻 150
10.2.3 模锻件结构工艺性 159
复习思考题 161
11 板料冲压 163
11.1 板料冲压的基本工序 163
11.1.1 分离工序 163
11.1.2 变形工序 168
11.2 冲压件结构设计要求 172
11.3 板料冲压设备 173
11.4 冲压模具 174
11.4.1 简单模 174
11.4.2 连续模 174
11.4.3 复合模 175
复习思考题 176
12 特种压力加工方法简介 177
12.1 精密模锻 177
12.2 高速锤锻造 177
12.3 径向锻造 178
12.4 轧制 178
12.5 挤压 180
12.6 拉拔 182
12.7 超塑性成形 182
12.8 高速高能成形 184
复习思考题 185
第4篇 焊接 187
13 焊接工艺基础 187
13.1 概述 187
13.1.1 焊接方法的分类 187
13.1.2 焊接方法的特点 188
13.1.3 焊接方法的应用 189
13.2 电弧焊工艺基础 189
13.2.1 焊接电弧 189
13.2.2 电弧焊冶金过程及特点 190
13.2.3 焊条 191
13.3 焊接接头组织与性能 194
13.4 焊接应力与变形 196
13.4.1 焊接应力与变形的产生 196
13.4.2 焊接变形的基本形式 197
13.4.3 防止和减小焊接变形的措施 197
复习思考题 199
14 常用的焊接方法 200
14.1 手工电弧焊和埋弧焊 200
14.1.1 手工电弧焊 200
14.1.2 埋弧焊 201
14.2 气体保护焊 202
14.2.1 氩弧焊 202
14.2.2 CO2气体保护焊 203
14.3 电渣焊 203
14.4 等离子弧焊与切割 204
14.4.1 等离子弧焊接 205
14.4.2 等离子弧切割 205
14.5 压力焊 205
14.5.1 电阻焊 205
14.5.2 摩擦焊 207
14.6 钎焊 207
复习思考题 208
15 常用金属材料的焊接 209
15.1 金属材料的焊接性 209
15.1.1 金属焊接性的概念 209
15.1.2 金属焊接性的评定 209
15.2 碳钢的焊接 211
15.2.1 低碳钢的焊接 211
15.2.2 中碳钢的焊接 211
15.2.3 高碳钢的焊接 212
15.3 合金结构钢的焊接 212
15.3.1 合金结构钢的焊接 212
15.3.2 珠光体耐热钢的焊接 212
15.3.3 不锈钢的焊接 213
15.4 铸铁的补焊 213
15.4.1 铸铁的补焊方法 213
15.4.2 铸铁补焊时产生白口的原因及预防措施 214
15.5 有色金属的焊接 215
15.5.1 铝及铝合金的焊接 215
15.5.2 铜及铜合金的焊接 216
15.6 焊接缺陷与检验 217
15.6.1 焊缝常见缺陷 217
15.6.2 焊接检验过程 218
15.6.3 焊接接头检验方法 218
15.6.4 常用非破坏检验方法 219
复习思考题 220
16 焊接件的结构设计 221
16.1 焊接规范 221
16.1.1 分析工作条件并提出性能要求 221
16.1.2 提出设计方案和优化设计 221
16.1.3 按照设计内容分步进行设计 221
16.2 焊接方法的选择 221
16.3 焊接结构件材料的选择 225
16.4 焊接接头工艺设计 225
16.4.1 焊接接头及坡口形式的确定 225
16.4.2 焊缝的合理布置 227
16.5 焊接件结构工艺设计 230
16.5.1 结构工艺性 230
16.5.2 改善结构工艺性的实例 232
复习思考题 233
第5篇 金属切削加工 235
17 金属切削加工基础知识 235
17.1 切削运动及切削要素 235
17.1.1 零件表面的形成及切削运动 235
17.1.2 切削用量 236
17.1.3 切削层参数 238
17.2 刀具材料及结构 238
17.2.1 刀具材料 238
17.2.2 刀具几何参数 241
17.2.3 刀具结构 246
17.3 金属切削过程 247
17.3.1 切屑形成过程及切屑种类 247
17.3.2 积屑瘤 248
17.3.3 切削力和切削功率 249
17.3.4 切削热和切削温度 251
17.3.5 刀具磨损和刀具耐用度 252
17.4 切削加工技术经济简析 254
17.4.1 切削加工主要技术经济指标 254
17.4.2 切削用量的合理选择 257
17.4.3 切削液的选用 260
17.4.4 材料切削加工性的改善 261
复习思考题 262
18 常用金属切削加工方法 264
18.1 车削加工 264
18.1.1 车削的工艺特点 264
18.1.2 车削的应用 265
18.2 钻削和镗削加工 266
18.2.1 钻削加工 267
18.2.2 镗孔 271
18.3 刨削和拉削加工 274
18.3.1 刨削 274
18.3.2 拉削 275
18.4 铣削加工 277
18.4.1 铣削的工艺特点 277
18.4.2 铣削方式 277
18.4.3 铣削的应用 279
18.5 磨削加工 281
18.5.1 磨削过程 281
18.5.2 磨削的工艺特点 282
18.5.3 磨削的应用和发展 283
复习思考题 289
19 数控加工基础 290
19.1 数控的基本原理 290
19.1.1 数控机床的工作原理及基本组成 290
19.1.2 数控机床加工的插补原理 292
19.1.3 数控加工程序段格式及程序结构 292
19.2 数控机床的分类 293
19.2.1 按工艺用途分类 293
19.2.2 按运动的方式分类 294
19.2.3 按伺服系统的类型分类 294
19.3 数控加工工艺特点 295
19.4 数控加工工艺设计需考虑的因素 296
19.5 数控加工方法 297
19.5.1 平面孔系零件的加工 298
19.5.2 旋转体类零件的加工 298
19.5.3 平面轮廓零件的加工 298
19.5.4 立体轮廓表面的加工 298
复习思考题 300
20 零件典型表面加工方法的选择 301
20.1 外圆面的加工方法 301
20.1.1 外圆表面的车削加工 301
20.1.2 外圆表面的磨削加工 303
20.1.3 外圆表面的光整加工 303
20.1.4 外圆表面加工方案的选择 304
20.2 孔的加工方法 305
20.2.1 钻、扩、铰、镗、拉孔 306
20.2.2 磨孔 307
20.2.3 孔的光整加工 307
20.2.4 孔的加工方案的选择 307
20.3 平面的加工方法 308
20.3.1 平面的车削加工 308
20.3.2 平面的铣、刨加工 309
20.3.3 平面的拉削加工 309
20.3.4 平面磨削 309
20.3.5 平面研磨 310
20.3.6 平面加工方法的选择 310
20.4 成形面的加工方法 311
20.4.1 成形刀具法加工成形面 311
20.4.2 运动轨迹法加工成形面 312
20.4.3 成形刀具与运动轨迹复合成形法加工成形面 314
20.5 螺纹的加工方法 314
20.5.1 车螺纹 314
20.5.2 铣螺纹 315
20.5.3 用丝锥、板牙加工螺纹 315
20.5.4 磨削螺纹 316
20.5.5 滚压螺纹 316
20.6 齿轮加工（齿轮齿形加工）方法 318
20.6.1 概述 318
20.6.2 滚齿法和插齿法 320
复习思考题 323
21 机械加工工艺的基本知识 324
21.1 基本概念 324
21.1.1 生产过程和工艺过程 324
21.1.2 生产纲领与生产类型 326
21.1.3 制定零件机械加工工艺规程的原则、内容及步骤 327
21.2 毛坯选择的一般原则 328
21.2.1 材料的使用性能原则 328
21.2.2 材料的工艺性能原则 329
21.2.3 经济性原则 330
21.2.4 毛坯的种类 330
21.2.5 毛坯种类的选择 331
21.3 工件的安装与夹具 334
21.3.1 工件的安装方式 334
21.3.2 基准及其选择 335
21.3.3 工件的定位原理 339
21.4 工艺路线的拟定 341
21.4.1 加工方法的选择 341
21.4.2 加工阶段的划分 343
21.4.3 工序的集中与分散 344
21.4.4 加工顺序的安排 345
21.5 典型零件的加工工艺过程实例 346
21.5.1 轴的机械加工工艺的制定 346
21.5.2 圆柱齿轮的机械加工工艺过程的制定 348
复习思考题 349
22 特种加工简介 351
22.1 特种加工方法的特点及分类 351
22.2 电火花加工 352
22.2.1 电火花加工的基本原理 352
22.2.2 电火花加工的特点 353
22.2.3 电火花加工的应用 353
22.3 电火花线切割加工 354
22.3.1 电火花线切割加工原理 354
22.3.2 电火花线切割加工的特点及应用 355
22.4 电解加工 355
22.4.1 电解加工的基本原理 355
22.4.2 电解加工的特点及应用 356
22.5 激光加工 356
22.5.1 激光加工的基本原理 356
22.5.2 激光加工的工艺特点 357
22.5.3 激光加工的应用 357
22.6 超声波加工 358
22.6.1 超声波加工的基本原理 358
22.6.2 超声波加工的工艺特点及应用 359
22.7 电子束加工 359
22.7.1 电子束加工原理 359
22.7.2 电子束加工的工艺特点及应用 360
22.8 离子束加工 361
22.8.1 离子束加工原理 361
22.8.2 离子束加工的工艺特点及应用 361
复习思考题 363
23 零件的结构工艺性 364
23.1 结构工艺性的基本概念 364
23.2 切削加工对零件结构工艺性的要求 365
23.2.1 尽量采用标准化参数 365
23.2.2 便于装夹 366
23.2.3 便于加工 367
23.2.4 便于提高生产效率 370
23.2.5 便于测量 372
23.3 装配结构工艺性 372
23.3.1 便于装配 373
23.3.2 便于拆卸 374
23.3.3 应有正确的装配基面 374
复习思考题 375
附录 376
参考文献 385