材料成形绪论讲义课件

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1、机电学院机械工程系赵友亮制作机电学院机械工程系赵友亮制作机电学院机械工程系赵友亮制作绪绪绪绪 论论论论绪 论一、本课程的性质和内容一、本课程的性质和内容二、材料成形技术的发展及其应用二、材料成形技术的发展及其应用三、本课程的学习目的和学习方法三、本课程的学习目的和学习方法一、本课程的性质和内容1、本课程的性质与在专业课程体系中作用、本课程的性质与在专业课程体系中作用 本本课程是研究材料成形方法的技术基础课，是机械课程是研究材料成形方法的技术基础课，是机械类及近机类各专业必修的一门课程。类及近机类各专业必修的一门课程。实践性、综合实践性、综合性、应用性性、应用性强。强。 材料成形基础材料成形基础

2、作为机械类和近机专业学生的作为机械类和近机专业学生的一门技术基础课，本课程主要涉及的是与一门技术基础课，本课程主要涉及的是与机械制机械制造造有关的材料成形工艺的基础知识有关的材料成形工艺的基础知识。 2、本课程的内容、本课程的内容 机械制造机械制造是将原材料制造成机械零件，再由零是将原材料制造成机械零件，再由零件装配成机器的过程。其中机械零件制造在整个机件装配成机器的过程。其中机械零件制造在整个机械制造的过程中占据了很大的比重，而成形加工又械制造的过程中占据了很大的比重，而成形加工又是机械零件制造的主要工作。是机械零件制造的主要工作。 随着科学和生产技术的发展，机械制造所用的材料已扩展到包括金

3、属金属、非金属非金属和复合材料复合材料在内的各种工程材料工程材料，因此机械产品的成形加工也就不再局限于传统意义上的金属加工的范畴，而是将非金属和复合材料等的成形加工也包含进来。 铸造成形铸造成形汽缸体铸件锻压成形锻压成形焊接焊接搅拌摩擦搅拌摩擦焊接（焊接（FSWFSW）过程）过程镁合金镁合金搅拌摩擦搅拌摩擦焊接焊接陶瓷制品塑料制品橡胶制品时数数 教学教学环节课程内容程内容讲课实验习题讨论小小记绪论、学习方法和注意事项11第1章 金属液态成形 液态成形理论基础33第1章 金属液态成形 铸造方法与现代铸造成形技术3.50.50.54.5第1章 金属液态成形 铸造工艺设计与铸件结构工艺性22第2章

4、金属塑性成形 塑性成形理论基础2.52.5第2章 金属塑性成形 锻造成形和冲压成形工艺2.50.53第2章 金属塑性成形 其他和现代塑性成形技术1.50.52第2章 金属塑性成形 锻压件结构工艺性与工艺设计1 1第3章 金属连接成形 焊接理论基础2.52.5第3章 金属连接成形 焊接工艺方法与现代焊接成形技术2.50.53第3章 金属连接成形 焊接工艺设计10.51.5第4章 非金属及粉末冶金材料成形 各种成形工艺33第5章 机械零件毛坯的选择10.51.5第6章 毛坯质量检验简介 机动时间0.5学时10.51.5总计281.52.532说明：难点重点以启发讲解、讨论为主，其余鼓励学生自学；习

5、题每次15分钟，两次0.5学时，类似于闭卷考试。 3、教学内容安排、教学内容安排1、材料成形工艺的发展历史与趋势、材料成形工艺的发展历史与趋势 二、二、材料成形技术的发展及其应用材料成形技术的发展及其应用 材料成形技术材料成形技术材料成形技术材料成形技术是伴随着人类使用是伴随着人类使用材料材料材料材料的历史而的历史而发展的。发展的。 在人类使用材料之初，通过将天然材料石头、在人类使用材料之初，通过将天然材料石头、陶土打制成石器和烧制成陶器，就诞生了最原陶土打制成石器和烧制成陶器，就诞生了最原始的材料成形工艺。始的材料成形工艺。 甘肃马家窑文化时期的甘肃马家窑文化时期的陶器表面彩绘条带纹、波纹陶

6、器表面彩绘条带纹、波纹和舞蹈纹等，制品有炊具、和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储器皿等。食具、盛储器皿等。陶器陶器 陶器与瓷器的发明和使用 新石器时代新石器时代( (公元前公元前60006000年公元前年公元前50005000年年) )，中华民族的先人们用粘土烧制，中华民族的先人们用粘土烧制成成陶器陶器。 瓷器瓷器中国文化的象征中国文化的象征 最早生产瓷器的国家。最早生产瓷器的国家。 东汉时期发明了瓷器。东汉时期发明了瓷器。 于于9 9世纪传到非洲东部世纪传到非洲东部和阿拉伯国家，和阿拉伯国家，1313世纪传到世纪传到日本，日本，1515世纪传到欧洲。世纪传到欧洲。 瓷器成为中国文化的象征，对

7、世界文明产瓷器成为中国文化的象征，对世界文明产生了极大的影响。生了极大的影响。 中国瓷器畅销全球，名誉四海。中国瓷器畅销全球，名誉四海。 铁铁在在农农业业上上的的广广泛泛应应用用，推推动动了了以以农农业业为为中中心心的的科科学学技技术术日日益益进进步步。我我国国从从公公元元前前3 3世世纪纪起起，即即秦秦汉汉时时代代起起就就进进入入农农业业经经济济发发达达社社会会，到到了了唐唐宋宋时时代代，经经济济繁繁荣荣，科科学学文文化化发发达达，处处于于盛盛世世，形形成成了了我我国国封封建建社社会会的的科科学学文文化化高高峰峰。正正如如英英国国李李约约瑟瑟博博士士所所说说的的：“在在3 31 13 3世世

8、纪纪，中中国国保保持持一一个个让让西西方方人望尘莫及的科学知识水平人望尘莫及的科学知识水平”。我国河北沧州的我国河北沧州的五代铁狮、湖北五代铁狮、湖北当阳的北宋铁塔当阳的北宋铁塔等，都是世界著等，都是世界著名的巨型铸件。名的巨型铸件。 我国明朝科学家宋应星所著我国明朝科学家宋应星所著天工开物天工开物天工开物天工开物一书中，记载了一书中，记载了冶铁冶铁、炼铜炼铜、铸钟铸钟、锻铁锻铁、焊焊接接、淬火淬火等多种金属成形和改性方法及生产经等多种金属成形和改性方法及生产经验，是世界上有关验，是世界上有关金属加工工艺金属加工工艺金属加工工艺金属加工工艺最早的科学著最早的科学著作之一。作之一。 我国古代在我

9、国古代在材料加工工艺材料加工工艺材料加工工艺材料加工工艺方面的科技水平方面的科技水平曾在世界上长期居于领先地位，但在封建社会曾在世界上长期居于领先地位，但在封建社会的后期（尤其明朝的重修长城），社会和技术的后期（尤其明朝的重修长城），社会和技术发展出现了停滞。发展出现了停滞。 1818世纪和世纪和1919世纪发生的以世纪发生的以蒸汽机蒸汽机蒸汽机蒸汽机的发明和的发明和电气技术电气技术电气技术电气技术的应用为代表的第一次和第二次技术的应用为代表的第一次和第二次技术革命，极大地改进了材料成形生产的能源结构，革命，极大地改进了材料成形生产的能源结构，有力地推动了材料成形技术的发展。有力地推动了材料成

10、形技术的发展。 蒸汽蒸汽 空气锤、水压机、模锻压力机、高空气锤、水压机、模锻压力机、高速冲床等的使用，速冲床等的使用， 使使金属锻压工艺金属锻压工艺金属锻压工艺金属锻压工艺彻底改变了彻底改变了传统的传统的 “ “手工打铁手工打铁手工打铁手工打铁” ” 的落后方式，进入到现代的落后方式，进入到现代机械化生产的行列。机械化生产的行列。钢铁时代 （Steel Age） 18851885年发现了气体放电电弧作为电弧焊接的年发现了气体放电电弧作为电弧焊接的热源，热源，18861886年发明了电阻焊，从此电焊便成为现年发明了电阻焊，从此电焊便成为现代焊接技术的主流。代焊接技术的主流。 2020世纪中期以后

11、，随着计算机、微电子、信世纪中期以后，随着计算机、微电子、信息和自动化技术的迅速融入，在涌现出一大批新息和自动化技术的迅速融入，在涌现出一大批新型的成形技术的同时，型的成形技术的同时，材料成形加工材料成形加工材料成形加工材料成形加工生产已开始生产已开始向着向着优质化优质化优质化优质化、精密化精密化精密化精密化、绿色化、信息化绿色化、信息化绿色化、信息化绿色化、信息化和和柔性化柔性化柔性化柔性化的方向发展。的方向发展。 我国对材料成形技术发展的贡献我国对材料成形技术发展的贡献原始社会后期开始有陶器和制陶技术；原始社会后期开始有陶器和制陶技术；世界上应用铜、铁最早的国家，形成了青铜文化；世界上应用

12、铜、铁最早的国家，形成了青铜文化；战国时期发明了炼钢技术，用于制造农具和兵器；战国时期发明了炼钢技术，用于制造农具和兵器；铸造技术源远流长，形成中国古代三大铸造技术；铸造技术源远流长，形成中国古代三大铸造技术；锻造和焊接技术也历史悠久，最早使用粘接技术；锻造和焊接技术也历史悠久，最早使用粘接技术；天工开物天工开物是世界上最早的有关科学著作之一；是世界上最早的有关科学著作之一；瓷器制造自古以来就享有盛名，瓷器远销国外。瓷器制造自古以来就享有盛名，瓷器远销国外。 国外对材料成形技术发展的推动国外对材料成形技术发展的推动1616世纪以后，世界的工业和科技中心向欧美转移；世纪以后，世界的工业和科技中心

13、向欧美转移；1818世纪的第一次技术革命发明了蒸汽机世纪的第一次技术革命发明了蒸汽机： 使金属锻压工艺彻底改变了传统的“手工打铁”的落后方式，进入到机械化现代化生产的行列；1919世纪的第二次技术革命应用了电气技术世纪的第二次技术革命应用了电气技术： 电焊成为现代焊接技术的主流；生产流水线和现代生产管理制度的应用，使材料成生产流水线和现代生产管理制度的应用，使材料成形生产实现了高效、低耗和大批大量生产的目标形生产实现了高效、低耗和大批大量生产的目标。 材料成形技术材料成形技术在工业生产的各个部门和行业在工业生产的各个部门和行业都有应用，尤其对于都有应用，尤其对于制造业制造业来说更是具有举足来说

14、更是具有举足轻重的作用。轻重的作用。 制造业制造业是指所有生产和装配制成品的企业是指所有生产和装配制成品的企业群体的总称，包括机械制造、运输工具制造、群体的总称，包括机械制造、运输工具制造、电气设备、仪器仪表、食品工业、服装、家具、电气设备、仪器仪表、食品工业、服装、家具、化工、建材、冶金等，它在整个国民经济中占化工、建材、冶金等，它在整个国民经济中占有很大的比重。有很大的比重。2、材料成形技术在国民经济中的作用、材料成形技术在国民经济中的作用纺织机械动力机械家用电器通讯设备出版印刷网络媒体文化娱乐冶金机械建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机器制造农业机械化工设备制 造 业 当今制造业的

15、社会功能 统计资料表明：统计资料表明：占全世界总产量将近一半的钢材是通过焊接制成件或产品后投入使用的；在机床和通用机械中铸件质量占70708080；农业机械中铸件质量占40407070；汽车中铸件质量约占2020，锻件质量约占7070；飞机上的锻件质量约占8585；家用电器和通信产品中60608080的零部件是冲压件和塑料成形件。没有先进的材料成形工艺，就没有现代制造业。没有先进的材料成形工艺，就没有现代制造业。 汽车工业是材料成形技术应用最广的领域。钢材汽车工业是材料成形技术应用最广的领域。钢材约约45%45%）、铝合金（约）、铝合金（约13%13%）及铸铁（约）及铸铁（约7%7%）通过）通

16、过锻压、焊接和铸造成形。锻压、焊接和铸造成形。 板料成形板料成形Sheet-Metal Forming Processes铸造铸造Casting焊接Welding锻造锻造Forging非金属材料成形三、三、本课程的学习目的和学习方法本课程的学习目的和学习方法1、应达到的基本要求、应达到的基本要求：掌握各种成形方法的基本原理、工艺特点和应用场合；掌握各种成形方法的基本原理、工艺特点和应用场合；了解各种常用的成形设备的结构和用途；了解各种常用的成形设备的结构和用途；具有进行材料成形工艺分析和合理选择毛坯（或零件）具有进行材料成形工艺分析和合理选择毛坯（或零件）成形方法的初步能力；成形方法的初步能力

17、；具有综合运用工艺知识，分析零件结构工艺性的初步能具有综合运用工艺知识，分析零件结构工艺性的初步能力。力。2、学习方法：、学习方法：重在内容的理解，注意培养分析能力；重在内容的理解，注意培养分析能力；抓住抓住“成形原理成形方法及应用成形工艺设计成形原理成形方法及应用成形工艺设计成形件的结构工艺性成形件的结构工艺性”这一条主线；这一条主线；结合工程训练的实践经历；结合工程训练的实践经历；结合平时日常生活中接触到的机械产品实例；结合平时日常生活中接触到的机械产品实例；在以后的课程学习、课程设计、生产实习、毕业实在以后的课程学习、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设计中加以练习应用，从而融会贯通。习和毕业设计中加以练习应用，从而融会贯通。 课程考核：作业课程考核：作业 1010分分 出勤出勤 1010分分 考查考查 1010分分 考试考试 7070分分人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。