材料成形技術(shù)基礎(chǔ)第一章

1、材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 主講教師主講教師: 賴(lài)世強(qiáng)賴(lài)世強(qiáng) 重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 2015年年9月月第一章第一章 緒緒 論論1.1 材料成形技術(shù)過(guò)程形態(tài)學(xué)模型簡(jiǎn)介 形態(tài)學(xué)體系最早是由丹麥工業(yè)大學(xué)著名教授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。l因此，我們希望能以過(guò)程形態(tài)學(xué)的研究方法，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

2、限性作出評(píng)價(jià)。 l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： 圖1-5 材料的過(guò)程模型1.2 現(xiàn)代制造過(guò)程分類(lèi) l按照形態(tài)學(xué)體系方法，根據(jù)制造過(guò)程中質(zhì)量的按照形態(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：變化情況，現(xiàn)代制造過(guò)程可分為：l質(zhì)量不變過(guò)程質(zhì)量不變過(guò)程 l質(zhì)量減少過(guò)程質(zhì)量減少過(guò)程 l質(zhì)量增加過(guò)程質(zhì)量增加過(guò)程 1、質(zhì)量不變過(guò)程、質(zhì)量不變過(guò)程 質(zhì)量不變過(guò)程大體可分為三個(gè)典型階段：質(zhì)量不變過(guò)程大體可分為三個(gè)典型階段：l第一階段，如加熱、熔化等，它是由一些使加工件材料第一階段，如加熱、熔化等，它

3、是由一些使加工件材料形狀或性能發(fā)生初步變化而處于適當(dāng)狀態(tài)的基本過(guò)程組形狀或性能發(fā)生初步變化而處于適當(dāng)狀態(tài)的基本過(guò)程組成；成；l第二階段，由一些產(chǎn)生要求加工工件形狀或性能變化的第二階段，由一些產(chǎn)生要求加工工件形狀或性能變化的基本過(guò)程組成，如鑄造、鍛壓等；基本過(guò)程組成，如鑄造、鍛壓等；l第三階段，由一些使加工件處于指定最終狀態(tài)的基本過(guò)第三階段，由一些使加工件處于指定最終狀態(tài)的基本過(guò)程組成，如凝固等。程組成，如凝固等。 質(zhì)量不變的基本過(guò)程主要是機(jī)械過(guò)程，它包括彈性質(zhì)量不變的基本過(guò)程主要是機(jī)械過(guò)程，它包括彈性變形、塑性變形、塑性流動(dòng)、澆灌、運(yùn)輸?shù)?。變形、塑性變形、塑性流?dòng)、澆灌、運(yùn)輸?shù)取?2、質(zhì)量減少

4、過(guò)程、質(zhì)量減少過(guò)程 由于質(zhì)量減少過(guò)程僅涉及固體材料，其信息傳遞由于質(zhì)量減少過(guò)程僅涉及固體材料，其信息傳遞基于機(jī)械、熱學(xué)或化學(xué)基本過(guò)程，這些基本過(guò)基于機(jī)械、熱學(xué)或化學(xué)基本過(guò)程，這些基本過(guò)程可用于材料的程可用于材料的4種基本去除方法。種基本去除方法。l第一種基本材料去除方法第一種基本材料去除方法 包括所有常見(jiàn)的切削包括所有常見(jiàn)的切削過(guò)程，主要基本過(guò)程是通過(guò)加工材料與傳遞媒過(guò)程，主要基本過(guò)程是通過(guò)加工材料與傳遞媒體刀具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生材料分離。體刀具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生材料分離。 l第二種基本材料去除方法第二種基本材料去除方法 主要包括磨料切割、主要包括磨料切割、噴液切割、熱力切割與激光切割、化學(xué)腐蝕等

5、。噴液切割、熱力切割與激光切割、化學(xué)腐蝕等?；具^(guò)程涉及機(jī)械、熱或化學(xué)過(guò)程?；具^(guò)程涉及機(jī)械、熱或化學(xué)過(guò)程。 l第三種基本材料去除方法第三種基本材料去除方法 主要包括超聲波加工、主要包括超聲波加工、電火花加工和電解加工。是機(jī)械、熱或化學(xué)過(guò)電火花加工和電解加工。是機(jī)械、熱或化學(xué)過(guò)程，通過(guò)剛性傳遞媒體傳遞信息。程，通過(guò)剛性傳遞媒體傳遞信息。 l第四種基本材料去除方法第四種基本材料去除方法 主要包括落料、沖孔、主要包括落料、沖孔、剪切等金屬成形過(guò)程基本過(guò)程，是機(jī)械斷裂過(guò)剪切等金屬成形過(guò)程基本過(guò)程，是機(jī)械斷裂過(guò)程，刀具程，刀具(模具模具)是剛性傳遞媒體。是剛性傳遞媒體。 3、質(zhì)量增加過(guò)程、質(zhì)量增加過(guò)程 l質(zhì)量增加過(guò)程的特征是加工材料在過(guò)程開(kāi)始時(shí)質(zhì)量增加過(guò)程的特征是加工材料在過(guò)程開(kāi)始時(shí)的質(zhì)量比過(guò)程結(jié)束時(shí)的最終質(zhì)量有所增加。的質(zhì)量比過(guò)程結(jié)束時(shí)的最終質(zhì)量有所增加。 l材料經(jīng)過(guò)滲碳、滲氮、氰化處理、氣相沉積、材料經(jīng)過(guò)滲碳、滲氮、氰化處理、氣相沉積、噴涂、電鍍、刷鍍等表面處理及快速原型制造噴涂、電鍍、刷鍍等表面處理及快速原型制造方法屬于質(zhì)量增加過(guò)程。方法屬于質(zhì)量增加過(guò)程。小結(jié)小結(jié)l本章主要介紹了材料成形技術(shù)過(guò)程形態(tài)學(xué)模型本章主要介紹了材料成形技術(shù)過(guò)程形態(tài)學(xué)模型和現(xiàn)代制