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 材料的成形方法分类及装备概述 2
1.2 装备在材料成形加工中的作用 6
1.3 工业自动化的含义 7
1.3.1 工业生产过程 8
1.3.2 工业自动化内容 8
1.4 本课程的知识基础及教学目标 10
第2章 金属液态成形装备及自动化 11
2.1 概述 11
2.2.1 冲天炉熔化 13
2.2 金属熔化及浇注装备 13
2.2.2 电炉熔化 18
2.2.3 自动浇注装备 20
2.3 砂处理装备及自动检测系统 25
2.3.1 砂处理装备概述 25
2.3.2 旧砂处理装备 26
2.3.3 混砂装备 28
2.3.4 砂处理系统的自动检测／监测 34
2.4 造型装备及自动化生产线 35
2.4.1 粘土砂用造型装备 36
2.4.2 树脂砂制芯／型装备 53
2.4.3 造型生产线 57
2.5 铸件落砂及清理自动化 62
2.5.1 铸件落砂 62
2.5.2 铸件清理 63
2.6.1 压铸机分类及结构 65
2.6 压力铸造装备及自动化 65
2.6.2 压铸机的液压及电气控制 72
2.6.3 压铸生产自动化 75
2.7 低压铸造装备及自动化 77
2.7.1 低压铸造机的类型及构造 77
2.7.2 低压铸造的自动加压控制系统 78
2.8 消失模精密铸造装备及生产线 80
2.8.1 泡沫塑料模样的成形装备 81
2.8.2 造型装备及生产线 83
2.9 半固态铸造成形装备 87
2.9.1 半固态浆料的制备装置 88
2.9.3 半固态铸造的其他装置 90
2.9.2 半固态铸造成形装备 90
2.9.4 半固态铸造生产线及自动化 92
第3章 金属塑性成形装备及自动化 94
3.1 概述 94
3.1.1 金属塑性成形装备在现代工业中的地位 94
3.1.2 金属塑性成形装备的发展趋势 94
3.1.3 金属塑性成形装备的分类 96
3.2 液压成形装备 97
3.2.1 液压机的控制原理与特点 99
3.2.2 板材冲压液压机 102
3.2.3 锻造液压机 105
3.3 精冲压力机 111
3.3.2 精冲压力机工作特点 112
3.3.1 精冲原理 112
3.3.3 精冲压力机结构简介 114
3.3.4 精冲压力机的规格及主要技术参数 117
3.4 多工位压力机 117
3.4.1 多工位压力机的工作原理及特点 118
3.4.2 多工位压力机结构简介 121
3.4.3 多工位送料系统 124
3.5 数控冲压装备 131
3.5.1 数控转塔冲床工作原理及特点 131
3.5.2 数控转塔冲床结构 133
3.5.3 数控转塔冲床数控系统 137
3.6 伺服压力机 140
3.6.1 伺服压力机的工作原理 141
3.6.2 伺服折弯机同步控制系统 143
3.7 塑性成形自动化技术 146
3.7.1 板料冲压生产线自动化 146
3.7.2 锻压生产的柔性加工系统 149
第4章 金属连接成形设备及自动化 158
4.1 概述 158
4.2 弧焊设备及自动化 159
4.2.1 电弧静特性和弧焊电源基本特性简介 159
4.2.2 埋弧焊设备 163
4.2.3 熔化极氩弧焊设备 169
4.2.4 CO2气体保护电弧焊设备 175
4.2.5 钨极氩弧焊设备 178
4.2.6 等离子弧焊接设备 184
4.3.1 电阻焊原理及分类 191
4.3 电阻焊装备及自动化 191
4.3.2 电阻焊机的基本结构 192
4.3.3 点焊装备 193
4.3.4 缝焊装备 200
4.3.5 对焊装备 206
4.4 激光焊接设备 213
4.4.1 激光焊原理及分类 213
4.4.2 固体激光焊接机 214
4.4.3 气体激光焊接机 217
4.5 焊接机器人 222
4.5.1 概述 222
4.5.2 点焊机器人 223
4.5.3 弧焊机器人 228
第5章 高分子材料成形设备及自动化 233
5.1 概论 233
5.1.1 高分子材料的加工性能 233
5.1.2 高分子材料成形方法分类 234
5.1.3 高分子材料加工成形设备的特点 235
5.2 塑料注射机 236
5.2.1 注射部分主要性能参数 236
5.2.2 合模力性能参数 245
5.2.3 注塑工艺控制流程 248
5.2.4 注射机的电气控制系统 252
5.3 橡胶成形设备及自动化 259
5.3.2 橡胶挤出机的基本技术参数 260
5.3.1 橡胶挤出机的基本结构和工作原理 260
5.3.3 橡胶挤出机的控制系统 262
5.4 其他高分子材料成形设备 269
5.4.1 压制成形 269
5.4.2 压延成形 273
5.4.3 板材成形设备 273
5.4.4 成形装备的发展趋势 274
第6章 快速成形装备及控制系统 276
6.1 概述 276
6.1.1 快速成形技术的发展 276
6.1.2 快速成形技术的应用 277
6.1.3 快速成形技术的展望 278
6.2.1 立体光刻成形 279
6.2 典型快速成形系统 279
6.2.2 选择性激光烧结成形 285
6.2.3 熔丝沉积成形 291
6.2.4 薄材叠层成形 298
6.3 CAD图形与快速成形系统的数据交换 304
6.3.1 引言 304
6.3.2 STL格式 304
6.3.3 CLI格式 306
6.3.4 从三维CAD造型软件导出STL格式文件 310
6.4 快速成形技术的数据处理 312
6.4.1 STL格式的数字模型 312
6.4.2 STL文件的一致性规则及错误 312
6.4.3 STL文件的错误处理方法 315
6.4.4 STL格式的优缺点及其改进格式 316
6.4.5 数字模型的数据处理 318
6.4.6 快速成形技术的加工路径 322
6.4.7 切片轮廓的偏置算法 324
6.4.8 变网格划分算法 328
6.4.9 便宜算法——RP常用的一种路径优化算法 330
6.4.10 RP软件介绍 331
6.5 金属板材数控无模单点成形系统 335
6.5.1 引言 335
6.5.2 国外金属板材无模成形技术研究简况 335
6.5.3 金属板材无模单点成形原理 335
6.5.4 国内的研究与装备开发 337
7.1.1 陶瓷技术装备概述 342
7.1 陶瓷成形装备 342
第7章 其他重要的材料成形装备 342
7.1.2 陶瓷原料生产加工装备 344
7.1.3 成形机械装备 350
7.1.4 施釉与装饰机械装备 356
7.2 玻璃成形装备 359
7.2.1 玻璃制品生产的工艺过程 360
7.2.2 玻璃成形的主要装备 361
7.2.3 以制瓶机为中心的生产线 366
7.2.4 玻璃制品的加工装备 367
7.3 粉末材料成形装备 371
7.3.1 粉末冶金加工工艺过程简介 371
7.3.2 粉末材料压力成形装备 375
7.3.3 烧结及气体保护设备 381
第8章 工业炉及其控制 386
8.1 工业炉的种类及特点 386
8.1.1 热能的产生与热交换概述 386
8.1.2 工业炉的种类及特点 387
8.1.3 工业炉的基本要求及其主要组成 388
8.2 热处理工业炉及其生产线 389
8.2.1 热处理工艺概述 389
8.2.2 连续淬火热处理炉 390
8.2.3 多室可控气氛渗碳炉 394
8.2.4 真空热处理炉 394
8.3.1 盐浴炉及其热处理生产线 396
8.3 热处理生产自动线 396
8.3.2 气体渗碳淬火自动线 399
8.3.3 钢板弹簧热处理生产线 403
8.4 其他工业用炉 408
8.4.1 多用途箱式电阻炉 408
8.4.2 室式锻造加热炉 410
8.4.3 干燥炉 412
8.5 炉温检测及控制系统 415
8.5.1 常用的测温方法 415
8.5.2 温度检测系统组成 416
8.5.3 炉温自动控制系统举例 416
9.1.1 可持续发展与绿色制造 420
9.1.2 国家的环境保护法简介 420
9.1 环境保护的意义及国家的环境保护法 420
第9章 材料加工中的环境保护装备 420
9.1.3 材料加工中的环保设备概述 421
9.2 除尘装备 422
9.2.1 粉尘的危害及其最高容许浓度 422
9.2.2 旋风除尘器 423
9.2.3 袋式除尘器 424
9.3 噪声及振动控制 424
9.3.1 噪声的危害及其允许等级 424
9.3.2 噪声控制 424
9.3.3 压力加工设备的隔振装置 425
9.4 废气净化装置 427
9.4.1 废气的最高容许浓度及其净化方法 427
9.4.2 冲天炉喷淋式烟气净化装置 428
9.4.3 消失模铸造（EPC）废气净化装置 430
9.5 污水处理设备 430
9.5.1 污水的排放标准及处理方法 430
9.5.2 污水处理工艺流程 432
9.5.3 污水处理设备 432
9.6 旧砂再生回用设备 433
9.6.1 旧砂回用与旧砂再生 433
9.6.2 旧砂再生的方法及选择 434
9.6.3 典型再生设备的结构原理及使用特点 435
9.6.4 再生砂的后处理 436
9.6.5 典型的旧砂干法再生系统 437
9.6.6 典型的旧砂湿法再生系统 439
9.6.7 典型的旧砂热法再生系统 441
参考文献 443