具体描述
本书是为非塑性成形工艺及设备专业的机械类各专业学生编写的教材。主要内容包括冲压成形的基本理论、各种冲压工艺的变形分析、冲压工艺方案选择及模具设计原理、模具材料选择及热处理、压力机及其选用、冲压工艺规程编制和模具CAD/CAM。
本书内容系统、全面既介绍了必要的基础理论，又较为系统地介绍了各种冲压模具设计方法，以及与模具设计有关的材料与选择与压力机选用，使读者对冲压工艺有全貌的了解。别特是模具CAD/CAM，内容知应了CAD技术在模具行业的发展需求。
本书可供高等工科院校机械类各专业师生参考使用，亦可供有关工程技术人员参考。
现代机械制造技术：从材料到成形 本书聚焦于机械制造领域的核心环节，深入探讨从基础材料选择到精密成形工艺的完整链条，旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一套系统、前沿且实用的技术指导。 第一部分：先进材料科学与结构性能分析 (约 400 字) 本部分作为理解后续加工工艺的基础，详细剖析了当前工业中主流金属材料与非金属材料的微观结构、性能特点及其对制造工艺的适应性。 1. 钢铁材料的深度解析： 涵盖了碳素钢、低合金高强度钢（HSLA）以及工具钢在不同热处理状态下的组织演变规律。重点阐述了通过调质、正火、淬火等热处理工艺如何精确调控材料的屈服强度、硬度和韧性。特别引入了先进的高熵合金（HEAs）在极端环境下的力学行为分析，探讨其在航空航天及高端装备制造中的应用潜力。 2. 有色金属与复合材料的特性： 铝合金（如2XXX、7XXX系列）的析出强化机制、镁合金的轻量化优势及其对切削加工的敏感性被详细论述。同时，对纤维增强复合材料（FRPs），特别是碳纤维增强环氧树脂（CFRP）和玻璃纤维增强热塑性塑料，其铺层设计、界面粘合强度以及层间剪切性能进行了系统的性能评估，强调了其在非传统制造中的挑战与机遇。 3. 材料的无损检测与寿命预测： 引入超声波检测（UT）、涡流检测（ET）等无损评估技术在零部件质量控制中的应用。结合断裂力学原理，阐述了疲劳裂纹的萌生、扩展模型，并介绍了基于损伤容限设计（Damage Tolerance Design）的结构寿命预测方法。 --- 第二部分：精密加工与表面工程技术 (约 550 字) 本部分侧重于如何将材料塑造成符合工程图纸要求的精确形状和表面质量，涵盖了传统减材制造的高效化、数字化转型以及面向未来的表面改性技术。 1. 数控加工（CNC）与CAM集成优化： 详细介绍了三轴及五轴联动数控铣削、车削的运动学原理与编程技巧。核心内容聚焦于刀具路径的智能规划，包括等高线加工、螺旋插补等高级算法的应用。重点探讨了切削参数（切削速度、进给量、背吃刀量）对刀具寿命、加工表面粗糙度（Ra/Rz）及残余应力的影响模型。引入了切削过程中的实时力反馈与自适应控制系统，以应对材料性能波动带来的加工稳定性问题。 2. 特种加工方法： 系统介绍了电火花加工（EDM）和线切割（WEDM）的机理，特别是针对难加工材料（如镍基高温合金）的处理策略。深入探讨了激光加工技术，包括激光熔覆（LMD）在修复和功能梯度材料制备中的应用，以及超快激光（皮秒/飞秒）在微纳结构加工中的优势。 3. 表面处理与功能化： 本节强调了“表面决定性能”的理念。全面讲解了物理气相沉积（PVD，如磁控溅射、电弧蒸发）和化学气相沉积（CVD）在制备硬质涂层（如TiN, CrN）中的工艺窗口控制。同时，对化学镀、电镀以及先进的离子注入技术在改善耐磨性、耐腐蚀性和降低摩擦系数方面的效果进行了对比分析。尤其关注了等离子喷涂技术在大型部件热障涂层（TBCs）制备中的工艺优化。 --- 第三部分：增材制造（3D打印）与快速原型技术 (约 350 字) 随着制造业的数字化转型，增材制造技术已成为实现复杂结构和高性能零件制造的关键路径。 1. 增材制造的工艺分类与原理： 详细区分了基于粉末床熔融（PBF，如SLM/EBM）、基于材料挤出（MEE）以及基于定向能量沉积（DED）等主流技术的物理机制。分析了每种技术在材料兼容性、成形精度和生产效率上的优缺点。 2. 增材制造的结构与性能挑战： 着重探讨了增材制造零件特有的冶金问题，如快速凝固导致的晶粒细化、残余应力的累积、孔隙率的控制。介绍了针对增材制造件的后处理工艺，包括热等静压（HIP）处理对致密化和性能提升的关键作用。 3. 设计与仿真： 引入拓扑优化（Topology Optimization）在轻量化设计中的应用，阐述了如何根据载荷和约束条件生成仿生或晶格结构。同时，讨论了基于有限元分析（FEA）的增材制造过程仿真，用于预测变形和应力分布，指导支撑结构的设计。 --- 第四部分：质量控制、计量与数字化车间集成 (约 200 字) 高效的制造体系离不开精确的测量和互联互通的生产环境。 1. 现代计量学与三坐标测量： 介绍了光学、激光扫描等非接触式测量技术在复杂曲面检测中的应用。详细阐述了三坐标测量机（CMM）的误差补偿模型和探测系统校准，确保尺寸和形位公差的可靠性。 2. 制造过程信息化与控制： 探讨了制造执行系统（MES）在车间资源调度、物料跟踪和质量数据采集中的作用。简要介绍了工业物联网（IIoT）和边缘计算在实现设备状态监控和预测性维护（PdM）中的集成方法，构建数据驱动的智能制造单元。 总结： 本书力求整合材料科学的深度理解、精密成形技术的精湛技艺与数字化转型的先进理念，为读者提供一个全面、深入且面向未来的现代机械制造技术蓝图。
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