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第一篇 金属的液态成型1

1 金属液态成型工艺基础1

1．1 液态金属的工艺性能1

1．1．1 合金的流动性1

1．1．2 合金的收缩2

1．1．3 合金的吸气性7

1．2 合金的工艺性能与铸件质量的关系7

1．2．1 合金的流动性与铸件质量关系7

1．2．2 合金的收缩性与铸件质量关系7

1．2．3 合金的吸气与铸件质量关系8

复习题8

2 常用合金铸件的生产9

2．1 铸件的生产9

2．1．1 灰铸铁9

2．1．2 球墨铸铁11

2．1．3 蠕墨铸铁12

2．1．4 可锻铸铁13

2．2 铸钢件的生产14

2．2．1 铸造碳钢的牌号14

2．2．2 铸钢的熔炼14

2．2．3 铸钢件的铸造工艺特点15

2．3 有色合金铸件的生产15

2．3．1 铝合金铸件的生产15

2．3．2 铜合金铸件的生产16

复习题17

3 液态金属的成型方法18

3．1 重力作用下的液态成型方法18

3．1．1 砂型铸造18

3．1．2 金属型铸造23

3．1．3 壳型铸造24

3．1．4 熔模铸造25

3．2．1 压力铸造26

3．2 外力作用下的液态成形方法26

3．2．2 离心铸造27

3．2．3 挤压铸造28

3．3 金属液压成型方法的合理选用29

复习题30

4 液态成型金属件的工艺设计31

4．1 铸件结构的工艺性31

4．1．1 铸造工艺对铸件结构的要求31

4．1．2 铸造合金对铸件结构的要求33

4．1．3 铸造方法对铸件结构的要求35

4．2 铸造工艺方案的确定36

4．2．1 铸件浇注位置的选择36

4．2．2 分型面的选择38

4．2．3 砂芯设计39

4．3 铸造工艺参数的确定42

4．3．1 铸件尺寸公差42

4．3．4 起模斜度43

4．3．2 铸造收缩率43

4．3．3 机械加工余量43

4．3．5 最小铸出孔及槽44

4．4 浇冒口系统设计44

4．4．1 浇注系统的组成及其作用44

4．4．2 浇注系统的类型及应用46

4．4．3 冒口及冷铁的应用48

4．5 液态成型工艺设计实例50

4．5．1 铸造工艺符号的表示方法50

4．5．2 铸造工艺设计实例52

复习题55

5 液态成型技术的新进展58

5．1 快速成型技术及应用58

5．1．1 快速成型的原理及特点58

5．1．2 快速成型技术的基本工艺方法58

5．1．3 快速成型技术在铸造上的应用60

5．2．1 快速凝固的特点及其对合金性能的影响61

5．2 快速凝固技术（Rapid Solidificating Technology）61

5．2．2 快速凝固工艺62

5．3 消失模铸造63

5．3．1 消失模铸造的特点及应用63

5．3．2 消失模铸造的主要工艺过程63

5．4 计算机在铸造中的应用65

5．4．1 计算机在铸造测试和控制中的应用65

5．4．2 铸造工艺CAD及CAM的应用66

复习题67

第二篇 金属的塑性成型68

6 金属塑性成型的工艺理论基础68

6．1 金属塑性变形实质68

6．1．1 塑性变形的物理基础68

6．1．2 塑性变形的力学基础69

6．2 塑性变形后的金属组织和性能70

6．2．1 冷塑性变形对金属的组织和性能的影响70

6．3．2 锻造比71

6．3．1 纤维组织71

6．2．2 热塑性变形对金属的组织和性能的影响71

6．3 纤维组织和锻造比71

6．4 金属的可锻性72

6．4．1 化学成分和组织结构的影响72

6．4．2 加工条件的影响72

复习题73

7 金属塑性成型方法74

7．1 锻造76

7．1．1 自由锻造76

7．1．2 模型锻造79

7．1．3 胎模锻造82

7．2 冲压84

7．2．1 板料冲压的基本工序85

7．2．2 冲床及冲模88

7．2．3 板料冲压件结构工艺性90

7．3．1 挤压92

7．3 其他塑性成型方法92

7．3．2 轧制93

7．3．3 超塑性成型93

7．3．4 摆动辗压95

复习题95

8 塑性成型件的工艺设计97

8．1 自由锻件工艺设计97

8．2 模锻件工艺设计99

8．2．1 制订模锻件图99

8．2．2 确定模锻工步101

8．2．3 修整工序102

8．3 板料冲压件工艺设计102

8．3．1 冲压件的工艺性分析103

8．3．2 确定冲压件的工艺过程103

8．3．3 合理选择冲压设备104

8．3．4 制订冲压工艺卡104

8．4．1 典型锻件自由锻工艺设计106

8．4 锻件工艺设计实例106

8．4．2 典型锻件的模锻工艺设计108

复习题108

9 塑性成型技术新发展110

9．1 高速高能成型110

9．1．1 爆炸成型110

9．1．2 电水成型110

9．2．1 精密锻造111

9．2 少、无切削成型111

9．1．3 电磁成型111

9．2．2 精密冲裁112

9．3 液态模锻114

9．3．1 液态模锻的特点与适应性114

9．3．2 液态模锻对模具与设备的要求115

9．4 粉末锻造116

9．4．1 粉末锻造工艺过程及应用116

9．4．2 预成型坯的设计与成型117

9．4．3 预成型坯的锻造118

9．5．1 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）120

9．5．2 计算机辅助工程（CAE）120

9．5．3 计算机辅助工艺过程设计（CAPP）120

9．5 计算机在塑性成型技术中应用120

复习题121

第三篇 金属的连接成型122

10 金属连接（焊接）成型的工艺基础122

10．1 焊接成型的原理及特点122

10．2 熔焊工艺基础123

10．2．1 焊接电弧123

10．2．2 焊接冶金过程123

10．2．3 电焊条125

10．2．4 焊接接头组织与性能126

10．3 焊接应力和焊接变形127

10．3．1 焊接应力与变形产生的原因127

10．3．4 焊接变形的防止和消除128

10．3．2 焊接变形与应力的危害128

10．3．3 焊接应力的防止128

复习题129

11 金属连接成型方法131

11．1 熔化焊方法及工艺131

11．1．1 埋弧自动焊131

11．1．2 气体保护焊132

11．1．3 等离子弧焊接133

11．1．4 电渣焊134

11．1．5 电子束焊和激光焊134

11．1．6 堆焊和喷涂135

11．2 压力焊136

11．2．1 电阻焊136

11．2．2 摩擦焊138

11．2．3 冷压焊138

11．3．1 钎焊实质139

11．3 钎焊139

11．2．4 扩散焊139

11．3．2 钎料、钎剂、钎焊加热方法140

11．4 常用材料连接成型方法140

11．4．1 金属和合金的焊接性140

11．4．2 碳素钢和低合金结构钢的焊接141

复习题144

12 连接成型件的工艺设计146

12．1 连接成型件材料的选择146

12．2 连接成型方法的选择146

12．3 连接成型件的形状与接头形式的选择147

12．3．1 连接成型件形状的选择147

12．3．2 接头形式的选择与设计147

12．4 连接成型件焊缝布置的原则148

12．5 连接成型件缺陷检验150

12．5．1 焊缝中常见缺陷及其对接头性能的影响150

12．5．2 焊接检验方法151

12．6 连接成型件工艺设计举例152

复习题154

13 计算机技术在连接成型中的应用157

13．1 焊接过程的参数采集与控制157

13．1．1 焊接参数的监测系统157

13．1．2 焊接瞬态过程的计算机测试系统157

13．1．3 焊接过程的控制157

13．2 计算机图像处理技术在焊接中的应用158

13．2．1 X光底片上焊缝缺陷的识别158

13．2．2 识别电弧及焊缝熔池的形态与位置159

13．3 计算机软件技术在焊接中的应用159

13．3．1 计算机模拟技术160

13．3．2 数据库技术在焊接中的应用160

13．4 焊接机器人160

复习题162

14．1．2 塑料的分类164

14．1 工程塑料成型工艺164

14．1．1 塑料的组成164

第四篇 非金属材料的成型164

14 高分子材料的成型工艺164

14．1．3 塑料成型过程中的物理化学行为165

14．1．4 塑料制品的成型方法166

14．1．5 常用工程塑料的性能和用途167

14．2 橡胶制品的成型工艺168

14．2．1 橡胶的特性和应用168

14．2．2 橡胶加工的基础知识169

14．2．3 橡胶的组成169

14．2．4 橡胶制品的成型工艺170

14．2．5 常用橡胶分类171

14．3 胶粘剂及胶接工艺171

14．3．1 胶粘剂的组成171

14．3．3 胶粘剂的胶接机理172

14．3．4 胶接工艺172

14．3．2 胶粘剂的分类172

复习题173

15 陶瓷材料及粉沫冶金制品成型工艺174

15．1 陶瓷材料174

15．1．1 陶瓷的分类174

15．1．2 特种陶瓷粉体的制备方法174

15．1．3 特种陶瓷的成型方法174

15．1．6 陶瓷材料的性能特点175

15．1．5 陶瓷材料的制作工艺及组织结构175

15．1．4 特种陶瓷的烧结175

15．2 硬质合金与粉末冶金176

15．2．1 粉末冶金工艺简介176

15．2．2 粉末冶金的应用176

15．2．3 硬质合金176

复习题177

16．1．3 复合材料的界面设计原则178

16．1．1 复合材料强化原理178

16．1．2 复合材料的种类178

16 复合材料及成型工艺178

16．1 复合材料强化原理、种类及界面设计原则178

16．2 复合材料成型工艺179

16．2．1 聚合物基复合材料成型工艺179

16．2．2 金属基复合材料成型工艺180

16．2．3 陶瓷基复合材料成型工艺183

16．2．4 碳/碳基复合材料成型工艺183

复习题184

17．1．1 零件毛坯类型185

17．1．2 常用零件毛坯制造方法的比较185

第五篇 材料成型工艺的选择及检验185

17．1 零件毛坯类型及其制造方法比较185

17 机械零件材料和毛坯的选择185

17．2 选择毛坯类型的原则和依据186

17．2．1 零件的使用性能及质量要求186

17．2．2 材料的工艺性能187

17．2．3 选材的经济性187

17．3 常用零件毛坯成型方法的选用188

17．2．4 生产条件188

17．3．1 轴杆类零件189

17．3．2 饼块及盘套类零件189

17．3．3 机架、箱体类零件190

17．4 毛坯选择应用举例191

17．4．1 同一零件毛坯的选择191

17．4．2 毛坯选择举例192

复习题193

18 毛坯的质量检验194

18．1 毛坯的无损检验194

18．1．1 毛坯主要的常见缺陷194

18．1．2 常用的毛坯无损检验方法194

18．2 计算机在毛坯质检中的应用195

18．2．1 毛坯加工过程中使用计算机检测195

18．2．2 自动检测和试验中使用计算机195

复习题195

主要参考文献196