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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