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第1章 工程材料与机械制造工艺1

1.1 工程材料与机械制造工艺的简要发展过程1

1.2 工程材料的分类及发展趋势2

1.3 机械制造工艺发展趋势4

1.3.1 机械制造工艺的流程4

1.3.2 机械制造工艺的发展5

1.3.3 新材料的发展趋势6

第2章 工程材料8

2.1 工程材料的性能8

2.1.1 工程材料的力学性能8

2.1.2 工程材料的物理性能14

2.1.3 工程材料的化学性能15

2.1.4 工程材料的工艺性能16

2.1.5 工程材料的经济性能17

2.2 金属的结构17

2.2.1 金属的晶体结构17

2.2.2 实际金属的晶体结构21

2.3 金属的结晶22

2.3.1 纯金属的冷却曲线和过冷现象22

2.3.2 金属的同素异构性24

2.3.3 金属铸锭的组织25

2.4 二元合金26

2.4.1 二元合金的相结构26

2.4.2 二元合金相图27

2.4.3 相图与性能的关系32

2.5 铁碳合金33

2.5.1 铁碳合金的基本相和基本组织33

2.5.2 铁碳合金相图33

2.6 碳钢39

2.6.1 碳钢的分类40

2.6.2 碳钢的牌号40

2.7 铸铁40

2.7.1 铸铁的分类及特性41

2.7.2 铸铁的石墨化过程41

2.7.3 铸铁的牌号与性能42

2.8 钢的热处理43

2.8.1 钢在加热时的组织转变44

2.8.2 钢的常用热处理工艺47

2.8.3 钢的表面淬火55

2.8.4 钢的化学热处理57

2.9 钢中的合金元素58

2.9.1 合金元素在钢中的分布58

2.9.2 合金元素在钢中的作用59

2.10 合金钢62

2.10.1 合金结构钢62

2.10.2 合金工具钢65

2.10.3 特殊性能钢67

2.11 非铁金属材料68

2.11.1 铝及铝合金69

2.11.2 铜及铜合金70

2.11.3 镁合金70

2.11.4 钛合金72

2.11.5 轴承合金72

第3章 铸造工艺73

3.1 概述73

3.2 铸件形成理论基础74

3.2.1 金属的充型74

3.2.2 铸件的温度场74

3.2.3 金属的凝固75

3.2.4 合金的收缩、应力及变形76

3.3 砂型铸造工艺分析80

3.3.1 浇注位置和分型面的确定80

3.3.2 主要工艺参数的确定82

3.4 铸造工艺图的制定83

3.5 铸件的结构设计85

3.6 砂型铸造方法87

3.6.1 气动微振压实造型87

3.6.2 高压造型88

3.6.3 真空密封造型89

3.6.4 流冲击造型90

3.6.5 消失模造型91

3.6.6 冷冻造型92

3.7 特种铸造92

3.7.1 金属型铸造93

3.7.2 离心铸造94

3.7.3 压力铸造95

3.7.4 低压铸造99

3.7.5 熔模铸造100

3.8 铸造技术的发展趋势101

第4章 锻压工艺102

4.1 概述102

4.1.1 金属的塑性变形102

4.1.2 金属及合金的锻造性能105

4.2 锻造107

4.2.1 自由锻107

4.2.2 模锻111

4.2.3 胎模锻119

4.3 板料冲压120

4.3.1 板料冲压的基本工序、特点及应用范围120

4.3.2 冲模种类126

4.4 锻压新技术128

4.4.1 精密模锻129

4.4.2 精密冲裁129

4.4.3 回转成形130

4.4.4 多向模锻132

4.4.5 超塑性成形133

4.4.6 粉末冶金及粉末锻造134

4.4.7 液态模锻136

4.4.8 半固态金属塑性成形137

4.4.9 粉末冶金温压成形技术138

4.4.10 数字化塑性成形技术139

第5章 非金属材料及其工艺141

5.1 概述141

5.1.1 非金属材料的发展141

5.1.2 非金属材料的分类142

5.1.3 非金属材料的选择及应用142

5.2 工程塑料及其成型143

5.2.1 工程塑料的组成和性能143

5.2.2 工程塑料的分类和应用145

5.2.3 工程塑料的成型147

5.3 工业橡胶及其成型152

5.3.1 工业橡胶的组成及性能152

5.3.2 工业橡胶的分类及应用153

5.3.3 工业橡胶件的成型155

5.4 工业陶瓷及其成型158

5.4.1 陶瓷的组织结构及性能158

5.4.2 陶瓷的分类及应用159

5.4.3 陶瓷的成型160

5.5 复合材料及其成型163

5.5.1 复合材料的定义、分类和性能163

5.5.2 复合材料的应用166

5.5.3 复合材料的成型171

5.5.4 复合材料的二次加工172

5.6 纳米材料174

5.6.1 纳米材料的定义和特性174

5.6.2 纳米陶瓷175

5.6.3 纳米复合材料177

第6章 金属切削加工基础知识179

6.1 工件表面与切削运动179

6.1.1 工件表面179

6.1.2 切削运动180

6.1.3 切削用量三要素180

6.2 刀具的结构要素181

6.2.1 刀具的结构要素181

6.2.2 刀具表面182

6.2.3 刀具的切削刃和刀尖182

6.3 刀具的标注角度183

6.3.1 刀具标注角度的参考系183

6.3.2 标注角度与工作角度的关系185

6.4 切削层参数与切削方式185

6.4.1 切削层参数185

6.4.2 切削方式186

6.5 刀具材料186

6.5.1 刀具材料应具备的性能187

6.5.2 常用刀具材料的性能及选用187

6.5.3 新型刀具材料的发展190

6.6 金属切削的基本规律191

6.6.1 切削层金属的变形192

6.6.2 刀具与切削接触区的变形与摩擦193

6.7 切削力195

6.7.1 切削力与切削功率196

6.7.2 切削力的求法197

6.7.3 影响切削力的主要因素197

6.8 切削热与切削温度198

6.8.1 切削热的来源与传出198

6.8.2 切削区的温度及其分布199

6.9 刀具的磨损与刀具寿命200

6.9.1 刀具磨损形态200

6.9.2 刀具磨损的主要原因201

6.9.3 刀具磨损过程及磨钝标准202

6.9.4 刀具寿命及其合理选择203

6.9.5 刀具破损204

6.10 刀具几何参数的选择205

6.11 切削用量的选择206

6.11.1 切削用量的选择原则206

6.11.2 切削用量的优化207

6.11.3 金属切削数据库207

6.12 切削液及其选择208

6.12.1 切削液的种类和作用208

6.12.2 切削液的选择209

第7章 零部件毛坯的选择210

7.1 毛坯选择的原则210

7.2 常用毛坯成型方法的比较212

7.3 常用零部件的成型方法214

7.3.1 轴杆类零部件214

7.3.2 盘套类零部件214

7.3.3 机架、箱体类零部件215

7.4 毛坯制造方法选择实例216

7.4.1 V带轮零部件的制造方法选择216

7.4.2 单级齿轮减速器组件的毛坯制造方法选择218

7.5 毛坯成型方法选择的经济性分析219

7.5.1 毛坯材料的经济性选材原则219

7.5.2 铸件的生产成本分析221

7.5.3 锻件的生产成本分析224

7.5.4 各种毛坯制造方案经济性综合比较225

第8章 车床与车削加工227

8.1 车床的用途、运动和布局227

8.2 CA6140型卧式车床的传动系统229

8.2.1 主运动传动链231

8.2.2 进给传动链232

8.3 CA6140型卧式车床的主要结构237

8.3.1 主轴箱内的主要结构237

8.3.2 溜板箱内的操纵机构242

8.4 车刀245

8.4.1 普通车刀的结构类型245

8.4.2 成型车刀的种类247

8.5 基本车削工艺248

8.6 典型零部件加工250

8.7 机械加工安全技术251

第9章 磨床与磨削加工252

9.1 常用磨床种类及其功用252

9.1.1 M1432B型万能外圆磨床252

9.1.2 平面磨床257

9.1.3 内圆磨床258

9.1.4 外圆（无心）磨床260

9.2 表面光整加工261

9.3 砂带磨削264

9.4 磨削加工265

9.4.1 磨削工艺特点与应用265

9.4.2 磨削加工方法分类268

9.5 磨削工具273

9.5.1 普通磨具273

9.5.2 超硬磨粒砂轮275

9.6 磨削机理276

9.6.1 磨削过程276

9.6.2 磨削力与磨削温度278

9.6.3 砂轮的磨损与耐用度280

第10章 其他常用机床及加工方法282

10.1 钻床与孔加工刀具282

10.1.1 钻床的功用和主要类型282

10.1.2 麻花钻283

10.1.3 铰削与铰刀284

10.2 镗床与镗刀286

10.2.1 镗床的功用与类型286

10.2.2 镗刀288

10.3 铣床与铣刀288

10.3.1 铣削与铣削方式288

10.3.2 铣床的主要类型291

10.3.3 铣刀292

10.4 拉床与拉刀293

10.4.1 拉床的功用和类型294

10.4.2 拉刀295

10.5 刨床297

10.6 插床298

10.7 数控机床简介299

10.7.1 数控机床与分类299

10.7.2 数控机床的特点301

第11章 机械加工工艺规程制定302

11.1 机械加工工艺规程302

11.1.1 机械加工工艺规程与工艺文件302

11.1.2 加工工艺规程的作用305

11.2 制定机械加工工艺规程的要求与步骤305

11.2.1 制定机械加工工艺规程的基本要求305

11.2.2 制定工艺规程所需要的原始资料305

11.2.3 制定加工工艺规程的步骤及主要内容306

11.3 零部件加工工艺性分析与毛坯的选择306

11.3.1 分析零部件技术要求及其合理性306

11.3.2 零部件的结构工艺性审查307

11.4 工件定位的基本原理308

11.4.1 基准的概念与分类308

11.4.2 六点定位原理308

11.4.3 六点定位原理的应用309

11.5 机械加工工艺规程设计310

11.5.1 定位基准的选择310

11.5.2 加工工艺路线的拟定312

11.5.3 机床与工艺装备的选择316

11.5.4 切削用量的确定316

11.6 加工余量及其确定方法317

11.6.1 加工余量的概念317

11.6.2 影响加工余量的因素318

11.6.3 确定余量的方法318

11.7 加工工艺尺寸的分析计算318

11.7.1 尺寸链的基本概念318

11.7.2 加工工艺尺寸计算举例321

11.7.3 求解加工尺寸链的几种情况323

11.8 工艺方案的生产率及技术经济性分析324

11.8.1 生产率分析324

11.8.2 技术经济性分析324

11.9 提高机械加工生产率的工艺措施326

11.9.1 缩短单件时间定额326

11.9.2 采用先进工艺方法328

11.9.3 实行多台机床看管328

11.9.4 进行高效及自动化加工328

第12章 机械装配工艺基础329

12.1 机械装配概述329

12.1.1 装配的概念329

12.1.2 装配工作的一般内容329

12.1.3 装配生产的组织形式330

12.1.4 装配精度的基本概念330

12.1.5 装配工艺性的一般要求331

12.2 装配尺寸链及其概率解法333

12.2.1 装配尺寸链概述333

12.2.2 装配尺寸链的建立333

12.2.3 装配尺寸链的计算方法335

12.3 获得装配精度的装配方法336

12.3.1 互换装配法336

12.3.2 选择装配法336

12.3.3 修配装配法337

12.3.4 调整装配法337

12.4 装配工艺规程的制定339

12.4.1 制定装配工艺规程的基本原则及所需的原始资料339

12.4.2 制定装配工艺规程的步骤339

第13章 工程材料与机械制造工艺选择及质量控制342

13.1 机械零部件的失效形式342

13.1.1 零部件失效原因342

13.1.2 零部件失效形式343

13.2 材料及成型工艺选择原则343

13.2.1 使用性原则344

13.2.2 工艺性原则345

13.2.3 经济性原则345

13.3 材料及成型工艺选择的方法347

13.3.1 材料及成型工艺选择的步骤347

13.3.2 材料及成型工艺选择的方法及依据348

13.4 典型零部件的选材实例分析350

13.4.1 轴类零部件的选材351

13.4.2 齿轮类零部件的选材352

13.4.3 机架、箱体类零部件的选材353

13.5 工程材料的质量检验354

13.5.1 成分分析354

13.5.2 组织分析355

13.5.3 无损探伤356

参考文献358