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序1

前言1

绪论1

第一节　工业系统、机械制造系统与集成概述1

一、工业系统1

二、机械制造系统的概念1

目录1

三、集成思想6

第二节　现代化制造的基本概念7

一、自动控制7

二、数控系统8

三、CAD/CAM技术8

四、模拟技术8

五、现代化制造的概念9

二、现代工程素质训练教程的教学目的10

第三节　工程素质训练课程的目的、内容和方法10

一、基本工程素质的概念10

三、现代工程素质训练教程的教学内容11

四、教学和学习的方法12

五、工程素质培养中值得引起注意的问题12

第一篇　工程材料及其改性技术实践14

第一章　工程材料及其改性工艺理论基础14

第一节　工程材料的主要性能14

一、工程材料的力学性能14

二、工程材料的物理、化学性能17

三、工程材料的工艺性能17

第二节　金属的结晶与合金的结构18

一、金属的晶体结构18

二、金属的结晶18

四、合金的结构20

三、金属的同素异构转变20

第三节　铁碳合金的组织与相图21

一、铁碳合金的基本组织21

二、铁碳合金相图22

第四节　高分子材料的基本知识24

一、高分子材料概述24

二、高分子材料的性能27

第二章　常用工程材料28

第一节　常用金属材料28

一、钢28

二、铸铁33

三、有色金属及其合金35

第二节　常用非金属材料38

一、塑料38

二、橡胶39

第三节　新材料40

一、复合材料40

二、纳米材料41

三、材料科学中高技术发展现状42

第一节　金属材料的改性工艺47

一、钢的改性工艺47

第三章　工程材料的改性47

三、陶瓷49

二、铸铁的改性工艺51

三、金属材料改性工艺设备简介53

第二节　常用非金属材料的改性工艺54

一、塑料的改性工艺54

二、陶瓷的改性工艺58

第三节　改性工艺新技术60

一、激光表面改性工艺60

二、气氛炉新技术62

三、真空热处理新技术64

第四节　工程材料改性过程自动化66

一、计算机技术在热处理中的应用66

二、机器人在热处理中的应用71

第四章　机械零件的选材72

一、选材的一般原则72

二、典型零件的选材举例73

第五章　实验75

实验一　铁碳合金平衡组织显微分析75

一、实验目的75

二、实验用设备和材料75

三、实验内容75

四、实验报告的要求77

实验二　钢的热处理及试样硬度测定78

一、实验目的78

二、实验用设备和材料78

三、实验内容79

四、实验报告的要求80

第一篇　复习思考题81

第二篇　材料成形技术实践83

第一章　材料成形工艺理论基础83

第一节　铸造工艺基础83

一、合金的铸造性能83

二、常用合金铸件的铸造工艺特点86

第二节　金属锻造工艺基础88

一、金属的塑性变形88

二、金属的锻造性能90

三、合金钢和有色合金的锻造工艺特点92

第三节　焊接工艺基础93

一、焊条电弧焊的冶金过程特点93

二、焊接接头的组织和性能94

四、常用金属材料的焊接性能95

三、焊接变形与应力95

第二章　铸造98

第一节　砂型制造99

一、砂型铸型的组成99

二、型砂和型芯砂99

三、造型及造芯的方法101

四、浇注系统和冒口106

第二节　铸铁的熔炼及浇注…………………106106

一、铸铁的熔炼106

二、浇注……………………………………107108

三、铸件的落砂、清理和缺陷分析108

第三节　铸件结构工艺性及铸件图109

一、砂型铸件结构工艺性109

二、铸件图的绘制111

一、压力铸造112

第四节　特种铸造112

二、熔模铸造114

三、金属型铸造115

四、离心铸造116

第五节　铸造新工艺、新技术简介116

一、真空密封造型116

二、气流冲击造型116

三、实型铸造117

四、冷冻造型118

第三章　锻造119

第一节　金属的加热与锻件的冷却119

一、金属的加热119

二、锻件的冷却方法120

第二节　自由锻造121

一、自由锻设备——空气锤121

二、自由锻造的工序122

三、自由锻锻件结构工艺性及锻件图124

四、自由锻锻件常见缺陷126

第三节　锤上模锻和胎模锻127

一、锤上模锻127

二、胎模锻128

第四节　轧制、挤压、拉拔和旋压工艺129

一、轧制129

二、挤压130

三、拉拔……………………………………131131

四、旋压131

第五节　锻压新工艺、新技术简介132

一、超塑性成形133

三、液态模锻134

四、高能率成形134

二、粉末锻造134

五、铸轧135

第四章　焊接与粘接136

第一节　焊条电弧焊136

一、焊接过程136

二、焊条电弧焊设备137

三、焊条138

四、焊接工艺参数140

五、焊条电弧焊基本操作要领141

六、常见焊接缺陷142

第二节　焊接件结构工艺性143

一、焊缝布置143

二、焊接接头及坡口形式的选择144

三、焊接位置及工艺特点145

第三节　气焊和气割146

一、气焊146

四、对接平焊的操作步骤146

二、氧气切割149

第四节　其他焊接方法150

一、其他熔焊150

二、电阻焊151

三、钎焊153

第五节　焊接新技术、新工艺简介153

一、电子束焊153

二、激光焊153

三、扩散焊154

四、窄间隙焊154

五、螺柱焊154

六、波峰焊154

一、粘接的基本原理155

第六节　粘接155

七、等离子弧切割155

八、激光切割155

二、粘接剂156

三、粘接工艺157

四、粘接的特点和应用158

一、冲床160

三、数控冲压160

二、剪板机160

第一节　冲压设备160

第五章　板料冲压160

第二节　冲压的基本工序162

一、切断162

二、冲裁162

三、弯曲163

四、拉深163

第三节　冲压模具163

一、冲压件的形状与尺寸164

第四节　板料冲压件的结构工艺性164

一、简单冲模164

三、复合冲模164

二、连续冲模164

二、冲压件的精度和表面质量166

三、冲压零件结构设计改进实例166

第六章　常用非金属材料的成形167

第一节　塑料的成型167

一、工程塑料的一般工艺性能167

二、热塑性塑料和热固性塑料的工艺特性168

三、塑料制品的成型与连接168

四、塑料零件的结构工艺性170

五、注射成型设备与工艺171

第二节　工程陶瓷的成形174

一、工程陶瓷制品的工艺过程174

二、工程陶瓷的成形方法175

第三节　橡胶的成形176

一、成形工艺过程176

二、橡胶的加工成形方法177

第七章　粉末冶金180

第一节　粉末冶金生产的工艺流程180

一、制粉与混配料180

二、压制（成型）181

三、烧结（固化）181

四、烧结后处理（精整）182

五、粉末冶金工艺过程类型的选择182

第二节　粉末冶金零件的结构工艺性183

一、粉末冶金制件设计要点183

二、粉末冶金制件结构工艺性示例183

二、快速成形制造的基本原理185

一、快速成形制造的概念185

第八章　快速成形185

第一节　快速成形制造（RP）185

三、快速激光成形制造系统186

四、几种常用快速成形制造方法186

五、快速成形制造的工艺过程186

第二节　快速模具制造（RT）、快速精铸（QC）、快速反求工程（RRE）技术189

一、快速模具制造189

二、快速精铸190

三、快速反求工程190

第三节　快速成形技术190

一、快速成形工艺190

二、快速成形技术的重要特征190

二、无损检测方法的分类192

一、概述192

第二节　超声波探伤192

一、无损检测的定义192

第一节　无损检测概述192

第九章　无损检测192

二、超声波探伤操作193

三、超声波探伤的适用范围、特点和安全管理197

第三节　电磁感应检测198

一、电磁感应检测原理198

二、电磁感应检测操作198

三、电磁感应检测的适用范围、特征和安全管理199

第四节　各种无损检测方法的对比和应用199

第十章　材料成形过程自动化201

第一节　成形设备的自动化201

一、数控成形设备的特点201

二、数控铸造设备201

四、数控焊接设备202

三、数控锻造设备202

五、数控冲压设备203

六、模具的CAD/CAM204

第二节　材料成形加工自动化204

一、铸造柔性制造单元205

二、锻造加工自动化（锻压柔性制造系统）205

三、焊接加工自动化（柔性焊接机器人工作站）205

四、冲压加工自动化（冲压柔性制造系统）206

第三节　材料成形的计算机集成制造（CIMS）206

一、材料成形的计算机模拟仿真技术（CAE）的应用206

二、材料成形的工艺计算机辅助设计207

三、材料成形的计算机集成制造（CIMS）207

第十一章　毛坯制造方法的选择208

第一节　毛坯选用的原则208

一、满足材料的工艺性能要求208

二、满足零件的使用性能要求209

三、降低制造成本210

四、符合生产条件211

第二节　典型机械零件毛坯的选用211

一、轴杆类零件毛坯的选择211

二、盘套类零件毛坯的选择212

三、机架箱体类零件毛坯的选择212

第十二章　实验214

实验一　铸造应力的测定214

一、实验目的214

二、实验用设备和材料214

三、实验内容214

四、实验报告的要求215

实验二　焊接接头的组织与性能215

一、实验目的215

二、实验用设备和材料215

四、实验报告的要求216

三、实验内容216

第二篇　复习思考题217

第三篇　切削加工技术实践222

第一章　切削加工工艺理论基础222

第一节　切削加工的基本概念222

一、刀具和工件的运动222

二、加工中的工件表面223

三、切削用量223

四、切削层参数224

第二节　切削刀具225

一、刀具材料225

二、刀具切削部分的几何参数226

第三节　切削过程及其基本规律229

一、切屑的形成及其种类229

四、切削力和切削功率230

三、加工硬化和残余应力230

二、积屑瘤230

五、切削热和切削温度232

六、切削液232

七、刀具的磨损及其使用寿命233

八、金属材料的切削加工性234

九、选择切削用量的一般原则235

第四节　零件的机械加工结构工艺性235

第二章　车削加工238

第一节　卧式车床238

一、C6136型卧式车床的型号239

二、C6136型卧式车床的组成239

第二节　车刀240

一、焊接式车刀240

二、机械夹固式车刀240

三、车刀的刃磨与安装241

一、卡盘装夹242

第三节　车削时工件的装夹方式和车床附件242

二、顶尖装夹243

三、花盘、弯板及压板装夹243

四、心轴装夹245

五、中心架与跟刀架的应用246

第四节　车削加工246

一、车削的步骤246

二、外圆车削247

三、车端面与台阶247

四、钻孔与镗孔248

五、切槽与切断248

六、车锥面250

七、车螺纹251

八、车成形面252

十、车削加工示例253

九、车削加工的工艺特点和应用253

第三章　铣、刨、拉削加工256

第一节　铣削加工256

一、铣床256

二、铣刀257

三、铣削时工件的装夹方式和铣床附件259

四、铣削工作261

五、铣削加工的工艺特点和应用261

第二节　刨削加工263

一、刨床264

二、刨削加工的工艺特点和应用264

第三节　拉削加工266

一、拉削加工范围266

二、拉削加工工艺特点266

第一节　磨削加工267

第四章　磨削、光整加工与精密加工267

一、磨床268

二、砂轮269

三、磨削时工件的装夹方式和磨床附件270

四、磨削工作271

五、磨削加工的工艺特点和应用272

六、磨削新工艺273

第二节　光整加工274

一、常用光整加工工艺概述274

二、光整加工的特点与应用276

第三节　精密和超精密加工技术277

一、精密和超精密加工的概念277

二、精密和超精密加工方法277

三、精密和超精密加工的特点和应用278

一、钻削加工的设备279

第一节　钻削加工279

第五章　钻削、镗削及特形表面的加工279

二、钻削加工所用刀具280

三、钻削时所用附件281

四、钻削工作282

第二节　镗削加工285

一、镗削加工的设备285

二、镗削加工的工艺特点和应用285

第三节　特形表面的加工286

一、圆锥面的加工286

二、回转成形面的加工287

三、螺纹的加工288

四、齿轮的加工288

二、数控机床的组成297

一、数控机床的工作原理297

第一节　数控机床的工作原理及组成297

第六章　数控机床加工297

三、数控加工的工艺特点298

四、零件数控加工的结构工艺性298

第二节　数控加工程序编制300

一、概述300

二、数控加工程序编制的内容和步骤301

三、数控机床加工的工艺分析301

四、机床坐标系和工作坐标系的定义305

五、编制程序的常用工艺指令306

六、数控机床编程步骤简述310

七、数控机床编程实例311

第七章　特种加工314

第一节　电火花线切割314

一、电火花线切割工作原理及机床314

二、电火花线切割加工的工艺特点与应用315

三、电火花线切割的编程316

第二节　光化学加工317

一、光化学加工原理317

二、光化学加工工艺过程318

三、光化学加工的工艺特点320

四、光化学加工的应用321

第三节　其他常用的特种加工321

一、电火花加工321

二、电解加工322

三、超声波加工323

四、激光加工324

五、水射流加工324

六、特种加工新技术简介325

二、工程塑料切削加工实例327

一、工程塑料切削加工的特点327

第一节　塑料的切削加工327

第八章 常用非金属材料的切削加工327

第二节　工程陶瓷的切削加工328

一、工程陶瓷切削加工的特点329

二、几种陶瓷材料的切削加工329

第九章　钳工332

第一节　划线332

一、划线过程332

二、划线方法334

第二节　锯切335

一、手锯335

二、锯切方法335

第三节　锉削336

一、锉刀336

二、锉削方法337

二、套螺纹338

第四节　螺纹加工338

一、攻螺纹338

三、废品及其产生的原因339

第十章　切削加工过程自动化340

第一节　机械制造自动化的发展340

第二节　刚性自动化341

第三节　柔性自动化与柔性制造系统342

第四节　计算机集成制造系统与无人化工厂344

第五节　机械手与工业机器人345

第十一章　机械零件表面加工方法的选择及制造工艺的制订347

第一节　外圆表面的加工347

一、外圆表面的加工方法347

二、外圆表面加工方案的选择348

二、常用的孔加工方案的选择349

一、内圆表面的加工方法349

第二节　内圆表面的加工349

第三节　平面的加工351

一、平面的加工方法351

二、平面加工方案的选择352

第四节　特形表面加工方法的选择353

一、同转成形面常用的加工方法及选择353

二、螺纹表面加工方法及选择353

三、齿轮加工方法及选择354

第五节　机械零件制造工艺的制订354

一、机械零件制造工艺过程的基本概念354

二、零件的机械加工工艺过程示例355

一、实验目的358

三、实验内容358

二、实验用设备和材料358

实验一　切削用量对加工质量的影响358

第十二章　实验358

四、实验报告的要求359

实验二　安装方法对零件加工精度的影响359

一、实验目的359

二、实验用设备和材料359

三、实验内容359

四、实验报告的要求361

第三篇　复习思考题362

第四篇　拆卸装配技术实践367

第一章　拆卸与清洗367

第一节　拆卸367

一、拆卸的一般规则和要求367

二、拆卸方法368

三、常用零、部件的拆卸方法369

一、清洗前的准备371

第二节　清洗371

四、典型零部件的拆卸方法示例371

二、清洗材料和用具372

三、清洗方法372

四、清洗过程372

五、清洗注意事项373

第二章　装配375

第一节　机械零、部件的装配375

一、装配的技术准备工作375

二、装配的一般工艺原则375

三、装配的方法376

四、装配工艺过程376

五、典型零、部件的装配378

六、典型零件的装配示例380

一、滚动轴承装配后的调整381

第二节　机械零、部件装配后的调试381

二、齿轮装配后的调整382

第三章　装配过程自动化385

第一节　概述385

一、装配自动化的现状与发展385

二、自动装配条件下的结构工艺性385

第二节　自动装配机387

一、单工位装配机387

二、多工位装配机387

三、非同步装配线（机）388

第三节　自动装配线390

一、自动装配线的基本形式及特点390

二、自动装配系统391

第四节　柔性装配系统392

第四篇　复习思考题394

参考文献395