作为关乎国计民生的基础性与战略性产业，机械制造的核心基础知识是工科学生构建完整知识体系的重要基石。为此，本书以工程材料、材料成形、切削加工、机械精度设计与检测、生产管理五大核心知识模块为框架，系统构建机械制造的基础知识体系。全书共9章，具体涵盖以下内容：绪论、工程材料及其改性技术、材料成形、切削加工、增材制造（3D打印）、机械精度设计与检测技术、智能制造、典型零部件的制造实例以及生产管理。本书系统整合了传统机械制造的核心内容，并纳入了增材制造与智能制造等前沿技术，体现了知识体系的基础性、系统性与时代性。
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目录
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第1章 绪论 1
1.1 机械制造相关的概念 1
1.2 机械制造中的关键技术 2
1.2.1 材料 2
1.2.2 工艺 4
1.2.3 装备 5
1.2.4 质量控制 6
1.2.5 生产管理 7
1.3 机械制造的历史与现状 8
1.3.1 机械制造的起源 8
1.3.2 机械制造与工业革命 10
1.3.3 机械制造的发展与变革 11
1.3.4 机器人与自动化 13
1.4 机械制造的未来与发展趋势 14
1.4.1 “工业4.0”与《中国制造2025》 14
1.4.2 先进材料与制造 15
1.4.3 可持续制造 15
1.4.4 绿色制造 16
1.4.5 智能制造 16
1.4.6 柔性制造 17
思考与习题 17
第2章 工程材料及其改性技术 18
2.1 工程材料的使用性能及指标 18
2.1.1 强度 19
2.1.2 塑性 20
2.1.3 弹性模量 21
2.1.4 硬度 21
2.1.5 韧性 22
2.2 工程材料的分类及特点 24
2.2.1 金属材料 24
2.2.2 高分子材料 26
2.2.3 陶瓷材料 28
2.2.4 复合材料 29
2.2.5 功能材料及新材料 29
2.3 金属晶体缺陷与强化途径 30
2.3.1 理想纯金属晶体结构 31
2.3.2 点缺陷与固溶强化 32
2.3.3 线缺陷与位错强化 33
2.3.4 面缺陷与细晶强化 33
2.3.5 体缺陷与第二相强化 34
2.4 金属材料热处理 34
2.4.1 热分析法与合金相图 35
2.4.2 等温转变曲线（C曲线） 39
2.4.3 常规热处理方法 41
2.4.4 表面热处理 44
2.5 零件失效分析及选材原则 45
2.5.1 变形失效 46
2.5.2 断裂失效 46
2.5.3 磨损失效 46
2.5.4 腐蚀失效 47
2.5.5 零件选材的一般原则 47
2.5.6 零件选材的主要依据 47
思考与习题 48
第3章 材料成形 49
3.1 铸造成形 49
3.1.1 铸造原理 50
3.1.2 砂型铸造 55
3.1.3 金属型铸造 58
3.1.4 壳型铸造 58
3.1.5 石膏型铸造 58
3.1.6 陶瓷型铸造 59
3.1.7 熔模铸造 59
3.1.8 消失模铸造 59
3.1.9 真空吸铸 60
3.1.10 V法（负压）造型 60
3.1.11 低压铸造 61
3.1.12 压力铸造 61
3.1.13 挤压铸造 62
3.1.14 离心铸造 63
3.1.15 铸件结构工艺性 63
3.2 塑性成形 65
3.2.1 塑性成形原理 65
3.2.2 体积塑性成形 71
3.2.3 板料冲压成形 74
3.2.4 锻造设备 78
3.2.5 塑性成形结构工艺性 80
3.3 焊接 80
3.3.1 焊接理论基础 81
3.3.2 熔焊 86
3.3.3 钎焊 87
3.3.4 压焊 88
3.3.5 焊接结构工艺性 89
3.4 非金属及复合材料成型 90
3.4.1 工程塑料件的成型 90
3.4.2 陶瓷成型 91
3.4.3 复合材料成型 92
思考与习题 93
第4章 切削加工 94
4.1 切削基础理论 95
4.1.1 切削运动及工件的定位与夹紧 95
4.1.2 典型刀具及其构造 97
4.1.3 切削过程及其物理现象 100
4.1.4 切削经济性 104
4.2 回转体表面加工（车削） 106
4.3 平面（成形面）沟槽加工（铣、刨、插） 108
4.3.1 铣削 108
4.3.2 刨削 110
4.3.3 插削 111
4.4 孔加工（钻、扩、铰、镗、拉） 112
4.4.1 钻孔 112
4.4.2 扩孔 113
4.4.3 铰孔 113
4.4.4 镗削 114
4.4.5 拉削 114
4.5 精密加工与超精密加工（磨削、研磨、珩磨、抛光） 115
4.5.1 磨削 115
4.5.2 研磨 116
4.5.3 珩磨 116
4.5.4 抛光 117
4.6 非常规加工方法 117
4.6.1 电解加工 117
4.6.2 超声波加工 118
4.6.3 电铸加工 118
4.6.4 电火花与线切割 119
4.6.5 电子束加工和离子束加工 119
4.6.6 光刻加工 119
4.6.7 激光加工 120
4.7 切削零件设计的结构工艺性 120
思考与习题 121
第5章 增材制造（3D打印） 122
5.1 概述 122
5.1.1 基本概念 122
5.1.2 发展历程 122
5.1.3 我国增材制造技术的
发展与现状 123
5.1.4 增材制造的技术特点 124
5.1.5 增材制造工艺分类 125
5.2 铺粉及送粉增材制造技术 126
5.2.1 激光选区烧结 126
5.2.2 激光选区熔化 128
5.2.3 激光工程净成形 131
5.2.4 电子束选区熔化 134
5.2.5 黏合剂喷射成形 136
5.3 丝线材送进增材制造技术 138
5.3.1 熔融沉积成形 138
5.3.2 电子束自由成形 140
5.3.3 电弧熔丝增材制造 142
5.4 层片材料堆叠增材制造技术 144
5.4.1 叠层实体制造 144
5.4.2 超声波增材制造技术 147
5.5 液态材料喷射或固化
增材制造技术 148
5.5.1 微滴喷射技术 148
5.5.2 光固化成形工艺 150
思考与习题 153
第6章 机械精度设计与检测技术 154
6.1 互换性概述 154
6.1.1 互换性的含义 154
6.1.2 互换性的种类 154
6.1.3 互换性的作用 155
6.1.4 实现互换性的技术途径 155
6.2 尺寸精度设计与检测 155
6.2.1 极限与配合的基本术语及定义 155
6.2.2 标准公差系列 158
6.2.3 基本偏差系列及配合制 159
6.2.4 极限与配合在图样上的
标注 161
6.2.5 极限与配合的选用 161
6.2.6 光滑工件尺寸的检测 163
6.3 几何精度设计与检测 165
6.3.1 几何公差的特征项目及
标注 165
6.3.2 形状公差及其公差带特征 166
6.3.3 方向公差及其公差带特征 168
6.3.4 位置公差及其公差带特征 170
6.3.5 跳动公差及其公差带特征 172
6.3.6 几何误差检测 173
6.4 表面结构与检测 174
6.4.1 表面粗糙度的评定 174
6.4.2 表面粗糙度轮廓参数的选用 175
6.4.3 表面结构的标注 176
6.4.4 表面粗糙度的检测 177
6.5 典型零部件精度设计与检测 177
6.5.1 滚动轴承配合的精度设计 177
6.5.2 键、花键配合的精度设计 179
思考与习题 182
第7章 智能制造 184
7.1 智能制造概述 184
7.1.1 智能制造的定义与特征 184
7.1.2 智能制造的发展历程 186
7.1.3 智能制造的体系架构 187
7.1.4 智能制造的未来发展趋势 189
7.2 智能制造核心技术 190
7.2.1 智能传感与数据处理技术 190
7.2.2 智能加工技术 194
7.2.3 工业机器人 197
7.2.4 智能控制技术 199
7.2.5 工业互联网平台 202
7.3 智能制造应用场景 204
7.3.1 智能制造系统 204
7.3.2 智能制造装备 205
7.3.3 智能制造服务 206
7.3.4 智能制造工厂 207
7.4 智能制造应用案例 208
7.4.1 西门子数字工厂 208
7.4.2 GE航空 209
7.4.3 中国海尔 210
思考与习题 211
第8章 典型零部件的制造实例 212
8.1 航空发动机叶片制造 212
8.1.1 钛合金空心风扇叶片超塑成形/扩散连接 212
8.1.2 钛合金压气机叶片等温锻造成形 214
8.1.3 镍基单晶涡轮叶片铸造成形 215
8.1.4 树脂基复合材料叶片制造技术 217
8.1.5 金属基复合材料叶片制造技术 218
8.2 微纳加工与芯片制造 218
8.2.1 芯片的基本原理 218
8.2.2 单晶硅制备及晶圆加工 220
8.2.3 氧化 221
8.2.4 光刻 221
8.2.5 刻蚀 222
8.3 高压柱塞泵制造 223
8.3.1 高压柱塞泵缸体铸造 224
8.3.2 柱塞头铸造 225
8.3.3 阀座和阀门铸造 225
8.4 硬盘盘片的超精密抛光 225
8.4.1 硬盘工作原理 226
8.4.2 硬盘盘片超精密抛光工艺 227
8.4.3 磨盘材料 227
8.4.4 抛光液的性能与合成 228
思考与习题 229
第9章 生产管理 230
9.1 生产系统与生产模式 230
9.1.1 生产系统 230
9.1.2 生产分类 230
9.1.3 规模化生产 231
9.1.4 精益生产 232
9.1.5 敏捷制造 233
9.2 生产管理概述 234
9.2.1 生产管理的基本职能与活动 234
9.2.2 生产管理中的“人机料法环测” 235
9.2.3 生产管理涉及的主要业务 236
9.3 生产管理的主要内容 238
9.3.1 销售订单管理 238
9.3.2 物料清单与工艺管理 239
9.3.3 生产计划管理 242
9.3.4 生产执行管理 246
9.3.5 采购管理 248
9.3.6 库存管理 250
9.3.7 质量管理 251
9.3.8 设备管理 252
9.3.9 工装管理 252
9.3.10 人力资源管理 253
9.3.11 能源管理 256
9.3.12 安全与环保管理 256
9.4 生产管理的信息化 257
9.4.1 企业资源计划 257
9.4.2 制造执行系统 261
9.4.3 制造运营管理 263
9.5 生产管理的发展趋势 265
思考与习题 267
参考文献 268
后记 269
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