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绪论1

第一篇 工程材料及金属材料成形工艺4

第1章 金属材料的性能4

1.1 金属的力学性能4

1.1.1 强度和刚度4

1.1.2 塑性6

1.1.3 硬度6

1.1.4 冲击韧性8

1.1.5 疲劳强度8

1.1.6 材料的物理性能9

1.1.7 材料的化学性能10

1.1.8 材料的工艺性能10

1.2 金属的晶体结构与结晶10

1.2.1 纯金属的晶体结构10

1.2.2 纯金属的结晶11

1.2.3 合金的相结构12

1.3 金属的塑性变形与再结晶12

1.3.1 金属的塑性变形12

1.3.2 加工硬化与再结晶13

1.3.3 冷变形与热变形的区别13

1.4 铁碳合金13

1.4.1 铁碳合金的基本组织13

1.4.2 Fe-Fe3C相图分析14

1.4.3 铁碳合金的组织及其对性能的影响15

1.4.4 Fe-Fe3C相图的应用16

习题116

第2章 钢的热处理18

2.1 钢的热处理工艺19

2.1.1 退火与正火19

2.1.2 淬火与回火19

2.1.3 冷处理和时效处理21

2.1.4 表面淬火21

2.1.5 化学热处理22

2.1.6 热处理新技术简介24

2.2 热处理技术条件的标注25

习题225

第3章 常用金属与非金属材料27

3.1 碳钢27

3.1.1 杂质元素对钢性能的影响27

3.1.2 碳钢的分类28

3.1.3 碳钢的牌号、主要性能及用途28

3.2 合金钢30

3.2.1 合金元素在钢中的作用30

3.2.2 合金钢的分类与牌号表示方法31

3.2.3 合金结构钢31

3.2.4 合金工具钢32

3.2.5 特殊性能钢33

3.3 铸铁35

3.3.1 铸铁的石墨化及其影响因素35

3.3.2 铸铁的分类及性能35

3.3.3 灰口铸铁36

3.3.4 其他铸铁37

3.4 有色金属及其合金39

3.4.1 铝及其合金39

3.4.2 铜及其合金40

3.4.3 滑动轴承合金41

3.4.4 硬质合金41

3.4.5 新型材料42

3.5 常用非金属材料43

3.5.1 高分子材料43

3.5.2 陶瓷45

3.5.3 复合材料46

习题347

第4章 金属材料成形工艺49

4.1 常用金属铸造工艺49

4.1.1 砂型铸造工艺49

4.1.2 合金的铸造性能52

4.1.3 铸钢件的铸型工艺特点54

4.1.4 有色金属件的铸型工艺特点54

4.1.5 铸件的质量检验与缺陷分析55

4.2 特种铸造简介56

4.2.1 金属型铸造56

4.2.2 熔模铸造58

4.2.3 压力铸造与低压铸造59

4.2.4 离心铸造60

4.2.5 磁型铸造61

4.2.6 陶瓷型铸造61

4.3 锻造62

4.3.1 金属的锻造性能62

4.3.2 常用合金的锻造性能63

4.3.3 自由锻造63

4.3.4 模型锻造65

4.3.5 锻压新工艺简介67

4.4 板料冲压69

4.4.1 板料冲压特点69

4.4.2 冲压设备及冲压模具69

4.4.3 板料冲压的基本工序69

4.5 其他压力加工方法简介72

4.5.1 零件的轧制72

4.5.2 零件的挤压73

4.5.3 零件的拉拔74

4.6 焊接74

4.6.1 手工电弧焊75

4.6.2 其他熔化焊81

4.6.3 电阻焊与钎焊84

4.6.4 常用金属材料的焊接85

习题486

第5章 机械零件材料的选择88

5.1 机械零件的失效88

5.1.1 失效概念88

5.1.2 失效形式88

5.1.3 失效原因89

5.2 零件材料的选择90

5.2.1 零件选材的一般原则90

5.2.2 选材的方法91

5.3 典型零件的选材92

5.3.1 轴类92

5.3.2 齿轮类93

5.3.3 箱体类94

习题595

第二篇 互换性与测量技术96

第6章 极限与配合基础96

6.1 概述96

6.1.1 互换性的概念96

6.1.2 互换性的作用97

6.2 极限与配合的基本术语及定义97

6.2.1 有关孔和轴的定义97

6.2.2 有关尺寸的术语及定义98

6.2.3 有关偏差和公差的术语及定义98

6.2.4 尺寸公差带图98

6.2.5 有关配合的术语及定义100

6.3 极限与配合国家标准的主要内容简介102

6.3.1 标准公差系列102

6.3.2 基本偏差系列103

6.3.3 配合制104

6.3.4 极限与配合在图样上的标注（GB/T4458.5—2003）105

6.3.5 一般公差、线性尺寸的未注公差（摘自GB/T 1804—2000）106

习题6107

第7章 测量技术基础109

7.1 测量技术的基本概念109

7.2 长度测量110

7.2.1 标准量具110

7.2.2 通用计量器具（万用量具）111

7.3 专用量具115

7.3.1 光滑工件测量115

7.3.2 角度测量115

7.3.3 锥度测量117

7.3.4 螺纹测量118

7.3.5 平面测量120

7.3.6 齿轮公法线长度的测量120

7.4 测量方法和度量指标121

7.4.1 测量方法121

7.4.2 计量器具的度量指标123

习题7124

第8章 形状和位置公差125

8.1 概述125

8.1.1 零件的要素125

8.1.2 形位公差的项目及符号125

8.1.3 形位公差带的形状126

8.1.4 基准127

8.2 形状公差和位置公差127

8.2.1 形状误差与形状公差127

8.2.2 位置误差和位置公差128

8.2.3 定向公差128

8.2.4 定位公差128

8.2.5 跳动公差130

8.2.6 形位公差标注举例130

8.3 表面粗糙度131

8.3.1 表面粗糙度的基本术语及参数131

8.3.2 表面粗糙度的选用和标注133

8.3.3 表面粗糙度的检测135

习题8136

第三篇 机械加工工艺基础138

第9章 金属切削的基础知识138

9.1 切削运动及切削要素138

9.1.1 零件表面的形成138

9.1.2 切削运动139

9.1.3 切削要素140

9.2 刀具几何参数及刀具材料142

9.2.1 刀具的结构几何参数142

9.2.2 刀具材料145

9.3 金属的切削过程147

9.3.1 切屑的形成与积屑瘤147

9.3.2 切削力和切削功率149

9.3.3 切削热和切削温度150

9.3.4 刀具磨损和刀具耐用度151

9.4 切削过程基本规律的应用152

9.4.1 工件材料的切削加工性152

9.4.2 合理选择切削液153

9.4.3 切削用量的合理选择155

9.4.4 刀具几何参数的合理选择156

9.5 金属切削机床的基础知识158

9.5.1 金属切削机床的分类及型号158

9.5.2 机床的运动160

9.5.3 机床的组成161

9.5.4 机床的传动162

习题9163

第10章 机械加工方法和装备165

10.1 车削加工165

10.1.1 车削加工的工艺类型及特点165

10.1.2 车床166

10.1.3 车刀168

10.1.4 车床附件170

10.2 铣削加工172

10.2.1 铣削加工的应用和特点172

10.2.2 铣削要素173

10.2.3 铣削加工方法174

10.2.4 铣床175

10.2.5 铣刀178

10.3 钻削、铰削与镗削180

10.3.1 钻削加工180

10.3.2 铰削加工183

10.3.3 镗削加工184

10.3.4 钻床和镗床185

10.4 磨削加工187

10.4.1 磨削加工特点与工艺范围187

10.4.2 磨具189

10.4.3 磨床192

10.4.4 常用磨削方法194

10.4.5 先进磨削技术简介196

10.5 齿形加工197

10.5.1 齿形加工方法197

10.5.2 滚齿加工199

10.5.3 插齿加工200

10.5.4 齿轮精加工201

10.6 刨削与拉削加工203

10.6.1 刨削加工203

10.6.2 拉削加工206

10.7 精密和超精密加工简介209

10.7.1 精密加工210

10.7.2 超精密加工212

10.8 机床夹具212

10.8.1 夹具的分类213

10.8.2 夹具的组成213

10.8.3 常用定位元件214

10.8.4 常见夹紧机构215

10.8.5 典型机床夹具216

习题10220

第四篇 机械制造工艺设计222

第11章 机械制造过程概述222

11.1 机械制造过程222

11.1.1 生产过程和工艺过程222

11.1.2 机械加工工艺过程的组成223

11.2 生产纲领、生产类型及其工艺特征225

11.2.1 生产纲领225

11.2.2 生产类型225

11.3 工件的定位、安装与基准227

11.3.1 工件的定位227

11.3.2 工件的安装229

11.3.3 基准231

11.4 获得加工精度的方法232

11.4.1 获得零件尺寸精度的方法232

11.4.2 获得零件形状精度的方法233

11.4.3 获得零件相互位置精度的方法234

习题11234

第12章 机械制造工艺规程设计236

12.1 机械制造工艺规程概述236

12.1.1 工艺规程的内容与作用236

12.1.2 机械制造工艺规程的格式236

12.1.3 制订工艺规程的原则与步骤238

12.2 零件的结构工艺性239

12.2.1 毛坯制造工艺性239

12.2.2 零件结构的加工工艺性244

12.3 机械加工工艺规程设计248

12.3.1 毛坯的选择248

12.3.2 定位基准的选择250

12.3.3 工艺路线的拟订253

12.4 加工余量和工序尺寸的确定257

12.4.1 加工余量的概念257

12.4.2 加工余量的确定259

12.4.3 确定工序尺寸及其公差260

12.4.4 工艺尺寸链的概念及计算261

12.4.5 工艺尺寸链的应用263

12.5 典型零件加工工艺266

12.5.1 轴类零件的加工工艺266

12.5.2 齿轮类零件的加工工艺269

12.5.3 箱体类零件的加工工艺271

12.6 工艺方案技术经济分析274

12.6.1 加工成本核算275

12.6.2 工艺方案的经济性评价278

12.7 成组工艺和计算机辅助工艺设计（CAPP）280

12.7.1 成组技术280

12.7.2 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）及其功能282

12.7.3 CAPP系统组成及其分类283

习题12285

第13章 机械加工质量及其控制287

13.1 机械加工精度概述287

13.2 原始误差对加工精度的影响288

13.2.1 原理误差288

13.2.2 机床误差288

13.2.3 工艺系统的受力变形290

13.2.4 工艺系统的热变形293

13.2.5 工件内应力引起的变形294

13.3 加工误差的性质及提高加工精度的措施296

13.3.1 加工误差的性质296

13.3.2 提高加工精度的措施296

13.4 机械加工表面质量298

13.4.1 机械加工表面质量的含义298

13.4.2 表面质量对产品使用性能的影响298

13.4.3 影响表面粗糙度的工艺因素及改善措施299

13.4.4 磨削烧伤300

习题13300

第14章 装配工艺基础302

14.1 概述302

14.1.1 装配的概念302

14.1.2 装配工作基本内容及组织形式302

14.1.3 机械产品的装配精度303

14.2 装配尺寸链304

14.2.1 装配尺寸链的概念304

14.2.2 装配尺寸链的组成及查找法304

14.3 机械产品装配工艺方法306

14.3.1 互换法306

14.3.2 选配法306

14.3.3 修配法307

14.3.4 调整法307

14.4 装配工艺规程制订308

14.4.1 制订装配工艺规程的方法与步骤308

14.4.2 减速器装配工艺编制实例311

习题14314

附录A 实训指导书315

实训1 金属材料的硬度试验315

实训2 铁碳合金平衡组织观察316

实训3 碳钢的热处理操作317

实训4 工件尺寸基本测量319

实训5 用内径百分表测量内径319

实训6 平行度与垂直度误差的测量320

实训7 机械加工工艺规程设计322

附录B 热处理工艺标准代号326

附录C 公差与配合国家标准328