描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302462620丛书名: 清华大学基础工业训练系列教材
本书可作为高等理工科院校非机械类专业及部分理科专业学生的机械制造实习（金工实习）教材，也可供广播电视大学、职工大学、高职及高等专科学校选用,并可供有关专业的工程技术人员和技术工人参考。
目录
绪论
0.1金工实习的内容
0.1.1机械制造过程
0.1.2金工实习的内容和教学环节
0.2金工实习的目的和要求
0.2.1金工实习的目的
0.2.2金工实习的要求
第1章工程材料基础知识
1.1工程材料分类
1.1.1金属材料
1.1.2非金属材料
1.2金属材料性能
1.2.1金属材料的力学性能
1.2.2金属材料的工艺性能
1.3热处理基本概念
1.3.1退火与正火
1.3.2淬火与回火
1.3.3固溶热处理与时效处理
1.3.4表面淬火与化学热处理
复习思考题
第2章铸造
2.1铸造概述
2.2砂型的制造
2.2.1型砂
2.2.2模样
2.2.3造型
2.2.4造芯
2.2.5铸造工艺
2.3合金的熔炼与浇注
2.3.1铸造合金种类
2.3.2合金的熔炼
2.3.3浇注
2.4铸件的落砂、清理及缺陷分析
2.4.1落砂
2.4.2清理
2.4.3铸件缺陷分析
2.5特种铸造
2.5.1金属型铸造
2.5.2压力铸造
2.5.3低压铸造
2.5.4熔模铸造
2.5.5离心铸造
2.5.6消失模铸造
复习思考题
第3章锻压
3.1锻压概述
3.2锻造
3.2.1锻造方法分类
3.2.2坯料的加热
3.2.3自由锻锤
3.2.4自由锻的基本工序
3.2.5自由锻的变形工艺
3.2.6自由锻安全操作规程
3.3板料冲压
3.3.1冲床
3.3.2板料冲压的基本工序
3.3.3冲模
3.3.4数控冲压简介
3.3.5冲压操作安全技术
复习思考题
第4章焊接
4.1焊接概述
4.2焊条电弧焊
4.2.1弧焊机
4.2.2电焊条
4.2.3焊接接头形式和坡口形式
4.2.4焊接位置
4.2.5焊接工艺参数
4.2.6焊条电弧焊安全技术
4.3气体保护电弧焊
4.3.1钨极氩弧焊
4.3.2二氧化碳气体保护焊
4.4其他焊接方法
4.4.1气焊
4.4.2埋弧焊
4.4.3电阻焊
4.4.4钎焊
4.5热切割
4.5.1氧气切割
4.5.2等离子弧切割
4.6焊接变形和焊接缺陷分析
4.6.1焊接变形
4.6.2焊接缺陷与焊接检验
复习思考题
第5章切削加工基本知识
5.1切削加工概述
5.1.1切削加工的实质和分类
5.1.2机床的切削运动
5.1.3切削用量三要素
5.2切削刀具
5.2.1刀具材料
5.2.2刀具角度
5.2.3刀具的刃磨
5.3常用量具
5.3.1游标卡尺
5.3.2千分尺
5.3.3塞规与卡规
5.3.4百分表
5.3.5刀口形直尺
5.3.6塞尺
5.3.790°角尺
5.4零件技术要求简介
5.4.1表面粗糙度
5.4.2尺寸精度
5.4.3形状精度
5.4.4位置精度
复习思考题
第6章车工
6.1车工概述
6.2卧式车床
6.3卧式车床操作要点
6.3.1工件的安装
6.3.2车刀的安装
6.3.3刻度盘及其手柄的使用
6.3.4粗车和精车
6.3.5车床安全操作规程
6.4车削基本工作
6.4.1车端面
6.4.2车外圆及台阶
6.4.3钻孔和车孔
6.4.4车槽和车断
6.4.5车锥面
6.4.6车回转成形面
6.4.7车螺纹
6.4.8滚花
6.5车床附件
6.5.1四爪单动卡盘
6.5.2双顶尖、拨盘和卡箍
6.5.3心轴
6.5.4花盘、花盘弯板
6.5.5中心架
6.5.6跟刀架
复习思考题
第7章铣工、刨工和磨工
7.1铣工
7.1.1铣工概述
7.1.2普通铣床
7.1.3铣刀及其安装
7.1.4工件的安装
7.1.5铣床安全操作规程
7.1.6铣削基本工作
7.1.7齿轮齿形加工简介
7.2刨工
7.2.1刨工概述
7.2.2牛头刨床
7.2.3刨刀及其安装
7.2.4工件的安装
7.2.5牛头刨床安全操作规程
7.2.6刨削基本工作
7.2.7刨削类机床
7.3磨工
7.3.1磨工概述
7.3.2砂轮
7.3.3平面磨床及其工作
7.3.4外圆磨床及其工作
7.3.5内圆磨床及其工作简介
7.3.6磨床安全操作规程
复习思考题
第8章钳工
8.1钳工概述
8.1.1钳工工作范围
8.1.2钳工工作台和虎钳
8.1.3钳工安全操作规程
8.2划线
8.2.1划线的作用和种类
8.2.2划线工具及其用途
8.2.3划线基准
8.2.4划线操作
8.3锯削
8.3.1手锯
8.3.2锯削操作
8.4锉削
8.4.1锉刀
8.4.2锉削操作
8.5钻孔、扩孔和铰孔
8.5.1钻床
8.5.2钻孔
8.5.3扩孔
8.5.4铰孔
8.6攻螺纹和套螺纹
8.6.1攻螺纹
8.6.2套螺纹
8.7装配
8.7.1装配的作用
8.7.2装配的组合形式
8.7.3部件装配举例
8.7.4几种典型装配工作
8.7.5拆卸工作
复习思考题
第9章数控加工和特种加工
9.1数控加工及其程序编制基础
9.1.1数控加工概述
9.1.2数控机床坐标系
9.1.3手工编程
9.1.4自动编程
9.2数控车床加工
9.2.1数控车床概述
9.2.2数控车床加工工艺的制定
9.2.3数控车床程序格式及指令
9.2.4数控车床加工实例
9.3数控铣床加工
9.3.1数控铣床概述
9.3.2数控铣床加工工艺的制定
9.3.3数控铣床程序格式及指令
9.3.4数控铣床加工实例
9.4加工中心简介
9.4.1加工中心概述
9.4.2适宜加工中心加工的零件
9.5特种加工概述
9.5.1特种加工的产生与发展
9.5.2特种加工的特点
9.5.3特种加工的应用
9.6电火花加工
9.6.1电火花加工的原理
9.6.2电火花加工的应用
9.6.3数控电火花成形加工机床
9.6.4电火花成形加工实例
9.7线切割加工
9.7.1线切割加工的原理
9.7.2数控线切割加工机床
9.7.3数控线切割加工程序的编制
9.8超声波加工和激光加工
9.8.1超声波加工
9.8.2激光加工
复习思考题
第10章增材制造（3D打印）
10.1增材制造概述
10.1.1增材制造技术原理
10.1.2增材制造技术特点
10.1.3增材制造技术的工程应用
10.2增材制造工艺方法
10.2.1熔融沉积成形（FDM）工艺
10.2.2光固化成形（SL）工艺
10.2.3分层实体制造（LOM）工艺
10.2.4选择性激光烧结（SLS）工艺
10.3增材制造设备简介
10.3.1熔融沉积成形工艺设备
10.3.2选择性激光烧结成形工艺设备
10.4增材制造数据处理软件
10.4.1增材制造软件类型
10.4.2增材制造数据处理软件处理过程
复习思考题
第11章非金属制品成形与加工
11.1塑料制品的成形与加工
11.1.1塑料制品的成形
11.1.2塑料制品的加工
11.2橡胶制品的成形与加工
11.2.1橡胶制品的成形
11.2.2橡胶的切削加工
11.3工业陶瓷的成形与加工
11.3.1工业陶瓷的成形
11.3.2工业陶瓷的切削加工
11.4复合材料的成形与加工
11.4.1复合材料的成形
11.4.2复合材料的切削加工
复习思考题
第12章零件加工工艺及结构工艺性
12.1机械加工方法的选择
12.1.1外圆和内圆加工方法的选择
12.1.2平面加工方法的选择
12.2典型零件的加工工艺
12.2.1零件机械加工工艺的制定
12.2.2盘套类零件的加工工艺
12.2.3轴类零件的加工工艺
12.3零件的结构工艺性
12.3.1零件结构工艺性的概念
12.3.2切削加工结构工艺性举例
12.3.3装配结构工艺性举例
复习思考题
参考文献
机械制造实习(金工实习)是一门以实践教学为主的技术基础课，是高等理工科院校非机械类有关专业教学计划中重要的实践教学环节之一。本教材第2版出版以来，已经使用多年。在此期间，教育部工程材料及机械制造基础课程(金工课程)教学指导组发布了最新制订的普通高等学校非机械类专业机械制造实习(金工实习)课程教学基本要求，我校和国内许多高校工程实践教学基地建设取得丰硕成果，为本课程改革与建设提供了硬件条件支撑。为适应高校人才培养新要求，进一步提高教材的新颖性和实用性，特对第2版教材进行修订。这次修订注重总结近十年来我校及国内有关高校本课程教学改革实践经验，在第2版基础上进一步更新教学内容，精选常规加工方法内容，适度增加新技术新工艺内容，注重工程实践能力和创新思维能力培养，保持工程实践性课程教材的特色，为培养高素质人才服务。教材体现如下特点： (1) 符合教育部工程材料及机械制造基础课程(金工课程)教学指导组最新制订的普通高等学校非机械类专业机械制造实习(金工实习)课程教学的基本要求，总结我校及国内有关高校本课程教学改革实践经验，体现该课程教学的基本经验。(2) 不仅注重学生获取知识、分析与解决工程技术实际问题能力的培养，而且力求体现对学生工程素质与创新思维能力的培养。(3) 精选常规加工方法内容，适度引入材料成形和加工新技术、新工艺，以适应现代制造技术的发展。(4) 教材保持原有叙述简练、深入浅出，直观形象、图文并茂，实用性强、方便自学等特点，名词术语和计量单位采用最新国家标准和行业标准。本书由清华大学基础工业训练中心组织编写。参加编写工作的教师有： 李双寿(第1章)、汤彬(第2、11章)、姚启明(第3章)、严绍华(绪论及第4章)、李生录(第5、8章)、徐伟国(第6、7、12章)、左晶(第9章)、张秀海(第10章)，并由严绍华担任主编，汤彬、徐伟国担任副主编。由于编者水平所限，书中难免有缺点与不妥之处，恳请读者批评指正。
编者2016年9月
第2版前言
本教材第1版出版以来，已经使用多年。在此期间，尤其是进入21世纪以来，全国金工系列课程改革取得一系列重要成果，许多高校进一步重视实践教育，加强实践教学基地建设，金工实习基地条件出现了很大的发展和变化。为适应新的教育改革形势和高校人才培养新的要求，特对第1版教材进行修订。本教材经修订具有以下特点： 1 符合教育部机械基础课程教学指导分委员会金工课程教学指导小组制定的《普通高等学校工程材料及机械制造基础系列课程教学基本要求》和《重点高等工科院校金工系列课程改革指南》的精神。考虑到多数院校现有的实习基地条件，本教材在介绍常规机械制造方法基础上，适量增加了常用的机械制造先进技术的内容，如数控加工、特种加工、非金属材料加工等。2 不仅注重学生获取知识和分析问题能力的培养，而且力求体现对学生工程素质和创新思维能力的培养。3 各章后的复习思考题体现了教学基本要求，以便帮助学生明确实习要求和掌握重点内容。4 名词术语和计量单位采用最新国家标准和行业标准。5 保持本书第1版重点突出、叙述简练、图文并茂、实用性强、方便自学等特点。本书由清华大学金属工艺学教研室组织编写。参加编写工作的教师有： 李双寿（第1章）、姚启明（第2章）、李家枢（第3章）、严绍华（第4章）、张学政（绪论及第6、7、10、11章）、王坦（第5、8章）、左晶（第9章），并由严绍华担任绪论和前4章主编，张学政担任后7章主编。本书可作为高等工科院校本科非机类专业及部分理科专业、人文专业学生的金工实习教材，也可作为广播电视大学、职工大学、高职及专科学校进行金工实习或金属工艺学教学的参考书。由于编者水平所限，书中难免有错误与不妥之处，恳请读者批评指正。
编者2005年6月
第1版前言
本书根据《工程材料和机械制造基础》课程指导小组制定的金工实习教学基本要求，结合我校多年来金工实习教学实践，在我校原金属工艺学实习讲义的基础上修订而成。金工实习是工科高等院校对学生进行工程训练的重要实践环节之一，它是一门传授机械制造基础知识和技能的技术基础课。本书着重介绍金属的主要成形方法和加工方法、毛坯制造和零件加工的一般工艺过程，所用设备的构造、工作原理和使用方法，所用材料、工具、附件与刀具及安全技术等。本书编写中力求突出重点和讲求实用，强调可操作性和便于自学，供学生在金工实习期间预习和复习时使用。各章后的复习思考题体现了教学基本要求，可帮助学生明确实习要求和掌握重点内容。本书由清华大学金属工艺学教研室组织编写。参加编写工作的教师有： 严绍华（第1、4章）、曹聿（第2章）、李家枢（第3章）、张学政（第5、7、8章及绪论）、马二恩（第6、9章），并由严绍华担任绪论和前4章主编，张学政担任后5章主编。金问楷、龚国尚等同志分别对本书讲义初稿进行了审阅，在此表示衷心的感谢。本书可作为高等工科院校本科非机类专业及部分理科专业学生的金工实习教材，也可作为广播电视大学、职工大学、专科学校及中等专业学校进行金工实习或金属工艺学教学的参考书。由于编者水平所限，书中难免有错误与不妥之处，恳请读者批评指正。
编者
3.1锻 压 概 述对金属坯料施加冲击力或压力，使之产生塑性变形，以改变其尺寸、形状，并改善其性能的加工方法称为锻压。它是锻造和冲压的总称，其制件称为锻件或冲压件。锻造是制造机械零件毛坯的重要方法之一,在一定的条件下也可直接生产机械零件。金属材料经过锻造后，其内部成分更加均匀，组织更加致密，晶粒得到细化，从而使其强韧性有所提高。所以各种机械上的传动零件，如主轴、传动轴、齿轮、凸轮、曲柄、连杆等，大都以锻件为毛坯。但由于锻造属于固态成形，因而锻件的形状一般不能太复杂，尤其难以锻出具有复杂内腔的锻件。板料冲压是利用装在压力机上的模具对板料施压，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得零件或毛坯的加工方法。冲压是金属板料成形的主要方法，在各类机械、仪器仪表、电子器件、电工器材以及家用电器、生活用品制造中，都占有重要地位。冲压件具有刚性好、质量轻、尺寸精度和表面光洁程度高等优点，但其模具结构复杂，制造成本高，而且，生产一个冲压件往往需要多副模具，因此，板料冲压一般只适用于大批量生产的条件。金属的锻压性能以其塑性和变形抗力综合衡量。塑性是指金属产生不可逆永久变形的能力，变形抗力是指在变形过程中金属抵抗工具(如锤头、模具)作用的力。显然，金属的塑性越好，变形抗力越小，锻压性能越好。金属的锻压性能首先决定于其化学成分和内部组织。例如，钢的碳质量分数越低，锻压性能越好； 铸铁由于碳质量分数太高，塑性太差而不能锻压。同时，锻压性能还与金属变形时的温度、内部的应力状态及变形速率等加工条件有关。例如，将钢加热到800℃以上时，与在常温状态下相比，其塑性明显提高，变形抗力大大降低。因此，钢的锻造都是在加热到红热状态下进行的。各种板材的冲压加工，除中厚板(6~8mm以上)需加热进行外，通常的薄板(板料厚度大都不超过1~2mm)冲压都在常温状态下进行。因此，适于薄板冲压的材料主要是具有良好塑性和较低变形抗力的低碳钢及铝、铜等有色金属。3.2锻造3.2.1锻造方法分类
锻造方法有自由锻、模锻和胎模锻三大类。自由锻是将坯料直接放在锻造设备的上、下抵铁之间施加锻压力，并借助于简单的通用性工具，使之产生塑性变形的锻造方法，适用于单件和小批量生产的条件。自由锻又分为锤上自由锻和液压机上自由锻。一般中小型锻件采用锤上自由锻，即在锻锤上锻造，大型锻件要在液压机(主要是水压机)上锻造。模锻是将坯料放在固定于模锻设备的锻模模膛内，使坯料受压而变形的锻造方法，又分为锤上模锻和各种压力机上的模锻。模锻时，生产每一种锻件，都要制造一副至几副专用的模具，因而模锻只适用于大批量或较大批量生产的条件。另外，受模膛容积和锻压力的限制，模锻以生产小型锻件为主。胎模锻是一种介于自由锻和模锻之间的锻造方法，采用简单的非固定模具，在自由锻设备上生产小型模锻件，适用于中、小批量的生产条件。3.2.2坯料的加热如前所述，加热可以改善金属的锻造性能。加热后锻造，可以用较小的锻压力使坯料产生较大，甚至很大的变形而不破裂。1. 锻造温度范围材料适于锻造的最高温度称为该材料的始锻温度。坯料的加热温度若超过始锻温度，则会造成过热、过烧等加热缺陷。在锻造过程中，坯料随着温度的不断下降，塑性越来越差，变形抗力越来越大，以致越来越难以继续锻造。各种材料允许进行锻造的最低温度称为该材料的终锻温度。如果在终锻温度以下继续锻造，不仅变形困难，而且可能造成坯料开裂或模具、设备损坏。从始锻温度到终锻温度的温度区间称为锻造温度范围。中碳钢的锻造温度范围为1200~800℃。2. 加热方法按使用的燃料不同，锻造坯料的加热方法有煤炉加热、油炉加热和电炉加热。煤炉加热是最传统的加热方法，但其加热效率低，对环境污染严重，在现代化生产中正逐步减少使用，而日益广泛地采用电炉加热。加热炉的种类很多，煤炉加热多采用反射炉，油炉加热多采用室式炉，电炉加热则多采用箱式电炉或感应电炉。3. 钢的加热缺陷(1) 氧化与脱碳钢是铁与碳的合金。钢料表层的铁原子和碳原子在高温下极易与炉气中的O2、CO2、H2O作用，生成氧化皮(其成分为FeO、Fe3O4、Fe2O3等)，并造成脱碳层(碳与氧结合生成CO)。氧化皮的生成不仅使钢料烧损(坯料每加热一次，氧化烧损量占料重的2%~3%)，而且使锻件表面粗糙。氧化皮还对炉底有腐蚀作用。脱碳使锻件表层软化，强度和耐磨性降低； 脱碳严重的钢料在锻造过程中易发生龟裂。但是，如果脱碳层的厚度小于锻件的加工余量，则对零件没有什么实际危害。(2) 过热与过烧钢料加热超过始锻温度或在高温下停留时间过长，会引起晶粒长大，即晶粒互相合并形成粗大晶粒，这种现象称为过热。过热的钢料锻造时塑性有所降低，晶粒粗大的锻件力学性能较差，影响零件的使用。同时，过热还往往加重氧化和脱碳。如果把钢料加热到高于始锻温度过多，甚至接近熔点的温度，晶粒边界会发生严重氧化甚至局部熔化的现象，称为过烧。过烧的钢料晶粒间的联系遭到破坏，锻打时必然碎裂。
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