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1、材料成形技术基础,第一章 绪 论,前言,材料成形技术基础 是材料类专业必修的一门技术基础课,它是研究金属、非金属零件及其毛坯成形过程、原理及特点的一门技术基础课。包括铸造、锻压、粉末成形、焊接、塑料、橡胶、陶瓷以及有关模具设计、加工、制造方面的专业知识。,零件的制造：,选材 成形 切削加工 零件,前言,车辆是如何制造出来的？,前 言,汽车内脏,前 言,汽车外壳,前 言,一.材料加工概述 零件或材料的四种加工方法： 1.成形加工：凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制、塑料成形； 2.切除加工：车、铣、刨、钻、磨、电火花、电解、超声加工、激光加工等； 3.表面成形加工：表面形变、淬火强化、化学强
2、化、表面镀层、气相沉积镀膜； 4.热处理加工：退、正、淬、回火； 二.材料基本加工要素及流程,第一章 绪论,1.1 材料成形技术过程形态学模型,这种模型最早是由丹麦工业大学教授 Leo Alting提出的。,其实质是： 从系统的观点出发，看待材料成形技术过程。 把材料成形技术过程看成是由材料过程系统、能量过程系统和信息过程系统等几个功能部分组成。然后再把系统拆成几个功能部分，分别找出能够实现每一功能的所有方法。最后再将这些方法进行优化组合，最终形成最优的成型工艺。,第一章 绪论,即：在保证产品质量的前提下，成形过程要达到： 用材最少，能耗最低，成本最低。,具体内容简单介绍如下： 机械制造技术可
3、分成两个部分： 以“设计”为中心的产品技术 “做什么” 以“工艺”为核心的过程技术 “怎么做”,第一章 绪论,这里的“过程技术”涵盖了产品物化前的设计和构思及制造具体产品的全过程。 因而“过程技术”不仅仅是“制造工艺”，还包括制造中所需的装配技术、工具技术、仪表测量技术、生产组织管理技术以及整个生产过程的构思、规划和设计。,第一章 绪论,本课程主要介绍“过程技术”中的成形过程技术。希望能以过程形态学的研究方法，用简单清晰的图形反映各种材料成形过程的共同结构，研究各成形过程的内在联系、方法和基本原理，对各种成形过程的可能性与局限性作出评价。,第一章 绪论,材料成型过程的一般过程模型 如图1.1,
4、图1.1 材料成形过程的一般过程模型 i输入；o输出,材料过程系统,能量过程系统,信息过程系统,第一章 绪论,图1.2 材料过程系统的三种主要类型,M材料的质量；i输入；o输出； 1, 2材料组成部分的编号,（c）质量增加过程（dM 0） （收敛过程 ）,（a）质量不变过程（dM = 0） （贯通过程 ）,（b）质量减少过程（dM 0） （发散过程 ）,材料过程可以分为下面三种重要类型,铸、锻,切削,焊接、装配,第一章 绪论,为了实现材料过程，必须通过传递媒体向加工工件提供能量。,能量过程系统,工（模）具系统：主要描述能量是如何加于加工 材料的传递媒体。,设备系统： 主要描述设备提供的能量特点
5、和种类。,如图1-3所示,第一章 绪论,图1.3 机械加工过程中的能量提供方式,（a）由模具相对运动提供能量,（b）由压力差提供能量,（c）由质量力提供能量,第一章 绪论,信息过程可以分为形状信息过程和性能信息过程,形状信息过程,形状变化 过程借助于能量变化过程把相应于形状变化信息施加于工件材料的过程,也就是说，材料的初始形状，通过具有一定形状信息的工（模）具与加工材料的相对运动，产生材料最终形状信息。如图1-4,第一章 绪论,图1.4 固体材料质量不变过程的信息传递实例 （a）整体成形；（b）一维成形；（c）二维成形；（d）自由成形,第一章 绪论,同样，性能信息过程 ，即加工过程的性能变化（
6、如硬度、强度等 ），包括材料的初始性能信息和经过各种成形过程后材料产生的性能变化之和。 比如：加工过程中，由于塑性变化，产生加工硬化, HB,总之，在产品加工过程中，材料过程、能量过程和信息过程三种基本过程系统在控制信息（作用力、功率、摩擦与润滑以及切削用量、成形参数等 ）的制约下相互作用，制造出所要求的产品。 如图1-5,第一章 绪论,图1.5 材料成形加工的过程模型,第一章 绪论,1.2 现代制造过程的分类,1.2.1 质量不变过程,质量不变 ，只改变形状和性能,热处理过程,铸、锻过程,图1.6 质量不变过程,（a）锻造； （b）滚轧 （c）粉末压制； （d）铸造,第一章 绪论,1.2.2
7、 质量减少过程,材料形状的改变是通过去除一部分材料完成的。,质量减少过程材料的4种基本去除方法： （1）切削过程； （2）磨料切割、喷液切割、热力切割与激光切割、化学腐蚀等； （3）超声波加工、电火花加工和电解加工； （4）落料、冲孔、剪切等金属成形过程。,第一章 绪论,1.2.3 质量增加过程,质量增加过程的特征是加工材料在过程结束时的质量比过程开始时的最终质量有所增加。 化学热处理：渗碳、渗氮、氰化处理、气相沉积、喷涂、 电 镀、刷镀等。 装配与连接：焊接，粘接等。,第一章 绪论,以上内容作为材料成形技术过程形态学模型只作了一个初步了解。 目的使我们在今后的工作中树立系统工程的概念，全局考虑一个产品的生产过程。 即：加工工件质量合格，经济合理。,第一章 绪论,本章完,
