《材料成型技术》教学大纲

《材料成型技术》教学大纲

大纲说明

课程代码：3335006

总学时：48学时（讲课42学时，实验6学时）

总学分：3

课程类别：专业模块选修课

适用专业：机械设计制造及其自动化专业

预修要求：工程图学、机械工程材料、机械设计、材料力学

一、课程的性质、目的、任务：

本课程将理论与工艺一融为一体，首先对整个材料的加工过程作综合描述，进而引出材料成型所涉及的一些基本问题，并简要介绍其发展现状。然后阐述材料成型所涉及的若干共性理论问题，包括液态金属的凝固理论、材料成型的热过程、塑性成型的物理、力学基础等，最后分别介绍了各种材料成型的工艺方法、过程分析、技术要点及相关的工艺设备和模具等。通过本课程的学习，使学生掌握材料凝固成型、塑性成型、焊接成型的理论和基本工艺。对塑料成型、粉末成型、表面成型做一般了解。

二、课程教学的基本要求：

本课程以课堂讲授为主；每章布置作业，以巩固和加深对基本原理的理解和应用。实验的主要内容是了解材料成型的工艺、工装（模具）。

考核形式为笔试，总评成绩将参考平时作业（占5%）和实验情况（占5%）。

三、大纲的使用说明：

大纲正文

第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：了解材料成型技术的基本方法、基本问题和发展现状，了解学习本课程的意

义。

重点：成型技术的基本方法

难点：

第二章材料凝固理论学时：6学时（讲课6学时）本章讲授要点：了解凝固过程中的热力学计算方法，凝固理论在铸造、焊接工艺中的应用。

重点：热力学计算及在铸造、焊接工艺中的具体应用。

难点：热力学计算

第一节材料凝固概述

第二节凝固的热力学基础

第三节形核

第四节生长

第五节溶质再分配

第六节共晶合金的凝固

第七节金属及合金的凝固方式

第八节凝固成型的应用

习题：课外补充4-6题

第三章材料成型热过程学时：4学时（讲课4学时）本章讲授要点：了解材料加热热效率的计算方法，学会分析温度场。

重点：热效率的计算方法，分析温度场。

难点：分析温度场。

第一节材料成型热过程的基本特点

第二节材料加热过程的热效率

第三节温度场

第四节焊接热循环

习题：课外补充3-5题

第四章塑性成型理论基础学时：6学时（讲课6学时）本章讲授要点：从金属学角度分析材料塑性变形对性能的影响，根据屈服准则分析材料的塑性变形力学条件。

重点：塑性变形对材料性能的影响。材料应力、应变状态分析，屈服准则的应用。

难点：塑性变形对材料性能的影响。材料应力、应变状态分析，屈服准则的应用。第一节金属冷态下的塑性变形

第二节金属热态下的塑性变形

第三节应力状态和应变状态分析

第四节屈服准则

第五节应力状态对塑性和变形抗力的影响

第六节真实应力-应变曲线

习题：课外补充3-5题

第五章凝固成型技术学时：4学时（讲课4学时）本章讲授要点：了解凝固成型的方法及凝固件的结构设计要点。

重点：凝固成型件的结构设计

难点：凝固成型件的结构设计

第一节凝固成型用金属材料

第二节液态金属的获得

第三节凝固成型方法

第四节凝固成型件的结构设计

习题：课外补充3-5题

第六章塑性成型技术学时：8学时（讲课4学时，实验4学时）本章讲授要点：以板料成型中的冲裁、拉深、弯曲模，体积成型中的自由锻、模锻为主，介绍其工艺参数的制订方法及模具结构设计。

重点：成型工艺参数的确定方法，模具结构设计。

难点：模具结构设计

第一节板料成型方法及其模具设计

第二节体积成型方法及其模具设计

习题：课外补充3-5题

第七章焊接成型技术学时：4学时（讲课4学时）本章讲授要点：了解常用焊接方法与焊接工艺

重点：了解常用焊接方法与焊接工艺。

难点：焊接工艺

第一节典型弧焊方法

第二节压力焊及弧焊

第三节常用金属材料焊接

第三节焊接力学

习题：课外补充3题

第八章表面成型及强化技术学时：4学时（讲课4学时）本章讲授要点：了解表面成型方法和具体的应用范围

重点：了解表面成型方法和具体的应用范围

难点：

第一节金属表面的物理化学特点

第二节金属的表面失效

第三节热喷吐及表面堆焊成型

第四节表面强化原理及应用

习题：课外补充3题

第九章粉末合金及陶瓷成型技术学时：4学时（讲课4学时）本章讲授要点：了解粉末合金、陶瓷材料的特点、应用及成型方法。

重点：了解粉末合金、陶瓷材料的特点、应用。

难点：

第一节粉末合金及陶瓷成型过程概述

第二节原材料加工

第三节粉末成型

第四节烧结

第五节粉末合金及陶瓷成型技术的新发展

第十章塑料成型技术学时：6学时（讲课4学时，实验2学时）本章讲授要点：了解塑料成型工艺参数的计算、塑料成型模具的设计。

重点：塑料成型工艺参数的计算、塑料成型模具的设计。

难点：塑料成型模具的设计

第一节塑料的组成、分类及主要成型方法

第二节塑料成型理论基础

第三节注射成型及其模具

第四节塑料的焊接

本课程对学生自学的要求：

本课程的教学内容包括是理论与工艺两部分，从理论方面来看，设计金属学、热力学、塑性力学等方面的知识，比较难，要求学生课后认真复习，完成习题，巩固知识。工艺方面包括的范围广，而课本中的内容比较笼统，要求学生能够查阅有关资料、文献，拓宽知识面，另外认真完成实验非常重要。

总计：讲课42，实验6。

考核方式与要求：

1、期末笔试占90%，实验占5%，平时成绩（按作业情况、出勤情况、课上讨论等方面评定）占

5%。

3、单项成绩低于各自的50%或上课缺席、作业缺交超过学校规定者，不能参加期末考核，作不及格处理。

推荐教材与参考书目：

推荐教材：

1、普通高等教育机电类规划教材，材料成型技术基础，西安交通大学，陈金德北京：机械工业出版社，2004.1

参考书目：

1、王寿彭主编.铸件形成理论及工艺基础.西安：西北工业大学出版社，1994

2、罗子健主编.金属塑性加工理论与工艺. 西安：西北工业大学出版社，1994

3、曹宏深，赵仲治主编.塑料成型工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社，1993

4、曾乐. 现代焊接技术手册.上海：上海科学技术出版社，1993

5、陈学定. 表面涂层技术.北京：机械工业出版社，1994

《材料成型技术》实验大纲

一、总则

1.本大纲的适用范围

1) 本大纲相关的课程名称及课程属性

本实验大纲属《材料成型技术》课程实验，《材料成型技术》是机械制造及其自动化专业本科学生的专业模块课。

2) 本大纲的适用范围

机械制造及其自动化专业本科学生在完成《材料成型技术》课程实验时使用。

3) 实验总时数

总时数6学时

2.本大纲的实验目的和要求

《材料成型技术》是一门理论性、实践性很强的课程，通过实践，才能巩固、应用所学理论，增强对材料成型工艺设计的理解；培养学生工程意识和实际设计能力，培养学生对专业的认识和热情。

要求学生实验前认真准备，实验时积极思考，实验后认真总结提高，并按要求上交实验结果及相关材料。

3.本实验课程的重点和内容

1）拉深实验

2）模锻实验

3）注射成型实验

4.本大纲所需实验设备

杯突实验机（或板材性能实验机），液压机，电阻炉，注射机，实验用各种模具（3套）

二、实验项目及学时安排

1.实验项目一拉深实验

1) 实验类型综合性实验

2) 实验开设属性必开实验

3) 学时数 2

4) 实验目的

测定材料的极限拉深系数，了解凹模圆角半径、压边力对极限拉深系数的影响

5) 实验要求

测定一种材料（A3）的极限拉深系数；定性分析凹模圆角半径、压边力对拉深力、极限拉深系数的影响，绘出拉深力、压边力的变化曲线。

2.实验项目二模锻实验

1) 实验类型综合性实验

2) 实验开设属性必开实验

3) 学时数 2

4) 实验目的

了解模具结构、材料形状对环形锻件质量的影响。

5) 实验要求

写出实验结果（哪种情况锻件出现裂纹、哪种没有出现裂纹），分析锻件产生裂纹的原因，写出改进方法。

3.实验项目三注射成型实验

1) 实验类型综合性实验

2) 实验开设属性必开实验

3) 学时数 2

4) 实验目的

了解塑料件注射成型时，工艺参数（压力：合模，顶出，注射，保压；塑料温度；时间：注射，保压，顶出）对塑料件质量的影响，学会如何调节注射成型工艺参数

5) 实验要求

写出实验用塑料件的最佳工艺参数，综合分析工艺参数（压力：合模，顶出，注射，保压；塑料温度；时间：注射，保压，顶出）对塑料件质量的影响。