材料成形技術(shù)

前言

　　本書是依據(jù)21世紀(jì)我國對應(yīng)用型工程技術(shù)人才的寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力的培養(yǎng)要求，吸取國內(nèi)相關(guān)院校教學(xué)改革和課程建設(shè)的成果，并結(jié)合編者多年的教學(xué)實踐體會和教學(xué)經(jīng)驗編寫的?！　〔牧铣尚渭夹g(shù)是生產(chǎn)制造過程中必須考慮的重要問題之一。材料只有經(jīng)過各種加工，包括材料的成形、切削加工、熱處理、表面改性和連接等，形成產(chǎn)品，才能體現(xiàn)其功能和價值。盡管以金屬材料為主要加工對象的制造技術(shù)仍占有較大的比重，但隨著科技的飛速發(fā)展，各種新材料所占的比重也越來越大。材料成形技術(shù)已不再僅僅涉及金屬材料的成形與加工，而是涉及各種不同的新材料。因此，拓寬材料成形技術(shù)的研究領(lǐng)域，建設(shè)好以現(xiàn)代工程材料成形技術(shù)為基礎(chǔ)的課程，是適應(yīng)當(dāng)前工科教育和現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢?！　∈紫?，本教材在內(nèi)容和體系上進(jìn)行了較大力度的改革。突出材料成形的理論基礎(chǔ)，精選鑄造成形、塑性成形、焊接與粘接等傳統(tǒng)工藝方法，以及非金屬制品成形、粉末冶金等內(nèi)容。較大篇幅引入現(xiàn)代材料成形技術(shù)、成形工藝自動化及計算機(jī)技術(shù)在材料成形中的應(yīng)用。同時，還強(qiáng)調(diào)了質(zhì)量、成本及環(huán)保等教學(xué)內(nèi)容。教師在教學(xué)過程中可根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案和具體情況靈活操作或選擇其中部分內(nèi)容講授?！　∑浯?，本教材注重理論聯(lián)系實際。在講清基本原理的基礎(chǔ)上，從應(yīng)用角度出發(fā)，引入較多的實例以啟發(fā)學(xué)生，力求把基礎(chǔ)理論與工程實踐有機(jī)地結(jié)合起來。培養(yǎng)學(xué)生正確運用材料成形理論和方法的能力，使學(xué)生掌握分析問題和解決工程技術(shù)實際問題的初步能力，同時注重學(xué)生工程素養(yǎng)與創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。　　最后，本教材適用范圍廣。本書既可作為高等工科院校材料類、機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的教材，也可供工科近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生選用，同時還可供相關(guān)科研及工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。因此，本教材具有較強(qiáng)的實用性和一定的參考價值。

內(nèi)容概要

　　《材料成形技術(shù)》是依據(jù)21世紀(jì)我國對應(yīng)用型工程技術(shù)人才的寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力的培養(yǎng)要求，吸取國內(nèi)相關(guān)院校教學(xué)改革和課程建設(shè)的成果，并結(jié)合編者多年的教學(xué)實踐體會和教學(xué)經(jīng)驗編寫的。　　材料成形技術(shù)是生產(chǎn)制造過程中必須考慮的重要問題之一。材料只有經(jīng)過各種加工，包括材料的成形、切削加工、熱處理、表面改性和連接等，形成產(chǎn)品，才能體現(xiàn)其功能和價值。盡管以金屬材料為主要加工對象的制造技術(shù)仍占有較大的比重，但隨著科技的飛速發(fā)展，各種新材料所占的比重也越來越大。材料成形技術(shù)已不再僅僅涉及金屬材料的成形與加工，而是涉及各種不同的新材料。因此，拓寬材料成形技術(shù)的研究領(lǐng)域，建設(shè)好以現(xiàn)代工程材料成形技術(shù)為基礎(chǔ)的課程，是適應(yīng)當(dāng)前工科教育和現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。　　首先，本教材在內(nèi)容和體系上進(jìn)行了較大力度的改革。突出材料成形的理論基礎(chǔ)，精選鑄造成形、塑性成形、焊接與粘接等傳統(tǒng)工藝方法，以及非金屬制品成形、粉末冶金等內(nèi)容。較大篇幅引入現(xiàn)代材料成形技術(shù)、成形工藝自動化及計算機(jī)技術(shù)在材料成形中的應(yīng)用。同時，還強(qiáng)調(diào)了質(zhì)量、成本及環(huán)保等教學(xué)內(nèi)容。教師在教學(xué)過程中可根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案和具體情況靈活操作或選擇其中部分內(nèi)容講授。　　其次，本教材注重理論聯(lián)系實際。在講清基本原理的基礎(chǔ)上，從應(yīng)用角度出發(fā)，引入較多的實例以啟發(fā)學(xué)生，力求把基礎(chǔ)理論與工程實踐有機(jī)地結(jié)合起來。培養(yǎng)學(xué)生正確運用材料成形理論和方法的能力，使學(xué)生掌握分析問題和解決工程技術(shù)實際問題的初步能力，同時注重學(xué)生工程素養(yǎng)與創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。　　最后，本教材適用范圍廣?！恫牧铣尚渭夹g(shù)》既可作為高等工科院校材料類、機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的教材，也可供工科近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生選用，同時還可供相關(guān)科研及工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。因此，本教材具有較強(qiáng)的實用性和一定的參考價值。

書籍目錄

緒論1 材料成形理論基礎(chǔ)1.1 凝固成形基礎(chǔ)理論1.1.1 金屬的熔化與凝固1.1.2 金屬的鑄造性能1.2 塑性成形基本原理1.2.1 金屬的塑性變形本質(zhì)1.2.2 塑性變形的組織與性能1.2.3 金屬塑性變形的基本規(guī)律1.2.4 金屬的塑性成形性能1.3 焊接成形基本原理1.3.1 熔焊的冶金過程1.3.2 焊接接頭組織與性能1.3.3 金屬的焊接性1.3.4 焊接應(yīng)力與變形思考題2 鑄造成形2.1 鑄造方法2.1.1 砂型鑄造2.1.2 特種鑄造2.1.3 鑄造方法的比較2.2 鑄造工藝設(shè)計2.2.1 鑄件澆注位置和分型面的選擇2.2.2 鑄造工藝參數(shù)確定2.2.3 鑄造工藝簡圖繪制2.3 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性2.3.1 合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求2.3.2 鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求2.3.3 鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的要求2.4 常用合金的熔鑄2.4.1 鑄鐵的熔鑄2.4.2 鑄鋼的熔鑄2.4.3 非鐵合金熔鑄思考題3 塑性成形3.1 常用塑性成形方法3.1.1 自由鍛3.1.2 胎模鍛3.1.3 模鍛3.1.4 板料沖壓3.1.5 其他塑性成形方法3.2 鍛壓工藝設(shè)計3.2.1 模鍛工藝規(guī)程的制訂3.2.2 沖壓工藝規(guī)程的制訂思考題4 焊接與粘接4.1 焊接方法4.1.1 熔化焊4.1.2 壓力焊4.1.3 釬焊4.2 焊接工藝設(shè)計4.2.1 焊接材料4.2.2 焊接結(jié)構(gòu)材料與焊接接頭工藝設(shè)計4.2.3 焊接方法的選用4.2.4 焊接工藝參數(shù)的選擇4.2.5 焊接質(zhì)量檢驗4.2.6 焊接工藝設(shè)計舉例4.3 粘接4.3.1 粘接的特點及應(yīng)用4.3.2 膠黏劑的組成和分類4.3.3 粘接的基本原理4.3.4 粘接的工藝4.4 常用材料的連接成型方法4.4.1 金屬和合金的焊接4.4.2 碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接思考題5 非金屬制品成形5.1 塑料制品成形5.1.1 概述5.1.2 塑料制品成形過程5.2 橡膠制品成形5.2.1 概述5.2.2 橡膠制品的生產(chǎn)過程5.2.3 橡膠制品的成形方法5.3 陶瓷制品成形5.3.1 陶瓷制品成形基本原理5.3.2 陶瓷材料成形的工藝過程思考題6 粉末冶金與復(fù)合材料成形6.1 粉末冶金基本原理6.1.1 金屬粉末的性能6.1.2 粉末壓制原理6.1.3 燒結(jié)原理6.2 粉末冶金技術(shù)的特點和應(yīng)用6.3 粉末冶金工藝過程6.3.1 粉末制備6.3.2 粉末預(yù)處理6.3.3 粉末成形6.3.4 粉末燒結(jié)6.3.5 后處理6.4 粉末冶金制品結(jié)構(gòu)工藝性6.5 復(fù)合材料制品成形6.5.1 復(fù)合材料成形的工藝特點6.5.2 復(fù)合材料制品的成形方法思考題7 材料成形的方法選擇、質(zhì)量控制及經(jīng)濟(jì)性分析7.1 材料成形方法選擇原則7.1.1 功能性原則7.1.2 工藝性原則7.1.3 經(jīng)濟(jì)性原則7.1.4 環(huán)保性原則7.2 常用機(jī)械零件成形方法的選擇7.2.1 軸桿類零件7.2.2 盤套類零件吖7.2.3 機(jī)架箱體類零件7.2.4 機(jī)械零件成形方法選擇7.3 材料成形加工質(zhì)量控制7.3.1 成形前檢驗7.3.2 成形過程檢驗7.3.3 成形后最終檢驗7.4 材料成形加工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)7.4.1 改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性7.4.2 改變材料和工藝7.4.3 采用先進(jìn)工藝思考題8 現(xiàn)代材料成形技術(shù)與發(fā)展8.1 現(xiàn)代鑄造技術(shù)8.1.1 定向凝固8.1.2 金屬半固態(tài)加工8.1.3 快速凝固8.1.4 差壓鑄造8.1.5 復(fù)合鑄造8.2 現(xiàn)代塑性成形技術(shù)8.2.1 粉末鍛造8.2.2 金屬等溫成形8.2.3 連續(xù)擠壓8.2.4 連續(xù)鑄擠8.2.5 復(fù)合塑性成形8.3 現(xiàn)代焊接與熱切割技術(shù)8.3.1 激光焊8.3.2 電子束焊8.3.3 摩擦焊8.3.4 爆炸焊8.3.5 擴(kuò)散連接8.3.6 熱切割8.4 材料成形復(fù)合工藝8.5 快速原型技術(shù)8.5.1 立體印刷8.5.2 分層實體制造8.5.3 選擇性激光燒結(jié)8.5.4 熔化沉積成型8.5.5 三維打印8.5.6 固基光敏液相法8.5.7 熱塑性材料選擇性噴灑8.5.8 變長線掃描選擇性激光燒結(jié)8.5.9 高功率激光二極管線陣能量源選擇性激光燒結(jié)8.6 其他成形新技術(shù)8.6.1 計算機(jī)技術(shù)在材料成形加工中的應(yīng)用8.6.2 材料成形加工生產(chǎn)的自動化和柔性化思考題主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上，我國在材料開發(fā)及其成形工藝方面的成就是舉世矚目的。我們祖先是最早開始使用陶器和瓷器的，五代時期我國的陶瓷技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平。從15世紀(jì)開始，陶瓷技術(shù)才傳人歐洲?！　∥覈囊辫T技術(shù)至少有4000年的悠久歷史，前2000年是青銅的天下。到商周時代，冶鑄技術(shù)已達(dá)到很高水平，形成了燦爛的青銅文化。其中具有代表性的有司母戊大方鼎（商代晚期，青銅鑄造，重875kg，高1.3 7m），其造型厚重而雄偉，是中國青銅時代最重的藝術(shù)鑄件。秦始皇陵兵馬俑坑出土的三把合金鋼鍛制的寶劍也足以為證，其中一把至今光艷奪目、鋒利如昔，令目睹者嘆為觀止。經(jīng)分析測定，寶劍鍛制后，劍身進(jìn)行了表面滲鉻處理。由此可見，當(dāng)時的熱處理技術(shù)已達(dá)到了很高的水平?！　〕酥?，我國也是世界上應(yīng)用焊接技術(shù)最早的國家之一。河南輝縣戰(zhàn)國墓中的殉葬銅器的耳和足就是用鑄焊方法與本體連接的，該方法比歐洲早了2000多年。從秦始皇陵陪葬坑出土的兩乘大型彩繪銅車馬更是突出的例子。每乘有一車四馬，由一名御官駕馭，其制作材料以青銅為主，并配以金、銀飾品，由3000多個零部件組成，結(jié)構(gòu)精巧，栩栩如生。此外，諸如越王勾踐青銅寶劍“千年不銹”的防腐技術(shù)；吳王夫差矛表面“鏤紋”工藝的不解之謎；永樂大鐘精湛絕倫的制造工藝及其卓越的聲學(xué)特性等等，都淋漓盡致地表現(xiàn)了我們祖先在材料成形方面的精湛技藝。

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