本書是根據(jù)教育部高等學校工科基礎(chǔ)課程教學指導(dǎo)委員會對材料成形工藝基礎(chǔ)和機械制造工藝基礎(chǔ)兩門理論課程的基本要求編寫的。主要內(nèi)容包括金屬材料的鑄造,塑性及焊接成形,高分子材料、陶瓷材料及纖維復(fù)合材料成型,切削加工、特種加工與增材制造、數(shù)控加工和典型表面的加工,機械加工工藝規(guī)程設(shè)計,先進制造技術(shù)與生產(chǎn)模式等。
本書可作為普通高等學校機械類專業(yè)課程的教材,也可作為裝備制造業(yè)工程技術(shù)人員的參考資料。
第一章金屬鑄造成形1
第一節(jié)液態(tài)成形基礎(chǔ)1
一、液態(tài)合金的充型1
二、合金的凝固與收縮2
三、鑄件質(zhì)量缺陷4
第二節(jié)砂型鑄造7
一、造型方法8
二、澆注位置與分型面10
三、鑄造工藝參數(shù)11
第三節(jié)特種鑄造13
一、熔模鑄造14
二、金屬型鑄造14
三、壓力鑄造15
四、低壓鑄造16
五、離心鑄造16
六、各種鑄造方法比較17
第四節(jié)常用鑄造合金18
一、鑄鐵18
二、鑄鋼21
第五節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計22
一、考慮砂型鑄造工藝的鑄件結(jié)構(gòu)22
二、考慮合金鑄造性能的鑄件結(jié)構(gòu)23
第六節(jié)鑄造技術(shù)的發(fā)展26
一、凝固態(tài)理論應(yīng)用26
二、3D打印應(yīng)用28
三、鑄造工藝數(shù)值模擬28
四、輔助鑄造工藝29
五、鑄造過程模擬29
思考與練習題29
第二章金屬塑性成形32
第一節(jié)塑性成形基礎(chǔ)32
一、金屬塑性變形及其實質(zhì)32
二、塑性變形后金屬的組織和性能33
三、金屬的可鍛性35
第二節(jié)自由鍛36
一、自由鍛工序37
二、自由鍛工藝規(guī)程的制定37
第三節(jié)模鍛40
一、錘上模鍛41
二、胎模鍛45
三、壓力機上模鍛46
第四節(jié)板料沖壓48
一、分離工序48
二、變形工序50
第五節(jié)鍛壓件結(jié)構(gòu)工藝性53
一、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性53
二、模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性54
三、沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性54
第六節(jié)其他塑性成形方法56
一、精密模鍛56
二、旋轉(zhuǎn)鍛造56
三、軋制成形57
四、擠壓成形58
五、超塑成形60
六、高能成形60
思考與練習題61
第三章金屬焊接成形64
第一節(jié)熔焊64
一、電弧焊64
二、其他熔焊方法70
三、焊接接頭的組織與性能72
四、焊接應(yīng)力與變形74
第二節(jié)壓焊與釬焊77
一、壓焊77
二、釬焊79
第三節(jié)常用金屬的焊接性80
一、金屬的焊接性80
二、結(jié)構(gòu)鋼的焊接81
三、鑄鐵的補焊82
四、有色金屬的焊接83
第四節(jié)焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計84
一、焊件材料的選擇84
二、焊接方法的選擇84
三、焊接接頭的工藝設(shè)計85
第五節(jié)焊接過程自動化90
一、計算機輔助焊接技術(shù)90
二、焊接機器人91
思考與練習題93
第四章非金屬材料成型96
第一節(jié)高分子材料成型96
一、塑料成型96
二、橡膠成型103
第二節(jié)陶瓷材料成型106
一、陶瓷材料概述106
二、陶瓷加工工藝及設(shè)備107
第三節(jié)纖維復(fù)合材料成型114
一、纖維的性質(zhì)及特點114
二、纖維復(fù)合材料成型工藝及設(shè)備115
思考與練習題121
第五章切削加工工藝基礎(chǔ)122
第一節(jié)切削加工概述122
一、切削加工的特點和發(fā)展方向122
二、切削運動與切削要素122
第二節(jié)切削刀具124
一、刀具材料125
二、刀具切削部分的幾何參數(shù)127
第三節(jié)金屬切削過程中的物理現(xiàn)象129
一、切屑形成過程及切屑種類129
二、積屑瘤130
三、切削力131
四、切削熱131
五、刀具磨損和刀具耐用度132
第四節(jié)普通刀具切削加工方法綜述132
一、車削加工132
二、鉆削、鉸削和锪削加工133
三、鏜削加工139
四、銑削加工140
五、刨削加工142
六、插削加工143
七、拉削加工143
第五節(jié)磨削加工方法綜述145
一、磨削過程146
二、磨削的工藝特點146
三、磨削的應(yīng)用147
第六節(jié)精密加工方法綜述150
一、研磨150
二、珩磨151
三、小粗糙度磨削152
四、超精加工152
五、拋光153
第七節(jié)機械加工精度和表面質(zhì)量153
一、機械加工精度153
二、機械加工表面質(zhì)量155
思考與練習題156
第六章特種加工與增材制造158
第一節(jié)特種加工158
一、概述158
二、電火花加工159
三、電解加工161
四、超聲加工162
五、激光加工164
六、電子束加工與離子束加工165
七、高壓水射流加工167
第二節(jié)增材制造169
一、概述169
二、立體光固化成形170
三、分層實體制造171
四、熔融沉積成形172
五、選區(qū)激光燒結(jié)成形173
思考與練習題174
第七章典型表面的加工175
第一節(jié)外圓面加工方案175
一、外圓面的技術(shù)要求175
二、外圓面加工方案分析175
第二節(jié)內(nèi)圓面加工方案176
一、內(nèi)圓面的技術(shù)要求176
二、內(nèi)圓面加工方案分析176
第三節(jié)平面加工方案177
一、平面的技術(shù)要求178
二、平面加工方案分析178
第四節(jié)螺紋表面的加工179
第五節(jié)齒形加工181
思考與練習題183
第八章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計185
第一節(jié)基本概念185
一、機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程185
二、機械加工工藝過程組成185
三、生產(chǎn)類型187
四、機械加工工藝規(guī)程的作用及格式188
五、制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟189
第二節(jié)零件結(jié)構(gòu)工藝性分析190
第三節(jié)機床夾具與工件定位193
一、工件的裝夾193
二、機床夾具的組成和分類193
三、工件的定位194
第四節(jié)定位基準的選擇198
一、基準的概念及分類198
二、定位基準的選擇198
第五節(jié)工藝路線的制訂201
一、加工經(jīng)濟精度與表面加工方法的選擇201
二、工序順序安排202
三、工序的集中與分散203
四、加工階段的劃分203
第六節(jié)加工余量及工序尺寸與偏差的確定204
一、加工余量的確定204
二、工序尺寸及其偏差的確定205
第七節(jié)工藝尺寸鏈206
一、尺寸鏈的定義及特點206
二、尺寸鏈的組成206
三、尺寸鏈的計算206
四、尺寸鏈在工藝過程中的應(yīng)用208
第八節(jié)典型零件加工工藝過程210
一、軸類零件的加工過程210
二、套筒類零件的加工過程214
三、箱體類零件的加工過程216
思考與練習題218
第九章數(shù)控加工技術(shù)223
第一節(jié)數(shù)控加工簡述223
一、數(shù)控技術(shù)的涵義223
二、數(shù)控機床的分類224
三、數(shù)控加工技術(shù)的特點226
四、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢226
第二節(jié)數(shù)控機床的組成及工作原理228
一、數(shù)控機床的組成228
二、數(shù)控機床的工作原理229
第三節(jié)數(shù)控機床的加工及其工藝規(guī)劃231
一、數(shù)控車床231
二、數(shù)控銑床233
三、數(shù)控加工中心235
第四節(jié)數(shù)控加工編程237
一、數(shù)控編程的步驟237
二、數(shù)控編程的方法238
三、刀位軌跡的檢驗與仿真239
思考與練習題240
第十章先進制造技術(shù)與生產(chǎn)模式241
第一節(jié)高速切削241
一、高速切削的概念與內(nèi)涵241
二、高速切削的優(yōu)點242
三、高速切削的技術(shù)裝備242
四、高速切削的應(yīng)用領(lǐng)域244
第二節(jié)超精密加工與微細加工244
一、超精密加工244
二、微細加工247
第三節(jié)納米制造249
一、納米制造技術(shù)的概念249
二、典型納米制造技術(shù)249
第四節(jié)智能制造250
一、智能制造系統(tǒng)的基本概念250
二、智能制造系統(tǒng)的特征251
三、智能制造系統(tǒng)的主要支撐技術(shù)251
四、智能制造系統(tǒng)——分布式網(wǎng)絡(luò)化智能控制系統(tǒng)252
五、智能制造系統(tǒng)的主要研究領(lǐng)域253
第五節(jié)計算機集成制造系統(tǒng)254
一、CIM和CIMS的基本概念254
二、CIMS 的技術(shù)構(gòu)成與系統(tǒng)255
三、CIMS的關(guān)鍵技術(shù)256
四、計算機集成制造系統(tǒng)的遞階控制結(jié)構(gòu)256
五、CIM/CIMS 內(nèi)涵的變化與發(fā)展257
第六節(jié)再制造工程及再制造技術(shù)258
一、再制造工程概述258
二、再制造技術(shù)259
第七節(jié)其他先進生產(chǎn)模式264
一、敏捷制造264
二、虛擬制造266
三、網(wǎng)絡(luò)化制造267
四、綠色制造268
思考與練習題270
參考文獻271