Metal Shaping Processes

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出版者:
作者:Boljanovic, Vukota
出品人:
页数:450
译者:
出版时间:2009-8
价格:$ 67.74
装帧:
isbn号码:9780831133801
丛书系列:
图书标签:
  • 金属成形
  • 金属加工
  • 材料科学
  • 制造工程
  • 塑性变形
  • 金属材料
  • 成形工艺
  • 机械工程
  • 工业工程
  • 金属成型
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具体描述

As the only comprehensive text focusing on metal shaping processes, which are still the most widely used processes in the manufacture of products and structures, "Metal Shaping Processes" carefully presents the fundamentals of metal shaping processes with their relevant applications. The treatment of the subject matter is adequately descriptive for those unfamiliar with the various processes and yet is sufficiently analytical for an introductory academic course in manufacturing. The text, as well as the numerous formulas and illustrations in each chapter, clearly show that shaping processes, as a part of manufacturing engineering, are a complex and interdisciplinary subject. The topics are organized and presented in such a manner that they motivate and challenge students to present technically and economically viable solutions to a wide variety of questions and problems, including product design. It is the perfect textbook for students in mechanical, industrial, and manufacturing engineering programs at both the Associate Degree and Bachelor Degree programs, as well a valuable reference for manufacturing engineers (those who design, execute and maintain the equipment and tools); process engineers (those who plan and engineer the manufacturing steps, equipment, and tooling needed in production); manufacturing managers and supervisors; product design engineers; and, maintenance and reliability managers and technicians. Each chapter in this book begins with a brief highlighted outline of the topics to be described. This title carefully presents the fundamentals of the particular metal-shaping process with its relevant applications within each chapter, so that the student and teacher can clearly assess the capabilities, limitation, and potentials of the process and its competitive aspects. It features sections on product design considerations, which present guidelines on design for manufacturing in many of the chapters. It offers practical, understandable explanations, even for complex processes. It includes text entries that are coded as in an outline, with these numerical designations carried over the 320 related illustrations for easy cross-referencing. It provides a dual (ISO and USA) unit system. It contains end-of-chapter Review Questions. It also includes a chapter on sheet metalworking covering cutting processes; bending process; tubes and pipe bending; deep drawing processes; and, other sheet metal forming process (stretch forming, spinning, rubber forming, and superplatic forming and diffusion bonding). It also provides a useful die classification with 15 illustrations and description; presses for sheet metalworking; and, high energy-rate forming processes.

《精雕细琢:材料形变艺术的奥秘》 本书将带领读者踏上一段穿越材料形变艺术的奇妙旅程,深入探索那些将冰冷金属塑造成令人惊叹的艺术品和实用工具的古老技艺与现代科学。我们不再仅仅关注“金属成型”这一广阔的领域,而是将目光聚焦于其中那些能够展现出极致精度、复杂结构和独特美学的子集,探寻它们如何在不同时代、不同文明中绽放出独特的光彩。 第一篇:根植于历史的技艺传承 我们将从那些奠定现代金属加工基础的古老技艺谈起。 锻造:力量与意志的结合。 深入研究古代 blacksmiths(铁匠)是如何通过反复加热和锤打,将金属的可塑性发挥到极致,创造出锋利的刀剑、坚固的农具,甚至精美的装饰品。我们将探讨不同文化中锻造技艺的演变,例如中国古代的“百炼钢”工艺,日本武士刀的锻造手法,以及欧洲中世纪的盔甲制造。重点将放在锤痕的艺术性、金属晶粒结构的控制以及热处理对材料性能的影响。 铸造:熔融与凝固的魔法。 揭示如何通过熔化金属并将其注入模具来塑造复杂的形状。本书将深入探讨青铜时代到工业革命时期,不同铸造技术的进步,如失蜡法(lost-wax casting)在雕塑和珠宝制作中的应用,砂型铸造(sand casting)在大型部件生产中的地位,以及现代精铸(precision casting)如何实现前所未有的细节和精度。我们将分析浇注温度、冷却速率、模具材料选择等关键因素如何影响铸件的最终质量和外观。 雕刻与蚀刻:精细至上的艺术。 关注那些需要极高耐心和技巧的金属表面处理工艺。我们将剖析古代金属器皿上的精美雕花,钟表表盘上细腻的玑镂(guilloché)图案,以及现代珠宝设计中使用的微雕技法。探讨凿刻工具的种类与使用,不同蚀刻液的化学原理,以及如何通过层次感和光影变化来增强金属的视觉冲击力。 第二篇:现代工艺的精密之舞 随着科学技术的飞速发展,金属形变也进入了一个前所未有的精密时代。 精密冲压与模具设计:批量生产的灵魂。 探讨高精度冲压技术如何实现复杂零件的快速、批量生产。我们将深入研究先进模具的设计原理,包括冲头、凹模的几何形状设计,材料选择,以及如何通过多工位冲压、级进模(progressive die)等技术来提高生产效率和产品精度。重点将放在微小型零件,如电子元件、汽车零部件的精密冲压案例。 激光与水射流切割:无接触的精准切割。 介绍非接触式切割技术如何突破传统机械加工的限制。我们将分析激光切割的光学原理,不同激光器(CO2、光纤激光器)的适用范围,以及如何通过精确控制激光束的功率、速度和焦点来实现对各种厚度和材质金属的完美切割。同时,也将探讨高压水射流切割在材料加工中的独特性,以及它如何与磨料结合实现对硬质材料的加工。 电化学加工(ECM)与电火花加工(EDM):电流驱动的塑形。 深入理解利用电化学反应或电火花来移除金属材料的原理。我们将探讨ECM在航空航天、医疗器械等领域中的应用,它如何实现无应力、高精度加工复杂内部结构。同时,EDM的电脉冲放电原理,及其在硬质合金模具制造、微细加工中的优势也将得到详细阐述。 第三篇:材料科学与形变的协同 材料本身的特性是实现理想形变的基石,而形变过程反过来也会改变材料的内在属性。 合金元素的魔法:提升性能的奥秘。 探究不同合金元素(如铬、镍、钼、钨等)如何通过改变金属的晶体结构、原子键合方式,来赋予材料不同的硬度、韧性、耐腐蚀性或耐高温性。我们将聚焦于一些特殊合金,如镍基高温合金在航空发动机叶片上的应用,钛合金在航空航天和医疗植入物中的优异表现,以及形状记忆合金在精密器件中的奇特功能。 晶粒结构与宏观性能的关联。 剖析金属内部晶粒的大小、形状和取向如何直接影响其力学性能,如强度、延展性和疲劳寿命。我们将深入了解热处理(退火、淬火、回火)如何控制晶粒生长和相变,从而优化材料的性能。同时,探讨形变强化(work hardening)的原理,即通过冷加工使金属内部产生位错,从而提高其强度。 表面处理与功能化:为金属赋予新生命。 关注形变之后,如何通过各种表面处理技术来提升金属制品的性能和美观度。我们将介绍电镀、阳极氧化、化学钝化等方法如何增强金属的耐腐蚀性、导电性或绝缘性。同时,也将探讨PVD(物理气相沉积)和CVD(化学气相沉积)等先进涂层技术,如何为金属表面赋予超硬、自润滑、抗磨损等特殊功能。 第四篇:设计与创新的前沿 金属形变不仅仅是制造过程,更是设计与创新的重要载体。 参数化设计与仿真优化:效率与精准的融合。 介绍如何利用现代CAD/CAE软件,对金属形变过程进行精确的仿真和优化。我们将探讨有限元分析(FEA)如何预测材料在形变过程中的应力分布、变形趋势,从而指导模具设计和工艺参数的设定。重点将放在如何通过仿真来避免缺陷,提高良品率。 增材制造(3D打印)与减材制造的辩证统一。 探讨增材制造技术如何颠覆传统的金属加工模式。我们将深入研究选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)等技术,如何实现复杂拓扑结构、轻量化设计的金属零件制造。同时,也将思考增材制造与传统减材制造(如CNC加工)之间的互补关系,以及如何结合两者来创造更多可能。 生物仿生与仿生设计在金属形变中的启示。 寻找自然界中材料结构和功能的灵感,应用于金属形变的设计中。我们将探讨仿生结构(如蜂窝、骨骼)如何被引入金属零件设计,实现轻量化和高强度的统一。同时,研究仿生表面纹理如何影响材料的摩擦、润湿和传感性能。 本书将以严谨的科学态度,结合生动的案例和历史故事,为读者呈现一个全面而深入的金属形变世界。我们旨在激发读者对材料科学、制造工艺以及工程设计的热情,理解每一个精美的金属制品背后所蕴含的智慧与汗水,以及它们如何不断推动着人类文明的进步。

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读后感

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用户评价

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我花了整整一个周末的时间,才勉强浏览完这本书的前三分之一,其知识的广度和深度简直令人咋舌。它绝非一本泛泛而谈的入门读物,更像是凝聚了数十年行业经验的百科全书。作者似乎对金属加工的每一个环节都进行了地毯式的梳理,从基础的材料科学原理,到各种复杂成型技术背后的热力学和塑性力学模型,都有着严谨的论证。我尤其佩服作者处理复杂概念的方式——他能将那些晦涩难懂的公式和理论,通过一系列精心设计的、具有代表性的实际案例串联起来,使得即便是像位错运动这种抽象的微观现象,也能被清晰地勾勒出来。书中对不同金属合金在特定应力条件下的响应分析,提供了非常详尽的数据支持,这些数据明显是经过了大规模的实验验证,而非臆测。阅读过程中,我经常需要停下来,对照着我过去参与的一些项目经验去反思,发现很多当时处理得不够到位的地方,都能在书中的理论指导下找到更优的解决方案。这本书更像是我的“技术思维重塑器”,它在不断挑战我现有的认知框架,迫使我从更根本的物理层面去理解“为什么”会这样,而不是停留在“怎么做”的层面。

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在工具书的范畴里,这本书在索引和交叉引用方面的设计简直是典范。对于需要快速定位特定信息的研究人员来说,这本手册的易用性达到了一个令人赞叹的高度。我发现,当你查阅某个特定材料的性能参数时,它不仅仅会给出一个静态的表格,还会立刻指向与之相关的成型缺陷分析章节,以及推荐的最佳加工速度范围。这种多维度的信息关联,极大地提高了我的工作效率。例如,在处理一次因材料脆性断裂导致的生产事故时,我仅用了不到五分钟,就通过书中的关键词检索功能,定位到了涉及该合金体系的晶界敏感性分析,并找到了数个具有参考价值的降应力处理方案。如果不是这种结构化的知识组织,我可能需要花上好几个小时在零散的期刊文章中大海捞针。这本书的价值不仅仅在于知识的存量,更在于其知识的**结构**,它将原本散落在各个角落的碎片信息,构建成了一个逻辑严密、查询便捷的知识网络。

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这本书的装帧和纸张质量给我留下了非常深刻的印象。封面采用了高质感的哑光处理,触感细腻,而且色彩搭配得非常沉稳大气,一看就知道是那种经得起时间考验的专业书籍。内页的纸张厚度适中,白度适宜,阅读起来眼睛非常舒服,长时间盯着看也不会感到疲劳。我特别欣赏的是,书中大量的插图和图表都采用了高精度的彩色印刷,线条清晰,细节丰富。比如,有些复杂的机械结构图,即便是很小的部件,也能通过精细的印刷展现出其纹理和空间关系,这对于我们理解工艺流程至关重要。排版设计也十分人性化,正文部分留白恰到好处,段落间距和行距都经过了精心计算,阅读起来非常流畅,不会有拥挤感。即便是需要对照图片和文字描述时,页面布局也能很好地引导读者的视线,减少了来回翻页的次数。总的来说,光是拿着这本书,就能感受到出版方在制作上的用心和对读者的尊重,这种对细节的极致追求,已经超越了一本普通技术手册的范畴,更像是一件值得收藏的艺术品。这种高质量的实体呈现,极大地提升了我的阅读体验,让我更愿意沉下心来深入研习其中的知识。

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这本书的叙事风格非常独特,它不像传统教科书那样死板说教,反而带有一种老匠人娓娓道来的沉稳和睿智。作者似乎非常懂得如何与读者建立一种平等的交流关系,他从不卖弄术语,而是选择用最直接、最富有画面感的方式来描绘那些高速运转的机器和千变万化的金属形态。阅读时,我仿佛能亲耳听到锻锤落下的轰鸣,感受到钢坯在压力下的呻吟与变形。特别是当他描述那些对温度控制要求达到毫厘之差的工艺环节时,那种紧张感和精确性,通过文字跃然纸上。这种“沉浸式”的体验,对于我们这些长期在车间一线工作的工程师来说,是无比珍贵的。很多时候,手册上冷冰冰的操作指南,远不如作者描述的那种“手感”和“火候”来得实在。书中对不同历史时期技术演进的穿插介绍,也为这些冰冷的流程增添了人文色彩,让我们明白,每一次工艺的突破都不是凭空出现的,而是无数次失败与试错积累的智慧结晶。

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我对书中关于“非常规”制造方法的探讨留下了最深刻的印象,这部分内容显然是作者基于前沿研究成果或高度保密的行业经验撰写。它超越了传统的冲压、拉伸和辊轧这些大家耳熟能详的范畴,深入到一些新兴的、对环境友好型或极端性能材料适用的复杂工艺路线中。作者对超塑性成形(SPF)在航空航天领域的应用前景分析得极其透彻,不仅给出了现有技术的局限性,还大胆预测了未来十年内可能出现的材料替代方案和驱动力。更值得称道的是,书中对这些尖端技术的经济可行性和能源消耗进行了成本效益评估,而不是单纯的理论推演,这使得评估结果非常接地气,具有很强的商业参考价值。对于那些致力于技术储备和未来布局的企业管理者或研发人员来说,这部分内容是无价之宝,它为我们指明了研发投入的重点方向,避免了在红海中进行无效的重复劳动。这本书的眼光显然是面向未来的,它不仅仅是在记录“当下”的工艺,更是在为“明天”的工业发展铺路。

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