材料成形1(绪论)
材料成型工艺教学大纲
材料成型工艺MaterialFormingTechnology课程编号：07310060学分：6学时：90(其中：讲课学时：78实验学时：12上机学时：0)先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础适用专业：材料成型及控制工程教材：《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月第1版《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社2010年3月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。
本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。
通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。
为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。
二、课程的基本内容及要求第一篇液态成型工艺绪论1基本内容金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。
2教学要求了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。
3重难点液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。
第一章零件结构的铸造工艺性分析1基本内容(1)常用铸造方法的选择；(2)砂型铸造零件结构的工艺性分析；(3)特种铸造零件结构的工艺性分析。
2教学要求(1)了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据(2)掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；(3)熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。
3重难点铸造工艺性分析的方法和思路。
第二章砂型铸造工艺方案的确定1基本内容(1)工艺设计内容及流程；(2)砂型铸造工艺方案确定的基本原理；2教学要求(1)熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；(2)掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。
3重难点(1)生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；(2)分型面及浇注位置的确定。
材料成型工艺教学大纲
《材料成型工艺》课程教学大纲开课学期：第四学期课程性质：学科基础课先修课程：材料成形原理，材料力学，机械设计实践（实训、实习）课时：29课时适合专业：环境艺术设计专业一、课程的目的与任务本课程是材料成形及控制工程专业的专业基础课。
通过该课程的学习，使学生掌握金属材料成形工艺的基础理论知识、工艺规程的制订。
学生在完成本课程的全部教学环节后，应达到：1) 掌握金属材料成形工艺的基本理论知识，具有制定一般零件的工艺流程设计的能力。
2) 能够分析零件结构设计工艺性，确定零件成形工序，懂得工艺设计及相应计算。
2)能够使用有关设计手册和参考资料。
二、理论教学要求绪论1) 砂型与砂芯制造2)铸造工艺方案的拟定3)浇注系统设计与计算掌握浇注系统组元及其作用，浇注系统类型及其选择；掌握计算阻流截面的水力学公式和浇注系统设计与计算。
4 ）冒口、冷铁与铸肋了解冒口的补缩原理；掌握冒口的设计与计算方法；了解冷铁与铸肋设计和典型铸造工艺分析实例。
5 ）模锻工艺6）锻模设计7 ）电弧焊掌握点焊、缝焊和闪光对焊原理特点应用；初步了解高频焊、摩擦焊、钎焊原理及应用。
三、实践教学要求实验项目的设置及学时分配实验学时 9应开实验项目个数 3序号实验项目名称实验要求学时分配实验类型备注 1 浇注系统水模拟实验必做 2 塑性成形实验必做 3 CO2气体保护焊工艺实验必四、学时分配序号课程内容学时分配讲课实验上机课外小计 1 绪论1 12 第一章砂型与砂芯制造 2 23 第二章铸造工艺方案的拟定4 4 4 第三章浇注系统设计综合实验 6 3 95 第四章冒口，冷铁与铸筋4 4 6 铸造工艺分析实例 2 2 7 第五章模锻工艺 4 4 8 第六章锻模设计 2 2 9 第七章板料冲压实验 10 3 13 10 冲压工艺分析与模具设计实例 2 2 11 第八章电弧焊，CO2气体保护焊工艺实验8 3 11 12 第九章压力焊与钎焊五、课程有关说明1. 学习本课程应先修完机械制造基础、材料工程基础、传热学，材料成形原理、生产实习等课程。
金属塑性成形原理
表1-1 塑性成形方法分类表1-2 五大基本加工方法的分类第 一 章 绪 论一、金属塑性成形的特点与地位金属塑性成形是金属加工的重要方法之一。
它是指金属工件在工具外力（主要是压力）的作用下，产生塑性变形，从而达到要求的形状、尺寸和性能的加工过程。
因此，也把塑性成形称为塑性加工或压力加工。
金属塑性成形与其它加工方法相比，主要具有如下优点：1. 能改善组织性能。
如减轻偏析、致密结构、细化晶粒等，从而提高材料的综合力学性能。
2. 金属废屑少。
因塑性成形主要靠金属塑性状态下的体积转移，故不需切除大量的多余金属，所以金属收得率较高。
3. 生产率高。
这体现在塑性成形可采用高的加工速度，以及可采用连续式（非周期式）的生产方式。
因此特别适用于大批量生产。
由于上述优点，占产钢总量90%以上的钢制品都要经过塑性成形加工过程，其产品广泛应用于各种行业、部门，并随着塑性成形技术的发展，能生产的产品品种及规格也越来越多，因此金属塑性成形在国民经济中占有重要地位。
二、 金属塑性成形方法分类按金属塑性成形的加工方式，即综合考虑工具的特征及工件的变形方式，可将塑性成形方法分为五大类（见表1-1）。
类 别 工具特征 工件变形方式 锻 造直线运动的锻锤或锻模在锻模间体积变形挤 压 直线运动的挤压板及带挤压模的挤压缸 在挤压模孔中挤出拉 拔 直线运动的夹头及拉拔模架 在拉拔模孔中拉出冲 压 直线运动的冲模 在冲模间板料成形轧 制旋转运动的轧辊在轧辊间压缩成形上述五大基本加工方法又可分别进一步细分为若干种如表1-2所例举的加工方法。
基本方法 类 别 锻 造 自 由 锻 模 锻 挤 压 正 挤 反 挤 拉 拔 实心材拉拔 空心材拉拔 冲 压冲 裁 弯 曲表1-3 塑性理论发展概览拉 深轧 制纵 轧横 轧斜 轧三、金属塑性成形理论的发展概况金属塑性成形理论是一门基于金属塑性变形的物理学、物理-化学、金属学与力学基础上的应用技术理论。
发现金属材料的塑性并利用其加工金属制品可追溯至2000 多年前的青铜器时代，但是对金属材料的塑性变形的微观机理的认识，则是与本世纪30年代位错概念的提出分不开的。
《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
塑性加工力学__第1章_绪论
靠压力作用使金属产生变形的方式有锻造、轧制和
挤压（又称压力加工）：
锻造：是用锻锤锤击或用压力机的压头压缩工件，分为自 由锻和模锻。可生产各种形状的锻件，如各种轴类、曲柄 和连杆等。 轧制：坯料通过转动的轧辊受到压缩，使横断面减小，形 状改变，长度增加。可生产板带材、简单断面和异型断面 型材与管材、回转体（如变断面轴和齿轮等）。各种周期 断面型材、丝杠、麻花钻头和钢球等。
塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其 完整性的能力称为塑性。是指材料的永久变形能力。 弹性：材料的可恢复变形的能力 。
塑性成形：使材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使 其成形并获得一定力学性能的加工方法，称为塑性成形 （塑性加工或压力加工）,是金属加工的方法之一 。
弹塑性：弹性+塑性。
本课程的任务
掌握金属塑性变形的物理基础，即掌握影响金属性能的主 要因素及原理； 掌握金属塑性力学的基础知识，即掌握金属塑性变形体内 的应力场、应变场、应力－应变之间关系、塑性变形时的 力学条件等塑性理论基础知识。掌握塑性成形问题的几种 主要解法（包括解析和数值解法）； 掌握对成形质量进行定性分析及提高成形质量的方法。
金属塑性加工的基本成形方式：
锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等，简称“锻、轧、挤、 拉、冲、弯、剪”，都是利用金属的塑性而得以实现的。
轧制 拉拔 生产型材、板材、管材、线材等等，属于冶金工业 挤压 锻造 生产轴类、曲柄、连杆，杯件、壳体等等，属于机械制造工业 冲压
主要靠弯矩和剪力作用使材料成形的方式有弯曲和 剪切：
弯曲：材料在弯矩作用下成形，如板带弯曲成形和金属材 的矫直等。
《材料成型检测及控制》课程教学大纲
《材料成型检测及控制》课程教学大纲英文名称：Measuring and Controlling of Material Forming process课程类型：学科基础课课程要求：必修学时/学分：56/3.5（讲授50学时、实验6学时）适用专业：材料成型及控制工程一、课程性质与任务材料成型检测及控制是材料成型及控制工程专业学生学习和掌握各类检测器件工作原理、控制理论及应用，和成型装备中常用液压传动过程及控制的学科基础课。
通过本门课程的学习，掌握材料加工领域中温度、压力、速度、位移等常用的非电量检测原理基础和技术、实例应用；掌握自动控制原理；掌握接触器控制、液压传动系统及其控制的基本理论和实际应用。
本课程是工科学生将来学习材料成型工艺、材料成型设备、材料成型过程控制等课程的理论和实践基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法的讲解；在培养实践能力方面着重工程应用能力和基本工程设计技能的训练，使学生对材料工程中检测与控制技术有较深入的了解并具备一定的创新设计能力。
二、课程与其他课程的联系学生在学习本课程之前除学习高等数学、大学物理等基础课程外，还必须先行学习电工技术基础、电子技术基础、材料工程导论、材料科学基础、工程制图、机械设计、专业认识实习等课程。
学生学完本课程，为材料成形设备、材料成形工艺、专业生产实习等后续课程的学习打下坚实基础。
三、课程教学目标1．了解检测与控制的物理量、技术手段、检测方法，掌握材料成型应用中常用检测器件基本原理、应用方式方法和信号处理原则，具备传感器选择与利用的基本能力，具备检测信号处理的基本能力，支撑毕业能力要求1.1、2.1、3.2；2、学习自动控制理论知识，掌握时域分析的方法和手段，掌握一般控制系统的驱动控制技术，具备成型控制系统的分析和计算能力，支撑毕业能力要求1.1、2.1、3.2；3．学习并掌握液压传动基础原理、基本控制回路及其控制方法，具备复杂液压成型设备的分析和计算能力，支撑毕业能力要求1.1、2.1、3.2；4．理解材料成型过程检测与控制科学原理与实验方法，掌握典型控制系统实验方法，获得实验技能的基本训练，培养学生的工程实践学习能力，培养追求创新的意识和自主学习意识，支撑毕业能力要求4.2；5．培养学生树立正确的设计思想，了解检测与控制设计相关规范和制约因素，具备运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力，并能够利用电气原理图、系统结构图等进行书面交流，支撑毕业能力要求10.1；四、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容教学要求学时教学方式对应课程教学目标1 一、绪论1、材料成型检测方法及技术2、常见检测与控制物理量与应1、了解检测与控制方法，了解检测与控制技术发展现状2 讲授1、2、3用3、检测与控制技术发展2、掌握检测与控制量及其应用方向2 二、检测器件与检测技术1、传感器定义、组成与分类2、工程中常用传感器结构及原理详细讲解热电式、电阻式、电感式、电容式、霍尔器件、光电式传感器结构及原理3、传感器信号处理方法4、传感器适用原则5、传感器新发展1、了解传感器定义、组成及分类，了解传感器发展2、掌握热电式、电阻式、电感式、电容式、霍尔器件、光电式传感器结构及原理3、重点掌握霍尔器件、压电器件及其应用4、掌握传感器信号处理方法和适用原则8 讲授、讨论1、53 三、检测仪器仪表1、工程中常用检测仪器仪表2、磁电式仪表结构、原理及应用3、电位差计结构、原理及应用4、热电偶材料、结构、原理及应用5、应力应变仪器仪表结构、原理及应用6、数字式仪表结构、原理及应用示例7、传感器测量及应用实验1、了解常用仪器仪表分类及其作用2、掌握磁电式仪表、电位差计、热电偶、应力应变仪及数字化仪表的结构、原理，熟悉各类仪表应用实例。
《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）。
《工程材料及成型技术》教案
教案20 07~ 20 08学年第1学期学院、系室机械工程系课程名称材料与成型技术专业、年级、班级工业工程06级主讲教师庄哲峰福建农林大学教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。
教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目：标明章、节或主题。
4、教学内容：是授课的核心。
将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。
5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。
教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。
7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。
8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
福建农林大学教案编号：1福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案。
材料成型原理及工艺第一章液态成型工艺基础理论
态 陷产生，导致成型件力学性能，
成 特别是冲击性能较低。
型 2. 涉及的工序很多，难以精确控
的 制，成型件质量不稳定。
缺 3.由于目前仍以砂型铸造为主，
点：
自动化程度还不很高，且属于热 加工行业，因而工作环境较差。
4.大多数成型件只是毛坯件，需 经过切削加工才能成为零件。
液态成型原理及工艺
冲天炉出铁
液态成型原理及工艺
绪论：
金属液态成型又称为铸造，
金 它是将固态金属熔炼成符合
属 液 态 成 型：
一定要求的液态金属，然后 将液态金属在重力或外力作 用下充填到具有一定形状型 腔中，待其凝固冷却后获得 所需形状和尺寸的毛坯或零 件，即铸件的方法。
制造毛坯或机器零件的重要方法。
液态成型原理及工艺
绪论：
的 游离原子
级，在此范围 内仍具有一定
近
液
的规律性。原
程
态
子集团间的空
结
空穴或裂纹 穴或裂纹内分
布着排列无规
有 序
构
则的游离的原
子。
液态成型原理及工艺
这样的结构不是静止的，而是 处于瞬息万变的状态，即原子 集团、空穴或裂纹的大小、形 态及分布及热运动的状态都处 于无时无刻不在变化的状态。 液态中存在着很大的能量起伏。
液 液态成型件在机械产品中占有重 态 要比例：
成 在机床、内燃机、重型机器中铸 型 件约占70％-90％；在风机、压
的 缩机中占60％-80％；在拖拉机
重 中占50％-70％；在农业机械中
要 占40％-70％；汽车中占20％-30
性 ％。
液态成型原理及工艺
液 态 成 型 的 优 点：
(1) 适应性广，工艺灵活性大
材料成形过程技术综合概述
1.2.3.1 焊接成形的基本问题
➢ (冶金)原理: 焊接热过程;物化冶金过 程;应力应变过程。
➢ 工艺及质量控制: 焊接方法的工艺特点; 工艺参数，焊接缺陷及检测。
➢ 设备与控制: 焊接电源;控制系统;配套 设备。
1.2.3.2 焊接技术的发展
真空状态）等； ⑶ 直接产生于加工材料中的质量力
实现机械基本过程的能源主要是电能源和化学能
二、 能 量 流 程 (续)
基本过程为热过程的能量流程
热基本过程所需热量通常由电能、化学能或机械能 转化而得。
热量可在加工材料内部直接产生（直接加热）； 也可在加工材料外部产生，然后再通过传导、对流、 辐射等传递给加工材料（间接加热）。
1.2.1 凝固成形
凝固成形： 熔炼化学成分合格的金属，并 将熔融液态金属浇注、压射或吸入预制的型 腔中，凝固成为一定形状和性能的毛坯和零 件。凝固成形工艺有铸造、液态冲压和液态 模锻等。
铸造成形工艺的特征是质量不变过程， 它包括液态金属充填型腔和冷却凝固两个基 本过程。充填主要是机械过程，而凝固是热 过程。
1.2.2 塑 性 成 形
塑性成形：利用金属在外力作用下所产生的塑性 变形，来获得具有一定形状、尺寸和机械性能的 原材料、毛坯或零件的工艺方法。称为塑性成形， 亦称压力加工。
常见方法：轧制、挤压、拉拔、体积成形和板料 冲压等。
塑性成形属直通过程，主要基本过程是塑性 变形；能量类型主要是电能和化学能。形状信息 是由含有一定形状信息量的工模具和工模具与被 加工材料的相对运动共同产生，性能信息来自材 料自身性质和成形过程中的转变特性。
发散流程 对应于质量减少过程，其特点是零件最终的几 何形状局限在材料的初始几何形状内。也就是说，材料改变 是通过去除一部分材料形成的。相应的加工方法有传统的切 削加工，电火花加工、电解加工、热切割和冲裁等。发散流 程的材料只能是固态。