金属工艺学

0绪论

0.1本课程的性质和内容

0.2本课程的目的、任务和特点

0.2.1本课程的目的

0.2.2本课程的主要任务

0.2.3本课程的主要特点

0.3机械制造技术的发展简史

第1篇金属材料的基本知识

第1章金属材料的主要性能

1.1金属材料的力学性能

1.1.1强度与塑性

1.1.2刚度

1.1.3强度

1.1.4硬度

1.1.5冲击韧性

1.1.6疲劳强度

1.2金属材料的物理、化学及工艺性能

1.2.1金属的物理性能

1.2.2金属的化学性能

1.2.3金属的工艺性能

复习思考题

第2章金属的晶体结构与结晶

2.1金属材料的晶体结构

2.1.1纯金属的晶体结构

2.1.2实际金属的晶体结构

2.2纯金属的结晶

2.2.1纯金属的冷却曲线

2.2.2纯金属的结晶过程

2.2.3纯铁的同素异构转变

2.2.4金属结晶后晶粒的大小及其控制

2.3合金的晶体结构与合金的结晶过程

2.3.1基本概念

2.3.2合金的晶体结构

2.3.3合金的结晶过程

复习思考题

第3章铁碳合金

3.1铁碳合金的基本相和组织

3.2铁碳合金相图

3.2.1FeFe3C相图分析

3.2.2相图中的铁碳合金分类

3.2.3典型铁碳合金的平衡结晶过程

3.2.4含碳量对铁碳合金组织和力学性能的影响

3.2.5FeFe3C相图的应用

复习思考题

第4章钢的热处理

4.1概述

4.2退火和正火

4.2.1退火

4.2.2正火

4.3淬火和回火

4.3.1淬火

4.3.2回火

4.4表面淬火和化学热处理

4.4.1表面淬火

4.4.2化学热处理

复习思考题

第5章常用金属材料及其选用

5.1工业用钢

5.1.1钢中常存杂质元素对钢的性能的影响

5.1.2钢的分类

5.1.3钢的牌号和用途

5.2有色金属及其合金

5.2.1铝及其合金

5.2.2铜及其合金

复习思考题

第2篇铸 造 成 形

第1章铸造成形工艺基础

1.1液态合金的充型能力

1.1.1合金的流动性

1.1.2浇注条件

1.1.3铸型填充条件

1.2铸件的凝固与收缩

1.2.1铸件的凝固方式

1.2.2铸造合金的收缩

1.2.3铸件中的缩孔与缩松

1.3铸造内应力、变形和裂纹

1.3.1铸造内应力

1.3.2铸件的变形与防止

1.3.3铸件的裂纹与防止

复习思考题

第2章常用合金铸件的生产

2.1铸铁件生产

2.1.1铸铁件生产概述

2.1.2灰铸铁件生产

2.1.3可锻铸铁的生产

2.1.4球墨铸铁的生产

2.1.5蠕墨铸铁的生产

2.2铸钢件生产

2.2.1铸钢的类别和性能

2.2.2铸钢的生产特点

2.3铜、铝合金铸件生产

2.3.1铸造铜合金

2.3.2铸造铝合金

2.3.3铜、铝合金铸件的生产特点

复习思考题

第3章砂型铸造

3.1砂型铸造工艺的基本知识

3.1.1砂型铸造工艺过程

3.1.2型砂和芯砂

3.1.3砂型的组成

3.2造型方法的选择

3.2.1手工造型

3.2.2机器造型

3.3浇注位置和分型面的选择

3.3.1浇注位置的选择原则

3.3.2分型面的选择原则

3.4工艺参数的选择

3.5铸造工艺图

3.6铸件的结构设计

3.6.1铸造工艺对铸件结构的要求

3.6.2合金铸造性能对铸件结构的要求

复习思考题

第4章特种铸造

4.1金属型铸造

4.2熔模铸造

4.3压力铸造

4.4低压铸造

4.5离心铸造

4.6实型铸造

4.7各种铸造方法的选择

复习思考题

第5章铸造成形新工艺简介

5.1悬浮铸造

5.2半固态金属铸造

5.3近终形状铸造

5.4计算机数值模拟技术

第3篇塑 性 成 形

第1章金属塑性成形工艺基础

1.1金属塑性变形

1.1.1金属的变形

1.1.2金属塑性变形的实质

1.2塑性变形对金属组织和性能的影响

1.2.1金属的加工硬化

1.2.2回复与再结晶

1.2.3冷变形与热变形(冷加工与热加工)

1.2.4纤维组织变化

1.3金属的可锻性

1.3.1金属的本质(内在因素)

1.3.2加工条件(外在因素)

复习思考题

第2章自由锻造

2.1自由锻造的特点及设备

2.2自由锻的基本工序

2.2.1镦粗

2.2.2拔长

2.2.3冲孔

2.2.4切割

2.2.5弯曲

2.2.6错移

2.2.7扭转

2.3自由锻造工艺规程的制定

2.3.1锻件图的绘制

2.3.2坯料质量和尺寸的计算

2.3.3选择锻造工序

2.3.4选择锻造设备

2.3.5确定锻造温度范围

2.3.6填写工艺卡

2.4自由锻件结构的工艺性

复习思考题

第3章模锻

3.1锤上模锻

3.1.1锻模结构

3.1.2锤上模锻工艺规程的制定

3.1.3模锻件结构的工艺性

3.2胎模锻

3.2.1胎模的种类

3.2.2胎模锻的工艺举例

3.3压力机上模锻

3.4常用锻造方法比较

复习思考题

第4章冲压

4.1概述

4.2分离工序

4.2.1冲裁变形和分离过程

4.2.2冲裁件的断面质量及其影响因素

4.2.3凸、凹模的间隙

4.2.4凸、凹模刃口尺寸的确定

4.2.5冲裁力的计算

4.2.6冲裁件的排样

4.2.7修整

4.2.8切断

4.3变形工序

4.3.1弯曲

4.3.2拉深

4.3.3翻边

4.3.4旋压

4.3.5缩口

4.3.6起伏

4.3.7胀形（橡胶成形）

4.4冲压件结构设计要求

复习思考题

第5章其他塑性成形工艺方法

5.1轧制

5.2挤压

5.3拉拔

复习思考题

第6章塑性成形新工艺简介

6.1精密模锻

6.2精密冲裁

6.3超塑性成形

6.4高速高能成形

6.5数控冲压

复习思考题

第4篇焊 接 成 形

第1章电弧焊

1.1焊接的基本理论

1.1.1焊接电弧

1.1.2焊接接头的组织与性能

1.1.3焊接应力与变形

1.2焊条电弧焊

1.2.1焊条电弧焊的焊接过程

1.2.2焊条电弧焊的特点

1.2.3电焊条

1.2.4焊接工艺参数

1.3埋弧焊

1.3.1埋弧焊的焊接过程及原理

1.3.2埋弧自动焊的特点和应用范围

1.3.3埋弧自动焊的焊接工艺

1.4气体保护焊

1.4.1氩弧焊

1.4.2CO2气体保护焊

1.5等离子弧焊

1.5.1等离子弧的产生机制

1.5.2等离子弧焊的特点

1.5.3等离子弧焊的应用

复习思考题

第2章其他常用焊接方法

2.1电阻焊

2.1.1点焊

2.1.2缝焊

2.1.3对焊

2.2摩擦焊

2.3钎焊

2.4电渣焊

2.5真空电子束焊接

2.6激光焊接

2.7超声波焊接

2.8爆炸焊接

复习思考题

第3章常用金属材料的焊接

3.1金属材料的焊接性

3.1.1金属焊接性的概念

3.1.2金属焊接性的评定

3.2碳钢的焊接

3.2.1低碳钢的焊接

3.2.2中碳钢的焊接

3.2.3高碳钢的焊接

3.3合金结构钢的焊接

3.3.1低合金结构钢的焊接

3.3.2不锈钢的焊接

3.4铸铁的补焊

3.5铝、铜及其合金的焊接

3.5.1铝及铝合金的焊接

3.5.2铜及铜合金的焊接

复习思考题

第4章焊接结构工艺性

4.1焊接结构件材料的选择

4.2焊接方法的选择

4.3焊接接头及坡口形式设计

4.4焊缝的布置

4.5焊接结构工艺设计

复习思考题

第5章焊接过程自动化

5.1计算机辅助焊接技术

5.2焊接机器人

5.3焊接柔性生产系统

复习思考题

第5篇切 削 加 工

第1章金属切削加工的基础知识

1.1切削运动和切削要素

1.1.1零件表面的形成和切削运动

1.1.2切削要素

1.2刀具材料及结构

1.2.1刀具材料

1.2.2刀具角度

1.2.3刀具的结构

1.3金属切削过程

1.3.1切屑的形成及其种类

1.3.2积屑瘤

1.3.3切削力和切削功率

1.3.4切削热的产生与传导

1.3.5刀具磨损和刀具耐用度

1.3.6切削液的选用

1.3.7工件材料的切削加工性

复习思考题

第2章金属切削机床的基本知识

2.1机床的类型和基本构造

2.1.1切削机床的类型

2.1.2切削机床的基本构造

2.2机床的传动

2.2.1机床的机械传动

2.2.2机床的液压传动

复习思考题

第3章常用加工方法综述

3.1车床及其加工

3.1.1车床的种类和用途

3.1.2车床的组成

3.1.3车削的应用及其工艺特点

3.2铣床及其加工

3.2.1铣床的种类和用途

3.2.2铣床的组成

3.2.3铣削的应用及其工艺特点

3.3磨床及其加工

3.3.1磨床的种类和用途

3.3.2磨床的组成

3.3.3砂轮

3.3.4磨削的应用及其工艺特点

3.4钻床、镗床及其加工

3.4.1钻床及其加工

3.4.2镗床及其加工

3.5刨床、插床、拉床及其加工

3.5.1刨床及其加工

3.5.2插床及其加工

3.5.3拉床及其加工

复习思考题

第4章精密加工和特种加工

4.1精密加工

4.1.1研磨

4.1.2珩磨

4.1.3超级光磨

4.1.4抛光

4.2特种加工

4.2.1电火花加工

4.2.2电解加工

4.2.3超声波加工

4.2.4高能束加工

复习思考题

第5章典型表面加工分析

5.1外圆表面的加工

5.1.1外圆表面的结构特点和技术要求

5.1.2外圆表面的加工方案

5.2内圆表面的加工

5.2.1内圆表面的技术要求

5.2.2内圆表面的加工方案

5.3平面的加工

5.3.1平面的技术要求

5.3.2平面的加工方案

5.4成形表面的加工

5.4.1成形面的技术要求

5.4.2成形面加工方法的分析

5.5螺纹表面的加工

5.5.1螺纹的类型

5.5.2螺纹表面的技术要求

5.5.3螺纹表面的加工方法

5.6齿轮齿形的加工

5.6.1齿轮表面的技术要求

5.6.2齿轮表面的加工方法

复习思考题

第6章工艺过程的基本知识

6.1基本概念

6.1.1生产过程和工艺过程及其组成

6.1.2生产纲领和生产类型

6.2工件的安装和夹具

6.2.1工件的安装

6.2.2夹具简介

6.3工艺规程的拟定

6.3.1工艺规程的概念、作用、类型及格式

6.3.2制定工艺规程的基本要求、主要依据和制定步骤

6.3.3工艺规程的拟定

6.3.4定位基准的选择

6.3.5工艺路线的拟定

6.4典型零件工艺过程

6.4.1轴类零件的工艺过程

6.4.2盘套类零件的工艺过程

6.4.3箱体类零件的工艺过程

复习思考题

第7章零件结构的工艺性

7.1概述

7.2一般原则及实例分析

7.2.1便于装夹

7.2.2便于加工和测量

7.2.3尽量采用标准化参数

7.2.4保证加工质量和生产率

7.2.5合理规定表面的精度等级和粗糙度的数值

7.2.6合理采用零件的组合

复习思考题

第8章计算机辅助设计与制造

8.1概述

8.1.1计算机辅助设计

8.1.2计算机辅助制造

8.1.3计算机辅助工艺过程设计技术

8.2CAD/CAM技术的应用

8.3CAD/CAM技术的发展趋势

参考文献

《金属工艺学》是高等工科院校机械类各专业必修技术基础课的教材，它主要研究工程材料的性能及其对加工工艺的影响；各种成形工艺方法本身的规律及其在机械制造中的应用和相互联系；金属机件的加工工艺过程和结构工艺性。本书共分5篇。第1篇金属材料的基本知识，主要介绍金属材料的主要性能、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金、钢的热处理、常用金属材料及其选用等5个部分的内容。第2、3、4篇热成形工艺基础，主要介绍铸造成形、塑性成形、焊接成形三部分内容，系统阐述了各种热加工工艺方法及其特点、规律、应用与结构工艺性等内容。第5篇切削加工，主要介绍金属切削的基础知识、常用加工方法、典型表面加工分析等内容。本书适合普通高等院校机械、材料类专业本科生及相关专业大专院校学生使用，也可供有关工程技术人员参考。

《金属工艺学》共分为五篇。第一篇工程材料，主要介绍金属材料的主要性能、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金、钢的热处理、常用金属材料六个部分的内容。第二、三、四篇热成行工艺基础，主要介绍铸造成形、锻压成形、焊接成形三部分内容，系统阐述了各种热加工工艺方法、特点、规律、应用与结构工艺性等内容。第五篇冷成形工艺基础，主要介绍金属切削的基础知识、常用加工方法综述、典型表面加工分析等内容。本教材适合普通高等院校机械、材料类专业本科生及相关专业大专院校学生使用，也可供有关工程技术人员参考。