●第2版前言
第1版前言
第1章緒論1
1.1材料的分類及其成形裝備概述1
1.1.1材料的分類1
1.1.2材料的成形方法及裝備概述2
1.2成形裝備在材料成形加工中的作用5
1.3工業生產自動化與智能化的含義6
1.3.1工業生產過程6
1.3.2工業生產自動化內容7
1.3.3工業生產智能化內容8
1.4本課程的知識基礎及教學目標11
思考題11
第2章金屬液態成形裝備及自動化12
2.1概述12
2.2金屬熔化及澆注裝備13
2.2.1衝天爐熔化14
2.2.2電爐熔化18
2.2.3自動澆注裝備19
2.3砂處理裝備及自動檢測繫統24
2.3.1砂處理裝備概述24
2.3.2舊砂處理裝備24
2.3.3混砂裝備26
2.3.4砂處理繫統的自動檢測/監測32
2.4造型設備及自動化生產線33
2.4.1黏土砂用造型裝備33
2.4.2樹脂砂(水玻璃砂)振動緊實臺48
2.4.3造型生產線49
2.5制芯設備及自動控制繫統52
2.5.1熱芯盒射芯機53
2.5.2冷芯盒射芯機55
2.5.3殼芯機57
2.6鑄件落砂與清理裝備及自動化59
2.6.1鑄件落砂59
2.6.2鑄件清理61
2.7特種鑄造裝備及自動化65
2.7.1壓力鑄造裝備及自動化65
2.7.2低壓鑄造裝備及自動化76
2.8消失模精密鑄造裝備及生產線79
2.8.1泡沫塑料模樣的成形裝備79
2.8.2造型裝備及生產線81
2.9半固態鑄造成形裝備及生產線84
2.9.1半固態漿料的制備裝備84
2.9.2半固態鑄造成形裝備85
2.9.3半固態鑄造的其他裝備86
2.9.4半固態鑄造生產線及自動化87
2.10典型鑄造工業機器人及無人工廠89
2.10.1典型鑄造工業機器人89
2.10.2鑄造無人工廠簡介91
思考題93
第3章金屬塑性成形裝備及自動化95
3.1概述95
3.1.1金屬塑性成形裝備在現代工業中的地位95
3.1.2金屬塑性成形裝備的發展趨勢95
3.1.3金屬塑性成形裝備的分類97
3.2曲柄壓力機97
3.2.1曲柄壓力機工作原理及組成98
3.2.2曲柄滑塊機構的工作特性99
3.2.3通用曲柄壓力機103
3.3液壓機112
3.3.1液壓機的組成與工作原理112
3.3.2液壓機本體結構116
3.3.3液壓繫統122
3.4螺旋壓力機125
3.4.1工作原理125
3.4.2力能特性126
3.4.3基本參數與特點127
3.4.4摩擦螺旋壓力機129
3.4.5液壓螺旋壓力機130
3.4.6離合器式螺旋壓力機131
3.4.7電動螺旋壓力機132
3.5伺服壓力機133
3.5.1伺服壓力機工作原理133
3.5.2伺服壓力機傳動結構134
3.5.3伺服壓力機特點137
3.5.4伺服壓力機控制繫統138
3.6其他塑性成形裝備140
3.6.1數控電液鍛錘140
3.6.2數控板料折彎機142
3.6.3數控轉塔壓力機147
3.6.4精衝壓力機152
3.6.5多工位壓力機156
3.6.6板料漸進成形機160
3.7塑性加工柔性繫統及其數字化工廠163
3.7.1板材加工柔性繫統164
3.7.2數字化工廠168
思考題170
第4章金屬焊接成形設備及自動化171
4.1概述171
4.1.1焊接的定義及其分類171
4.1.2金屬焊接成形設備的發展趨勢171
4.2電弧焊設備及自動化172
4.2.1電弧靜特性和弧焊電源基本特性172
4.2.2埋弧焊設備175
4.2.3熔化極氬弧焊設備180
4.2.4CO2氣體保護電弧焊設備185
4.2.5鎢極氬弧焊設備188
4.2.6等離子弧焊設備193
4.3電阻焊裝備及自動化198
4.3.1概述198
4.3.2電阻焊機的基本結構199
4.3.3點焊裝備206
4.3.4縫焊裝備209
4.3.5對焊裝備212
4.4激光焊接設備216
4.4.1概述216
4.4.2激光器的結構218
4.4.3固體激光焊接機218
4.4.4氣體激光焊接機224
4.5焊接機器人229
4.5.1概述229
4.5.2點焊機器人230
4.5.3弧焊機器人234
4.5.4焊接機器人的應用237
思考題239
第5章高分子材料成型設備及自動化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類242
5.1.3高分子材料加工成型設備的特點242
5.2塑料注射機244
5.2.1塑料注射機的基本原理244
5.2.2注射部分主要性能參數246
5.2.3合模力性能參數251
5.2.4注射工藝控制流程254
5.2.5注射機的電氣控制繫統257
5.3其他高分子材料成型設備263
5.3.1橡膠成型設備及自動化263
5.3.2壓制成型設備及自動化267
5.3.3壓延成型設備及自動化270
5.3.4板材成型設備及自動化270
5.3.5成型裝備的發展趨勢271
思考題272
第6章增材制造裝備及繫統273
6.1概論273
6.1.1引言273
6.1.2增材制造基本原理273
6.1.3分類及發展274
6.1.4典型應用278
6.2三維模型與數據處理279
6.2.1概述279
6.2.2正向工程三維建模281
6.2.3逆向工程三維建模282
6.2.4數據處理293
6.3液態樹脂光固化成形裝備297
6.3.1概述297
6.3.2光固化成形原理297
6.3.3光固化成形繫統298
6.3.4光固化成形工藝300
6.3.5典型應用307
6.4粉末選擇性激光燒結(SLS)/熔融成形(SLM)裝備308
6.4.1概述308
6.4.2工作原理309
6.4.3SLS成形繫統310
6.4.4SLM成形繫統311
6.4.5成形工藝311
6.5熔絲沉積成形裝備313
6.5.1概述313
6.5.2FDM成形技術工作原理314
6.5.3工業級設備及控制繫統315
6.5.4典型應用316
6.6微滴噴射成形裝備317
6.6.1概述317
6.6.23D打印工作原理319
6.6.33D打印成形繫統321
6.7薄材疊層成形裝備325
6.7.1概述325
6.7.2工作原理326
6.7.3控制繫統327
6.7.4LOM成形設備330
思考題331
第7章其他重要的材料成形裝備332
7.1陶瓷成形裝備332
7.1.1陶瓷技術裝備概述332
7.1.2陶瓷原料生產加工裝備333
7.1.3成形機械裝備338
7.1.4施釉與裝飾機械裝備346
7.2玻璃成形裝備348
7.2.1玻璃制品生產的工藝過程348
7.2.2玻璃成形的主要裝備349
7.2.3玻璃制品的冷加工裝備353
7.3粉末材料成形裝備356
7.3.1粉末冶金加工工藝過程簡介356
7.3.2粉末材料注射成形裝備358
7.3.3粉末材料擠壓成形裝備359
7.3.4燒結及氣體保護裝備360
思考題363
第8章工業爐及其控制364
8.1工業爐364
8.1.1熱能的產生與熱交換概述364
8.1.2工業爐的種類及特點365
8.1.3工業爐的基本要求及其主要組成365
8.2熱處理工業爐366
8.2.1熱處理工藝概述366
8.2.2連續淬火熱處理爐367
8.2.3可控氣氛熱處理爐369
8.2.4真空熱處理爐376
8.3熱處理自動生產線381
8.3.1鹽浴爐及其熱處理生產線381
8.3.2可控氣氛推杆爐生產線384
8.3.3鋼板彈簧熱處理生產線385
8.4其他工業用爐389
8.4.1多用途箱式電阻爐389
8.4.2室式鍛造加熱爐390
8.4.3干燥爐392
8.5爐溫檢測及控制繫統394
8.5.1常用的測溫方法394
8.5.2溫度檢測繫統組成395
8.5.3爐溫自動控制繫統舉例395
思考題398
第9章材料成形加工中的環境保護裝備399
9.1環境保護的意義及國家的環境保護法399
9.1.1可持續發展與綠色制造399
9.1.2國家的環境保護法簡介399
9.1.3材料加工中的環保設備概述400
9.2除塵裝備401
9.2.1粉塵的危害及其優選容許濃度401
9.2.2除塵設備401
9.3噪聲及振動控制裝備403
9.3.1噪聲的危害及其允許等級403
9.3.2噪聲控制403
9.3.3壓力加工設備的隔振裝置404
9.4廢氣淨化裝備405
9.4.1廢氣的優選容許濃度及其淨化方法405
9.4.2衝天爐噴淋式煙氣淨化裝置406
9.4.3消失模鑄造(EPC)廢氣淨化裝置406
9.5污水處理設備407
9.5.1污水的排放標準及處理方法407
9.5.2污水處理工藝流程408
9.5.3水玻璃砂污水處理設備409
9.5.4壓鑄鋁合金鑄件清洗污水處理設備410
9.6舊砂再生回用設備411
9.6.1舊砂回用與舊砂再生411
9.6.2舊砂再生的方法及選擇411
9.6.3典型再生設備的結構原理及使用特點412
9.6.4再生砂的後處理413
9.6.5典型的舊砂干法再生繫統414
9.6.6典型的舊砂濕法再生繫統415
9.6.7典型的舊砂熱法再生繫統417
思考題418
參考文獻419

本書共9章，介紹了成形裝備在材料成形加工中的作用及工業生產自動化與智能化的含義、金屬液態成形裝備及自動化、金屬塑性成形裝備及自動化、金屬焊接成形設備及自動化、高分子材料成型設備及自動化、增材制造裝備及繫統、陶瓷和玻璃等其他重要的材料成形裝備、工業爐及其控制、材料加工中的環境保護裝備。本書是在普通高等教育“十一五”規劃教材《材料成形裝備及自動化》的基礎上修訂而成的，可供高等院校材料成形及控制工程專業本科生、材料加工工程專業研究生使用，也可供機械大類和材料大類專業學生及從事相關專業生產與科學研究工作的工程技術人員參考。