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第1部分 制造基础理论与技术1

第1章 制造技术及其发展1

1.1 制造及相关概念1

1.1.1 制造1

1.1.2 制造业与制造技术2

1.1.3 制造系统2

1.1.4 制造模式2

1.2 制造技术的发展3

1.2.1 制造创造了人类3

1.2.2 制造技术的发展：四次技术革命4

1.2.3 制造业发展的教训5

1.3 机械制造的过程6

1.3.1 广义的制造过程6

1.3.2 狭义的制造过程7

1.4 现代制造技术8

1.4.1 主要内容8

1.4.2 形成过程9

1.4.3 发展特点9

1.4.4 发展趋势11

第2章 工程材料13

2.1 材料的种类及成形13

2.1.1 材料的种类13

2.1.2 材料的制备与加工13

2.2 金属材料15

2.2.1 钢15

2.2.2 铸铁15

2.2.3 有色金属16

2.3 非金属材料16

2.4 材料的性能17

2.4.1 力学性能17

2.4.2 材料的物理、化学及工艺性能19

第3章 切削加工基础知识21

3.1 切削运动21

3.1.1 主运动21

3.1.2 进给运动21

3.1.3 切削表面22

3.1.4 切削用量22

3.2 刀具材料23

3.2.1 对刀具材料的基本要求23

3.2.2 常用刀具材料23

3.3 刀具结构25

3.3.1 车刀的组成25

3.3.2 车刀角度26

第4章 生产管理与安全生产28

4.1 国家有关工业安全法规28

4.2 机械工程安全29

4.2.1 机械危害29

4.2.2 危险性大的机械设备30

4.2.3 机械伤害的形式31

4.2.4 机械事故的原因32

4.3 用电安全常识33

4.3.1 触电33

4.3.2 电气火灾及爆炸33

4.3.3 用电安全技术措施33

4.4 防火与化工安全34

4.4.1 火的来源与类型34

4.4.2 防火措施34

4.4.3 灭火35

4.4.4 化学药品和危险物料常识35

复习思考题36

参考文献36

第2部分 材料成形37

第5章 铸造37

5.1 铸造的概念及发展37

5.1.1 铸造的概念37

5.1.2 铸造的发展37

5.1.3 铸造的分类37

5.1.4 铸造生产的特点38

5.2 合金的铸造性能38

5.2.1 合金的流动性38

5.2.2 合金的凝固与收缩38

5.2.3 缩孔与缩松39

5.2.4 铸造应力40

5.2.5 变形及裂纹41

5.3 砂型铸造42

5.3.1 概念与工艺流程42

5.3.2 型砂及芯砂42

5.3.3 造型方法43

5.3.4 铸造工艺设计44

5.4 特种铸造47

5.4.1 金属型铸造47

5.4.2 压力铸造47

5.4.3 熔模（失蜡）铸造47

5.4.4 离心铸造48

5.5 铸件结构48

5.5.1 铸造工艺对铸件结构的要求48

5.5.2 合金的铸造性能对铸件结构的要求48

第6章 锻压50

6.1 金属压力加工50

6.1.1 金属的可锻性50

6.1.2 压力加工的分类51

6.1.3 金属塑性变形51

6.1.4 锻压概述52

6.2 锻造53

6.2.1 自由锻53

6.2.2 模锻55

6.2.3 胎模锻57

6.3 冲压58

6.3.1 板料冲压的特点58

6.3.2 板料冲压的基本工序58

6.3.3 冲压件的构造工艺性59

第7章 焊接61

7.1 焊接基础理论61

7.1.1 基本概念61

7.1.2 金属材料的焊接性62

7.1.3 焊接应力与焊接变形62

7.2 金属熔焊64

7.2.1 熔焊的冶金特点64

7.2.2 焊接接头金属组织与性能的变化64

7.2.3 提高焊接接头质量的措施65

7.3 电弧焊65

7.3.1 焊条电弧焊65

7.3.2 埋弧焊66

7.3.3 气体保护焊68

7.4 其他焊接方法69

7.4.1 电渣焊69

7.4.2 摩擦焊69

7.4.3 等离子弧焊69

7.4.4 电阻焊69

7.4.5 钎焊71

7.5 常用金属材料的焊接71

7.5.1 常用钢材的焊接71

7.5.2 铸铁件的补焊71

7.5.3 有色金属及其合金的焊接72

7.6 焊接结构设计72

7.6.1 焊件选择的原则72

7.6.2 焊件的结构工艺73

第8章 热处理和表面处理76

8.1 热处理概述76

8.1.1 热处理工艺特点76

8.1.2 热处理的分类77

8.1.3 热处理常用设备及其使用77

8.2 钢的常用热处理78

8.2.1 退火与正火78

8.2.2 淬火78

8.2.3 回火79

8.2.4 钢的表面热处理80

8.3 金属常用表面处理技术80

8.3.1 表面机械强化80

8.3.2 转化膜处理81

复习思考题83

参考文献83

第3部分 钳工与装配85

第9章 测量及量具85

9.1 零件的加工质量85

9.1.1 尺寸精度85

9.1.2 形状和位置精度85

9.1.3 表面粗糙度88

9.2 常用量具简介88

9.2.1 钢直尺88

9.2.2 游标卡尺89

9.2.3 千分尺90

9.2.4 卡钳91

9.2.5 塞规和卡规91

9.2.6 百分表和千分表92

9.2.7 塞尺93

9.2.8 直角尺和游标万能角度尺93

第10章 钳工95

10.1 钳工概述95

10.2 划线95

10.2.1 划线的作用和种类95

10.2.2 常用划线工具96

10.2.3 划线基准99

10.2.4 划线过程100

10.3 锯削、锉削与錾削102

10.3.1 锯削102

10.3.2 锉削105

10.3.3 錾削109

10.4 钻孔、扩孔与铰孔114

10.4.1 钻床的种类114

10.4.2 钻头与钻孔方法115

10.4.3 钻头的刃磨117

10.4.4 扩孔117

10.4.5 铰孔118

10.4.6 锪孔及锪端面118

10.5 攻、套螺纹119

10.5.1 攻螺纹119

10.5.2 套螺纹121

10.6 刮削和研磨122

10.6.1 刮削122

10.6.2 研磨126

第11章 装配129

11.1 装配基础129

11.1.1 装配的概念129

11.1.2 装配工作的要求129

11.2 典型组件装配方法130

11.3 拆卸工作的要求134

复习思考题134

参考文献135

第4部分 金属切削136

第12章 车削加工136

12.1 基础知识136

12.2 车床137

12.2.1 卧式车床137

12.2.2 立式车床139

12.2.3 转塔车床139

12.3 工件的装夹及车床附件140

12.3.1 卡盘装夹140

12.3.2 顶尖装夹142

12.3.3 心轴装夹142

12.3.4 花盘装夹142

12.3.5 中心架及跟刀架的使用143

12.4 车刀144

12.4.1 车刀的种类144

12.4.2 车刀的刃磨145

12.4.3 车刀的安装145

12.5 车削操作的要领146

12.5.1 刻度盘的原理及应用146

12.5.2 车削的步骤146

12.6 典型车削操作147

12.6.1 车端面147

12.6.2 车外圆和台阶148

12.6.3 切槽、切断、车成形面和滚花149

12.6.4 车圆锥面152

12.6.5 孔加工153

12.6.6 车螺纹154

12.7 车削综合实例156

第13章 铣削加工157

13.1 基础知识157

13.2 铣床158

13.2.1 卧式万能升降台铣床158

13.2.2 立式升降台铣床158

13.2.3 龙门铣床159

13.3 常用铣床附件159

13.3.1 平口钳159

13.3.2 回转工作台159

13.3.3 万能立铣头160

13.3.4 万能分度头160

13.3.5 分度方法161

13.4 铣刀及安装161

13.4.1 常用铣刀的种类和应用161

13.4.2 铣刀的安装162

13.5 典型的铣削操作163

13.5.1 铣平面163

13.5.2 铣沟槽165

13.5.3 铣螺旋槽166

13.5.4 铣成形面167

13.6 铣削综合实例167

第14章 刨削加工169

14.1 基础知识169

14.2 刨床170

14.2.1 牛头刨床170

14.2.2 龙门刨床171

14.2.3 插床171

14.3 刨刀及工件安装172

14.3.1 刨刀的结构与种类172

14.3.2 工件的安装173

14.4 典型的刨削操作173

14.4.1 刨水平面173

14.4.2 刨垂直面和斜面174

14.4.3 刨沟槽174

14.5 刨削综合实例175

第15章 磨削加工178

15.1 基础知识178

15.2 磨床179

15.2.1 外圆磨床179

15.2.2 平面磨床180

15.2.3 内圆磨床181

15.3 砂轮及工件安装182

15.4 典型的磨削操作183

15.4.1 外圆磨削183

15.4.2 内圆磨削184

15.4.3 平面磨削184

15.5 磨削综合实例184

第16章 齿轮加工186

16.1 成形法186

16.2 展成法187

16.2.1 插齿加工187

16.2.2 滚齿加工188

复习思考题189

参考文献190

第5部分 数控加工与先进制造191

第17章 数控车削191

17.1 数控加工概述191

17.1.1 数控程序编制的定义191

17.1.2 数控程序编制的方法192

17.1.3 数控机床的分类194

17.1.4 数控加工的特点195

17.1.5 安全操作规程196

17.2 数控车削197

17.2.1 数控机床的工作原理197

17.2.2 数控车床分类198

17.2.3 数控车床加工对象199

17.2.4 数控车床的操作200

17.3 数控机床程序代码标准203

17.3.1 数控程序结构203

17.3.2 准备功能字G205

17.3.3 尺寸字210

17.3.4 进给功能字F210

17.3.5 主轴转速功能字S210

17.3.6 刀具功能字T210

17.3.7 辅助功能字M210

17.4 数控车削加工实例211

17.4.1 数控加工顺序安排原则211

17.4.2 加工路线的确定211

17.4.3 加工实例212

第18章 数控铣削217

18.1 数控铣床217

18.1.1 数控铣床概述217

18.1.2 数控铣床分类217

18.1.3 数控铣床的主要加工对象218

18.1.4 数控铣床操作218

18.2 加工中心219

18.2.1 加工中心的定义219

18.2.2 加工中心的工作原理219

18.2.3 加工中心的特点220

18.2.4 加工中心的分类220

18.2.5 刀具管理221

18.3 数控铣削加工实例222

第19章 特种加工229

19.1 特种加工概述229

19.1.1 特种加工的概念229

19.1.2 特种加工的特点229

19.1.3 特种加工的分类229

19.2 电火花加工230

19.2.1 电火花加工的基本原理230

19.2.2 电火花加工的特点231

19.2.3 电火花加工的分类及应用231

19.2.4 电火花加工机床232

19.3 电火花线切割加工234

19.3.1 电火花线切割加工的基本原理234

19.3.2 电火花线切割加工的特点234

19.3.3 电火花线切割加工的应用235

19.3.4 电火花线切割机床235

19.3.5 电火花线切割数控编程238

19.4 激光加工240

19.4.1 激光加工的基本原理240

19.4.2 激光加工的特点240

19.4.3 激光加工的应用241

19.4.4 激光加工的基本设备242

19.5 超声波加工243

19.5.1 超声波加工的基本原理243

19.5.2 超声波加工的特点244

19.5.3 超声波加工的应用244

19.5.4 超声波加工设备245

第20章 精密与超精密加工技术247

20.1 概述247

20.1.1 精密与超精密加工的概念247

20.1.2 精密与超精密加工技术的特点247

20.1.3 精密与超精密加工的重要性248

20.2 精密与超精密加工的主要方法249

20.2.1 超精密切削加工249

20.2.2 超精密磨削加工251

20.2.3 超精密研磨252

20.2.4 超精密抛光253

20.3 精密与超精密加工的机床设备255

20.3.1 精密主轴部件255

20.3.2 机床的总体布局257

20.3.3 导轨258

20.3.4 进给驱动系统259

20.3.5 微量进给装置260

第21章 柔性制造系统261

21.1 柔性制造系统的基本概念261

21.2 柔性制造系统的分类262

21.3 柔性制造系统的组成263

21.4 柔性制造系统中的机床特点265

21.5 柔性制造系统应具备的功能266

第22章 逆向工程与快速成型技术267

22.1 逆向工程267

22.1.1 逆向工程系统的组成267

22.1.2 逆向工程的应用268

22.1.3 逆向工程设计制造的工作流程269

22.1.4 逆向工程的关键技术270

22.1.5 三坐标测量271

22.1.6 激光扫描273

22.2 快速成型技术275

22.2.1 快速成型的成型原理275

22.2.2 快速成型的工艺过程276

22.2.3 快速成型技术的特点276

22.2.4 快速成型制造工艺的分类277

22.2.5 分层实体制造工艺278

22.3 三维打印280

22.3.1 三维打印快速成型的工艺流程280

22.3.2 三维打印快速成型工艺的特点281

复习思考题282

参考文献283

第6部分 PLC电气控制基础285

第23章 自动化（PLC）实训285

23.1 PLC概述285

23.1.1 PLC的定义285

23.1.2 PLC的分类286

23.1.3 PLC的特点286

23.1.4 PLC的应用领域287

23.1.5 PLC的工作原理288

23.1.6 PLC的主要技术指标289

23.2 实训平台简介290

23.2.1 CPU 224型PLC外形及端子介绍290

23.2.2 CPU 224型PLC结构及性能指标292

23.2.3 CPU 224型PLC的工作方式293

23.2.4 工程训练中心PLC实训平台简介294

23.3 STEP 7—Micro/WIN编程软件简介295

23.3.1 编程软件STEP 7—Micro/WIN的安装295

23.3.2 STEP 7—Micro/WIN编程软件的主要功能295

23.3.3 建议S7—200 CPU的通信296

23.3.4 STEP 7—Micro/WIN窗口组件297

23.4 基本逻辑指令实训298

23.4.1 梯形图（Ladder Diagram）程序设计语言298

23.4.2 点亮一只LED指示灯实训298

23.4.3 逻辑与、或、非实训299

23.4.4 学生自主设计299

23.5 自锁、互锁电路设计299

23.5.1 自锁电路299

23.5.2 互锁电路300

23.5.3 自主设计301

23.6 定时器指令301

23.6.1 定时器指令介绍301

23.6.2 三种定时器指令实训302

23.6.3 通电延时定时器（TON）实训302

23.6.4 自主设计303

23.7 计数器指令303

23.7.1 计数器指令介绍303

23.7.2 三种计数器指令实训303

23.7.3 计数器的扩展（即乘法器）304

23.7.4 自主设计304

23.8 比较指令305

23.8.1 比较指令介绍305

23.8.2 比较指令与定时器相结合305

23.8.3 比较指令与计数器相结合306

23.8.4 自主设计306

23.9 数据处理指令306

23.9.1 数据传送指令306

23.9.2 移位指令307

23.9.3 应用举例308

23.9.4 自主设计310

复习思考题310

参考文献310