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    材料成形技术基础课件 第一次课_图文

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    机械设计制造及其自动化专业课程

    机电工程系

    材料成形技术基础

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    材料成形技术基础

    课程学习要求及建议
    1不要无故旷课迟到早退 2课堂上不要?#19981;?#38500;提问和课堂讨论外, 做好课堂笔记按时提交课程作业 3欢迎大家对本课程教学提出意见看法及 建议以便改进

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    第一章 绪论 一

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    材料成形技术基础

    材料成形工艺也称为金属工艺学 材料成形工艺也称为金属工艺学是
    指用于把材料从原材料的形态通过加工而转变为具有 所要求的形状及尺寸的毛坯或成品的所有加工方法或 手段的总称 手段的总称 材料是人们的生活和生产赖以进?#26800;?#29289;质基础 材料是人们的生活和生产赖以进?#26800;?#29289;质基础 而任何材料在被人们制造成有用物品( 而任何材料在被人们制造成有用物品(无论是生活用品 或是生产工具等)的过程中都要经过成形加工是人 或是生产工具等)的过程中都要经过成形加工是人 类的生产活动中始终不可缺少的基础性技术种类

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    一材料成形工艺的发展历史 材料成形工艺?#21069;?#38543;着人类使用材料 材料成形工艺?#21069;?#38543;着人类使用材料 的历史而发展的 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 诞生了最原始的材料成形工艺

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    陶器与瓷器的发明和使用 新石器时代(公元前6000年 新石器时代(公元前6000年公元前 6000 5000年 5000年)中华民族的先人们用粘土烧制 陶器 成陶器 甘肃马家窑文化时期的 陶器表面彩绘条带纹 陶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

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    瓷器中国文化的象征 中国文化的象征 瓷器 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9世纪传到非洲东部 和阿拉伯国家13世纪传到 和阿拉伯国家13世纪传到 日本15世纪传到欧洲 世纪传到欧洲 日本15世纪传到欧洲 瓷器成为中国文化的象征 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
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    卧薪尝胆

    越 王 勾 践
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    在农业?#31995;?#24191;泛应用 铁 在农业?#31995;?#24191;泛应用 推动了以农业为中 心的科学技术日益进步我国从公元前3世纪起 心的科学技术日益进步 我国从公元前 3世纪起 即 秦汉时代起就进入农业经济发达社会到了唐宋 时代 经济繁荣 科学文化发达 处于盛世 时代 经济繁荣 科学文化发达 处于盛世 形成 了我国封建社会的科学文化高峰 了我国封建社会的科学文化高峰 正如英国李约瑟 博士所?#26723;模?13世纪 世纪 博士所?#26723;? 在 3 13世纪 中国保持一个让西方 人望尘莫及的科学知识水平 人望尘莫及的科学知识水平

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    我国河北沧州的 五代铁狮湖北 当阳的北宋铁塔 等都是世界著 名的巨型铸件

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    我国明朝科学家宋应星所著天工开物 我国明朝科学家宋应星所著天工开物 一书中记载了冶铁炼铜铸钟锻铁 一书中记载了冶铁炼铜铸钟锻铁焊 接淬火等多种金属成形和改性方法及生产经 淬火等多种金属成形和改性方法及生产经 验是世界上有关金属加工工艺 验是世界上有关金属加工工艺最早的科学著 金属加工工艺最早的科学著 作之一 我国古代在材料加工工艺 我国古代在材料加工工艺方面的科技水平 材料加工工艺方面的科技水平 曾在世界上长期居于领先地位但在封建社会 的后期尤其明朝的重修长城社会和技术 发展出现了停滞

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    材料成形技术基础

    18世纪和19世纪发生的以蒸汽机的发明和 18世纪和19世纪发生的以蒸汽机 蒸汽机的发明和 电气技术的应用为代表的第一次和第二次技术 电气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 有力地推动了材料成形技术的发展 蒸汽 蒸汽 空气锤水压机模锻压力机高 速冲床等的使用 使金属锻压工艺彻底改变了 金属锻压工艺彻底改变了 传统的 手工打铁 的落后方式进入到现代 手工打铁 机械化生产的行列

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    钢铁时代
    Steel Age

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    1885年发现了气体放电电弧作为电弧焊接的 1885年发现了气体放电电弧作为电弧焊接的 热源1886年发明了电阻焊从此电焊便成为现 热源1886年发明了电阻焊从此电焊便成为现 代焊接技术的主流 20世纪中期以后随着计算机微电子信 20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 型的成形技术的同时材料成形加工 型的成形技术的同时材料成形加工生产已开始 材料成形加工生产已开始 向着优质化 精密化绿色化和柔性化的方向发 向着优质化精密化绿色化和柔性化的方向发 优质化 展

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    材料成形技术基础

    二材料成形加工在国民经济?#26800;?#22320;位
    材料成形加工在工业生产的各个部门和行业 ?#21152;?#24212;用尤其对于制造业 ?#21152;?#24212;用尤其对于制造业?#27492;蹈?#26159;具有举足轻 制造业?#27492;蹈?#26159;具有举足轻 重的作用制造业 重的作用制造业是指所有生产和装配制成品的 制造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 包括机械制造 机械制造 电气设备仪器仪表食品工业服装 造电气设备仪器仪表食品工业服装家 化工建材冶金等它在整个国民经济中 具化工建材冶金等它在整个国民经济中 ?#21152;?#24456;大的比重在一定程度上代表着 ?#21152;?#24456;大的比重在一定程度上代表着一个国家 代表着一个国家 的工业和科技发展水平

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    统计资料表明 占全世界总产量将近一半 占全世界总产量将近一半的钢材是通过焊接制成 一半的钢材是通过焊接 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 在机床和通用机械中铸件质?#31354;?080 铸件质?#31354;?0 80 农业机械中铸件 农业机械中铸件质?#31354;?0 70 铸件质?#31354;?0 70 汽车中铸件 汽车中铸件质量约占20锻件质量约占70 铸件质量约占20锻件质量约占70 锻件 飞机?#31995;?#38203;件 飞机?#31995;?#38203;件质量约占85 锻件质量约占85 家用电器和通信产品中60 80的零部件是冲 家用电器和通信产品中6080的零部件是冲 压件?#36864;?#26009;成形件 压件?#36864;?#26009;成形件
    没有先进的材料成形工艺就没有现代制造业
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    三材料成形的一些基本问题 1凝固成形 凝固成形
    充填浇注 机械过程 充填 热过程 凝固 基本问题 凝固组织的形成与控制 铸造缺陷的防止与控制 铸件尺寸精度与表面粗糙度的控制
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    2塑性成形 塑性成形
    塑性变形 基本问题 材料的塑性 塑性成形力的评价 加工材料内部场变量的确定 形状信息的准确的输入

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    3 焊接成形
    热过程 物理化学冶金过程 应力变形过程

    基本问题

    能量输入 清除表面污染 残余应力和残余变形 焊接缺陷及检测 焊接结构的制造问题
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    焊接成形方法

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    4 表面成形 表面成形表面工程学
    表面涂层技术 表面涂层技术物理化学气相沉积热 喷涂离子镀等技术 表面改性技术 真空渗碳离子氮化 激光熔覆表面强化等技术
    传统与现代技术的发展 传统与现代技术的发展 固体渗碳气体渗碳可控气氛渗碳真空离 子渗碳 火焰淬火高频淬火激光淬火电子束淬火

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    等离子技术 等离子技术 1928年 ?#31038;?#23572;(Langmirr)发现等离子体 1963年 (Langmirr)发现等离子体 1928年?#31038;?#23572;(Langmirr)发现等离子体 1963年 离子镀膜技术得到应 用 多弧离子镀膜溅射离子镀膜 多弧离子镀膜溅射离子镀膜空心阴极离子镀膜等 激光技术 激光技术 60年代 出现激光70年代 制备出大?#22270;?#20809;器 年代 年代 60年代出现激光70年代制备出大?#22270;?#20809;器 激光表面淬火激光表面合金化激光表面熔覆激光表面沉积 激光表面淬火激光表面合金化激光表面熔覆激光表面沉积激光 表面微细加工激光武器等 表面微细加工激光武器等 电子束技术 电子束技术 随着本世纪磁透镜技术的发展电子束聚焦得以控制 随着本世纪磁透镜技术的发展电子束聚焦得以控制由此衍生出类似 于激光技术的各种表面处理方法 电子束表面淬火熔覆合金化 于激光技术的各种表面处理方法如电子束表面淬火熔覆合金化沉 积等 积等 PVD与CVD 技术 技术 与 Physical vapor deposition, chemical vapor deposition PVD 原理用物理的方法使?#27426;?#26448;料气化然后沉积成膜 原理用物理的方法使?#27426;?#26448;料气化 特点?#20309;?#24230;?#20572;?特点?#20309;?#24230;?#20572;欢?#26448;料广泛 类型蒸镀溅射镀 类型蒸镀溅射镀离子镀 CVD 原理用化学的方法使?#27426;?#26448;料气化然后沉积成膜 原理用化学的方法使?#27426;?#26448;料气化 特点?#20309;?#24230;高压力大设备简单----改进 改进PCVD 特点?#20309;?#24230;高压力大设备简单 改进 类型 类型CVDPCVD 机电工程系 材料成形技术基础

    四材料成形工艺基础的课程内容和任务
    材料成形工艺基础作为高等工科学校机械类 机械类 和近机类专业学生的一门技术基础课本课程主 和近机类专业学生的一门技术基础课 要涉及的是与机械制造有关的材料成形工艺的基 础知识

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    材料成形技术基础

    机械制造是将原材料制造成机械零件 机械制造是将原材料制造成机械零件再由 是将原材料制造成机械零件 零件装配成机器的过程其中 零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 整个机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 形加工又是机械零件制造的主要工作由于传统 ?#31995;?#26426;械大都是用金属材料制造的所以长期以 ?#31995;?#26426;械大都是用金属材料制造的所以长期以 来人们又把有关机械制造的基础知识叫做金属工 来人们又把有关机械制造的基础知识叫做金属工 艺学 艺学

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    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属 非金属 复合材料 金属非金属 复合材料在内的 金属 非金属和复合材料 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 工程材料 局限于传统意义?#31995;?#37329;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?#30784;?br />
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    金属材料的成形方法一般有铸造塑性成形 成形方法一般有铸造塑性成形 成形方法一般有铸造 焊接粘接和切削成形(包括机械加工钳加工和 焊接粘接和切削成形 现代加工)等常用方法非金属和复合材料则另有 各自的特殊成形方法 ? 热加工法在使用铸造塑性成形和焊接的方法 热加工法 进行零件成形时常常需要将材料加热到较高的 温度(大于金属的再结晶温度) ? 冷加工 机械加工 冷加工 机械加工尤其是切削一般是在常温或低 于金属的再结晶温度下进行

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    由于金属材料在机械制造领域中仍然?#21152;?主导地位而?#21307;?#23646;的铸造 塑性成形 焊接 铸造塑性成形 焊接及 铸造 塑性成形焊接 切削成形等传统的常规成形工艺至今仍是量大面 广经济适用的技术因此它们是本课程论述的 重点内容同时本课程也将介绍表面成形及强化 重点内容 表面成形及强化 粉末冶金及陶瓷成形技术 塑料成形技术 粉末冶金及陶瓷成形技术?#36864;?#26009;成形技术 粉末冶金及陶瓷成形技术 塑料成形技术的基 本知识

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    材料成形技术基础

    本课程学习的基本要求 基本要求 基本要求
    1 掌握各种成形方法的基本原理 工艺特点 和应用 基本原理工艺特点 应用 基本原理 场合了解常用成形设备 成形设备的结构和用途具有进行 场合 成形设备 材料成形工艺分析 合理选择 工艺分析和合理选择 工艺分析 合理选择毛坯(或零件)成形方 法的初步能力 2具有综合运用工艺知识分析零件结构工艺性的初 步能力 3了解与材料成形技术有关的新材料 新工艺 新材料新工艺 新材料 新工艺及其发 发 展趋势 展趋势

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    材料成形技术基础

    在遇到学习?#26800;?#38382;题时要勤奋钻?#26657;?在遇到学习?#26800;?#38382;题时要勤奋钻?#26657;?#25954;于 进行创新思维和提出自己的独特见解 进行创新思维和提出自己的独特见解从而逐步 建立起包括质量意识 管理意识经济意识 质量意识 建立起包括质量意识管理意识经济意识环 保意识和创新意识等在内的工程意识 等在内的工程意识 保意识和创新意识等在内的工程意识不断强化 对解决工程问题方法的掌握 对解决工程问题方法的掌握

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    本章结束

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