1、材料成型工艺课程实验教学大纲Technology of Materials Processing课程代码： 07030030课程教学总学时： 90 实验学时：12 总学分：6先修课程：工程力学、机械制图及计算机绘图、机械设计基础、机械工程材料及热处理适用专业：金属材料工程, 材料成型及控制工程开课学院：材料科学与工程学院一、课程性质通过杯突实验，巩固和加强对材料成形性能知识的认识和理解；通过模具拆装实验，熟悉模具的五大结构和各部分零件的组成；并通过学生动手操作和对实验现象的观察，使学生掌握一定的基本实验技能；通过对实验数据和实验过程的分析、整理，培养学生深刻认知和创新思维。通过实验，培养学生处
2、理一般工程技术问题的初步能力及实事求是的科学态度。二、课程任务（一） 知识方面1. 复习相关原理，认真写好预习报告，独立设计实验方法。2. 了解实验过程、设备构造、模具结构；（二）能力与素质方面1. 测试有关数据并分析数据；2. 分析相应的问题。（三） 对毕业要求的支撑性1. 具有扎实的工程知识基础，能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决材料成型及控制工程领域的复杂工程问题。2. 具有复杂问题的分析能力，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析决材料成型及控制工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。5. 具有使用现代工具的能力，能够针对决材料成型及控
3、制工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对发展工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 12. 具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。三、本课程开设的实验项目编号 实验项目名称 学时 类型 要求 备注1 杯突实验 2 验证性 必做2 典型冲压模具拆装 2 综合性 必做3 机械压力机和液压机结构认识 2 综合性 必做4 钨极氩弧焊工艺(TIG 焊接实验) 2 验证性 必做5 气体保护焊工艺 (MIG 焊接实验) 2 验证性 必做6 电阻点焊工艺实验 2 验证性 必做注：1. 类型：指验证性、综合性、设计性等；2. 要求：指
4、必做、选做。实验 1.杯突实验一、实验目的1.掌握杯突试验方法。2.学会使用杯突试验机。3.了解杯突值与板料冲压性能的关系，学会分析试验现象和结果。二、实验原理及方法杯突试验是测试板料胀形成形性能的种直接模拟试验方法。试验时，用端部为一定规格的球形冲头，将夹紧于凹模和压边圈之间的试样压入凹模内，直到出现缩颈现象时为止。冲头的压入深度称为板料的杯突值(IE)值。IE 值越大，材料的胀形成形性能就越好。3、实验设备仪器及材料1.GBW-60B 型微机屏显自动杯突试验机2.标准模具；球形冲头及 10mm；凹模孔径 d27mm；压边圈孔径 433mm四、实验步骤1 由实验指导教师讲解杯突试验机结构、工
5、作原理和操作方法；2 将冲头安装在冲头座中。3 安装上冲头座、凹模、压边圈。4 将试样放置在凹模与压边圈之间，旋紧压紧帽夹紧，防止试样活动。5 开机试验。打开电脑，打开软件，使软件初始数据清零。4 按“垫模上升”按钮，控制冲头前进速度在 520mm/min 内，看电脑软件的数字变化，位移数值不变，表示上下接触到位，再次清零。5 按“冲压上升”按钮，观察位移数值变化，如果位移数值变化快，减小压力。6 试样产生颈缩时，上升停止。7 保存软件数据，记录 IE 值和冲压力。8 关闭机器，打开压紧帽，取出试样，观察试样的变形情况。9 每种材料反复做五次，数据记入表中。10 全部试验完毕，拆下模具，涂油保
6、护。5、实验数据与实验报告1 将试验数据填入实验记录表中。2 按照要求写出实验报告。实验 2.典型冲压模具拆装一、实验目的1了解冲模的类型、典型冲模结构及其工作原理。2了解冲模上各个零件的名称及其在模具中的作用，相互间的装配关系。3熟悉模具的装配程序。二、实验原理及方法1.拆装两套有导柱的冲模（简单模和复合模） 。拆装模具之前，应先分清可拆卸件和不可拆卸件，制定方案，提请实验教师审查同意后方可拆卸。2.一般冲模的导柱、导套以及用浇注或铆接方法固定的凸模等为不可拆卸件或不宜拆卸件。3.拆卸时一般首先将上下模分开，然后分别将上下模作紧固用的紧固螺钉拧松，再打出销钉，用拆卸工具将模具各板块拆分，最后
7、从固定板中压出凸模、凸凹模等，达到可拆卸件全部分离。三、实验设备仪器及材料1.不同类型的模具若干套。2.手锤、木锤、螺丝刀、内六角扳手、活动搬手等。四、实验步骤1.在教师指导下，首先初步了解冲模的总体结构和工作原理。2.按拆卸顺序拆卸冲模，详细了解冲模每个零件的名称、结构和用途。3.将冲模重新组装好，进一步了解冲模的结构和冲模在压床上工作时各部分的工作原理及作用。五、实验数据与实验报告1.每人独立(用直尺、圆规，按近似比例)按比例绘出你所安装和拆除模具结构图，并标示出各个零件的名称。2.详细列出冲模上全部零件的名称、数量、用途及其所选用的材料；若选用的是标准件则列出标准代号。3.简要说明所绘模
8、具的工作原理。六、思考题1.冲压模具的分类。2.冲压模具结构有几大部分？每部分的组成零件和作用。3.各种模具的结构有何特点？实验 3. 机械压力机和液压机结构认识一、实验目的1掌握压力机类型及不同类型压力机的优缺点。2了解曲柄压力机的结构，工作原理及与模具的装配关系。3了解油压机的结构，工作原理及与模具的装配关系。二、压力机工作原理机械压力机工作时,由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮）,经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构,使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后滑块回程上行,离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。液压机的原理是电机带动液压泵产压力驱动液压油缸
9、下压或上顶来实现您所需要的作用，液压泵是液压系统的动力源，靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞，然后油缸/活塞里有几组互相配合的密封件，使液压油不泄露。通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功。 这就是简单的液压系统了。三、思考题1、曲柄压力机的基本结构。 2、刚性离合器的工作原理及结构组成。 3、液压机的基本结构。 4、液压机的工作过程。实验 4. TIG 焊接实验 (钨极氩弧焊工艺)一、实验目的1、了解和掌握 TIG 焊接回路及其组成。2、了解和掌握 TIG 焊接参数的选择及调节。3、了解 TIG 焊接设备的操作使用方法。二、实验内容1、TIG 焊接回路接线方法介绍。2、
10、TIG 焊接设备的操作使用情况及参数调节等注意事项。3、铁、铝等材料的焊接三、实验设备TIG 焊机、面罩、手套等。四、实验步骤1、薄钢板（1.5mm）TIG 焊电源类型选直流正接；电流选择 4555A；选用低碳钢焊丝填充；进行 TIG 焊。2、铝板（2mm）TIG 焊电源类型选交流；电流选择 6575A；选用铝焊丝填充；进行 TIG 焊。五、思考题1、TIG 焊的优缺点有哪些？2、为什么 TIG 焊铝板时要选用交流电？3、TIG 适用于哪些材料的焊接？实验 5. MIG 焊接实验(气体保护焊工艺)一、实验目的1、了解和掌握 MIG 焊接回路及其组成。2、了解和掌握 MIG 焊接参数的选择及调节
11、。3、了解 MIG 焊接设备的操作使用方法。二、实验内容1、MIG 焊接回路接线方法介绍。2、MIG 焊接设备的操作使用情况及参数调节等注意事项。3、铁、铝等材料的焊接三、实验设备MIG 焊机、面罩、手套等。四、实验步骤1、钢板（6mm）MIG 焊电源类型选交流；电流选 200250A；选用低碳钢焊丝 1.2；进行 MIG 焊。五、思考题1、MIG 焊的优缺点有哪些？2、MIG 适用于哪些材料的焊接？实验 6. 电阻点焊工艺实验一、实验目的电阻点焊是一种高速、经济的连接方法。具有加热快、时间短、能量集中、温度分布陡、冷却速度极快等特点，适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度小于 3mm
12、的冲压、轧制的薄板构件。广泛应用于汽车、金属车厢复合板、家具等低碳产品的焊接。在航空航天工业中，多用于飞机、喷气发动机、导弹、火箭等，由合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金等材料制成的部件连接。1、了解和掌握电阻点焊的基本原理及其设备操作方法2、了解和掌握电阻点焊过程、以及焊接参数对焊点成形质量的影响3、了解常见电阻点焊的焊接缺陷及其防止措施二、材料及设备1、电阻点焊机2、1.5mm 薄板3、防护手套三、实验步骤1、焊前准备：工作前必须清除上、下两电极的油渍及污物。通电检查电气设备、操作机构、冷却系统、气路系统及机体外壳有无漏电。2、点焊过程：把被焊的板料搭接装配好，压在两柱状铜电极之间，施加 P
13、力压紧，当通过足够大的电流时，在板的接触处产生大量的电阻热，将中心最热区域的金属很快加热至高塑性或熔化状态，形成一个透镜形的液态熔池。继续保持压力 P，断开电流，金属冷却后，形成了一个焊点。3、焊接完成后：焊机停止工作后，切断电源、清除杂物和焊渣溅末。定期进行维护和保养。四、实验数据与实验报告1、调节电阻点焊工艺参数，观察焊点尺寸大小及成形质量。2、观察点焊缺陷，分析其形成原因及防止措施。五、思考题1、简述点焊电极材料及形状尺寸的技术要求与作用。2、简述点焊工艺参数对熔核成形质量的影响规律。四、考核与评定（一）实验项目考核要求预习实验，掌握实验操作流程，认真完成实验报告。（二） 实验课程成绩评定考核形式 考核结果 考核权重实验报告 等级 70%平时表现 等级 30%注：1. 考核形式：指实验报告、平时表现（预习、操作） 、实验课程考试、答辩等；2. 可根据专业课程实际情况进行适当调整或补充。实验成绩的考核，以实验预习报告、实验报告和实验过程为考核依据，成绩分优、良、中、及格和不及格五等，占课程成绩的 1015%。五、大纲说明（包括：注明实验安排的学期；前期课程学习要求；参考书目；网络课程资源及其他应说明事项等。 ）开课学期：3 春；课程学习要求：完成冲压工艺与模具设计前四章的学习内容。制定人：庄栋栋、朱强 审定人：徐桂芳 批准人：杨娟时 间：2016.03.01
