機械製造基礎

本書是根據教育部工程材料與機械製造基礎課程指導小組的教改精神和浙江省高等教育重點教材建設規劃精神編寫的普通高等教育規劃教材。全書共13章，系統介紹了機械製造生產過程及主要工藝方法，同時分析了製造新工藝、新技術及其發展趨勢。第1章為機械製造概述，第2章介紹金屬材料的力學性能，第3章介紹鐵碳合金相圖，第4章介紹鋼的熱處理，第5章介紹常用金屬材料與非金屬材料及選用，第6章介紹鑄造知識，第7章介紹金屬壓力加工，第8章介紹焊接知識，第9章介紹金屬切削加工的基礎知識，第10章介紹機械加工工藝與裝備，第11章介紹機械加工質量與控制（為了增加教材的適用性和銜接性，特設本章，可視各校不同專業方向選用），第12章介紹機械裝配工藝基礎，第13章介紹現代製造新工藝。

第1章 機械製造概述 1

1.1 機械的一般概念 1

1.1.1 機械的定義 1

1.1.2 機械產品的分類 2

1.1.3 機械產品的圖例 3

1.2 機械製造的一般過程 4

1.2.1 幾個相關的概念 4

1.2.2 自動化製造系統 5

1.2.3 零件的生產過程 7

1.2.4 零件的裝配過程 8

1.3 機械製造的基本環節 9

1.3.1 認識毛坯的製造 9

1.3.2 認識機械加工方法 11

1.4 認識現代製造技術 13

1.4.1 了解現代加工中的新事物 13

1.4.2 了解數控技術 14

1.4.3 了解CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM技術 16

本章小結 17

思考與練習題 17

第2章 金屬材料的力學性能 18

2.1 減速器零部件材料性能的確定說明 18

2.1.1 減速器零部件構成 19

2.1.2 材料性能分析的關鍵要素 21

2.2 金屬材料力學性能基礎知識 22

2.2.1 強度 22

2.2.2 塑性 24

2.2.3 硬度 24

2.3 減速器零部件材料性能確定過程 27

2.4 拓展訓練 31

2.4.1 知識拓展 31

2.4.2 訓練內容 33

2.5 實踐中常見問題解析 35

本章小結 36

思考與練習題 36

第3章 鐵碳合金相圖 38

3.1 生產中鋼鐵材料成分及成形時溫度的選定說明 38

3.2 鐵碳合金相圖基礎知識 39

3.2.1 純金屬與合金的晶體結構 39

3.2.2 鐵碳合金的組織 41

3.2.3 鐵碳合金相圖 43

3.2.4 典型鐵碳合金的平衡結晶過程 44

3.3 根據鐵碳合金相圖選用鋼鐵材料和制定加工工藝 48

3.3.1 在鋼鐵材料選用方面的應用 48

3.3.2 在鑄造工藝方面的應用 48

3.3.3 在熱鍛、熱軋工藝方面的應用 49

3.3.4 在熱處理工藝方面的應用 49

3.3.5 鐵碳合金相圖的局限性 49

3.4 拓展訓練 49

3.5 實踐中常見問題解析 50

本章小結 52

思考與練習題 52

第4章 鋼的熱處理 54

4.1 減速器主要零件熱處理工藝方法選定說明 54

4.2 鋼的熱處理基礎知識 54

4.2.1 鋼在加熱時的組織轉變 55

4.2.2 鋼在冷卻時的組織轉變 56

4.2.3 鋼的常規熱處理工藝 58

4.2.4 鋼的表面熱處理 61

4.3 減速器零部件熱處理工藝方法的選定過程 63

4.3.1 減速器軸的加工和熱處理步驟 63

4.3.2 減速器齒輪的加工和熱處理步驟 64

4.4 拓展訓練 64

4.5 實踐中常見問題解析 65

4.5.1 淬火 65

4.5.2 回火 66

4.5.3 退火 66

本章小結 67

思考與練習題 67

第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用 68

5.1 減速器主要零部件材料的選定說明 68

5.2 常用金屬材料與非金屬材料 69

5.2.1 常用金屬材料 69

5.2.2 常用非金屬材料 80

5.3 機械零部件材料的選定 84

5.3.1 機械零件的失效形式及原因 84

5.3.2 機械零件材料選擇的原則 86

5.4 減速器零部件材料牌號的選定過程 87

5.5 拓展訓練 91

5.6 實踐中常見問題解析 92

本章小結 92

思考與練習題 93

第6章 鑄造 94

6.1 減速器箱體成形工藝方法選定說明 94

6.2 鑄造基礎知識 95

6.2.1 認識鑄造生產 95

6.2.2 合金的鑄造性能 95

6.2.3 常用鑄件材料 99

6.2.4 各種鑄造工藝 100

6.2.5 鑄件結構設計 101

6.2.6 鑄件工藝設計 103

6.3 減速器箱體成形工藝方法及製造過程 103

6.4 拓展訓練 108

6.5 實踐中常見問題解析 109

本章小結 109

思考與練習題 110

第7章 金屬壓力加工 111

7.1 減速器主軸及齒輪成形工藝方法選定說明 111

7.2 金屬壓力加工基礎知識 112

7.2.1 金屬塑性變形的實質 112

7.2.2 塑性變形對金屬組織與性能的影響 113

7.2.3 金屬的可鍛性 114

7.2.4 鍛造工藝簡介 115

7.2.5 板料衝壓 118

7.2.6 鍛壓新技術 120

7.3 減速器齒輪、齒輪軸及軸成形工藝方法選定過程 121

7.4 拓展訓練 124

7.5 實踐中常見問題解析 126

本章小結 127

思考與練習題 127

第8章 焊接 128

8.1 容器焊接工藝方法選定說明 128

8.2 焊接基礎 129

8.2.1 焊接的實質 129

8.2.2 焊接方法分類 129

8.2.3 焊接的特點 130

8.2.4 焊接的應用 131

8.3 焊接方法 131

8.3.1 焊接電弧 131

8.3.2 手工電弧焊 132

8.3.3 埋弧自動焊 133

8.3.4 氣體保護焊 135

8.4 焊接接頭和坡口形式 137

8.4.1 對接接頭 137

8.4.2 T形接頭、角接接頭和搭接接頭 138

8.5 焊接材料 140

8.5.1 手工電弧焊用焊接材料 140

8.5.2 埋弧自動焊用焊絲和焊劑 144

8.5.3 焊條、焊絲及焊劑的選用 144

8.6 焊接結構設計 145

8.6.1 焊接結構件材料的選擇 145

8.6.2 焊接方法的選擇 146

8.6.3 焊接接頭工藝設計 148

8.6.4 焊接工藝設計實例 150

8.7 焊接缺陷與焊接質量檢驗 151

8.7.1 焊接缺陷 151

8.7.2 焊接的檢驗 153

8.8 拓展訓練 154

8.9 實踐中常見問題解析 155

本章小結 155

思考與練習題 156

第9章 金屬切削加工的基礎知識 157

9.1 金屬切削加工方法選定說明 157

9.2 金屬切削加工 158

9.2.1 切削運動 158

9.2.2 工件表面 159

9.2.3 切削用量 159

9.3 金屬切削刀具 160

9.3.1 車刀的組成 160

9.3.2 刀具幾何角度參考系 161

9.3.3 刀具標註角度定義 162

9.3.4 切削層參數 163

9.3.5 刀具材料 164

9.4 金屬切削過程 164

9.4.1 切屑的形成過程 165

9.4.2 第I變形區 166

9.4.3 第II變形區 168

9.4.4 第III變形區 169

9.5 刀具磨損和刀具壽命 169

9.5.1 刀具的磨損形式 169

9.5.2 刀具磨損的原因 170

9.5.3 刀具的磨損過程 171

9.5.4 刀具壽命 171

9.6 典型零件加工方法選擇過程 172

9.6.1 刀具幾何參數的選擇 172

9.6.2 切削用量的選擇 175

9.6.3 切削液的選擇 175

9.7 金屬切削機床介紹 176

9.7.1 機床的分類及型號 176

9.7.2 機床傳動的基本組成和傳動原理圖 180

9.7.3 機床傳動系統圖和運動計算 181

9.7.4 工件表面成形方法與機床運動分析 184

9.7.5 機床運動分析 184

9.8 軸類零件加工工藝 185

9.8.1 軸類零件的特性及加工工藝分析 185

9.8.2 階梯軸零件的加工工藝分析 188

9.9 拓展訓練 189

9.10 實踐中常見問題解析 190

本章小結 191

思考與練習題 191