1、材料成形技术基础课程指导书（适用模具设计现代制造技术专业大专班）编制：田君福建工程学院材料科学与工程系2007 年 6 月第 2 页 共 53 页材料成形技术基础课程教学大纲（适用模具设计现代制造技术专业自考大专班）教材说明：材料成形技术基础 童幸生主编 机械工业出版社出版 第三版一、课程的性质和要求1、课程性质本课程是模具制造技术专业的一门专业基础课，系统阐述了材料成型技术的基本原理、基本知识和工程应用。主要介绍各类材料的主要成型工艺方法、设备及模具的基础知识。通过本课程的学习，掌握材料成型工艺技术的基本方法，基本理论，并具有综合运用课程中的知识来解决工程技术中实际问题的初步能力。2、课程学
2、习目标和基本要求掌握金属材料铸造工艺、锻造工艺、焊接工艺等基础知识。掌握高分子材料与复合材料成型工艺基础知识。了解铸造、锻压、焊接及注塑等成型设备的类型、工作原理、主要结构及控制方式。了解铸件、锻件、焊接件、注塑件结构工艺性。3、程与其他课程的关系本课程是专业基础课，开课之前需要完成相关课程的学习，主要的课程有工程制图 、 工程力学 、 金工实习 、 模具材料及热处理等。二、课程内容和要求第一章 金属的液态成形主要内容：第 3 页 共 53 页1、铸件宏观结晶组织的形成及其影响因素。2、影响温度梯度的因素。铸件凝固方式与铸件质量的关系。3、铸件中的气体、非金属夹杂物。4、铸造合金的收缩。防止产
3、生缩孔与缩松的途径。铸件的热裂纹和冷裂。铸件的变形。5、常用的手工造型方法，铸造成形方案的选择。6、铸件结构工艺性能分析。7、特种铸造技术、铸造机械化。重点：常用的手工造型方法、铸造成形方案的选择、铸件结构工艺性。第二章 金属的塑性成形主要内容：金属塑性成形性能及影响因素。热锻成形工艺、自由锻工序、自由锻件的结构工艺性。模锻的模具结构，模锻工艺规程、模锻件的结构工艺性。板料冲压成形，冲压件结构设计。轧制成形、挤压成形。重点：热锻成型工艺，自由锻件、模锻件的结构工艺性。第三章 材料的连接成形主要内容：1、焊接电弧及电源。2、熔焊的冶金特点。3、焊接热影响区的组织和性能、焊接裂纹。第 4 页 共
4、53 页4、焊接结构，焊接接头、焊接应力与变形。5、焊接缺陷的种类及防止措施。6、埋弧自动焊、气体保护焊、电渣焊。重点：焊接电弧、焊接热影响区的组织和性能、焊接缺陷。第四章 非金属材料的成形1、了解高分子材料的成形。2、了解工程塑料的成形工艺及设备。三、学时分配序号 课程内容 自学时数 作业时数 实验第一章 金属的液态成形 24第一节 液态成形铸造理论基础 6 2第二节 金属的液态成形方法 6 2第三节 液态金属成形件的工艺设计 6 4第四节 液态金属成形件的结构设计 6 4第二章 金属的塑性成形 26第一节 金属塑性成形的工艺基础 4 2第二节 金属热锻成形工艺 12 4第三节 板料冲压成形
5、工艺 8第四节 特种塑性成型技术简介 2第三章 材料的连接成形 22第一节 焊接成型工艺基础 8 2第 5 页 共 53 页第二节 焊接方法及工艺 8 2第三节 金属材料的焊接性 4 2第四章 非金属材料的成形 2成形工艺过程综合实验 一周合计 72 20四、课程参考资料铸造合金及其熔炼，陆文华主编，机械工业出版社，1996铸造工艺学，曹文龙主编，机械工业出版社，1993电弧焊，胡特生主编，机械工业出版社，1993第 6 页 共 53 页材料成形技术基础课程考试大纲第一章 金属的液态成形主要内容：1、掌握铸件宏观结晶组织的形成及其影响因素。2、掌握影响温度梯度的因素。了解铸件凝固方式与铸件质量
6、的关系。3、了解铸件中的气体、非金属夹杂物。4、掌握铸造合金的收缩。掌握防止产生缩孔与缩松的途径。了解铸件的热裂纹和冷裂。了解铸件的变形。5、掌握常用的手工造型方法，掌握铸造成形方案的选择。6、掌握铸件结构工艺性能分析。7、了解常用的特种铸造技术。第二章 金属的塑性成形主要内容：掌握金属塑性成形性能及影响因素。掌握热锻成形工艺、了解自由锻工序、掌握自由锻件的结构工艺性。掌握模锻的模具结构，了解模锻工艺规程、掌握模锻件的结构工艺性。了解板料冲压成形，掌握冲压件结构设计。了解轧制成形、了解挤压成形。第三章 焊接成形技术主要内容：1、了解焊接电弧及电源。2、了解熔焊的冶金特点。第 7 页 共 53
7、页3、掌握焊接热影响区的组织和性能。4、了解焊接应力与变形。5、掌握焊接缺陷的种类及防止措施。6、了解埋弧自动焊、气体保护焊、电渣焊。第四章 非金属材料的成形1、了解高分子材料的成形。2、了解工程塑料的成形工艺及设备。第 8 页 共 53 页材料成形技术基础自学指导书一、材料加工方法分类传统分类为：冷加工与热加工两个部分。1）成形技术：通过不去除材料或者不以去除材料为主要加工方法的生产技术。用零件的材料直接成形，零件的精度比较低，主要用于零件毛坯的制造。今年来随着成形工艺的不断改进，也大量用于零件的生产。生产率高，材料利用率高，加工工艺灵活，可以成形各种复杂的零件。主要包括铸造、锻压、焊接、粉
8、末冶金和塑料成形。 （举例）2）制造技术：以去除材料为主要加工方法的生产技术。在毛坯的基础上加工成形，用于生产高精度零件。生产率低，材料利用率低，不能生产结构复杂的零件。如车、铣、磨、刨、钻及电火花、电解加工等。 （举例）3）表面成形加工：改变零件表面性能来使零件满足技术要求的加工方式。工程应用中的某些零件需要内、外部分的受力情况不同。如球磨机衬板、机床的轴承。如表面形变、淬火强化、化学热处理、表面涂层和气相沉积等。 （举例）4）热处理加工：通过加热、保温、冷却等处理方法改变材料的组织结构，以满足工程需要的方法。能够极大的改善零件的力学性能，提高零件的寿命，是改善零件力学性能的主要方式。如退火
9、、淬火、正火及回火处理。第一章 金属的液态成形将熔融的金属液浇注入铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程称为铸造。用铸造方法制成的毛坯或零件称为铸件。与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：第 9 页 共 53 页（1）原材料来源广（2）生产成本低（3）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制第一节 液态成形铸造理论基础铸造性能是合金在铸造生产中所表现出来的性能，包括合金的流动性、收缩性等。一、合金的凝固与收缩液体金属在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减少的现象，称为合金的收缩。1、铸件的凝固方式（1）逐层凝固方式（2）糊状凝固方式（3）中间凝固方式2、合金的收缩方式（1）液态收缩
10、：从浇注液相线（2）凝固收缩：液相线固相线（3）固态收缩;固相线室温导致体积收缩和线收缩,是产生内应力、裂纹和变形的主要原因3、影响收缩的因素（1）化学成分 碳、硅量高，收缩减少；锰、硫量高，收缩增大。（2）浇注温度 浇注温度越高，收缩越大。（3）铸件结构和铸型条件是产生缩孔、缩松的主要原因第 10 页 共 53 页二、合金的流动性和充型能力1、流动性流动性是指熔融金属本身的流动能力。合金流动性好的优点：（1）易获得形状复杂、轮廓清晰的薄壁件；（2）有利于气体和夹杂物的上浮和排除；（3）有利于补缩；因此，能有效防止铸件出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣、缩孔等缺陷。合金流动性的大小通常用浇注流动性试样的方法来测定。2、影响合金流动性的因素（1）合金种类（2）化学成分一般规律：合金的凝固范围宽，流动性差。硅提高流动性；锰的影响不大；硫易形成硫化锰，降低流动性；磷提高流动性。3、合金的充型能力在实际生产条件下，熔融金属充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，叫合金的充型能力。影响充型能力的因素有：（1）铸型填充条件：包括铸型的蓄热能力、温度及铸型中的气体等。（2）浇注条件：包括浇注温度、充型压力等。（3）铸件结构 三、铸造性能对铸件质量的影响
