機(jī)械制造基礎(chǔ)

前言

　　本書(shū)是為適應(yīng)高等教育課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革的需要，在教育部頒布的《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》的精神指導(dǎo)下，結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐而編寫(xiě)的?！　”緯?shū)從系統(tǒng)的角度出發(fā)，以工程材料的性能及結(jié)構(gòu)、毛坯成形工藝方法、機(jī)械零件表面切削加工工藝方法作為主線，經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，將機(jī)械制造過(guò)程中所要掌握的應(yīng)用性基礎(chǔ)知識(shí)有機(jī)串聯(lián)起來(lái)，形成新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。本書(shū)可作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化本科專業(yè)和其他機(jī)械工程本科專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)用書(shū)。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以熟悉和掌握在工程實(shí)踐中如何選擇材料、選擇毛坯成形的工藝方法、選擇零件的切削加工工藝方法。　　為達(dá)到上述教學(xué)要求，本書(shū)編寫(xiě)內(nèi)容在做好繼承性的基礎(chǔ)上，力求做到理論緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐、知識(shí)與能力培養(yǎng)并重的思想；為增強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、拓寬專業(yè)面，本書(shū)內(nèi)容豐富、涉及面廣，但理論闡述簡(jiǎn)明扼要，應(yīng)用知識(shí)盡量采用表格和運(yùn)用案例進(jìn)行分析，突出實(shí)用性、綜合性和先進(jìn)性?！　”緯?shū)由上海第二工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院郁龍貴、喬世民擔(dān)任主編。參加編寫(xiě)的有郁龍貴（第1-7章）、劉唯（第8、11、12章）、張弦（第9章）、吳錫其（第10章）、喬世民（第13章）?！　≡诒緯?shū)編寫(xiě)過(guò)程中，得到了上海第二工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持；另外，本書(shū)參考并引用了一些教材的部分內(nèi)容或插圖，在此一并表示感謝?！　∠抻诰幷叩乃剑瑫?shū)中錯(cuò)誤與不妥之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　根據(jù)高等教育機(jī)械制造學(xué)科教學(xué)改革的需要而編寫(xiě)?！稒C(jī)械制造基礎(chǔ)》共13章，主要內(nèi)容包括：金屬材料的力學(xué)性能、鋼鐵材料的熱處理以及各種金屬材料的分類與用途；金屬毛坯成形工藝方法（鑄造、鍛壓、焊接）；典型零件毛坯的選擇；機(jī)械制造過(guò)程的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用知識(shí)，如機(jī)械零件切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)和工藝方法等。　　《機(jī)械制造基礎(chǔ)》可作為高等工科院校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化本科專業(yè)和其他機(jī)械工程類本科專業(yè)的教學(xué)用書(shū)，也可作為成人高校、函授大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書(shū)，或作為從事機(jī)械制造工作的工程技術(shù)人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 金屬材料的力學(xué)性能11.1 強(qiáng)度和塑性11.1.1 強(qiáng)度 11.1.2 塑性31.2 硬度41.2.1 布氏硬度51.2.2 洛氏硬度61.2.3 維氏硬度和顯微硬度71.3 沖擊韌性81.4 疲勞強(qiáng)度8復(fù)習(xí)與思考題9第2章 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶102.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu)102.1.1 晶體的基本概念102.1.2 固態(tài)金屬的特性112.1.3 常見(jiàn)金屬的晶體結(jié)構(gòu) 112.2 金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)112.2.1 單晶體與多晶體的概念112.2.2 晶體中的缺陷122.3 純金屬的結(jié)晶132.3.1 純金屬的冷卻曲線和冷卻現(xiàn)象132.3.2 金屬的結(jié)晶過(guò)程14復(fù)習(xí)與思考題15第3章 鐵碳合金相圖163.1 純鐵及鐵碳合金的基本組織163.1.1 純鐵163.1.2 合金的基本概念和合金的相結(jié)構(gòu) 173.1.3 鐵碳合金基本組織183.2 鐵碳合金相圖分析193.3 典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及其組織203.4 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鐵碳合金組織、性能的影響和鐵碳合金相圖的應(yīng)用223.4.1 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鐵碳合金組織的影響223.4.2 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)力學(xué)性能的影響233.4.3 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)工藝性能的影響233.4.4 鐵碳合金相圖的應(yīng)用24復(fù)習(xí)與思考題25第4章 鋼的熱處理264.1 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變264.1.1 奧氏體的形成274.1.2 奧氏體晶粒的長(zhǎng)大及影響因素274.2 鋼在非平衡冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變284.2.1 過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變294.2.2 過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變304.2.3 馬氏體轉(zhuǎn)變　324.3 鋼的退火與正火324.3.1 鋼的退火324.3.2 鋼的正火334.4 鋼的淬火344.4.1 鋼的淬火工藝344.4.2 淬火方法354.4.3 鋼的淬透性364.5 鋼的回火364.5.1 回火的目的364.5.2 淬火鋼在回火時(shí)組織的轉(zhuǎn)變374.5.3 回火種類與應(yīng)用374.6 鋼的表面淬火384.6.1 感應(yīng)加熱表面淬火384.6.2 火焰加熱表面淬火394.7 鋼的化學(xué)熱處理394.7.1 鋼的滲碳394.7.2 鋼的氮化404.7.3 鋼的碳氮共滲與氮碳共滲414.8 熱處理技術(shù)條件的標(biāo)注和工藝位置安排414.8.1 熱處理技術(shù)條件的標(biāo)注414.8.2 熱處理工藝位置的安排41復(fù)習(xí)與思考題43第5章 碳素鋼與合金鋼445.1 鋼的分類與編號(hào)445.1.1 鋼的分類445.1.2 鋼的編號(hào)445.2 鋼中常存雜質(zhì)元素的影響465.3 合金元素在鋼中的作用465.3.1 合金元素在鋼中的存在形式475.3.2 合金元素對(duì)Fe-Fe?3C相圖的影響475.3.3 合金元素對(duì)鋼的熱處理的影響485.4 結(jié)構(gòu)鋼485.4.1 工程結(jié)構(gòu)用結(jié)構(gòu)鋼495.4.2 機(jī)器零件用結(jié)構(gòu)鋼505.5 工具鋼575.5.1 刃具鋼575.5.2 模具鋼605.5.3 量具鋼625.6 特殊性能鋼625.6.1 不銹鋼635.6.2 耐熱鋼655.6.3 耐磨鋼66復(fù)習(xí)與思考題67第6章 鑄鐵686.1 灰鑄鐵686.1.1 灰鑄鐵的成分、組織和性能686.1.2 灰鑄鐵的孕育處理696.1.3 灰鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用696.2 球墨鑄鐵706.2.1 球墨鑄鐵的成分、組織和性能706.2.2 球墨鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用716.3 可鍛鑄鐵716.3.1 可鍛鑄鐵的成分與組織716.3.2 可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能和應(yīng)用726.4 蠕墨鑄鐵72復(fù)習(xí)與思考題73第7章 非鐵金屬材料747.1 鋁及鋁合金747.1.1 工業(yè)純鋁747.1.2 鋁合金747.2 銅及銅合金777.2.1 工業(yè)純銅777.2.2 銅合金777.3 鈦及其合金787.3.1 純鈦797.3.2 鈦合金79復(fù)習(xí)與思考題80第8章 鑄造818.1 概述818.2 合金的鑄造性818.2.1 合金的充型能力828.2.2 合金的收縮性848.2.3 鑄造生產(chǎn)常見(jiàn)缺陷898.3 鑄造方法918.3.1 砂型鑄造918.3.2 特種鑄造948.4 鑄造工藝設(shè)計(jì)968.4.1 澆注位置和分型面的選擇978.4.2 確定主要鑄造工藝參數(shù)998.4.3 確定澆注系統(tǒng)1038.4.4 繪制鑄造工藝圖1038.5 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性1068.5.1 鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1068.5.2 鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求108復(fù)習(xí)與思考題110第9章 鍛壓1129.1 概述1129.1.1 鍛壓生產(chǎn)的特點(diǎn)1129.1.2 鍛壓生產(chǎn)的適用范圍1129.2 鍛壓工藝基礎(chǔ)1139.2.1 金屬的塑性變形1139.2.2 變形后金屬的組織和性能1149.2.3 金屬的鍛造性1159.3 自由鍛1169.3.1 概述1169.3.2 自由鍛工序1169.3.3 自由鍛件的分類和鍛造過(guò)程1179.4 模鍛1209.4.1 錘上模鍛1209.4.2 胎模鍛1259.5 板料沖壓1269.5.1 概述1269.5.2 板料沖壓的基本工序1279.6 鍛壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)132復(fù)習(xí)與思考題135第10章 焊接13610.1 概述13610.2 焊條電弧焊13710.2.1 焊接電弧13810.2.2 焊接接頭13910.2.3 焊條14010.2.4 焊接接頭的金屬組織與性能14010.2.5 焊接應(yīng)力與變形14210.3 其他焊接方法14310.3.1 埋弧自動(dòng)焊14310.3.2 氣體保護(hù)電弧焊14410.3.3 氣焊和氣割14610.3.4 電渣焊14710.3.5 等離子弧焊14910.3.6 壓焊與釬焊14910.4 常用金屬材料的焊接15210.4.1 碳鋼的焊接15210.4.2 低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接15310.4.3 不銹鋼焊接15310.4.4 鑄鐵的焊補(bǔ)15310.4.5 非鐵金屬的焊接15410.5 焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)15510.5.1 焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)15510.5.2 焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)實(shí)例161復(fù)習(xí)與思考題162第11章 機(jī)械零件毛坯的選擇16311.1 毛坯選擇的原則16311.1.1 滿足材料的工藝性能要求16311.1.2 滿足零件的使用要求16411.1.3 滿足降低生產(chǎn)成本的要求16411.1.4 符合生產(chǎn)條件16511.2 典型零件的毛坯選擇16511.2.1 軸桿類零件的毛坯選擇16511.2.2 盤(pán)套類零件的毛坯選擇16711.2.3 箱體機(jī)架類零件的毛坯選擇169復(fù)習(xí)與思考題170第12章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)17212.1 加工質(zhì)量17212.1.1 加工精度17212.1.2 表面質(zhì)量17312.2 切削的概念17512.2.1 切削運(yùn)動(dòng)17512.2.2 工件表面17512.2.3 切削用量17612.3 刀具切削部分的幾何角度17712.3.1 車刀的組成17712.3.2 刀具幾何角度參考系17812.3.3 刀具標(biāo)注角度定義17912.3.4 刀具工作角度18012.3.5 切削層參數(shù)18112.4 刀具材料18212.4.1 刀具材料應(yīng)當(dāng)具備的性能18212.4.2 高速鋼18212.4.3 硬質(zhì)合金18312.5 金屬切削過(guò)程18512.5.1 切屑的形成過(guò)程18512.5.2 第I變形區(qū)18612.5.3 第II變形區(qū)18712.5.4 第III變形區(qū)18912.6 切削力18912.6.1 切削力的來(lái)源、合力及其分力18912.6.2 切削力的計(jì)算19012.6.3 切削功率的計(jì)算19112.6.4 影響切削力的主要因素19112.7 切削熱和切削溫度19212.7.1 切削熱的產(chǎn)生和傳出19212.7.2 切削溫度的分布19212.7.3 影響切削溫度的主要因素19312.8 刀具磨損和刀具壽命19412.8.1 刀具的磨損形式19412.8.2 刀具磨損的原因19512.8.3 刀具的磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)19512.8.4 刀具壽命19612.9 工件材料的切削加工性19712.10 金屬切削條件的選擇19812.10.1 刀具幾何參數(shù)的選擇19812.10.2 刀具壽命的選擇20012.10.3 切削用量的選擇20112.10.4 切削液的選擇201復(fù)習(xí)與思考題202第13章 機(jī)械零件表面加工20413.1 金屬切削機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)20413.1.1 機(jī)床的分類20413.1.2 機(jī)床型號(hào)的編制方法20513.1.3 零件表面的切削加工成形方法和機(jī)床的運(yùn)動(dòng)20713.1.4 機(jī)床傳動(dòng)的基本組成和傳動(dòng)原理圖20913.1.5 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖和運(yùn)動(dòng)計(jì)算21013.2 外圓表面加工21213.2.1 外圓表面的加工方法21213.2.2 外圓表面的車削加工21313.2.3 外圓表面的磨削加工22113.3 內(nèi)圓表面加工22813.3.1 內(nèi)圓表面的加工方法22813.3.2 鉆削加工22913.3.3 鏜削加工23413.3.4 拉削加工23713.3.5 內(nèi)圓磨削23813.4 平面加工方法24013.4.1 平面加工24013.4.2 刨削與插削加工24113.4.3 銑削加工24313.4.4 平面磨削加工25013.5 齒輪的齒形加工25213.5.1 圓柱齒輪齒形加工方法25213.5.2 滾齒加工25413.5.3 插齒加工25613.5.4 齒形的其他加工方法25713.5.5 齒形加工方案的選擇259復(fù)習(xí)與思考題260參考文獻(xiàn)262

章節(jié)摘錄

　　9.2.1 金屬的塑性變形　　塑性是金屬的重要特性。利用金屬的塑性可加工各種制品。不僅軋制、鍛造、擠壓、沖壓、拉拔等成形加工工藝都是金屬發(fā)生大量塑性變形的過(guò)程，而且在車、銑、刨、鉆等各種切削加工工藝中，也都發(fā)生金屬的塑性變形?！　∷苄宰冃尾粌H可以使金屬獲得一定的形狀和尺寸，而且還會(huì)引起金屬內(nèi)部組織與結(jié)構(gòu)變化，使鑄態(tài)金屬的組織與性能得到一定的改善。因此，研究金屬的塑性變形過(guò)程及其機(jī)理，了解變形后金屬的組織結(jié)構(gòu)與性能的變化規(guī)律，以及冷變形金屬在加熱時(shí)的組織變化的規(guī)律，對(duì)改進(jìn)金屬材料加工工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和合理使用金屬材料等方面都有重要意義?！　「鞣N金屬壓力加工方法都是通過(guò)金屬的塑性變形實(shí)現(xiàn)的。金屬受外力后，首先產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)外力超過(guò)屈服極限時(shí)，才產(chǎn)生塑性變形?！　椥宰冃蔚膶?shí)質(zhì)是在外力的作用下，金屬內(nèi)部的原子偏離了原來(lái)的平衡位置，使金屬產(chǎn)生變形，這會(huì)造成原子位能的提高，而處于高位能的原子具有返回原來(lái)位能最低的平衡位置的傾向。因而，當(dāng)外力取消后，原子返回原來(lái)的位置，變形也就消失了。　　塑性變形的實(shí)質(zhì)是在外力的作用下金屬內(nèi)部的原子沿一定的晶面和晶向產(chǎn)生了滑移的結(jié)果?！　≡谝话闱闆r下，實(shí)際金屬都是多晶體。多晶體的變形是與其中各個(gè)晶粒的變形行為有關(guān)的。為了便于研究，有必要先通過(guò)單晶體的塑性變形來(lái)掌握金屬塑性變形的基本規(guī)律。

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