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第1章 工程材料基础 11

1.1 工程材料概述 11

1.1.1 工业设计与工程材料 12

1.1.2 材料的分类与性能 13

1.2 金属材料 26

1.2.1 金属材料的性能 26

1.2.2 金属的结构 30

1.2.3 金属的结晶和同素异构转变 31

1.2.4 合金的晶体结构 32

1.2.5 铁碳合金 33

1.2.6 钢的常用热处理方法 36

1.2.7 钢铁材料 39

1.2.8 艺术铸造合金 49

1.3 非金属材料 53

1.3.1 橡胶 53

1.3.2 陶瓷材料 55

1.4 复合材料 57

1.4.1 复合材料的一般知识 57

1.4.2 复合机理 60

1.4.3 复合材料的成形方法 61

1.4.4 树脂基复合材料 62

1.4.5 金属基复合材料 63

1.4.6 其他复合材料 64

思考题与习题一 65

2.1.1 刀具材料与角度 66

第2章 机械制造技术基础 66

2.1 金属切削过程 66

2.1.2 切屑的形成过程与切屑的种类 69

2.1.3 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 70

2.1.4 切削力和切削功率 72

2.1.5 切削热和切削温度 73

2.1.6 刀具磨损和刀具寿命 74

2.1.7 切削用量的合理选择 75

2.2 机械加工工艺 77

2.2.1 工件的定位原理 77

2.2.2 工件的定位基准及选取原则 78

2.2.3 毛坯的选择及加工余量的确定 80

2.2.5 生产过程、工艺过程和生产类型 81

2.2.4 零件的工艺分析 81

2.2.6 工艺路线的拟订 83

2.2.7 工艺文件的编制 84

2.2.8 典型零件工艺过程 84

2.2.9 机械加工精度 86

2.2.10 机械装配过程 94

2.3 机床的分类及其运动分析 99

2.3.1 机床的分类 99

2.3.2 零件表面的切削加工成形方法 101

2.3.3 主要机床简介 104

2.4 模具设计与制造 115

2.4.1 模具概述 115

2.4.2 模具制造的基本要求与特点 116

2.4.3 金属模具制造 119

2.5 先进制造技术与工艺概述 123

2.5.1 先进制造技术概述 123

2.5.2 先进制造工艺概述 127

2.5.3 先进制造工艺在先进制造技术（AMT）中的地位 128

2.5.4 先进制造工艺的特点 129

2.5.5 先进制造工艺的技术发展趋势 129

思考题与习题二 131

第3章 艺术铸造基础 132

3.1 艺术铸造概述 132

3.1.1 艺术铸造简述和特点 132

3.1.2 艺术铸造方法及适应范围 134

3.2 艺术铸造模 135

3.2.1 蜡模 135

3.2.2 石膏模 137

3.2.3 橡胶模 138

3.2.4 环氧树脂模 139

3.2.5 低熔点合金模 140

3.3 艺术铸造工艺设计 141

3.3.1 艺术铸造结构设计 141

3.3.2 浇注系统 141

3.3.3 冒口、冷铁和铸肋 143

3.4 艺术铸造成形方法 145

3.4.1 砂型铸造 145

3.4.3 熔模铸造 146

3.4.2 泥型铸造 146

3.4.4 石膏型铸造 149

3.4.5 陶瓷型铸造 151

思考题与习题三 152

第4章 快速成形技术基础 153

4.1 工业设计中的设计模型 153

4.1.1 设计模型概念 153

4.1.2 设计模型分类 154

4.1.3 设计模型制作 157

4.1.4 设计模型功能 162

4.2 快速成形技术 162

4.2.1 快速成形技术的概述 162

4.2.2 快速成形技术的特点 169

4.3 快速成形方法 170

4.3.1 液态光敏聚合物选择性固化 170

4.3.2 层合实体成形制造 171

4.3.3 丝状材料选择性熔覆 172

4.3.4 粉末激光烧结 173

4.3.5 其他技术 174

4.4 快速成形技术的应用 176

4.4.1 快速模型 176

4.4.2 快速模具 180

4.4.3 快速精铸 185

4.4.4 快速制造 187

思考题与习题四 189

5.1.1 塑料及其特性 190

5.1 塑料成型概述 190

第5章 塑料及其成型基础 190

5.1.2 塑料成型加工特点 196

5.1.3 塑料的成型过程 197

5.2 塑料的成型方法 198

5.2.1 注射成型 198

5.2.2 挤出成型 201

5.2.3 压制成型 204

5.2.4 其他成型方法 207

5.3 塑料制品的结构工艺性 208

5.3.1 成型工艺对制品几何形状的要求 209

5.3.2 塑料螺纹和齿轮 212

5.3.3 塑料制品中的嵌件 214

5.4 塑料模具 215

思考题与习题五 218

第6章 反求工程基础 219

6.1 反求工程概念 219

6.1.1 工业设计与反求工程 219

6.1.2 反求工程的定义 221

6.1.3 反求工程的基本方法 221

6.1.4 反求工程的内容 223

6.1.5 反求工程技术的评价标准 224

6.1.6 反求工程的作用 224

6.2 实体数据测量与反求方法 225

6.2.1 引言 225

6.2.2 主要的测量方法 226

6.3 产品三维CAD模型的重建与后处理 230

6.3.1 引言 230

6.3.2 工业设计中自由曲面重构 231

6.3.3 CAD模型的建立 235

6.4 反求工程在工业设计中的作用. 237

6.4.1 产品设计系统中的反求工程 237

6.4.2 运用反求工程进行改进设计的几种方法 239

6.4.3 反求工程对工业设计的推动作用 242

思考题与习题六 244

第7章 连接成形基础 245

7.1 连接成形概述 245

7.2.1 概述 246

7.2 焊接成形工艺 246

7.2.2 工业设计中常用的焊接方法简介 248

7.2.3 焊接材料 253

7.2.4 金属材料的焊接 254

7.2.5 焊缝缺陷及焊接残余应力与变形 259

7.3 粘接成形工艺 263

7.3.1 概述 263

7.3.2 接头设计 266

7.3.3 被粘接物的表面处理 268

7.3.4 胶粘剂的粘接工艺 269

7.3.5 胶粘剂的选择 272

7.3.6 胶粘剂的分类方法 275

7.3.7 胶粘剂简介 276

7.4.1 螺纹连接 277

7.4 其他连接工艺 277

7.4.2 铆接 282

7.4.3 弹性嵌卡连接 284

思考题与习题七 284

第8章 表面工程基础 285

8.1 表面工程概述 285

8.1.1 表面工程的基本涵义及其分类 285

8.1.2 表面工程技术在国民经济中的地位与作用 287

8.1.3 表面工程技术的发展趋势 287

8.2 表面预处理 288

8.2.1 概述 288

8.2.2 碱液清洗 288

8.2.3 溶剂清洗 289

8.2.4 水剂清洗 291

8.2.5 化学除锈 291

8.2.6 机械清理 293

8.2.7 表面精整 295

8.3 有机涂装 296

8.3.1 概述 296

8.3.2 涂料产品分类、命名和型号 296

8.3.3 各类涂料品种的性能及用途 302

8.3.4 涂装表面的预处理 307

8.3.5 常见涂装方法及其特点 308

8.3.6 涂料的干燥 310

8.3.7 编制涂装工艺规程的基本知识 313

8.4.1 概述 315

8.4 电镀工艺 315

8.4.2 电镀工艺过程中的镀前处理和镀后处理 316

8.4.3 常用金属表面装饰电镀 317

8.4.4 非金属电镀 321

8.5 其他表面技术简介 323

8.5.1 化学镀 323

8.5.2 电刷镀 324

8.5.3 热喷涂 324

思考题与习题八 325

第9章 虚拟现实基础 326

9.1 虚拟现实概述 326

9.2 虚拟现实与工业设计 328

9.3 虚拟现实系统 329

9.3.1 视觉输出设备 330

9.3.2 跟踪装置 333

9.3.3 其他辅助设备 334

9.4 虚拟现实系统开发技术与实现 337

9.4.1 虚拟现实建模语言VRML 338

9.4.2 虚拟现实开发工具 340

9.4.3 分布式虚拟现实系统DVR 342

9.4.4 协同虚拟现实系统CVR 343

9.4.5 虚拟空间会议系统VST 343

9.5 可视化技术 345

9.6 多媒体技术 348

思考题与习题九 353

参考文献 354