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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