绪论 1
第一篇 工程材料及金属材料成形工艺 4
第1章 金属材料的性能 4
1.1 金属的力学性能 4
1.1.1 强度和刚度 4
1.1.2 塑性 6
1.1.3 硬度 6
1.1.4 冲击韧性 8
1.1.5 疲劳强度 8
1.1.6 材料的物理性能 9
1.1.7 材料的化学性能 10
1.1.8 材料的工艺性能 10
1.2 金属的晶体结构与结晶 10
1.2.1 纯金属的晶体结构 10
1.2.2 纯金属的结晶 11
1.2.3 合金的相结构 12
1.3 金属的塑性变形与再结晶 12
1.3.1 金属的塑性变形 12
1.3.2 加工硬化与再结晶 13
1.3.3 冷变形与热变形的区别 13
1.4 铁碳合金 13
1.4.1 铁碳合金的基本组织 13
1.4.2 Fe-Fe3C相图分析 14
1.4.3 铁碳合金的组织及其对性能的影响 15
1.4.4 Fe-Fe3C相图的应用 16
习题1 16
第2章 钢的热处理 18
2.1 钢的热处理工艺 19
2.1.1 退火与正火 19
2.1.2 淬火与回火 19
2.1.3 冷处理和时效处理 21
2.1.4 表面淬火 21
2.1.5 化学热处理 22
2.1.6 热处理新技术简介 24
2.2 热处理技术条件的标注 25
习题2 25
第3章 常用金属与非金属材料 27
3.1 碳钢 27
3.1.1 杂质元素对钢性能的影响 27
3.1.2 碳钢的分类 28
3.1.3 碳钢的牌号、主要性能及用途 28
3.2 合金钢 30
3.2.1 合金元素在钢中的作用 30
3.2.2 合金钢的分类与牌号表示方法 31
3.2.3 合金结构钢 31
3.2.4 合金工具钢 32
3.2.5 特殊性能钢 33
3.3 铸铁 35
3.3.1 铸铁的石墨化及其影响因素 35
3.3.2 铸铁的分类及性能 35
3.3.3 灰口铸铁 36
3.3.4 其他铸铁 37
3.4 有色金属及其合金 39
3.4.1 铝及其合金 39
3.4.2 铜及其合金 40
3.4.3 滑动轴承合金 41
3.4.4 硬质合金 41
3.4.5 新型材料 42
3.5 常用非金属材料 43
3.5.1 高分子材料 43
3.5.2 陶瓷 45
3.5.3 复合材料 46
习题3 47
第4章 金属材料成形工艺 49
4.1 常用金属铸造工艺 49
4.1.1 砂型铸造工艺 49
4.1.2 合金的铸造性能 52
4.1.3 铸钢件的铸型工艺特点 54
4.1.4 有色金属件的铸型工艺特点 54
4.1.5 铸件的质量检验与缺陷分析 55
4.2 特种铸造简介 56
4.2.1 金属型铸造 56
4.2.2 熔模铸造 58
4.2.3 压力铸造与低压铸造 59
4.2.4 离心铸造 60
4.2.5 磁型铸造 61
4.2.6 陶瓷型铸造 61
4.3 锻造 62
4.3.1 金属的锻造性能 62
4.3.2 常用合金的锻造性能 63
4.3.3 自由锻造 63
4.3.4 模型锻造 65
4.3.5 锻压新工艺简介 67
4.4 板料冲压 69
4.4.1 板料冲压特点 69
4.4.2 冲压设备及冲压模具 69
4.4.3 板料冲压的基本工序 69
4.5 其他压力加工方法简介 72
4.5.1 零件的轧制 72
4.5.2 零件的挤压 73
4.5.3 零件的拉拔 74
4.6 焊接 74
4.6.1 手工电弧焊 75
4.6.2 其他熔化焊 81
4.6.3 电阻焊与钎焊 84
4.6.4 常用金属材料的焊接 85
习题4 86
第5章 机械零件材料的选择 88
5.1 机械零件的失效 88
5.1.1 失效概念 88
5.1.2 失效形式 88
5.1.3 失效原因 89
5.2 零件材料的选择 90
5.2.1 零件选材的一般原则 90
5.2.2 选材的方法 91
5.3 典型零件的选材 92
5.3.1 轴类 92
5.3.2 齿轮类 93
5.3.3 箱体类 94
习题5 95
第二篇 互换性与测量技术 96
第6章 极限与配合基础 96
6.1 概述 96
6.1.1 互换性的概念 96
6.1.2 互换性的作用 97
6.2 极限与配合的基本术语及定义 97
6.2.1 有关孔和轴的定义 97
6.2.2 有关尺寸的术语及定义 98
6.2.3 有关偏差和公差的术语及定义 98
6.2.4 尺寸公差带图 98
6.2.5 有关配合的术语及定义 100
6.3 极限与配合国家标准的主要内容简介 102
6.3.1 标准公差系列 102
6.3.2 基本偏差系列 103
6.3.3 配合制 104
6.3.4 极限与配合在图样上的标注（GB/T4458.5—2003） 105
6.3.5 一般公差、线性尺寸的未注公差（摘自GB/T 1804—2000） 106
习题6 107
第7章 测量技术基础 109
7.1 测量技术的基本概念 109
7.2 长度测量 110
7.2.1 标准量具 110
7.2.2 通用计量器具（万用量具） 111
7.3 专用量具 115
7.3.1 光滑工件测量 115
7.3.2 角度测量 115
7.3.3 锥度测量 117
7.3.4 螺纹测量 118
7.3.5 平面测量 120
7.3.6 齿轮公法线长度的测量 120
7.4 测量方法和度量指标 121
7.4.1 测量方法 121
7.4.2 计量器具的度量指标 123
习题7 124
第8章 形状和位置公差 125
8.1 概述 125
8.1.1 零件的要素 125
8.1.2 形位公差的项目及符号 125
8.1.3 形位公差带的形状 126
8.1.4 基准 127
8.2 形状公差和位置公差 127
8.2.1 形状误差与形状公差 127
8.2.2 位置误差和位置公差 128
8.2.3 定向公差 128
8.2.4 定位公差 128
8.2.5 跳动公差 130
8.2.6 形位公差标注举例 130
8.3 表面粗糙度 131
8.3.1 表面粗糙度的基本术语及参数 131
8.3.2 表面粗糙度的选用和标注 133
8.3.3 表面粗糙度的检测 135
习题8 136
第三篇 机械加工工艺基础 138
第9章 金属切削的基础知识 138
9.1 切削运动及切削要素 138
9.1.1 零件表面的形成 138
9.1.2 切削运动 139
9.1.3 切削要素 140
9.2 刀具几何参数及刀具材料 142
9.2.1 刀具的结构几何参数 142
9.2.2 刀具材料 145
9.3 金属的切削过程 147
9.3.1 切屑的形成与积屑瘤 147
9.3.2 切削力和切削功率 149
9.3.3 切削热和切削温度 150
9.3.4 刀具磨损和刀具耐用度 151
9.4 切削过程基本规律的应用 152
9.4.1 工件材料的切削加工性 152
9.4.2 合理选择切削液 153
9.4.3 切削用量的合理选择 155
9.4.4 刀具几何参数的合理选择 156
9.5 金属切削机床的基础知识 158
9.5.1 金属切削机床的分类及型号 158
9.5.2 机床的运动 160
9.5.3 机床的组成 161
9.5.4 机床的传动 162
习题9 163
第10章 机械加工方法和装备 165
10.1 车削加工 165
10.1.1 车削加工的工艺类型及特点 165
10.1.2 车床 166
10.1.3 车刀 168
10.1.4 车床附件 170
10.2 铣削加工 172
10.2.1 铣削加工的应用和特点 172
10.2.2 铣削要素 173
10.2.3 铣削加工方法 174
10.2.4 铣床 175
10.2.5 铣刀 178
10.3 钻削、铰削与镗削 180
10.3.1 钻削加工 180
10.3.2 铰削加工 183
10.3.3 镗削加工 184
10.3.4 钻床和镗床 185
10.4 磨削加工 187
10.4.1 磨削加工特点与工艺范围 187
10.4.2 磨具 189
10.4.3 磨床 192
10.4.4 常用磨削方法 194
10.4.5 先进磨削技术简介 196
10.5 齿形加工 197
10.5.1 齿形加工方法 197
10.5.2 滚齿加工 199
10.5.3 插齿加工 200
10.5.4 齿轮精加工 201
10.6 刨削与拉削加工 203
10.6.1 刨削加工 203
10.6.2 拉削加工 206
10.7 精密和超精密加工简介 209
10.7.1 精密加工 210
10.7.2 超精密加工 212
10.8 机床夹具 212
10.8.1 夹具的分类 213
10.8.2 夹具的组成 213
10.8.3 常用定位元件 214
10.8.4 常见夹紧机构 215
10.8.5 典型机床夹具 216
习题10 220
第四篇 机械制造工艺设计 222
第11章 机械制造过程概述 222
11.1 机械制造过程 222
11.1.1 生产过程和工艺过程 222
11.1.2 机械加工工艺过程的组成 223
11.2 生产纲领、生产类型及其工艺特征 225
11.2.1 生产纲领 225
11.2.2 生产类型 225
11.3 工件的定位、安装与基准 227
11.3.1 工件的定位 227
11.3.2 工件的安装 229
11.3.3 基准 231
11.4 获得加工精度的方法 232
11.4.1 获得零件尺寸精度的方法 232
11.4.2 获得零件形状精度的方法 233
11.4.3 获得零件相互位置精度的方法 234
习题11 234
第12章 机械制造工艺规程设计 236
12.1 机械制造工艺规程概述 236
12.1.1 工艺规程的内容与作用 236
12.1.2 机械制造工艺规程的格式 236
12.1.3 制订工艺规程的原则与步骤 238
12.2 零件的结构工艺性 239
12.2.1 毛坯制造工艺性 239
12.2.2 零件结构的加工工艺性 244
12.3 机械加工工艺规程设计 248
12.3.1 毛坯的选择 248
12.3.2 定位基准的选择 250
12.3.3 工艺路线的拟订 253
12.4 加工余量和工序尺寸的确定 257
12.4.1 加工余量的概念 257
12.4.2 加工余量的确定 259
12.4.3 确定工序尺寸及其公差 260
12.4.4 工艺尺寸链的概念及计算 261
12.4.5 工艺尺寸链的应用 263
12.5 典型零件加工工艺 266
12.5.1 轴类零件的加工工艺 266
12.5.2 齿轮类零件的加工工艺 269
12.5.3 箱体类零件的加工工艺 271
12.6 工艺方案技术经济分析 274
12.6.1 加工成本核算 275
12.6.2 工艺方案的经济性评价 278
12.7 成组工艺和计算机辅助工艺设计（CAPP） 280
12.7.1 成组技术 280
12.7.2 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）及其功能 282
12.7.3 CAPP系统组成及其分类 283
习题12 285
第13章 机械加工质量及其控制 287
13.1 机械加工精度概述 287
13.2 原始误差对加工精度的影响 288
13.2.1 原理误差 288
13.2.2 机床误差 288
13.2.3 工艺系统的受力变形 290
13.2.4 工艺系统的热变形 293
13.2.5 工件内应力引起的变形 294
13.3 加工误差的性质及提高加工精度的措施 296
13.3.1 加工误差的性质 296
13.3.2 提高加工精度的措施 296
13.4 机械加工表面质量 298
13.4.1 机械加工表面质量的含义 298
13.4.2 表面质量对产品使用性能的影响 298
13.4.3 影响表面粗糙度的工艺因素及改善措施 299
13.4.4 磨削烧伤 300
习题13 300
第14章 装配工艺基础 302
14.1 概述 302
14.1.1 装配的概念 302
14.1.2 装配工作基本内容及组织形式 302
14.1.3 机械产品的装配精度 303
14.2 装配尺寸链 304
14.2.1 装配尺寸链的概念 304
14.2.2 装配尺寸链的组成及查找法 304
14.3 机械产品装配工艺方法 306
14.3.1 互换法 306
14.3.2 选配法 306
14.3.3 修配法 307
14.3.4 调整法 307
14.4 装配工艺规程制订 308
14.4.1 制订装配工艺规程的方法与步骤 308
14.4.2 减速器装配工艺编制实例 311
习题14 314
附录A 实训指导书 315
实训1 金属材料的硬度试验 315
实训2 铁碳合金平衡组织观察 316
实训3 碳钢的热处理操作 317
实训4 工件尺寸基本测量 319
实训5 用内径百分表测量内径 319
实训6 平行度与垂直度误差的测量 320
实训7 机械加工工艺规程设计 322
附录B 热处理工艺标准代号 326
附录C 公差与配合国家标准 328