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第1章 工程材料1

1.1 金属材料简介1

1.1.1 金属材料的种类1

1.1.2 金属材料的性能2

1.2 晶体的结构3

1.2.1 晶体与非晶体3

1.2.2 实际金属结构3

1.3 金属的结晶5

1.3.1 结晶的概念5

1.3.2 金属结晶过程5

1.3.3 铸态晶粒的大小5

1.3.4 金属的同素异构6

1.4 二元合金和其晶体结构6

1.5 铁碳合金8

1.5.1 铁碳合金的基本组织8

1.5.2 铁碳合金状态图8

1.5.3 铁碳合金的平衡结晶过程与组织转变9

1.5.4 铁碳合金室温组织性能随成分的变化规律11

1.6 钢的热处理11

1.6.1 概述11

1.6.2 钢在加热时的转变11

1.6.3 钢在冷却时的转变12

1.6.4 常用钢的热处理14

1.7 塑料16

1.7.1 塑料的组成16

1.7.2 塑料的分类和性能17

1.8 现代结构材料18

1.8.1 现代材料发展概述18

1.8.2 铝合金18

1.8.3 钛合金18

1.8.4 镍及镍合金19

1.8.5 镁及镁合金19

1.8.6 难熔金属19

1.8.7 先进陶瓷19

1.8.8 复合材料20

1.9 功能材料22

1.9.1 传感器用敏感材料22

1.9.2 电功能材料22

1.9.3 磁功能材料22

1.9.4 新能源材料23

1.9.5 光学功能材料23

1.9.6 热功能材料23

1.9.7 力学、声学功能材料23

1.10 纳米材料23

1.10.1 纳米材料的发展24

1.10.2 纳米材料的应用及前景24

习题26

第2章 铸造成形28

2.1 概述28

2.2 铸件成形理论基础29

2.2.1 金属的充型29

2.2.2 合金的收缩30

2.3 造型方法33

2.3.1 手工造型33

2.3.2 机器造型36

2.3.3 造型生产线38

2.4 铸造工艺分析38

2.4.1 浇注位置和分型面的选择原则38

2.4.2 浇注系统的确定40

2.4.3 型芯的形式41

2.4.4 主要工艺参数的确定42

2.4.5 铸造工艺图的制定43

2.5 特种铸造43

2.6 常用铸造方法的比较45

2.7 铸造新工艺新技术简介46

2.7.1 真空密封造型46

2.7.2 气流冲击造型47

2.7.3 冷冻造型47

2.8 铸造技术的发展趋势47

习题48

第3章 锻压成形50

3.1 金属的塑性变形及锻造性能50

3.1.1 金属的塑性变形50

3.1.2 金属的铸造性能51

3.2 铸造53

3.2.1 自由铸造53

3.2.2 胎模锻56

3.2.3 模型铸造58

3.3 板料冲压59

3.3.1 冲压设备60

3.3.2 冲压的基本工序60

3.3.3 冲模61

3.4 粉末冶金63

3.4.1 粉末冶金的概念及工艺过程63

3.4.2 粉末冶金的特点与应用63

3.5 锻压新工艺简介64

3.5.1 超塑性成形64

3.5.2 粉末铸造66

3.5.3 液态模锻66

3.5.4 高能率成形67

习题68

第4章 焊接成形71

4.1 概述71

4.2 手工电弧焊72

4.2.1 焊接电弧72

4.2.2 焊缝形成过程72

4.2.3 焊条73

4.3 其他焊接方法74

4.3.1 气焊与气割74

4.3.2 二氧化碳气体保护焊75

4.3.3 氩弧焊75

4.3.4 埋弧自动焊76

4.3.5 电渣焊77

4.3.6 电阻焊78

4.3.7 钎焊79

4.3.8 摩擦焊80

4.4 焊接接头80

4.5 常用金属材料的焊接82

4.5.1 金属焊接性的概念82

4.5.2 常用金属材料的焊接82

4.6 焊接结构设计简介83

4.6.1 焊接应力与变形84

4.6.2 焊接接头与坡口85

4.6.3 焊缝位置的设计85

4.7 胶接85

4.7.1 胶接的基本原理86

4.7.2 胶接的主要特点86

4.7.3 胶接工艺86

4.8 焊接新技术简介87

4.8.1 等离子弧切割87

4.8.2 激光切割87

4.8.3 水射流切割87

4.8.4 电子束焊87

4.8.5 激光焊88

4.8.6 扩散焊88

4.8.7 窄间隙焊88

4.8.8 堆焊与喷涂89

4.8.9 螺柱焊89

4.8.10 焊接机器人90

习题90

第5章 非金属材料的成形92

5.1 塑料的成形与加工92

5.1.1 塑料的成形方法92

5.1.2 塑料的加工方法95

5.2 橡胶的成形加工96

5.2.1 橡胶的组成97

5.2.2 橡胶的分类和性能97

5.2.3 橡胶的成形加工98

5.3 陶瓷的成形加工99

5.3.1 陶瓷材料简介99

5.3.2 陶瓷的成形加工100

5.4 复合材料的成形102

5.4.1 复合材料的成形方法102

5.4.2 复合材料的二次加工104

习题105

第6章 快速成形106

6.1 概述106

6.1.1 快速原形制造(RP)106

6.1.2 快速模具制造(RT)107

6.1.3 快速精铸(QC)108

6.2 快速成形技术的基本过程108

6.2.1 RP技术的工艺过程108

6.2.2 RP技术的功能109

6.3 几种常用RP技术的工艺原理109

6.3.1 立体光固化(SLA)110

6.3.2 分层实体制造(LOM)110

6.3.3 选择性激光烧结(SLS)111

6.3.4 熔融沉积成形(FDM)111

6.3.5 三维打印(3D-P)111

6.3.6 形状沉积快速成形(SDM)112

6.4 RP技术的应用领域113

习题114

第7章 金属切削基本知识116

7.1 概述116

7.1.1 切削加工方法116

7.1.2 机械加工质量116

7.2 切削加工基本知识118

7.2.1 切削运动和切削用量118

7.2.2 切削刀具的基本知识121

7.2.3 金属的切削过程125

7.2.4 切削力和切削功率126

7.2.5 非金属材料加工刀具128

7.3 金属切削机床128

7.3.1 金属切削机床的分类128

7.3.2 机床的组成和基本结构129

习题132

第8章 钳工135

8.1 概述135

8.2 划线135

8.3 锯削和锉削136

8.3.1 锯削136

8.3.2 锉削137

8.4 钻削137

8.5 装配140

8.5.1 装配的工艺过程140

8.5.2 装配方法141

8.5.3 典型零件的装配142

习题143

第9章 车削加工144

9.1 概述144

9.1.1 车削加工范围144

9.1.2 车削加工的工艺特点145

9.2 卧式车床146

9.2.1 卧式车床的组成146

9.2.2 车床的传动系统147

9.2.3 车床常用附件148

9.3 车削加工基本方法149

9.3.1 车削外圆149

9.3.2 车削端面149

9.3.3 车削锥面150

9.3.4 车成形面151

9.3.5 车螺纹151

9.4 其他车床简介152

习题153

第10章 铣、刨、镗、拉削加工155

10.1 铣削加工155

10.1.1 铣削加工范围155

10.1.2 铣削加工工艺特点155

10.2 铣床156

10.2.1 升降台铣床的主要结构156

10.2.2 分度头及其工作156

10.3 铣削加工基本方法157

10.3.1 铣削方式157

10.3.2 铣削发展趋势159

10.4 刨削加工160

10.4.1 刨削加工范围160

10.4.2 刨削加工工艺特点160

10.4.3 提高刨削效率的主要方法161

10.5 镗削加工161

10.5.1 镗削加工范围161

10.5.2 镗削加工工艺特点162

10.5.3 镗床162

10.6 拉削加工163

10.6.1 拉削加工范围163

10.6.2 拉削加工工艺特点163

习题164

第11章 齿轮加工166

11.1 概述166

11.2 滚齿166

11.2.1 滚齿的加工原理166

11.2.2 滚齿工艺167

11.3 插齿168

11.4 剃齿168

11.4.1 剃齿加工的特点和原理168

11.4.2 刀具、夹具、工件的安装169

11.4.3 剃齿方法169

11.5 珩齿169

11.5.1 珩齿加工原理169

11.5.2 珩削方法170

11.5.3 珩齿加工参数对齿形精度的影响170

11.6 齿轮磨削170

习题171

第12章 磨削、精密加工172

12.1 概述172

12.2 磨削加工172

12.2.1 磨削加工的加工范围172

12.2.2 磨削加工的工艺特点172

12.2.3 砂轮173

12.2.4 磨削用量174

12.2.5 磨削基本方法175

12.2.6 磨削新工艺177

12.3 精整和光整加工178

12.3.1 精整和光整加工范畴178

12.3.2 精整和光整加工特点178

习题179

第13章 数控加工180

13.1 概述180

13.1.1 数控机床的组成180

13.1.2 数控机床的分类180

13.1.3 数控机床的加工特点182

13.1.4 常用数控系统的种类182

13.2 数控加工程序183

13.2.1 机床坐标系和工作坐标系的定义183

13.2.2 编制程序的常用工艺指令185

13.2.3 数控机床编程步骤简述190

13.3 数控机床编程实例191

习题193

第14章 特种加工194

14.1 概述194

14.1.1 特种加工技术的发展194

14.1.2 特种加工技术的特点194

14.1.3 特种加工的分类194

14.2 电火花加工195

14.2.1 电火花成形设备及加工原理195

14.2.2 电火花加工的应用196

14.3 电火花线切割197

14.3.1 电火花线切割工作原理197

14.3.2 电火花线切割数控系统198

14.4 超声波加工199

14.4.1 超声波加工的基本原理和特点200

14.4.2 超声波加工的应用201

14.5 其他特种加工方法201

14.5.1 其他特种加工方法简介201

14.5.2 常用特种加工方法比较202

习题203

第15章 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)204

15.1 概述204

15.1.1 CAD/CAM技术概况204

15.1.2 CAD/CAM系统的主要任务204

15.2 CAD/CAM系统的硬件206

15.2.1 CAD/CAM系统的基本组成206

15.2.2 CAD/CAM系统硬件配置与选择原则206

15.3 CAD/CAM系统的软件209

15.3.1 系统软件209

15.3.2 应用软件209

15.3.3 常用CAD/CAM软件介绍210

习题211

第16章 机械制造工艺过程212

16.1 概述212

16.1.1 生产过程和工艺过程212

16.1.2 工艺过程的组成212

16.1.3 生产纲领和生产类型212

16.1 毛坯的选择213

16.2.1 毛坯选择的原则214

16.2.2 根据零件形状选择毛坯成形方法215

16.3 加工余量和定位基准215

16.3.1 加工余量215

16.3.2 定位基准216

16.4 各种表面加工方案的选择216

16.5 典型零件工艺过程217

16.5.1 机械加工工艺过程设计步骤217

16.5.2 工艺路线的拟定217

16.5.3 典型零件的工艺路线218

习题219

第17章 先进机械制造技术的发展221

17.1 概述221

17.1.1 热加工学科的发展221

17.1.2 机械加工学科的地位及作用221

17.2 先进机械制造技术及发展222

17.2.1 机械制造系统222

17.2.2 先进制造技术分类223

17.2.3 先进制造技术概念224

17.3 先进制造技术的特征和技术要素228

习题229

参考文献231