材料成型工藝教學大綱

1、材料成型工藝Material Form ing Tech no logy課程編號：07310060學 分：6學 時：90 (其中：講課學時：78實驗學時：12 上機學時：0)先修課程：材料成型原理、金屬學及熱處理、機械設(shè)計基礎(chǔ)適用專業(yè)：材料成型及控制工程教 材：金屬材料液態(tài)成型工藝 賈志宏編化學工業(yè)出版社2008年2月 第1版金屬材料焊接工藝雷玉成主編 化學工業(yè)出版社，2006年8月第1版沖壓工藝與模具設(shè)計牟林、胡建華主編.北京大學出版社2010年3月第2 版開課學院：材料科學與工程學院一、課程的性質(zhì)與任務(wù)：本課程是材料成型與控制工程專業(yè)的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的任務(wù)是掌 握金屬液態(tài)成型工

2、藝的方法、金屬板料成形技術(shù)、焊接電弧及焊接方法等三大部分 知識。通過本課程的學習，了解常見的液態(tài)成型、板料成形、焊接工藝方法。為學習 有關(guān)專業(yè)課程、從事生產(chǎn)技術(shù)工作和管理工作打好熱加工工藝知識基礎(chǔ)；了解熱加 工的新工藝、新技術(shù)、新方法和發(fā)展趨勢。二、課程的基本內(nèi)容及要求第一篇液態(tài)成型工藝緒論1基本內(nèi)容金屬液態(tài)成型工藝發(fā)展歷史，液態(tài)成型工藝流程。2教學要求了解鑄造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況；了解鑄造生產(chǎn)的基本流程和工藝種類。3重難點液態(tài)成型工藝的基本類型、流程及發(fā)展趨勢。第一章零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析1基本內(nèi)容(1) 常用鑄造方法的選擇；(2) 砂型鑄造零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析；(3) 特種鑄造零件結(jié)構(gòu)的工藝性

3、分析。2教學要求(1) 了解各種鑄造方法的特點；熟悉鑄造方法選用的依據(jù);(2) 掌握砂型鑄造零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析方法；(3) 熟悉特種鑄造零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析方法。3重難點鑄造工藝性分析的方法和思路。第二章砂型鑄造工藝方案的確定1基本內(nèi)容(1) 工藝設(shè)計內(nèi)容及流程；(2) 砂型鑄造工藝方案確定的基本原理；2教學要求(1) 熟悉鑄造工藝設(shè)計的依據(jù)、內(nèi)容及流程；(2) 掌握砂型鑄造工藝方案制定的原理及方法。3重難點(1) 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)條件對工藝方案制定的影響;(2) 分型面及澆注位置的確定。第三章澆注系統(tǒng)設(shè)計1基本內(nèi)容(1) 澆注系統(tǒng)概述；(2) 液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)各組元內(nèi)的流動規(guī)律；(3) 澆

4、注系統(tǒng)設(shè)計原理及設(shè)計方法；2教學要求(1) 了解澆注系統(tǒng)對液態(tài)成型過程的影響；(2) 熟悉澆注系統(tǒng)的分類及特點；(3) 掌握液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)各組元內(nèi)的流動規(guī)律；(3) 理解澆注位置選擇的原則；(4) 理解澆注系統(tǒng)設(shè)計的原理，掌握澆注系統(tǒng)設(shè)計方法;(5) 理解鑄鐵、鑄鋼、非鐵合金澆注系統(tǒng)的特點；3重難點阻流截面的計算原理及公式。第四章冒口及其設(shè)計1基本內(nèi)容(1) 理解冒口的工作原理；理解提高冒口補縮效率的原理；(2) 冒口的設(shè)計原理；冷鐵、鑄筋；2教學要求(1) 熟悉冒口的種類及特點；了解特種冒口的工作原理；(2) 理解冒口補縮原理；(3) 掌握冒口的設(shè)計方法及步驟；了解冒口設(shè)計的計算機設(shè)計基

5、礎(chǔ);(3) 了解冷鐵、鑄筋等工藝的原理及設(shè)計思路；3重難點冒口設(shè)計的模數(shù)法原理及其設(shè)計思路。第五章工藝裝備設(shè)計1基本內(nèi)容(1) 了解砂型鑄造工裝的種類及特點;(2) 型板、芯盒設(shè)計的方法；2教學要求(1) 熟悉砂型鑄造工裝的種類及用途；(2) 了解砂箱的結(jié)構(gòu)及選用；(3) 了解模樣的種類；掌握型板設(shè)計方法；(4) 了解芯盒的工作原理；掌握芯盒的設(shè)計方法；3重難點主要鑄造模具設(shè)計(如型板、芯盒等)的思路及方法。三、課程學時分配:尸片 早節(jié)講課實驗上機緒論2第一章零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析4第一早砂型鑄造工乙方案的確疋62第三章澆注系統(tǒng)設(shè)計6第四章冒口及其設(shè)計42第五章工藝裝備設(shè)計4合計264第二篇

6、塑性成形工藝第一章沖壓成形原理及成形極限 1教學內(nèi)容（1）沖壓成形與模具技術(shù)概述;（2）沖壓設(shè)備及選用；（3）沖壓變形理論基礎(chǔ)；（4）模具材料選用。2基本要求（1）了解沖壓與沖模概念、沖壓工序的分類、沖模的分類；（2）了解常見的沖壓設(shè)備；（3）了解沖壓材料及其沖壓成形性能。3重難點（1）重點：沖壓變形理論基礎(chǔ)及模具材料選擇；（2）難點：沖壓變形理論基礎(chǔ)。第二章沖裁工藝與沖裁模設(shè)計1教學內(nèi)容（1）沖裁變形過程分析；（2）沖裁模間隙；（3）凸模與凹模刃口尺寸的確定；（4）沖裁排樣設(shè)計；（5）沖裁力和壓力中心的計算；（6）沖裁工藝設(shè)計；（7）沖裁模的典型結(jié)構(gòu)；（8）沖裁模零部件設(shè)計；（9）沖裁模設(shè)計

7、程序。2基本要求（1）了解沖裁件質(zhì)量及其影響因素；（2）了解間隙的重要性及沖裁間隙值的確定；（3）掌握凸、凹模刃口尺寸計算原則及計算方法；（4）了解材料的合理利用和排樣方法；（5）掌握沖裁力和壓力中心的計算方法；（6）了解沖裁件的工藝性分析過程和沖裁工藝方案的確定方法;（7）了解沖裁模零部件設(shè)計，認知模具典型結(jié)構(gòu)；（8）了解沖裁模設(shè)計的一般步驟。3重難點（1）重點：沖裁模的典型結(jié)構(gòu)及沖裁模具零件設(shè)計；（2）難點：沖裁模的典型結(jié)構(gòu)。第三章 彎曲工藝與彎曲模設(shè)計1教學內(nèi)容（1）彎曲變形分析及變形特點；（2）彎曲卸載后的回彈；（3）彎曲件坯料尺寸的計算；（4）彎曲力的計算；（5）彎曲件的工藝性；（6

8、）彎曲件的工序安排；（7）彎曲模典型結(jié)構(gòu)；（8）彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計。2基本要求（1）了解彎曲變形過程；（2）了解回彈現(xiàn)象、影響回彈的因素和減少回彈的措施;（3）了解彎曲件坯料尺寸的計算；（4）了解彎曲件的工藝性和工序安排；（5）認知單工序彎曲模、級進模、復(fù)合模。3重難點（1）重點：彎曲回彈及彎曲模具結(jié)構(gòu)；（2）難點：彎曲模具結(jié)構(gòu)。第四章拉深工藝與拉深模設(shè)計1教學內(nèi)容（1）圓筒形件拉深的變形分析（2）旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定；（3）圓筒形件的拉深工藝計算；（4）其它形狀零件的拉深；（5）拉深件的工藝性；（6）拉深模的典型結(jié)構(gòu)；（7）拉深模工作零件的設(shè)計；（8）拉深工藝的輔助工序。2基本要求（1）了

9、解拉深變形過程及拉深過程容易出現(xiàn)的缺陷一起皺與拉裂;（2）掌握拉深系數(shù)與極限拉深系數(shù)的意義和計算；（3）了解拉深次數(shù)與工序件尺寸的計算方法；（4）了解圓筒形件拉深的壓料力與拉深力的計算；（5）了解凸緣圓筒形件、階梯形件、曲面形狀零件的拉深的過程;（6）了解拉深件的工藝性和工序安排；（7）認知首次拉深模和以后各次拉深模；（8）了解拉深模具的設(shè)計和拉深工藝的輔助工序。3重難點（1）重點：圓筒形件的拉深工藝計算及拉深模的典型結(jié)構(gòu)；（2）難點：拉深模的典型結(jié)構(gòu)。第五章其它成形工藝與模具設(shè)計1教學內(nèi)容（1）脹形；（2）翻邊；（3）縮口；（4）旋壓；2基本要求（1）了解脹形的變形特點；（2）了解內(nèi)孔翻邊、

10、外緣翻邊、變薄翻邊的特點及翻邊模結(jié)構(gòu)；（3）了解縮口變形特點及縮口模結(jié)構(gòu)。（4）了解旋壓工藝的特點。3重難點（1）重點：其它成形特點及模具的典型結(jié)構(gòu)；（2）難點：模具的典型結(jié)構(gòu)。三、課程學時分配尸片 早 節(jié)講課實驗上機第一章沖壓成形原理及成形極限62第二章沖裁工藝與沖裁模設(shè)計102第三章 彎曲工藝與彎曲模設(shè)計2第四章拉深工藝與拉深模設(shè)計6第五章其它成形工藝與模具設(shè)計2合計264第三篇金屬材料焊接工藝第一章焊接方法概論1教學內(nèi)容（1）焊接方法的發(fā)展及分類（2）熔焊方法的物理本質(zhì)及其特點2基本要求了解焊接方法的分類；3重難點重點是了解焊接方法的分類第二章焊接電弧1教學內(nèi)容（1）焊接電弧的形成和組成

11、區(qū)域A、電弧的構(gòu)造B、電弧電壓的分布（2）焊接電弧的靜特性（3）焊接電弧力及其影響因素2基本要求（1）了解焊接電弧的構(gòu)造、焊接電弧力及其影響因素；（2）掌握電弧的導(dǎo)電機理、電弧的靜特性、焊接電弧的產(chǎn)熱及溫度分布，電弧力及 其影響因素。3重難點（1）重點是掌握電弧的導(dǎo)電機理、電弧的靜特性、電弧力及其影響因素；（2）難點是掌握電弧力及其影響因素。第三章弧焊電源1教學內(nèi)容（1）弧焊電源的分類、特點和應(yīng)用（2）對弧焊電源的基本要求A、對弧焊電源外特性的要求B、對弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求C、對弧焊電源動特性的要求2基本要求（1）了解弧焊電源的分類、特點和應(yīng)用、選擇依據(jù)和使用以及維護常識等；（2）掌握弧焊電

12、源的性能與電弧穩(wěn)定性和規(guī)范穩(wěn)定性的關(guān)系，并能從工藝角度對弧焊電源提出要求。3重難點（1 ）重點是掌握弧焊電源的性能與電弧穩(wěn)定性和規(guī)范穩(wěn)定性的關(guān)系;（2）難點是掌握對弧焊電源的基本要求。第四章 焊絲的熔化和熔滴的過渡1教學內(nèi)容（1）焊絲的加熱與熔化A、焊絲的熔化熱源B、影響焊絲熔化速度的因素（2）熔滴過渡主要形式及其特點A、短路過渡B、滴狀過渡C、噴射過渡D、渣壁過渡（3）熔滴過渡的損失及飛濺A、熔敷效率、熔敷系數(shù)和損失率B、熔滴過渡的飛濺率2基本要求（1）了解焊絲的熔化熱源、影響焊絲熔化速度的因素（2）掌握熔滴過渡主要形式等。3重難點重點是掌握熔滴過渡主要形式及其特點。第五章焊條電弧焊1教學內(nèi)

13、容（1）焊條電弧焊電弧的原理、特點（2）焊條電弧焊基礎(chǔ)A、焊接電源的選擇B、焊條的分類及選擇原則C、接頭形式與坡口形式、焊接位置（3）焊接工藝參數(shù)選擇A、焊條直徑、焊接電流、焊接電壓B、焊接速度、焊縫層數(shù)、熱輸入C、預(yù)熱溫度、后熱與焊后熱處理（4）焊條電弧焊常見的缺陷及防止措施A、焊縫形狀缺陷及防止措施B、氣孔、夾雜和夾渣及防止措施C、裂紋產(chǎn)生的原因及防止措施2基本要求（1）了解焊條電弧焊電弧溫度分布、電弧偏吹、基本焊接電路等（2）掌握焊條電弧焊焊條的分類及選擇原則、焊接工藝參數(shù)的選擇、常見焊接缺陷 及防止措施。3重難點（1）重點是掌握焊接工藝參數(shù)的選擇（2）難點是掌握焊條電弧焊焊條的分類及選

14、擇原則、常見焊接缺陷及防止措施。 第六章鎢極氬弧焊1教學內(nèi)容（1）TIG焊原理、特點及應(yīng)用；A、TIG焊工作原理B、TIG焊的特點及應(yīng)用（2）TIG焊設(shè)備A、TIG焊設(shè)備的組成B、焊接電源、引弧裝置和穩(wěn)弧裝置、焊槍等C、TIG焊用焊接材料（保護氣體、焊絲、電極材料等）（3）TIG焊工藝A、接頭及坡口形式B、焊接參數(shù)的選擇C、TIG焊實例（4）脈沖TIG焊2基本要求（1）了解TIG焊原理、特點及其應(yīng)用范圍；（2）掌握TIG焊焊接工藝選擇。3重難點（1）重點是掌握TIG焊的原理（2）難點是掌握TIG焊接工藝并能初步應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。第七章熔化極氬弧焊1教學內(nèi)容（1）熔化極氬弧焊原理、特點及應(yīng)用（2）

15、熔化極氬弧焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)A、電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)B、電弧固有的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)C、熔化極氬弧焊的熔滴過渡（3）熔化極氬弧焊設(shè)備A、熔化極氬弧焊設(shè)備組成（焊接電源、送絲系統(tǒng)、焊槍等）B、混合氣體的選擇及應(yīng)用（4）熔化極氬弧焊工藝A、焊前準備、焊接參數(shù)的選擇B、熔化極氬弧焊的焊接工藝及應(yīng)用實例（5）脈沖熔化極氬弧焊2基本要求（1）了解熔化極氬弧焊原理、特點及應(yīng)用，熔化極氬弧焊設(shè)備組成（2）掌握熔化極氬弧焊的熔滴過渡形式，熔化極氬弧焊工藝特點。3重難點（1）重點是掌握熔化極氬弧焊的熔滴過渡形式（2）難點是掌握熔化極氬弧焊工藝選擇并能初步應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。 第八章CO2氣體保護焊1教學內(nèi)容（1）CO2氣體保護焊

16、原理、冶金特點及應(yīng)用A、CO2氣體保護焊原理及應(yīng)用B、 CO2氣體保護焊冶金特點主要包括合金元素氧化問題、脫氧與合金化 問題、氣孔問題等（2）CO2氣體保護焊設(shè)備A、CO2氣體保護焊設(shè)備組成（焊接電源、控制系統(tǒng)、送絲系統(tǒng)、焊槍）B、CO2氣體保護焊熔滴過渡形式C、CO2氣體保護焊用焊接材料（CO2氣體、焊絲）（3）CO2氣體保護焊工藝A、焊前準備、焊接參數(shù)選擇B、CO2氣體保護焊焊接工藝及應(yīng)用實例C、CO2氣體保護焊飛濺問題及控制措施2基本要求（1）了解CO2氣體保護焊原理、特點及應(yīng)用，熔化極氬弧焊設(shè)備組成（2）掌握CO2氣體保護焊的熔滴過渡形式，飛濺問題及控制措施。3重難點（1）重點是掌握C

17、O2氣體保護焊飛濺問題及控制措施（2）難點是掌握C02氣體保護焊工藝選擇并能初步應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。 第九章電阻焊1教學內(nèi)容（1）電阻焊的加熱A、電阻焊的熱源及其特點B、點焊時的電阻及加熱C、對焊時的電阻及加熱（2）點焊A、點焊過程分析B、點焊規(guī)范參數(shù)及其相互關(guān)系C、點焊時的分流D、特殊情況的點焊工藝（3）電阻對焊及閃光對焊A、電阻對焊B、閃光對焊C、典型零件的對焊2基本要求（1）了解電阻焊的熱源、點焊過程、電阻對焊及閃光對焊的特點和應(yīng)用范圍（2）掌握點焊時的電阻及加熱和點焊時的分流，電阻對焊及閃光對焊的焊接循環(huán)與 焊接工藝參數(shù)的選擇。3重難點（1）重點是掌握點焊時的電阻及加熱，電阻對焊及閃光對焊

18、的焊接循環(huán)與焊接工藝 參數(shù)的選擇；（2）難點是掌握點焊時的電阻及加熱和點焊時的分流。三、課程學時分配早節(jié)講課實驗上機一、緒論2二、焊接電弧4三、弧焊電源2四、焊絲的熔化和熔滴過渡2五、焊條電弧焊4六、鎢極氬弧焊22七、熔化極氬弧焊22八、CO2氣體保護焊2九、電阻焊6合計264四、大綱說明1. 本課程的實驗要求見材料成形工藝實驗教學大綱；2. 本課程的課程設(shè)計見材料成型工藝課程設(shè)計教學大綱；3. 本課程采用多媒體教學；4. 課后布置的作業(yè)和實驗報告作平時成績，考核成績參考平時成績。另外布置一些 思考題,供學生選做，以便深入理解教學內(nèi)容。五、教材及主要參考書1、鑄造工藝學，曹文龍 主編，機械工業(yè)出版社，2012年2、鑄造工藝設(shè)計，李弘英，趙成志 編著，機械工業(yè)出版社，20053、沖壓手冊.王孝培主編.機械工業(yè)出版社.20124、沖壓工藝與模具設(shè)計.姜奎華等主編.機械工業(yè)出版社.1997.55、熔焊方法及設(shè)備，王宗杰主編，機械工業(yè)出版社，2009年6月第1版。制定人：劉忠德，雷玉成，賈志宏審定人：批準人:2013 年 4 月 15 日13課程簡介課程編號：07310060課程名稱：材料成型工藝英文名稱：Material Forming Tec