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
4.2.4CO2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
6.4.3SLS成形系统 310
6.4.4SLM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
6.5.2FDM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
6.7.4LOM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