機械製造基礎

本書是根據高職高專人才培養目標的基本要求及課程的教學大綱組織編寫的。編寫總原則：從高職高專教育培養應用型人才的總目標出發，遵循“以應用為目的，以必需、夠用為度”，將傳統機械製造類課程以能力為中心進行了重新整合，大幅度刪減了理論性闡述及重複內容；以“掌握概念、強化應用、培養技能”為重點，與工程實際緊密結合，將課程內容的組織與實際技能的訓練有機融合在一起，培養學生建立工程概念，掌握機械製造的基本知識及分析工程問題的基本方法和機械製造的基本操作技能，為學習後續課程和今後從事機械製造、數控技術等相關崗位的工作奠定必要的基礎。全書內容包括互換性與測量技術、工程材料與熱處理、毛坯成形方法三個模塊共10個項目。每個項目內容的組織都由工程實例引入，每個模塊還配有相應的實驗及相應操作工種的訓練介紹，學後測評中設置了較多應用性題目，真正做到“項目引領”、“工學結合”。本書可作為高職高專機械類、機電類相關專業的教材，也可作為有關技術人員、技師、操作工、管理人員的培訓教材和參考書。

朱秀琳，南京工業職業技術學院機械工程學院副教授，2000年獲東南大學機械製造及其自動化專業碩士學位。在機械工程領域從教20年，主持專業及課程建設多年。主編教材2本，副主編及參編4本；發表教科研論文十餘篇。

緒論 （1）

模塊一 互換性與測量技術

項目1　尺寸公差與配合 （7）

任務1　認識標準及標準化 （7）

1.1.1　標準及標準化定義 （7）

1.1.2　標準化發展史 （8）

1.1.3　優先數和優先數系 （9）

任務2　掌握基本術語和定義 （11）

1.2.1　孔和軸 （11）

1.2.2　尺寸 （12）

1.2.3　尺寸偏差、公差及公差帶 （14）

1.2.4　配合 （15）

1.2.5　基準制 （16）

任務3　熟悉公差與配合的國家標準 （18）

1.3.1　標準公差系列 （18）

1.3.2　基本偏差系列 （21）

任務4　掌握優先和常用配合 （29）

1.4.1　優先、常用和一般用途的孔、軸公差帶 （29）

1.4.2　孔、軸的優先和常用配合 （30）

任務5　正確選擇尺寸公差與配合 （32）

1.5.1　選擇基準制 （32）

1.5.2　選擇公差等級 （33）

1.5.3　配合的選用 （35）

學後測評 （39）

項目2　幾何公差 （41）

任務1　熟悉幾何公差的基本名詞術語、特徵符號 （41）

2.1.1　幾何誤差對零件性能的影響 （41）

2.1.2　幾何公差的基本術語、特徵符號 （42）

2.1.3　幾何公差的標註 （43）

任務2　熟悉幾何公差與幾何誤差 （44）

2.2.1　形狀公差與形狀誤差 （45）

2.2.2　方向公差與方向誤差 （52）

2.2.3　位置公差與位置誤差 （58）

2.2.4　跳動公差與跳動誤差 （63）

2.2.5　方向、位置、跳動誤差及其評定 （65）

任務3　正確選用幾何公差 （67）

2.3.1　術語及定義 （67）

2.3.2　公差原則 （69）

2.3.3　幾何公差的選擇 （73）

學後測評 （80）

項目3　表面粗糙度 （83）

任務1　瞭解表面粗糙度主要術語及評定參數 （83）

3.1.1　表面粗糙度的主要術語 （83）

3.1.2　表面粗糙度的評定參數 （85）

任務2　識讀表面粗糙度的符號、代號及標註 （87）

任務3　正確選用表面粗糙度 （91）

3.3.1　表面粗糙度對零件功能的影響 （91）

3.3.2　表面粗糙度參數的選用 （92）

3.3.3　表面粗糙度參數值的選用 （92）

學後測評 （94）

項目4　質量檢測 （96）

任務1　幾何量檢測 （96）

4.1.1　相關知識概述 （96）

4.1.2　常用計量器具簡介 （100）

4.1.3　檢測形位誤差 （106）

4.1.4　檢測表面粗糙度 （111）

任務2　認識三座標測量機 （113）

4.2.1　三座標測量機概述 （114）

4.2.2　三座標測量機的主機 （116）

4.2.3　三座標測量機的測量系統 （118）

4.2.4　三座標測量機的控制系統 （122）

4.2.5　三座標測量機的軟件系統 （122）

4.2.6　MISTRAL070705型三座標測量機簡介 （124）

任務3　檢驗組織性能 （126）

4.3.1　緻密性檢驗 （127）

4.3.2　放射性檢驗 （127）

4.3.3　超聲波檢驗 （128）

4.3.4　磁粉探傷 （131）

4.3.5　滲透檢驗 （133）

任務4　認識計量檢驗工 （134）

4.4.1　計量檢驗概述 （134）

4.4.2　計量檢驗工工作內容 （135）

4.4.3　計量檢驗工工作注意事項 （137）

實驗1　尺寸誤差檢測 （139）

實驗2　形位誤差檢測 （139）

實驗3　表面粗糙度檢測 （140）

實驗4　超聲波檢測 （140）

學後測評 （140）

模塊二　工程材料與熱處理

項目5　金屬材料的性能 （141）

任務1　熟悉金屬材料的力學性能 （141）

5.1.1　強度 （142）

5.1.2　塑性 （145）

5.1.3　硬度 （145）

5.1.4　韌性 （147）

5.1.5　疲勞強度 （149）

任務2　瞭解金屬材料的工藝性能 （150）

5.2.1　鑄造性能 （150）

5.2.2　壓力加工性能 （150）

5.2.3　焊接性 （150）

5.2.4　切削加工性能 （151）

5.2.5　熱處理性能 （151）

實驗5　金屬材料強度和塑性的測定 （151）

實驗6　金屬材料硬度的測定 （151）

實驗7　金屬材料衝擊韌度的測定 （152）

學後測評 （152）

項目6　鐵碳合金 （154）

任務1　瞭解金屬的結構與結晶 （154）

6.1.1　純金屬的晶體結構 （154）

6.1.2　金屬的實際晶體結構 （156）

6.1.3　合金的晶體結構 （160）

6.1.4　純金屬的結晶過程及鐵的同素異構現象 （162）

任務2　瞭解金屬的塑性變形和再結晶 （165）

6.2.1　金屬的塑性變形 （165）

6.2.2　冷塑性變形對金屬性能與組織的影響 （168）

6.2.3　回覆與再結晶 （170）

6.2.4　金屬的熱塑性變形 （171）

任務3　掌握鐵碳合金相圖 （172）

6.3.1　鐵碳合金的基本組織 （172）

6.3.2　Fe-Fe3C相圖的運用 （173）

任務4　掌握碳素鋼的常用牌號及應用 （179）

6.4.1　碳鋼中常存元素對其性能的影響 （179）

6.4.2　碳素鋼的分類 （180）

6.4.3　碳素鋼的牌號及用途 （180）

任務5　熟悉鑄鐵及其熱處理 （184）

6.5.1　鑄鐵的分類及石墨化 （184）

6.5.2　灰鑄鐵 （186）

6.5.3　可鍛鑄鐵 （187）

6.5.4　球墨鑄鐵 （188）

實驗8　鐵碳合金的組織觀察 （188）

學後測評 （189）

項目7　鋼的熱處理 （191）

任務1　認識鋼的組織轉變 （191）

7.1.1　鋼在加熱時的組織轉變 （191）

7.1.2　鋼在冷卻時的組織轉變 （195）

7.1.3　過冷奧氏體的組織轉變類型 （199）

任務2　掌握鋼的常規熱處理方法 （203）

7.2.1　退火 （203）

7.2.2　正火 （205）

7.2.3　淬火 （205）

7.2.4　回火 （210）

任務3　熟悉鋼的表面熱處理方法 （213）

7.3.1　鋼的表面淬火 （214）

7.3.2　鋼的化學熱處理 （217）

任務4　瞭解熱處理新技術 （222）

7.4.1　真空熱處理 （222）

7.4.2　激光熱處理 （223）

7.4.3　形變熱處理 （223）

7.4.4　氣相沉積技術 （223）

任務5　熟悉熱處理工 （224）

7.5.1　熱處理工職業概況 （224）

7.5.2　熱處理工基本要求 （224）

實驗9　常規熱處理實驗 （228）

學後測評 （228）

項目8　其他常用工程材料 （230）

任務1　熟悉合金鋼 （230）

8.1.1　合金元素在鋼中的作用 （230）

8.1.2　合金鋼的分類及牌號 （232）

8.1.3　合金結構鋼 （233）

8.1.4　合金工具鋼 （236）

8.1.5　特殊性能鋼 （238）

任務2　熟悉非鐵金屬及其合金 （239）

8.2.1　鋁及鋁合金 （239）

8.2.2　銅及銅合金 （241）

8.2.3　滑動軸承合金簡介 （243）

8.2.4　粉末冶金材料簡介 （244）

任務3　瞭解非金屬材料 （245）

8.3.1　高分子材料 （245）

8.3.2　陶瓷 （247）

8.3.3　複合材料 （248）

學後測評 （249）

項目9　工程材料的選用及熱處理工藝設計 （250）

任務1　認識零件的失效 （250）

9.1.1　零件的失效分類 （250）

9.1.2　零件失效的主要因素 （251）

9.1.3　失效分析及其重要性 （251）

任務2　掌握機械零件選材的原則 （252）

9.2.1　滿足使用性能和工藝性能原則 （253）

9.2.2　防止出現失效事故原則 （253）

9.2.3　經濟性原則 （253）

任務3　掌握熱處理工藝設計方法 （254）

9.3.1　熱處理工藝與機械零件設計的關係 （255）

9.3.2　熱處理工藝與冷加工的關係 （256）

9.3.3　熱處理工藝設計的原則和步驟 （257）

任務4　典型零件的選材及熱處理工藝分析 （258）

9.4.1　齒輪 （258）

9.4.2　軸類零件 （259）

學後測評 （261）

模塊三　毛坯成形方法

項目10　毛坯成形技術及毛坯的選擇 （262）

任務1　熟悉鑄造及鑄工 （262）

10.1.1　鑄造工藝基礎 （263）

10.1.2　其他鑄造方法簡介 （270）

10.1.3　鑄工訓練基礎 （273）

任務2　熟悉鍛壓及鍛工 （274）

10.2.1　鍛壓工藝基礎 （274）

10.2.2　鍛壓方法簡介 （276）

10.2.3　鍛工訓練基礎 （282）

任務3　熟悉焊接及焊工 （283）

10.3.1　焊接工藝基礎 （283）

10.3.2　其他焊接方法簡介 （290）

10.3.3　焊工訓練基礎 （293）

任務4　正確選擇毛坯 （295）

10.4.1　毛坯生產方法的選擇原則 （295）

10.4.2　典型零件的毛坯選擇 （296）

學後測評 （297）