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上篇 工程材料与成形技术3

第1章 工程材料3

1.1工程材料的结构与性能3

1.1.1金属材料的结构3

1.1.2非金属材料的结构与组织6

1.1.3工程材料的性能9

1.2金属的结晶与二元合金相图11

1.2.1金属的结晶11

1.2.2合金的结晶14

1.2.3铁碳合金相图16

1.3钢的热处理21

1.3.1钢在加热时的组织转变21

1.3.2钢在冷却时的组织转变22

1.3.3钢的基本热处理工艺24

1.3.4钢的表面热处理工艺26

1.4常用工程材料26

1.4.1金属材料26

1.4.2非金属材料34

思考题与习题41

第2章 铸造成形42

2.1铸造成形工艺基础42

2.1.1充型能力42

2.1.2合金的收缩44

2.2铸造方法49

2.2.1砂型铸造49

2.2.2特种铸造52

2.3铸造工艺设计56

2.3.1浇注位置的选择56

2.3.2铸型分型面的选择57

2.3.3工艺参数的确定58

2.3.4铸造工艺图绘制60

2.4常用合金铸件的生产62

2.4.1铸铁件的生产62

2.4.2铸钢件的生产68

2.4.3非铁合金铸件的生产70

2.5铸件的结构工艺性71

2.5.1铸造工艺对铸件结构的要求71

2.5.2合金的铸造性能对铸件结构的要求73

思考题与习题76

第3章 金属的塑性成形77

3.1塑性成形工艺基础77

3.1.1金属塑性成形的基本生产方式77

3.1.2金属的塑性变形原理79

3.1.3塑性变形后金属的组织和性能80

3.1.4金属材料的塑性加工性能83

3.2锻压成形方法85

3.2.1自由锻85

3.2.2模锻85

3.2.3板料冲压91

3.3锻压成形工艺设计101

3.3.1自由锻工艺规程制定101

3.3.2锤上模锻工艺规程制订103

3.3.3冲压工艺规程制订107

3.4锻压件结构工艺性108

3.4.1自由锻件结构工艺性108

3.4.2模锻件结构工艺性110

3.4.3冲压件结构工艺性110

思考题与习题113

第4章 金属的焊接成形114

4.1焊接工艺基础114

4.1.1焊接接头的组织与性能114

4.1.2焊接应力、变形与裂纹116

4.1.3金属的焊接性121

4.2常用熔化焊方法122

4.2.1焊条电弧焊123

4.2.2埋弧焊126

4.2.3气体保护焊128

4.2.4电渣焊129

4.2.5等离子弧焊130

4.2.6电子束焊131

4.2.7激光焊与切割132

4.3压力焊与钎焊133

4.3.1电阻焊133

4.3.2摩擦焊135

4.3.3钎焊136

4.4常用金属材料的焊接138

4.4.1碳钢的焊接138

4.4.2普通低合金结构钢的焊接139

4.4.3铸铁的焊补139

4.4.4非铁金属的焊接140

4.5焊接结构设计141

4.5.1焊接结构材料的选择141

4.5.2焊接方法的选择141

4.5.3焊接接头工艺设计141

思考题与习题145

第5章 非金属材料的成形146

5.1工程塑料成形146

5.1.1概述146

5.1.2塑料制品成形技术146

5.1.3塑料制品的加工148

5.1.4塑料制品结构工艺性149

5.2橡胶成形153

5.2.1概述153

5.2.2橡胶制品成形技术153

5.3陶瓷材料成形154

5.3.1概述154

5.3.2陶瓷制品成形技术154

5.4复合材料成形157

5.4.1概述157

5.4.2复合材料成形技术157

思考题与习题159

中篇 机械加工基础162

第6章 金属切削的基础知识162

6.1金属切削基本原理162

6.1.1切削运动162

6.1.2切削要素163

6.2金属切削刀具165

6.2.1刀具的结构几何参数（车刀）165

6.2.2刀具材料168

6.3金属切削过程169

6.3.1切屑的形成与种类169

6.3.2积屑瘤170

6.3.3切削力与切削功率171

6.3.4切削热与切削温度173

6.3.5刀具磨损与刀具耐用度174

6.4工程材料的切削加工性176

6.4.1工程材料的切削加工性176

6.4.2改善工程材料切削加工性的主要途径177

思考题与习题181

第7章 金属切削机床及其运动182

7.1机床的分类182

7.2机床型号的编制方法183

7.2.1型号表示方法183

7.2.2机床分类及类代号183

7.2.3机床的通用特性代号、结构特性代号184

7.2.4机床的组别、系列代号184

7.2.5机床主参数、主轴数和第二主参数184

7.2.6机床的重大改进顺序号184

7.2.7其他特性代号185

7.2.8企业代号185

7.3机床的组成185

7.4机床的运动186

7.4.1零件表面的切削加工成形方法186

7.4.2机床的运动186

7.5机床的传动187

7.5.1机床传动的基本组成部分187

7.5.2机床的传动链187

7.5.3机床传动原理图187

7.5.4机床传动系统图和运动计算188

思考题与习题190

第8章 常用加工方法及装备191

8.1车削加工191

8.1.1车削加工的工艺特点及适用范围191

8.1.2车床的分类、组成及车床的运动分析192

8.1.3车刀193

8.2铣削加工194

8.2.1铣削加工的工艺特点及适用范围194

8.2.2铣床的种类194

8.2.3铣刀196

8.3刨、插、拉、削加工198

8.3.1刨削加工的工艺特点及适用范围198

8.3.2刨床的种类199

8.3.3插削加工200

8.3.4拉削的工艺特点200

8.3.5拉床201

8.3.6拉刀202

8.4钻削与镗削加工202

8.4.1钻削加工202

8.4.2镗削加工204

8.5磨削加工205

8.5.1磨削加工的工艺特点与适用范围205

8.5.2磨床与磨具205

8.6典型表面加工209

8.6.1齿形加工方法209

8.6.2螺纹加工210

8.6.3成型面加工210

思考题与习题211

第9章 现代加工方法212

9.1精密加工212

9.1.1研磨212

9.1.2珩磨212

9.1.3超级光磨213

9.1.4抛光213

9.2超精密加工213

9.3特种加工213

9.3.1电火花加工214

9.3.2电化学加工215

9.3.3超声波加工217

9.3.4激光加工218

9.3.5电子束、离子束加工218

9.3.6其他特种加工方法219

9.4数控加工220

9.4.1数控机床简介220

9.4.2数控机床的编程222

思考题与习题223

下篇 机械制造工艺226

第10章 机械加工工艺规程设计226

10.1基本概念226

10.1.1机械加工工艺过程的组成226

10.1.2生产类型与工艺过程的关系227

10.1.3工件的安装与获得尺寸的方法227

10.1.4制订工艺规程的技术依据和步骤229

10.2定位基准的选择229

10.2.1基准的概念229

10.2.2基准不重合的误差230

10.2.3基准的选择232

10.3工艺路线的拟订234

10.3.1加工方法的选择234

10.3.2加工阶段的划分236

10.3.3工序的集中与分散237

10.3.4加工顺序的安排238

10.4工序尺寸的确定和工艺尺寸的计算239

10.4.1加工余量的确定239

10.4.2工序尺寸的确定241

10.4.3工艺尺寸链242

10.4.4工艺尺寸的计算举例243

10.5成组加工工艺规程249

10.5.1概述249

10.5.2零件的分类编码系统249

10.5.3成组加工工艺规程设计250

10.6计算机辅助工艺过程设计251

10.6.1 CAPP系统的基本组成251

10.6.2产品信息251

10.6.3 CAPP系统工艺决策原理与开发应用252

思考题与习题254

第11章 工艺过程质量控制258

11.1概述258

11.1.1加工精度258

11.1.2表面质量258

11.2加工误差产生的原因259

11.2.1理论误差260

11.2.2机床、夹具和刀具本身的误差260

11.2.3机床的调整误差263

11.2.4工件在机床或夹具上安装时的定位和夹紧误差263

11.2.5工艺系统受力变形所引起的加工误差263

11.2.6工艺系统热变形所引起的加工误差269

11.2.7工艺系统磨损所造成的加工误差270

11.2.8工件因内应力而引起加工误差271

11.2.9测量误差272

11.3加工后表面层的状态272

11.3.1表面层的加工硬化272

11.3.2表面层的残余应力273

11.4表面质量对零件使用性能的影响274

11.4.1耐磨性274

11.4.2疲劳强度276

11.4.3耐蚀性277

11.4.4配合质量的稳定性及可靠性277

11.5磨削的表面质量277

11.5.1烧伤278

11.5.2裂纹279

思考题与习题280

第12章 机床夹具设计基础282

12.1机床夹具的基本概念282

12.1.1夹具的组成282

12.1.2夹具的分类283

12.2工件在夹具上的定位原理和定位误差分析285

12.2.1六点定位原理285

12.2.2自由度限制的选择286

12.2.3欠定位和超定位问题286

12.2.4定位误差分析方法288

12.3夹紧装置和夹紧力计算297

12.3.1对夹紧装置的要求297

12.3.2夹紧力的方向和作用点的选择298

12.3.3常用夹紧装置及夹紧力计算300

12.4典型夹具及设计308

12.4.1钻床夹具308

12.4.2镗床夹具312

12.4.3车床、磨床夹具317

12.4.4铣床类夹具321

12.5夹具设计的方法与步骤324

12.6现代机床夹具325

12.6.1可调夹具326

12.6.2自动线夹具327

12.6.3组合夹具328

12.6.4数控机床夹具329

思考题与习题329

第13章 典型零件加工简介333

13.1轴类零件的加工333

13.2套筒类零件的加工334

13.3盘（环）类零件的加工335

13.4箱体类零件的加工335

第14章 机器的装配337

14.1概述337

14.2装配工艺规程的制定338

14.2.1制订装配工艺规程的原则338

14.2.2制订装配工艺规程的原始资料338

14.2.3制订装配工艺规程的内容及步骤339

14.3装配尺寸链341

14.3.1装配尺寸链的基本概念341

14.3.2装配尺寸链的建立342

14.3.3装配尺寸链组成的最短路线原则342

14.3.4达到装配精度的几种方法342

思考题与习题344

参考文献345