機械製造基礎

機械製造基礎

本書以機械製造工藝為主線，以金屬加工及機床為兩翼，對課程內容進行整合，內容包括工程材料導論、鑄造、鍛壓、焊接、機械零件毛坯的選擇、金屬切削加工的基礎知識、機械零件表面加工、特種加工、機械加工工藝規程、先進位造技術等內容。書中引入了工廠的實際工藝和案例，與實際應用緊密結合。

本書內容豐富、涉及面廣、適應性強，可供高職高專院校機械類或機電類各專業使用，也可作為相關工程技術人員的參考讀物。

第1章工程材料導論1

1.1常用金屬材料1

1.1.1碳素鋼1

1.1.2合金鋼3

1.1.3常用鑄造合金8

1.1.4有色金屬及其合金12

1. 2工程材料的性能15

1.2.1工程材料的力學性能15

1.2.2材料的物理、化學性能18

1.2.3材料的工藝性能20

1. 3鋼的熱處理21

1.3.1概述21

1.3.2普通熱處理21

1.3.3表面處理技術23

1. 4非金屬材料24

1.4.1工程塑料25

1.4.2合成橡膠27

1.4.3陶瓷材料28

1.4.4新型材料30

複習與思考題35

第2章鑄造36

2. 1概述36

2. 2鑄造理論基礎37

2.2.1鑄造的特點及分類37

2.2.2鑄件的凝固37

2.2.3合金的鑄造性能39

2. 3鑄造方法45

2.3.1砂型鑄造45

2.3.2特種鑄造47

2.3.3鑄造生產常見缺陷54

2. 4鑄造工藝設計56

2.4.1澆注位置和分型面的選擇56

2.4.2確定鑄造主要工藝參數59

2.4.3確定澆注系統63

2.4.4繪製鑄造工藝圖63

2.4.5綜合分析舉例66

2. 5鑄件結構工藝性67

2.5.1鑄造性能對鑄件結構的要求67

2.5.2鑄造工藝對鑄件結構的要求69

2. 6常用鑄造合金的生產72

2.6.1鑄鐵件的生產72

2.6.2鑄鋼件的生產73

2.6.3有色合金鑄件的生產74

複習與思考題74

第3章鍛壓78

3. 1概述78

3.1.1鍛壓生產的特點78

3.1.2鍛壓生產的適用範圍79

3.1.3鍛壓生產的發展趨勢79

3. 2鍛壓工藝基礎79

3.2.1金屬的塑性變形79

3.2.2變形后金屬的組織和性能80

3.2.3金屬的鍛造性能82

3. 3自由鍛82

3.3.1自由鍛設備83

3.3.2自由鍛工序85

3.3.3自由鍛件的分類和鍛造過程85

3. 4模鍛88

3.4.1錘上模鍛89

3.4.2曲柄壓力機上模鍛89

3.4.3平鍛機上模鍛90

3.4.4摩擦壓力機上模鍛91

3.4.5其他模鍛設備92

3. 5板料衝壓93

3.5.1板料衝壓的特點與設備93

3.5.2板料衝壓的基本工序94

3.5.3衝壓件結構工藝性98

3. 6鍛壓件結構設計100

3. 7其他塑性成形方法103

3.7.1精密模鍛103

3.7.2軋制104

3.7.3擠壓與拉拔105

3.7.4超塑性成形106

複習與思考題107

第4章焊接109

4. 1概述109

4. 2焊條電弧焊111

4.2.1焊接電弧111

4.2.2焊接接頭112

4.2.3焊條113

4.2.4焊接接頭的金屬組織與性能115

4.2.5焊接應力與變形116

4. 3其他焊接方法117

4.3.1埋弧自動焊117

4.3.2氣體保護電弧焊118

4.3.3氣焊和氣割119

4.3.4電渣焊121

4.3.5等離子弧焊122

4.3.6壓焊與釺焊123

4. 4常用金屬材料的焊接126

4.4.1碳鋼的焊接126

4.4.2低合金結構鋼的焊接126

4.4.3不鏽鋼的焊接127

4.4.4鑄鐵的焊補128

4.4.5非鐵金屬的焊接128

4. 5焊接結構工藝設計130

4.5.1焊接結構生產工藝過程概述130

4.5.2焊接結構工藝設計130

4.5.3焊接結構工藝設計實例135

4. 6膠接136

複習與思考題137

第5章機械零件毛坯的選擇139

5. 1常見零件毛坯的分類與比較139

5.1.1毛坯類型及製造方法的比較139

5.1.2毛坯生產成本的比較140

5. 2毛坯選擇的原則143

5.2.1滿足材料的工藝性能要求143

5.2.2滿足零件的使用要求143

5.2.3滿足降低生產成本的要求144

5.2.4符合生產條件145

5. 3典型零件毛坯的選擇146

5.3.1軸桿類零件的毛坯選擇146

5.3.2盤套類零件的毛坯選擇147

5.3.3箱體機架類零件的毛坯選擇148

複習與思考題149

第6章金屬切削加工的基礎知識150

6. 1加工質量150

6.1.1加工精度150

6.1.2表面質量152

6. 2切削運動152

6.2.1切削運動152

6.2.2工件表面153

6.2.3切削用量153

6. 3刀具切削部分的幾何角度154

6.3.1車刀的組成154

6.3.2刀具幾何角度參考系155

6.3.3刀具標註角度定義156

6.3.4刀具工作角度157

6.3.5切削層參數158

6. 4刀具材料159

6.4.1刀具材料應當具備的性能159

6.4.2高速鋼159

6.4.3硬質合金160

6. 5金屬切削過程161

6.5.1切屑的形成過程161

6.5.2第Ⅰ變形區162

6.5.3第Ⅱ變形區164

6.5.4第Ⅲ變形區165

6. 6切削力166

6.6.1切削力的來源、合力及其分力166

6.6.2切削力的計算167

6.6.3切削功率的計算167

6.6.4影響切削力的主要因素167

6. 7切削熱和切削溫度168

6.7.1切削熱的產生和傳出168

6.7.2切削溫度的分佈169

6.7.3影響切削溫度的主要因素169

6. 8刀具磨損和刀具壽命170

6.8.1刀具的磨損形式170

6.8.2刀具磨損的原因170

6.8.3刀具的磨損過程及磨鈍標準171

6.8.4刀具壽命172

6. 9工件材料的切削加工性172

6. 10金屬切削條件的選擇173

6.10.1刀具幾何參數的選擇173

6.10.2刀具壽命的選擇175

6.10.3切削用量的選擇176

6.10.4切削液的選擇176

複習與思考題177

第7章機械零件表面加工179

7. 1金屬切削機床的基礎知識179

7.1.1機床的分類179

7.1.2機床型號的編製方法180

7.1.3零件表面的切削加工成形方法和機床的運動182

7.1.4機床傳動的基本組成和傳動原理圖183

7.1.5機床傳動系統圖和運動計算184

7. 2外圓表面加工186

7.2.1外圓表面的加工方法186

7.2.2外圓表面的車削加工186

7.2.3外圓表面的磨削加工194

7. 3內圓表面加工200

7.3.1內圓表面的加工方法200

7.3.2鑽削加工201

7.3.3鏜削加工 207

7.3.4拉削加工209

7.3.5內圓磨削211

7. 4平面加工方法213

7.4.1平面加工213

7.4.2刨削與插削加工214

7.4.3銑削加工216

7.4.4平面磨削加工222

7. 5齒輪的齒形加工224

7.5.1圓柱齒輪齒形加工方法224

7.5.2滾齒加工225

7.5.3插齒加工228

7.5.4齒形的其他加工方法230

7.5.5齒形加工方案的選擇231

複習與思考題232

第8章特種加工234

8. 1概述234

8.1.1特種加工的產生與發展234

8.1.2特種加工方法的分類235

8.1.3特種加工對機械製造工藝技術產生的影響235

8. 2電火花加工236

8.2.1電火花加工的原理與特點236

8.2.2電火花加工的應用237

8. 3電解加工239

8.3.1電解加工原理239

8.3.2電解加工的特點240

8.3.3電解加工的應用240

8.3.4電解去毛刺241

8. 4超聲波加工241

8.4.1超聲波加工的原理與特點241

8.4.2超聲波加工的應用242

8. 5激光加工242

8.5.1激光加工的原理與特點243

8.5.2激光加工的應用243

8. 6水射流切割技術244

8.6.1水射流切割原理244

8.6.2水射流切割的特點245

8.6.3水射流切割的應用245

複習與思考題245

第9章機械加工工藝規程246

9. 1工藝過程與工藝規程246

9.1.1概述246

9.1.2機械加工工藝過程的組成246

9.1.3生產綱領與生產類型248

9.1.4機械加工工藝規程制訂249

9.1.5零件的結構工藝性252

9. 2典型零件機械加工工藝過程256

9.2.1軸類零件加工256

9.2.2套類零件加工258

9.2.3箱類零件加工261

複習與思考題265

第10章先進位造技術266

10. 1概述266

10.1.1製造技術的基本概念與發展概況266

10.1.221世紀製造業的主要特點268

10.1.3先進位造技術的發展趨勢270

10. 2先進位造技術271

10.2.1計算機集成製造系統(CIMS)271

10.2.2柔性製造系統(FMS)275

10. 3快速成形製造技術279

10.3.1國內外研究與發展狀況279

10.3.2快速成形原理和特點280

10.3.3快速成形技術的分類281

10.3.4快速成形技術的應用282

10. 4綠色製造283

10.4.1綠色的概念284

10.4.2綠色製造的研究現狀284

10.4.3綠色製造的研究內容285

10.4.4綠色製造的專題技術285

10.4.5綠色製造的發展趨勢286

參考文獻288