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，共36頁。車輛是如何制造出來的？第2頁，共36頁。 第3頁，共36頁。 第4頁，共36頁。課程簡介材料成形技術(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、冶金原理使材料成形的方法。第5頁，共36頁。課程簡介本課程主要敘述了機械制造過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。第6頁，共36頁。第一章 緒 論 第一節(jié) 概 述第7頁，共36頁。一、材料成形的發(fā)展歷史新石器時代：陶器的燒制青銅時代： 青銅器的冶鑄鐵器時代：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、復合材料制品成形。第8頁，共36頁。青銅器時代（Bronze Age）：巨型司母戊鼎（河南安陽晚商遺址）第9頁，共36頁。湖北江陵楚墓出土越王勾踐寶劍第10頁，共36頁。湖南長沙砂子塘戰(zhàn)國凹形鐵鋤中國古代鐵器中帶有球狀石墨的金相組織鐵器時代（Iron Age）第11頁，共36頁。陶瓷制品塑料制品橡膠制品第12頁，共36頁。二、材料成形在國民經(jīng)濟中的地位統(tǒng)計資料顯示，在我國，近年來制造業(yè)占國民生產(chǎn)總值GDP的比例已超過35%。制造業(yè)已成為我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。作為制造業(yè)的一項基礎(chǔ)的和主要的生產(chǎn)技術(shù)，材料成形在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，并且在一定程度上代表著一個國家的工業(yè)和科技發(fā)

3、展水平。第13頁，共36頁。據(jù)統(tǒng)計：占全世界總產(chǎn)量將近一半的鋼材是通過焊接制成構(gòu)件或產(chǎn)品后投入使用的；在機床和通用機械中鑄件質(zhì)量占7080%；農(nóng)業(yè)機械中鑄件質(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，共36頁。發(fā)動機中的缸體、缸蓋、活塞等一般都是鑄造而成；連桿、傳動軸、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)成來看：第

4、15頁，共36頁。神州5號發(fā)射第16頁，共36頁。因此，可以毫不夸張地說，沒有先進的材料成形工藝，就沒有現(xiàn)代制造業(yè)。第17頁，共36頁。進入21世紀以后，隨著我國改革開放的步伐和世界經(jīng)濟一體化進程的加快，我國已越來越成為全球制造業(yè)的中心之一。通過技術(shù)引進和技術(shù)創(chuàng)新，使我國的材料成形技術(shù)水平達到了新的高度。第18頁，共36頁。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世紀工科本科機械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革要求而設(shè)置的機械基礎(chǔ)系列課程之一。該課程是機械工程類專業(yè)和近機械工程類專業(yè)學生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。第19頁，共36頁。四、本課程的任務和要求本課程的任務是：使學生比較全面系統(tǒng)的獲得

5、金屬和非金屬零件及其毛坯成形過程、原理及特點等方面的專業(yè)知識，具體包括機械制造中鑄造、鍛壓、粉末成形、復合材料、焊接、塑料、橡膠、陶瓷以及有關(guān)模具設(shè)計、加工、制造等內(nèi)容。第20頁，共36頁。學生在學完本課程之后，應達到以下基本要求：（1）掌握各種熱加工方法的基本原理、工藝特點和應用場合，了解各種常用的成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)和用途，具有進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）具有綜合運用工藝知識，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。第21頁，共36頁。五、本課程的內(nèi)容及課時分配 章次教學內(nèi)容課時第一章緒論2第二章液態(tài)材料

6、鑄造成形技術(shù)過程8第三章固態(tài)材料塑性成形過程8第四章粉末壓制和常用復合材料成形過程4第五章固態(tài)材料的連接過程8第六章非金屬材料的成形過程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44第22頁，共36頁。六、本課程的學習方法本課程的特點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，實踐性強，因而在學習方法上應當進行適當?shù)恼{(diào)整，以求獲得良好的學習效果。第23頁，共36頁。1、本課程是一門體系較為龐雜、知識點多而分散的課程，因此在學習中要注意抓好課程的主線。對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用成形工藝設(shè)計工件的結(jié)構(gòu)工藝性”這樣一條主線

7、而展開的。按照主線對知識點進行歸納整理，將有利于在學習中保持清晰的思路，有利于對本課程內(nèi)容的總體把握。第24頁，共36頁。2、注重與以前所學課程的配合、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，將本課程與機械工程材料、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、金工實習等課程的融合、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，共36頁。3、在學習過程中應注意密切聯(lián)系生產(chǎn)實際。本課程是一門實踐性很強的課程，因此在學習中要堅決摒棄那種“重理論、輕實踐”的錯誤觀念，既不要因為課程中沒有太多深奧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踐經(jīng)驗而對其產(chǎn)生畏難心理。除了課堂講授之外，還

8、應對本課程的電化教學、多媒體CAI、現(xiàn)場參觀、課堂討論和實驗教學等給以充分重視并積極參與。本課程中所學的知識在以后的專業(yè)課程學習、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中都會一再用到，應充分利用這些機會來對其反復練習，扎實掌握，鞏固提高，真正做到以用促學，學以致用。第26頁，共36頁。七、教材及參考書教材：胡亞民，材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 重慶大學出版社 2008 參考資料：1. 施江讕，材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(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，共36頁。第二節(jié)、材料成形技術(shù)過程形態(tài)學模型簡介第28頁，共36頁。一、材料成形技術(shù)過程形態(tài)學模型 形態(tài)學體系最早是由丹麥工業(yè)大學著

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