材料成形工艺

本教材共6章，分为金属液态成形和金属塑性成形两大部分。其中金属液态成形部分包括第1～4章，主要介绍以砂型铸造为主的多种液态成形工艺方法；与砂型铸造相关的主要造型材料、工艺及其装备设计，以及计算机在液态成形领域的应用及实例。金属塑性成形部分包括第5章和第6章，主要介绍金属的锻造成形工艺和冲压成形工艺，相关的工艺设计方法、设计程序及模具设计，以及工艺设计实例。本教材可作为高等工科院校材料成型及控制工程专业的教学用书，也可供从事材料加工的工程技术人员参考。

前言第1章液态成形工艺方法11.1绪论11.2砂型铸造21.2.1手工造型和制芯21.2.2机器造型和制芯41.3特种铸造41.3.1熔模铸造41.3.2金属型铸造71.3.3压力铸造81.3.4离心铸造91.3.5其他铸造方法11思考题15第2章液态成形工艺基础162.1铸造用原砂162.1.1石英砂的组成、性能和分类162.1.2非石英质原砂172.1.3原砂的选用原则192.2铸造用黏土192.2.1黏土的种类192.2.2黏土的选用192.3黏土型（芯）砂202.3.1黏土型（芯）砂性能及其影响因素202.3.2黏土型砂的应用212.4水玻璃砂及有机黏结剂砂222.4.1水玻璃砂的硬化机理及硬化方法222.4.2CO2水玻璃砂的性能及影响因素242.4.3有机黏结剂砂的性能及使用252.5铸型涂料292.5.1涂料的组成292.5.2涂料的性能302.5.3涂料的使用方法302.6液态金属与铸型的相互作用302.6.1液态金属与铸型的热作用312.6.2液态金属与铸型的机械作用332.6.3金属与铸型的物理化学作用33思考题38第3章液态成形工艺设计403.1液态成形工艺设计的依据、内容和程序403.1.1液态成形工艺设计的依据403.1.2铸造工艺设计的内容和设计程序413.2液态成形工艺方案的确定及铸造工艺参数设计433.2.1零件结构的铸造工艺性分析433.2.2浇注位置的确定503.2.3分型面的选择523.2.4砂芯的工艺设计553.2.5铸造工艺设计参数593.3液态成形浇注系统设计633.3.1概述633.3.2浇注系统基本组元的作用643.3.3浇注系统的基本类型733.3.4铸件浇注系统设计与计算763.3.5金属过滤技术823.4冒口及冷铁设计833.4.1冒口的设计833.4.2铸钢件冒口的设计与计算893.4.3球墨铸铁件的冒口设计943.4.4特种冒口963.4.5冷铁的作用及种类983.4.6铸筋1013.5铸造工艺装备1013.5.1模样及模板设计1023.5.2砂箱设计1063.5.3芯盒设计109思考题110第4章计算机模拟在铸造工艺中的应用1124.1铸造数值模拟技术的发展历史1124.2常用铸造数值模拟的物理模型、求解方法及模拟软件1134.2.1物理模型1134.2.2求解方法1144.2.3模拟软件1144.3数值模拟流程1174.3.1铸件几何建模1174.3.2铸件模型的网格划分1174.3.3材料热物性参数计算1174.4铸造过程数值模拟1184.4.1铸造充型过程模拟1184.4.2凝固温度场模拟1184.4.3凝固组织模拟1194.4.4凝固应力场模拟1204.4.5定向凝固过程模拟1214.5数值模拟的发展方向1234.6铸造工艺CAD1234.6.1铸造工艺CAD的主要内容1234.6.2典型件铸造工艺设计实例124思考题131第5章金属的锻造成形1325.1概述1325.1.1锻造方法的分类及特点1325.1.2锻造的发展趋势1345.2锻造热规范1355.2.1坯料加热1355.2.2金属加热过程中的变化1375.2.3加热规范及锻造温度范围选择1425.2.4锻件的冷却1455.2.5锻件热处理1485.3自由锻造1515.3.1自由锻分类及工序1515.3.2自由锻基本工序1515.3.3自由锻工艺过程的制订1655.3.4自由锻工艺实例1725.4模锻工艺1755.4.1模锻工艺规程的制订及工艺方案的选择1765.4.2模锻锻件图设计1795.4.3模锻设备吨位的确定1885.4.4毛坯尺寸的确定1915.4.5锻模结构设计1925.4.6模锻后续工序1945.4.7模锻应用实例1995.5特种锻造及其新技术2035.5.1精密模锻2045.5.2液态模锻2065.5.3等温锻造与超塑性锻造2085.5.4粉末锻造2115.6计算机数值模拟在锻造工艺中的应用2145.6.1概述2145.6.2常用软件介绍2155.6.3应用实例222思考题226第6章冲压成形工艺2286.1概述2286.2冲裁2336.2.1冲裁变形机理与工艺性分析2336.2.2冲裁间隙2386.2.3冲裁模具刃口尺寸的计算2426.2.4冲压力的计算及降低冲裁力的方法2476.2.5排样与搭边2506.2.6其他冲裁方法2526.2.7冲裁工艺与模具设计实例2536.3弯曲2566.3.1弯曲变形过程分析2576.3.2弯曲件的工艺性及计算2586.3.3弯曲件的回弹2626.3.4弯曲模设计及尺寸计算2636.3.5弯曲工艺与模具设计实例2666.4拉深2686.4.1拉深变形过程分析2686.4.2圆筒件拉深工艺及计算2726.4.3盒形件拉深工艺及计算2756.4.4拉深模结构及尺寸设计2766.4.5拉深工艺与模具设计实例2836.4.6其他拉深方法2856.5其他板料成形工艺2886.5.1胀形2886.5.2翻边2896.5.3扩口2916.5.4缩口2926.5.5旋压2956.5.6轧制2966.6计算机数值模拟在冲压工艺中的应用2976.6.1概述2976.6.2常用软件介绍2986.6.3应用实例303思考题305参考文献307