金属材料成型工艺及设备

《金属材料成型工艺及设备》课程教学大纲

（Metal Forming Process and Equipments）

学时数：32

其中：实验学时：

课外学时：

学分数：2

适用专业：模具设计及制造

执笔者：王兴波

审核人：

编写日期：2010年9月

一、课程的性质、目的和任务

本课程是模具设计及制造专业本科的专业必修课程之一，主要根据模具设计与制造的专业特点，以金属材料成型技术为核心，围绕金属材料液态（铸造）、金属材料固态塑性变形（冲压）、金属材料液态连接（焊接）以及粉末成型四个方向的成型技术和基本操作,介绍铸造成型、冲压成型、焊接成型、粉末成型的相关工艺及设备。通过本课程的学习，学生在理论上能够了解并掌握金属材料成型的工艺、材料变形与分析的基本方法以及相关成型设备的特征与使用。

二、课程教学的基本要求

课程是模具设计与制造专业的专业必修课程。通过本课程的教学，学生应该：

（一）掌握铸造成型的基本原理，熟练掌握压铸成型的工艺及设备是使用方法；

（二）熟练掌握塑性成型的工艺过程、设备的使用以及材料变形的控制；

（三）掌握焊接成型的工艺原理、设备特征；

（四）掌握粉末成型的工艺原理、设备特征。

三、课程的教学内容、重点和难点

第一章金属材料及其成型

一、金属材料

（一）碳素钢与合金钢

（二）铸钢

（三）有色金属及粉末冶金材

二、金属成型的种类及特点

（一）液态成型

（二）压力加工成型

（三）焊接成型

（四）粉末成型

三、金属成型制件的价值

（一）汽车工业

（二）飞机工业

（三）其他民用与国防工业

第二章金属液态成型——铸造成型

一、概述

二、铸造成形方法

（一）浇铸

（二）压铸

三、精铸成形

四、压铸成型和半固态成型

（一）压铸成型原理

（二）压铸的基本工艺过程

（三）铸件成形缺陷与防止措施

四、压铸设备

（一）压铸机及其工作原理

（二）压铸设备的技术参数

第三章金属塑性成型——压力加工成型

一、金属塑性成型基础

（一）金属的弹性与塑性变形

（二）应力应变关系——本构关系

（三）金属塑性成型的屈服理论

（四）金属压力加工成型的种类

二、锻压成型

（一）自由锻成型

（二）模锻成型

（三）锻压成型的工艺过程

三、冲压成型

（一）板材冲压成型

（二）冲压成型的工艺过程及特征

1.冲裁

2.弯曲

3.拉伸

（三）冲压成形材料

1.板料的冲压性能及试验方法

2.板料成形极限及潜塑性

（四）冲压模具的特征

（五）冲裁与冲裁模具

（六）拉伸成型与拉伸模具

（七）其他压力加工塑性成型

（八）压力加工设备

1.通用曲柄压力机的结构组成、工作原理及分类

2.曲柄滑块结构及曲柄压力机的主要零部件

3.辅助装置

4.通用曲柄压力机的主要技术参数、规格型号及压力机的选用

5.冷挤压力机、双动拉深压力机、多工位压力机、精冲压力机

四、现代塑性成型新技术新工艺

（一）现代模锻成型的新技术新工艺

（二）现代冲压成型的新技术新工艺

第四章金属连接成型——焊接成型

一、焊接原理及方法

（一）焊接基本原理

（二）焊条电弧焊

（三）其他焊接方法

二、焊接接头的组织与性能

（一）焊接接头金属组织与性能变化

（二）热影响区

三、常用金属材料的焊接

（一）金属材料的焊接性

（二）常用金属材料的焊接

（三）焊接接头的工艺设计

四、焊接设备

（一）电焊设备

第五章金属的粉末冶金成型

一、粉末冶金工艺过程

（一）粉末混合

（二）金属粉末压制成型

（三）烧结

（四）后处理

（五）硬质合金粉末冶金成型

二、成形工艺

（一）粉末注射成型技术

（二）粉末注射成型件的工艺性

三、烧结工艺

四、课程各教学环节要求

（一）课堂教学：本课程以课堂讲授为主，由于内容、概念、理论较多，课时紧，要求学生课前要预习，课后要认真复习和完成相应作业以保证教学效果和质量。

（二）作业要求：每次上课后布置1-2道习题，要求学生按时完成，并登记有关情况。每章讲授完毕后，安排习题课或讨论课各一次。

（三）成绩考核：本课程为考试课。期末命题考试成绩占70%左右，平时成绩占30%左右。总评成绩及格，方可获得本门课程的学分。

五、学时分配

六、课程与其它课程的联系

课程是模具设计与制造本科专业大四一学期的课程，也是直接面向生产实践的课程。课程中诸多知识都在先修的专业基础课程中出现过，也是先修知识的进一步体现。与本课程密切相关的先修课程有《机械制造技术基础》、《材料成型原理》《机械制造工艺学》《模具设计》《机械工程材料》等课程。

七、教材与教学参考书

（一）教材

[1] 曾光廷.材料成型加工工艺及设备.北京：化工出版社，2001

[2] 夏巨谌.塑性成形工艺及设备.北京：机械工业出版社,2003

（二）教学参考书

[1] 夏巨谌. 塑性成形工艺及设备. 北京：机械工业出版社，2001

[2]刘建华. 材料成型工艺基础.西安：西安电子科技大学出版，2007

[3]侯英玮.材料成型工艺.北京：中国铁道出版社，2002

[4 ] 夏巨谌等.材料成形工艺（第2版）.北京：机械工业出版社，2010