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1、材料成形工艺与设备一、课程简介材料成形工艺与设备是材料成形及控制工程专业一门主要的学科基础 课程，讨论金属材料成形方法中“液态成形”、“焊接成形”和“锻造成形”方法 中的工艺内容及其原理和方法与设备。通过本课程的学习，使学生初步了解“液 态成形”方法中“铸造工艺方案设计”、“浇注系统设计”和“补缩系统设计”， 及造型、制芯设备等，能够实现对给定铸件的“储造工艺”设计；焊接的本质及 分类；鼠弧焊、C02气保焊及埋弧焊等典型电弧焊方法及设备；了解各种“焊接 成形”方法及其对焊接质量的影响；了解“锻造成形”工艺中各种模具的设计要 点及其依据和方法。冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模设计及塑料成型、通用曲
2、 柄压力机、液压机、塑料挤出机、塑料注射成型机基本结构与工作原理。IntroductionThis course aMaterial Forming Process and Equipment” is a compulsory course for undergraduate students majoring in uMaterial Forming and Control Engineering. The main contents of this course include the description of the principles, methods and equipment
3、 of material processing technologies, such as “Melting Forming , Welding Forming and “Forging Forming” . Through the study of this course, students will get a preliminary understanding of the uCasting Process Design” , uCasting System Design and Feeding System Design in the processing method of uMel
4、ting Forming” , as well as modeling and core making equipment, etc., and help students able to design a “Casting Process” for a given casting. This course al so contains knowledge of the nature and classification of welding, as well as introduction of typical arc welding methods and equipment such a
5、s argon arc welding, C02 gas shielded welding and submerged arc welding. Through this part of learning,6.1 塑料的基本概念6.2 树脂和塑料6. 3热塑性塑料和热固性塑料的性能7. 4塑料选材及尺寸精度8. 5压缩模塑工艺及设备9. 6注射模塑工艺10. 7压注成型工艺6.8挤出成型工艺第7章通用曲柄压力机（3学时）11. 1通用曲柄压力机的结构组成、工作原理及分类7.2曲柄滑块结构及曲柄压力机的主要零部件7. 3辅助装置7.4设备的选择第8章液压机（3学时）8. 1液压机的工作原理、特点
6、及分类9. 2液压机结构及主要参数8. 3液压机选择第9章塑料挤出机（2学时）9.1 挤出成型特点、挤出机工作原理、组成及分类9.2 塑料挤出机的结构和技术参数第10章 塑料注射成型机（2学时）10.1 注射机的组成、分类、型号规格表示及工作过程10.2 塑料注射成型机的技术参数及结构7、实验项目内容、学时分配、实验小组（6学时）（1）实验任务与目的掌握材料成型（铸造、锻压、焊接）的工艺特点；了解材料成型工艺规范对成型的影响规律；训练检测技能，掌握测试方法；掌握最小拉深系数的测定方法，认识起皱、拉裂现象及其影响因素；通过水模拟实验了解铸造浇注系统；通过点焊工艺调节及焊机实际操作掌握电阻焊的基本
7、成型工艺。（2）实验教学基本要求来本实验室的学生，必须听从指导老师的统一安排，进行规定项目的课程实验，与本 次实验无关的设备、器材不能随便动用。实验进程中，学生必须遵守安全操作规则，若发现设备运转不正常，应及时停机，请 示指导老师检查解决。在实验中若损坏器材，应及时向指导老师汇报，由指导老师按有关规定酌情处理实验结束后应及时关闭电源，清整设备、用具及周围环境，待检查合格后，方可离开 实验室。（3）实验教材校编材料成型工艺实验指导书4）实验项目一览表序 号实验项目内容提要实验类型学时分配分组人数实验 地点教学 要求1偌造浇注系统水 模拟实验时铸造浇注系统进行水模 拟实验验证性28材料加 工工程
8、铸造实 验室依据实验 效果进行 评价：优 秀、良好、 中等、合格 及不合格。2点焊规范参数对 低碳钢板焊接质 量的影响改变点焊规范参数（通电 时间），焊接一组试件，观 察焊点尺寸，分析焊接质 量。验证283压力机的结构与 操作了解常见液压机的主要性 能及其操作过程，掌握液 压机组成及其工作原理。验证性288、考核方式：采用期末考试与实验、平时相结合的方式，期末笔试（闭卷）占70%平时占20%,实验占10%ostudents can know about various methods of “Welding Forming” and their effects on welding quali
9、ty. For the study of “Forging Process” , studentscan understand the key points of design of various molds in aForging Process” and its main basis and methods, as well as the basic structure and working principle of forging equipment, including forging molds and forging machines, such as blanking mol
10、d, bending mold, drawing mold, the universal crank press machine, the hydraulic press machine, the plastic extruder machine and the plastic injection molding machine.课程基本信息课程名称材料成型工艺与设备课程编码432501英文名称Material Forming Process and Equipment课程学时72课程学分4.5课程类别学科基础课程课程性质选修课开课学期第6学期课内实验学时6适用专业材料成型及控制工程开课单位材
11、料加工工程系铸造研究室选用教材1 .材料成形工艺学.吉林大学出版社，2005年.张长春主编.2 .材料成型设备及自动化.高等教育出版社，201()年.王敏等主编.主要参考书1 .冲压工艺学.机械工业出版社，2000年.肖景容主编.2 .冲压工艺与模具设计.机械工业出版社，1998年.马正元主编.3 .冲压工艺与模具设计.机械工业出版社，1997年.姜奎华主编.4 .模具设计与制造.机械工业出版社，1995年.阎其风主编.5 .铸造工艺学.机械工业出版社，1989年.曹文龙主编.6 .特种铸造.浙江大学出版社，1990年.曾昭昭编.7 .电弧焊及电渣焊.机械工业出版社，1994年.姜焕中主编.8
12、 .压力焊.机械工业出版社，1989年.赵熹华主编.9 .气体保护焊工艺.哈尔滨工业大学出版社，1989年.殷树言，张九海编.一、教学大纲1、教学目的材料成型工艺与设备是材料成型及控制工程专业一门重要的学科基础课程。它是一 门将铸造工艺与设备、锻压工艺与设备和焊接工艺与设备有机融合，综合性和实践性较强的课程。本课程的教学目的是使学生掌握液态成型、焊接成型和塑性成型的理论基础、各种成型 工艺及其应用；掌握制定工艺过程及要求，掌握模具设计的原则和方法；了解液态成型、焊 接成型及塑性成型过程中所使用的主要设备。2、教学要求（1）注重理论联系实际，应用案例，突出实用。（2）将塑性成型工艺与模具设计相结
13、合。（3）灌输现代制造企业先进的设计、制造和管理理念。（4）结合液态成型、焊接成型和塑性成型的理论基础，重点讲授各种成型工艺及其应 用。（5）注重现场教学，大力采用计算机辅助教学手段，应用各类媒体，处理好课程重点 和难点的教学。3、预备知识或先修课程要求材料科学与工程基础、材料成型原理、具有从金工实习、认识实习和生产实习得来的专 业感性认识，对各种金属成型方法的生产过程具有初步的认识。4、教学方式课程由理论课堂部分讲授和实验操作引导两部分组成，采用多媒体教学。理论授课66 学时，教师讲授与课堂讨论相结合，课堂讨论时教师引导、学生互动；实验操作引导6学时。5、实验环境和设备9 7 9 6、课程教
14、学内容及学时分配第一部分液态金属成型第1章绪论（2学时）1. 1概述液态金属成型方法概述1. 1.2液态金属成形生产过程1. 1.3液态金属成形工艺与设备的讲授内容1. 2液态金属成型工艺与设备对金属成型件质量的影响1.2. 1气孔类缺陷1.2.2 收缩类缺陷1.2.3 粘砂类缺陷1.2.4 夹砂类缺陷教学重点、难点：铸造缺陷的种类及其形成原因。思考题：铸造工艺方案设计如何影响铸件的质量？第2章 铸造工艺方案设计（5学时）2.1 产品结构及技术条件的审杳2. 1. 1铸件壁的合理结构2. 1.2能简化的铸件结构2.2浇注位置的确定1 .2.1浇注位置的基本概念2 .2.2浇注位置选择的基本原则
15、3 . 3铸件分型面的选择4 . 3. 1分型面的基本概念分型面选择的基本原则2. 4砂芯设计2. 4.1砂芯设计的基本内容2. 4. 2芯头结构设计教学重点、难点：浇注位置的选择。思考题：对给定铸件进行铸造工艺方案设计。第3章浇注系统设计（5学时）3.1浇注系统在铸型充填系统中的地位3. 1. 1浇注系统的基本概念浇注系统对铸件质量的影响3. 1.3对浇注系统的基本要求3.2 浇注系统的分类3.2.1 按照浇注系统位置进行分类3.2.2 按照浇注系统截面尺寸的比例对浇注系统分类3.3 浇注系统基本组元中的水力学现象3. 3.1浇注系统中各组元的基本结构4. 3. 2液态金属在浇注系统各组元中
16、的水力学现象3.4浇注系统截面尺寸的确定方法3.4.1 浇注系统截面尺寸确定的基本方法3.4.2 不同合金浇注系统截面尺寸的计算教学重点、难点：浇注系统设计对铸件质量的影响。思考题：对给定铸件进行浇注方案设计。第4章 补缩系统的设计（4学时）3.4.3 系统的作用及对铸件质量的影响5. 1. 1补缩系统的概念6. 1.2补缩系统设计对铸件质量的影响4.2冒口的类型及设计原则4. 2.1冒口的类型冒口的设计原则4.3冒口尺寸的确定4. 3. 1模数法冒口尺寸的确定比例法冒口尺寸的确定2. 4提高冒口补缩效率的方法4. 4. 1大气压力冒口5. 4.2发热冒口6. 3.3保温冒口教学重点、难点：补
17、缩系统设计要点。思考题：对给定铸件进行补缩方案设计。第5章 造型和制芯设备的工艺基础（2学时）5.1型砂紧实工艺基础5.1.1 紧实过程5.1.2 对型砂紧实的工艺要求5. 2型砂紧实方法5. 2.1压实紧实5. 2.2震击与威震紧实5. 2. 3射砂法紧实7. 2. 4气流紧实教学重点、难点：不同实砂方法对铸型质量的影响。思考题：对给定铸件设计合适的实砂方法。第6章 造型、制芯设备（2学时）7.1 造型设备8. 1. 1震击与震压造型机9. 1.2多触头高压造型机10. 1.3垂直分型无箱射压造型机6. 1.4造型生产线6.2制芯设备6. 2. 1热芯盒射芯机7. 2.2冷芯盒射芯机8. 2
18、. 3壳芯机教学重点、难点：不同造型、制芯工艺对铸型（芯）质量的影响。思考题：对给定铸件进行造型、制芯方案设计。第7章 造型（制芯）材料处理及旧砂再生（2学时）9. 1造型材料处理9.1.1 烘干设备7. 1.2混砂设备7.2旧砂再生处理7. 2. 1磁分离设备破碎设备筛分设备7. 2.4冷却设备教学重点、难点：浇注系统设计对铸件质量的影响思考题：对给定铸件进行浇注方案设计。第二部分焊接成型第1章绪论（2学时）1.1 焊接的本质1.2 焊接方法的分类1.3 课程内容及教学方法第2章电弧焊（14学时）2. 1焊接电弧3. 1.1电弧的概念与形成4. 1.2电弧的导电机构5. 1.3最小电压原理6
19、. 1.4电弧的特性7. 1.5电弧的热、力特性8. 2铝极氮弧焊9. 2.1鸨极氮弧焊工作原理10. 3. 2鸨极筑弧焊特点及应用11. 4.3鸽极氮弧焊电极12. 5.4鸽极氢弧焊工艺13. 6. 5鸨极氮弧焊机14. 7. 6脉冲鹤极筑弧焊15. 3熔化极氮弧焊2. 3.1熔化极氮弧焊原理、特点及应用2. 3. 2熔化极敏弧焊熔滴过渡2. 3. 3 MAG焊及应用脉冲UIG焊及应用2. 4 C02气体保护焊2. 4. 1 C0?气体保护焊特点及应用2. 4. 2 C02气体保护焊冶金特点2. 4. 3 CO2气体保护焊冶金特点2. 4. 4熔滴过渡与焊接规范参数选择2. 4.5 CO2气
20、体保护焊飞溅问题2. 4.6 CO?气体保护焊焊接设备2. 5埋弧焊1. 5. 1埋弧焊的工作原理、特点及应用2. 5.2焊剂及与焊丝的选配2 . 5. 3埋弧焊工艺2. 5.4埋弧焊设备第3章压力焊（6学时）3. 1电阻点焊3. 1. 1电阻点焊工作原理及热源3 . 1.2电阻点焊工艺参数选择4 .1.3电阻点焊设备5 .1.4典型金属材料电阻点焊工艺3. 2对焊4. 2.1对焊特点及优质接头形成条件5. 2.2电阻对焊特过程及加热特点6. 2.3电阻对焊工艺及设备7. 2.4闪光对焊第三部分塑性成型第1章绪论（2学时）1.1冲压工序与冲模分类1. 2冲压件用的材料1.3冲压设备选择第2章冲
21、裁模设计（2学时）2.1普通冲裁机埋2. 2普通冲裁件的工艺性2. 3排样设计2.4 冲裁间隙2.5 冲裁工序力的计算2.6 压力中心确定2.7 刃口尺寸确定2.8 冲裁模常用结构及设计特点2.9 冲裁模主要零部件的选用与设计第3章弯曲模设计（2学时）3.1 弯曲变形过程分析3.2 弯曲件工艺性3.3 弯曲件的质量分析3.4 弯曲件展开长度计算3.5 弯曲力计算3.6 弯曲件工序安排3.7 常用弯曲模的结构设计3.8 弯曲模工作部分尺寸确定第4章拉深模设计（2学时）4.1 圆筒形件拉深变形过程分析4.2 拉深件的工艺性4.3 3旋转体拉深件毛坯尺寸的确定4.4 圆筒形拉深件拉深工序的计算4. 5盒形件的拉深4.6 拉深件的起皱与破裂4.7 拉深力的确定与压力机的选择4.8 常用拉深模的结构设计4.9 凸、凹模工作部分设计第5章成形模设计（2学时）5. 1翻孔与模具5. 2起伏成形与模具5. 3胀形与模具5.6 缩口与模具5.7 校平与整形第6章塑料成型（2学时）