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第1章 工程材料基础11

1.1 工程材料概述11

1.1.1 工业设计与工程材料12

1.1.2 材料的分类与性能13

1.2 金属材料26

1.2.1 金属材料的性能26

1.2.2 金属的结构30

1.2.3 金属的结晶和同素异构转变31

1.2.4 合金的晶体结构32

1.2.5 铁碳合金33

1.2.6 钢的常用热处理方法36

1.2.7 钢铁材料39

1.2.8 艺术铸造合金49

1.3 非金属材料53

1.3.1 橡胶53

1.3.2 陶瓷材料55

1.4 复合材料57

1.4.1 复合材料的一般知识57

1.4.2 复合机理60

1.4.3 复合材料的成形方法61

1.4.4 树脂基复合材料62

1.4.5 金属基复合材料63

1.4.6 其他复合材料64

思考题与习题一65

2.1.1 刀具材料与角度66

第2章 机械制造技术基础66

2.1 金属切削过程66

2.1.2 切屑的形成过程与切屑的种类69

2.1.3 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响70

2.1.4 切削力和切削功率72

2.1.5 切削热和切削温度73

2.1.6 刀具磨损和刀具寿命74

2.1.7 切削用量的合理选择75

2.2 机械加工工艺77

2.2.1 工件的定位原理77

2.2.2 工件的定位基准及选取原则78

2.2.3 毛坯的选择及加工余量的确定80

2.2.5 生产过程、工艺过程和生产类型81

2.2.4 零件的工艺分析81

2.2.6 工艺路线的拟订83

2.2.7 工艺文件的编制84

2.2.8 典型零件工艺过程84

2.2.9 机械加工精度86

2.2.10 机械装配过程94

2.3 机床的分类及其运动分析99

2.3.1 机床的分类99

2.3.2 零件表面的切削加工成形方法101

2.3.3 主要机床简介104

2.4 模具设计与制造115

2.4.1 模具概述115

2.4.2 模具制造的基本要求与特点116

2.4.3 金属模具制造119

2.5 先进制造技术与工艺概述123

2.5.1 先进制造技术概述123

2.5.2 先进制造工艺概述127

2.5.3 先进制造工艺在先进制造技术（AMT）中的地位128

2.5.4 先进制造工艺的特点129

2.5.5 先进制造工艺的技术发展趋势129

思考题与习题二131

第3章 艺术铸造基础132

3.1 艺术铸造概述132

3.1.1 艺术铸造简述和特点132

3.1.2 艺术铸造方法及适应范围134

3.2 艺术铸造模135

3.2.1 蜡模135

3.2.2 石膏模137

3.2.3 橡胶模138

3.2.4 环氧树脂模139

3.2.5 低熔点合金模140

3.3 艺术铸造工艺设计141

3.3.1 艺术铸造结构设计141

3.3.2 浇注系统141

3.3.3 冒口、冷铁和铸肋143

3.4 艺术铸造成形方法145

3.4.1 砂型铸造145

3.4.3 熔模铸造146

3.4.2 泥型铸造146

3.4.4 石膏型铸造149

3.4.5 陶瓷型铸造151

思考题与习题三152

第4章 快速成形技术基础153

4.1 工业设计中的设计模型153

4.1.1 设计模型概念153

4.1.2 设计模型分类154

4.1.3 设计模型制作157

4.1.4 设计模型功能162

4.2 快速成形技术162

4.2.1 快速成形技术的概述162

4.2.2 快速成形技术的特点169

4.3 快速成形方法170

4.3.1 液态光敏聚合物选择性固化170

4.3.2 层合实体成形制造171

4.3.3 丝状材料选择性熔覆172

4.3.4 粉末激光烧结173

4.3.5 其他技术174

4.4 快速成形技术的应用176

4.4.1 快速模型176

4.4.2 快速模具180

4.4.3 快速精铸185

4.4.4 快速制造187

思考题与习题四189

5.1.1 塑料及其特性190

5.1 塑料成型概述190

第5章 塑料及其成型基础190

5.1.2 塑料成型加工特点196

5.1.3 塑料的成型过程197

5.2 塑料的成型方法198

5.2.1 注射成型198

5.2.2 挤出成型201

5.2.3 压制成型204

5.2.4 其他成型方法207

5.3 塑料制品的结构工艺性208

5.3.1 成型工艺对制品几何形状的要求209

5.3.2 塑料螺纹和齿轮212

5.3.3 塑料制品中的嵌件214

5.4 塑料模具215

思考题与习题五218

第6章 反求工程基础219

6.1 反求工程概念219

6.1.1 工业设计与反求工程219

6.1.2 反求工程的定义221

6.1.3 反求工程的基本方法221

6.1.4 反求工程的内容223

6.1.5 反求工程技术的评价标准224

6.1.6 反求工程的作用224

6.2 实体数据测量与反求方法225

6.2.1 引言225

6.2.2 主要的测量方法226

6.3 产品三维CAD模型的重建与后处理230

6.3.1 引言230

6.3.2 工业设计中自由曲面重构231

6.3.3 CAD模型的建立235

6.4 反求工程在工业设计中的作用.237

6.4.1 产品设计系统中的反求工程237

6.4.2 运用反求工程进行改进设计的几种方法239

6.4.3 反求工程对工业设计的推动作用242

思考题与习题六244

第7章 连接成形基础245

7.1 连接成形概述245

7.2.1 概述246

7.2 焊接成形工艺246

7.2.2 工业设计中常用的焊接方法简介248

7.2.3 焊接材料253

7.2.4 金属材料的焊接254

7.2.5 焊缝缺陷及焊接残余应力与变形259

7.3 粘接成形工艺263

7.3.1 概述263

7.3.2 接头设计266

7.3.3 被粘接物的表面处理268

7.3.4 胶粘剂的粘接工艺269

7.3.5 胶粘剂的选择272

7.3.6 胶粘剂的分类方法275

7.3.7 胶粘剂简介276

7.4.1 螺纹连接277

7.4 其他连接工艺277

7.4.2 铆接282

7.4.3 弹性嵌卡连接284

思考题与习题七284

第8章 表面工程基础285

8.1 表面工程概述285

8.1.1 表面工程的基本涵义及其分类285

8.1.2 表面工程技术在国民经济中的地位与作用287

8.1.3 表面工程技术的发展趋势287

8.2 表面预处理288

8.2.1 概述288

8.2.2 碱液清洗288

8.2.3 溶剂清洗289

8.2.4 水剂清洗291

8.2.5 化学除锈291

8.2.6 机械清理293

8.2.7 表面精整295

8.3 有机涂装296

8.3.1 概述296

8.3.2 涂料产品分类、命名和型号296

8.3.3 各类涂料品种的性能及用途302

8.3.4 涂装表面的预处理307

8.3.5 常见涂装方法及其特点308

8.3.6 涂料的干燥310

8.3.7 编制涂装工艺规程的基本知识313

8.4.1 概述315

8.4 电镀工艺315

8.4.2 电镀工艺过程中的镀前处理和镀后处理316

8.4.3 常用金属表面装饰电镀317

8.4.4 非金属电镀321

8.5 其他表面技术简介323

8.5.1 化学镀323

8.5.2 电刷镀324

8.5.3 热喷涂324

思考题与习题八325

第9章 虚拟现实基础326

9.1 虚拟现实概述326

9.2 虚拟现实与工业设计328

9.3 虚拟现实系统329

9.3.1 视觉输出设备330

9.3.2 跟踪装置333

9.3.3 其他辅助设备334

9.4 虚拟现实系统开发技术与实现337

9.4.1 虚拟现实建模语言VRML338

9.4.2 虚拟现实开发工具340

9.4.3 分布式虚拟现实系统DVR342

9.4.4 协同虚拟现实系统CVR343

9.4.5 虚拟空间会议系统VST343

9.5 可视化技术345

9.6 多媒体技术348

思考题与习题九353

参考文献354