材料成形技术基础.ppt

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1、欢迎学习：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）-（零件/产品）塑料 塑料盆 钢铁 齿轮 镁合金 手机外壳 粉末 陶瓷轴承,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，将原材料转变成所需要的具有一定形状、尺寸和使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，材料成形是制造过程的重要部分之一，是现代制造业的基础。,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

2、用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,1.1 课程介绍,1本课程的性质、作用 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业必修的一门课程。,1.1 课程介绍,2 学习目的（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，分析各类成形件的结构工艺性，制定材料的成形加工工艺。(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。,3.教学内容（八种成形技术）-绪论-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

3、介绍,不仅仅是知识的灌输！,1.1 课程介绍,4 教材材料成形技术基础 于爱兵 主编，清华大学出版社，20105、参考书孙康宁.现代工程材料成形与机械制造基础（上册）.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，2005邢建东，陈金德.材料成形技术基础（第2版）.机械工业出版社，2007 陶治.材料成形技术基础.北京：机械工业出版社，2002,1.1 课程介绍,6教学方式 课堂讲授+实验+自主学习学时 32 学时,2学分，16周8考试方式,缺课时数/作业超过1/3，取消考试资格。,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.

4、材料成形技术的作用5.材料成形技术的发展趋势,1.制造与材料成形,制造材料加工与材料成形,制造,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。“狭义制造”和“广义制造”,材料加工与材料成形,图1-2中的制造过程主要涉及：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。,材料加工与材料成形,材料加工（materials processing）是产品制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，加工成所需要的具有一定形状、尺寸和使用性能的零件或产品

5、。,材料加工与材料成形,材料加工的分类：1.材料变形/成形加工(material forming and shaping processes)、2.材料分离加工(material separating processes)3.材料的连接加工(material joining processes),材料加工与材料成形,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，切削为冷加工。成形加工与机械加工铸造、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)。车削、铣削、磨

6、削以及特种加工等是金属材料的常见冷加工方法，人们习惯称之为机械加工（machining）。,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。从这个意义上看，制造技术可分为机械加工制造和成形制造技术两大类。,材料加工与材料成形,图1-5示出汽车、拖拉机齿轮的制造工艺路线。20CrMnTi合金钢，适于承受中等载荷以及冲击、摩擦的重要零件，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：按照材料的种类分类金属材料成形、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,3.材料成形加工的特点,1.生产效率高2.材

7、料利用率高3.材料一般在热态成形4.应用范围广,3.材料成形加工的特点,3.材料成形加工的特点,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、石油化工机械、桥梁、冶金、机床、航空航天、兵器、仪器仪表、轻工和家用电器等制造业中，起着极为重要的作用。它是实现这些行业中铸件、锻件、钣金件、焊接件、塑料件和橡胶件等生产的主要方式和方法。,5.材料成形技术的发展趋势,1.精密成形技术近形（near net shape 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

8、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，可以实现先进材料与零部件的高效、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值模拟数字化制造技术,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,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，是目前比较常用的分类方法,2.材料的应用,1985年福特汽车材料比例,美国新一代汽车研究计划（PNGV-2003）：每百公里油耗减少3L，整车重量减轻4050,2.材料的应用,（a）ZrO2陶瓷轴承（b）SiC密封环 图1-7 陶瓷零件,无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、

9、水泥和耐火材料四类，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。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料统称为“Ceramics”。,2.材料的应用,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服了它们固有的弱点，就产生了复合材料（composite materials）,2.材料的性能与材料加工,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行为。材料的基本性能可以分为使用性能和工艺性能两类。,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。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，而材料的加工过程通常显著影响材料的内部组织结构，从而对材料的性能起决定性作用。,