设计材料及加工工艺学课件
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金属材料加工工艺 ppt课件
可根据需要轧制各种断面形状的薄壁、多角度弯曲的型钢，广泛用于大型构件和壳体的成 型或造型，制作骨架或加强筋。
直径在5～9mm的轧制圆钢
规格为宽500～1500mm，长500～4000mm，分冷轧或热轧特厚钢板（厚度大于60mm）、厚 钢板（厚4～60mm）、薄钢板（厚0.2～4mm）。
热轧钢带厚2～6mm，宽为20～300mm，长度不小于4000mm，成卷供应。 冷轧钢带厚0.05～3mm，宽为5～200mm，长度不小于4000mm，成卷供应。
一合金钢的分类及牌号分类编号方法举例低合金高强度钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音首位字母q屈服强度的数值质量等级符号abcde三个部分按顺序排列q质量等级符号屈服强度rel数值nmm2屈服强度屈字汉语拼音首位字母合金结数字化学元素符号数字前面的数字表示钢的平均含碳量以万分之几表示
三、表面热处理
对于承受弯曲、扭转、冲击等动载荷，同时又承受强烈摩擦 的零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴等，一般要求表面具有高的强 度、硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部则应具有良好的综合机 械性能。
2.4 常用的黑色金属
金属种类繁多，通常把金属分为黑色金属和有色金属两大类。 黑色金属包括铁、锰、铬及它们的合金。工业产品设计中，应 用最广泛的金属材料主要是钢铁材料。钢是以铁碳合金为主要 构成，它包括碳素钢及合金钢两大类。
2.4.1 概述
自然界中，铁很少以纯铁状态出现，而是以称为铁矿石的化 合物形式出现。因此，钢的制取较复杂：先要将铁矿石在高炉 中用碳或一氧化碳还原得到生铁(C>2.11%)，这一过程称铁的 冶炼。然后将生铁与废钢在炼钢炉中炼成钢，这一过程称钢的 冶炼。常用的炼钢炉有平炉、转炉、电弧炉、电渣重熔炉等。
金属材料表面处理与装饰技术一般具有双重作用和功效。金 属材料表面处理及装饰的功效一方面是保护产品，即保护材质 表面所具有的光泽、色彩和肌理等而呈现出的外观美，并延长 产品的使用寿命，有效地利用材料资源；另一方面起到美化、 装饰产品的作用，使产品高雅含蓄，表面有更丰富的色彩、光 泽变化，更有节奏感和时代特征，从而有利于提高产品的商品 价值和竞争力。
钣金加工工艺介绍课堂课件.ppt
拉伸冲头或模具。 拉伸件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉
伸成形。 需多次拉伸的零件，应允许表面在拉伸过程中
可能产生的痕迹。 在保证装配要求的前提下，应该允许拉伸侧壁
有一定的倾斜度。
医药&医学
25
钣金加工工艺——成型
2.1.拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求:
D
d
如右图所示，拉伸件 底部与直壁之间的圆角 半径应大于板厚，即 r1≥t 。为了使拉伸进行 得更顺利，一般取 r1=(3~5)t，最大圆角 半径应小于或等于板厚 的8倍，即r1≤8t。
30
（图1.21）
钣金加工工艺——成型
2.6.圆形无凸缘拉伸件一次成形时，其高度与直 径的尺寸关系要求:
如右图所示，圆形无 凸缘拉伸件一次成形时， 高度H和直径d之比应 小于或等于0.4，即H/d ≤0.4。
医药&医学
31
钣金加工工艺——成型
2.7.拉伸件材料的厚度变化:
拉伸件由于各处所受应力大小各不相同，使拉伸后 的材料厚度发生变化。一般来说，底部中央保持原来 的厚度，底部圆角处材料变薄，顶部靠近凸缘处材料 变厚，矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。
5 5-6 7-9 9-10
折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置。局部弯曲某一段 边缘时，为了防止尖角处应力集中产生弯裂，可将弯曲线移 动一定距离，以离开尺寸突变处（图 a)，或开工艺槽（图 b)， 或冲工艺孔（图 c) 。注意图中的尺寸要求：S≥R ；槽宽k≥t； 槽深L≥ t+R+k/2。
工艺孔
k
医药&医学
19
L
钣金加工工艺——成型
当弯边侧边带有斜角的弯曲件时，侧面的最小高度为： h=（2～4）t＞3mm
伸成形。 需多次拉伸的零件，应允许表面在拉伸过程中
可能产生的痕迹。 在保证装配要求的前提下，应该允许拉伸侧壁
有一定的倾斜度。
医药&医学
25
钣金加工工艺——成型
2.1.拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求:
D
d
如右图所示，拉伸件 底部与直壁之间的圆角 半径应大于板厚，即 r1≥t 。为了使拉伸进行 得更顺利，一般取 r1=(3~5)t，最大圆角 半径应小于或等于板厚 的8倍，即r1≤8t。
30
（图1.21）
钣金加工工艺——成型
2.6.圆形无凸缘拉伸件一次成形时，其高度与直 径的尺寸关系要求:
如右图所示，圆形无 凸缘拉伸件一次成形时， 高度H和直径d之比应 小于或等于0.4，即H/d ≤0.4。
医药&医学
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钣金加工工艺——成型
2.7.拉伸件材料的厚度变化:
拉伸件由于各处所受应力大小各不相同，使拉伸后 的材料厚度发生变化。一般来说，底部中央保持原来 的厚度，底部圆角处材料变薄，顶部靠近凸缘处材料 变厚，矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。
5 5-6 7-9 9-10
折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置。局部弯曲某一段 边缘时，为了防止尖角处应力集中产生弯裂，可将弯曲线移 动一定距离，以离开尺寸突变处（图 a)，或开工艺槽（图 b)， 或冲工艺孔（图 c) 。注意图中的尺寸要求：S≥R ；槽宽k≥t； 槽深L≥ t+R+k/2。
工艺孔
k
医药&医学
19
L
钣金加工工艺——成型
当弯边侧边带有斜角的弯曲件时，侧面的最小高度为： h=（2～4）t＞3mm
高中通用技术第四章 材料、工具、工艺、模型制作 PPT课件
4.2工具与设备
一、木工工具及设备
在我们周围，到处可以看到木制品。木工是社会广 泛需要的一个技术工种。
（一）木工手工工具简介 锯子:
锯子是用来把木料锯断或锯 开的工具。锯子有多种，按其 主要用途可以分为橫锯、竖锯 和挖锯；按锯齿的大小可以分 为粗齿锯、中齿锯、和细齿锯 （适于比较细致的锯割）；按 其形状分则有框锯和板锯。
3.韧性 韧性是指材料抗冲击震动的性能。例如，玻璃的韧
性很差，易被敲碎。 4.硬度 硬度是指材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。例如，
制作切削工具用的钢材，其硬度就比较高。
4.1 材料
5.延展性 延展性是指材料接受折、锻、压等外力，被改变形状
或被延伸，而材料没有遭受破坏的性能。例如，铝的延 展性好，可以压制成盘、碗等，而木材则不能。
4.1 材料
各种金属材料在出厂前大都会做成不同的型材，即 其断面呈各种标准形状，以方便各种不同用途的使用。例 如圆形、管形、方形、直角形、工字形、槽形、板形、丁 字形等。
（三）塑料
塑料是现代广泛使用的人造材料，是一种石油化工产 品。有热塑性塑料和热固性塑料两大类。
4.1 材料
热塑性塑料的物态变化是可循环的。加热时， 固态塑料会软化、溶解而变为液态；冷却时，又 会恢复到原来的形态和硬度。此类塑料不易制作 高温材料的物品，仅可以做一般日用品和建筑用 品，如瓶类包装材料、水管等。
4.2工具与设备
凿子: 凿子有平凿和圆
凿等，主要用于凿 削榫眼或其他局部 形状的铲削。凿榫 眼的平凿按宽窄不 同分为多种规格， 一般按凿眼宽度需 要来选用合适规格 的凿子。
4.2工具与设备
其他工具: 斧头用来砍削木料，在
需要去掉较多毛料时使用， 钻子用来钻孔。常用的钻子 有牵钻和弓摇钻两种。弓摇 钻适用于钻较大的孔。两种 钻子都可以通过更换钻头来 改变钻孔的大小。木料钻孔 也可以使用手电钻和车床钻。
《产品设计手板工艺》课件
案例二：智能硬件手板
总结词
制作工艺简单、易于实现
详细描述
智能硬件手板的制作工艺相对简单，通常采用注塑或 3D打印等技术进行制作。这些技术易于实现，并且可 以快速制作出样品，缩短了产品的研发周期。
案例三：家居用品手板
总结词
外观要求高、细节处理到位
详细描述
家居用品手板注重外观和细节处理，需要对 手板的颜色、纹理、质感等方面进行精细的 处理，以确保手板的品质和美观度。同时， 家居用品手板的实用性也是需要考虑的重要
案例一：汽车模型手板
总结词
制作周期长、成本高
详细描述
由于汽车模型手板的复杂度和精度要 求都较高，因此其制作周期较长，成 本也相对较高。在制作过程中，需要 进行多次的打磨、涂装等工序，以确 保手板的品质和美观度。
案例二：智能硬件手板
总结词
功能测试、结构验证
详细描述
智能硬件手板主要用于功能测试和结构验证。通过制作手板，可以对智能硬件的各项功 能进行测试，验证其是否符合设计要求。同时，也可以对手板的外观、结构等方面进行
因素之一。
案例三：家居用品手板
要点一
总结词
材料环保、安全可靠
要点二
详细描述
家居用品手板所使用的材料需要符合环保要求，不能对人 体造成危害。同时，由于家居用品的使用频率较高，因此 其安全性也是需要考虑的重要因素之一。在制作过程中， 需要对手板的材料和结构进行安全评估和测试。
案例三：家居用品手板
总结词
汽车模型手板需要高精度的制作工艺，对细节的处理要求非常高。在制作过程中，需要对手板的表面处理、涂装 等方面进行精细的加工，以确保手板的品质和美观度。
案例一：汽车模型手板
总结词
5.3材料与制造工艺-高中通用技术必修《技术与设计1》课件
(一）天然材料
天然材料是指不改变其在自然界中保持的状态，或只施加低度加工的材料，如木材、竹材、棉、 毛、皮革、石材等（图5-22)。
(二）加工材料
加工材料是指自然界存在的、不能直接使用的,或者自然界不存在的，需要经过人为加工或合 成后才能使用的材料。如金属、玻璃、尼龙、塑料、橡胶等(图5-23）。
(3）塑件接合及装配:把塑料件接合起来的方法有焊接和粘接等。用黏合、焊接以及 机械连接等方法，将制成的塑料件组装成完整制品。
(4）机械加工:用于制造尺寸精确或数量不多的塑料制品，也作为成型的塑料加工辅 助工序。对塑料进行机械加工时，所用刀具及其切削速度等都要适应塑料热导性差、 热膨胀系数低的特点。常用机械加工方法有锯、剪、冲、刨、钻、磨、抛光、螺纹加 工等。
技术探究
材料除了可以按其来源进行分类外，还可以按照材料的物质结构、形态进行分类。请查阅相关资料，对 材料进行分类，并将分类的结果与同学进行交流。
二、材料的性能
材料的性能可以分为物理性能、化学性能和加工性能等。材料的物理性能主要包括与外力有关 的性能、与温度有关的性能和与电有关的性能，其中，与外力有关的性能通常又称为材料的机 械性能或力学性能。材料的化学性能是指材料对外界接触物的耐受性，也就是化学稳定性。在 一般的工程领域，材料的机械性能与设计工作的关系甚为密切，最基本的有以下几种。
教材p83-p94
第三节 材料与制造工艺
在完成产品深化设计之后，设计人员还需要了解材料的具体特性及其制造工艺，这是确定设计 方案的一个重要环节。
技术探究
当你为你的设计选择材料时，首先会考虑什么材料适合做这个产品。例如，雨伞伞面的布料需要有良好 的防水性、延展性和弹性;灯罩的面料需要有较好的光线穿透性，防触电并起到保护眼睛的作用。除此之 外，还要考虑美学特征。 以下是我们生活中常用的物品(图5-21)，你能将制造它们所用的材料一一列出来吗?
天然材料是指不改变其在自然界中保持的状态，或只施加低度加工的材料，如木材、竹材、棉、 毛、皮革、石材等（图5-22)。
(二）加工材料
加工材料是指自然界存在的、不能直接使用的,或者自然界不存在的，需要经过人为加工或合 成后才能使用的材料。如金属、玻璃、尼龙、塑料、橡胶等(图5-23）。
(3）塑件接合及装配:把塑料件接合起来的方法有焊接和粘接等。用黏合、焊接以及 机械连接等方法，将制成的塑料件组装成完整制品。
(4）机械加工:用于制造尺寸精确或数量不多的塑料制品，也作为成型的塑料加工辅 助工序。对塑料进行机械加工时，所用刀具及其切削速度等都要适应塑料热导性差、 热膨胀系数低的特点。常用机械加工方法有锯、剪、冲、刨、钻、磨、抛光、螺纹加 工等。
技术探究
材料除了可以按其来源进行分类外，还可以按照材料的物质结构、形态进行分类。请查阅相关资料，对 材料进行分类，并将分类的结果与同学进行交流。
二、材料的性能
材料的性能可以分为物理性能、化学性能和加工性能等。材料的物理性能主要包括与外力有关 的性能、与温度有关的性能和与电有关的性能，其中，与外力有关的性能通常又称为材料的机 械性能或力学性能。材料的化学性能是指材料对外界接触物的耐受性，也就是化学稳定性。在 一般的工程领域，材料的机械性能与设计工作的关系甚为密切，最基本的有以下几种。
教材p83-p94
第三节 材料与制造工艺
在完成产品深化设计之后，设计人员还需要了解材料的具体特性及其制造工艺，这是确定设计 方案的一个重要环节。
技术探究
当你为你的设计选择材料时，首先会考虑什么材料适合做这个产品。例如，雨伞伞面的布料需要有良好 的防水性、延展性和弹性;灯罩的面料需要有较好的光线穿透性，防触电并起到保护眼睛的作用。除此之 外，还要考虑美学特征。 以下是我们生活中常用的物品(图5-21)，你能将制造它们所用的材料一一列出来吗?
《材料加工新技术》PPT课件
63
• 福特公司汽车结构用5754铝合金板哈兹列特工艺和 直冷铸锭热轧工艺性能对比
64
65
钢的薄带连铸
作为生产扁平材的近终形连铸技术，带钢连铸工艺生产的 钢带较之薄板坯连铸更接近于最终产品的形状，也就是连铸 带钢更薄一些。 它可将钢水直接浇铸出1～10mm厚的钢带，不经热轧或稍 经热轧（1～2个机架），即可进行冷轧，而产品的性能和质 量仍可与常规生产的产品相媲美。 薄带连铸能大大降低基建投资和生产成本，是当今钢铁工业 令人关注的新工艺，也是最热门的研究课题之一。
• 哈兹列特工艺.节能、减排，有利于可持续发展 .加快我国 铝加工业的技术进步和产业结构升级。
• 车身铝合金化,减轻汽车自重.提高燃油效率,减少污染.有利 于缓解能源,环保,安全三大问题.
• 降低成本.提高性能.
<<返 回
37
万吨
全国年度原铝(电解铝)产量(万吨)
1400 1200 1000
800 600 400 200
7
材料加工新技术之一
近终形成型技术
8
连铸出的直接为坯，不再需要初轧开坯!
连铸技术
连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转 炉后又一次重大的技术革命。它取消了传统模铸中的初 轧开坯工序，具有节约能源、降低消耗、节省投资、机 械化和自动化程度高等优点，已成为现代钢铁企业广泛 应用的生产技术。目前不少发达国家已实现全连铸。一 个国家的连铸水平已成为衡量这个国家钢铁生产水平的 重要标志。90年代初，中国连铸比仅为30%，到2000年， 中国连铸比已达85.3%，到2007年，中国连铸比已跃至 96.95%，达到国际先进水平。
74
侧封堰
浸入式水口 铸辊
钢液 薄带产品
• 福特公司汽车结构用5754铝合金板哈兹列特工艺和 直冷铸锭热轧工艺性能对比
64
65
钢的薄带连铸
作为生产扁平材的近终形连铸技术，带钢连铸工艺生产的 钢带较之薄板坯连铸更接近于最终产品的形状，也就是连铸 带钢更薄一些。 它可将钢水直接浇铸出1～10mm厚的钢带，不经热轧或稍 经热轧（1～2个机架），即可进行冷轧，而产品的性能和质 量仍可与常规生产的产品相媲美。 薄带连铸能大大降低基建投资和生产成本，是当今钢铁工业 令人关注的新工艺，也是最热门的研究课题之一。
• 哈兹列特工艺.节能、减排，有利于可持续发展 .加快我国 铝加工业的技术进步和产业结构升级。
• 车身铝合金化,减轻汽车自重.提高燃油效率,减少污染.有利 于缓解能源,环保,安全三大问题.
• 降低成本.提高性能.
<<返 回
37
万吨
全国年度原铝(电解铝)产量(万吨)
1400 1200 1000
800 600 400 200
7
材料加工新技术之一
近终形成型技术
8
连铸出的直接为坯，不再需要初轧开坯!
连铸技术
连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转 炉后又一次重大的技术革命。它取消了传统模铸中的初 轧开坯工序，具有节约能源、降低消耗、节省投资、机 械化和自动化程度高等优点，已成为现代钢铁企业广泛 应用的生产技术。目前不少发达国家已实现全连铸。一 个国家的连铸水平已成为衡量这个国家钢铁生产水平的 重要标志。90年代初，中国连铸比仅为30%，到2000年， 中国连铸比已达85.3%，到2007年，中国连铸比已跃至 96.95%，达到国际先进水平。
74
侧封堰
浸入式水口 铸辊
钢液 薄带产品
数控加工工艺教程PPT课件
总结
数控加工工艺的发展历程
从传统的手动加工到现代的数控加工， 技术的不断进步使得加工效率和精度 得到了显著提升。
数控加工工艺的应用领域
从机械制造到航空航天，数控加工工 艺在各个领域都得到了广泛应用，为 产业的发展做出了巨大贡献。
数控加工工艺的基本原理
介绍了数控加工工艺的基本原理，包 括数字控制技术、加工参数设置、加 工路径规划等方面的知识。
工件装夹
冷却液使用
工件装夹是数控加工中的重要环节，合理 的装夹方式可以减少加工误差，提高加工 精度。
冷却液在数控加工中起到冷却、润滑和清 洗的作用，可以有效降低切削温度，减少 刀具磨损，提高加工表面质量。
03 数控加工工艺流程
零件图工艺分析
总结词
零件图工艺分析是数控加工的第一步，主要对零件图样进行审查，确保其符合加 工要求。
数控编程的基本概念
01 02
数控编程定义
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，它是以零件图样为基础， 根据零件的工艺要求，利用数控编程语言，按照规定的格式和标准，编 写零件的加工程序的过程。
数控编程的步骤
分析零件图样、确定加工工艺、建立数学模型、编写加工程序、程序校 验与修改。
03
数控编程的方法
模具类零件的数控加工实例
总结词：质量保障
详细描述：在模具类零件的数控加工中，质量保障是非常重要的。为了提高加工质量和效率，可以采 用先进的测量和控制技术，如三坐标测量机、激光干涉仪等，对工件进行精确测量和误差补偿；同时 ，要加强生产过程的监控和管理，确保各道工序的加工质量和稳定性。
07 总结与展望
详细描述
数控加工中常用的刀具种类包括铣刀、钻头、车刀、铰刀等，每种刀具都有不同的切削原理和应用范 围。在选择刀具时，需要考虑刀具的材料、切削刃的几何形状、切削用量和刀具使用寿命等因素，以 确保加工质量和效率。
钣金加工工艺介绍PPT课件
的加工。
剪钣机 毛刺产生少；效率高；成本低；一般用于毛坯料的剪裁； 例如：批量加工门板时剪裁外形；普冲冲四角及孔。
8
折弯工序
了解数控折弯机的加工原理。 了解不同板厚折弯更换不同V型槽下模。 了解折弯机上模形状及上模R角。 了解折弯机折圆弧的方法及工具。 了解折弯机的设备限制因素。 了解不同板厚的最小折弯尺寸。 了解折弯孔到边的最小尺寸，孔是否会拉变形。 了解折弯机的X、Y、Z的行程加工范围。 了解折弯的压段差、压线、压死边的加工方法。
张数。其它外购件应注明型号、规格，供
1、
应厂家，联系电话，或要求客户提供样品， 并尽可能落实到供货价格。
展开系数按本企业规定进行，特殊 情况应试折后确定。
物料BOM表制定 钣金件图纸展开
物料请购 NC编程
须清楚，必要时应注明关
键尺寸，检验方法，检具编码等。
工艺流程
工艺文件发放
审核、会签
现场跟踪
2
钣金件图纸展开
一.展开图绘制步骤: 审图 建立文档 确定图框 图面展开 调整比例 打印出图 检查 附加说明 标注尺寸 二.展开图绘制方法: a. PRO/E自动展开 b.拼凑法 c.中性层法 d.对称法 e.特征点法 三.展开图注意事项: a. 图纸展开方式要合理,尽可能减少不必要的工序及考虑加工方便性; b. 合理选择公差,考虑喷粉和烤漆膜厚; c. 毛刺方向向下; d. 合理选择刀具; e. 抽牙,压铆,冲凸,冲桥等位置和方向必须明确,必要时画出剖视图; f. 门板\盒体类料件需合理选择包边关系,包边间隙要合理; g. 当一个料件分为几件时,需开焊接定位口,并画出折弯示意图; h. 对于折弯复杂之工件需画出折弯线或折弯示意图; i. 当不是按标准槽展开时,需注明所用槽宽; j. 图框选择需合理,一个图框中只放一个展开图; k. 展开图上孔多的不同孔位需加字母区别; l. 尺寸标注需齐全,对于重点检验尺寸和冲凸\冲桥等定位尺寸一定不能漏标; m. 所有标注字体为标准图框默认字体,字高统一高度为3mm; n. 尺寸标注的位置放置需合理\整齐; o. 需下料工件外形一定需放在“0”层,其它辅助线和注示放在另外相应的图层中;标明拉丝方向;
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双格陶调色盒 绘画用具 高6.5厘米新 石器时代马家窑文化
唐代的越窑青 瓷和邢窑白瓷、 唐三彩。
宋代的高温色釉 及碎纹釉、铁系花 釉，如兔豪、油滴、 玳瑁斑等。
明清时期的青花、粉 彩、祭红、郎窑红等产 品都是我国陶瓷史上光 彩夺目的明珠。
4.1.2 陶瓷的分类
（1）按材料分类：
分为普通陶瓷 （传统陶瓷）
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 820.12. 811:56:4311:5 6:43De cember 8, 2020
•
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月8日上 午11时 56分20 .12.820 .12.8
•
扩展市场，开发未来，实现现在。202 0年12 月8日星 期二上 午11时 56分43 秒11:5 6:4320. 12.8
大部分陶瓷是通过粉体成型和高温烧结来成形的。陶瓷所用原料，首先是保证陶瓷制 品的各结构物的生成，其次是必须具有加工所需的各工艺性能。
• 普通陶瓷所需原料可归纳为三大类，即具有可塑性的粘土类原料、 具有非可塑性的石英类原料（瘠性原料）和熔剂原料。
• 除了上述普通陶瓷所需的三大原料外，陶瓷釉料还常常需用各种 特殊的熔剂原料，包括采用各种化工原料。
12.3.2 陶瓷成型
（1）可塑成型法
• 旋坯 • 滚压法 • 挤压（做管、棒） • 拉坯（车坯） • 雕塑与印坯 • 工业上使用最较多的是旋压和滚压两种
旋压和滚压
拉坯
（2）注浆法和干压法
有空心注浆法、实心注浆法、压力注浆和离心注浆法
空心注浆法示意图
实心注浆法示意图
手工陶艺
普京制陶 手工制碗
•
天生我材必有用，千金散尽还复来。1 1:56:43 11:56:4 311:56 12/8/20 20 11:56:43 AM
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 12.811:56:4311 :56Dec -208-D ec-20
•
得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。11:56:4311:5 6:4311:56Tues day , December 08, 2020
设计方案要求
• 1、产品的名称； • 2、产品设计图和效果图； • 3、产品的功用和工作参数；产品的造价大概是多少？ • 4、选用什么材料，为什么选用这种材料，选用该材料的优缺点； • 5、所选用材料的性能和可以进行的加工成型方法； • 6、选用何种成型方法，为什么？该成型方法的加工特点和优缺点； • 7、产品的表面处理有哪些？你选用哪种表面处理方法？为什么？该
12.1.1 陶瓷的发展历史
人类的材料文明同火有着密切的联系，据说人类在用火是发 现被烧的黏土特别硬而发明了陶器；而在烧制陶器过程中，发 现还原出的铜，而发明了冶炼铜，进而有了冶炼铁。
袋足内模 制陶工具 新石器时 代陕西龙 山文化
中国是世界上历史悠久的文明古国之一，陶瓷 生产有着悠久的历史和光辉的成就。制陶技艺的 产生可追溯到4500年至2500年以前的时代。
（3）干压法
干压成型是利用压力，将干粉坯料在模中加压成致密坯体的一种成型方法。干压 成型、等静压成型和热压成型，都是新出现的成型方法。其中干压成型过程简单，产量 大，缺陷少，并便于机械化，对成型形状简单的小型坯体，有广泛的应用价值。由于干 压成型的坯料水分少，压力大，坯体致密，因此能获得收缩小，形状准确，易于干燥的 生坯。
CaAs、CdTe
SiO2 WO3 ZnFe2O、γ-Fe2O3 SrO．6 Fe2O3 CdS、Ca2Sx VO2、NiO LaB6、BaO
用途 集成电路基板 热敏电阻 振荡器 电容器 激光 红外线窗口 光导纤维 显示器 磁带、各种高频磁心 电声器件、仪表及控制器件的磁芯 太阳电池 温度传感器 热阴极
4.3 陶瓷的加工工艺
陶瓷的加工工艺；将陶瓷原料按一定比例配制、混合，经成型和表面处理后烧制而成。 常用的成型方法有两种：一种是半干法成型，另一种是浇注法。 焙烧陶瓷的窑炉常用辊道窑、隧道窑。用半干法成型的陶瓷面砖的典型生产工艺。
半干法成型的陶瓷砖生产工艺
12.3 陶瓷的加工工艺
12.3.1 原料配制
瓷器的坯体致密，基本上不吸水，有一定的半透明性，有釉层， 比陶 器烧结度高。
根据陶瓷的颜色和吸水率大小不同，普通陶瓷又可分为陶器、炻器、瓷 器。介于陶器与瓷器之间的一类产品，国外通称炻器，也有称为半瓷。具体 内容详见下表。
陶瓷制品的分类表 1
名称
特点
颜色 吸水率（%）
主要制品
粗陶器
带色
＞10 日用缸器、砖、瓦
12.2 陶瓷的基本性能
主要性能指标有：强度、硬度、热性能、电导率、绝缘强度、白度、透 光度、光泽度、化学性能、气孔率、吸水率等
显著特征
• 具高熔点、高硬度、高化学稳定性； • 耐高温、耐氧化、耐腐蚀。 • 密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。 • 易碎
性能
(1)硬度 是各类材料中最高的。（高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷 1000-5000HV） (2)刚度：是各类材料中最高的 （塑料1380MN/m2，钢207000MN/m2) (3)强度：理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。 （E/1000--E/100）。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐拉（抗拉强度很低， 比抗压强度低一个数量级）较高的高温强度。 (4) 塑性： 在室温几乎没有塑性。 (5) 韧性：差，脆性大。是陶瓷的最大缺点。 (6) 热膨胀性：低。导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K） (7) 热稳定性：抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂所能承受的最高 温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷220℃） (8) 化学稳定性：耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐） (9) 导电性：大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（NiO，Fe3O4等） (10)其它：不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。
干压成型常用于特种陶瓷的生产。
成型后的坯体经干燥、装饰、上釉和焙烧工艺后制成产品。
a)单向加压
干压成形
b)双向加压图
12.3.3 上 釉
所谓釉是指附着于陶瓷坯体 表面的连续玻璃质层。釉料是 在坯体烧结的温度下成熟。陶 瓷施釉的目的在于改善坯体的 表面性能，提高力学强度。
上釉
上釉分釉下彩和釉上彩。
•
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20. 12.8202 0年12 月8日星 期二11 时56分 43秒20 .12.8
谢谢大家！
日用陶瓷 建筑陶瓷 绝缘陶瓷 化工陶瓷 多孔陶瓷
陶瓷
特种陶瓷 （现代陶瓷）
金属陶瓷 导电陶瓷 压电陶瓷 超导陶瓷 耐酸陶瓷 半导体陶瓷
（2）按制品特性分类：
陶瓷是陶器与瓷器两大类产品的总称。传统的陶瓷材料是用粘土及其它 天然矿物原料经粉碎加工、成型、煅烧等生成。陶器通常有一定吸水率，断 面粗糙无光，不透明，敲之声粗哑，有的无釉，有的施釉。
设计材料及加工工艺
王智敏
2020/12/8
第十二讲 陶瓷及加工工艺
目录
12.1 陶瓷概述 12.2 陶瓷材料的基本性能 12.3 陶瓷的加工工 12.4 设计常用的陶瓷材料 12.5 陶瓷在设计中的应用
12.1 陶瓷概述
“陶瓷”为无机非金属材料，是人类利用黏土矿物或岩 石等多种天然资源，经过火烧制成功的技术成果。它与人 类历史文明有着十分密切的关系，尤其是我们瓷器的发明 及其工艺和技术的辉煌成就，对于人类文化都曾做出过很 大的贡献。
陶瓷制品的分类表 2
名称
高铝质瓷 镁质瓷 锆质瓷 特 钛质瓷 种 磁性瓷 瓷 电子陶瓷 金属陶瓷
其他
特点 耐高频、高强度、低介电损失
高强度、高熔点、高韧性、抗氧 化
主要制品 硅线石瓷、刚玉瓷等
钛酸钡、钛酸锶、金红石瓷 铁淦氧瓷、镍锌磁性瓷
铁、镍、钴金属陶瓷，如火 氧化物、碳化物、硅化物瓷 等
种类 介电陶瓷
方法的优缺点有什么？ • 8、你对该产品的设计理念是什么？ • 9、你对该产品的功能和美学是如何结合和统一的？使用了哪些美学
原理？ • 10、总字数不小于3000字。
•
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12. 820.12. 8Tuesd ay , December 08, 2020
光学陶瓷 磁性陶瓷 半导体陶瓷
常用功能陶瓷的组成、特性及应用
性能特征 绝缘性 热电性 压电性 强介电性
荧光、发光性 红外透过性
高透明度 电发色效应
软磁性 硬磁性 光电效应 阻抗温度变化效应 热电子放射效应
主要组成
Al2O3、Mg2SiO4 PbTiO3、BaTiO3 PbTiO3、LiNbO3
BaTiO3 Al2O3CrNd玻璃
特种陶瓷
氧化物陶瓷 非氧化物陶瓷 玻璃陶瓷 功能陶瓷
4.5 陶瓷应用实例
陶瓷材料的发展，不仅像以往那样生活实用器皿，摆设的工艺品，而且大量制成 建筑用材，用于各种不同的工艺结构和艺术形式的大型壁画、雕刻和室内外的景观， 其工艺效果与艺术魅力是其它材料望尘莫及的，是一个既传统、又崭新的无限广阔的 艺术领域。见以下实例：
精陶器
石灰质长 石质
白色 白色
炻器 瓷器
粗炻器细 炻器
长石瓷 绢云母瓷 滑石瓷 骨灰瓷
白或 色
白色 白色 白色 白色
18~22 9~12
4~8 ＜1
＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5
日用器皿、卫生陶瓷、装饰釉砖面
缸器、建筑外墙砖、锦砖、地砖 日用器皿、化工及电器工业用品、瓷质 砖
日用餐茶具、陈设瓷、高低压电瓷 日用餐茶具、美术用品 日用餐茶具、美术用品 日用餐茶具、美术用品
唐代的越窑青 瓷和邢窑白瓷、 唐三彩。
宋代的高温色釉 及碎纹釉、铁系花 釉，如兔豪、油滴、 玳瑁斑等。
明清时期的青花、粉 彩、祭红、郎窑红等产 品都是我国陶瓷史上光 彩夺目的明珠。
4.1.2 陶瓷的分类
（1）按材料分类：
分为普通陶瓷 （传统陶瓷）
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 820.12. 811:56:4311:5 6:43De cember 8, 2020
•
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月8日上 午11时 56分20 .12.820 .12.8
•
扩展市场，开发未来，实现现在。202 0年12 月8日星 期二上 午11时 56分43 秒11:5 6:4320. 12.8
大部分陶瓷是通过粉体成型和高温烧结来成形的。陶瓷所用原料，首先是保证陶瓷制 品的各结构物的生成，其次是必须具有加工所需的各工艺性能。
• 普通陶瓷所需原料可归纳为三大类，即具有可塑性的粘土类原料、 具有非可塑性的石英类原料（瘠性原料）和熔剂原料。
• 除了上述普通陶瓷所需的三大原料外，陶瓷釉料还常常需用各种 特殊的熔剂原料，包括采用各种化工原料。
12.3.2 陶瓷成型
（1）可塑成型法
• 旋坯 • 滚压法 • 挤压（做管、棒） • 拉坯（车坯） • 雕塑与印坯 • 工业上使用最较多的是旋压和滚压两种
旋压和滚压
拉坯
（2）注浆法和干压法
有空心注浆法、实心注浆法、压力注浆和离心注浆法
空心注浆法示意图
实心注浆法示意图
手工陶艺
普京制陶 手工制碗
•
天生我材必有用，千金散尽还复来。1 1:56:43 11:56:4 311:56 12/8/20 20 11:56:43 AM
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 12.811:56:4311 :56Dec -208-D ec-20
•
得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。11:56:4311:5 6:4311:56Tues day , December 08, 2020
设计方案要求
• 1、产品的名称； • 2、产品设计图和效果图； • 3、产品的功用和工作参数；产品的造价大概是多少？ • 4、选用什么材料，为什么选用这种材料，选用该材料的优缺点； • 5、所选用材料的性能和可以进行的加工成型方法； • 6、选用何种成型方法，为什么？该成型方法的加工特点和优缺点； • 7、产品的表面处理有哪些？你选用哪种表面处理方法？为什么？该
12.1.1 陶瓷的发展历史
人类的材料文明同火有着密切的联系，据说人类在用火是发 现被烧的黏土特别硬而发明了陶器；而在烧制陶器过程中，发 现还原出的铜，而发明了冶炼铜，进而有了冶炼铁。
袋足内模 制陶工具 新石器时 代陕西龙 山文化
中国是世界上历史悠久的文明古国之一，陶瓷 生产有着悠久的历史和光辉的成就。制陶技艺的 产生可追溯到4500年至2500年以前的时代。
（3）干压法
干压成型是利用压力，将干粉坯料在模中加压成致密坯体的一种成型方法。干压 成型、等静压成型和热压成型，都是新出现的成型方法。其中干压成型过程简单，产量 大，缺陷少，并便于机械化，对成型形状简单的小型坯体，有广泛的应用价值。由于干 压成型的坯料水分少，压力大，坯体致密，因此能获得收缩小，形状准确，易于干燥的 生坯。
CaAs、CdTe
SiO2 WO3 ZnFe2O、γ-Fe2O3 SrO．6 Fe2O3 CdS、Ca2Sx VO2、NiO LaB6、BaO
用途 集成电路基板 热敏电阻 振荡器 电容器 激光 红外线窗口 光导纤维 显示器 磁带、各种高频磁心 电声器件、仪表及控制器件的磁芯 太阳电池 温度传感器 热阴极
4.3 陶瓷的加工工艺
陶瓷的加工工艺；将陶瓷原料按一定比例配制、混合，经成型和表面处理后烧制而成。 常用的成型方法有两种：一种是半干法成型，另一种是浇注法。 焙烧陶瓷的窑炉常用辊道窑、隧道窑。用半干法成型的陶瓷面砖的典型生产工艺。
半干法成型的陶瓷砖生产工艺
12.3 陶瓷的加工工艺
12.3.1 原料配制
瓷器的坯体致密，基本上不吸水，有一定的半透明性，有釉层， 比陶 器烧结度高。
根据陶瓷的颜色和吸水率大小不同，普通陶瓷又可分为陶器、炻器、瓷 器。介于陶器与瓷器之间的一类产品，国外通称炻器，也有称为半瓷。具体 内容详见下表。
陶瓷制品的分类表 1
名称
特点
颜色 吸水率（%）
主要制品
粗陶器
带色
＞10 日用缸器、砖、瓦
12.2 陶瓷的基本性能
主要性能指标有：强度、硬度、热性能、电导率、绝缘强度、白度、透 光度、光泽度、化学性能、气孔率、吸水率等
显著特征
• 具高熔点、高硬度、高化学稳定性； • 耐高温、耐氧化、耐腐蚀。 • 密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。 • 易碎
性能
(1)硬度 是各类材料中最高的。（高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷 1000-5000HV） (2)刚度：是各类材料中最高的 （塑料1380MN/m2，钢207000MN/m2) (3)强度：理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。 （E/1000--E/100）。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐拉（抗拉强度很低， 比抗压强度低一个数量级）较高的高温强度。 (4) 塑性： 在室温几乎没有塑性。 (5) 韧性：差，脆性大。是陶瓷的最大缺点。 (6) 热膨胀性：低。导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K） (7) 热稳定性：抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂所能承受的最高 温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷220℃） (8) 化学稳定性：耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐） (9) 导电性：大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（NiO，Fe3O4等） (10)其它：不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。
干压成型常用于特种陶瓷的生产。
成型后的坯体经干燥、装饰、上釉和焙烧工艺后制成产品。
a)单向加压
干压成形
b)双向加压图
12.3.3 上 釉
所谓釉是指附着于陶瓷坯体 表面的连续玻璃质层。釉料是 在坯体烧结的温度下成熟。陶 瓷施釉的目的在于改善坯体的 表面性能，提高力学强度。
上釉
上釉分釉下彩和釉上彩。
•
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20. 12.8202 0年12 月8日星 期二11 时56分 43秒20 .12.8
谢谢大家！
日用陶瓷 建筑陶瓷 绝缘陶瓷 化工陶瓷 多孔陶瓷
陶瓷
特种陶瓷 （现代陶瓷）
金属陶瓷 导电陶瓷 压电陶瓷 超导陶瓷 耐酸陶瓷 半导体陶瓷
（2）按制品特性分类：
陶瓷是陶器与瓷器两大类产品的总称。传统的陶瓷材料是用粘土及其它 天然矿物原料经粉碎加工、成型、煅烧等生成。陶器通常有一定吸水率，断 面粗糙无光，不透明，敲之声粗哑，有的无釉，有的施釉。
设计材料及加工工艺
王智敏
2020/12/8
第十二讲 陶瓷及加工工艺
目录
12.1 陶瓷概述 12.2 陶瓷材料的基本性能 12.3 陶瓷的加工工 12.4 设计常用的陶瓷材料 12.5 陶瓷在设计中的应用
12.1 陶瓷概述
“陶瓷”为无机非金属材料，是人类利用黏土矿物或岩 石等多种天然资源，经过火烧制成功的技术成果。它与人 类历史文明有着十分密切的关系，尤其是我们瓷器的发明 及其工艺和技术的辉煌成就，对于人类文化都曾做出过很 大的贡献。
陶瓷制品的分类表 2
名称
高铝质瓷 镁质瓷 锆质瓷 特 钛质瓷 种 磁性瓷 瓷 电子陶瓷 金属陶瓷
其他
特点 耐高频、高强度、低介电损失
高强度、高熔点、高韧性、抗氧 化
主要制品 硅线石瓷、刚玉瓷等
钛酸钡、钛酸锶、金红石瓷 铁淦氧瓷、镍锌磁性瓷
铁、镍、钴金属陶瓷，如火 氧化物、碳化物、硅化物瓷 等
种类 介电陶瓷
方法的优缺点有什么？ • 8、你对该产品的设计理念是什么？ • 9、你对该产品的功能和美学是如何结合和统一的？使用了哪些美学
原理？ • 10、总字数不小于3000字。
•
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12. 820.12. 8Tuesd ay , December 08, 2020
光学陶瓷 磁性陶瓷 半导体陶瓷
常用功能陶瓷的组成、特性及应用
性能特征 绝缘性 热电性 压电性 强介电性
荧光、发光性 红外透过性
高透明度 电发色效应
软磁性 硬磁性 光电效应 阻抗温度变化效应 热电子放射效应
主要组成
Al2O3、Mg2SiO4 PbTiO3、BaTiO3 PbTiO3、LiNbO3
BaTiO3 Al2O3CrNd玻璃
特种陶瓷
氧化物陶瓷 非氧化物陶瓷 玻璃陶瓷 功能陶瓷
4.5 陶瓷应用实例
陶瓷材料的发展，不仅像以往那样生活实用器皿，摆设的工艺品，而且大量制成 建筑用材，用于各种不同的工艺结构和艺术形式的大型壁画、雕刻和室内外的景观， 其工艺效果与艺术魅力是其它材料望尘莫及的，是一个既传统、又崭新的无限广阔的 艺术领域。见以下实例：
精陶器
石灰质长 石质
白色 白色
炻器 瓷器
粗炻器细 炻器
长石瓷 绢云母瓷 滑石瓷 骨灰瓷
白或 色
白色 白色 白色 白色
18~22 9~12
4~8 ＜1
＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5
日用器皿、卫生陶瓷、装饰釉砖面
缸器、建筑外墙砖、锦砖、地砖 日用器皿、化工及电器工业用品、瓷质 砖
日用餐茶具、陈设瓷、高低压电瓷 日用餐茶具、美术用品 日用餐茶具、美术用品 日用餐茶具、美术用品