工程材料热加工课程设计[1]
工程材料及热成型工艺课程设计
工程材料及热成型工艺课程设计1. 背景工程材料及热成型工艺是现代制造工业中极其重要的一部分，涉及到各行业各领域的制造和生产。
在工程离散制造过程中，这两个领域必不可少。
作为当今制造业的核心技术之一，热成型加工在不同的行业中都具有广泛的应用，如冶金、机械、航空航天等工业部门。
2. 课程设计目的本课程设计旨在深入了解相关基础知识和实际应用技术，达到以下目的：•了解不同种类的工程材料和它们的物理和化学性质。
•学习热成型加工的基本原理和其在不同工业部门中的应用。
•了解工程材料和热成型加工相互作用的影响，并学习如何优化制造过程。
•学习如何设计和选择最适合的加工工艺和设备，以满足不同的生产需求。
3. 课程内容3.1 工程材料3.1.1 材料结构和性质•基本元素和晶体结构•物理性质、机械性能和化学性质•缺陷分析和强度评估3.1.2 材料应用和选择•材料来源和加工方法•材料选型原则和应用环境•日常护理和维护3.2 热成型工艺3.2.1 加热和冷却•加热方式和设备•相变和热力学过程•冷却速率和材料变形加工3.2.2 热成型加工和应用•压力工艺和模具设计•热挤压、热轧、热拉伸和热淬火•各行业热成型加工的应用3.3 课程实践本课程将分为两个实践环节。
第一个环节将关注材料表征和机械性能测试，包括拉伸试验、压缩试验、冲击试验等。
第二个实践环节将关注热成型加工过程仿真和模拟，以及材料性能和加工过程之间的关系。
4. 课程评估•成绩占比：70% 期末考试, 20% 课程作业, 10% 实践报告•期末考试：理论知识，考试时间120分•课程作业：每周一次，与课程内容相关，张贴在学生选定的博客里，提交课程学习的总结，字数不少于500字。
•实践报告：与课程实践相关，对学生的实验和模拟结果进行评估和总结。
机械工程材料与热加工工业教学设计
机械工程材料与热加工工业教学设计前言机械工程材料与热加工工业教学是机械制造工艺的重要部分，涉及材料科学、热力学、控制工程等多学科知识。
本文将介绍机械工程材料与热加工工业教学的设计思路，并对教学内容、教学形式等方面进行探讨。
教学对象本课程主要面向机械类专业大学生，旨在培养学生的机械制造和加工能力，提高其科学实验和研究能力。
教学目标1.理解机械工程材料的基本概念和特性。
2.掌握材料性能测试的方法和技能。
3.熟悉热加工工艺的基本原理和流程。
4.能够独立进行物理实验和数据处理。
教学内容机械工程材料1.材料的基本性质：化学成分、结构、性质等。
2.材料的应用范围和特点：常用的金属、非金属材料。
3.材料的表面处理：腐蚀、防护等。
4.材料的加工：锻造、钳工、冲压、注塑等。
热加工工艺1.热加工工艺的基本原理：原材料加热、塑性变形。
2.热加工工艺的流程：挤压、热轧、熔模铸造等。
3.热加工工艺的常见问题：变形、缺陷、质量问题等。
4.热加工工艺的控制方法：温度、浇注速度、模具设计等。
教学形式理论课通过课堂讲授、课件展示等形式，介绍机械工程材料与热加工工艺的基本原理和应用，提高学生的理解和认识。
实验课安排材料性能测试实验、热加工工艺实验，让学生亲手操作，熟悉实验仪器，提高实验技能，培养实验精神和创新思维。
课外实践组织学生到企业或工厂作业实习，让学生了解不同的生产环境和加工工艺，提高学生的实践能力和应变能力。
教学评估评估方式包括课堂测验、实验实习成绩、作业完成情况、课程论文等形式，全面考察学生的理论基础、实践能力、综合素质等，为学生的继续学习和就业奠定基础。
结语机械工程材料与热加工工业教学设计是培养高素质工程师和技术人才的重要环节，需要认真思考和精心设计，以达到真正的教学目的和效果。
希望本文能够对机械工程材料与热加工工业教学的教师和学生提供有价值的参考和帮助。
南京航空航天大学《工程材料及热加工工艺》课程设计有关事项共43页文档
45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
南京航空航天大学《工程材 料及热加工工艺》 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
“工程材料与热加工”课程教学改革与实践
一 一 一 ～ 一一 ～ ～
１ 课 程 定 位 与 目标
本课 程 承担 了机械 制 造 ３ 大基 础 （ 工程 材 料 、热 加 工 工 进 行素质 培养 ， 为后 续有关课 程学习和 工作 打好基 础Ⅲ。
艺和 机 械 加 工工 艺 ）中 的２ 方 面 ，工 程 材 料 是产 品的 物质 ２课程 内容与特点 个 载体 和质 量保 证 ，热 处理 是 关键 ，热 加 工是 重要 手 段 。在 工 本课 程 主 要 介 绍 材 料 的成 分 、 组织 、 结构 、性 能 、用
教 学 园地
李书 朱 英 吕 伟 龙 红明：“ 工程材 热加 ， 教学改 实践 料与 工， 课程 革与
４ ３
１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｓ ． ６ １４ ９ ． ０ ９ ２ ． ４ ０ ３６／ ． ｓｎ １７ —８ Ｘ２ ０ ． １０３
“ 程 材 料 与热 ２ － 程 教 学 改 革 与 实践 工 ｎｒ＂课
１ 充分 运用 现代教 育技术及 教学手段 ， ） 提高教 学效果 ， 通
教学录像 、 加工视频等 多媒体手段 ， 形象、 ３ ）课 堂 讨论 法 。在 教 学 中安 排 讨论 课 ，在课 堂 上 教师 过 采用多媒体 课件 、 ２ 充分利用网 的作 用是 创设 问题 ，引导 和 启发 学生 积极 思 考 ，使 学生 主动 生动地 表 达典型零件 加工过 程和部件 拆装 过程 。 ） 参与 教学 ，让 学 生成 为学 习主 体 ，有 机会 发 表 自己的学 习体 络环境 ， 制作适 宜学 生 自主学习的课程 学习资源 ， 过提 供 内容 通
作者 ：李 书伟 ，高级 工程师 ，研 究 方 向为材 料加 工 ：朱 龙英 ，博 士 ，教授 ，研究 方 向为机 械 制造 。
工程材料及热处理第二版课程设计
工程材料及热处理第二版课程设计本文旨在介绍工程材料及热处理第二版课程设计方案，内容包括课程设计的目标、背景、内容以及教学方法等方面。
一、课程设计目标本次课程设计的目标是让学生掌握新一代工程材料的性能及其在不同热处理条件下的变化规律，进一步了解工程材料的基本特性和应用技术，培养学生创新思维和实践能力。
二、课程设计背景随着现代工业的快速发展，新型工程材料的应用在不断扩展。
为了满足工业对新型材料的需求，各大高校纷纷开设了工程材料相关的课程，但是由于材料的种类及特性各异，传统的课堂教学方式难以满足学生的需求。
因此，本次课程设计旨在针对工程材料的特性以及热处理方法进行深入分析，引导学生通过实验操作及案例分析等方式，从而深入了解工程材料的特性及其应用技术。
三、课程设计内容1. 工程材料基本特性在本课程中，我们将首先对工程材料的基本特性进行介绍，包括材料的分类、组成、力学性质、物理性质、化学性质等方面。
通过对材料基本特性的了解，学生可以更好地把握工程材料的特点和应用。
2. 热处理方法本课程还将对热处理方法进行详细的介绍，包括退火、正火、淬火、回火等热处理工艺及其特点。
通过对热处理方法的深入掌握，学生可以更好地理解工程材料在不同热处理条件下的性能变化规律，并掌握不同热处理工艺的适用范围及其优缺点。
3. 实验教学课程设计还将通过实验教学的方式，让学生亲自操作，深入感受工程材料及其热处理变化的过程，实践能力得到提升。
实验内容主要包括工程材料的制备和基本物理性质测试、热处理工艺及其影响因素的探究。
4. 案例分析在本课程中，我们还将针对实际应用中的工程材料问题进行案例分析，让学生掌握破解新材料问题的方法和思路。
案例分析的内容将涵盖材料选择、加工及热处理等方面，旨在让学生在课程学习中提高分析和解决实际问题的能力。
四、教学方法本次课程设计采用多种教学方法，包括理论授课、实验教学、案例分析及讨论、小组分析等。
通过多种教学方法的结合，学生可以形成全面的工程材料及热处理知识结构，同时也可以培养出分析和解决实际问题的能力。
工程材料及热加工
2. 充分利用信息时代的教育技术，以教材内容为基础， 将课程知识点，制作成融文字、图片、动画、声音 为一体的多媒体课件。所制作的课件生动形象，插 图醒目清楚，易于学生理解和掌握，教学效果显著。 组织观看辅助教学电教片，使学生了解现代制造技 术及其发展趋势，扩大知识面，掌握相关学科的发 展前沿
3. 采用讨论式、互动式教学方法，引导学生将理论知
2020/10/24
5
（2）在教学过程中，配合理论教学，为了使学生对热加 工和材料应用方面有一定的感性认识，采用多媒体课 件、采集的视频等教学方式，提高了教学效果。
（3）改变了传统的以教师为中心的教学方法，充分调动 学生学习的积极性，采用互动式、课堂讨论式教学， 收到了很好的教学效果。
（4）加强过程管理，改1次期末考试为“平时成绩＋作 业＋期末考试”综合考核评定成绩。
2020/10/24
16
典型齿轮选材举例
1.机床齿轮
机床变速箱齿轮担负传递动力，改变运动速度和方 向的任务。载荷不大，运动平稳，工作条件好。一 般可选中碳钢(45钢)制造，为了提高淬透性，也可 选用中碳合金钢(40Cr钢)。
工艺路线为：下料→锻造→正火→粗加工→调质→ 精加工→轮齿高频淬火及回火→精磨。
2020/10/24
13
4、教学条件（教材的使用与建设）
该课程在近几年的教学中曾使用过原金工教研室金南威 主编的《工程材料及热加工基础》，该教材的内容较多， 不适应现在的课时压缩要求；选用丁德全主编《金属工艺 学》教材，该教材分为三篇内容：工程材料篇、热加工工 艺篇、机械加工工艺篇。机械加工工艺篇与选用的《金工 实习》教材内容发生冲突。2006年选用西安电子科技大学 出版社程晓宇主编、我校参编的《工程材料及热加工技术》 这门教材。该教材具有以下特点： 该教材适应教学总学时的压缩，以必须够用为度，以掌握 概念、强化应用为教学重点。 以材料与毛坯选择为目标，以材料应用为主线，将理论教 学与实训教学进行全方位的整合，形成新的课程内容体系， 把对学生技术应用能力的培养贯穿到教材内容的各个部分。 注重企业生产技术实际案例。将企业实际发生的一些材料 方面的技术案例引入到到该教材，让学生一开始就注意理 论与实践结合，提高学生分析问题的能力。
热加工工艺基础课程设计
热加工工艺基础课程设计概述热加工工艺是通过加热将金属材料改变其形状、组织和性能的工艺。
本课程设计面向机械工程专业的本科生，旨在让学生掌握热加工工艺的基本原理、流程和设备，以及应用于工业生产中的具体操作技能。
本课程设计包含以下三个部分：1.理论学习2.实验操作3.课程论文理论学习第一章：热加工工艺概论1.1 热加工工艺基本概念1.2 热加工工艺发展历程1.3 热加工工艺分类第二章：热处理工艺2.1 热处理工艺基本概念2.2 热处理工艺分类及应用2.3 热处理工艺的设备与技术第三章：铸造工艺3.1 铸造工艺基本概念3.2 铸造工艺分类及应用3.3 铸造工艺的设备与技术第四章：锻造工艺4.1 锻造工艺基本概念4.2 锻造工艺分类及应用4.3 锻造工艺的设备与技术实验操作本课程设计包含以下实验项目：1.热处理工艺实验：对某种金属材料进行淬火和回火处理，观察其显微组织和硬度的变化，分析热处理的效果和机理。
2.铸造工艺实验：通过砂型铸造的方式制作一个小型零件，了解铸造工艺的基本流程和技术要点，掌握砂型制备、浇注、断面观察等技能。
3.锻造工艺实验：使用冷模锻造和热模锻造工艺，对某种金属材料进行加工，了解锻造工艺的基本流程和操作方法，掌握模具加工、料坯切割、锻造成形等技能。
课程论文学生需要在本课程设计结束后，根据自己选择的热加工工艺主题，撰写一篇5000字左右的课程论文。
论文的主要内容包括：1.热加工工艺的发展历程和现状；2.选题的背景和研究意义；3.热加工工艺的原理和流程；4.热加工工艺在工业生产中的应用和发展前景；5.个人对于所选热加工工艺的研究和心得体会。
总结通过本课程设计的学习和实践，学生不仅能够掌握热加工工艺的基本理论和操作技能，还能够深入了解热加工工艺在工业领域中的应用和发展前景。
希望本课程设计能够为机械工程学生的综合素质和职业发展打下坚实的基础。
工程材料及机械制造基础热加工工艺基础教学设计
工程材料及机械制造基础热加工工艺基础教学设计一、教学目标本次教学旨在让学生了解热加工工艺及其在工程材料及机械制造中的应用基础，学生应当能够：1.熟悉热加工工艺的基本概念及原理。
2.掌握金属热加工的基本方法、步骤及原理。
3.能够了解不同工艺条件下的金属组织变化规律。
4.可以熟练掌握对常用金属材料的热处理操作。
5.具备应用热处理工艺处理不同金属材料的能力。
二、教学内容1.热加工工艺概述：（1）热加工工艺的定义及作用；（2）热加工工艺的分类；（3）热加工过程中的物理、化学及热学特性。
2.金属热加工原理：（1）金属热加工的基本方法；（2）金属热加工的步骤及相关工艺参数；（3）热加工过程中的组织变化及其原理；（4）金属热处理原理及分类。
3.常用金属材料的热处理操作：（1）铁素体变换；（2）退火；（3）淬火；（4）调质；（5）正火；（6）淬火回火。
三、教学方法1.课堂讲授法：通过讲解，解释和演示的形式授课，使学生理解热加工工艺基础知识，明确热加工原理及相关操作。
2.实验教学法：通过模拟实验教学，让学生熟悉常用金属材料的热处理操作，掌握热处理过程中的关键参数及操作技巧。
3.案例分析法：通过案例分析，详细讲解实际热加工工程中遇到的问题及解决方法，增强学生的实际操作能力。
四、教学评估1.课堂测试：通过课堂测试了解学生对教学内容的掌握情况和理解程度。
2.实验测评：课后进行实验测评，了解学生的实际操作能力及掌握情况。
3.作业评估：教师布置与本次教学相关的练习和作业，通过作业批改了解学生的作业完成情况和学习成果。
本次教学的评估，将综合以上三个方面的评估结果，全面了解学生的学习情况及教学效果。
《工程材料及热加工》实验指导书
工程材料及热加工实验指导书湖北文理学院机械与汽车工程学院机械基础教研室实验一 硬度实验一、实验目的1、了解布氏硬度计、洛氏硬度计、里氏硬度计的主要构造及操作方法。
2、初步掌握布氏硬度值、洛氏硬度值、里氏硬度值的测定方法。
3、初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系和热处理能改变材料硬度的概念。
二、实验概述硬度试验设备简单，操作迅速方便，不需要专门制备试样，也不破坏被测试的工件。
因此，在工业生产中，被广泛应用于产品质量的检验。
此外，硬度值与其他力学性能及某些工艺性能（如切削加工性、冷成形性等）都有一定的联系，故在产品设计图样的技术条件中，硬度是一项主要技术指标。
目前，在测定硬度的方法中，最常用的是压入硬度法。
其中以布氏硬度和洛氏硬度应用最广。
它们的试验原理都是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测金属材料的表面，根据压头被压入的程度来测定其硬度值。
1、布氏硬度布氏硬度试验方法是将一直径为D 的淬火钢球或硬质合金球在规定载荷F 的作用下压入被测试金属表面，停留一定时间后卸除载荷，在被测试金属表面上形成一个直径为d 的压痕。
计算出压痕单位面积所承受的平均压力，以此作为被测试金属的布氏硬度值。
但实际试验时都是用读数显微镜测出压痕直径d ，再根据d 值，查对照表得出所测的硬度值。
当压头为淬火钢球时，硬度符号为HBS ，适用于布氏硬度值低于450的金属材料；当压头为硬质合金球时，硬度符号为HBW ，适用于布氏硬度值为450～650的金属材料。
在进行布氏硬度试验时，应根据被测试金属材料的种类和试样厚度，选用不同大小的球体直径D 、施加载荷F 和载荷保持时间。
布氏硬度试验法因压痕面积较大，能反映出较大范围内被测试金属的平均硬度，故试验结果较准确。
但因压痕较大，不宜测试成品或薄片金属的硬度。
2、洛氏硬度洛氏硬度试验方法是以一个锥顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm )161(in 的钢球为压头，在先后两次截荷（初载荷与主载荷）作用下，压入被测试金属表面，然后卸除主截荷，在保留初载荷情况下，测出由主截荷引起的塑性变形的压力深度h ，再由h 值确定洛氏硬度值。
工程材料与热加工技术课件
焊接技术广泛应用于机械、建筑、船舶、航空等制造业领域，是 实现金属结构连接的重要工艺方法之一。
热处理技术
热处理技术定义
热处理技术是一种通过加热、保温和冷却金属材料，改变其内部组 织结构，从而获得所需性能的工艺过程。
热处理技术分类
热处理技术可分为退火、正火、淬火、回火等不同类型，根据材料 和性能要求选择合适的热处理方法。
回火
将淬火后的金属加热至低于临界点温度，保温一段时间后冷却，以 稳定组织、降低内应力并提高韧性。
金属材料的腐蚀与防护
腐蚀类型
金属材料的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是 指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀；电化学 腐蚀则是金属与电解质溶液发生原电池反应而引起的腐蚀。
腐蚀防护
为了防止金属材料的腐蚀，可采取表面涂层、电化学保护和 改变金属内部结构等措施。常用的表面涂层材料有油漆、镀 锌、镀铬等；电化学保护包括阳极保护和阴极保护。
热加工技术如热处理、锻造、焊接等在汽车零部件制造中起到关键作用，确保零部 件的强度和稳定性。
新能源领域的应用
新能源领域对高效、环保的材 料需求迫切，工程材料与热加 工技术在新能源领域中具有广 阔的应用前景。
太阳能光伏产业中，高效率光 伏材料的研发和生产过程中涉 及多种工程材料与热加工技术 。
风力发电领域中，大型风电叶 片的制造需要高性能复合材料 和先进的热加工技术。
中。
高强度轻质合金、复合材料等高 性能材料在飞机机身、机翼、发 动机等关键部位得到广泛应用。
热加工技术如熔炼、铸造、焊接 等在航空航天领域中起到至关重 要的作用，确保零部件的精度和
可靠性。
汽车工业的应用
汽车工业对材料性能和加工工艺要求严格，工程材料与热加工技术在汽车制造中占 据重要地位。
工程材料与热加工
工程材料与热加工《工程材料与热加工》课程标准学时/学分：64/4课程类型：理论课程适用专业：焊接技术及自动化课程所属系部：机械工程系批准日期：2015年4月一、制定依据与课程定位（一）制定依据本课程标准依据安徽机电职业技术学院《焊接技术及自动化专业人才培养方案》而制定。
（二）课程定位本课程是高职焊接技术及自动化专业的综合性专业基础课。
是机械类专业课程的前导课程。
二、课程教学目标（一）知识目标1、理解相关力学性能的指标及应用；2、理解晶体结构与结晶的重要概念及实际金属的晶体结构，掌握纯铁的同素异晶转变及细化晶粒的方法；3、掌握铁碳合金的基本相及典型合金的结晶过程；理解铁碳合金成分、组织和性能之间的关系；4、了解热处理的基本过程、影响钢热处理质量的因素；掌握常用热处理的基本概念及应用；5、掌握钢的常用分类方法、我国钢的牌号的表示方法；理解夹杂物对金属性能的影响；了解合金元素在钢中的作用、合金元素对钢热处理的影响；了解特殊性能钢的牌号及用途；6、掌握铸铁的分类；了解铸铁石墨化过程及影响因素；7、了解铝合金、铜合金的分类及及性能和热处理特点；掌握滑动轴承合金的性能及组织特点；了解粉末冶金的生产过程及硬质合金的牌号（代号）及性能；8、了解非金属材料（高分子材料、陶瓷材料及复合材料）的性能及应用；9、了解砂型铸造工艺过程、手工造型方法；理解合金铸造性能；了解砂型铸造工艺设计基础；了解一些特种铸造方法；10、了解锻压生产的特点及应用；理解塑性变形的原理；掌握金属的可锻性；了解自由锻造、模锻、板料冲压工艺；11、掌握焊接实质、特点、分类；了解常用焊接方法常用金属材料的焊接；了解胶接工艺；12、掌握零件失效的概念、类型；掌握选择材料的原则、方法、过程。
（二）能力目标通过对《工程材料及热加工》理论和实践教学，应能使机械类专业的学生掌握工程材料及热加工应用的理论知识和应用技能。
通过教学应使学生获得以下工程材料及热加工应用的知识和能力。
工程材料热加工课程设计
南京航空航天大学《工程材料与热加工基础》课程设计说明书学院______航空宇航学院________专业____飞行器设计与工程______学号______011210112___________姓名________窦兆起____________指导教师_____陈文华___________完成日期__2014年_6月_17日____第一篇任务书一、课程设计的目的《工程材料与热加工基础》课程是工程类专业的必修技术基础课，其内容包括：工程材料学、铸造、锻压、焊接等。
为了提高学生的工程实践能力和综合运用所学知识的能力，在学习该课程后进行为期一周的课程设计，其目的是：（1）通过课程设计的实践，使学生进一步加深了解和巩固课程所学的有关知识，提高学生综合运用所学知识的能力。
（2）通过课程设计使学生初步达到在一般机械设计中，能合理选择材料、选择毛坯生产方法，并能合理安排典型零件的热处理工艺、零件制造工艺流程及结构工艺性分析。
二、课程设计的任务及要求课程设计的指导思想应力求在提高产品质量、降低产品成本、提高生产效率的原则下，使工艺方案尽量简化、操作方便。
1.仔细读题、明确自己的任务。
2.对零件制造的总体方案进行论证与选定，包括：毛坯制造方案的可行性分析与比较。
主要表面机械加工方案分析与选择。
3.毛坯生产工艺方案的分析，包括:工艺性综合分析。
生产方法的确定。
工艺参数的确定及其他工艺问题的分析。
工艺图的绘制。
4.机械加工工艺方案的分析，包括：零件机械加工工艺的分析及工艺基准的选定。
工艺过程的拟定及工艺文件的编制。
各工序机床、加工余量、工、夹、量具的选定。
刀具的设计与应用。
绘制机械加工过程中所需的工艺图。
5.完成全部工艺绘制工作。
6.撰写一份完整的说明书。
要求理论鲜明、论证严密、文理通顺、字迹清楚。
7.编写参考文献。
第二篇零件设计一、轴座设计（铸造零件）1.1 零件名称——轴座1.2 零件简图：1.3 零件技术要求与生产性质：（1）技术要求：σb≥200MPa，支撑轴件，承受振动。
工程材料与热加工课程设计1
南京航空航天大学《工程材料与热加工基础》课程设计说明书学院航空宇航学院专业飞行器设计与工程学号011010817姓名毛绍文指导老师陈文华完成日期2012年6月20日工程材料与热加工基础（Ⅱ）课程设计学生姓名毛绍文学院航空宇航学院学号011010817 指导教师陈文华题目典型零件的选材、加工工艺路线安排与结构工艺分析下达时间2012年6月18日起讫时间2012年6月18日至6月20日1．课程设计的目标：《工程材料与热加工基础（Ⅱ）》是工程类专业必修技术基础课，其内容包括工程材料学、铸造、锻压、焊接等。
为提高学生的工程实践能力和综合运用所学知识分析解决实际问题的能力，在学习该课程后进行一周的课程设计，其目的是：（1）通过课程设计的实践，使学生进一步加深了解和巩固课程所学的有关知识，提高学生综合运用所学知识分析解决实际问题的能力。
（2）通过课程设计使学生初步达到在一般机械设计中能合理选择材料，选择毛坯制造方法，并能合理安排典型零件的热处理工艺、零件制造工艺流程及结构工艺性分析。
2．课程设计的主要内容：本课程设计包括典型零件的材料选择，热处理工艺路线的安排，零件毛坯生产方法选择[主要包括铸造（液态成型）、压力加工（塑性成形）和焊接（连接成型）三种成型方法]。
课程设计的要求：（1）学生根据课程设计指导书中规定的零件或由任课教师指定的零件，任选三个零件（包括铸件、锻件和焊接件各一个），分析各个零件的工作条件、受力状况、失效形式等，合理选择各零件所用材料、选择毛坯生产方法，并能合理安排零件的热处理工艺、制造工艺流程，按设计指导书中要求进行结构工艺性分析与工艺设计。
（2）设计中制订的工艺方案（如选材方案、毛坯选择方案、铸造工艺中分型面的选择方案等）,应考虑2~3个方案进行比较,充分论证,选取最佳方案,并在设计说明书中详细叙述,不能只给出简单的结论。
（3）每个学生完成一份完整的课程设计报告。
设计说明书是反映设计结果的技术文件，必须认真写好。
【加工】热加工课程设计
【关键字】加工
热加工工艺课程设计
题目：齿轮锻造工艺设计
班级：11机电一班
专业：机械设计制造及其自动化
姓名：胡洋洋
学号：21
指导老师:刘万福
摘要
锻造生产的主要目的是坯料成型、及控制其内部组织性能达到所需的几何形状、尺寸以及品质的锻件，钢和大多数非金属及合金具有不同程度的塑性，均可在冷态或热态下进行塑性加工成型。
m头——锻造时从锻件端部切去的金属质量；采用钢锭作坯料时切掉的钢锭头部和尾部质量等。
(2)坯料尺寸确定
皮料尺寸与所用第一个基本工序有关，由于齿轮是饼块类或空心类锻件，用镦粗工序锻造时，为了避免镦弯，应使坯料高度h不超过直径D的2.5倍，即坯料高径比h/D不超过2.5。为了在截料时便于操作，毛坯高度h不仅应小于2.5D，即高径比还应大于1.25即
齿轮是现代工业大量使用的零件，自由锻能进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工序、及精整工序三大类。它的基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形以达到所需的形状和尺寸的工艺过程，如镦粗，拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转及错移等工序。
二、总体设计方案
1.绘制锻件图
根据零件图的基本图样，结合自由锻工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。
按照锻造设备的成形特点，又可以将自由锻分为手工锻造、锤上锻造和水压机锻造，而模锻分为锤上模锻、压力机模锻属在上下低铁之间产生塑性变形，从而获得锻件形状的方法。确定自由锻的工艺成为了自由锻加工的关键。
热加工工艺课程设计
课程设计说明书
课程：
题目：
姓名：
专业
班级：
学号：
指导教师
课题完成时间：
工学院机械系专业2010 级2班
学号姓名指导教师
题目: 滑动轴承座铸造工艺设计
课程:热加工工艺课程设计
课程设计时间：5 月18 日至5月31 日共 2 周
课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）
1．已知技术参数：
图1 滑动轴承座零件图
2、设计任务与要求（完成后需提交的文件和图表等）：
（1）设计任务
1）选择零件的铸型种类，并选择零件的材料牌号。
2)分析零件的结构，找出几种分型方案，并分别用符号标出。
3）从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较，选出最佳分型方案，标出浇注位置和造型方法。
4）画出零件的铸造工艺图（图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头、图下注明收缩量）。
5）绘制出铸件图。
（2）设计要求
1）设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，采用三号图纸出图。
2）按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于3000字）。
3、工作内容及计划安排
熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作 1天
确定铸造工艺方案1天
工艺设计和工艺计算 2天
绘制铸件铸造工艺图 1天
确定铸件铸造工艺步骤 2天
编写设计说明书 3天
答辩 1天
4主要参考资料
《热加工工艺基础》、《金属成形工艺设计》、《机械设计手册》。
系主任审批意见：
审批人签名：
时间：2012年5月30日。
机械工程材料与热加工工艺-(1)
机械工程材料与热加工工艺-(1)第一章 金属材料的力学性能1. 什么是应力？什么是应变？2. 缩颈现象在力—拉伸图上哪一点？如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样没发生塑性变形？3. 将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？4. 布氏和洛氏硬度各有什么优缺点？下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度：库存钢材，硬质合金刀头，锻件，台虎钳钳口。
5. 下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么：0.21,,,,,,,,,,,.s b k E HRC HBS HBW HV σσσσδψα-洛氏硬度的测试规范标尺 压头 总载荷／N 适用测试材料 有效值HRA 1200金刚石圆锥体600硬质合金，表面淬火钢 70-85HRB1.588mm φ淬火钢球 1000退火钢，非铁合金 25-100HRC 1200金刚石圆锥体1500 一般淬火钢件20-67第二章 金属及合金的结构与结晶1. 名词解释：金属键，晶体，晶格，配位数，致密度，单晶体，多晶体，晶体缺陷，相，固溶体，金属化合物，相图。
2. 简述金属的结晶过程。
3. 金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。
4. 典型金属铸锭组织有哪几部分组成？影响金属铸锭组织的因素有哪些？第三章 铁碳合金相图1. 什么是同素异构转变？室温和11000C 时纯铁晶格有什么不同？ 组织名称 代表符号 含碳量（%） 组织类型 力学性能特征铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体和组织名称。
4. 分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。
5. 含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响？第四章 钢的热处理1. 什么叫热处理？常用热处理的方法大致分为哪几类？2. 简述钢在加热时奥氏体的形成过程，影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？3. 简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能？影响过冷奥氏体转变的因素有哪些？4. 在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变？5. 什么叫退火？什么叫正火？两者的特点和用途有什么不同？6. 亚共析钢的淬火为何是3(3050)c A C +-︒?过高或过低有什么弊端？7.什么叫钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？8.碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢可以在油中淬火？9.钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有什么不同？汽车发动机缸盖螺钉应采用哪种回火？为什么？10.锯条，大弹簧，车床主轴，汽车变速器齿轮的最终热处理有何不同？11.用T12钢制造钢件，请填写工艺结构方框图中的处理工序名称：12.在普通热处理中，加热后进行保温的作用是什么？感应加热表面淬火是否需要保温，化学热处理的保温有何特点？为什么？第五章工业用钢1.填表钢号所属类别大致含碳量（%）性能特征用途举例Q235-A-F45T10A16Mn20CrMnTi9CrSi2.仓库中储存了相同规格的20钢，45钢和T10圆钢，请找出一种较为简便的区分方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工程材料与热加工基础课程设计第一篇任务书一、课程设计的目的《工程材料与热加工基础》课程是工程类专业的必修技术基础课，其内容包括：工程材料学、铸造、锻压、焊接等。
为了提高学生的工程实践能力和综合运用所学知识的能力，在学习该课程后进行为期一周的课程设计，其目的是：（1）通过课程设计的实践，使学生进一步加深了解和巩固课程所学的有关知识，提高学生综合运用所学知识的能力。
（2）通过课程设计使学生初步达到在一般机械设计中，能合理选择材料、选择毛坯生产方法，并能合理安排典型零件的热处理工艺、零件制造工艺流程及结构工艺性分析。
二、课程设计的任务及要求课程设计的指导思想应力求在提高产品质量、降低产品成本、提高生产效率的原则下，使工艺方案尽量简化、操作方便。
1.仔细读题、明确自己的任务。
2.对零件制造的总体方案进行论证与选定，包括：毛坯制造方案的可行性分析与比较。
主要表面机械加工方案分析与选择。
3.毛坯生产工艺方案的分析，包括:工艺性综合分析。
生产方法的确定。
工艺参数的确定及其他工艺问题的分析。
工艺图的绘制。
4.机械加工工艺方案的分析，包括：零件机械加工工艺的分析及工艺基准的选定。
工艺过程的拟定及工艺文件的编制。
各工序机床、加工余量、工、夹、量具的选定。
刀具的设计与应用。
绘制机械加工过程中所需的工艺图。
5.完成全部工艺绘制工作。
6.撰写一份完整的说明书。
要求理论鲜明、论证严密、文理通顺、字迹清楚。
7.编写参考文献。
第二篇零件设计工程材料与热加工基础课程设计一、轴座设计（铸造零件）1.1 零件名称——轴座1.2 零件简图：1.3 零件技术要求与生产性质：（1）技术要求：σb≥200MPa，支撑轴件，承受振动。
（2）生产性质：大批生产。
1.4 零件选材分析：轴座是机器中的基础零件，轴承的重量都由支承件承担，因此支座主要受压应力，此外支座还要承受轴件工作时的动载荷以及稳定在机架或基础上的紧固力。
考虑到这些力都不是很大，且轴座对内孔及底板平面表面仅有尺寸要求，无特殊质量要求，故该零件选材无特殊要求。
这里有几个方案可供选择：方案一：选用铸钢。
优点是壁厚增加强度不会降低，机械性能比铸铁好，缺点是流动性较差、收缩性较大。
工程材料与热加工基础课程设计方案二：选用灰铸铁。
该材料在工业上应用广泛，价格低廉，且工艺性能好。
选用HT250浇注后，该零件抗拉强度在250MPa 左右，机械性能符合要求。
但其塑性、韧性都远远低于钢。
方案三：选用球墨铸铁。
球墨铸铁的力学性能比灰铸铁要好，但价格要高。
综合考虑，由于该零件壁厚不是很厚，选用HT250在力学性能上可以达到要求，且能降低成本。
1.5 毛坯生产方案该零件形状复杂，且大批量生产，应采用材料利用率高、成本低的铸造毛坯。
选择铸造性能优良的灰铸铁（HT250），无需考虑补缩。
关于铸造毛坯的生产有以下两种方案：方案一：采用分开模两箱造型，水平浇铸。
型腔较浅，因此造型、下芯很方便，铸件尺寸较精确。
但分型面通过铸件圆柱面，会产生披缝，同时铸件在上、下箱各半，容易产生错箱缺陷，且飞边的清理工作量较大。
方案二：采用整模造型，垂直浇铸。
铸件沿底面分型，铸件全部在下箱，即上箱为平面，不会产生错箱缺陷，且使主要加工面处于铸型侧面，清理简便。
采用雨淋式交口垂直浇注，可以控制金属液呈细流流入型腔，减少冲击力，铁液上升平稳，铸件定向凝固，补缩效果好，气体、熔渣易于上浮，不易产生夹渣、气孔等缺陷，逐渐组织均匀，致密、耐磨性好。
但是轴孔凸台妨碍起模，必须采用活块或下芯来克服；当采用活块时，轴孔又难以工程材料与热加工基础课程设计下芯。
综合分析，由于是大批量生产，机器造型难以进行活块造型，所以宜采用型芯克服起模的困难。
所以采用方案二。
1.6工艺流程：整模造型下料熔炼→浇注→落砂、清理→检验是否合格→去应力退火二、汽车半轴设计（锻造零件）2.1 零件名称——汽车半轴2.2 零件简图：2.3 零件技术要求及生产性质：（1）技术要求：传递扭矩，承受冲击，硬度：杆部37～44HRC，盘部外圆24～34HRC。
（2）生产性质：批量生产2.4 零件选材分析：工程材料与热加工基础课程设计（1）传动轴的工作条件：①传递一定的扭转应力，承受一定的交变弯曲应力；②轴颈承受较大的摩擦；③承受一定的冲击载荷。
（2）传动轴的失效形式：①疲劳断裂：由于受扭转疲劳和弯曲疲劳交变载荷长期作用，造成轴疲劳断裂。
这是主要的失效形式。
②断裂失效：由于大载荷或冲击载荷作用，轴发生折断或扭断③磨损失效：轴颈处过度磨损。
（3）传动轴的性能要求：①良好的综合力学性能，即强度、塑性、韧性有良好的配合，以防止冲击或过载断裂；②高的疲劳强度，以防止疲劳断裂；③良好的耐磨性，防止轴颈磨损。
此外，还应考虑刚度、切削加工性、热处理工艺性和成本。
（4）传动轴零件的选材：方案一：选用中碳合金调制钢，如40CrNiMo，此类钢具有良好的综合力学性能，且淬透性非常好，其油淬直径可达75mm，淬硬性高。
但其价格较高，约为45钢两倍。
方案二：选用中碳钢。
虽然中碳钢淬透性低，但由于汽车半轴主要受扭矩作用，这类轴在整个截面上所受的应力分布不均工程材料与热加工基础课程设计匀，表面应力较大，心部应力较小。
且它冷热加工性能都不错，机械性能较好，价格低，来源广。
由于汽车半轴对硬度要求不高，且无需大的淬透性，45钢水淬已可满足。
综合考虑，选用方案二。
2.5 毛坯的生产选择在机械制造业中，凡承受重载零件，如主轴、连杆等，常使用锻件毛坯。
锻件晶粒细小，组织致密，且热加工使纤维分布合理。
另外由于选用的是中碳钢，该材料的铸造、焊接性能都较差，故选用锻造毛坯比较合适。
方案一：先采用拔长，再进行切削、抛光加工。
该方案的优点是毛坯制造简单，需要设备简单，且应用设备和工具有很大通用性。
缺点是毛坯加工量大，金属消耗多，毛坯加工后传动轴的锻造纤维组织被切断，降低了传动轴的力学性能。
方案二：选用接近零件形状的模锻件制造毛坯，再用精密模锻保证加工精度，后期再进行抛光处理。
该方案的优点是材质机械性能好，纤维组织不切断，生产效率较高，加工余量小，节省金属，精度高，并且可锻造出形状复杂的锻件。
缺点是成本太高，尤其是精密锻造模具成本更高，且需要精度高、压力大的专用设备，不适合小批量生产，且由于受模锻设备限制，模锻件不能太大。
综合考虑，由于是批量生产，且半轴盘部形状复杂，采用自由锻难以加工，故宜采用方案二较为合理。
工程材料与热加工基础课程设计2.6 锻造工艺设计采用“镦粗→拔长→预锻→终锻→切除毛边→修整”工序3.1 零件名称——钢制压力容器3.2 零件简图：3.3 零件技术要求及生产性质：（1）技术要求：现有钢板尺寸为1200mmX600mmX8mm，容器工作压力为20个大气压，工作温度为-40℃～60℃，接管外径65mm，壁厚10mm，高约60mm。
（2）生产性质：大批生产。
3.4 零件选材分析：工程材料与热加工基础课程设计该结构对焊接性要求较高，要有较好的气密性和耐腐蚀性，能承载一定的冲击。
在满足结构使用要求的条件下，尽量选择焊接性能较好的材料。
一般碳的质量分数小于0.25%的碳素钢和碳的质量分数小于0.20%的低合金钢都具有良好的焊接性,应尽量采用。
碳的质量分数大于0.50%的碳素钢和碳质量分数大于0.40%的合金钢焊接性不好，尽量避免采用。
同一构件焊接时尽量选用同种金属材料。
方案一：选用普通碳素结构钢，如Q235-A，有良好的塑性、韧性、焊接性及冷加工性，而且价格便宜，适合用于批量生产。
但是力学性能一般，淬火性能差。
方案二：普通低合金钢。
普通低合金钢中有许多适合用于制作压力容器的材料。
如16Mn，其力学性能优良，σb≥1440MPa，σs≥1200MPa，是压力容器常用材料之一，且其塑性也很好，适于冲压。
方案三：奥氏体钢。
奥氏体钢中的1Cr18Ni9也是压力容器的常用材料，其σb≥550MPa，σs≥40MPa。
缺点是不锈钢很昂贵不适合批量生产。
分析以上三种材料，由于1Cr18Ni9过于昂贵，其价格约为16Mn的十倍，因此不宜选用。
由于钢制压力容器为低压容器，故选用普通碳素结构钢即可符合要求。
3.5 毛坯的生产方案：工程材料与热加工基础课程设计由于钢制压力容器的形状比较简单，工作条件要求较高的安全性，加之材料厚度小且需要进行批量生产，所以可采用冲压与焊接的方法加工。
3.6 焊接结构设计：选择气瓶材料：接管、大小保护翼选用优质碳素结构钢10，切削加工后焊到瓶体上。
上、下封头用现有普通碳素结构钢钢板冲压成形，筒身用低合金结构钢钢板卷圆后焊成。
确定焊缝位置：瓶体焊缝布置有两种方案，如下所示。
方案一：瓶体由上、下两部分经冲压成形后焊在一起，焊接工作量小，但由于瓶体细长，难以冲压成形，且现有钢板规格难以满足，故此方案不可取。
方案二：瓶体由上、下封头及简身三部分组成。
上、下封头冲压成形，简身由钢板卷圆后焊好，再将上、下封头与简身焊在一起。
受钢板规格所限，封头需要由两块钢板冲压后焊接而成，筒身需要八块钢板多次焊接而成，瓶体共有13条焊缝，虽然焊接工作量大。
但上、下封头易冲压成形，故应选用此方案。
焊接接头设计：接管与瓶体的焊缝采用不开坡口的角焊缝；大小保护翼与瓶体的焊缝采用开坡口的角焊缝；因气瓶为压力容器，为保证焊接质量，筒身的纵向焊缝及上、下封头与简身的环形焊缝均采用I形开坡口双面焊：选择焊接方法和焊接材料：接管、大小保护翼与容器体焊接，因焊缝直径很小，长度均较短，且大部分焊缝在弧面上，故采用工程材料与热加工基础课程设计焊条电弧焊方法，为保证焊接质量，常采用碱性焊条J507。
容器筒体环形焊缝、纵向焊缝的焊接，可采用气焊、手弧焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊等多种焊接方法进行。
考虑到是大批生产，且产品是压力容器，为保证焊接质量，提高生产率，常选用埋弧自动焊。
焊丝选用H08A，配合焊剂HJ43l。
3.7 工艺流程接管：下料→切削加工→钻孔大小保护翼：剪板下料→冲压→焊纵缝封头：气割下料→拉深→切边→除锈→钻接管孔筒身：剪切下料→卷圆→焊接内纵缝→焊接外纵缝→筒身与上下封头拼装组对→焊接内环缝→焊接外环缝→射线探伤→接管、大小保护翼、筒身装配与焊接→清理→水压试验→气密性实验第三篇课程设计的感想与体会此次课程设计给我们提供了一次回顾所学知识并应用创新的机会，培养了我们综合运用所学的知识，发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力。
在课程设计的过程中，我遇到了很多问题，发现自己对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，许多地方模棱两可。
尽管在做课设前，我们上了理论指导课，但有很多地方我还工程材料与热加工基础课程设计是不得要领，问了一下其他同学，大家感觉都一样，一开始都是无从下手。