材料成型及控制工程导论读书报告

材料成型及控制工程导论读书报告材控普0903 覃春花20094406

摘要：材料成型及控制工程导论科目上课时间：从本学期的第五周到本学期的十二周。上课地点：A106。第五、六周学习内容：本科目的学习方法、基本要求、目的、任务，材料科学与工程学科的介绍。第七周学习内容：金属塑性加工中的基础理论及现代设计分析方法运用介绍。第八、九周学习内容：焊接的相关知识。第十、十一周学习内容：体积成形技术中的锻造、轧制相关知识。第十二周学习内容：特种成形及其它成形，板料成形、模具相关知识。

本课程主要学习内容有材料加工技术的发展与现状、金属塑性加工、模具技术、焊接与连接技术等，要求学生通过学习对材料加工技术的基本方法有较全面、较概括的了解，对相关的新技术、新工艺、新材料的最新发展成果有所了解，初步掌握材料加工工程中的基本概念、基础知识及发展概况。本课程是为以后专业学习做准备的，让我们进一步了解我们的专业。

材料加工技术的发展与现状：

1．材料加工技术的发展与人类文明

我们通过学习了解了关于石器、陶瓷、青铜器相关知识，以及

对学科的历史有了一定的了解。

（1）石器——数百万年前，人开始用骨头、石头制成简单的工具，具有了材料加工痕迹。开始了人类历史达二、三百万年之久的石器时代。50万年前，北京猿人使用的石头和骨头工具，制作粗糙，无用途分化，无美的概念。

（2）陶器——六千多年前的西安半坡遗址出把锡矿石加到铜里一起熔炼，制成的物品更加土的制作十分精美的尖底陶罐、鱼纹彩陶盆等。出现了带装饰性的容器类陶制器皿。

（3）青铜器——生产力发展，古人在不断改进石器和寻找石料的劳动中，发现了天然铜块，加热锻打，加工成各种器物。我国的青铜冶炼始于夏代。青铜器是中国伟大文明历史的记载，她在记载伟大文明的同时，也见证了中国近代屈辱史。

材料加工技术的学科内涵：

材料加工技术属于材料加工工程学科，是研究控制材料的外部形状和内部组织结构，以及将材料加工成人类社会所需求的各种零部件及成品的应用技术的学科。而材料加工工程学科又属于材料科学工程学科，这是一个一级学科。其中，材料加工工程又分为以下几个方面：1、金属压力加工。2、高分子材料成型加工。3、焊接。4、铸造。5、金属材料及热处理。其中金属压力加工包括我们学校的特色：金属的轧制。

金属塑性加工

这一部分，我们通过学习，知道了金属塑性加工的基础理论、现代设计分析方法运用、体积成形技术。体积成形技术我们主要学习了锻造、金属的轧制。对我们专业的主要方向—轧钢有了进一步的了解。

基础理论和现代设计分析方法运用

基础理论：

弹性变形——作用于物体的外力卸除，由外力引起的变形消失了，物体完成恢复其原来的形状和尺寸。

塑性变形——作用于物体的外力卸除，物体并不完成恢复其原来的形状和尺寸。

力学：弹性力学、塑性力学、有限元等

现代设计分析方法运用

计算机辅助设计(CAD)：

它的主要内容是产品数字化过程。其中CAD系统包括：硬件系统(电脑、工作站、输入输出设备、逆向工程系统）、软件（图形学与计算机技术结合）。本专业要求：软件开发、软件应用

可以用的软件有AUTOCAD、UG、Pro/E等

计算机辅助分析（CAE）：

它的主要内容是成形过程分析（仿真）其中，CAE系统包括硬件系统（电脑、工作站、输入输出设备、数据格式转换技术）、软件（图形学、有限元、成形理论与工艺、数学、计算机技术结合）

本专业要求是软件应用

可以运用的软件有DYNAFORM、DEFORM、MARC等

计算机辅助制造（CAM）:

它的主要内容是数字化制造。其中，CAE系统包括系统（数控设备、数据传输、数控系统）。它对本专业要求：数控编成、由数据传输到数控设备、加工模拟、数控加工操作）。运用的软件：UG、Pro/E、CATIA等

体积成形技术：这是我们学习的重要部分，也是关键部分。

体积成形技术的变形特点是三维变形。它的典型工艺有锻造、轧制、挤压、拉拔等。我们应该关注问题是成形极限。它应用领域：机械、冶金、电线、建筑装饰、汽车、仪器仪表、航天航空等，是一种重要的机械零件、原材料生产加工方式

锻造：

锻造的基本工艺：模锻:锤、压力机自由锻：锤、压力机。锻造的主要缺陷：性能、裂纹、氧化、加工余量控制等。它成形特征参数：锻比（锻前高度与锻后高度之比）

锻造的趋势：大——大锻件，100T锤（攻关）、10000T以上自由锻、30000T以上模锻，如轴、环、叉轴等锻件，性能是关键；精——精密锻造、净成型，如螺钉、齿轮等，形状、精度是关键；特——温锻、液态锻、超塑成型、旋压、摆輾、多向模锻等，钛、镁等合金锻造，特种零件、复杂零件、小批生产等

轧制：轧制基本工艺，其中包括板、管、型、线、轴等轧制技术。

轧制的主要障碍有充不满、板形、裂纹、变形不均等。轧制成形特征参数：轧制系数（轧后断面尺寸参数与轧后断面参数之比）；轧制的趋势：复杂断面型材轧制孔型设计；超薄（箔材、薄板带）、特宽（5.5mm）板带材轧制板型控制技术；控制轧制及控制冷却技术；高速轧制技术；连轧技术（板、线、型等）；高刚度轧制技术；高性能板材轧制及处理技术（深冲板、硅钢板等）；难变形材料轧制技术（镁、高速钢等）特殊成形和其它成形

特殊成形包括辊锻、液态模锻、爆炸成形、旋压、超塑成形、

电热镦成形、摆輾、楔横轧、辊弯成形、挤压、拉拔等。

板料成形技术：

它的变形特点：平面应力，二维或三维变形，用板料成形；其中，它典型工艺是冲压。对于它，我们因该关注成形极限。

板料应用领域广泛，包括机械、汽车、电子、家用电器、仪器仪表、航天航空等，是一种重要的机械零件生产加工方式

模具技术：

模具的特点：大、微——大型汽车覆盖件、封头旋压件、钟表件等，形状、精度、表面质量是关键；精——精密冲裁，形状、精度、表面质量是关键；新、特——数控、高速、自动冲压，柔性成形（多点成形、胀形、旋压、电磁成形等，超塑成形，内压成形，无模成形，简易模具成形等

模具工业：

经济规模：2006年模具产值达近600亿元人民币，从业人员

有50多万人；专业化制造：中国约有模具生产厂点2万余家；研究开发机构：研究所、工程研究中心；模具材料市场：合金钢、硬质合金等；技术标准：模架；专门技术：需要专门人才；模具行业的发展趋势：模具大型、精密、复杂、长寿命、标准件、塑料模和压铸模比例增大

焊接：

焊接的定义:焊接是通过适当的物理化学过程如加热、加压等使两个分离的物体产生原子间的结合力而连接成一体的连接方法，是金属加工的一种重要工艺。

运用：广泛应用于机械制造、造船业、石油化工、汽车制造、桥梁、航空航天、原子能、电子电力建筑业等）

分类：熔焊、钎焊、压焊

焊接的优点：省工、低成本、生产率高、结果质量轻。工艺简单，能以小拼大。连接性能好。

缺点：结构无拆性。缺陷的隐蔽性。