塑性成形装备及自动化课程教学大纲
伺服压力机-塑性成形自动化
以多工位压力机为主机的冲压FMS，用来加工冲造FMS，用于锻造各种坯料。
板材柔性加工系统
板材FMS一般由仓库单 元、冲裁单元、剪切 单元、折弯单元、辅 助设备及计算机控制 管理系统组成。 仓库单元、冲裁单元、 剪切单元和折弯单元 既可以在FMS中统一由 中央计算机管理，完 成多工序加工，又可 以脱离主生产线，独 立运行完成单—工艺 的加工。
堆垛机的控制指令由仓库管理与控制系统发送。仓库管理系统根据加 工系统的要求查询所需物料存放的货位，再根据“先入先出”等一系 列出库管理原则，确定出库货位，并将该货位的行列码通过监控系统 传送给堆垛机的控制器指挥堆垛机到指定货位取出板材。
（2）冲裁单元
数控冲孔、步冲设备是冲裁单元的核心设备。
数控冲床将CAD和CAM紧密结合，即将绘图、设计及加工紧密结合。在 板件设计过程中，同时制订加工工艺，提供必要的工艺数据，如模具 尺寸、材料规格、轮廓加工工序等。 板材加工经常要考虑在同一块板上加工若干种零件，用套裁的办法可 以充分利用材料。CAD／CAM也可实现工件在板材上排样的优化。 板材FMS冲裁单元除以数控转塔冲床为主要设备外，有时也用激光冲 切压力机或数控等离子冲切压力机。 激光冲切压力机和等离子冲切压力机将激光切割、等离子切割分别与 刚性模冲切结合起来，根据零件的形状，大小、批量等，选择加工方 法。形状复杂，尺寸变化大,批量小的零件用激光切割或等离子切割； 反之，则用模具加工更加适合。在数控系统的控制下，压力机可自动 选择和交替采用不同的加工工艺。
② 高精度。通过位移检测传感器的闭环反馈控制，始终能够保证下死 点的精度在微米级变化，从而保证了压力机的闭合高度在生产过程中 的精确稳定，减小了毛刺出现的机会，提高了产品合格率。
金属塑性成形原理 教学大纲
金属塑性成形原理一、课程说明课程编号：080103Z10课程名称：金属塑性成形原理/Principles of Metal Plastic Forming课程类别：专业教育学时/学分：40/2.5（其中实验学时：4）先修课程：工程力学(材料力学) 或弹性力学、工程材料或材料性能学适用专业：机械设计制造及其自动化（材料成型及控制工程，机械制造，工程装备等方向），车辆工程，微电子科学与工程教材、教学参考书：[1]李尧主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，机械工业出版社，2013[2]运新兵主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，冶金工业出版社，2012[3]董湘怀主编, 金属塑性成形原理，机械工业出版社，2011[4]万胜狄主编，金属塑性成形原理，机械工业出版社，1995[5]李尧主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，机械工业出版社，2013[6]运新兵主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，冶金工业出版社，2012[7]董湘怀主编, 金属塑性成形原理，机械工业出版社，2011二、课程设置的目的意义本课程设置的目的是科学、系统地阐明金属塑性变形的基础与规律，使学生掌握金属塑性加工的基本原理和共性问题，包括塑性加工力学、塑性加工材料学和塑性加工摩擦学等。
通过学习初步了解金属塑性成形的物理基础、力学基础理论，熟悉塑性成形中的摩擦、塑性成形中的不均匀变形，掌握塑性成形力学的求解方法等，为学习后续的塑性加工工艺与技术课程（轧制与挤压、锻造成形、旋压成形、汽车覆盖件与板料冲压成形、特种微纳制造等）作理论准备，为合理制定各种塑性变形工艺奠定理论基础。
本课程是机械设计制造、车辆工程和微电子制造等涉及金属塑性成形技术相关专业的技术基础课程，特别是机械设计制造专业（材料成型及控制方向）的(必修)核心课。
三、课程的基本要求（一）知识要求（1）掌握金属塑性加工过程的热力学条件及应力应变分析的基本概念和基本理论。
金属塑性成形原理课程教学大纲
金属塑性成形原理课程教学大纲课程名称：金属塑性成形原理课程编号：16118587学时/学分：32/2.0开课学期：5适用专业：材料成型及控制工程课程类型：专业方向选修课一、课程的目的和任务目的：通过本课程的学习其目的是科学地、系统地阐明金属塑性变形的基础与规律，为学习后续的工艺课程作理论准备，为合理制定塑性变形工艺奠定理论基础。
任务：掌握金属塑性变形体中应力、应变的大小、分布及其相互关系，确定变形由弹性状态过渡到塑性状态的力学条件；掌握变形和变形力的求解模式。
掌握金属塑性变形机理以及塑性变形与化学成分、金属组织状态之间的关系；研究热力学条件及摩擦与润滑等因素对变形过程的影响，确定由弹性状态到塑性状态过渡的条件。
二、课程的基本要求1.知识要求：掌握金属塑性加工过程的热力学条件及应力应变分析的基本概念和基本理论。
熟悉和掌握塑性加工过程中金属变形的微观与宏观的基本规律，以及各种基本变形力学方程，能推导典型塑性加工问题的应力与应变计算公式。
掌握金属在塑性加工过程中组织性能的变化及金属的塑性、变形抗力、断裂等与加工条件的关系。
能按照要求或给定公式进行变形程度、应变速度、工件尺寸与变形力能参数等计算。
根据所学知识，对金属的流动、产品质量等有关因素进行相应分析，能基本制定或选择出优质、高产、低消耗的生产工艺。
2.能力要求：能够初步运用所学的塑性成形理论解决实际生产中的工程问题；并对已有的成形方案能从理论上给予解释说明；在此基础上探索的提出金属成形较合理的工艺措施和方法。
3.素质要求：培养学生理论联系实践、运用扎实的理论解决金属塑性成形中的工程问题。
三、课程基本内容和学时安排第一章绪论（1学时）知识点：金属塑性加工的定义、分类、特点、地位、发展概况；本课程的性质、内容、意义、发展概况。
第二章金属塑性变形的力学基础（14学时）知识点：应力分析：外力、内力、应力概念；点的应力状态概念、描述方法；斜面应力的确定；应力边界条件；应力张量定义与性质；应力不变量；主应力图；应力张量分解；应力平衡微分方程；应变分析：位移、位移增量、应变、几何方程；点的应变状态概念、描述方法；任意方向上应变的确定；应变张量与不变量；应变张量分解；应变协调方程概念与意义，塑性变形体积不变，应变增量张量定义、意义，全量应变与增量应变关系；金属塑性变形过程和力学特点；Tresca与Mises屈服条件，二者的差异；加载与卸载准则，加载路径概念；增量理论与与全量理论；变形抗力概念，加工硬化曲线，影响变形抗力因素；平面应变问题与轴对称问题。
《材料塑性成形原理》课程教学大纲
>>教学大纲
《材料塑性成形原理》课程教学大纲
一、课程名称
材料塑性成形原理
二、课程类别
了解变形条件对材料塑性与变形抗力的影响及提高塑性降低变形抗力的措施。
1、主要内容：
第一节塑性与变形抗力的概念
第二节金属的化学成分对塑性与变形抗力的影响
第三节变形温度、变形速度对塑性与变形抗力的影响
第四节应力状态塑性与变形抗力的影响
第五节超塑性
2、本章重点
成分、组织、变形条件对塑性与变形抗力的影响
3、本章难点：
3研究金属变形对变形体的机械性能和物理性能的影响，分析变形条件与组织、性能之间的关系，以便确定金属与合金的塑性加工规范（如变形强度、变形速度、极限变形量、加热速度、冷却速度）。
4讲述材料在塑性成形中的流动规律和变形特点，目的是求得合理的毛坯尺寸，使工件顺利成形，既节约材料又保证质量。
十、本课程与其它课程的联系
1、主要内容：
第一节拉伸试验曲线
第二节压缩试验曲线
2、本章重点
拉伸试验曲线
3、本章难点：
拉伸真实应力应变曲线塑性失稳点的特性和真实应力应变曲线的经验方程
4、本章作业
教材Page 146 35、36
第七章材料塑性成形时的摩擦与润滑（2学时）
了解材料塑性成形过程中的摩擦状态及润滑方式
1、主要内容：
第一节材料塑性成形时摩擦的特点
4、本章作业
教材Page 143--144 1、3、4、5、6、7、8
塑性力学教学大纲
塑性力学教学大纲塑性力学教学大纲引言：塑性力学是一门研究材料在超过其弹性极限时的变形和破坏行为的学科。
它在工程领域中有着广泛的应用，涉及到材料的设计、结构的稳定性以及工程结构的安全性等方面。
为了系统地教授塑性力学知识，制定一份完整的教学大纲是非常重要的。
一、课程目标1. 理解塑性力学的基本概念和原理；2. 掌握材料的塑性行为及其数学描述方法；3. 理解塑性力学在工程领域中的应用；4. 培养学生解决工程实际问题的能力。
二、课程内容1. 弹性力学回顾1.1 弹性力学的基本假设1.2 弹性力学的基本方程1.3 弹性力学的解析方法2. 塑性力学基础2.1 塑性力学的基本概念2.2 塑性力学的基本假设2.3 塑性力学的应变硬化规律3. 塑性力学的数学描述3.1 应力张量和应变张量3.2 应力应变关系3.3 应力应变率关系4. 塑性力学的本构关系4.1 线性硬化模型4.2 可退化线性硬化模型4.3 等效塑性应变模型5. 塑性力学的变形理论5.1 塑性流动规律5.2 应力场的计算方法5.3 塑性流动的数值模拟方法6. 塑性力学的应用6.1 塑性力学在结构设计中的应用6.2 塑性力学在金属成形加工中的应用6.3 塑性力学在地质工程中的应用三、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解，系统地介绍塑性力学的基本概念、原理和方法。
2. 实验教学：组织学生进行塑性力学实验，加深对理论知识的理解和应用。
3. 计算模拟：引导学生运用计算机软件进行塑性力学问题的数值模拟，培养解决实际问题的能力。
4. 案例分析：通过分析实际工程案例，让学生了解塑性力学在工程实践中的应用。
四、教学评估1. 课堂测验：通过课堂小测验，检测学生对基本概念和原理的掌握程度。
2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，评估其对实验过程和结果的理解能力。
3. 课程设计：要求学生完成一份塑性力学相关的课程设计，考察其综合运用所学知识的能力。
结语：塑性力学作为一门重要的工程学科，对于培养工程技术人才具有重要意义。
《先进材料塑性成形方法及设备》课程教学大纲
先进材料塑性成形方法及设备一、课程介绍《先进材料塑性成形方法及设备》是材料成型及控制工程专业学生的一门专业选修课。
该课程注重学生基础知识与实际生产相关知识体系的构建，旨在帮助学生拓展视野，为学习后续课程做必要的知识储备，培养分析问题以及解决问题的能力，使学生能够将理论知识与实际经验相结合，为以后的工作打下坚实的基础。
本课程较为系统地论述了各种先进材料（铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、铝锂合金）的组织与性能，以及塑性成形方法的基本原理、工艺、特点和设备等专业知识。
要求学生了解在汽车、飞机、航空航天等领域广泛应用的先进材料的组织和性能，熟悉多种先进塑性加工方法的成形工艺及设备结构。
本课程包含先进材料与塑性成形方法及设备两部分内容，共3章，教学部分共包含理论30学时，实验2学时，以期末考试形式结课。
Introduction"Plastic forming methods and equipment of advanced materials" is a professional elective course for students majoring in materials forming and control engineering. The course focuses on the construction of students' basic knowledge and practical production-related systems. It aims to help students broaden their horizons, make the necessary knowledge reserves for learning follow-up courses, and develop analytical and problem-solving skills. The combination will lay a solid foundation for future work.This course systematically discusses the organization and properties of various advanced materials, including aluminum alloy, magnesium alloy, titanium alloy, high strength steel, aluminum lithium alloy, as well as1the basic principles, processes, features and equipment of plastic forming methods. Students are required to understand the organization and performance of advanced materials widely used in the automotive, aircraft, aerospace and other fields, and familiar with the forming process and equipment structure of a variety of advanced plastic processing methods. This course consists of two parts: advanced materials and plastic forming methods and equipment. There are 3 chapters in the course. The teaching part includes 30 hours of theory teaching and 2 hours of experiment. The exam form is open-book examination.课程基本信息二、教学大纲1、教学目的《先进材料塑性成形方法及设备》是材料成型及控制工程专业学生的一门专业选修课。
塑性成形CAE教学大纲-山东大学课程中心
塑性成形CAE教学大纲-山东大学课程中心《塑性成形CAE》教学大纲一、本课程的性质和任务《塑性成形CAE》是材料成型及控制工程专业模具方向的主干课程之一，其任务是根据已有的专业基础知识，掌握如何应用常用的有限元仿真软件解决实际工程问题。
主要介绍材料塑性成形数值模拟过程中应用非常广泛的两种有限元模拟分析软件：用于板料成形分析的Dynaform软件和用于体积成型分析的Deform软件。
本课程重点以工程实际问题为例，详细讲解用塑性成形分析软件解决问题的过程，掌握用板料成形软件DYNAFORM和体积成形软件DEFORM的模型建立、网格划分、前处理、计算求解及后处理分析等过程，特别是根据后处理分析结果，预测塑性成形过程中裂纹、起皱、减薄失稳等缺陷，进而指导实际的生产过程。
通过对本课程的由浅入深的应用实例的完整介绍和学习，使学生初步掌握应用CAE分析软件解决工程实际问题的技能，为今后的工作打下良好的基础，以满足用人单位对板料成形CAE分析人才的迫切需求。
二、本课程的基本教学要求(1) 掌握塑性成形CAE基本概念，有限元法的基本概念，有限元法分析的基本过程。
(2) 掌握体积成形模拟软件DEFORM和板料成形模拟软件DYNAFORM的操作和使用，能使用上述软件分析各种塑性成形过程的金属流动以及应变、应力、温度等物理场的分布，提供材料流动、模具充填、成形载荷、模具应力、缺陷形成等信息；提供模具仿真及其他相关的工艺参数分析数据。
三、课程内容与学时分配（24学时）第一部分塑性成形CAE基础知识总共2学时第一章绪论1.1 课程简介1.2 塑性成形CAE特点1.3 课程任务要求第二章有限元基础知识2.1 有限元方法概括2.2 有限元分析的步骤2.3 有限元网格划分2.4 有限元法分析的实例第二部分板料成形软件DYNAFORM 总共11学时第三章初识ETA/DYNAFORM 1学时3.1 系统结构概述3.2模型的建立3.3 DYNAFORM分析过程的流程第四章S梁的成形过程分析实例 5学时4.1 数据库操作4.2 网格划分4.3 定义压边圈4.4 快速设置4.5 分析参数设置与求解计算4.6 后处理分析4.7 分析报告手册自动设置分析实例-双动拉延成形 2学时第五章圆筒形制件的拉深成形过程分析3学时5.1 圆筒形制件的工艺分析5.2 创建三维模型5.3 数据库操作5.4 网格划分5.5 传统设置5.6 设置分析参数及求解计算5.7 后置处理第三部分体积成形过程模拟软件DEFORM 总共11学时第六章DEFORM6.1软件及功能介绍 1学时6.1 DEFORM软件简介6.2 DEFORM6.1的主界面6.3 DEFORM-3D软件的模块结构6.4 DEFORM-3D操作流程概述第七章方砖墩粗成形过程分析4学时7.1 DEFORM模拟的前处理设置7.2 启动求解器进行模拟运算7.3 方砖墩粗后处理结果分析第八章方环墩粗模拟分析2学时8.1 创建新项目8.2 创建新对象8.3 设定对称边界条件8.4 对象间关系的设定8.5 模拟控制信息设定和生成数据库8.6方环墩粗后处理第九章道钉成形模拟分析4学时9.1 工件与外界的热传导模拟9.2 工件与下模热传递模拟9.3 第一锻造过程9.4 锻造第二过程四、教材主讲教材：《塑性成形CAE》，张存生编，山东大学讲义, 2013年。
《材料成型装备及自动化》课程大纲
《材料成型装备及自动化》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成形装备及自动化英文名称：Material Forming Equipment and Automation二、课程编码及性质课程编码：0809571课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：48学分：3.0四、先修课程机械原理、机械设计、工程控制基础、液压传动、材料加工工程五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1. 系统全面掌握材料成形装备及自动化方向的专业知识，具备应用这些知识分析、解决材料成型及控制工程专业中的成形装备及其自动化控制复杂问题的能力；2. 掌握各种类材料成形设备的工作原理、结构特点、应用范围、控制方法等，具备操作、调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力；3. 理解不同材料的成型特点与共性问题，掌握金属材料成形（含铸、锻、焊）、高分子塑料成形、快速成形等典型工艺装备及其自动化控制系统，具备针对不同需求设计研发各类材料成型新设备的能力；4．了解材料成形装备及自动化技术的发展前沿，掌握其发展特点与动向，具备研发高端材料成型装备及控制系统的基础与能力。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）材料的种类繁多，成形方法及装备各异，本课程以介绍材料的成形装备为主体、以讲述成形装备的自动化为重点；2）在全面了解与掌握材料成形装备种类及结构特点的基础上，重点学习金属材料成形、高分子塑料成形、快速成形等装备及其自动化技术；3）课程将重点或详细介绍各种材料成形装备及方法中的主要设备和自动化程度较高的新型设备，而对次要设备或较旧式设备只作简要介绍或自学。
4）重点学习的章节内容包括：第2章“金属液态成形装备及自动化”（8学时）、第3章“金属塑性成形装备及自动化”（8学时）、第4章“金属连接成形装备及自动化”（8学时）、第6章“快速成形装备及控制”（6学时）。
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工业机器人与塑性装备自动化生产线 4
现场教学
2
教学 作业及 基 本 考查 方式 要求 要求 方式
课堂 授课
课堂 授课
课堂 授课 课堂 授课 课堂 授课
课堂 授课
课堂 授课 课堂 授课 课堂 授课 实践 活动
*考核方式 (Grading)
*教材或参考资料 (Textbooks & Other
课程性质 (Course Type)
授课对象 （Audience）
授课语言 (Language of Instruction)
*开课院系 （School） 先修课程 （Prerequisite） 授课教师 （Instructor）
*课程简介 （Description）
*课程简介 （Description）
the teaching mainline, and the course is given by lecture, discussion and experiments
based on the comprehensive application of theoretical mechanics, mechanics of
《塑性成形装备及自动化》课程教学大纲
课程基本信息（Course Information）
课程代码 （Course Code）
*课程名称 （Course Name）
*学时
MT479
（Credit
32
Hours）
（中文）塑性成形装备及自动化
*学分 2
（Credits）
（英文）Metal Forming Equipment and Automatization
过授课、讨论、实验和课外实践等各个教学环节，运用现代教学手段和方法，使
学生掌握主要塑性成形装备的工作原理、设计方法以及在塑性成形中的控制方法
与自动化技术，为学生从事塑性成形装备的研发以及成形工艺设备选型提供理论
和技术基础。
Metal Forming Equipment and Automatization is one main course belonging to the
an important role in manufacturing equipment. With the technology development of
computer, automatization control, network communication and new material
Materials)
平时作业成绩（40%）+期末大作业（60%）
教材： 塑性成形设备，李永堂主编（非交大教师），机械工业出版社，2011 年 8 月， 2017 年 1 月第 1 版第 3 次印刷，ISBN 978-7-111-34231-1，中文教材，普通高等 教育“十二五”规划教材）
参考资料： 自动控制原理，田玉平主编，科学出版社，2006，第二版 塑性成形工艺及设备，夏巨谌主编，机械工业出版社，2010，第二版 最新发表的关于塑性装备及自动化论文（2013-2018）
materials, principle of machine designing, automatization technology and material processing technology for the design of MFE. Thus, the undergraduates will grasp the working principle, automatization control technology and design methods of MFE, which will provide theoretical and technology basis for researching and developing MFE and equipment selection of forming process.
module of plastic forming and digital manufacturing for material science and
engineering specialty. As one of machine tools, Metal Forming Equipment(MFE) plays
课程教学大纲（course syllabus）
*学习目标(Learning Outcomes)
1．了解并掌握塑性成形装备一般原理，并把理论力学、材料力学、机械原理、机 械设计、自动化控制等基础知识应用于塑性成形装备的设计与计算，能够将理论
知识与工程实践相结合。（A3，A5.2，A5.5） 2．了解并掌握塑性成形装备的结构特点、工作原理和控制方式，以及典型零部件 的设计方法。具备运用所学知识解决实际问题的能力。（B2，B11，B13） 3．通过塑性成形装备的设计，培养分析问题和解决问题的能力，并有利于激发创 新意识。（B3，B15，C2）
processing, it’s more significant to research and develop new MFE so as to improve
the quality of products. In the course, force occurring - transferring - effect is taken as
有重要地位。随着计算机技术、自动控制技术、形装备，提高技术性能、产品质量和自动化程度，
对于提高我国装备制造业的整体技术水平有着重要的意义。本课程以塑性成形装
备“力的产生—传递—作用效果”为主线，以理论力学、材料力学、机械设计原理、
自动化技术、材料加工技术等知识在塑性成形装备设计中的综合应用为基础，通
4
液压机的基本原理、结构特点、控制系
统、主要构件的设计方法等。
4
伺服压力机的基本原理、运动学特征及
在汽车制造领域中的应用。
4
旋转成形装备（旋压、碾环、楔横轧）
的基本原理、运动学特征及在航空制造 4
领域中的应用。
控制系统的工作原理、基本类型、基础 4
要求、传递函数与系统框图等。
控制系统的稳定性分析与判别、PID 控 2
*教学内容、进度安排 及要求
(Class Schedule & Requirements)
教学内容
学
时
塑性成形装备发展概况及“中国制造
2025”对塑性成形装备领域提出的新挑 2
战 [概述]。
螺旋压力机等能量打击类塑性成形装
备的基本原理、结构特点和控制方法 2 等。
曲柄压力机的基本原理、结构特点和控
制方法等。
专业课
材料科学与工程专业本科生
中文
材料科学与工程学院
理论力学、材料力学、机械设计基础、材料加工原理等
崔振山、谢叻、陈飞
课程网址 (Course Webpage)
《塑性成形装备及自动化》是材料科学与工程专业塑性成形及数字化制造模块的
一门主要课程。塑性成形装备是工业制造业的一大类工作母机，在制造装备中占
其它 （More）
备注 （Notes）
备注说明： 1．带*内容为必填项。 2．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。