旋压成形工艺分析
金属旋压成形工艺
金属旋压成形工艺引言金属旋压成形是一种常见的金属成形工艺，通过将金属材料置于旋转的模具中，通过轴向压力和旋转运动对金属材料进行塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的产品。
金属旋压成形工艺在制造行业中得到广泛应用，广泛用于制造各种金属产品，如罐体、汽车零部件、工业容器等。
本文将介绍金属旋压成形工艺的原理、应用领域和工艺参数等内容。
原理金属旋压成形的基本原理是通过旋转压力对金属材料进行塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的产品。
其具体步骤如下： 1. 将金属材料置于旋转的模具中，并夹紧以防止材料滑动。
2. 施加轴向压力，使金属材料受到压力作用。
3. 同时进行模具的旋转运动，使金属材料在轴向压力和旋转力的作用下发生塑性变形。
4. 根据产品的形状和尺寸要求，逐渐调整模具的位置和形状，使金属材料逐步完成所需的变形。
应用领域金属旋压成形工艺广泛应用于以下领域： 1. 罐体制造：金属旋压成形工艺可用于制造各种罐体，如油罐、气罐、水罐等。
通过金属旋压成形，可以使罐体具有较高的密封性和强度。
2. 汽车零部件：金属旋压成形工艺可用于制造汽车零部件，如汽车油箱、排气管等。
通过金属旋压成形，可以使零部件具有较好的耐压性和密封性。
3. 工业容器：金属旋压成形工艺可用于制造各种工业容器，如储罐、压力容器等。
通过金属旋压成形，可以使容器具有较高的耐压性和耐腐蚀性。
4. 金属管材加工：金属旋压成形工艺可用于加工金属管材，改变其形状和尺寸。
通过金属旋压成形，可以使金属管材具有较好的韧性和强度。
工艺参数金属旋压成形的工艺参数对成形效果和产品质量起着重要的影响。
常见的工艺参数包括： 1. 旋转速度：旋转速度是指旋转模具的转速，通常以每分钟转数（RPM）来表示。
旋转速度的选择要根据金属材料的性质和成形要求来确定，过高或过低的旋转速度都可能影响成形效果。
2. 压力：压力是指施加在金属材料上的轴向压力。
压力的选择要根据金属材料的硬度和成形要求来确定，过高或过低的压力都可能导致成形不良或产生内部应力。
旋压成形工艺分析
旋压成形工艺分析旋压成形工艺是一种通过金属板料在专用旋压机上的旋转运动和变截面滚动压制，而成形出一种特定形状的金属件的加工方法。
旋压成形工艺具有高效、节能、节材等优点，广泛应用于汽车、航空航天、电子、建筑等领域。
本文将从旋压成形工艺的原理、工艺参数、设备特点和应用等方面进行详细分析。
首先，旋压成形工艺的原理是通过旋压机将金属板料置于一对针轮中间，并通过控制旋压机的转速和压力，使得针轮以一定的角速度旋转，同时向板料施加压力，使得板料在针轮的作用下产生塑性变形，从而得到特定形状的金属件。
其次，旋压成形工艺的工艺参数包括旋压工序的旋压角度、旋压速度和旋压压力等。
旋压角度是指旋压过程中针轮旋转角度的大小，一般情况下，旋压角度越大，所得到的零件曲线形状越复杂。
旋压速度是指旋压过程中针轮的旋转速度，旋压速度过快容易导致金属板料的撕裂，过慢则容易产生切削。
旋压压力是指施加在针轮上的压力大小，旋压压力的大小直接影响到成形件的表面质量和几何形状的精度。
再次，旋压成形工艺的设备特点主要有以下几个方面。
首先，旋压机具有高度自动化和智能化的特点，能够实现连续运行和自动控制。
其次，旋压机具有较小的占地面积和较高的生产效率，能够满足大规模生产的需求。
此外，旋压机具有结构简单、操作方便等特点，易于实现工艺参数的调整和产品的定型。
最后，旋压成形工艺的应用主要集中在汽车、航空航天、电子、建筑等领域。
在汽车领域，旋压成形工艺可以用于制造汽车零部件，如车轮罩、车身饰条等。
在航空航天领域，旋压成形工艺可以应用于制造薄壁管件、舵面部件等。
在电子领域，旋压成形工艺可以用于制造散热器、天线等。
在建筑领域，旋压成形工艺可以应用于制造门窗框、屋顶构件等。
总之，旋压成形工艺是一种高效、节能的金属加工方法，具有广泛的应用前景。
通过分析旋压成形工艺的原理、工艺参数、设备特点和应用等方面，可以更好地了解旋压成形工艺的特点和应用领域，为相关行业的生产和技术改进提供一定的指导和参考。
汽车轮毂多道次旋压成形工艺分析及数值模拟
２ 有 限元 模 型
坯 料成 形 方 案确 定后 ， 利用 Ａｂ ｑ ｓＣ ａ ｕ ＡＥ模 块 的三 维造 型功 能建立 各道次 下旋 压的有 限元模 型 。为简化模 型 以提 高运 算 的 精度 和 速 度 ， 只对
轮 毂 锻 坯 变 形 部 分 进 行 模 拟 分 析 。定 义 坯 料 为 刚 塑 性 变 形 体 ， 用 材 料 为 Ａ３ ６铝 合 金 ， 性 模 量 所 ５ 弹 为 ７ Ｐ ， 松 比为 ０ ５ 屈 服 强 度 为 １ ３ＭＰ ， ０Ｍ ａ 泊 ．， ３ ａ
基 金 项 目： 安徽 省 优 秀青 年 科 技 基 金 资 助 项 目（ ｏ ４ ６ ６ １ ． １ ｏ ｏ ０ Ｙ２ ） 作 者 简 介 ： 陈豪 （ ９ ７） 男 ， 肥 工 业 大 学 博 士 生 ． — ｉ ｑａ ＿ ｈ ｎ ａ ＠ ｙ ａ ． ｅ 钱 １ ８一 ， 合 Ｅ ｍａｌ ｉｎ ｃ ｅ ｈ ｏ ｅ ｈ ｎ ｔ ： 通 讯 作 者 ： 克 敏 （ ９ ３） 男 ， 肥 工 业 大 学 教 授 ， 士 生 导 师 ． — ｉ ｘ ｅ ｍ０ ２ ＠ ｓ ａ ｃ ｒ 薛 １ ６一 ， 合 博 Ｅ ｍａｌ ｕ ｋ ７ １ ｉ ． ｏ ： ｎ ｎ
大减 薄率受 到 限制 ， 至少 需 要 采 用 两 个 道 次 的剪
切 旋 压完成 总 的壁 厚 减 薄 ， 以旋 压 成 形方 案 拟 所 定 为 先进行 两 道次剪 切旋 压 ， 进 行普通 旋压 ， 再 每
道 次后 都要 进行 退火 处 理 ， 以消除 残余应 力 。
验 或理 论解 析方 法 难 以准 确 、 效 地 解 决 生 产 中 高
一
（） 压 成 形 至 １ ａ旋 ／ ３时
一
（） 压 成 形 至 ２３时 ｈ旋 ／
机械产品介绍
近20年来，旋压成形技术突飞猛进，高精度数控和录返旋压机不断出现并迅速推广应用，目前正向着系列化和标准化方向发展。
在许多国家，如美国、俄罗斯、德国、日本和加拿大等国己生产出先进的标准化程度很高的旋压设备，这些旋压设备己基本定型，旋压工艺稳定，产品多种多样，应用范围日益广泛。
了解该产品之前我先来了解一下，液压成形工艺和旋压成形工艺，然后做出一个对比。
一、液压技术液压成形技术就是采用水、油或其它液体介质传递压力,使坯料在液体介质压力作用下紧贴刚性凸模或凹模成形。
与传统板材成形相比,板材液压成形技术的工艺难度大,设备结构复杂。
在国外,液压成形通常有专用的液压成形设备,但其价格昂贵,超过国内很多厂家的购买力。
二、旋压成形工艺介绍旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚挤等工艺特点的少无切削加工的先进工艺，将金属筒坯、平板毛坯或预制坯用尾顶顶在旋压机芯模上，由主轴带动芯棒和坯料旋转，同时旋压轮从毛坯一侧将材料挤压在旋转的芯模上，使材料产生逐点连续的塑性变形，从而获得各种母线形状的空心旋转体零件。
板料旋压成型通用于等断面制件的大批量生产。
由于使用多对辊轮的连续成型，可以滚制出许多壁薄、质轻、刚度大而且断面形状复杂的制件型材。
加上顺序旋压过程中可以与起状、卷筒、等多种工艺装置连动，形成流水作业，故生产效率极高，成本低廉，是现代加工制品中广泛应用和大力推广的特种工艺加工方法。
如自行车钢圈的生产，自来水管的生产，塑料龙骨的生产，波汶板的生产以及国外广为应用的不锈钢窗框的生产基本原理金属旋压技术的基本原理相似于古代的制陶生产技术。
旋压成型的零件一般为回转体筒形件或碟形件，旋压件毛坯通常为厚壁筒形件或圆形板料。
旋压机的原理与结构类似于金属切削车床。
在车床大拖板的位置，设计成带有有轴向运动动力的旋轮架，固定在旋轮架上的旋轮可作径向移动；与主轴同轴联接的是一芯模(轴)，旋压毛坯套在芯模(轴)上；旋轮通过与套在芯模(轴)上的毛坯接触产生的摩擦力反向被动旋转；与此同时，旋轮架在轴向大推力油缸的作用下，作轴向运动。
数控旋压机简介及旋压零件成形工艺概况
滚珠 丝 杠 和 滚动 导轨
、
,
编 程 简单
,
适 用性 强
,
,
对三 旋 轮装 置 分 别编程
。
控制
,
可 实现 正
反 旋 带台阶变 壁厚 的零 件旋 压 成形和理 想 的错 距 旋压 成形
机 床数控 系 统 采 用 西 门子
对 各单 元 自动 检测 故 障
四轴直 线插补
,
控制 系统
。
具有 芯 模保护功能
不锈 钢 等
。 、
。
旋 压 材料为
铝
铜
、
有色 金 属
,
低 碳钢
、
合金 钢
钦 合金
,
、
根据 用 户 的要 求
,
可 实 现各 种特 殊 形 状的 零 件 旋压 成形
保 证 工 件形 面
直径
、
变 薄 率等 相 关尺 寸 符 合要 求
做 到 交钥 匙 工 程
。
机 床名 称
数控 录返 普 通旋 压 机
机床 型 号
机床功能
本机 床 主 要用 于 封 头 的普 旋旋 压 成 形 扩旋
、 、
风帽
、
、
扬 声器
、
、
灯具
、
洗衣 机部 件
、
电气部 件 等零 件
,
,
兼顾 旋 压 筒 形 件
,
锥 形 件 及 其 它 曲线 零 件 旋 压成形
通用 机床
,
实 现缩 旋
、
卷边
、
翻边和刮 边 等 加 工
为多功 能
具 有成 熟的
绘 图编 程 软 件 功 能 在 绘 制旋 压 图形 曲线
铝合金车轮旋压成形工艺因素分析
的喷射方式 、 新材料的运用上必须进行技术创新 。该公司尝试将喷涂 方式改为模具表面 经过验 证． 毛坯容易脱模 ， 即提高了生产效率又利 于环 保 。所 以有 必 要更 改 喷涂 方 式 ． 装 模 具 专 用 喷 涂 系 统 及 良好 的 安 排气装置。使其更合理 ， 更环保 ， 以此来稳定旋压工艺 。
【 要】 摘 本文从铸造铝合金 车轮 的热旋压成 形工艺出发 ， Ａ ５ 材料 的旋压性做 了进一步分析， 对 ３６ 对车轮 旋压模 具与毛坯贴合程度、 模具
润滑方式、 模具结构进行 了数值模拟和试验验证。结果表明 ， 选择合适的旋压温度能够避免 由于旋压过冷而造成的车轮毛坯缺 陷， 模具热膨胀
２１ 压 温度 选 择 ．旋
Ａ３６合金其室温塑性较差 ． ５ 需热态下成形 旋压温度的选择对其 成形性和成形质量有很大影响 采用高温拉伸实验测定合金在不 同温 度下的力学性能 ， 随着温度升高 ， 合金 的强度 下降 ， 塑性提高 特别是 在 ３０ 时 ， ５ ｏ 其塑性随温度的升高急剧增加 ， Ｃ 而强度也快速降低 ， 因此 旋压温度 一般选择在 ３ ０Ｃ ５ ｏ以上 ． 同时若温度过高 ． 则金属强度太低 ， 也容易 引起车轮轮辐处的变形且旋压时的金属流动不容易控制 ． 因此 旋压成形温度一般控制在 ３０ ４ ０Ｃ ５ ℃一 ０ ｑ之间 ２２缺陷分析 ＿ 铝车轮热旋压是一个材料 塑性变形的复杂过程 ， 于影响车轮安 对
系数 的 正 确 选取 、 具 结构 的合 理 设 计对 旋 压 成 形 工 艺至 关 重要 。 模
解析铝合金半球壳体旋压成形工艺
学术研讨Academic research■ 吕勋恩解析铝合金半球壳体旋压成形工艺摘要：近些年，随着我国航天事业的发展，对航天技术的要求更高。
因此需要与之相配套的先进操作工艺。
相对传统工艺，铝合金半球壳体旋压成形工艺具有成本低，装备简单、材料利用率高、变形条件好、精度高和无切削塑性等优势。
因此这项工艺在航天领域应用较广，较大的推动了我国航天事业的发展。
笔者根据相关工作经验，主要探析铝合金半球壳体旋压成形工艺的相关问题，供大家参考和借鉴。
关键词：铝合金半球壳体；旋压成形工艺随着我国科学技术的发展，出现了铝合金半球壳体旋压成形工艺。
铝合金半球壳体旋压成形工艺是一种先进的工艺方法，可以使毛坯连续局部发生塑性积累，使其形成空心回转件。
旋压成形工艺主要分为普通旋压和变薄旋压等。
在工业生产中需要铝合金半球壳体，单纯的旋压工艺无法满足这一使用性能的要求。
因此，技术人员需要将旋压成形和冲压预成型结合起来，使其形成一项完整的操作工艺。
在此基础上相关专业人士可以对铝合金半球壳体的成形工艺进行研究，不断提高操作水平，使其更好的应用于相关领域。
1铝合金半球壳体旋压成形工艺概述经过冲压预成型工艺加工形成的半球形零件，对设备要求不高。
同时这项工艺具有利用率高的优势，因此在生产中应用非常广泛。
冲压预成形件具有带直边椭球封头的特点。
冲压预和旋压件的形状相近度越高，冲压预成形件也就具有越高的工作效率，冲压件成形工艺效果更加显著。
技术人员在具体操作过程中，有一些特别需要注意的地方，即在工业生产旋压时需要保证工件的贴膜性较好，同时也要保证工件具有良好的变形量。
此外，航天器用贮箱箱底的封头主要是椭球形或球形。
现阶段，国内这一工艺获得了较大的发展，各种贮箱封头主要采用的是旋压工艺。
这项工艺的优点是研制周期短和精度高等，大型贮箱封头工艺主要是拼焊或冲压等方式，在国内相关领域使用过程中，取得了良好的操作效果。
2热压预成形工艺分析操作热压预成形工艺需要技术人员遵循相关原则，必须在液压机上操作。
1 旋压成形工艺及设备
(8)金属旋压法能制作超宽板材，其方法是将旋压的筒形 件沿母线方向切开展平。在国外能旋压Φ2m筒形件的旋 压机不算很大的设备，利用这样的设备很容易制造6m宽 的板材，但是采用传统的轧制方法要生产3m宽的板材就 需要相当大型的轧机。美国用旋压工艺制造出宽7.5m， 长9m的超宽板材。 （9）在旋压过程中，由于被旋压坯料近似逐点变形，因 此，其中任何夹渣、夹层、裂纹、砂眼等缺陷很容易暴 露出来。这样，旋压过程也附带起到了对制品检验作用。 （10）坯料来源广，可采用空心的冲压件，挤压件，铸件， 焊接件，机加工的锻件和轧制件以及圆板作坯料；并且， 能旋压钛、钼、钨、钽、铌一类难变形的金属及其合金。
直径（mm) 最大厚度（mm)
低碳钢 <1219 12.7 不锈钢或高 铝合金 金属钢 6.35 9.52 15.84 38.1 15.84 31.75 50.8 76.2
1219~1829 19.05 1829~3048 31.75 3048~4674 38.1
1.3 旋压技术的应用
(1)导弹、火箭、宇宙航行方面 美国在发展导弹、 火箭的初期，在制造超高强度轻质火箭发动机壳 体时，许多次失败都是由与焊缝有关的缺陷所引 起的。如形状的不连续性，强度降低，容易产生 脆裂以及应力集中等。这些缺陷随着材料厚度的 减薄，重量的轻型化及材料强度水平的提高变得 更加严重。随着导弹、火箭技术的发展对材料的 比强度提出更高的要求，减少火箭发动机壳体和 压力容器的焊缝是非常有益的。
(1)金属变形条件好，旋压时由于旋轮与金 属接触近乎点接触，因此接触面积小，单 位压力高，可达250~350kg/mm2以上， 因此旋压适于加工高强度难变形的材料。 而且，所需总变形力较小，从而使功率消 耗也大大降低。加工同样大小的制件，旋 压机床的吨位只是压力机吨位的 1／20左 右。
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
6）坯料来源广，可采用空心的冲压件、挤压件、铸件、 焊接件、机加工的锻件和轧制件以及圆板作坯料，能旋 压有色金属、黑色金属以及含钛、钼、钨、钽、铌一类 难变形的合金金属.
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
国外技术先进的国家，其旋压技术已日臻成 熟。国内旋压技术近年来发展迅速，随着对外引 进和自主创新能力的提高，与国外先进国家旋压 技术的差距正在缩短。
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二、普通旋压成形技术 普通旋压成形作为发展较早的一项旋压成
形由靠模仿型到 录返、数控的全过程。由于零件种类繁多， 所以普旋的成形设备也较为复杂多样。随 着数控技术的发展，数控设备在普旋设备 中的比例明显增加
金属旋压成形工艺
汇报人:XXX
第
2
汇报提纲
页 一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
二、普通旋压成形技术
三、强力旋压成形技术
四、特殊旋压成形技术
五、建议
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
1、旋压成形的概念
旋压是综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、
环轧、横轧和滚压等工艺特点的少、无切削的先
2、旋压成形工艺的特点： 1）在旋压过程中，旋轮（或钢球）对坯料逐点施压，接
触面积小，单位压力可达250～350公斤力/毫米2以上，对 于加工高强度难变形材料，所需总变形力较小，从而使功 率消耗大大降低。 2）坯料的金属晶粒在三向变形力的作用下，沿变形区滑 移面错移，滑移面各滑移层的方向与变形方向一致，因此， 金属纤维保持连续完整。。 3）强力旋压可使制品达到较高的尺寸精度和表面光洁度。 在旋压过程中，旋轮不仅对被旋压的金属有压延的作用， 还有平整的作用，因此制品表面光洁度高，
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
4、旋压成形技术发展简介
旋压技术作为一种先进的工艺加工方法 与我国古代的陶瓷制坯作业相似，并有源于中国 之说。据文献记载，我国远在公元前3500年至 4000年的殷商时代就已采用旋压制作陶瓷制品； 至今我国陶瓷器的加工仍保留了旋压技术的特点。 这种制陶工艺发展到约十世纪初就孕育出了金属 普通旋压工艺，当时将金属（如银、锡和铜等） 薄板旋压成各种瓶、罐、壶和盘等容器（或装饰 品）。我国唐代银碗的表面有旋压痕迹，这充分 表明我国的普通旋压成形技术可追溯到唐代。这 项技术，13～14世纪先传到欧洲。1840年前后， 旋压技术又由约旦传到美国。
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
4）制品范围很广。根据旋压机的能力可以制作大直径 薄壁管材、特殊管材、变截面管材以及球形、半球形、椭 圆形、曲母线形以及带有阶梯和变化壁厚的几乎所有回转 体制件，如火箭、导弹和卫星的鼻锥和壳体；潜水艇渗透 密封环和鱼雷外壳；雷达反射镜和探照灯外壳；喷气发动 机整流罩和原动机零件；液压缸、压气机外壳和圆筒；涡 轮轴、喷管、电视锥、燃烧室锥体以及波纹管；
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
最古老旋压设备主要是由人力驱动，使用棒形工 具使坯料成形。后来又借助于水利和蒸汽动力驱 动。初级阶段，主要用于薄壳零件的批量生产； 因受限于操作者技术的熟练程度和体力，发展受 到制约。我国早期的工艺品制胎和铜铝制品曾采 用手工旋压成型。电动机的出现，使得旋压机的 主轴可以采用电机驱动，进而旋压工具也由原来 的木质擀棒逐渐改用金属旋轮，使得旋压技术有 了重大的突破，其应用范围和加工能力大大地扩 大和提高。在18世纪60年代末期，德国出现了第 一个金属旋压技术的专利。
3、旋压工艺的分类 按照旋压的变形特点，旋压工艺可分为普通旋压和强力旋压（变薄旋
压），简称普旋和强旋。普通旋压属材料形状改变，强力旋压属于材 料厚度变化。 按照旋压的变形条件，旋压工艺可分为热旋压和冷旋压两类。冷旋压 在室温状态下进行，热旋压则是将工件加热到一定温度下进行。热旋 压主要是用于塑性差的难成形材料及旋压变形量大的场合。 按照旋压件的形状特点，旋压工艺可分为筒形件旋压和异形件旋压两 类。由于旋压件都是在其自身的旋转运动中成形的，因此所有的旋压 件都是旋转体零件，例外的只是旋出母线的形状及其与旋转轴线的相 互位置关系不同而已。 由于旋压设备的自动化程度的不断提高，旋压工艺技术的不断改进， 使得旋压技术在原有基础上又派生出了多种旋压成型方法，例如：超 声波旋压法、通用芯模旋压法、斜扎式旋压法、多旋轮的错距旋压法、 劈开旋压法、射流旋压法等。
进加工工艺，广泛地应用于回转体零件的加工成
形中。是根据材料的塑性特点,将毛坯装卡在芯模
上并随之旋转，选用合理的旋压工艺参数，旋压
工具（旋轮或其他异形件）与芯模相对连续地进
给，依次对工件的极小部分施加变形压力,使毛坯
受压并产生连续逐点变形而逐渐成形工件的一种
先进塑性加工方法。
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介
5、旋压成形技术国内外的发展 我国旋压技术发展始于20世纪60年代初期，
先后有北京有色金属研究总院、北京航空工程研 究所、中国兵器工业第五五研究所等单位率先开 展旋压技术工艺和设备的研究。随后，兵器、航 空、航天、核工业、汽车等行业也陆续开展了旋 压技术研究与开发。据不完全统计，当前全国从 事旋压技术的单位不断增加，拥有旋压设备近千 台，从事旋压技术的人员数以千计。
7）在旋压过程中，由于被旋压坯料近似逐点变形，因 此，其中任何夹渣、夹层、裂纹、砂眼等缺陷很容易暴 露出来。这样旋压过程也附带起到了对制品的自动检验 的作用。
8）金属旋压与板材冲压相比较，金属旋压能大大简化 工艺所使用的装备，一些需要多次冲压的制件，旋压一 次即可制造出来。
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一、旋压的概念、特点、分类及发展简介