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    第一章 材料成形技术基础_图文

    第一章 材料成形技术基础_图文

    欢迎学习:

    Introduction

    材料成形技术基础
    You Are Welcome!

    我们学习 --材料变成产品的方法和技术
    (原材料) 原材料) ---产品) (零件/产品) 零件 产品

    Introduction

    塑料 → → → 钢铁 → → → 镁合金 → → → 粉末 → → →

    塑料盆 齿轮 手机外壳 陶瓷轴承

    Introduction

    材料成形技术基础 Fundamental of Material Forming Technology
    材料成形一般指采用适当的方法或手段,将原 材料成形一般指采用适当的方法或手段, 一般指采用适当的方法或手段 材料转变成所需要的具有一定形?#30784;?材料转变成所需要的具有一定形?#30784;?#23610;寸和使 用功能的毛坯或成品。 用功能的毛坯或成品。 产品制造过程的核心就是材料的加工过程, 产品制造过程的核心就是材料的加工过程,材 料成形是制造过程的重要部分之一, 料成形是制造过程的重要部分之一,是现代制 造业的基础。 造业的基础。

    Introduction

    第一章 绪 论 1.1 课程介绍 1.2 材料成形技术概述 1.3 工程材料的基础知识

    1.1 课程介绍
    1.本课程的性质、作用 .本课程的性质、 2.学习目的 . 3. 教学内容 4.教材 . 5、参考书 、 6.教学方式 . 7. 学时 8.考试方式 .

    Introduction

    1.1 课程介绍 1.本课程的性质、作用 本课程的性质、

    Introduction

    本课程是研究材料成形方法的技术基础课。 本课程是研究材料成形方法的技术基础课。 它是机械类及近机类各专?#24403;?#20462;的一门课程。 它是机械类及近机类各专?#24403;?#20462;的一门课程。

    1.1 课程介绍 2. 学习目的

    Introduction

    学习常用工程材料的成形原理、方法、特点、 (1)学习常用工程材料的成形原理、方法、特点、 工艺及应用,能合理地选择材料成形方法, 工艺及应用,能合理地选择材料成形方法,分析 各类成形件的结构工艺性, 各类成形件的结构工艺性,制定材料的成形加工 工艺。 工艺。 了解与本课程有关的新技术和新工艺, (2)了解与本课程有关的新技术和新工艺 , 为学习 后续课程以及从事机械设计和模具制造方面工作 奠定必要基础。 奠定必要基础。

    Introduction

    1.1 课程介绍
    3.教学内容 3.教学内容(八种成形技术
    -- 绪论 -1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

    ) 不仅仅是知 识的灌输!

    金属铸造成形 金属塑性成形 金属连接成形 高分子材料成形 复合材料成形 粉末冶金 陶瓷成形 表面成形技术

    1.1 课程介绍
    4. 教材 材料成形技术基础》 《材料成形技术基础》
    主编,清华大学出版社, 于爱兵 主编,清华大学出版社,2010

    Introduction

    5、参考书
    孙?#30340;? 现代工程材料成形与机械制造基础(上册). 孙?#30340;?现代工程材料成形与机械制造基础(上册) 高等教育出版社, 高等教育出版社,2005 柳秉毅. 材料成形工艺基础. 高等教育出版社, 柳秉毅 材料成形工艺基础 高等教育出版社,2005 邢建东,陈金德. 材料成形技术基础( 版 邢建东,陈金德 材料成形技术基础(第2版). 机械 工业出版社, 工业出版社,2007 陶治. 材料成形技术基础. ?#26412;?#26426;械工业出版社, 陶治 材料成形技术基础 ?#26412;?#26426;械工业出版社, 2002

    1.1 课程介绍
    6.教学方式
    课堂讲授 + 实验 + 自主学习

    Introduction

    7.

    学时
    32 学时, 2学分,16周 学时, 学分,16周

    8.考试方式
    项目 期末
    考试 平时 成绩 期中 课堂 测验 讨论 实验

    合计 50

    10

    15

    15

    10

    缺课时数/作业超过 ,取消考试资格。 缺课时数 作业超过1/3,取消考试资格。 作业超过

    Introduction

    1.2 材料成形技术概述
    1. 制造与材料成形 2. 材料成形方法的分类 3. 材料成形加工的特点 4. 材料成形技术的作用 5. 材料成形技术的发展趋势

    Introduction

    1. 制造与材料成形

    1. 2.

    制造 材料加工与材料成形

    Introduction

    制造
    制造( manufacture) 制造 ( manufacture) : 一般指通过人工或机器 使原材料或半成品成为可供使用的物品。 使原材料或半成品成为可供使用的物品。 广义制造” “狭义制造” 和 “广义制造” 狭义制造”

    材料加工与材料成形
    图 1-2中的制造过程 中的制造过程 主要涉及: 主要涉及: 产品的设计、 生产、 产品的设计 、 生产 、 销售等方面的相 关工作和任务, 是制造系统的核 心内容,主要包 括产品设计、生 产规划、材料加 工、市场销售等。

    Introduction

    材料加工与材料成形

    Introduction

    材 料 加 工 ( materials processing) 是 产 品 制 processing) 造过程的最基本内容, 造过程的最基本内容,也是狭义制造的主要内 容。 材料加工一般指人类将材料采用适当的方式, 材料加工一般指人类将材料采用适当的方式,加 工成所需要的具有一定形?#30784;?工成所需要的具有一定形?#30784;?#23610;寸和使用性能 的零件或产品。 的零件或产品。

    Introduction

    材料加工与材料成形
    材料加工的分类: 材料加工的分类: 材料变形/成形加工 成形加工(material forming and shaping 1. 材料变形 成形加工 processes)、 processes)、 材料分离加工(material separating processes) 2. 材料分离加工 材料的连接加工(material joining processes) 3. 材料的连接加工

    材料加工与材料成形

    Introduction

    Introduction

    材料加工与材料成形
    冷加工和热加工 金属再结晶温度以下的材料加工称为冷加工 金属再结晶温度以下的材料加工称为冷加工 高于金属再结晶温度以上的材料加工称为热加工 高于金属再结晶温度以上的材料加工称为热加工
    例如,铸造为热加工,?#37026;?#20026;冷加工。 例如,铸造为热加工,?#37026;?#20026;冷加工。 成形加工与机械加工 铸造、 铸造、锻造和焊接是将金属原材料加工成毛坯或成品的 主要方法,人们习惯称之为成形加工 forming)。 成形加工( 主要方法,人们习惯称之为成形加工(forming)。 车削、铣削、 车削、铣削、磨削以及特种加工等是金属材料的常见冷 机械加工( 加工方法, 人们习惯称之为机械加工 machining) 加工方法 , 人们习惯称之为 机械加工 ( machining)。

    Introduction

    材料加工与材料成形
    零件的制造过程主要由成形加工和机械加工两部分组 成的。 成的。 从这个意义上看,制造技术可分为机械加工制造和成 机械加工制造和 从这个意义上看 , 制造技术可分为 机械加工 制造和 成 制造技术两大类。 形制造技术两大类。

    材料加工与材料成形

    Introduction

    示出汽车、 拖拉机齿轮的制造工?#31456;?#32447;。20CrMnTi 图 1 - 5 示出汽车 、 拖拉机齿轮的制造工?#31456;?#32447; 。 20 CrMnTi 合金钢,适于承受?#26800;?#36733;荷以及冲击、摩擦的重要零件, 合金钢,适于承受?#26800;?#36733;荷以及冲击、摩擦的重要零件, 汽车、拖拉机齿轮选用20CrMnTi。 20CrMnTi 汽车、拖拉机齿轮选用20CrMnTi。

    2. 材料成形方法的分类
    按照材料形态的改变方式分类: 按照材料形态的改变方式分类: 按照材料的种类分类
    1. 2. 3. 4.

    Introduction

    金属材料成形、 金属材料成形、 高分子材料成形、 高分子材料成形、 无机非金属材料成形 复合材料成形

    2. 材料成形方法的分类

    Introduction

    Introduction

    3. 材料成形加工的特点
    1. 生产效率高 2. 材料利用率高 3. 材料一般在热态成形 4. 应用?#27573;?#24191;

    Introduction

    3. 材料成形加工的特点

    Introduction

    3. 材料成形加工的特点

    Introduction

    4. 材料成形技术的作用
    材料成形加工行业是制造业的重要组成部分。 材料成形加工行业是制造业的重要组成部分。材料成形工艺在 汽车、拖拉机与农用机械、工程机械、动力机械、起重机械、 汽车、拖拉机与农用机械、工程机械、动力机械、起重机械、 石油化工机械、桥梁、冶金、机床、航空?#25945;臁?#20853;器、仪器 石油化工机械、 桥梁、 冶金、 机床、 航空?#25945;臁?兵器、 仪表、轻工?#22270;?#29992;电器等制造业中,起着极为重要的作用。 仪表、轻工?#22270;?#29992;电器等制造业中,起着极为重要的作用。 它是实现这些行业中铸件、?#22270;?#38051;金件、焊接件、 它是实现这些行业中铸件、?#22270;?#38051;金件、焊接件、塑料件 和橡胶件等生产的主要方式和方法。 和橡胶件等生产的主要方式和方法。

    Introduction

    5. 材料成形技术的发展趋势
    1. 精密成形技术
    近形( forming) 近形(near net shape forming) 净形( forming) 净形(net shape forming)

    2. 复合成形技术
    铸锻复合、锻焊复合、铸焊复合和不同塑性成形方法的复合。 铸锻复合、锻焊复合、铸焊复合和不同塑性成形方法的复合。 材料设计、制备与成形加工的一体化, 材料设计、制备与成形加工的一体化,可以实现先进材料与零?#32771;?#30340; 高效、近形、短流程成形。例如, 高效、近形、短流程成形。例如,快速成形技术

    3. 材料成形过程的计算机数?#30340;?#25311;
    数字化制造技术

    Introduction

    1.3 工程材料的基础知识

    1. 材料的分类与应用 2. 材料的性能与材料加工

    Introduction

    1. 材料的分类与应用
    1. 材料的分类 材料的分类方法很多, 按材料的结合键划分, 材料的分类方法很多 , 按材料的结合键划分 , 是 ?#22771;?#27604;较常用的分类方法

    Introduction

    Introduction

    2. 材料的应用

    1985年福特汽车材料比例 年福特汽车材料比例

    Introduction

    美国新一代汽车研?#32771;?划(PNGV-2003): ) 每百公里油耗减少3L, 每百公里油耗减少 , 整车重?#32771;?#36731;40~ % 整车重?#32771;?#36731; ~50%

    Introduction

    2. 材料的应用
    ?无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四类 无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、 无机非金属材料主要包括陶瓷 ,它们的主要原料是天然的硅酸盐矿物和人工合成的氧化物 及其他化合物。 及其他化合物。 ?陶瓷是最早使用的无机材料,在国外习惯上将无机非金属材 陶瓷是最早使用的无机材料, 陶瓷是最早使用的无机材料 料统称为“Ceramics”。 料统称为“ 。

    (a)ZrO2陶瓷轴承 ) (b)SiC密封环 ) 密封环 图1-7 陶瓷零件

    2. 材料的应用

    Introduction

    ? 把两种材料结合在一起,发挥各自的长处,又可在一定程度上克 把两种材料结合在一起,发挥各自的长处, 服了它们固有的弱点,就产生了复合材料 复合材料( 服了它们固有的弱点,就产生了复合材料(composite materials) )

    Introduction

    2. 材料的性能与材料加工
    是一种参量, 材料的性能 (behaviours) 是一种参量 , 用于表 征参量在给定外界条件下的?#24418;?征参量在给定外界条件下的?#24418;?材料的基本性能可以分为使用性能和工艺性能 两类。 两类。

    Introduction

    2. 材料的性能与材料加工
    材料的性能取决于材料的成分和组织结构。 材料的性能取决于材料的成分和组织结构。 对于给定成分的材料, 对于给定成分的材料,只有改变材料的组织结构才能控 制和改变材料的性能, 制和改变材料的性能,而材料的加工过程通常显著影 响材料的内部组织结构, 响材料的内部组织结构,从而对材料的性能起决定性 作用。 作用。


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