冲压加工设备及自动化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中科技大学出版社

作者:王平

出品人:

页数:278

译者:

出版时间:2006-11

价格:25.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560938837

丛书系列:

图书标签:

• 冲压加工
• 冲压设备
• 金属成形
• 自动化技术
• 机械制造
• 工业设备
• 生产工艺
• 模具设计
• 数控技术
• 精密制造

现代制造技术深度解析：材料成形与精密加工的创新实践 图书信息： 本书聚焦于当前高端制造业中至关重要的两大领域：先进材料的成形工艺与复杂零件的精密加工技术。全书结构严谨，内容前沿，旨在为从事装备制造、模具设计、自动化集成及工艺研究的工程师、技术人员和高年级学生提供一套系统、深入的学习资源。 --- 第一部分：先进材料的塑性行为与基础成形理论 本部分从微观结构到宏观力学，全面解析了金属及非金属材料在应力作用下的变形机理，为后续的工艺优化奠定坚实的理论基础。 第一章：材料科学基础与本构关系 深入探讨了晶体结构、位错理论在塑性变形中的作用。重点讲解了不同温度、应变速率下材料的流变学特性，包括高温蠕变、低温脆性转变等现象。详细阐述了线弹性、弹塑性本构模型的建立与应用，特别是考虑了材料的应变硬化、加工硬化和应变速率敏感性。引入了先进的测试技术，如原位电子显微镜观察变形过程，以及DIC（数字图像相关法）在应力场实时监测中的应用。 第二章：连续介质力学与塑性有限元分析（FEA） 系统梳理了描述材料大变形的控制方程，包括平衡方程、几何方程和本构方程。详述了增量有限元法的基本框架，并针对塑性材料的非线性问题，重点解析了牛顿-拉夫逊（Newton-Raphson）迭代法的改进方案，如弧长法在路径敏感性分析中的应用。书中通过大量算例，演示如何利用商用FEA软件（如Abaqus/Implicit, Marc）模拟复杂的加载路径，预测残余应力和变形趋势。特别关注了接触算法的选择与优化，如罚函数法与增广拉格朗日法在模具接触面求解中的优劣对比。 第三章：铸造成形工艺的数值模拟与控制 本章关注高精度铸件的制造，特别是压力铸造（压铸）和低压铸造过程中的充填、凝固行为。详细介绍了流体力学在铸造中的应用，包括湍流模型（如RNG $k-epsilon$ 模型）在熔融金属充型过程中的模拟，以及传热学在控制晶粒尺寸和消除孔隙率中的作用。引入了集成化模拟平台，演示如何通过模拟预测缩松、裂纹等缺陷的产生位置，并指导浇口、冒口系统的设计优化。对快速凝固技术（如半固态触变铸造）的原理及其对材料性能的影响进行了深入剖析。 --- 第二部分：精密成形工艺与模具设计前沿 本部分聚焦于如何通过精确控制外力与模具结构，实现复杂形状和高精度零件的批量制造。 第四章：冷/温/热变形工艺的优化设计 系统对比了深冲、挤压、锻造、轧制等主要塑性成形方法的工艺参数控制。在深冲方面，重点讨论了凸凹模间隙的优化，以及为避免起皱和破裂而引入的拉深筋、凹模圆角半径的设计准则。在温/热成形领域，详细分析了控温技术对奥氏体钢和先进高强钢（AHSS）性能的决定性影响，介绍了利用模具加热/冷却系统实现零件淬火强化的集成化工艺。针对复杂曲面零件的辊压成形，分析了多辊系统路径规划与成形力的平衡控制。 第五章：模具结构设计与寿命管理 本章超越传统的设计手册，深入探讨了现代模具的结构创新与材料选择。详细阐述了高性能工模具钢（如热作模具钢H13的改进版、粉末冶金模具钢）的选择标准，以及针对高疲劳载荷和热循环的表面强化技术（如PVD/CVD涂层）。模具结构的优化部分，强调了刚度分析在避免模具变形、保证零件精度中的核心作用。引入了疲劳寿命预测模型（如Miner线性累积损伤模型），并结合实际失效案例，指导模具的维护周期制定。此外，还包含了复杂内腔流道模具（如水冷流道）的增材制造技术应用探讨。 第六章：增材制造（3D打印）在模具制造中的集成应用 本章是连接传统制造与未来趋势的关键。重点介绍了激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）技术在制造复杂随形冷却水道模具方面的优势与挑战。详细分析了增材制造零件的微观组织特性、残余应力控制（如优化激光扫描策略）以及后续的热等静压（HIP）处理对提升密度和机械性能的重要性。讨论了如何通过增材制造实现模具功能集成（如集成传感器），以实现过程的实时监控和自适应控制。 --- 第三部分：高端装备的精密加工与表面工程 本部分转向切削、磨削等去除加工过程，关注如何在高硬度、难加工材料上去实现超精密表面质量。 第七章：复杂零件的数控加工路径规划与优化 详细分析了五轴联动CNC加工中的运动学解算与刀具轴设置策略。针对曲面零件，深入探讨了等步距（Isoparametric）和等迎角（Iso-angular）等插补算法对切削力波动和表面粗糙度的影响。刀具路径优化部分，重点研究了避免“Z字形”路径和“悬空插补”的策略，以提高加工效率和刀具寿命。针对型腔等深区域的加工，解析了残余材料量预测模型，指导优化下刀深度与步长。 第八章：超硬材料与难加工合金的切削机理 重点研究了陶瓷刀具、聚晶金刚石（PCD）刀具在加工高硅铝合金、淬火钢和镍基高温合金时的磨损机理（如扩散磨损、热软化）。分析了切削参数（切削速度、进给率）对刀具寿命和被加工表面完整性的影响。引入了高温切削（High Speed Machining, HSM）理论，通过外部或内部气流冷却技术，有效抑制材料表层的再硬化层和热影响区。探讨了超声振动辅助加工技术（UAM）在改善深孔加工质量方面的应用潜力。 第九章：精密磨削与表面完整性控制 本章侧重于磨削过程的物理化学行为。详细阐述了砂轮材料（CBN/金刚石）的选择、粒度分布对磨削比和表面质量的影响。重点分析了磨削过程中产生的微观裂纹、表层相变和残余应力。书中介绍了基于电化学或等离子体的辅助磨削技术，旨在降低磨削比能消耗并改善表面拓扑结构。讨论了如何通过优化磨削参数（如磨削深度、砂轮转速比）来实现零件的“无损伤”或“微损伤”精密加工，以满足航空航天和生物医疗器件对表面完整性的严苛要求。 --- 第四部分：制造过程的智能化与集成化 本部分探讨如何将先进的传感、数据分析和控制系统融入到制造流程中，实现生产线的柔性化和自适应控制。 第十章：过程监控与在线质量反馈系统 介绍用于实时监测成形和加工过程的关键传感器技术，包括集成在模具中的压力传感器、振动加速度计、声发射（AE）传感器等。重点解析了通过分析声发射信号的频率特征，实现对刀具磨损、微裂纹萌生和粘刀等故障的早期诊断。阐述了如何构建基于物联网（IoT）的制造数据采集与管理平台，为后续的离线分析和模型修正提供基础数据。 第十一章：数据驱动的工艺自适应控制 本章聚焦于人工智能在制造过程中的实际应用。详细介绍了基于机器学习（如支持向量机SVM、深度神经网络DNN）的表面质量预测模型。通过对历史加工数据的训练，模型能够实时预测当前加工状态下的表面粗糙度或尺寸精度，并自动反馈调整进给速度或冷却液流量。讨论了基于强化学习（Reinforcement Learning）的复杂工艺参数优化框架，目标是实现在多目标约束下的最优生产调度和质量保持。 第十二章：数字化车间与生产线集成 探讨了制造执行系统（MES）与企业资源规划（ERP）的集成框架，实现从订单到交付的全流程数字化管理。详细描述了如何利用数字孪生（Digital Twin）技术对复杂的成形和加工设备进行高保真建模，实现虚拟调试、远程维护和预测性维护。最后，本书展望了柔性制造系统（FMS）在应对小批量、多品种订单时的结构特点和控制策略，强调了模块化设计和快速换模技术在提升整体制造柔性中的关键地位。 --- 总结与展望： 本书内容紧密围绕“精密、高效、智能”三大核心理念展开，不仅涵盖了从材料本构到复杂设备控制的完整链条，更强调了理论研究与工程实践的紧密结合。它不是一本简单的操作手册，而是为未来制造业工程师提供跨学科视野和解决复杂工程问题的能力框架。通过对先进模拟技术、创新成形工艺及智能化监控系统的深入剖析，本书旨在推动我国高端装备制造技术水平的整体进步。

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这本书的结构编排非常值得称赞，它构建了一个从宏观到微观的完整知识体系。起初，作者用了相当大的篇幅来梳理冲压设备的历史沿革和基本分类，这为初学者打下了坚实的基础。紧接着，笔锋一转，深入到设备的核心部件——滑块导向系统、润滑系统以及关键的动力传输机制的结构解析。最让我耳目一新的是关于“绿色冲压”理念的探讨，书中提出了如何通过优化工艺参数和采用新型润滑剂来降低能耗和减少废弃物产生的实践路径。这种将技术进步与可持续发展紧密结合的视角，在许多同类教材中是比较少见的。整体阅读体验下来，感觉作者不仅仅是在传授技术，更是在传递一种对制造本质的深刻理解和对行业未来责任感的体现。

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我对这本书的实用性给予高度评价，它简直就是一本“实战锦囊”。它没有过多冗余的理论铺陈，而是直奔主题，讲解如何快速诊断和解决生产现场经常遇到的突发问题。比如，书中专门列出了一个章节来讨论冲模快速换型（Quick Die Change, QDC）系统的安装、调试与日常维护要点，配有大量清晰的流程图和安全注意事项，这对于追求高效率、小批量多品种生产模式的车间管理者来说，是非常及时的指导。此外，对于冲压设备的安全操作规范和电气控制系统的故障排查，书中也提供了非常详尽的步骤指南，甚至包括了PLC程序逻辑在冲压循环中的应用实例。我试着按照书中的建议调整了几次设备参数，确实在提高生产节拍和减少废品率方面取得了立竿见影的效果，证明了书中所述的知识点都是经过反复验证的“干货”。

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这部关于冲压加工设备与自动化的专著，在我看来，更像是一部厚重的工程技术宝典，它深入浅出地剖析了现代冲压工艺的各个环节，从基础的机械结构原理到复杂的自动化控制系统，无不展现出作者深厚的专业功底。我尤其欣赏其中对于高精度模具设计与制造的详尽阐述，那些关于材料选择、应力分析以及如何最大限度提高冲压件表面质量和尺寸精度的论述，对于我们一线工程师来说，简直是如获至宝。书中不仅停留在理论层面，还穿插了大量的实际案例和图表，清晰地展示了不同类型冲压设备（如高速精密冲床、伺服冲床）在实际生产线上的配置与优化策略。特别是关于“柔性制造系统”在冲压车间的应用，提供了一套完整的系统集成思路，让人对未来冲压车间的智能化发展方向有了更直观的认识，这对于我们这些致力于车间升级改造的技术人员来说，是极具参考价值的实践指南。

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这本书的行文风格非常严谨且富有逻辑性，读起来让人感到踏实可靠。作者在描述复杂技术概念时，总是先给出清晰的定义，然后辅以数学模型进行量化描述，确保了论证的严密性。我注意到，书中对冲压成形过程中的“成形极限图”（FLD）的应用进行了深入探讨，解释了如何利用该图来预测材料在复杂拉伸过程中的失效风险，并给出了如何根据实际模具几何形状来反推最佳预冲孔尺寸的计算方法。这种将理论模型直接转化为可操作工程参数的能力，是这本书的独特价值所在。虽然某些部分涉及到较高的机械原理和材料学知识，可能需要读者具备一定的工科背景才能完全领会，但正是这种对技术深度不妥协的态度，使得这部作品超越了一般的参考书，成为了一部值得反复研读的经典参考资料，它不仅是知识的载体，更是一种解决问题的思维框架的构建。

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读完这本书，我最大的感受是它在技术深度上的压倒性优势。它并非那种泛泛而谈的行业概览，而是直击核心痛点的技术手册。比如，在谈到冲压过程中的回弹控制时，作者并没有仅仅提及补偿系数，而是详细解析了不同材料晶体结构在各向异性下的表现，并给出了基于有限元分析（FEA）的数值模拟方法来预判和修正形变轨迹。对于那些长期被冲压件精度问题困扰的同行来说，光是这一部分的内容，就足以值回书价。此外，书中对冲压自动化中的视觉检测和缺陷识别系统也做了细致的介绍，从传感器选型到算法优化，提供了一套完整的技术路线图，让我深刻体会到，先进的冲压不再仅仅是“大力出奇迹”的物理过程，更是精密计算与信息技术高度融合的体现。这本书无疑是为那些追求极致工艺和技术突破的专业人士准备的。

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