材料成型及控制工程专业导论(董选普)

本书为国家级一流本科专业建设成果教材，全书共6章：总论主要介绍了材料成型及控制工程专业演变简史、专业特点、专业要求等；第1章主要介绍了工程素养基础知识和工程师的能力要求；第2章主要介绍了工程材料发展简史及基础认知；第3章主要介绍了传统材料加工铸造、锻造、焊接的简要历史进程、简要技术基础、主要特点及最新发展；第4章主要介绍了切削加工的历史进程和基础知识，简要介绍了激光加工、增材制造以及机器人技术等的最新发展；第5章简要介绍了材料成型及控制工程专业涉及的电工电子的基础知识。 全书可供高等院校材料成型及控制工程专业及相关专业的学生作为教材使用，也可供其他专业的学生阅读参考。

董选普，华中科技大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，精密成形中心主任。中国铸造协会实型（消失模）铸造分会副理事长、中国机械工程学会铸造分会理事、中国铸造生产力促进中心消失模与V法铸造技术委员会主任。长期从事材料成型与装备制造的相关研究、铸造智能化装备及相关系统工程等研究工作。主持或参与了多项国防预研基金、国家自然科学基金、973和863计划、国家数控装备专项研究、国防十二五预研项目等科研项目，获得湖北省科技进步一等奖一项、武汉市科技进步二等奖一项。近年来发表论文60余篇、专利10项、参与编写书籍和专著5部。

0 总论 001 0.1 材料成型及控制工程专业演变简史 001 0.2 材料成型及控制工程的专业优势 003 0.2.1 材料加工技术先进 003 0.2.2 工程应用广泛 003 0.2.3 创新研发能力强 004 0.2.4 跨学科融合优势 005 0.3 材料成型及控制工程的专业要求 006 0.3.1 专业知识要求及其主要课程 006 0.3.2 毕业生的专业能力和素质要求 007 1 工程素养基础 009 1.1 工程素养 009 1.1.1 工程素养内涵 009 1.1.2 工程素养的重要性 010 1.2 工程师素养 010 1.2.1 工程师素养的概念 010 1.2.2 工程师素养的内涵 011 1.2.3 工程师的能力要求 012 1.3 工程素养需要工匠精神 012 1.3.1 工匠精神 012 1.3.2 工匠精神的内涵 013 1.3.3 工匠精神的创新 014 2 工程材料认知 016 2.1 工程材料发展史 016 2.1.1 石器时代:人类文明的孕育 017 2.1.2 青铜时代:初现人类文明之美 018 2.1.3 铁器时代:人类文明的快速发展 023 2.1.4 水泥材料的发展 027 2.1.5 新材料时代 029 2.2 材料科学基础认知 031 2.2.1 材料的分类 031 2.2.2 材料结构基础 033 2.2.3 材料性能基础 039 2.3 材料与环境的关系 043 3 材料成型技术 045 3.1 铸造成型技术 046 3.1.1 铸造成型概述 046 3.1.2 古代铸造技术简介 052 3.1.3 高密度黏土砂铸造技术 057 3.1.4 树脂砂造型制芯技术 062 3.1.5 消失模铸造技术 068 3.1.6 熔模精密铸造技术 072 3.1.7 高压铸造技术 077 3.1.8 低压铸造技术 083 3.1.9 数字化技术在铸造中的应用 087 3.2 金属塑性成型技术 094 3.2.1 金属塑性成型技术概述 094 3.2.2 模具CAD/CAM/CAE 097 3.2.3 大型锻件成型技术 098 3.2.4 模锻 101 3.2.5 冲压 104 3.2.6 其他金属塑性成型技术 109 3.3 金属焊接成型技术 113 3.3.1 焊接技术概述 113 3.3.2 气焊与气割 118 3.3.3 电弧焊 122 3.3.4 钨极惰性气体保护电弧焊 124 3.3.5 电阻焊 125 3.3.6 钎焊 127 3.3.7 激光焊接技术 130 3.4 增材制造技术 133 3.4.1 增材制造技术原理 133 3.4.2 增材制造技术分类 134 3.4.3 增材制造技术的典型应用 138 4 切削加工技术 140 4.1 世界机械发展历程 140 4.1.1 机械的起源和古机械发展阶段 140 4.1.2 近代机械发展阶段 142 4.1.3 现代机械发展阶段 145 4.2 中国机械发展历程 147 4.2.1 远古机械时期 147 4.2.2 古代机械时期 148 4.2.3 近代机械时期 150 4.2.4 现代机械时期 151 4.3 切削加工及其装备 155 4.3.1 切削加工概述 155 4.3.2 机床及其发展 157 4.4 数控加工 158 4.4.1 数控加工概述 158 4.4.2 数控加工原理和装备 159 4.4.3 数控加工发展历程 160 4.5 激光加工 161 4.5.1 激光加工的概念 161 4.5.2 激光加工的特点 164 4.5.3 激光加工的应用 164 4.6 机械制造智能化——机器人 167 4.6.1 古代机器人的发展历史 167 4.6.2 现代机器人的发展历史 168 4.6.3 工业机器人 171 4.6.4 服务机器人 173 5 电工电子技术 175 5.1 电子元器件认知 175 5.1.1 电子元件 176 5.1.2 电子器件 182 5.2 电气控制与PLC 187 5.2.1 低压控制电器 187 5.2.2 发电机与电动机 191 5.2.3 可编程逻辑控制器 196 5.3 集成电路工艺 201 5.3.1 集成电路产业概述 201 5.3.2 集成电路设计 202 5.3.3 集成电路制造 210 5.3.4 集成电路的封装测试 217 5.3.5 集成电路的发展趋势 220 参考文献 222