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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3

三、集成的概念与基本要求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9

五、现代化制造的概念9

第三节 工程素质训练课程的目的、内容与方法10

一、基本工程素质的概念10

二、现代工程素质训练教程的教学目的11

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

三、金属的同素异构转变20

四、合金的结构20

第三节 铁碳合金的组织与状态图21

一、铁碳合金的基本组织21

二、铁碳合金状态图22

第四节 高分子材料的基本知识24

一、高分子材料的概述24

二、高分子化合物的性能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

三、陶瓷材料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

第三章 工程材料的改性47

第一节 金属材料的改性工艺47

一、钢的改性工艺47

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、工程塑料的改性工艺54

二、工程陶瓷的改性工艺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 金属材料的显微分析及硬度测定72

实训一 铁碳合金平衡组织显微分析72

一、实训目的72

二、实训用设备和材料72

三、实训内容72

实训二 钢的热处理及试样硬度测定74

一、实训目的74

二、实训用设备和材料75

三、实训内容75

第五章 机械零件的选材78

一、选材的一般原则78

二、典型零件的选材举例79

第一篇 复习思考题81

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、手工电弧焊的冶金过程特点93

二、焊接接头的组织和性能94

三、焊接变形与应力95

四、常用金属材料的焊接性能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

一、铸铁的熔炼106

二、铸铁的浇注107

三、铸件的落砂、清理和缺陷分析108

第三节 铸件结构的工艺性及铸件图109

一、砂型铸件结构的工艺性109

二、铸件图的绘制111

第四节 特种铸造112

一、压力铸造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、自由锻造设备——空气锤121

二、自由锻造的基本工序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

四、旋压131

第五节 锻造新工艺、新技术简介132

一、超塑性成形133

二、粉末锻造134

三、液态模锻134

四、高能率成形134

五、铸轧135

第四章 焊接与粘接136

第一节 手工电弧焊136

一、焊接过程136

二、手工电弧焊设备137

三、焊条138

四、焊接参数140

五、手弧焊基本操作要领141

六、常见焊接缺陷142

第二节 焊接件结构的工艺性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

四、对接平焊的操作步骤146

第三节 气焊和氧气切割146

一、气焊146

二、氧气切割149

第四节 其他焊接方法150

一、埋弧自动焊150

二、气体保护电弧焊150

三、电阻焊151

四、钎焊152

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

七、等离子弧切割155

八、激光切割155

第六节 粘接155

一、粘接的基本原理155

二、粘接剂156

三、粘接工艺157

四、粘接的特点和应用158

第五章 板料冲压159

第一节 冲压设备159

一、冲床159

二、剪板机159

三、数控冲床159

第二节 冲压的基本工序161

一、切断161

二、冲裁161

三、弯曲162

四、拉深162

第三节 冲压模具162

一、简单冲模163

二、连续冲模163

三、复合冲模163

第四节 板料冲压件的结构工艺性163

一、冲压件的形状与尺寸163

二、冲压件的精度和表面质量165

三、冲压件结构设计改进实例165

第六章 常用非金属材料的成形166

第一节 塑料的成型166

一、工程塑料的一般工艺性能166

二、热塑性塑料和热固性塑料的工艺特性167

三、塑料制品的成型与连接167

四、塑料零件的结构工艺性169

五、注射成型设备与工艺170

第二节 工程陶瓷的成形173

一、工程陶瓷制品的工艺过程173

二、工程陶瓷的成形方法174

第三节 橡胶的成形175

一、橡胶的成形工艺过程175

二、橡胶的加工成形方法176

第七章 粉末冶金179

第一节 粉末冶金生产的工艺流程179

一、制粉与混配料179

二、压制（成形）180

三、烧结（固化）180

四、烧结后处理（精整）181

五、粉末冶金工艺过程类型的选择181

第二节 粉末冶金零件的结构工艺性182

一、粉末冶金制件设计要点182

二、粉末冶金制件结构工艺性示例182

第八章 快速成形184

第一节 快速原形制造（RP）184

一、快速原形制造的概念184

二、快速原形制造的基本原理184

三、快速激光原形制造系统185

四、几种常用快速原形制造方法185

五、快速原形制造的工艺过程185

第二节 快速模具制造（RT）、快速精铸（QC）、快速反求工程（RRE）技术188

一、快速模具制造188

二、快速精铸189

三、快速反求工程189

第三节 快速成形技术189

一、快速成形工艺189

二、快速成形技术的重要特征189

第九章 无损检测191

第一节 无损检测概述191

一、无损检测的定义191

二、无损检测方法的分类191

第二节 超声波探伤191

一、概述191

二、超声波探伤操作192

三、超声波探伤的适用范围、特点和安全管理196

第三节 电磁感应检测197

一、电磁感应检测原理197

二、电磁感应检测操作197

三、电磁感应检测的适用范围、特点和安全管理198

第四节 各种无损检测方法的对比和应用199

第十章 制品内部缺陷测试200

实训一 超声波探伤仪的使用和性能测试200

一、实训目的200

二、超声波探伤仪的工作原理200

三、仪器的主要性能200

四、仪器与探头的主要综合性能200

五、实训用品201

六、实训内容与步骤201

实训二 纵波实用距离—波幅—当量（AVG）曲线的测试与锻件探伤203

一、实训目的203

二、原理204

三、实训用品206

四、实训内容与步骤206

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 材料成形过程自动化214

第一节 材料成形设备的自动化214

一、数控成形设备的特点214

二、数控铸造设备214

三、数控锻造设备215

四、数控焊接设备215

五、数控冲压设备216

六、模具的CAD／CAM217

第二节 材料成形加工自动化217

一、铸造柔性制造系统218

二、锻造柔性制造系统218

三、柔性焊接机器人工作站218

四、冲压柔性制造系统219

第三节 材料成形的计算机辅助技术219

一、材料成形的计算机模拟仿真（CAE）技术219

二、材料成形的计算机辅助工艺设计（CAPP）技术220

三、材料成形的计算机集成制造（CIMS）技术220

第二篇复习思考题221

第一章 切削加工工艺理论基础226

第一节 切削加工的基本概念226

一、刀具和工件的运动226

二、加工中的工件表面226

三、切削用量227

四、切削层参数228

第二节 切削刀具228

一、刀具材料229

二、刀具切削部分的几何参数230

第三节 切削过程及其基本规律233

一、切屑的形成及其种类233

二、积屑瘤233

三、加工硬化和残余应力234

四、切削力和切削功率234

五、切削热和切削温度235

六、切削液236

七、刀具的磨损及其使用寿命236

八、金属材料的切削加工性237

九、选择切削用量的一般原则238

第四节 零件的机械加工结构工艺性239

第二章 车削加工242

第一节 卧式车床242

一、C6136型卧式车床的型号243

二、C6136型卧式车床的组成243

第二节 车刀244

一、焊接式车刀244

二、机械夹固式车刀244

三、车刀的刃磨与安装245

第三节 车削时工件的装夹方式和车床附件246

一、卡盘装夹246

二、顶尖装夹247

三、花盘、弯板及压板装夹247

四、心轴装夹249

五、中心架与跟刀架的应用250

第四节 车削加工250

一、车削的步骤250

二、车削外圆251

三、车端面与台阶251

四、钻孔与镗孔252

五、切槽与切断252

六、车锥面254

七、车螺纹255

八、车成形面256

九、车削加工的工艺特点和应用257

十、车削加工示例257

第三章 铣、刨、拉削加工260

第一节 铣削加工260

一、铣床260

二、铣削加工的工艺特点和应用261

第二节 刨削加工262

一、刨床263

二、刨削加工的工艺特点和应用263

第三节 拉削加工264

一、拉削加工范围264

二、拉削加工的工艺特点和应用265

第四章 磨削、光整加工与精密加工266

第一节 磨削加工266

一、磨床267

二、砂轮268

三、磨削加工的工艺特点和应用269

四、磨削新工艺270

第二节 光整加工271

一、常用光整加工工艺概述271

二、光整加工的特点和应用273

第三节 精密和超精密加工274

一、精密和超精密加工的概念274

二、精密和超精密加工方法274

三、精密和超精密加工的特点和应用275

第五章 钻削、镗削及特形表面的加工276

第一节 钻削加工276

一、钻削加工的设备276

二、钻削加工的刀具277

三、钻削加工时的附件278

四、钻削加工的工艺特点和应用279

第二节 镗削加工281

一、镗削加工的设备282

二、镗削加工的工艺特点和应用283

第三节 特形表面的加工283

一、圆锥面的加工283

二、回转成形面的加工284

三、螺纹的加工284

四、齿轮的加工288

第六章 数控机床加工293

第一节 数控机床的工作原理及组成293

一、数控机床的工作原理293

二、数控机床的组成293

三、数控机床加工的工艺特点294

第二节 数控加工程序编制295

一、概述295

二、数控加工程序编制的内容和步骤295

三、数控机床加工的工艺分析296

四、机床坐标系和工作坐标系的定义299

五、编制程序的常用工艺指令300

六、数控程序格式305

七、数控机床编程步骤简述306

八、数控机床编程实例306

第三节 数控车床的基本操作309

一、数控车床原理、组成、特点及应用309

二、数控车床加工工艺制定方法310

三、数控车床坐标系的确定310

四、数控车床操作面板简介310

五、数控车床菜单结构（功能软键结构）315

六、数控车床基本操作316

七、数控车床加工操作流程322

第四节 数控铣床的基本操作323

一、数控铣床的结构、特点及应用323

二、数控铣床操作面板简介324

三、数控铣床的基本操作324

第五节 加工中心简述326

一、概述326

二、加工中心的加工工艺与编程特点327

三、加工中心的应用328

第七章 特种加工330

第一节 电火花线切割330

一、电火花线切割的工作原理及机床330

二、电火花线切割加工的工艺特点与应用331

三、电火花线切割的编程与示例332

第二节 光化学加工333

一、光化学加工原理333

二、光化学加工工艺过程334

三、光化学加工的工艺特点336

四、光化学加工的应用337

第三节 其他常用的特种加工337

一、电火花加工337

二、电解加工338

三、超声波加工339

四、激光加工340

五、水射流加工340

六、特种加工新技术简介341

第八章 常用非金属材料的切削加工343

第一节 塑料的切削加工343

一、工程塑料切削加工的特点343

二、工程塑料切削加工实例343

第二节 工程陶瓷的切削加工344

一、工程陶瓷切削加工的特点345

二、几种陶瓷材料的切削加工345

第九章 钳工348

第一节 划线348

一、划线过程348

二、划线方法350

第二节 锯切351

一、手锯351

二、锯切方法352

第三节 锉削352

一、锉刀352

二、锉削方法353

第四节 螺纹加工354

一、攻螺纹354

二、套螺纹355

三、废品及其产生的原因355

第十章 零件形位误差测量356

一、实训目的356

二、实训内容及安排356

三、实训用具及主要测量工具的使用方法356

四、支架零件测量内容和步骤356

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359

第一节 外圆表面的加工方法及选择359

一、外圆表面的加工方法359

二、外圆表面加工方法的选择360

第二节 内圆表面的加工方法及选择361

一、内圆表面的加工方法361

二、常用的孔加工方法的选择361

第三节 平面的加工方法及选择363

一、平面的加工方法363

二、平面加工方法的选择364

第四节 特形表面的加工方法及选择365

一、回转成形面常用的加工方法及选择365

二、螺纹表面的加工方法及选择365

三、齿轮齿形的加工方法及选择366

第五节 机械零件制造工艺的制订366

一、机械零件制造工艺过程的基本概念366

二、零件的机械加工工艺过程示例367

第十二章 切削加工过程自动化370

第一节 切削加工过程自动化的发展370

第二节 刚性自动化371

第三节 柔性自动化与柔性制造系统372

第四节 计算机集成制造系统与无人化工厂374

第五节 机械手与工业机器人375

第三篇复习思考题377

第一章 拆卸与清洗384

第一节 拆卸384

一、拆卸的一般规则和要求384

二、拆卸方法385

三、常用零、部件的拆卸方法386

四、典型零部件的拆卸方法示例388

第二节 清洗388

一、清洗前的准备389

二、清洗材料和用具389

三、清洗方法389

四、清洗过程389

五、清洗注意事项390

第二章 装配与调试392

第一节 机械零、部件的装配392

一、装配的技术准备工作392

二、装配的一般工艺原则392

三、装配的方法393

四、装配工艺过程393

五、典型零、部件的装配394

六、典型零件的装配示例397

第二节 机械零、部件装配后的调试398

一、滚动轴承装配后的调整398

二、齿轮装配后的调整398

第三章 装配过程自动化402

第一节 概述402

一、装配自动化的现状与发展402

二、自动装配条件下的结构工艺性402

第二节 自动装配机404

一、单工位装配机404

二、多工位装配机404

三、非同步装配线（机）405

第三节 自动装配线407

一、自动装配线的基本形式及特点407

二、自动装配系统408

第四节 柔性装配系统409

第四篇复习思考题411

参考文献412