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绪论1

第1章　工程材料3

1.1 金属材料的力学性能3

1.1.1　强度3

1.1.2　塑性6

1.1.3　硬度6

1.1.4　冲击韧度10

1.1.5　疲劳强度11

1.2　铁碳合金11

1.2.1　金属的晶体结构与结晶11

1.2.2　合金的晶体结构15

1.2.3　铁碳合金相图17

1.2.4　碳素钢、铸铁22

1.3　钢的热处理32

1.3.1 钢在加热时的组织转变33

1.3.2　钢在冷却时的组织转变34

1.3.3　钢的退火与正火38

1.3.4　钢的淬火39

1.3.5　钢的回火41

1.3.6　钢的表面淬火42

1.3.7　钢的化学热处理44

1.3.8　热处理的技术条件和结构工艺性46

1.4　合金钢48

1.4.1 合金钢的分类与编号48

1.4.2　合金结构钢49

1.4.3　合金工具钢55

1.4.4　特殊性能钢61

1.5 有色金属67

1.5.1　铝及铝合金67

1.5.2　铜及铜合金71

1.5.3　钛及其合金72

1.5.4　滑动轴承合金74

1.6　其他材料76

1.6.1　粉末冶金材料76

1.6.2　陶瓷材料78

1.6.3　塑料、橡胶材料80

1.6.4　复合材料84

复习与思考题86

第2章　铸造89

2.1 概述89

2.2　合金的铸造性能90

2.2.1　合金的充型能力90

2.2.2　合金的收缩性92

2.2.3　铸造生产常见缺陷99

2.3　铸造方法101

2.3.1　砂型铸造101

2.3.2　特种铸造103

2.4　铸造工艺设计107

2.4.1　浇注位置和分型面的选择107

2.4.2　确定铸造主要工艺参数112

2.4.3　确定浇注系统117

2.4.4　绘制铸造工艺图117

2.5　铸件结构工艺性120

2.5.1　铸造性对铸件结构的要求120

2.5.2　铸造工艺对铸件结构的要求124

复习与思考题126

第3章　锻压129

3.1　概述129

3.1.1　锻造生产的特点129

3.1.2　锻造生产的适用范围129

3.1.3　锻压生产的发展趋势130

3.2　锻压工艺基础130

3.2.1　金属的塑性变形130

3.2.2　变形后金属的组织和性能131

3.2.3　金属的锻造性133

3.3 自由锻134

3.3.1 概述134

3.3.2 自由锻设备134

3.3.3 自由锻工序137

3.3.4 自由锻件的分类和锻造过程138

3.4　模锻141

3.4.1　锤上模锻141

3.4.2　胎模锻145

3.4.3　压力机上的模锻146

3.5　板料冲压148

3.5.1 概述148

3.5.2　板料冲压的基本工序149

3.6　锻压件结构设计154

复习与思考题159

第4章　焊接160

4.1 概述160

4.2　焊条电弧焊162

4.2.1　焊接电弧162

4.2.2　焊接接头164

4.2.3　焊条165

4.2.4　焊接接头的金属组织与性能167

4.2.5　焊接应力与变形169

4.3　其他焊接方法169

4.3.1　埋弧自动焊169

4.3.2　气体保护电弧焊171

4.3.3　气焊和气割172

4.3.4　电渣焊175

4.3.5　等离子弧焊176

4.3.6　压力焊与钎焊176

4.4　常用金属材料的焊接180

4.4.1　碳钢的焊接180

4.4.2　低合金结构钢的焊接180

4.4.3　不锈钢的焊接182

4.4.4　铸铁的焊补182

4.4.5　非铁金属的焊接183

4.5　焊接结构工艺设计185

4.5.1　焊接结构生产工艺过程概述185

4.5.2　焊接结构工艺设计185

4.5.3　焊接结构工艺设计实例191

复习与思考题192

第5章　机械零件毛坯的选择193

5.1 毛坏选择的原则193

5.1.1　满足材料的工艺性能要求193

5.1.2　满足零件的使用要求194

5.1.3　满足降低生产成本的要求194

5.1.4　符合生产条件195

5.2　典型零件毛坏的选择195

5.2.1　轴杆类零件的毛坏选择195

5.2.2　盘套类零件的毛坏选择197

5.2.3　箱体机架类零件的毛坏选择199

复习与思考题200

第6章　几何量公差202

6.1　尺寸公差与配合202

6.1.1　极限与配合（GB1800）202

6.1.2　极限制与配合制206

6.1.3　尺寸至500mm孔、轴公差带与配合216

6.1.4　配合的选用217

6.2　形状与位置公差221

6.2.1　概述221

6.2.2　形状公差与误差224

6.2.3　位置公差与误差228

6.2.4　形位公差与尺寸公差的关系235

6.2.5　形位公差的选用240

6.3　表面粗糙度242

6.3.1　基本概念242

6.3.2　表面粗糙度的评定243

6.3.3　表面粗糙度的参数值及其选用245

复习与思考题248

第7章　金属切削加工基础知识249

7.1　加工质量249

7.1.1　加工精度249

7.1.2　表面质量250

7.2　切削运动251

7.2.1　切削运动251

7.2.2　工件表面252

7.2.3　切削用量252

7.3 刀具切削部分的几何角度253

7.3.1　车刀的组成254

7.3.2　刀具几何角度参考系254

7.3.3　刀具标注角度256

7.3.4　刀具工作角度257

7.3.5　切削层参数258

7.4　刀具材料259

7.4.1　刀具材料应当具备的性能259

7.4.2　高速钢259

7.4.3　硬质合金260

7.5　金属切削过程262

7.5.1　切屑的形成过程262

7.5.2　第Ⅰ变形区263

7.5.3　第Ⅱ变形区265

7.5.4　第Ⅲ变形区267

7.6　切削力267

7.6.1 切削力的来源、合力及其分力267

7.6.2　切削力的计算269

7.6.3　切削功率的计算269

7.6.4　影响切削力的主要因素270

7.7　切削热和切削温度271

7.7.1 切削热的产生和传出271

7.7.2　切削温度的分布272

7.7.3　影响切削温度的主要因素272

7.8　刀具磨损和刀具寿命273

7.8.1　刀具的磨损形式273

7.8.2　刀具磨损的原因274

7.8.3　刀具的磨损过程及磨钝标准274

7.8.4　刀具寿命275

7.9　工件材料的切削加工性276

7.10　金属切削条件的选择277

7.10.1　刀具几何参数的选择277

7.10.2　刀具寿命的选择280

7.10.3　切削用量的选择280

7.10.4　切削液的选择281

复习与思考题282

第8章　机械零件表面加工284

8.1 金属切削机床的基础知识284

8.1.1　机床的分类284

8.1.2　机床型号的编制方法285

8.1.3 零件表面的切削加工成形方法和机床的运动289

8.1.4　机床传动的基本组成和传动原理图291

8.1.5　机床传动系统图和运动计算292

8.2　外圆表面加工294

8.2.1　外圆表面的加工方法294

8.2.2　外圆表面的车削加工295

8.2.3　外圆表面的磨削加工305

8.3 内圆表面加工313

8.3.1 内圆表面的加工方法313

8.3.2　钻削加工314

8.3.3　镗削加工321

8.3.4　拉削加工324

8.3.5　内圆表面磨削加工327

8.4　平面加工329

8.4.1　平面加工方法329

8.4.2　刨削与插削加工330

8.4.3　铣削加工333

8.4.4　平面磨削加工341

8.5　齿轮的齿形加工343

8.5.1 圆柱齿轮齿形加工方法344

8.5.2　滚齿加工345

8.5.3　插齿加工348

8.5.4　齿形的其他加工方法350

8.5.5　齿形加工方案的选择352

复习与思考题353

第9章　机械加工工艺规程356

9.1 工艺过程与工艺规程356

9.1.1　概述356

9.1.2　机械加工工艺过程的组成356

9.1.3　生产纲领与生产类型358

9.1.4　机械加工工艺规程制订359

9.1.5　零件的结构工艺性365

9.2　典型零件机械加工工艺过程370

9.2.1　轴类零件加工370

9.2.2　套类零件加工372

9.2.3　箱类零件加工376

复习与思考题380

第10章　特种加工382

10.1　概述382

10.2　电火花加工383

10.2.1 电火花加工原理383

10.2.2　电火花加工设备385

10.2.3　电火花加工特点386

10.2.4　电火花加工的应用387

10.2.5　电火花线切割加工388

10.3　电解加工388

10.3.1 电解加工原理388

10.3.2　电解加工特点389

10.3.3　电解加工的应用390

10.3.4　电解磨削390

10.4　超声波加工390

10.4.1　超声波加工原理390

10.4.2　超声波加工装置391

10.4.3　超声波加工特点391

10.5　激光加工392

10.5.1　激光加工原理392

10.5.2　激光加工特点393

10.5.3　激光加工的应用393

10.6　电子束加工393

10.6.1 电子束加工原理393

10.6.2　电子束加工装置394

10.6.3　电子束加工特点395

10.6.4　电子束加工的应用395

10.7　离子束加工396

10.7.1　离子束加工原理396

10.7.2　离子束加工特点396

10.7.3　离子束加工的应用397

复习与思考题399

第11章　先进制造技术400

11.1 数控加工技术400

11.1.1 数字控制与数控机床的概念400

11.1.2　数控机床的基本组成及工作原理400

11.1.3　数控机床的分类402

11.1.4　数控机床的特点及应用范围404

11.2　快速成形技术405

11.2.1　快速成形技术的概念405

11.2.2　快速成形技术的工作原理406

11.2.3　快速成形技术的工艺方法406

11.2.4　快速成形技术的特点和用途407

11.3　超精密与纳米加工技术408

11.3.1　超精密加工技术408

11.3.2　纳米加工技术409

11.4　工业机器人409

11.4.1　工业机器人的基本概念409

11.4.2　工业机器人的应用411

11.5　柔性制造技术411

11.5.1　柔性制造单元412

11.5.2　柔性制造系统412

11.5.3　计算机集成制造系统414

11.6　绿色制造技术415

11.6.1 绿色制造技术的含义415

11.6.2　绿色制造技术的组成415

复习与思考题417

参考文献418