目录
第2 版前言
第1 版前言
第1 章 绪论 1
1. 1 材料的分类及其成形装备概述 1
1. 1. 1 材料的分类 1
1. 1. 2 材料的成形方法及装备概述 2
1. 2 成形装备在材料成形加工中的作用 5
1. 3 工业生产自动化与智能化的含义 6
1. 3. 1 工业生产过程 6
1. 3. 2 工业生产自动化内容 7
1. 3. 3 工业生产智能化内容 8
1. 4 本课程的知识基础及教学目标 11
思考题 11
第2 章 金属液态成形装备及自动化 12
2. 1 概述 12
2. 2 金属熔化及浇注装备 13
2. 2. 1 冲天炉熔化 14
2. 2. 2 电炉熔化 18
2. 2. 3 自动浇注装备 19
2. 3 砂处理装备及自动检测系统 24
2. 3. 1 砂处理装备概述 24
2. 3. 2 旧砂处理装备 24
2. 3. 3 混砂装备 26
2. 3. 4 砂处理系统的自动检测/监测 32
2. 4 造型设备及自动化生产线 33
2. 4. 1 黏土砂用造型装备 33
2. 4. 2 树脂砂(水玻璃砂) 振动
紧实台 48
2. 4. 3 造型生产线 49
2. 5 制芯设备及自动控制系统 52
2. 5. 1 热芯盒射芯机 53
2. 5. 2 冷芯盒射芯机 55
2. 5. 3 壳芯机 57
2. 6 铸件落砂与清理装备及自动化 59
2. 6. 1 铸件落砂 59
2. 6. 2 铸件清理 61
2. 7 特种铸造装备及自动化 65
2. 7. 1 压力铸造装备及自动化 65
2. 7. 2 低压铸造装备及自动化 76
2. 8 消失模精密铸造装备及生产线 79
2. 8. 1 泡沫塑料模样的成形装备 79
2. 8. 2 造型装备及生产线 81
2. 9 半固态铸造成形装备及生产线 84
2. 9. 1 半固态浆料的制备装备 84
2. 9. 2 半固态铸造成形装备 85
2. 9. 3 半固态铸造的其他装备 86
2. 9. 4 半固态铸造生产线及自动化 87
2. 10 典型铸造工业机器人及无人工厂 89
2. 10. 1 典型铸造工业机器人 89
2. 10. 2 铸造无人工厂简介 91
思考题 93
第3 章 金属塑性成形装备及自动化 95
3. 1 概述 95
3. 1. 1 金属塑性成形装备在现代工业中的
地位 95
3. 1. 2 金属塑性成形装备的发展趋势 95
3. 1. 3 金属塑性成形装备的分类 97
3. 2 曲柄压力机 97
3. 2. 1 曲柄压力机工作原理及组成 98
3. 2. 2 曲柄滑块机构的工作特性 99
3. 2. 3 通用曲柄压力机 103
3. 3 液压机 112
3. 3. 1 液压机的组成与工作原理 112
3. 3. 2 液压机本体结构 116
3. 3. 3 液压系统 122
3. 4 螺旋压力机 125
3. 4. 1 工作原理 125
3. 4. 2 力能特性 126
3. 4. 3 基本参数与特点 127
3. 4. 4 摩擦螺旋压力机 129
3. 4. 5 液压螺旋压力机 130
3. 4. 6 离合器式螺旋压力机 131
3. 4. 7 电动螺旋压力机 132
3. 5 伺服压力机 133
3. 5. 1 伺服压力机工作原理 133
3. 5. 2 伺服压力机传动结构 134
3. 5. 3 伺服压力机特点 137
3. 5. 4 伺服压力机控制系统 138
3. 6 其他塑性成形装备 140
3. 6. 1 数控电液锻锤 140
3. 6. 2 数控板料折弯机 142
3. 6. 3 数控转塔压力机 147
3. 6. 4 精冲压力机 152
3. 6. 5 多工位压力机 156
3. 6. 6 板料渐进成形机 160
3. 7 塑性加工柔性系统及其数字化工厂 163
3. 7. 1 板材加工柔性系统 164
3. 7. 2 数字化工厂 168
思考题 170
第4 章 金属焊接成形设备及
自动化 171
4. 1 概述 171
4. 1. 1 焊接的定义及其分类 171
4. 1. 2 金属焊接成形设备的发展趋势 171
4. 2 电弧焊设备及自动化 172
4. 2. 1 电弧静特性和弧焊电源基本
特性 172
4. 2. 2 埋弧焊设备 175
4. 2. 3 熔化极氩弧焊设备 180
4. 2. 4 CO2 气体保护电弧焊设备 185
4. 2. 5 钨极氩弧焊设备 188
4. 2. 6 等离子弧焊设备 193
4. 3 电阻焊装备及自动化 198
4. 3. 1 概述 198
4. 3. 2 电阻焊机的基本结构 199
4. 3. 3 点焊装备 206
4. 3. 4 缝焊装备 209
4. 3. 5 对焊装备 212
4. 4 激光焊接设备 216
4. 4. 1 概述 216
4. 4. 2 激光器的结构 218
4. 4. 3 固体激光焊接机 218
4. 4. 4 气体激光焊接机 224
4. 5 焊接机器人 229
4. 5. 1 概述 229
4. 5. 2 点焊机器人 230
4. 5. 3 弧焊机器人 234
4. 5. 4 焊接机器人的应用 237
思考题 239
第5 章 高分子材料成型设备及
自动化 241
5. 1 概述 241
5. 1. 1 高分子材料的加工性能 241
5. 1. 2 高分子材料成型方法分类 242
5. 1. 3 高分子材料加工成型设备的
特点 242
5. 2 塑料注射机 244
5. 2. 1 塑料注射机的基本原理 244
5. 2. 2 注射部分主要性能参数 246
5. 2. 3 合模力性能参数 251
5. 2. 4 注射工艺控制流程 254
5. 2. 5 注射机的电气控制系统 257
5. 3 其他高分子材料成型设备 263
5. 3. 1 橡胶成型设备及自动化 263
5. 3. 2 压制成型设备及自动化 267
5. 3. 3 压延成型设备及自动化 270
5. 3. 4 板材成型设备及自动化 270
5. 3. 5 成型装备的发展趋势 271
思考题 272
第6 章 增材制造装备及系统 273
6. 1 概论 273
6. 1. 1 引言 273
6. 1. 2 增材制造基本原理 273
6. 1. 3 分类及发展 274
6. 1. 4 典型应用 278
6. 2 三维模型与数据处理 279
6. 2. 1 概述 279
6. 2. 2 正向工程三维建模 281
6. 2. 3 逆向工程三维建模 282
6. 2. 4 数据处理 293
6. 3 液态树脂光固化成形装备 297
6. 3. 1 概述 297
6. 3. 2 光固化成形原理 297
6. 3. 3 光固化成形系统 298
6. 3. 4 光固化成形工艺 300
6. 3. 5 典型应用 307
6. 4 粉末选择性激光烧结(SLS) / 熔融
成形(SLM) 装备 308
6. 4. 1 概述 308
6. 4. 2 工作原理 309
6. 4. 3 SLS 成形系统 310
6. 4. 4 SLM 成形系统 311
6. 4. 5 成形工艺 311
6. 5 熔丝沉积成形装备 313
6. 5. 1 概述 313
6. 5. 2 FDM 成形技术工作原理 314
6. 5. 3 工业级设备及控制系统 315
6. 5. 4 典型应用 316
6. 6 微滴喷射成形装备 317
6. 6. 1 概述 317
6. 6. 2 3D 打印工作原理 319
6. 6. 3 3D 打印成形系统 321
6. 7 薄材叠层成形装备 325
6. 7. 1 概述 325
6. 7. 2 工作原理 326
6. 7. 3 控制系统 327
6. 7. 4 LOM 成形设备 330
思考题 331
第7 章 其他重要的材料成形装备 332
7. 1 陶瓷成形装备 332
7. 1. 1 陶瓷技术装备概述 332
7. 1. 2 陶瓷原料生产加工装备 333
7. 1. 3 成形机械装备 338
7. 1. 4 施釉与装饰机械装备 346
7. 2 玻璃成形装备 348
7. 2. 1 玻璃制品生产的工艺过程 348
7. 2. 2 玻璃成形的主要装备 349
7. 2. 3 玻璃制品的冷加工装备 353
7. 3 粉末材料成形装备 356
7. 3. 1 粉末冶金加工工艺过程简介 356
7. 3. 2 粉末材料注射成形装备 358
7. 3. 3 粉末材料挤压成形装备 359
7. 3. 4 烧结及气体保护装备 360
思考题 363
第8 章 工业炉及其控制 364
8. 1 工业炉 364
8. 1. 1 热能的产生与热交换概述 364
8. 1. 2 工业炉的种类及特点 365
8. 1. 3 工业炉的基本要求及其主要
组成 365
8. 2 热处理工业炉 366
8. 2. 1 热处理工艺概述 366
8. 2. 2 连续淬火热处理炉 367
8. 2. 3 可控气氛热处理炉 369
8. 2. 4 真空热处理炉 376
8. 3 热处理自动生产线 381
8. 3. 1 盐浴炉及其热处理生产线 381
8. 3. 2 可控气氛推杆炉生产线 384
8. 3. 3 钢板弹簧热处理生产线 385
8. 4 其他工业用炉 389
8. 4. 1 多用途箱式电阻炉 389
8. 4. 2 室式锻造加热炉 390
8. 4. 3 干燥炉 392
8. 5 炉温检测及控制系统 394
8. 5. 1 常用的测温方法 394
8. 5. 2 温度检测系统组成 395
8. 5. 3 炉温自动控制系统举例 395
思考题 398
第9 章 材料成形加工中的环境保护
装备 399
9. 1 环境保护的意义及国家的环境
保护法 399
9. 1. 1 可持续发展与绿色制造 399
9. 1. 2 国家的环境保护法简介 399
9. 1. 3 材料加工中的环保设备概述 400
9. 2 除尘装备 401
9. 2. 1 粉尘的危害及其最高容许浓度 401
9. 2. 2 除尘设备 401
9. 3 噪声及振动控制装备 403
9. 3. 1 噪声的危害及其允许等级 403
9. 3. 2 噪声控制 403
9. 3. 3 压力加工设备的隔振装置 404
9. 4 废气净化装备 405
9. 4. 1 废气的最高容许浓度及其净化
方法 405
9. 4. 2 冲天炉喷淋式烟气净化装置 406
9. 4. 3 消失模铸造(EPC) 废气净化
装置 406
9. 5 污水处理设备 407
9. 5. 1 污水的排放标准及处理方法 407
9. 5. 2 污水处理工艺流程 408
9. 5. 3 水玻璃砂污水处理设备 409
9. 5. 4 压铸铝合金铸件清洗污水处理
设备 410
9. 6 旧砂再生回用设备 411
9. 6. 1 旧砂回用与旧砂再生 411
9. 6. 2 旧砂再生的方法及选择 411
9. 6. 3 典型再生设备的结构原理及使用
特点 412
9. 6. 4 再生砂的后处理 413
9. 6. 5 典型的旧砂干法再生系统 414
9. 6. 6 典型的旧砂湿法再生系统 415
9. 6. 7 典型的旧砂热法再生系统 417
思考题 418
参考文献 419