冷冲模设计(第2版)

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isbn号码:9781105360602
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  • 冲压模具
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  • 机械设计
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  • 工业工程
  • 金属成形
  • 模具工艺
  • 冲压工艺
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具体描述

现代机械制造中的关键技术:精密铸造与增材制造的综合应用 书籍简介 本书深入探讨了现代机械制造领域中两大核心技术——精密铸造与增材制造(3D打印)——的理论基础、工艺流程、材料科学以及它们在复杂零部件制造中的集成应用。本书旨在为机械设计、材料科学、制造工程领域的工程师、研究人员及高年级本科生、研究生提供一本全面、前沿且具有实践指导意义的参考书。 第一部分:精密铸造的理论与实践深化 本部分着重于传统精密铸造工艺的最新发展与优化策略,特别关注如何通过先进的模拟技术和材料控制来提升铸件的精度、性能和成品率。 第一章:精密铸件材料的微观结构控制 本章详细解析了用于精密铸造的高性能合金(如高温镍基、钛合金、特种不锈钢)的凝固行为。内容涵盖: 1.1 凝固理论的最新进展: 深入分析快速冷却过程中的枝晶生长、偏析现象与晶粒细化技术。重点介绍利用数值模拟预测宏观组织与微观缺陷的关联性。 1.2 新型复合材料的铸造: 探讨陶瓷基复合材料和金属基复合材料在熔模铸造中的填充、界面反应控制及其对最终力学性能的影响。 1.3 晶粒尺寸与性能调控: 介绍引入异质形核剂、使用晶粒细化剂、以及通过振动或电磁搅拌技术对晶粒结构进行主动调控的工业化方法。 第二章:先进熔模铸造工艺的优化 本章聚焦于熔模铸造(失蜡法)在航空航天和高端装备制造中的应用瓶颈与突破: 2.1 陶瓷型壳的性能设计: 深入研究型壳的强度、透气性、热震稳定性和耐侵蚀性。介绍新型锆酸盐、氧化铝基粘结剂体系的配方设计与烧结工艺优化。 2.2 型壳脱蜡与残蜡处理技术: 对真空压力脱蜡、超临界流体脱蜡(特别是二氧化碳超临界技术)的效率、环保性及对精密铸件表面质量的影响进行对比分析。 2.3 定向凝固与晶体控制技术: 详细阐述用于制造涡轮叶片等关键部件的感应加热、温度梯度控制及冷却速率精确控制技术,实现单晶或定向凝固结构的形成。 第三章:特种铸造技术在复杂几何制造中的应用 本章关注非传统铸造方法及其在实现高度复杂结构件方面的潜力: 3.1 低压与真空重力密封浇注技术: 探讨如何通过精确控制压力和真空度来消除铸件内部的气孔和氧化夹杂,特别是在薄壁和高深长比铸件中的应用。 3.2 快速成型与快速铸造: 介绍快速原型制造技术(如快速粘结剂喷射、砂型3D打印)如何与传统金属熔炼工艺结合,实现复杂模具和直接铸型的快速迭代制造。 第二部分:增材制造(AM)的技术机理与后处理 本部分全面梳理了当前主流的金属增材制造技术,并着重分析了AM工艺固有的缺陷及其有效消除的后处理技术。 第四章:金属增材制造的关键技术路线 本章对基于粉末床熔融(PBF)和基于定向能量沉积(DED)的工艺进行深入对比和技术剖析: 4.1 选区激光熔化 (SLM) 与电子束熔化 (EBM) 的物理模型: 分析激光/电子束与粉末床的相互作用机理,包括熔池动力学、传热传质过程以及残余应力的产生机制。 4.2 粉末材料的特性要求: 探讨用于增材制造的球形化粉末的流动性、氧含量、粒度分布对打印过程稳定性和致密度的影响。 4.3 定向能量沉积 (DED) 工艺控制: 介绍线材/粉末送进系统、激光功率匹配以及多轴运动控制在实现大尺寸、高沉积速率制造中的作用。 第五章:增材制造中的缺陷控制与组织演变 增材制造零件的性能高度依赖于其微观结构,本章聚焦于内部缺陷的成因与抑制: 5.1 增材制造特有的缺陷: 系统分析未熔合、热裂纹(冷裂)、气孔、孔隙率以及残余应力场的分布特征。 5.2 实时过程监测与反馈控制: 介绍使用高频红外热像仪、光电二极管阵列(PDAs)对熔池形态进行实时监控,并利用智能算法调整工艺参数以避免缺陷生成的闭环控制系统。 5.3 各向异性与梯度材料: 探讨由于逐层增材带来的微观组织各向异性,以及如何通过优化扫描策略(如跳跃式扫描、旋转扫描)和使用异质粉末来实现梯度结构的功能化设计。 第六章:增材制造零件的后处理与性能提升 增材制造零件的最终性能往往需要依赖精密的后处理,本章是连接“制造”与“应用”的关键桥梁: 6.1 热等静压(HIP)与真空扩散焊: 详细阐述HIP技术对消除内部微孔隙和降低残余应力的效果,并分析其对不同合金体系(如钛合金、铝合金)的最佳处理窗口。 6.2 热处理与应力消除: 探讨对增材制造零件进行固溶处理、时效处理及退火处理的参数选择,重点关注微观晶格畸变、析出相控制对疲劳性能的提升作用。 6.3 表面改性和尺寸精度恢复: 介绍切削加工、电火花加工、激光重塑技术在恢复增材制造件几何精度和改善表面粗糙度方面的应用。 第三部分:铸造与增材制造的集成化制造策略 本部分是本书的前沿和核心,旨在探讨如何将精密铸造的材料优势与增材制造的结构自由度进行有机结合,实现“最佳工艺,最佳部位”的制造理念。 第七章:混合制造路径的设计与决策 本章提供了将两种技术集成应用的系统性方法论: 7.1 复杂功能部件的模块化设计: 如何根据零件的受力情况、散热需求和制造难度,将结构件划分为“适宜铸造”和“适宜增材”的子部件。 7.2 界面连接技术研究: 深入研究增材制造沉积层与铸件基体之间的冶金结合或机械连接技术,包括钎焊、扩散连接、激光焊接等,确保界面强度和密封性。 7.3 修复与再制造: 利用DED技术对高价值精密铸件的磨损、腐蚀或早期疲劳失效部位进行定向修复和性能增强,延长使用寿命。 第八章:数字化流程与质量保证体系 本章关注如何利用数字化工具实现从设计到交付的全流程质量控制: 8.1 正向与反向工程的结合: 如何将扫描获得的实际铸件或失效件几何数据(逆向工程)输入增材制造的设计流程,进行优化和修复设计。 8.2 多尺度模拟集成: 建立从宏观(铸造充型/打印路径)到微观(凝固组织/缺陷演化)的多尺度耦合仿真平台,预测集成制造件的综合性能。 本书内容丰富,理论深度适宜,结合了大量工业案例和最新的研究成果,是理解和掌握现代高端制造核心技术的宝贵资源。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一个在设计院工作的工程师,我需要经常接触到各种零部件的设计,其中冷冲模的设计是不可避免的一部分。《冷冲模设计(第2版)》这本书,无疑是我近期工作中的一份重要参考资料。它最吸引我的地方在于其内容的深度和广度。作者在讲解基础知识的同时,并没有回避一些复杂和前沿的内容。例如,在“级进模设计”这一章,它不仅仅介绍了级进模的基本原理和结构,还详细分析了各种进给方式、冲裁顺序、凸模与凹模的配合关系等关键技术细节,并且给出了大量的实操案例。我之前在设计一些复杂级进模时,总会遇到各种问题,比如导料的稳定性、废料的排出等等,阅读了这一章节后,我茅塞顿开,许多困扰我的问题都得到了解答。此外,这本书对“模具材料的选择与热处理”的讲解也非常到位,它详细分析了不同材料在冲压过程中的性能表现,以及热处理工艺如何影响模具的硬度、韧性、耐磨性等关键指标。这一点对于保证模具的长期稳定运行至关重要。书中还涉及到了“模具设计中的CAD/CAE应用”,让我对如何利用现代技术提高设计效率和质量有了更深的认识。它提供的许多设计经验和技巧,都是经过长期实践检验的,对于我们这些一线设计人员来说,非常有价值。这本书让我觉得,冷冲模设计不仅仅是一门技术,更是一门艺术,需要扎实的理论基础、丰富的实践经验,以及对细节的极致追求。

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在机械设计领域,冷冲模的设计一直是一个既重要又具有挑战性的部分。《冷冲模设计(第2版)》这本书,以其严谨的学术态度和深刻的实践洞察,为我提供了一个宝贵的学习平台。它最让我欣赏的是,在理论讲解的基础上,非常注重对“设计方法论”的探讨。书中不仅仅是告诉你“怎么做”,更重要的是,它引导你思考“为什么这样做”。例如,在讲解“落料模设计”时,它详细分析了模具间隙对材料撕裂面的影响,以及如何通过优化间隙来获得光滑的断口。它还深入探讨了“冲裁力的计算”,并分析了不同计算方法之间的差异和适用性。这让我对公式的理解不再停留在表面,而是能够触及到其背后的物理和工程含义。我特别喜欢它在“模具结构设计”部分,对各种“辅助零件”的详细阐述。这些零件虽然不起眼,但却对模具的整体性能有着至关重要的影响。书中对卸料板、推件器、导料器等零件的结构、材料选择、加工精度等都进行了深入分析,并提出了优化设计的建议。这一点对于我提高模具的可靠性和生产效率非常有帮助。此外,书中还涉及到了“模具的装配与调试”,这部分内容在很多设计类书籍中都会被忽略,但它却直接关系到模具能否顺利投入生产。这本书让我觉得,冷冲模设计是一个系统工程,需要全面的知识和严谨的态度。

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坦白说,我一开始购买《冷冲模设计(第2版)》并没有抱太高的期待,只是觉得作为一名机械行业的从业者,掌握一些基础的冷冲模知识总是好的。然而,这本书给我带来的,远不止“一点点”的知识。它最让我印象深刻的是其极强的逻辑性和系统性。作者仿佛是一位经验丰富的导师,循序渐进地带领我走入冷冲模设计的殿堂。从最基础的“冲压工艺分析”开始,它就详细阐述了如何分析零件的形状、尺寸、材料特性,以及这些因素如何影响模具的设计。这一点对我来说尤为重要,因为我之前常常是拿到图纸就直接开始设计,结果发现很多地方都考虑不周。书中对“材料的变形机理”以及“冲压力的计算”的讲解,也让我对冲压过程有了更深刻的理解。它不仅仅给出了公式,更解释了公式背后的物理意义,让我能够更灵活地运用这些知识。我特别喜欢它在介绍各种“模具零件”时,不仅描述了结构,还重点分析了这些零件的功能、受力情况以及失效模式,并提出了优化设计的建议。这一点对于提高模具的可靠性和寿命至关重要。它还涉及到了“模具的维护与保养”,这一点在很多书中都被忽略了,但对于实际生产来说,却是非常关键的一环。通过这本书,我不仅学会了如何设计模具,还学会了如何让模具更好地为生产服务。这本书给我最大的改变就是,让我从一个“知道怎么做”的人,变成了一个“知道为什么这样做”的人。

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我对冷冲模领域的了解,一直停留在“听说过”的阶段。在朋友的推荐下,我才开始翻阅《冷冲模设计(第2版)》。这本书,对于我这样一个完全的“外行”来说,简直就像一座知识的灯塔。它最大的优点在于,用一种非常容易理解的方式,将看似复杂的冷冲模设计知识“解构”开来。从最基础的“冲压件的分类”开始,逐步深入到各种“模具类型”的讲解。它不仅仅罗列了各种模具的名称,更重要的是,详细介绍了每种模具的工作原理、结构特点、适用范围,以及它们之间的区别和联系。这一点让我受益匪浅,我之前总觉得这些模具名字听起来都差不多,看了这本书,才明白它们各自的“神通”。我特别喜欢书中对“成形模”的讲解,比如“弯曲模”、“拉深模”、“翻边模”等等,它不仅仅解释了这些模具如何将平板变形,更深入地分析了材料在变形过程中的应力、应变变化,以及如何通过调整模具结构来控制产品的形状和尺寸。书中还穿插了很多关于“冲压件的工艺分析”的内容,让我了解到,在进行模具设计之前,对零件本身进行深入的分析是多么重要。它还提供了很多实用的“设计技巧”和“注意事项”,这些都是在书本上很难学到的宝贵经验。通过这本书,我对冷冲模设计有了一个初步但却相当系统的认识,也激发了我对这个领域进一步学习的兴趣。

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我之前是一名模具维修工,每天面对的是各种已经生产出来的模具,虽然能感觉到模具的各种问题,但始终无法从根本上理解为什么会这样。《冷冲模设计(第2版)》这本书,给了我一个全新的视角。它最让我赞叹的是,它把“为什么”这个问题的答案,隐藏在了各种设计细节之中。比如,在讲解“冲裁模”的时候,它不仅说明了刃磨间隙的重要性,还详细分析了不同间隙对冲裁件的边缘质量、模具寿命的影响,以及在什么情况下应该选择多大的间隙。我之前维修模具时,常常是凭经验修修补补,看了这本书,我才理解到,很多模具的损坏,其实都源于设计上的不合理。书中对“卸料板设计”的讲解,让我明白了为什么有些卸料板容易变形,为什么有些零件会卡在卸料板里。它还深入分析了“模具的强度校核”以及“应力集中”等问题,让我明白了为什么有些模具在使用过程中会突然断裂。这一点对于我的维修工作非常有启发,我能更好地判断模具的潜在风险,并提出更有效的解决方案。此外,书中还提到了“模具的标准化与系列化”,这让我看到了提高生产效率和降低成本的可能性。这本书不仅仅是在教我如何设计模具,更是在教我如何“思考”模具,如何从设计的源头上去解决问题。它让我从一个“修理者”变成了一个“理解者”,甚至是一个“改进者”。

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这本书的出现,简直就是为我这样的机械设计小白量身定做的。我之前一直对冷冲模这个领域感到一头雾水,各种术语、各种工艺参数,看得我头晕眼花。翻开《冷冲模设计(第2版)》的时候,我原本也没报太大希望,想着大概又是那种枯燥乏味、只讲理论的书。结果,我简直是惊喜连连!作者的叙述方式非常接地气,从最基础的概念讲起,一点点地引导读者进入冷冲模的世界。就拿“落料和冲孔”这个章节来说,我以前觉得这不就是把材料切个洞吗?看了这本书才知道,里面学问大着呢!不同形状的孔、不同的材料厚度,对模具的设计、刃磨的间隙、甚至下料的顺序都有着严谨的要求。书里不仅详细解释了这些原理,还配了大量的图例和实际案例,我看着那些图,再对比书中的讲解,感觉一下子就豁然开朗了。而且,它还特别强调了“安全第一”,在设计过程中要注意的各种安全隐患,这一点对于初学者来说尤为重要,避免了许多弯路和潜在的危险。我之前在网上搜集资料,总是东拼西凑,信息零散不说,还常常存在矛盾。这本书就像一个系统性的知识库,把所有该讲的、需要知道的都囊括进去了,让我少走了多少弯路!特别是关于模具材料的选择,以及热处理工艺对模具性能的影响,这部分讲解得特别深入,让我了解到原来模具的寿命和精度与材料的“基因”息息相关。书中还提到了各种辅助零件的设计,比如卸料板、推件器等等,别看它们不起眼,却是保证产品质量和生产效率的关键。以前总觉得这些都是可有可无的,看了书才知道,它们的结构、尺寸、安装方式都有讲究,直接影响到冲压件的质量和模具的寿命。这本书真的是把我从一个“门外汉”变成了一个对冷冲模有基本认识的“半个行家”!

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我是一名从事模具制造一线的技术工人,平时工作中经常会接触到冷冲模,但对于设计原理和理论知识一直感到有些欠缺。《冷冲模设计(第2版)》这本书,对于我来说,简直就像找到了“宝藏”。它最打动我的地方是,没有用过于晦涩难懂的语言,而是用一种非常清晰、逻辑性强的结构,将复杂的冷冲模设计知识分解开来。比如,在讲解“拉深模”的部分,它不仅解释了拉深力的计算,还详细分析了影响拉深件质量的各种因素,如材料的可塑性、模具的间隙、润滑条件等等。我印象特别深刻的是,书里对“起皱”和“断裂”这两种常见拉深缺陷的分析,不仅给出了产生原因,还提供了具体的解决办法,并且配了大量示意图,让我一目了然。这本书的实用性真的非常强,它不是那种只讲理论的书,而是将理论与实践紧密结合。书中提到的各种模具结构,比如复合模、级进模,都配有详细的结构图和工作原理说明,这对于我们理解和制造各种类型的模具非常有帮助。我之前在装配一些复杂模具时,常常会因为对整体结构理解不够而出现一些小问题,看了这本书后,我对模具的整体结构有了更深刻的认识,也能更好地理解图纸的意图。而且,书里还穿插了一些关于模具制造工艺的建议,比如对模具零件的加工精度要求、表面处理方法等等,这些对于我们实际操作非常有指导意义。我之前总觉得模具设计是设计师的事情,和我关系不大,看了这本书才意识到,设计的好坏直接关系到我们制造的效率和质量,我们在一线操作人员的反馈,也能帮助设计师优化设计。

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说实话,我抱着一种“试试看”的心态买的这本书,毕竟在网上找冷冲模资料,信息质量参差不齐,而且很多都太过陈旧。没想到,《冷冲模设计(第2版)》给我带来了巨大的惊喜。它最让我赞赏的一点是,在讲解理论知识的同时,非常注重实践性。书中的每一个章节,都不仅仅停留在“是什么”,更深入地探讨了“为什么”以及“如何做”。比如,在讲到“弯曲模”的时候,它没有简单地罗列公式,而是详细分析了材料在弯曲过程中的应力分布,以及不同弯曲半径对产品精度和材料性能的影响。更难得的是,书中提供了非常多的设计实例,从简单的零件到一些复杂结构的件,都有详细的设计步骤和注意事项。我尤其喜欢它在分析设计方案时的严谨性,会列出多种可能的设计方案,并从经济性、工艺性、寿命等多个角度进行比较和评价,让读者能够理解为什么最终会选择某种特定的设计。这一点对于培养独立思考能力和解决实际问题的能力非常有帮助。而且,书中的图纸绘制规范,标注清晰,一看就懂,这对于我这种需要经常看图纸的人来说,简直是福音。它还涉及到了现代化的设计理念,比如CAD/CAM在冷冲模设计中的应用,这让我看到了冷冲模设计领域的发展趋势,也让我意识到自己需要不断学习新知识。书中对冲压件的工艺性分析也做得非常细致,从原材料的性能到最终产品的形状,都进行了系统性的考量,这有助于我更全面地理解整个冲压生产流程,而不仅仅局限于模具本身。我之前在工作中遇到的很多关于冲压件出现毛刺、尺寸不稳定等问题,在看了这本书的“冲压件质量控制”相关章节后,豁然开朗,找到了解决问题的方向。

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我是一名毕业不久的大学生,正在机械设计领域寻求发展。一直以来,冷冲模设计对我来说都是一个比较抽象的概念。《冷冲模设计(第2版)》这本书,彻底改变了我的看法。它最令我欣喜的是,它用一种非常易于接受的方式,将理论知识与实践操作紧密结合。书中对“冲压件的变形机理”的讲解,用了很多生动的比喻和图示,让我能够直观地理解材料在不同模具作用下的形变过程。我之前总是记不住各种模具的名称和功能,读了这本书之后,我才明白,不同的模具就像是为零件量身定制的“手术刀”,各有各的用途。它对“弯曲模设计”的讲解,不仅给出了公式,还详细分析了“起皱”、“开裂”等常见问题的原因,并且提供了解决方案,这让我觉得学到的知识是真正有用的。我之前在做课程设计时,总是设计的模具“死板”,不灵活,看了这本书,才意识到“工艺性”的重要性。它还提到了“模具材料的选择”,让我了解了不同材料的优缺点,以及如何根据实际需求来选择最合适的材料。书中提供的“设计实例”,更是让我大开眼界,我能看到作者是如何一步步地将一个零件转化为一个完整的模具,这个过程充满了智慧和匠心。这本书让我觉得,冷冲模设计是一个充满创造力的领域,让我对自己的未来有了更清晰的规划。

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作为一个机械工程专业的学生,在学习过程中,冷冲模设计一直是让我头疼的一个章节。各种公式、概念层出不穷,总感觉抓不住重点。但自从我读了《冷冲模设计(第2版)》之后,我才真正领略到这门学科的魅力。这本书的写作风格非常独特,它没有刻板地套用 textbook 的模式,而是以一种更加开放和启发性的方式来引导读者。它不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养。比如,在讲到“卸料与推件装置”时,它不仅仅介绍了不同类型卸料板的结构,更重要的是,它详细分析了不同卸料装置的优缺点,以及在不同工况下的适用性。它鼓励读者去思考,为什么需要卸料板?卸料板的失效模式有哪些?如何通过设计来避免这些失效?这种引导式的教学方式,让我不仅仅是死记硬背,而是能够深入理解其背后的原理。而且,书中提供的计算公式,都给出了详细的推导过程,让我能够理解公式的由来,而不是盲目地套用。它还非常注重理论与实际的结合,书中有很多关于实际生产中遇到的问题的案例分析,这让我觉得学习到的知识是真正有用的,并且能够解决实际问题。我之前在做课程设计时,总是感觉设计的模具“好看”但不“好用”,看了这本书,我才意识到,一个好的模具设计,需要在满足功能需求的同时,还要考虑工艺性、经济性、安全性等诸多因素。这本书让我对冷冲模设计有了全新的认识,也让我对未来的学习和工作充满了信心。

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