第1章金屬材料及其熱處理(1)

1.1金屬材料的分類(1)

1.2鋼的熱處理(5)

第2章鑄造成形(10)

2.1鑄造基礎知識(10)

2.2砂型鑄造工藝(12)

2.3鑄件生產(18)

2.4特種鑄造(21)

第3章鍛壓成形(24)

3.1自由鍛(25)

3.2板料衝壓成形(29)

第4章焊接成形(40)

4.1焊條電弧焊(41)

4.2氣焊與氣割(47)

4.3其他焊接方法(49)

4.4焊接缺陷(51)

第5章切削加工基礎和零件加工質量檢驗技術(53)

5.1切削加工基礎(53)

5.2常用量具及其使用方法(58)

第6章車削加工(65)

6.1車床(65)

6.2車刀(69)

6.3車外圓、端面和臺階(70)

6.4車槽、切斷、車成形面和滾花(72)

6.5車錐面(75)

6.6孔加工(75)

6.7車螺紋(77)

6.8典型零件車削工藝簡介(80)

第7章銑削加工(85)

7.1概述(85)

7.2銑床(86)

7.3銑刀及其安裝(87)

7.4分度頭(89)

7.5典型表面銑削(91)

第8章刨削加工(98)

8.1概述(98)

8.2牛頭刨床(99)

8.3刨刀的安裝與工件的裝夾(100)

8.4典型表面的刨削(102)

第9章磨削加工(105)

9.1砂輪(105)

9.2外圓磨床及其磨削工作(109)

9.3平面磨床及其磨削工作(112)

第10章鉗工和裝配(116)

10.1劃線(117)

10.2鋸削(122)

10.3銼削(123)

10.4孔及螺紋加工(125)

10.5典型零件的加工(132)

10.6裝配(133)

第11章數控加工基礎知識(137)

11.1數控加工的基本原理(137)

11.2數控機床編程基礎知識(141)

第12章數控車削加工(151)

12.1數控車床概述(151)

12.2常用加工指令(152)

12.3數控車床操作(163)

12.4加工操作(171)

第13章數控銑床操作與加工(175)

13.1數控銑床概述(175)

13.2數控繫統(176)

13.3數控銑床加工操作(180)

第14章電火花加工(191)

14.1電火花成形加工(191)

14.2電火花線切割加工(196)

14.3電火花數控線切割加工操作(198)

第15章增材制造(208)

15.1概述(208)

15.2增材制造方法(209)

15.3增材制造技術的應用(214)

15.4UPBOX 三維打印成形機制造實例(218)

第16章激光加工(223)

16.1概述(223)

16.2激光加工工藝(224)

16.3激光加工設備(227)

16.4激光加工的應用(233)

16.5加工訓練實例1——非金屬激光切割加工(240)

16.6加工訓練實例2——光纖激光打標加工(243)

附錄工程訓練安全要點(247)

參考文獻(249) 

“機械制造工程訓練”是工科類本科生進行綜合性的工程實踐和學習現代制造工藝必修的技術基礎課程。該課程的目標是幫助學生學習工藝知識，增強工程實踐能力，提高綜合素質，培養學生的創新精神和創新能力，其作用是其他課程無法替代的。現代科技和工業飛速發展，制造技術日新月異，新材料、新技術、新工藝不斷湧現，促使“機械制造工程訓練”課程的教學內容不斷更新和豐富。同時在市場經濟條件下對人纔的需求也發生了很大的變化，這就要求學生在學到較寬廣的現代科學技術基礎理論和必需的專業知識的同時，必須進行綜合工程實踐能力的訓練。由於工程訓練教學內容不斷擴展，而教學學時有限，因此有必要對工程訓練的教學內容、教學方法進行改革。傳統的工程訓練已經開始向現代工程訓練轉變，傳統的訓練內容不斷減少，先進制造技術的訓練內容不斷增多。為了適應課程改革的需要，在傳統教材的基礎上，編者認真總結各兄弟院校關於本課程教學內容與課程體繫教學改革的經驗，並結合自身的教學實踐，特編寫本書。本書在編寫的過程中，遵循“實用為主、夠用為度”的指導原則，強調知識面的寬度，著重介紹實踐操作指導與工藝設備的作用。為適應科學技術的快速發展，此版減少了傳統工程訓練的內容，加強了數控加工、特種加工和其他先進制造技術的相關內容。每章開頭附有學習及實踐引導，章末配有復習思考題，書後還附有工程訓練安全要點。結合工程訓練*實驗教學示範中心建設，本書在第二版的基礎上進行了修改，刪改更新了部分內容。全書分16章，主要內容包括鋼的熱處理、鑄造、鍛壓、焊接、鉗工、車工、銑工、刨工、磨工、數控車、數控銑、電火花加工、增材制造、激光加工等。語言力求通俗易懂，內容力求精練並結合實際。參加本書版編寫的人員有於兆勤、何漢武、李偉華、餘冠洲、肖曙紅、張鳳林、張洪、鄭傳治、楊燦明、郭鐘寧、袁慧、唐勇軍、謝小柱、黃惠平、梁焱、石俊傑。全書由於兆勤、郭鐘寧、何漢武擔任主編。於兆勤、謝小柱負責第二版和第三版的修改工作。由於編者水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正。編者2021年5月

15.3 增材制造技術的應用

一、增材制造步驟

增材制造的全過程可以歸納為以下三個步驟：

步，前處理。它包括零件的三維實體模型文件的建立、文件的近似處理和切片。

第二步，自由成形。它是增材制造工藝的核心，包括零件截面層的制作與疊加。

第三步，後處理。它是成形後必須進行的修整工作，包括支撐結構與零件的分離、工件的後固化、後法燒結、打磨、拋光、修補和表面強化處理等。

增材制造機隻有在接受計算機構造的零件三維模型後纔能進行切片處理。建立計算機三維模型有三種方法。種方法，在計算機上，用三維 CAD軟件，根據零件的要求設計三維模型，或將已有零件的二維三視圖轉換成三維模型；第二種方法，通過逆向工程建立三維模型，即用光學掃描機對已有工件進行掃描，通過數據重構軟件和三維 CAD軟件，得到零件的三維模型；第三種方法，根據CT／MBI掃描數據轉換為三維模型。

1．用三維CAD軟件設計三維模型

常用的三維造型軟件有Pro／E、UG、Solidworks等，運用這些軟件將零件設計成三維實體CAD模型，用三維軟件繫統將CAD模型轉換成增材制造繫統所能接受的數據文件格式。大多數采用STL格式文件，STL文件是實體的表面三角化數據文件，是國際上增材制造通用的數據格式。

2．STL文件的切片

由於增材制造技術采用了離散制造的思想，三維實體的數據信息必須按一定的層厚參數進行分離，我們稱之為切片。切片層厚參數的選取對成形的精度和加工效率有直接的關繫，層厚太大將使得精度降低，太小則會使得加工時間增長。成形方法對層厚有一定的限制。

3．生成層加工軌跡

加工軌跡的生成得到了每一信息後，必須生成每一層的加工軌跡，控制能量介質或黏結介質的掃描軌跡，以完成一層的加工。

4．逐層堆積成形加工

完成了上述步驟後，根據加工軌跡，選擇合適的加工參數，控制成形機成形X、Y方向的掃描運動逐層進行堆積。一層完成以後，下降一個層高度，再堆積新的一層。如此反復進行直至整個零件加工完成。

5．後處理

根據成形件的用途，對成形件進行相關的後處理。一般而言，後處理工序主要完成如下幾種工作。

1）提高成形件的精度，如打磨、精整等。

2）改善成形件的強度，如高溫固化等。

3）改善成形件的外觀，如噴漆等。