材料成型技術(shù)第一章材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)第1頁(yè)，共36頁(yè)。車輛是如何制造出來(lái)的？第2頁(yè)，共36頁(yè)。 第3頁(yè)，共36頁(yè)。 第4頁(yè)，共36頁(yè)。課程簡(jiǎn)介材料成形技術(shù)基礎(chǔ)傳統(tǒng)定義： 指鑄造、鍛造、焊接等金屬材料成形的技術(shù)?，F(xiàn)代定義： 所有利用物理、化學(xué)、冶金原理使材料成形的方法。第5頁(yè)，共36頁(yè)。課程簡(jiǎn)介本課程主要敘述了機(jī)械制造過(guò)程中金屬材料的液態(tài)成形（鑄造）、固態(tài)成形（鍛壓、焊接、粉末冶金等）、塑料、橡膠、陶瓷成形的一些基礎(chǔ)知識(shí)。第6頁(yè)，共36頁(yè)。第一章 緒 論 第一節(jié) 概 述第7頁(yè)，共36頁(yè)。一、材料成形的發(fā)展歷史新石器時(shí)代：陶器的燒制青銅時(shí)代： 青銅器的冶鑄鐵器時(shí)代：鋼鐵的鑄造、鍛造、焊接近、現(xiàn)代：塑料制品、現(xiàn)代陶瓷制

2、品的成 形、復(fù)合材料制品成形。第8頁(yè)，共36頁(yè)。青銅器時(shí)代（Bronze Age）：巨型司母戊鼎（河南安陽(yáng)晚商遺址）第9頁(yè)，共36頁(yè)。湖北江陵楚墓出土越王勾踐寶劍第10頁(yè)，共36頁(yè)。湖南長(zhǎng)沙砂子塘戰(zhàn)國(guó)凹形鐵鋤中國(guó)古代鐵器中帶有球狀石墨的金相組織鐵器時(shí)代（Iron Age）第11頁(yè)，共36頁(yè)。陶瓷制品塑料制品橡膠制品第12頁(yè)，共36頁(yè)。二、材料成形在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位統(tǒng)計(jì)資料顯示，在我國(guó)，近年來(lái)制造業(yè)占國(guó)民生產(chǎn)總值GDP的比例已超過(guò)35%。制造業(yè)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。作為制造業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)的和主要的生產(chǎn)技術(shù)，材料成形在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，并且在一定程度上代表著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)和科技發(fā)

3、展水平。第13頁(yè)，共36頁(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)：占全世界總產(chǎn)量將近一半的鋼材是通過(guò)焊接制成構(gòu)件或產(chǎn)品后投入使用的；在機(jī)床和通用機(jī)械中鑄件質(zhì)量占7080%；農(nóng)業(yè)機(jī)械中鑄件質(zhì)量占4070%；汽車中鑄件質(zhì)量占約20%，鍛壓件質(zhì)量約占70%；飛機(jī)上的鍛壓件質(zhì)量約占85%。發(fā)電設(shè)備中的主要零件如主軸、葉輪、轉(zhuǎn)子等均為鍛件制成；家用電器和通信產(chǎn)品中6080%的零部件是沖壓件和塑料成形件。第14頁(yè)，共36頁(yè)。發(fā)動(dòng)機(jī)中的缸體、缸蓋、活塞等一般都是鑄造而成；連桿、傳動(dòng)軸、車輪軸等是鍛造而成；車身、車門、車架、油箱等是經(jīng)沖壓和焊接制成；車內(nèi)飾件、儀表盤、車燈罩、保險(xiǎn)杠等是塑料成形制件，輪胎等是橡膠成形制品。轎車的構(gòu)成來(lái)看：第

4、15頁(yè)，共36頁(yè)。神州5號(hào)發(fā)射第16頁(yè)，共36頁(yè)。因此，可以毫不夸張地說(shuō)，沒(méi)有先進(jìn)的材料成形工藝，就沒(méi)有現(xiàn)代制造業(yè)。第17頁(yè)，共36頁(yè)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著我國(guó)改革開放的步伐和世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，我國(guó)已越來(lái)越成為全球制造業(yè)的中心之一。通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，使我國(guó)的材料成形技術(shù)水平達(dá)到了新的高度。第18頁(yè)，共36頁(yè)。三、本課程的性質(zhì)材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程是按教育部面向21世紀(jì)工科本科機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革要求而設(shè)置的機(jī)械基礎(chǔ)系列課程之一。該課程是機(jī)械工程類專業(yè)和近機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。第19頁(yè)，共36頁(yè)。四、本課程的任務(wù)和要求本課程的任務(wù)是：使學(xué)生比較全面系統(tǒng)的獲得

5、金屬和非金屬零件及其毛坯成形過(guò)程、原理及特點(diǎn)等方面的專業(yè)知識(shí)，具體包括機(jī)械制造中鑄造、鍛壓、粉末成形、復(fù)合材料、焊接、塑料、橡膠、陶瓷以及有關(guān)模具設(shè)計(jì)、加工、制造等內(nèi)容。第20頁(yè)，共36頁(yè)。學(xué)生在學(xué)完本課程之后，應(yīng)達(dá)到以下基本要求：（1）掌握各種熱加工方法的基本原理、工藝特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，了解各種常用的成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)和用途，具有進(jìn)行材料熱加工工藝分析和合理選擇毛坯（或零件）成形方法的初步能力。（2）具有綜合運(yùn)用工藝知識(shí)，分析零件結(jié)構(gòu)工藝性的初步能力。（3）了解與材料成形技術(shù)有關(guān)的新材料、新工藝及其發(fā)展趨勢(shì)。第21頁(yè)，共36頁(yè)。五、本課程的內(nèi)容及課時(shí)分配 章次教學(xué)內(nèi)容課時(shí)第一章緒論2第二章液態(tài)材料

6、鑄造成形技術(shù)過(guò)程8第三章固態(tài)材料塑性成形過(guò)程8第四章粉末壓制和常用復(fù)合材料成形過(guò)程4第五章固態(tài)材料的連接過(guò)程8第六章非金屬材料的成形過(guò)程6第七章模具4第八章材料成形方案擬定及品質(zhì)控制4合計(jì)44第22頁(yè)，共36頁(yè)。六、本課程的學(xué)習(xí)方法本課程的特點(diǎn)是融多種工藝方法為一體，以敘述性內(nèi)容為主，涉及面廣、信息量大，實(shí)踐性強(qiáng)，因而在學(xué)習(xí)方法上應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以求獲得良好的學(xué)習(xí)效果。第23頁(yè)，共36頁(yè)。1、本課程是一門體系較為龐雜、知識(shí)點(diǎn)多而分散的課程，因此在學(xué)習(xí)中要注意抓好課程的主線。對(duì)于每一類材料成形工藝而言，其內(nèi)容基本上都是圍繞著“工藝原理一成形方法及應(yīng)用成形工藝設(shè)計(jì)工件的結(jié)構(gòu)工藝性”這樣一條主線

7、而展開的。按照主線對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整理，將有利于在學(xué)習(xí)中保持清晰的思路，有利于對(duì)本課程內(nèi)容的總體把握。第24頁(yè)，共36頁(yè)。2、注重與以前所學(xué)課程的配合、交叉和銜接把握材料使用特性與成形技術(shù)、材料成分/組織、性能的關(guān)系，將本課程與機(jī)械工程材料、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、金工實(shí)習(xí)等課程的融合、交叉和銜接，系統(tǒng)的掌握材料及其成形方法的選擇。第25頁(yè)，共36頁(yè)。3、在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)注意密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際。本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此在學(xué)習(xí)中要堅(jiān)決摒棄那種“重理論、輕實(shí)踐”的錯(cuò)誤觀念，既不要因?yàn)檎n程中沒(méi)有太多深?yuàn)W的理論和公式而輕視它，也不要由于自身缺乏足夠的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而對(duì)其產(chǎn)生畏難心理。除了課堂講授之外，還

8、應(yīng)對(duì)本課程的電化教學(xué)、多媒體CAI、現(xiàn)場(chǎng)參觀、課堂討論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等給以充分重視并積極參與。本課程中所學(xué)的知識(shí)在以后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中都會(huì)一再用到，應(yīng)充分利用這些機(jī)會(huì)來(lái)對(duì)其反復(fù)練習(xí)，扎實(shí)掌握，鞏固提高，真正做到以用促學(xué)，學(xué)以致用。第26頁(yè)，共36頁(yè)。七、教材及參考書教材：胡亞民，材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 重慶大學(xué)出版社 2008 參考資料：1. 施江讕，材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 20012、方亮，材料成形技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社 2004第27頁(yè)，共36頁(yè)。第二節(jié)、材料成形技術(shù)過(guò)程形態(tài)學(xué)模型簡(jiǎn)介第28頁(yè)，共36頁(yè)。一、材料成形技術(shù)過(guò)程形態(tài)學(xué)模型 形態(tài)學(xué)體系最早是由丹麥工業(yè)大學(xué)著

9、名教授Leo Alting提出的，它通過(guò)對(duì)于紛紜復(fù)雜的各種過(guò)程所共有的三個(gè)基本要素(材料、能量、信息)的變化與作用綜合論述各種加工方法，并對(duì)其進(jìn)行橫向分析。第29頁(yè)，共36頁(yè)。用簡(jiǎn)單清晰的圖形反映各種材料成形過(guò)程的共同結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)這些結(jié)構(gòu)要素的定義與研究，反映各成形過(guò)程的方法、基本原理與內(nèi)在聯(lián)系 ，對(duì)材料過(guò)程獲得連貫而系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，對(duì)各種成形過(guò)程的可能性與局限性作出評(píng)價(jià)。 第30頁(yè)，共36頁(yè)。按照形態(tài)學(xué)體系的思想，材料成形過(guò)程可能是加工工件材料加工過(guò)程、能量轉(zhuǎn)化過(guò)程、信息變化過(guò)程的某種組合。其完整模型如圖所示： 第31頁(yè)，共36頁(yè)。二、現(xiàn)代制造過(guò)程分類 按照形態(tài)學(xué)體系方法，根據(jù)制造過(guò)程中質(zhì)量的變化情況，現(xiàn)代制造過(guò)程可分為：質(zhì)量不變過(guò)程 質(zhì)量減少過(guò)程 質(zhì)量增加過(guò)程 第32頁(yè)，共36頁(yè)。1、質(zhì)量不變過(guò)程質(zhì)量不變的基本過(guò)程主要包括加熱、熔化、凝固、鑄造、鍛壓（彈性變形、塑性變形、塑性流動(dòng)）、澆灌、運(yùn)輸?shù)取＿^(guò)程MiMo第33頁(yè)，共36頁(yè)。2、質(zhì)量減少過(guò)程質(zhì)量減少過(guò)程材料的4種基本去除方法： （1）切削過(guò)程； （2）磨料切割、噴液切割、熱力切割與激光切割、化學(xué)腐蝕等； （3）超聲波加工、電火花加工和電解加工； （4）落料、沖孔、剪切等金屬成形過(guò)程。過(guò)程Mi1Mo2Mo1第34頁(yè)，共36頁(yè)。3、質(zhì)量增加過(guò)程 質(zhì)量增加過(guò)程的特征是加工材料在過(guò)程結(jié)束時(shí)的質(zhì)量比過(guò)程開始時(shí)的最終質(zhì)量有所