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0 绪论1

0.1 本课程的性质和内容1

0.2 本课程的目的、任务和特点2

0.2.1 本课程的目的2

0.2.2 本课程的主要任务2

0.2.3 本课程的主要特点2

0.3 机械制造技术的发展简史3

第1篇 金属材料的基本知识7

第1章 金属材料的主要性能7

1.1 金属材料的力学性能7

1.1.1 强度与塑性7

1.1.2 刚度9

1.1.3 强度9

1.1.4 硬度10

1.1.5 冲击韧性12

1.1.6 疲劳强度12

1.2 金属材料的物理、化学及工艺性能13

1.2.1 金属的物理性能13

1.2.2 金属的化学性能13

1.2.3 金属的工艺性能13

复习思考题14

第2章 金属的晶体结构与结晶15

2.1 金属材料的晶体结构15

2.1.1 纯金属的晶体结构16

2.1.2 实际金属的晶体结构17

2.2 纯金属的结晶20

2.2.1 纯金属的冷却曲线20

2.2.2 纯金属的结晶过程20

2.2.3 纯铁的同素异构转变21

2.2.4 金属结晶后晶粒的大小及其控制22

2.3 合金的晶体结构与合金的结晶过程23

2.3.1 基本概念23

2.3.2 合金的晶体结构24

2.3.3 合金的结晶过程25

复习思考题26

第3章 铁-碳合金27

3.1 铁-碳合金的基本相和组织27

3.2 铁-碳合金相图27

3.2.1 Fe-Fe3C相图分析29

3.2.2 相图中的铁-碳合金分类30

3.2.3 典型铁-碳合金的平衡结晶过程30

3.2.4 含碳量对铁-碳合金组织和力学性能的影响32

3.2.5 Fe-Fe3C相图的应用33

复习思考题34

第4章 钢的热处理35

4.1 概述35

4.2 退火和正火36

4.2.1 退火36

4.2.2 正火38

4.3 淬火和回火38

4.3.1 淬火38

4.3.2 回火40

4.4 表面淬火和化学热处理41

4.4.1 表面淬火41

4.4.2 化学热处理42

复习思考题42

第5章 常用金属材料及其选用43

5.1 工业用钢43

5.1.1 钢中常存杂质元素对钢的性能的影响43

5.1.2 钢的分类44

5.1.3 钢的牌号和用途44

5.2 有色金属及其合金46

5.2.1 铝及其合金46

5.2.2 铜及其合金48

复习思考题51

第2篇 铸造成形55

第1章 铸造成形工艺基础55

1.1 液态合金的充型能力55

1.1.1 合金的流动性55

1.1.2 浇注条件56

1.1.3 铸型填充条件56

1.2 铸件的凝固与收缩57

1.2.1 铸件的凝固方式57

1.2.2 铸造合金的收缩58

1.2.3 铸件中的缩孔与缩松59

1.3 铸造内应力、变形和裂纹61

1.3.1 铸造内应力61

1.3.2 铸件的变形与防止63

1.3.3 铸件的裂纹与防止64

复习思考题65

第2章 常用合金铸件的生产66

2.1 铸铁件生产66

2.1.1 铸铁件生产概述66

2.1.2 灰铸铁件生产69

2.1.3 可锻铸铁的生产70

2.1.4 球墨铸铁的生产71

2.1.5 蠕墨铸铁的生产73

2.2 铸钢件生产73

2.2.1 铸钢的类别和性能73

2.2.2 铸钢的生产特点74

2.3 铜、铝合金铸件生产75

2.3.1 铸造铜合金75

2.3.2 铸造铝合金75

2.3.3 铜、铝合金铸件的生产特点76

复习思考题77

第3章 砂型铸造78

3.1 砂型铸造工艺的基本知识78

3.1.1 砂型铸造工艺过程78

3.1.2 型砂和芯砂79

3.1.3 砂型的组成79

3.2 造型方法的选择80

3.2.1 手工造型80

3.2.2 机器造型80

3.3 浇注位置和分型面的选择83

3.3.1 浇注位置的选择原则83

3.3.2 分型面的选择原则84

3.4 工艺参数的选择86

3.5 铸造工艺图89

3.6 铸件的结构设计92

3.6.1 铸造工艺对铸件结构的要求92

3.6.2 合金铸造性能对铸件结构的要求94

复习思考题97

第4章 特种铸造99

4.1 金属型铸造99

4.2 熔模铸造100

4.3 压力铸造100

4.4 低压铸造101

4.5 离心铸造102

4.6 实型铸造103

4.7 各种铸造方法的选择103

复习思考题104

第5章 铸造成形新工艺简介105

5.1 悬浮铸造105

5.2 半固态金属铸造105

5.3 近终形状铸造106

5.4 计算机数值模拟技术107

第3篇 塑性成形111

第1章 金属塑性成形工艺基础111

1.1 金属塑性变形111

1.1.1 金属的变形111

1.1.2 金属塑性变形的实质111

1.2 塑性变形对金属组织和性能的影响113

1.2.1 金属的加工硬化113

1.2.2 回复与再结晶113

1.2.3 冷变形与热变形（冷加工与热加工）114

1.2.4 纤维组织变化115

1.3 金属的可锻性116

1.3.1 金属的本质（内在因素）116

1.3.2 加工条件（外在因素）117

复习思考题118

第2章 自由锻造119

2.1 自由锻造的特点及设备119

2.2 自由锻的基本工序120

2.2.1 镦粗120

2.2.2 拔长120

2.2.3 冲孔120

2.2.4 切割121

2.2.5 弯曲121

2.2.6 错移121

2.2.7 扭转121

2.3 自由锻造工艺规程的制定122

2.3.1 锻件图的绘制122

2.3.2 坯料质量和尺寸的计算122

2.3.3 选择锻造工序123

2.3.4 选择锻造设备124

2.3.5 确定锻造温度范围124

2.3.6 填写工艺卡124

2.4 自由锻件结构的工艺性126

复习思考题127

第3章 模锻129

3.1 锤上模锻129

3.1.1 锻模结构129

3.1.2 锤上模锻工艺规程的制定131

3.1.3 模锻件结构的工艺性135

3.2 胎模锻136

3.2.1 胎模的种类137

3.2.2 胎模锻的工艺举例137

3.3 压力机上模锻137

3.4 常用锻造方法比较139

复习思考题139

第4章 冲压141

4.1 概述141

4.2 分离工序142

4.2.1 冲裁变形和分离过程142

4.2.2 冲裁件的断面质量及其影响因素143

4.2.3 凸、凹模的间隙144

4.2.4 凸、凹模刃口尺寸的确定144

4.2.5 冲裁力的计算145

4.2.6 冲裁件的排样145

4.2.7 修整145

4.2.8 切断146

4.3 变形工序146

4.3.1 弯曲146

4.3.2 拉深146

4.3.3 翻边149

4.3.4 旋压149

4.3.5 缩口150

4.3.6 起伏150

4.3.7 胀形（橡胶成形）150

4.4 冲压件结构设计要求151

复习思考题152

第5章 其他塑性成形工艺方法153

5.1 轧制153

5.2 挤压155

5.3 拉拔156

复习思考题157

第6章 塑性成形新工艺简介158

6.1 精密模锻158

6.2 精密冲裁158

6.3 超塑性成形160

6.4 高速高能成形161

6.5 数控冲压163

复习思考题164

第4篇 焊接成形167

第1章 电弧焊167

1.1 焊接的基本理论167

1.1.1 焊接电弧167

1.1.2 焊接接头的组织与性能168

1.1.3 焊接应力与变形169

1.2 焊条电弧焊172

1.2.1 焊条电弧焊的焊接过程173

1.2.2 焊条电弧焊的特点173

1.2.3 电焊条173

1.2.4 焊接工艺参数176

1.3 埋弧焊177

1.3.1 埋弧焊的焊接过程及原理178

1.3.2 埋弧自动焊的特点和应用范围178

1.3.3 埋弧自动焊的焊接工艺179

1.4 气体保护焊180

1.4.1 氩弧焊180

1.4.2 CO2气体保护焊181

1.5 等离子弧焊182

1.5.1 等离子弧的产生机制182

1.5.2 等离子弧焊的特点183

1.5.3 等离子弧焊的应用183

复习思考题183

第2章 其他常用焊接方法184

2.1 电阻焊184

2.1.1 点焊184

2.1.2 缝焊185

2.1.3 对焊185

2.2 摩擦焊186

2.3 钎焊187

2.4 电渣焊188

2.5 真空电子束焊接189

2.6 激光焊接190

2.7 超声波焊接190

2.8 爆炸焊接191

复习思考题191

第3章 常用金属材料的焊接192

3.1 金属材料的焊接性192

3.1.1 金属焊接性的概念192

3.1.2 金属焊接性的评定192

3.2 碳钢的焊接193

3.2.1 低碳钢的焊接194

3.2.2 中碳钢的焊接194

3.2.3 高碳钢的焊接194

3.3 合金结构钢的焊接194

3.3.1 低合金结构钢的焊接194

3.3.2 不锈钢的焊接194

3.4 铸铁的补焊195

3.5 铝、铜及其合金的焊接196

3.5.1 铝及铝合金的焊接196

3.5.2 铜及铜合金的焊接197

复习思考题197

第4章 焊接结构工艺性199

4.1 焊接结构件材料的选择199

4.2 焊接方法的选择200

4.3 焊接接头及坡口形式设计200

4.4 焊缝的布置203

4.5 焊接结构工艺设计206

复习思考题207

第5章 焊接过程自动化208

5.1 计算机辅助焊接技术208

5.2 焊接机器人209

5.3 焊接柔性生产系统210

复习思考题211

第5篇 切削加工215

第1章 金属切削加工的基础知识215

1.1 切削运动和切削要素215

1.1.1 零件表面的形成和切削运动215

1.1.2 切削要素216

1.2 刀具材料及结构218

1.2.1 刀具材料218

1.2.2 刀具角度220

1.2.3 刀具的结构224

1.3 金属切削过程225

1.3.1 切屑的形成及其种类225

1.3.2 积屑瘤227

1.3.3 切削力和切削功率227

1.3.4 切削热的产生与传导229

1.3.5 刀具磨损和刀具耐用度230

1.3.6 切削液的选用231

1.3.7 工件材料的切削加工性231

复习思考题232

第2章 金属切削机床的基本知识234

2.1 机床的类型和基本构造234

2.1.1 切削机床的类型234

2.1.2 切削机床的基本构造236

2.2 机床的传动236

2.2.1 机床的机械传动236

2.2.2 机床的液压传动243

复习思考题244

第3章 常用加工方法综述246

3.1 车床及其加工246

3.1.1 车床的种类和用途247

3.1.2 车床的组成247

3.1.3 车削的应用及其工艺特点247

3.2 铣床及其加工248

3.2.1 铣床的种类和用途248

3.2.2 铣床的组成248

3.2.3 铣削的应用及其工艺特点248

3.3 磨床及其加工252

3.3.1 磨床的种类和用途252

3.3.2 磨床的组成252

3.3.3 砂轮253

3.3.4 磨削的应用及其工艺特点254

3.4 钻床、镗床及其加工256

3.4.1 钻床及其加工257

3.4.2 镗床及其加工260

3.5 刨床、插床、拉床及其加工262

3.5.1 刨床及其加工262

3.5.2 插床及其加工263

3.5.3 拉床及其加工265

复习思考题266

第4章 精密加工和特种加工267

4.1 精密加工267

4.1.1 研磨267

4.1.2 珩磨268

4.1.3 超级光磨269

4.1.4 抛光269

4.2 特种加工270

4.2.1 电火花加工270

4.2.2 电解加工271

4.2.3 超声波加工272

4.2.4 高能束加工273

复习思考题274

第5章 典型表面加工分析275

5.1 外圆表面的加工275

5.1.1 外圆表面的结构特点和技术要求275

5.1.2 外圆表面的加工方案276

5.2 内圆表面的加工277

5.2.1 内圆表面的技术要求277

5.2.2 内圆表面的加工方案277

5.3 平面的加工278

5.3.1 平面的技术要求279

5.3.2 平面的加工方案279

5.4 成形表面的加工279

5.4.1 成形面的技术要求280

5.4.2 成形面加工方法的分析280

5.5 螺纹表面的加工281

5.5.1 螺纹的类型281

5.5.2 螺纹表面的技术要求281

5.5.3 螺纹表面的加工方法282

5.6 齿轮齿形的加工283

5.6.1 齿轮表面的技术要求284

5.6.2 齿轮表面的加工方法284

复习思考题287

第6章 工艺过程的基本知识288

6.1 基本概念288

6.1.1 生产过程和工艺过程及其组成288

6.1.2 生产纲领和生产类型290

6.2 工件的安装和夹具291

6.2.1 工件的安装291

6.2.2 夹具简介291

6.3 工艺规程的拟定292

6.3.1 工艺规程的概念、作用、类型及格式293

6.3.2 制定工艺规程的基本要求、主要依据和制定步骤293

6.3.3 工艺规程的拟定296

6.3.4 定位基准的选择298

6.3.5 工艺路线的拟定301

6.4 典型零件工艺过程302

6.4.1 轴类零件的工艺过程302

6.4.2 盘套类零件的工艺过程304

6.4.3 箱体类零件的工艺过程306

复习思考题308

第7章 零件结构的工艺性309

7.1 概述309

7.2 一般原则及实例分析310

7.2.1 便于装夹310

7.2.2 便于加工和测量311

7.2.3 尽量采用标准化参数312

7.2.4 保证加工质量和生产率313

7.2.5 合理规定表面的精度等级和粗糙度的数值316

7.2.6 合理采用零件的组合317

复习思考题318

第8章 计算机辅助设计与制造319

8.1 概述319

8.1.1 计算机辅助设计319

8.1.2 计算机辅助制造320

8.1.3 计算机辅助工艺过程设计技术320

8.2 CAD/CAM技术的应用321

8.3 CAD/CAM技术的发展趋势321

参考文献324