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第5篇　零件轧制成形1

第1章　辊锻4

1　概述4

2　辊锻变形的基本原理4

2.1　辊锻变形区及其几何参数4

2.2　咬入条件5

2.3　辊锻时金属的延伸5

2.4　辊锻时金属的纵向流动及前滑与后滑6

2.5　辊锻过程中的宽展7

2.6　辊锻力及辊锻力矩9

3　辊锻工艺与模具设计11

3.1　辊锻模结构与材料11

3.2　制坯辊锻工艺12

3.3　成形辊锻工艺18

4　辊锻机20

4.1　辊锻机的工作原理20

4.2　辊锻机的类型20

4.3　辊锻机的技术参数21

4.4　辊锻机的选用23

5　辊锻工艺应用实例23

5.1　连杆辊锻23

5.2　叶片成形辊锻25

5.3　汽车前轴辊锻26

5.4　汽车变截面板簧片精密辊锻28

第2章　楔横轧29

1　概述29

1.1　工作原理29

1.2　工艺特点29

1.3　国内外发展与应用简况29

1.4　工艺流程与车间布置30

2　轧制理论31

2.1　运动原理31

2.2　轧件旋转条件32

2.3　展宽角34

2.4　轧齐理论36

3　变形机理37

3.1　有限元数值模拟37

3.2　轧件上的应变场38

3.3　轧件的变形40

3.4　轧件上的应力场43

3.5　轧件心部缺陷产生机理44

4　轧制压力与力矩48

4.1　模具与轧件接触面积48

4.2　数值计算数据49

4.3　轧制实测数据51

4.4　影响因素综合52

5　模具设计52

5.1　模具设计的一般原则52

5.2　工艺参数的确定54

5.3　对称轴类件的模具设计55

5.4　非对称轴类件的模具设计56

6　机械设备57

6.1　楔横轧机的基本类型57

6.2　楔横轧机的总体配置59

第3章　孔型斜轧61

1　概述61

1.1　工作原理61

1.2　工艺特点61

1.3　国内外发展与应用简况61

1.4　工艺流程与车间布置62

2　轧制原理63

2.1　斜轧回转体运动原理63

2.2　斜轧螺旋体运动原理64

2.3　辊形曲面65

3　变形机理66

3.1　有限元数值模拟66

3.2　轧件上的应变场67

3.3　轧件上的应力场68

3.4　轧件心部疏松机理69

4　轧制压力与力矩71

4.1　轧辊与轧件的接触面积71

4.2　接触面上的单位压力72

4.3　轧制力的方向74

4.4　轧制压力与力矩的实验74

5　模具设计75

5.1　模具设计一般原则75

5.2　孔型参数确定76

5.3　孔型设计方法77

5.4　模具设计实例80

6　机械设备81

6.1　斜轧机的基本类型81

6.2　穿孔式斜轧机82

第4章　环件轧制89

1　环件轧制成形原理90

1.1　环件轧制几何学90

1.2　环件轧制静力学90

1.3　环件轧制运动学92

2　变形主要特征和工艺参数95

2.1　矩形截面环件轧制变形规律95

2.2　环件轧制工艺参数96

3　环件轧制力能参数98

3.1　环件闭式轧制力能计算98

3.2　环件开式轧制力能计算98

3.3　阶梯孔环件闭式轧制力能计算98

3.4　力能计算举例98

3.5　环件轧制力和力矩影响因素99

4　环件轧制工艺与模具设计100

4.1　下料100

4.2　加热100

4.3　环件锻件和毛坯设计101

4.4　环件轧制模具设计和调试104

4.5　环件轧制缺陷和工艺调试106

5　环件轧制设备108

5.1　立式轧环机108

5.2　卧式轧环机109

5.3　精密冷轧环机110

6　环件轧制工艺实例110

6.1　环件轧制生产线110

6.2　典型环件轧制工艺流程110

第5章　摆动辗压112

1　摆辗工艺的特点、分类及应用112

1.1　摆辗成形的原理112

1.2　摆辗工艺的基本特点112

1.3　圆柱形件摆辗变形的基本规律112

1.4　摆辗工艺的分类113

1.5　摆辗工艺的适用范围114

2　摆辗工艺主要的工艺参数114

2.1　摆角γ114

2.2　每转进给量S114

2.3　摆头转速n115

2.4　摆头轨迹115

3　摆辗工艺的力能参数116

3.1　摆辗接触面积率λ116

3.2　摆辗力116

3.3　摆头电动机功率116

4　摆辗工艺的模具设计117

4.1　摆辗模具工况117

4.2　摆辗成形件图的设计117

4.3　摆辗模模具设计117

5　摆动辗压设备120

5.1　摆动辗压设备的工作原理120

5.2　摆动辗压设备的分类120

5.3　摆动辗压设备的主要参数121

5.4　摆动辗压设备的结构121

6　摆辗模具材料123

6.1　热摆辗模具材料123

6.2　冷摆辗模具材料125

7　典型零件的摆辗工艺126

7.1　冷摆辗成形件126

7.2　温、热摆辗成形件128

第6章　径向锻造130

1　径向锻造的工艺原理、用途和优缺点130

1.1　径向锻造的工艺原理130

1.2　径向锻造工艺的用途130

1.3　径向锻造工艺的优缺点130

2　径向锻造设备131

2.1　径向锻造机的分类131

2.2　径向锻造机的构造131

3　径向锻造的力能参数137

3.1　径向锻造机锻造变形力的计算137

3.2　锤头行程、运动速度和加速度138

3.3　径向锻造的变形功139

3.4　径向锻造机电动机功率计算139

4　径向锻造的主要工艺参数139

4.1　径向锻造的主要工艺参数139

4.2　径向锻造的其他工艺参数140

4.3　工艺卡片的编制140

5　径向锻造的锤头、夹爪和芯棒的设计140

5.1　锤头140

5.2　夹爪143

5.3　芯棒143

6　径向锻造工艺的设计及其实例144

6.1　径向锻造工艺的设计144

6.2　坯料146

6.3　变形过程147

6.4　工艺实例147

6.5　径向锻造锻件常见工艺缺陷及其预防措施150

第7章　旋压151

1　概述151

1.1　分类和特点151

1.2　用途155

2　成形原理（变薄旋压）156

2.1　主体运动156

2.2　变形规律156

3　坯料158

3.1　可旋材料158

3.2　普旋坯料158

3.3　剪切旋压坯料159

3.4　流动旋压坯料160

4　工艺参数160

4.1　剪切旋压160

4.2　流动旋压161

5　力能参数162

5.1　力学分析162

5.2　旋压力计算162

6　工艺装备163

6.1　芯模164

6.2　旋轮165

6.3　尾顶166

6.4　靠模166

6.5　加热装置166

6.6　冷却与润滑167

7　旋压机167

7.1　特点167

7.2　结构组成167

7.3　设备类别167

7.4　设备能力170

8　旋压件的质量控制170

8.1　组织结构170

8.2　力学性能170

8.3　尺寸精度170

8.4　缺陷及消除措施171

9　旋压实例172

9.1　φ356mm封头普旋172

9.2　筒形件变薄旋压实例172

9.3　锥形件变薄旋压实例174

参考文献176

第6篇　特种锻造177

第1章　挤压179

1　挤压理论180

1.1　挤压时金属流动180

1.2　挤压时的附加应力181

1.3　挤压时的外摩擦181

1.4　挤压力的计算181

2　挤压工艺189

2.1　冷挤压工艺189

2.2　温挤压工艺193

2.3　热挤压工艺194

3　挤压模具195

3.1　挤压模具的要求及特点195

3.2　挤压模具的典型模具结构196

3.3　挤压模具工作部分设计196

4　挤压实例199

4.1　汽车活塞销冷挤压199

4.2　轴承套圈的温挤压200

第2章　冷镦锻202

1　冷镦工艺202

1.1　冷镦工艺过程和力的计算202

1.2　典型零件冷镦工艺204

2　自动冷镦机模具205

2.1　冷镦模具的分类205

2.2　自动冷镦机模具结构207

2.3　自动冷镦机模膛尺寸208

3　杆状零件冷镦模具设计209

3.1　冲头设计209

3.2　凹模设计211

3.3　切边模具设计216

4　螺母类零件冷镦模具设计217

4.1　镦球模具设计217

4.2　镦六角模具设计218

4.3　冲孔模具设计220

5　通用模具设计221

5.1　切料模具设计221

5.2　滚压工具设计222

第3章　温锻224

1　温锻成形材料及其加热224

1.1　温锻的特点224

1.2　温锻成形材料224

1.3　温锻温度的选择224

1.4　加热方式的选择227

2　温锻的准备228

2.1　毛坯的准备228

2.2　坯料加热、模具预热和坯料润滑228

2.3　温锻变形力的确定229

3　温锻模具的设计与模具材料230

3.1　温锻模具的要求230

3.2　温锻模具结构230

3.3　凸凹模工作部分的设计231

3.4　温锻模具工作部分材料的选择231

3.5　温锻模具的冷却方法232

4　温锻产品质量控制232

4.1　温锻产品的尺寸精度232

4.2　宏观尺寸变化规律232

4.3　温锻产品的实用公差233

4.4　温锻产品的表面粗糙度233

4.5　温锻产品的显微组织变化233

4.6　温锻产品的力学性能233

5　温锻的应用实例235

5.1　碳素结构钢的温锻235

5.2　合金结构钢的温锻235

5.3　轴承钢的温锻236

5.4　不锈钢的温锻237

第4章　超塑性模锻与等温模锻238

1　金属超塑性理论基础238

1.1　金属的塑性、超塑性238

1.2　超塑性变形的力学特征239

1.3　超塑性变形的机理242

1.4　超塑性变形时的组织结构及性能244

2　超塑性模锻245

2.1　超塑性体积成形的特点245

2.2　常用超塑性材料245

2.3　典型件的超塑性模锻工艺248

2.4　超塑性模锻的锻件图设计250

2.5　超塑性模锻的模具结构及材料250

2.6　润滑252

3　等温模锻252

3.1　等温锻造的基本特点和发展动向252

3.2　等温模锻的工艺装备252

3.3　等温模锻对润滑防护剂的特殊要求255

3.4　典型件的等温模锻工艺255

第5章　液态模锻256

1　液态模锻的工艺原理256

1.1　工艺原理256

1.2　液态模锻的工艺流程256

2　液态模锻成形与凝固特点256

3　液态模锻工艺对设备的要求257

3.1　液锻工艺对设备的要求257

3.2　液锻设备的选择依据257

3.3　液锻用成形设备257

3.4　液态模锻辅助设备259

4　液态模锻工艺方法分类260

4.1　直接加压法（直接液态模锻）260

4.2　间接加压法261

4.3　间接挤注法261

5　液态模锻锻件分类与设计要点261

5.1　液锻件分类261

5.2　成形方案与分模位置262

5.3　加工余量与锻件公差262

5.4　脱模斜度264

5.5　圆角半径265

5.6　液锻件的收缩率265

5.7　液锻件图设计265

6　液态模锻模具结构设计266

6.1　液锻模具设计的基本要求266

6.2　液锻模具设计步骤266

6.3　模具结构分类266

6.4　凹模与凹模套设计267

6.5　凸模与挤压头设计269

6.6　型芯与镶块设计270

6.7　卸件装置设计270

6.8　顶件装置设计270

6.9　导向装置设计270

6.10　排气槽与溢料槽设计270

6.11　模板与凸模固定板设计271

6.12　侧分型机构设计271

6.13　模具预热与冷却272

7　液锻模具材料与热处理273

7.1　液锻模具的性能要求273

7.2　液锻模工作零件的常用材料及热处理要求273

7.3　液锻模其他零件材料及热处理要求273

7.4　液锻用模具材料的选用原则273

8　液锻模具技术要求274

9　液态模锻主要工艺因素及控制275

9.1　金属液的质量275

9.2　浇注温度275

9.3　模具预热温度276

9.4　成形压力（比压）276

9.5　保压时间276

10　液锻模具用（润滑剂）涂料276

10.1　液态模锻模具用涂料的作用276

10.2　液态模具用涂料的性能要求276

10.3　液锻模具常用涂料及喷涂工艺276

参考文献278

第7篇　板管特种成形279

第1章　板管的介质成形281

1　薄板件的介质成形281

1.1　薄板件的弹性介质成形工艺281

1.2　薄板件的液体介质成形工艺283

2　管件的介质成形288

2.1　管件的弹性介质成形工艺288

2.2　管件的液体介质成形工艺及工装设计293

第2章　板料无模成形300

1　多点成形技术基础301

1.1　基本原理301

1.2　基本成形方式301

1.3　成形缺陷的产生与控制302

2　多点成形工艺305

2.1　一次成形306

2.2　分段成形306

2.3　多道次成形307

2.4　反复成形308

2.5　闭环成形309

2.6　薄板多点成形309

3　多点成形设备309

3.1　基本体单元及调形310

3.2　多点成形主机311

3.3　CAD/CAM软件311

3.4　设备规格与应用314

4　增量成形技术315

4.1　基本原理315

4.2　成形分析与实验316

4.3　成形设备317

第3章　旋压成形320

1　普通旋压320

1.1　普通旋压的应用320

1.2　普通旋压的工艺参数320

1.3　普通旋压工装设计325

1.4　旋压力的计算327

1.5　特殊旋压方式328

2　变薄旋压329

2.1　变薄旋压的应用329

2.2　变薄旋压的工艺参数331

2.3　变薄旋压的工装设计335

2.4　变形力336

2.5　特殊旋压方式337

第4章　超塑成形344

1　超塑性成形技术基础344

1.1　定义、特征及特点344

1.2　超塑性机理及变形的影响因素345

1.3　超塑性金属和合金347

2　薄板的超塑性成形工艺348

2.1　超塑性成形方法348

2.2　超塑性成形的工艺参数350

2.3　超塑性成形的结构工艺性352

2.4　零件壁厚不均匀的控制方法353

2.5　超塑性成形工艺过程354

3　超塑性成形模具355

3.1　模具材料355

3.2　模具设计355

4　超塑性成形设备357

4.1　基本要求357

4.2　基本组成357

4.3　国外超塑性成形设备357

5　超塑成形／扩散连接技术358

5.1　钣金的扩散连接358

5.2　组合工艺（SPF/DB）的工艺方法与典型结构361

5.3　超塑成形／扩散连接工艺的应用362

第5章　爆炸成形366

1　工艺参数选择366

1.1　炸药种类366

1.2　药包形状366

1.3　药位367

1.4　药量367

1.5　传压介质368

1.6　水深368

2　爆炸成形装置与模具设计368

2.1　传压介质的盛装装置368

2.2　爆炸成形用模具368

3　工艺分析与实例370

3.1　爆炸拉深370

3.2　爆炸胀形375

3.3　其他形式的爆炸成形377

4　爆炸成形安全守则380

第6章　电磁成形381

1　工艺基础381

1.1　基本原理381

1.2　电磁成形材料381

1.3　电磁成形的坯料383

1.4　线圈383

1.5　集磁器385

1.6　模具及驱动片385

2　连接工艺386

2.1　连接方式386

2.2　管-杆连接的影响因素387

2.3　管-管连接的影响因素388

2.4　连接方式及应用388

3　管坯成形389

3.1　管坯的变形389

3.2　胀径成形390

3.3　缩径成形393

3.4　管状坯料的分离工序396

4　板坯成形396

4.1　平板坯料成形397

4.2　冲裁400

4.3　框架零件成形实例401

5　电磁成形设备402

5.1　设备组成及分类402

5.2　国内外的电磁成形设备403

参考文献405

第8篇　型材挤压成形407

第1章　铝合金型材409

1　铝合金型材的分类409

1.1　分类原则409

1.2　分类方法409

2　铝合金型材断面的设计方法415

2.1　断面形状的复杂性415

2.2　挤压系数416

2.3　断面大小416

2.4　型材壁厚416

2.5　包围空间面积的设计416

2.6　直角间的圆角半径417

2.7　断面尺寸公差417

3　挤压型材常用铝合金及特性417

3.1　常用铝合金化学成分417

3.2　常用铝合金分类418

3.3　常用铝合金及其特性418

4　变形铝合金的挤压性能420

第2章　铝合金型材挤压工艺基础及成形过程数值模拟422

1　铝合金型材挤压时的金属变形规律422

1.1　正挤压时金属变形的基本阶段422

1.2　正挤压实心件的金属流动情况422

1.3　正挤压空心件的金属流动情况422

2　影响型材挤压变形的主要因素分析423

2.1　接触摩擦与润滑423

2.2　凹模角度及形状423

2.3　模孔的排列423

2.4　表面状态424

2.5　加热温度424

2.6　合金性能424

3　型材挤压力的计算424

3.1　别尔林公式424

3.2　古布金公式425

3.3　经验公式425

4　铝合金型材挤压过程有限元数值模拟425

4.1　塑性成形有限元基本理论425

4.2　三维有限元模拟中关键技术的处理425

4.3　铝合金型材非等温挤压过程模拟实例426

4.4　工艺参数对铝型材挤压变形规律的影响429

5　型材挤压过程工艺参数优化模型432

5.1　集数值仿真、人工神经网络和遗传算法为一体的参数优化模型433

5.2　非对称角铝型材挤压成形工艺参数优化实例433

5.3　非对称角铝型材挤压成形过程的数值仿真434

第3章　铝合金型材挤压工艺436

1　挤压坯料的选择436

2　挤压温度与速度的确定436

2.1　挤压温度范围的确定436

2.2　挤压时的速度条件437

3　挤压方法的选择438

3.1　等截面实心型材的挤压方法438

3.2　等截面空心型材的挤压方法438

3.3　阶段变断面实心型材的挤压方法439

3.4　浙变断面实心型材的挤压方法440

4　润滑剂的选用440

5　铝合金型材的生产工艺流程441

第4章　铝合金型材挤压模具设计442

1　铝型材挤压工模具的工作条件442

2　型材挤压模具的分类及组装方式443

2.1　型材挤压模具的分类443

2.2　型材挤压模具的组装方式443

3　型材模具的典型结构参数及外形标准化444

3.1　挤压模结构参数的设计445

3.2　模具的外形尺寸及其标准化445

4　型材挤压模具的设计方法及技术要求446

4.1　模具设计方法446

4.2　模具设计的技术要求447

5　模具结构设计447

5.1　实心型材挤压模具设计447

5.2　空心型材挤压模具设计449

5.3　空心型材平面分流组合挤压模设计452

5.4　阶段变断面型材挤压模设计456

5.5　渐变断面型材挤压模设计458

5.6　扁宽带筋壁板型材挤压模设计460

5.7　民用建筑型材挤压模设计462

第5章　型材挤压凹模优化设计466

1　基于传统方法的优化设计466

1.1　改变模孔工作带的几何形状与尺寸466

1.2　阻碍角的辅助作用468

1.3　采用促流角来均衡金属流速469

1.4　使型材各部分流动速度均匀的其他方法470

2　现代优化设计方法中的两个关键问题470

2.1　目标参数的确定470

2.2　约束条件的确定470

3　型材挤压模工作带长度设计计算的数学建模470

3.1　型材挤压时金属流动规律研究471

3.2　挤压模工作带长度设计计算的数学建模471

3.3　实验验证472

4　U形铝型材挤压模具结构工艺参数优化设计472

4.1　U形型材挤压模具结构优化设计数学模型的建立472

4.2　U形型材挤压过程的有限元模拟472

4.3　神经网络模型的建立与训练473

4.4　采用RPGA为优化算法的优化步骤474

4.5　优化结果的有限元仿真474

5　三维铝型材挤压模多参数优化475

5.1　人工神经网络建模476

5.2　遗传算法优化477

第6章　镁合金型材挤压成形工艺478

1　镁合金的性能特点478

2　镁合金锻造与挤压工艺特点478

2.1　坯料准备478

2.2　锻造与挤压前加热478

2.3　锻造与挤压479

2.4　清理和热处理480

3　镁合金型材挤压成形工艺480

3.1　实验材料及设备480

3.2　挤压工艺参数确定480

3.3　实验研究结果与应用481

参考文献482

第9篇 塑性成形CAD/CAM483

第1章　概论485

1　CAD/CAM的基本概念485

1.1　概念485

1.2　计算机在设计和制造中的辅助作用485

1.3　CAD与CAM的集成486

2　模具CAD/CAM技术的应用486

2.1　CAD/CAM技术在模具行业的应用状况486

2.2　模具CAD/CAM的优越性487

2.3　模具CAD/CAM的特点487

3　传统的模具设计制造与模具CAD/CAM的比较488

3.1　传统的模具设计与制造488

3.2　集成的模具设计制造过程488

4　建立CAD/CAM系统的过程与方法488

第2章　模具CAD/CAM系统的组成491

1　模具CAD/CAM系统的硬件491

1.1　主机491

1.2　外部存储器491

1.3　输入设备492

1.4　输出设备492

2　计算机网络494

3　模具CAD/CAM系统的软件495

3.1　系统软件495

3.2　支撑软件495

3.3　应用软件497

第3章　数据处理方法498

1　常见的数据结构498

1.1　数据结构分类498

1.2　常用数据结构的分析499

2　数表的处理方法500

2.1　以数组的形式存放数表501

2.2　以数据文件形式存放数表501

2.3　函数插值方法502

2.4　交互处理方法502

3　线图的程序化503

4　建立经验公式的方法503

4.1　处理数表的回归分析方法503

4.2　多项式拟合504

4.3　线性拟合与可化为线性拟合的问题504

第4章　CAD/CAM的图形学基础505

1　图形的变换505

1.1　二维图形的变换505

1.2　三维图形的变换506

1.3　透视变换508

2　交互技术509

2.1　交互输入技术509

2.2　用户界面设计510

第5章　CAD/CAM中的几何建模技术512

1　几何造型的基本概念512

1.1　概念512

1.2　几何造型的方法512

2　形体的表示模式513

2.1　体素调用表示513

2.2　空间点列表示513

2.3　单元分解表示513

2.4　扫描变换表示514

2.5　构造体素表示（CSG）514

2.6　边界表示（B-Reps）514

2.7　混合模式515

3　参数化特征建模515

3.1　特征建模技术515

3.2　参数化技术518

3.3　参数化特征造型的基本方法520

4　装配建模技术520

4.1　装配建模的基本概念520

4.2　装配建模的一般方法522

4.3　基于功能组件的模具装配设计方法522

5　曲线与曲面523

5.1 曲线523

5.2　曲面528

第6章　产品数据管理技术531

1　产品数据管理技术概述531

1.1　PDM技术的产生531

1.2　PDM的定义531

1.3　PDM系统的体系结构531

2　PDM系统的功能531

2.1　数据与文档管理532

2.2　过程与工作流程管理532

2.3　产品结构与配置管理533

2.4　零部件分类库管理533

2.5　项目管理533

2.6　其他功能533

3　PDM系统的实施533

3.1　PDM实施的内容533

3.2　PDM实施的基本步骤534

3.3　PDM的信息建模534

3.4　成功实施PDM应注意的几个问题535

4　基于PDM的系统集成536

4.1　基于PDM实现应用集成的三个层次536

4.2　模具CAD/CAPP/CAM与PDM的集成536

第7章　优化设计方法538

1　概论538

1.1　设计变量538

1.2　目标函数538

1.3　约束条件538

1.4　优化设计的数学模型539

2　常用优化设计方法540

3　多维无约束优化方法541

3.1　多维无约束优化问题的直接解法541

3.2　多维无约束优化问题的间接解法543

4　有约束优化方法545

4.1　有约束优化问题的直接解法545

4.2　有约束优化问题的间接解法547

5　组合挤压凹模的优化设计549

5.1　组合凹模的类型和受力特点549

5.2　组合凹模的有限元优化方法550

6　预成形模具形状的优化设计551

6.1　刚（黏）塑性有限元基本方程552

6.2　设计变量与目标函数552

6.3　灵敏度分析553

6.4　预成形模具的优化设计过程553

6.5　少无鼓形圆柱体镦粗过程优化实例554

第8章　数控加工编程技术556

1　概述556

1.1　数控加工的基本概念556

1.2　数控机床的组成、分类及发展558

2　数控加工程序的编制内容与过程559

2.1　数控加工程序编制的内容559

2.2　数控加工程序的编制过程560

3　数控自动编程技术的发展561

4　数控编程中的工艺处理562

4.1　工序、工步的划分和顺序安排562

4.2　零件装夹方法的确定与夹具选择562

4.3　对刀点和换刀点的确定562

4.4　进给路径的规划563

4.5　刀具选择564

4.6　切削用量的确定565

4.7　程编误差及其控制565

5　数控加工程序的编制方法566

5.1　零件编程的通用标准566

5.2　点位、直线控制系统的程序编制570

5.3　轮廓控制系统的程序编制570

6　APT语言572

6.1　几何定义语句572

6.2　刀具运动语句573

6.3　后置处理程序语句575

6.4　辅助语句576

6.5　APT语言应用实例576

7　数控线切割加工程序的编制577

7.1　数控线切割编程中的工艺处理577

7.2　数控线切割加工的程序编制579

8　冲裁模线切割的自动编程580

8.1　生成金属丝运动轨迹580

8.2　穿丝孔和起割点的自动选取580

8.3　自动编程过程581

9　Mastercam软件581

9.1　系统特点概述581

9.2　系统的运行环境和流程582

9.3　系统界面及功能582

9.4　用Mastercam编制NC加工程序的示例583

9.5　注塑模具CAM示例585

第9章　冲压模具CAD587

1　冲裁模系统的结构与功能587

1.1　冲裁模CAD/CAM系统的结构587

1.2　系统的功能与流程587

2　冲裁件工艺性判断588

2.1　判别模型的建立588

2.2　处理图形的几种算法589

2.3　工艺性的自动判别过程589

3　毛坯优化排样590

3.1　毛坯排样问题的数学描述590

3.2　多边形法590

3.3　高度函数法591

3.4　平行线分割纵横平移法592

4　冲裁工艺方案的设计594

4.1　模具类型的选择594

4.2　连续模的工步设计595

5　冲裁模结构设计596

5.1　冲裁模结构设计子系统的功能结构596

5.2　总装图设计596

5.3　凹模和凸模设计597

5.4　顶杆的优化布置598

6　级进模CAD的内容与系统结构600

6.1　级进模的设计内容与过程600

6.2　级进模CAD系统的结构600

6.3　系统的功能模块601

7　基于特征的连续冲压工艺设计601

7.1　钣金零件的单元特征模型601

7.2　基于特征的冲压工艺设计方法603

8　级进模结构与零件CAD604

8.1　级进模结构的装配模型604

8.2　总体结构及零件设计605

9　覆盖件模具CAD系统的结构606

9.1　冲压工艺设计606

9.2　模具结构设计606

10　覆盖件冲压工艺CAPP607

10.1　冲压工艺CAPP系统的总体结构607

10.2　覆盖件冲压工艺的数据库管理系统607

10.3　基于成组技术的检索式工艺设计609

10.4　基于特征的冲压工序详细设计610

11　覆盖件模具结构设计613

11.1　基于典型结构的覆盖件模具结构二维设计613

11.2　基于特征的覆盖件模具结构三维设计614

第10章　注射模CAD615

1　注射模CAD/CAE/CAM概述615

1.1　注射模CAD/CAE/CAM的发展615

1.2　注射模CAD/CAM系统的工作流程615

2　注射模CAD的内容及特点616

2.1　注射模CAD的内容616

2.2　注射模CAD的特点617

2.3　注射模CAD系统的结构617

3　注射模总体结构的设计618

3.1　柔性化的模具总体结构设计618

3.2　基于知识的模具总体结构设计618

4　标准模架选用及编码619

5　镶拼式模具结构设计620

6　成型零部件设计621

6.1　成型零部件尺寸计算621

6.2　分型面的确定621

6.3　成型腔壁厚计算622

6.4　凸、凹模模型的生成622

7　流道系统的设计623

7.1　流道系统的结构623

7.2　流道系统的设计计算624

8　冷却系统设计626

9　注射流动模拟626

9.1　一维流动模拟627

9.2　二维流动模拟628

9.3　三维流动模拟628

10　冷却过程分析629

10.1　冷却分析的数学模型630

10.2　一维冷却分析630

10.3　二维冷却分析630

10.4　三维冷却分析631

第11章　锻模CAD632

1　利用成组技术建立锻模CAD系统的方法632

2　锻件与毛坯形状复杂性的定量计算634

3　锻件毛坯形状优化设计方法634

3.1 目标函数与优化方法634

3.2　优化设计实例636

4　锻造载荷和应力的计算638

4.1　轴对称横向流动638

4.2　轴对称轴向流动639

4.3　平面应变、横向流动639

4.4　平面应变、纵向流动形成筋640

5　轴对称件锻模CAD系统641

5.1　轴对称件锻模CAD/CAM系统的组成641

5.2　轴对称锻件几何形状的输入641

5.3　锻件设计641

5.4　锻模设计642

6　长杆类锻模CAD系统642

6.1　长杆类锻模CAD/CAM系统的总体结构642

6.2　模锻工艺设计642

6.3　拔长型槽的设计643

6.4　滚挤型槽的设计645

6.5　型槽的布置646

7　飞边槽尺寸和飞边金属消耗的计算646

7.1　飞边槽桥部尺寸的算法646

7.2　飞边金属消耗的算法647

8　预锻型槽的设计647

8.1　预锻型槽的设计规则647

8.2　预锻型槽截面的设计方法648

第12章　CAD/CAM的新发展650

1　计算机辅助技术的集成650

1.1　产品建模技术650

1.2　CAD/CAM系统中的产品数据交换650

1.3　CAD/CAM的集成方法652

2　协同设计653

2.1　协同设计的概念653

2.2　协同设计的关键技术653

2.3　系统的结构与管理654

2.4　模具协同设计系统655

3　并行工程656

3.1　并行工程的发展背景656

3.2　并行工程的概念657

3.3　并行工程的支持系统657

3.4　并行工程的过程建模659

3.5　并行开发过程的分析660

3.6　并行工程的组织管理661

3.7　模具制造并行工程662

4　虚拟制造663

4.1　虚拟制造的定义663

4.2　虚拟制造的分类664

4.3　虚拟现实及其实现664

4.4　虚拟制造的体系结构665

4.5　虚拟制造中的关键技术666

4.6　虚拟制造的应用667

参考文献668

第10篇　塑性成形质量控制与检测671

第1章　影响塑性成形件质量的几个主要问题673

1　晶粒度673

1.1　晶粒大小对性能的影响673

1.2　影响晶粒大小的一些主要因素674

1.3　细化晶粒的途径677

2　过热、过烧677

2.1　析出相引起的稳定过热678

2.2　晶粒遗传引起的稳定过热679

2.3　过热对力学性能的影响681

3　金属纤维组织（流线）681

3.1　纤维组织对性能的影响681

3.2　流线分布的原则和实例683

3.3　关于流线的控制683

4　脱碳684

4.1　脱碳对钢性能的影响685

4.2　影响钢脱碳的因素685

4.3　防止脱碳的措施686

5　白点686

5.1　白点对钢的力学性能的影响686

5.2　关于白点形成的原因687

5.3　防止白点产生的措施687

6　折叠688

7　裂纹691

7.1　形成裂纹的力学分析692

7.2　形成裂纹的组织分析693

7.3　锻造裂纹的鉴别与防止产生裂纹的原则措施694

8　空腔694

9　压缩失稳695

第2章　各类金属材料塑性成形件的常见缺陷与控制措施697

1　莱氏体高合金工具钢塑性成形件的常见缺陷与控制措施697

2　不锈耐酸钢塑性成形件的常见缺陷与控制措施702

2.1　铁素体不锈钢702

2.2　奥氏体（包括奥氏体-铁素体）不锈钢704

2.3　马氏体（包括马氏体-铁素体）不锈钢706

3　高温合金塑性成形件的常见缺陷与控制措施707

4　铝合金塑性成形件的常见缺陷与控制措施710

5　镁合金塑性成形件的常见缺陷与控制措施715

6　铜合金塑性成形件的常见缺陷与控制措施719

7　钛合金塑性成形件的常见缺陷与控制措施723

第3章　各主要塑性成形工序中的常见缺陷与控制措施732

1　镦粗过程中的常见缺陷与控制措施732

2　拔长过程中的常见缺陷与控制措施733

2.1　矩形截面坯料的拔长733

2.2　圆截面坯料的拔长735

2.3　空心件拔长736

3　冲孔过程中的常见缺陷与控制措施736

4　扩孔过程中的常见缺陷与控制措施737

5　模锻过程中的常见缺陷与控制措施738

6　挤压过程中的常见缺陷与控制措施740

7　摆动辗压过程中的常见缺陷与控制措施742

8　楔横轧过程中的常见缺陷与控制措施745

9　冲压成形中的常见缺陷与控制措施746

9.1　裂纹746

9.2　起皱747

第4章　大型锻件的常见缺陷与控制措施749

1　大型锻件的常见缺陷及其防治措施749

2　大型锻件生产过程的质量控制753

3　大型锻件质量分析与控制举例754

3.1　转子类锻件的质量分析与控制754

3.2　护环锻件的质量分析与控制756

3.3　叶轮白点的防治757

第5章　锻件质量检验的内容和方法759

1　锻件质量检验的内容759

2　锻件质量检验的方法761

3　探查锻件内部裂纹的两种无损检测方法762

3.1　射线探伤法762

3.2　超声波探伤法762

3.3　射线探伤法和超声波探伤法比较763

4　探查锻件表面缺陷的三种无损检测方法764

4.1　磁粉探伤法764

4.2　液体渗透探伤法764

4.3　涡流探伤法765

4.4　磁粉探伤法、液体渗透探伤法和涡流探伤法的比较765

第6章　锻件生产过程的质量控制766

1　锻件生产准备阶段的质量控制766

1.1　锻件图的质量控制766

1.2　锻造工艺规程的质量控制767

1.3　锻造工装模具图的质量控制767

1.4　锻模制造的质量控制768

2　锻造原材料的质量控制768

2.1　原材料的主要缺陷及其引起的锻件缺陷768

2.2　锻造原材料订货时的要求769

2.3　原材料入厂复验769

2.4　原材料的标记方法769

3　备料过程中的质量控制770

3.1　备料不当产生的缺陷及其对锻件的影响770

3.2　下料工序的质量控制770

4　加热过程中的质量控制771

4.1　加热工艺不当常产生的缺陷771

4.2　加热炉应保持良好的工作状态771

4.3　加热工序的质量控制772

5　锻造工序的质量控制772

5.1　锻造工艺不当常产生的缺陷772

5.2　锻造工序的质量控制773

6　锻件热处理过程的质量控制773

7　锻件清理过程的质量控制774

参考文献775