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第一章 模具材料成形原理概述1

第一节 材料成形法与材料的工艺性能及概念1

一、材料成形法简介1

二、材料成形法的类型1

三、材料成形数值模拟概念2

四、材料的工艺性能7

第二节 金属液态成形8

一、金属液态成形概念8

二、液态金属成形分类9

三、金属液态特种铸造9

四、金属液态成形的工艺性能10

第三节 金属固态塑性成形11

一、概述11

二、金属塑性成形技术12

三、金属塑性成形的主要形式（以原材料的形态分类）12

四、金属塑性成形技术主要研究方向及内容12

五、金属塑性成形加工条件13

六、固态金属材料塑性成形过程15

七、新型固态金属材料的铸造成形17

八、金属基复合材料的铸造成形19

九、固态材料的连接成形20

十、超塑性材料加工21

第四节 半固态材料成形23

一、概述23

二、半固态金属成形技术的发展与应用23

三、半固态金属成形技术实例30

四、半固态成形技术的应用34

第五节 粉末压制和常用复合材料成形35

一、概述35

二、粉末压制理论36

三、粉末压坯37

四、粉末压制模具38

五、粉末成形压制的选择原理39

六、粉末高速压制成形技术41

七、常用复合材料成型方法42

八、复合材料模具的制造实例43

第六节 非金属材料成形46

一、概述46

二、非金属材料的特点46

三、非金属材料分类47

四、非金属材料的选择及应用48

五、工程塑料及成型49

六、非金属材料生产工艺49

第七节 模具的力学性能要求49

一、概述49

二、硬度50

三、强度51

四、塑性52

五、韧性52

六、热稳定性53

七、回火稳定性53

八、热疲劳抗力及断裂韧度53

九、耐磨损性能54

十、断裂抗力54

十一、抗咬合能力及抗软化能力54

第八节 现代模具虚拟产品设计与制造54

一、概述54

二、模具虚拟产品设计与制造概念的提出55

三、模具虚拟产品现实系统的构造55

四、模具虚拟产品设计必须引进最新的产业技术56

五、数字成型技术是现代材料加工工艺与模具设计的重要辅助手段56

第二章 模具材料与模具热处理59

第一节 模具材料59

一、概述59

二、冷作模具钢材料59

三、热作模具钢材料61

四、塑料模具钢材料65

五、硬质合金和钢结硬质合金材料67

六、模具钢材的一般性能要求及发展趋势68

七、冷作模具钢的使用性能要求及分类69

八、热作模具钢的使用性能要求及分类72

第二节 模具热处理技术74

一、模具的真空热处理技术74

二、模具的表面处理技术与应用75

三、模具材料的预硬化技术78

四、模具表面的超硬化处理技术78

五、模具常用的热处理表面强化与改性技术80

六、表面处理技术模具制造中的发展与展望82

七、模具热处理技术的展望和建议87

八、世界表面处理的高新技术88

第三节 塑料模具零件的制造工艺与热处理工艺91

一、塑料模具的制造工艺路线91

二、塑料模具的热处理特点91

三、塑料模的表面处理93

四、塑料模的表面精加工93

五、热处理工艺评定96

第四节 热锻模具选材与制造工艺97

一、概述97

二、失效方式98

三、冲模的设计、制造及使用等方面失效形式实例98

四、模具材料最佳性能与一般规律和热处理技术要求101

五、热加工工艺及其对模具寿命的影响104

六、表面处理技术的应用112

七、热锻模热处理工艺技术与应用实例113

第五节 冷作模具材料的原材料控制117

一、宏观检验117

二、显微组织的检测117

三、冷作模具钢失效分析118

第三章 模具材料加工与成形工艺126

第一节 概述126

一、模具材料成形工艺的发展126

二、模具材料成形工艺的选用类型129

三、模具材料成形、作用、特点及分类129

四、精密锻造成形技术类型及应用实例131

第二节 快速成形模具制造技术131

一、概述131

二、快速成形技术产生与发展132

三、RPM的工艺方法135

四、快速模具制造技术136

五、基于RPM的快速模具制造方法136

六、快速成形技术的独有特性137

七、快速成形技术的应用137

八、快速成形与相关技术的关系138

九、RPM技术的发展139

第三节 上心盘热模压成形过程的模拟分析140

一、概述140

二、模拟分析模型的建立141

三、计算结果分析141

四、过程模拟分析的结论142

第四节 横梁压弯成形及模具设计142

一、概述142

二、压弯成形的回弹分析143

三、从模具主要零件的结构设计进行补偿144

四、模具工作过程145

五、模具的设计是可行性结论146

第五节 叠（多）层凹模连续拉伸模工艺及模具设计146

一、概述146

二、叠层凹模模具结构及特点146

三、零件工艺分析及工序尺寸确定147

四、模具设计要点149

五、模具总装图及特点150

六、设计思路条件151

第六节 连接管压筋工艺分析与模具设计151

一、概述151

二、零件分析151

三、冲压工艺分析152

四、工艺计算152

五、压筋模153

六、模具设计154

七、连接管压筋工艺结论155

第七节 支架成形工艺及模具设计156

一、概述156

二、零件分析156

三、冲压工艺分析156

四、工艺计算157

五、模具结构和设计160

六、生产中出现的问题及解决措施160

第八节 复合塑性成形工艺及其新技术162

一、概述162

二、复合材料模压成型的模具结构及分类特点163

三、复合材料模具的制造与闭模成形工艺165

四、热锻冷锻复合塑性成形技术174

第九节 材料加工与成形工艺176

一、加工与成型概述176

二、新产品工艺分析（模具成型及后加工工艺）180

三、设计压铸模的基本要求182

四、产品后加工所需工装夹具的设计183

五、试模183

六、后加工工序的确定183

第十节 其他特殊材料加工技术及钛合金的加工工艺184

一、概述184

二、刀具材料的选择184

三、精度、条件和正确的切削参数185

四、钛合金的加工方法185

五、稳定性是成功的关键所在186

六、必须考虑震动和热186

第十一节 压铸成形工艺及其新技术187

一、概述187

二、压铸模具的应用与设计188

三、压铸模具钢的选用及提高寿命方法193

四、压铸模具设计中的注意要点196

五、压铸模具的常见问题以及处理方法197

六、压铸生产中常遇模具存在的问题197

七、压铸模具产生裂纹现象199

八、铝合金压铸模具在使用过程中要注意哪些问题200

九、镁合金压铸工艺难成功的原因与新工艺选择201

十、压铸生产模具损坏及措施203

十一、压铸生产过程中的工序与设备及其控制系统205

第四章 模具材料成形工艺应用实例208

第一节 金属构件选区激光熔化快速成形工艺及技术208

一、金属构件选区激光熔化快速成形技术208

二、选区激光熔化技术特点及成形难点210

三、选区激光熔化技术用途211

四、SLM应用举例211

五、选区激光熔化快速成形系统样机技术指标212

六、SLM快速成形金属零件实物照片213

第二节 温锻模具冷却系统设计与精密成形工艺技术及有限元模拟213

一、概述213

二、温锻模具冷却系统设计214

三、温锻精密成形及其在汽车工业中的应用215

四、温锻精密成形的关键技术217

五、温锻精密成形过程的研究技术路线219

六、典型汽车零件温锻精密成形过程的有限元模拟219

第三节 新型模具的设计和加工方法与制造成形方法实例220

一、精密汽车塑料件的成型模具设计220

二、大型薄壁件真空压铸模具的设计方法223

三、模具用激光加工方法225

四、选择性激光烧结技术制造金属钢模具方法225

五、铝合金压铸件的自动化（工业机器人完成成形）生产实例229

第四节 精密热锻模具生产线的建立与技术工艺实例233

一、概述233

二、精密热锻模具生产线建立的前提准备233

三、热锻模具选材与制造工艺优化措施234

四、精密热模锻生产线工艺流程设计237

第五节 快速成形技术在弯管铸件及模具上的应用实例239

一、概述239

二、ZCAST工艺流程239

三、自配制成形材料在直接金属铸造中的应用240

四、新产品开发结论242

第六节 高速精密铸造模具成形与冲压工艺技术及应用实例242

一、概述242

二、金属精密铸造模具构成244

三、模具高速精加工能力的工艺方案245

四、高速精密冲压技术的特点及应用领域247

第七节 模具测量技术及其成形产品质量保障253

一、概述253

二、非金属材料检测技术254

三、模具数字检测技术的应用256

四、模具及成形产品检测技术261

第五章 模具设计及应用265

第一节 概述265

一、模具设计的解决方案265

二、Cimatron的快速分模功能在铸造模具设计中的应用267

三、Cimatron E电极模板在设计工作中的应用268

四、模具设计与并行工程的应用269

第二节 永磁铁氧体流道板式自动注料模具设计272

一、概述272

二、料腔式自动注料模具273

三、流道板式自动注料模具274

四、模具特点及使用效果277

第三节 金属粉末件钢模压制成形模具设计及计算方法277

一、概述277

二、金属粉末的工艺特性和材料性能参数与压制坯计算278

三、凹模与芯棒的工作尺寸279

四、压制力与凹模预应力圈尺寸280

五、压制模具的结构设计及其强度校核281

六、设计及计算方法实例282

第四节 冲压材料的设计与应用发展284

一、冲压用金属板料284

二、冲压用非金属板料285

三、常用冲压材料的特点与规格287

四、新型冲压模材料288

第五节 模具设计及应用实例290

一、基于UG的汽车覆盖件模具设计290

二、支架冲压工艺与模具设计294

三、紧固圈的工艺及模具设计297

四、三联体高压隔离开关自力型触指结构优化及成形模具设计301

五、陶瓷注浆模具制作、泥浆性能、成形方法及应用实例305

六、铝挤压模具的优化设计、热处理工艺310

七、多格盒注塑模设计与应用313

第六节 模具高速加工技术发展与汽车制造业机械加工技术的变革317

一、模具高速加工技术主要特点317

二、模具高速加工的优越性317

三、模具高速加工的发展前景319

参考文献321