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第一篇　金属液态成形2

第1章　液态成形工艺方法2

1.1　砂型铸造2

1.1.1 手工造型和制芯2

1.1.2　机器造型和制芯4

1.2　熔模铸造5

1.2.1　熔模铸造原理5

1.2.2　熔模铸造工艺过程5

1.2.3　熔模铸造特点和应用范围6

1.3　金属型铸造6

1.3.1　金属型铸造工艺7

1.3.2　金属型铸造的特点7

1.3.3　金属型铸造的应用范围8

1.4　压力铸造8

1.4.1　压力铸造的特点8

1.4.2　压力铸造工艺8

1.4.3　压力铸造的应用范围9

1.5　离心铸造9

1.5.1　离心铸造的特点9

1.5.2　离心铸造工艺10

1.5.3　离心铸造的应用范围10

1.6　其他铸造方法10

1.6.1　低压铸造、挤压铸造、陶瓷型铸造的原理、工艺过程和应用范围10

1.6.2　真空密封造型、连续铸造和差压铸造、真空吸铸的原理、工艺过程和应用范围12

第2章 液态成形工艺基础14

2.1　铸造用原砂14

2.1.1 硅砂的组成、性能和分类14

2.1.2　非石英质原砂16

2.1.3　原砂的选用16

2.2　铸造用粘土17

2.3　粘土型（芯）砂18

2.3.1 粘土型（芯）砂性能及其影响因素18

2.3.2　粘土砂的应用19

2.4　水玻璃砂及有机粘结剂砂21

2.4.1 水玻璃砂的硬化机理及硬化方法21

2.4.2　CO2水玻璃砂的性能及影响因素23

2.4.3　有机粘结剂砂的性能及使用24

2.5　铸型涂料29

2.5.1　涂料的组成29

2.5.2　涂料的性能30

2.5.3　涂料的使用方法30

2.6　液态金属与铸型的相互作用31

2.6.1 液态金属与铸型的热作用31

2.6.2　液态金属与铸型的机械作用33

2.6.3　金属液与铸型的物理化学作用34

第3章　液态成形工艺设计41

3.1 铸造工艺设计依据内容、程序41

3.1.1　铸造工艺设计依据41

3.1.2　铸造工艺设计的内容和设计程序42

3.2　液态成形工艺方案的确定及铸造工艺参数设计43

3.2.1 零件结构的液态成形工艺性分析43

3.2.2　浇注位置的确定50

3.2.3　分型面的选择51

3.2.4　液态成形用芯的工艺设计及铸造工艺参数53

3.2.5　铸造工艺设计参数59

3.3　液态成形浇注系统设计63

3.3.1 概述63

3.3.2　浇注系统基本组元的作用63

3.3.3 浇注系统的基本类型及铸铁件浇注系统69

3.4 冒口及冷铁设计77

3.4.1 冒口的种类及补缩原理77

3.4.2　铸钢件冒口的设计与计算83

3.4.3　球墨铸铁件的冒口设计87

3.4.4　特种冒口89

3.4.5　冷铁的作用及种类91

3.4.6　铸肋94

3.5　铸造工艺装备95

3.5.1　模样及模板设计95

3.5.2　砂箱设计100

3.5.3　芯盒设计104

第4章　液态成形工艺计算机辅助设计106

4.1 计算机在铸造中的应用分类106

4.2　铸造工艺CAD的进展106

4.2.1　铸造工艺CAD在国外的发展106

4.2.2　铸造工艺CAD在国内的发展107

4.3　铸造工艺CAD108

4.4　计算机绘图110

4.5　典型件铸造工艺设计实例112

参考文献115

第二篇　焊接成形118

第5章　焊接工艺基础118

5.1　焊接工艺概述118

5.2　焊接过程的本质119

5.2.1　实现焊接的基本条件119

5.2.2　实现焊接的基本方法120

5.3　焊接热效应121

5.3.1　焊接热过程的影响121

5.3.2　电弧焊接热效率η121

5.4　焊接热源强度123

5.4.1 热源强度对焊接过程的影响123

5.4.2　热源强度的可变性126

5.5　焊接工艺参数对电弧焊焊缝成形的影响127

5.5.1 电弧焊的主要焊接参数127

5.5.2 电弧焊的工艺因素对焊缝成形的影响128

5.5.3　焊件的结构因数129

第6章　焊接方法132

6.1　焊接方法的选择132

6.1.1　母材的类型132

6.1.2　母材的厚度132

6.1.3　接头类型和焊接位置133

6.1.4　产品的类型和焊接条件134

6.1.5　焊接的方式135

6.1.6　焊接设备的选用原则和程序136

6.1.7　坡口的选择138

6.2　先进的焊接方法138

6.2.1　搅拌摩擦焊138

6.2.2　A-TIG焊接方法142

6.2.3　变极性等离子弧焊接143

6.2.4　单电源双弧焊接技术145

6.2.5　高效率熔化极气体保护焊145

6.2.6　窄间隙焊接法149

6.2.7　激光-电弧复合焊接153

第7章　焊接残余应力、变形与焊接工艺控制155

7.1 焊接残余应力和变形概述155

7.1.1 产生机理、影响因素和内在联系155

7.1.2　焊接残余应力和变形的特征要点156

7.1.3　焊接残余应力的分布与影响157

7.2　工艺设计阶段的考虑160

7.2.1　气焊、焊条电弧焊及气体保护焊接头坡口的基本形式与尺寸160

7.2.2　焊接接头设计的一般原则160

7.3　制造过程中的工艺措施162

7.3.1 控制与消除焊接残余应力162

7.3.2　控制、调节与消除焊接变形165

7.4　防止脆断、疲劳和应力腐蚀的工艺措施169

7.4.1 防止脆性断裂的一些工艺措施169

7.4.2 预防疲劳断裂的一些工艺措施170

7.4.3 提高焊接接头耐蚀性的途径171

第8章　焊接工艺装备173

8.1 焊接工艺装备的分类及选用173

8.1.1　焊接工艺装备的分类173

8.1.2　焊接工艺装备的选用173

8.2　焊接件的定位与夹紧175

8.2.1　焊接件的定位175

8.2.2　工件的夹紧180

8.3　装焊夹具184

8.3.1　通用装焊平台184

8.3.2　专用装焊胎架184

8.4　焊接变位机械186

8.4.1　焊件变位机械186

8.4.2　焊机变位机械197

8.5　焊接机器人概述199

8.5.1　工业机器人200

8.5.2　焊接机器人201

8.6　焊接生产线概述206

8.6.1　焊接生产线的种类206

8.6.2　焊接生产线与焊接自动化208

第9章　焊接工艺设计211

9.1 焊接结构制造的一般程序211

9.1.1 焊接结构制造211

9.1.2　生产纲领211

9.1.3　焊接结构生产的准备工作212

9.1.4　焊接结构制造工艺过程212

9.1.5　焊接结构制造工艺方案设计的程序214

9.1.6　焊接结构设计的工艺性审查215

9.2　焊接工艺设计内容216

9.2.1　焊接工艺设计程序和内容、步骤与方法216

9.2.2　焊接结构制造工艺流程225

9.2.3　焊接工艺文件的编制225

9.2.4　焊接接头设计的一般原则226

9.3　焊接工艺设计举例227

9.3.1 油罐车罐体的焊接生产227

9.3.2　箱形结构桥式起重机的焊接生产232

参考文献235

第三篇　金属塑性成形240

第10章　锻造成形工艺学240

10.1　概述240

10.1.1　锻造方法的分类240

10.1.2　锻造的发展趋势241

10.2 自由锻造242

10.2.1 自由锻的分类及工序243

10.2.2　自由锻的基本工序243

10.2.3　自由锻工艺过程的制订257

10.2.4　自由锻工艺实例265

10.3　模锻工艺269

10.3.1 模锻工艺规程的制订及工艺方案的选择270

10.3.2　模锻锻件图设计273

10.3.3　模锻设备吨位的确定285

10.3.4　毛坯尺寸的确定289

10.3.5　锻模结构设计290

10.3.6　模锻后续工序294

10.3.7　模锻应用实例298

10.4　特种锻造及其新技术300

10.4.1　精密模锻300

10.4.2　等温锻造与超塑性锻造304

10.4.3　粉末锻造306

第11章 冲压成形工艺学309

11.1　概述309

11.1.1 冲压基本工序及模具309

11.1.2　冲压工艺过程的制订310

11.2　冲裁315

11.2.1 冲裁变形过程的分析315

11.2.2　确定合理冲裁间隙316

11.2.3　凸凹模刃口尺寸的计算320

11.2.4　冲压力的计算及降低冲裁力的方法324

11.2.5　材料的合理利用326

11.2.6　其他冲裁方法328

11.3　弯曲330

11.3.1 弯曲变形过程分析330

11.3.2　弯曲件的工艺及计算333

11.3.3　弯曲件的回弹339

11.3.4　弯曲模工作零件设计及尺寸计算340

11.4　拉深343

11.4.1　拉深变形过程分析343

11.4.2　圆筒件拉深工艺及计算345

11.4.3　模具工作部分尺寸设计351

11.4.4　其他拉深方法355

11.5 冲压工艺及模具设计实例357

11.5.1 多孔冲孔工艺及设计357

11.5.2　压板弯曲件成形工艺与设计358

11.5.3　带凸缘深锥形件的拉深工艺及设计359

参考文献363

第四篇　成形件的热处理第12章　成形件的退火和正火367

12.1　成形件的退火367

12.1.1　扩散退火368

12.1.2　再结晶退火373

12.1.3　去应力退火377

12.1.4　钢的基于固态相变的退火工艺378

12.1.5　铸铁的退火385

12.1.6　有色金属（合金）基于固态相变的退火387

12.2　成形件的正火388

12.2.1　正火的目的和应用范围389

12.2.2　钢的正火389

12.2.3　铸铁的正火390

第13章　成形件的淬火和回火392

13.1　成形件的淬火392

13.1.1　淬火的加热工艺392

13.1.2　淬火冷却介质395

13.1.3　淬火工艺399

13.2　成形件的回火401

13.2.1 淬火钢在回火时的组织和性能变化402

13.2.2　二次硬化405

13.2.3 回火脆性407

13.2.4 回火工艺409

13.3　淬火与回火的常见缺陷412

13.3.1　热处理变形412

13.3.2　淬火裂纹412

13.3.3　淬火硬度不足412

13.3.4　过热与过烧413

13.3.5 回火缺陷414

第14章　成形件的其他热处理415

14.1 固溶和时效415

14.2　表面淬火416

14.3　变形热处理417

14.4　化学热处理418

参考文献419