材料成形技术基础新编.pptx

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1、前言前言材料成形技术基础 是材料类专业必修的一门技术基础课 它是研究金属、非金属零件及其毛坯成形过程、原理及特点的一门技术基础课。包括铸造、锻压、粉末成形、焊接、塑料、橡胶、陶瓷以及有关模具设计、加工、制造方面的专业知识。零件的制造：选材 成形 切削加工 零件第1页/共23页前言前言车辆是如何制造出来的？第2页/共23页前前 言言汽汽车车内内脏脏第3页/共23页前前 言言汽汽车车外外壳壳第4页/共23页前前 言言一一一一.材料加工概述材料加工概述材料加工概述材料加工概述 零件或材料的四种加工方法：零件或材料的四种加工方法：1.1.成形加工：凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制、塑料成形；成形

2、加工：凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制、塑料成形；2.2.切除加工：车、铣、刨、钻、磨、电火花、电解、超声加工、激光加工等；切除加工：车、铣、刨、钻、磨、电火花、电解、超声加工、激光加工等；3.3.表面成形加工：表面形变、淬火强化、化学强化、表面镀层、气相沉积镀膜；表面成形加工：表面形变、淬火强化、化学强化、表面镀层、气相沉积镀膜；4.4.热处理加工：退、正、淬、回火；热处理加工：退、正、淬、回火；二二二二.材料基本加工要素及流程材料基本加工要素及流程材料基本加工要素及流程材料基本加工要素及流程第5页/共23页第一章第一章 绪论绪论1.1 材料成形技术过程形态学模型这种模型最早是由丹麦工

3、业大学教授 Leo Alting提出的。其实质是：从系统的观点出发，看待材料成形技术过程。把材料成形技术过程看成是由材料过程系统、能量过程系统和信息过程系统等几个功能部分组成。然后再把系统拆成几个功能部分，分别找出能够实现每一功能的所有方法。最后再将这些方法进行优化组合，最终形成最优的成型工艺。第6页/共23页第一章第一章 绪论绪论即：在保证产品质量的前提下，成形过程要达到：用材最少，能耗最低，成本最低。具体内容简单介绍如下：机械制造技术可分成两个部分：以“设计”为中心的产品技术 “做什么”以“工艺”为核心的过程技术 “怎么做”第7页/共23页第一章第一章 绪论绪论 这里的“过程技术”涵盖了产

4、品物化前的设计和构思及制造具体产品的全过程。因而“过程技术”不仅仅是“制造工艺”，还包括制造中所需的装配技术、工具技术、仪表测量技术、生产组织管理技术以及整个生产过程的构思、规划和设计。第8页/共23页第一章第一章 绪论绪论 本课程主要介绍“过程技术”中的成形过程技术。希望能以过程形态学的研究方法，用简单清晰的图形反映各种材料成形过程的共同结构，研究各成形过程的内在联系、方法和基本原理，对各种成形过程的可能性与局限性作出评价。第9页/共23页第一章第一章 绪论绪论材料成型过程的一般过程模型 如图1.1图1.1 材料成形过程的一般过程模型i输入；o输出材料过程系统 能量过程系统 信息过程系统 第

5、10页/共23页第一章第一章 绪论绪论图1.2 材料过程系统的三种主要类型M材料的质量；i输入；o输出；1,2材料组成部分的编号（c）质量增加过程（dM 0）（收敛过程）（a）质量不变过程（dM=0）（贯通过程）（b）质量减少过程（dM 0）（发散过程）材料过程可以分为下面三种重要类型 铸、锻切削焊接、装配第11页/共23页第一章第一章 绪论绪论 为了实现材料过程，必须通过传递媒体向加工工件提供能量。能量过程系统 工（模）具系统：主要描述能量是如何加于加工 材料的传递媒体。设备系统：主要描述设备提供的能量特点和种类。如图1-3所示第12页/共23页第一章第一章 绪论绪论图1.3 机械加工过程中

6、的能量提供方式（a）由模具相对运动提供能量（b）由压力差提供能量（c）由质量力提供能量 第13页/共23页第一章第一章 绪论绪论信息过程可以分为形状信息过程和性能信息过程 形状信息过程 形状变化 过程借助于能量变化过程把相应于形状变化信息施加于工件材料的过程 也就是说，材料的初始形状，通过具有一定形状信息的工（模）具与加工材料的相对运动，产生材料最终形状信息。如图1-4第14页/共23页第一章第一章 绪论绪论图1.4 固体材料质量不变过程的信息传递实例（a）整体成形；（b）一维成形；（c）二维成形；（d）自由成形第15页/共23页第一章第一章 绪论绪论 同样，性能信息过程，即加工过程的性能变化

7、（如硬度、强度等），包括材料的初始性能信息和经过各种成形过程后材料产生的性能变化之和。比如：加工过程中，由于塑性变化，产生加工硬化,HB 总之，在产品加工过程中，材料过程、能量过程和信息过程三种基本过程系统在控制信息（作用力、功率、摩擦与润滑以及切削用量、成形参数等）的制约下相互作用，制造出所要求的产品。如图1-5第16页/共23页第一章第一章 绪论绪论图1.5 材料成形加工的过程模型第17页/共23页第一章第一章 绪论绪论1.2 现代制造过程的分类质量不变过程质量不变，只改变形状和性能热处理过程铸、锻过程图1.6 质量不变过程（a）锻造；（b）滚轧（c）粉末压制；（d）铸造第18页/共23页

8、第一章第一章 绪论绪论质量减少过程材料形状的改变是通过去除一部分材料完成的。质量减少过程材料的4种基本去除方法：（1）切削过程；（2）磨料切割、喷液切割、热力切割与激光切割、化学腐蚀等；（3）超声波加工、电火花加工和电解加工；（4）落料、冲孔、剪切等金属成形过程。第19页/共23页第一章第一章 绪论绪论质量增加过程 质量增加过程的特征是加工材料在过程结束时的质量比过程开始时的最终质量有所增加。化学热处理：渗碳、渗氮、氰化处理、气相沉积、喷涂、电 镀、刷镀等。装配与连接：焊接，粘接等。第20页/共23页第一章第一章 绪论绪论 以上内容作为材料成形技术过程形态学模型只作了一个初步了解。目的使我们在今后的工作中树立系统工程的概念，全局考虑一个产品的生产过程。即：加工工件质量合格，经济合理。第21页/共23页第一章第一章 绪论绪论本章完第22页/共23页感谢您的观看。第23页/共23页