材料成形工艺设计
材料成型与工艺
材料成型与工艺
材料成型与工艺是现代制造业中非常重要的一环，它涉及到材料的选择、成型
工艺、加工工艺等多个方面。在制造业中，材料成型与工艺的选择对产品的质量、成本和效率都有着重要的影响。因此，深入了解材料成型与工艺的相关知识，对于提高产品质量、降低成本、提高生产效率具有重要意义。
首先，材料成型与工艺的选择需要考虑材料的特性和产品的要求。不同的产品
对材料的要求是不同的，比如机械零件对材料的强度、硬度要求较高，而外壳类产品对材料的外观要求较高。因此，在选择材料时，需要充分考虑产品的使用环境、使用要求和成本等因素，选择合适的材料。
其次，材料成型工艺对产品的成型质量有着重要的影响。成型工艺包括压铸、
注塑、挤压、锻造等多种方式，不同的产品需要采用不同的成型工艺。在选择成型工艺时，需要考虑产品的形状、尺寸、材料特性等因素，以确保产品能够满足设计要求。
另外，加工工艺也是材料成型与工艺中的重要环节。加工工艺包括机加工、焊接、表面处理等多个方面，它对产品的精度、表面质量和耐久性都有着重要的影响。在选择加工工艺时，需要充分考虑产品的设计要求、材料特性和生产效率等因素，以确保产品能够达到预期的要求。
总的来说，材料成型与工艺对于产品的质量、成本和效率都有着重要的影响。
在现代制造业中，要想生产出高质量、高性能的产品，就需要充分了解材料成型与工艺的相关知识，合理选择材料和工艺，以确保产品能够达到设计要求。只有这样，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，赢得更多客户的青睐。
材料成形工艺设计
零件的热处理分析实例
主轴选用45钢的锻件毛坯，热处理技术要求： 整体调质后硬度为220～250HBS；内锥孔和外锥体硬度为
45～48HRC；花键齿廓部分硬度为48～53HRC。
主轴的加工工艺路线：
备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工→ 锥孔及外锥体的局部淬火、回火→粗磨(外圆、锥孔、外锥体) → 铣花键→花键淬火、回火→精磨(外圆、锥孔、外锥体)
按制图标准手绘零件图、图纸大小视零件情况而 定（一般用A3规格），符合国标；不许用计算机 绘图软件绘图。
1）轴类零件：
阶梯轴，轴上圆柱表面五个以上（支撑表面、 配合表面、过渡表面），键槽，螺纹，标注尺寸 及公差、形位公差、表面粗糙度、技术要求（必 须有热处理要求）、材料牌号。
例图：阶梯轴
（2）盘套类零件：
主要合金元素 Ai
Ai,Cu,Mg
抗拉强度 延伸率 Бь/MPa δ/%
90
38
160
24
硬度HB 28 38
应用举例
导线、铝箔、 电容
铝铆钉
硬铝 2A11/LY11 Ai,Cu,Mg,Mn
180
2A12/LY12 Ai,Cu,Mg,Mn
180
18
42~45
中强度结构件
18
42
5A05/LF5 防锈铝 5A11/LF11
工艺设计或撰写创新思维报告的
材料应用及成型工艺设计
•
• • •
一、塑料及其成型 2、产品设计常用的工程塑料介绍
a、ABS塑料
ABS特有的性能 ABS在产品中的设计应用 b、聚烯烃塑料
•
料 • •
聚 乙烯PE塑料
聚苯乙烯PS塑料 PVC塑料 c、有机玻璃PMMA塑料
聚丙烯PP塑
聚氯乙烯
•
•
d、聚碳酸酯PC塑料
e、酚醛树脂PF塑料
材料应用及成型工艺设计
• b、挤出成型
料筒 挤出机机头
定径装置
牵引装置
材料应用及成型工艺设计
• 一、塑料及其成型 • 3、塑料的成型 • c、吹塑成型
吹塑机
材料应用及成型工艺设计
• 一、塑料及其成型 • 3、塑料的成型 • c、吹塑成型
a、缩颈模闭合
b、型坯模闭合并注射
c、型坯模开启
材料应用及成型工艺设计
• 一、塑料及其成型 • 3、塑料的成型 • c、吹塑成型
d、吹塑模闭合并吹气
e、缩颈模、吹塑模
f、制品外形
材料应用及成型工艺设计
• 一、塑料及其成型 • 3、塑料的成型
• d、吸塑成型
吸塑成型机
材料应用及成型工艺设计
• 一、塑料及其成型 • 3、塑料的成型
• d、吸塑成型
加热
抽真空
吹压缩空气脱出塑件
凹模吸塑成形原理
lcp材料的成型工艺
lcp材料的成型工艺
LCP材料是一种高性能的工程塑料，在工业应用中可以
满足高强度、高精度、高抗化学腐蚀和高耐热的要求。由于其特殊的性能，LCP成为了工程塑料中的热门选择。下面我们
来讨论一下LCP的成型工艺。
LCP的成型工艺一般分为模压成型、挤出成型和注塑成
型三种。首先，模压成型是将原料加热，然后将原料压入模具中，形成所需尺寸和形状的零件。其次，挤出成型是将原料挤压成挤出头，然后将其挤压进模具中，并经过冷却后形成所需形状和尺寸的零件。最后，注塑成型是将原料加热，然后将其注入模具中，并通过冷却后形成所需形状和尺寸的零件。
总的来说，LCP成型工艺的核心是原料的加热和冷却，
这是LCP的特殊性质所决定的。加热可以使材料变得柔韧，
以便在模具中形成所需的尺寸和形状，而冷却可以使材料固化，以便能够实现精确的结构。
此外，在LCP成型工艺中，模具的设计和制造也是非常
重要的。模具的设计要考虑到材料的热变形特性，以及模具中温度和压力的变化，以保证成型质量。而模具的制造则需要考虑到模具结构的精度，以及模具表面的光洁度，以保证成型质量。
总之，LCP成型工艺是一种非常复杂的过程，必须考虑到各个因素，如原料的特性、模具的设计和制造等，才能实现高质量的成型。因此，在进行LCP成型工艺时，一定要正确选择原料和模具，并严格按照工艺要求进行操作，以保证成型质量。
工程材料及成型工艺教学设计
工程材料及成型工艺教学设计
1. 前言
工程材料及成型工艺是工程专业的重要课程之一，对于工程专业学生的加深对材料和成型工艺的理解和掌握具有重要的意义。本文旨在探讨如何进行工程材料及成型工艺的教学设计，让学生在课程中更好地掌握材料和成型工艺方面的知识和技能。
2. 教学目标
本课程的主要教学目标包括：
1.学习材料的基本性质，理解材料在工程专业中的应用；
2.掌握塑性变形、脆性断裂和疲劳断裂等材料失效的机理和特点；
3.学习成型工艺的基本原理和方法，并掌握各种成型工艺的适用条件和
特点；
4.学会根据工程要求选择合适的材料和成型工艺。
3. 教学内容
本课程的教学内容包括以下三个部分：
3.1 材料基础知识
本部分的教学内容主要包括以下几点：
1.工程材料的分类和性质；
2.材料的物理、化学和机械性能测试方法；
3.材料中的缺陷和其对材料性能的影响；
4.材料成型过程中的变形和应力分布规律。
3.2 材料失效机理和成型工艺
本部分的教学内容主要包括以下几点：
1.材料疲劳断裂和塑性变形失效机理；
2.热成型、冷成型、挤压、锻造等成型工艺原理；
3.变形加工、焊接等其他成型工艺；
4.各种成型工艺的适用条件和特点。
3.3 材料和成型工艺的选型
本部分的教学内容主要包括以下几点：
1.根据工程要求选择合适的材料和成型工艺；
2.针对不同工程环境，选择合适的防腐蚀和防爆措施。
4. 教学方法
本课程的教学方法应注重理论联系实际，理论和实验相结合，注重学生实际操作和练习能力的培养。
具体而言，可以采取以下教学方法：
1.讲授基础理论知识，让学生理解材料的基本性质和成型工艺的原理；
材料成型加工技术
材料成型加工技术
材料成型加工技术是指将原材料通过加工方式，使其成为具有特定形
状和尺寸的产品的技术。这种技术在现代工业生产中起着至关重要的
作用，因为它可以大大提高生产效率和产品质量。下面将介绍几种常
见的材料成型加工技术。
注塑成型技术是一种将熔化的塑料注入模具中，通过冷却和固化形成
所需形状的技术。这种技术广泛应用于制造各种塑料制品，如塑料杯子、塑料盒子、塑料玩具等。注塑成型技术具有生产效率高、成本低、产品质量稳定等优点。
挤出成型技术是一种将熔化的塑料通过挤压机挤出成型的技术。这种
技术广泛应用于制造各种塑料管、塑料板、塑料薄膜等。挤出成型技
术具有生产效率高、成本低、产品质量稳定等优点。
压铸成型技术是一种将熔化的金属注入模具中，通过冷却和固化形成
所需形状的技术。这种技术广泛应用于制造各种金属制品，如汽车零
部件、电子产品外壳等。压铸成型技术具有生产效率高、成本低、产
品质量稳定等优点。
锻造成型技术是一种将金属材料加热至一定温度后，通过锤击或压力
使其变形成所需形状的技术。这种技术广泛应用于制造各种金属制品，如汽车零部件、机械零件等。锻造成型技术具有产品密度高、强度高、耐磨性好等优点。
总之，材料成型加工技术在现代工业生产中起着至关重要的作用。不
同的成型加工技术适用于不同的材料和产品，选择合适的成型加工技
术可以大大提高生产效率和产品质量。
材料成型及控制工程的设计制造和加工方向
材料成型及控制工程的设计制造和加工方向
材料成型及控制工程是一项旨在设计、制造和加工各种材料的工程领域。由于材料成
型及控制工程在现代工程领域起着重要作用，所以它的研究和应用范围非常广泛。在这个
领域内，工程师们需要通过研究不同的材料和生产过程来制定最佳的设计制造和加工方案。本文将重点介绍材料成型及控制工程的设计制造和加工方向，以及该领域的发展趋势和未
来挑战。
一、材料成型工程
材料成型工程是指利用成型工艺将原材料转化为成型件的过程。这个过程包括物理、
化学和机械等多种加工方法，如锻造、压铸、注塑、挤压、热压等。通过选择合适的成型
工艺，可以使原材料得以最大限度地利用，并且获得良好的成型效果。在材料成型工程中，工程师们需要关注原材料的性能及其在成型过程中的变化，以确保所选工艺能满足产品设
计要求。
材料加工工程是指利用机械加工、电火花加工、激光加工等方法对原材料进行加工的
过程。这个过程需要考虑到材料的硬度、韧性、导热性等特性，以确保加工效率和产品质量。在材料加工工程中，工程师们需要选择合适的加工工艺和刀具，以确保成型件的尺寸
精度和表面质量。
三、工艺控制工程
工艺控制工程是指利用自动化技术和智能控制系统对成型和加工过程进行控制的工程
领域。随着自动化技术的不断发展，工艺控制工程已经成为材料成型及控制工程中不可或
缺的一部分。通过对成型和加工过程进行实时监控和调控，可以提高生产效率，降低成本，并提高产品质量。
一、发展趋势
在材料成型及控制工程领域，一些新的材料和成型加工工艺正在不断涌现。金属增材
制造技术、高性能复合材料成型工艺、微纳米加工技术等，这些新技术的出现为工程师们
材料的成型方法有哪些
材料的成型方法有哪些
材料的成型方法有以下几种：
1. 压制：将材料放入模具中，在一定的温度和压力下进行压制，使材料形成所需的形状。这种方法适用于金属、陶瓷、塑料等材料。
2. 热压成型：将材料加热至一定温度后放入模具中，在一定的压力下进行压制，使材料形成所需的形状。这种方法适用于金属和塑料等材料。
3. 注塑：将熔化的塑料注入注塑机中，在高压下将熔融的塑料注入模具中，冷却并形成所需的形状。这种方法适用于塑料制品的生产。
4. 拉伸：将材料加热至一定温度后，在拉伸力的作用下使材料变形，形成所需的形状。这种方法适用于金属、玻璃纤维等材料的加工。
5. 熔融法：将材料加热至熔点或软化点后，通过浇铸、挤压等方式使材料形成所需的形状。这种方法适用于金属、玻璃等材料的加工。
6. 焊接：通过加热和施加压力等方式，将两个或多个材料连接在一起。这种方法适用于金属、塑料等材料的连接。
7. 拉伸深冲成形：将金属板材或管材放入模具中，在一定的拉伸和冲击力作用
下，使材料形成所需的形状。这种方法适用于汽车制造、航空航天等行业。
8. 粘合：使用粘合剂将两个或多个材料黏合在一起。这种方法适用于各种材料的连接和修补。
9. 3D打印：通过逐层堆叠材料的方式，使用计算机控制的机器制造出所需的形状。这种方法适用于各种材料的快速原型制造和定制制作。
材料成型加工技术
材料成型加工技术
材料成型加工技术是一种将原料加工成所需形状的技术，广泛应用于工业生产中。它可以通过改变原料的物理性质和外形来满足不同需求。本文将从材料成型加工技术的定义、分类、应用以及未来发展等方面进行阐述。
材料成型加工技术是指利用各种方法将原料加工成所需形状的技术。它可以通过改变原料的形状、尺寸、表面质量等特征来满足不同的需求。材料成型加工技术主要包括塑性成形、热成形、粉末冶金、复合材料加工等多种方法。不同的加工方法适用于不同的材料和加工要求。
材料成型加工技术可以根据不同的分类标准进行分类。按加工方式可以分为传统成型加工和先进成型加工。传统成型加工主要包括锻造、压力成形、旋压、拉伸等方法，适用于金属材料的加工。先进成型加工则包括注塑成型、挤压成型、复合成型等方法，适用于高分子材料、陶瓷材料等的加工。按材料性质可以分为金属成型和非金属成型。金属成型主要用于金属材料的加工，非金属成型则用于高分子材料、陶瓷材料等的加工。
材料成型加工技术在工业生产中有广泛的应用。在汽车制造领域，材料成型加工技术可以用于制造汽车的车身、发动机零部件等。在电子电器行业，材料成型加工技术可以用于制造电子元件、电线电缆等。在航空航天领域，材料成型加工技术可以用于制造飞机的机
身、发动机零部件等。此外，材料成型加工技术还可以用于医疗器械、建筑材料等领域的生产。
未来，随着科技的不断进步，材料成型加工技术将会得到更大的发展。一方面，新材料的不断涌现将为材料成型加工技术提供更多的应用领域。例如，纳米材料、复合材料等的出现将为材料成型加工技术带来更多的挑战和机遇。另一方面，先进的加工设备和技术将为材料成型加工技术的发展提供更多的支持。例如，先进的数控机床、激光加工设备等将使材料成型加工技术更加精确、高效。
材料成形工艺
材料成形工艺
材料成形工艺是指将原材料通过某种特定的手段来转变成特定形状形态的成形工艺。它在工业技术发展进程中起着很重要的作用，可以节省原材料，降低成本，提高产品的性能和效率。
材料成形工艺种类繁多，其中主要有热成型工艺、机械成型工艺、注模成型工艺、浇铸工艺等。热成型工艺是指使用热能来改变材料外形结构的成型工艺，这是工业生产中最重要的一种成型工艺，它可以实现大批量均质块体冶炼、可靠性和性能高的产品成型。机械成形工艺则是将原材料经由机械压力等方式加工成成品的工艺，主要用于金属件的成形。注模成型工艺则是一种将液体或粉末材料注入模具的方法，用于制造结构复杂及小体积的部件。浇铸工艺是将金属件通过浇注过程自动化制造的工艺，用于制造大型的金属件的量产。
在工业生产过程中，为实现成品的理想形状和性能，材料成形工艺非常重要。它在减少原材料使用，降低产品成本，改善成品质量，提高生产效率和产品精度方面都有着非常重要的作用。因此，企业要想取得良好的市场结果，不仅要拥有先进的生产加工设备，更要在材料成形工艺上加以创新和完善，以提高产品性能和提升市场竞争力。
山东大学材料成型工艺课程设计焊接arch产品模型工程图
替代67
78
8
陈晓雨
H12
胥雅婧
第12组焊接圆筒
Q245R
378311111:25
主管设计
版本比例
重量第 张共 张 阶 段 标 记批准
标准化工艺年 月 日
签名更改文件号分区处数标记设计
校核审核F
F
E
E
D
D
C C
B
B
A
A
11223344556材质
0.01R a 0
.32
A
0.01A
R a 0.8
2200 +-0.02
0.02
工艺要求：
1.焊丝表面必须光滑、整洁，对非镀铜或防锈处理的焊丝使用前应进行除油、除锈及清洗处理。焊剂使用前必需按规范要求进行烘干，用过的旧焊剂与同批号的新焊剂混合使用时旧焊剂的混合比在30%左右，在混合前，应清除旧焊剂中的熔渣、杂质及粉尘。
2.焊接纵缝时，应在焊件两端放置引弧板和熄弧板，引、熄弧板尺寸为(100X 150)mm，材质、厚度应与焊件母材一致并和焊件焊接牢固，防止烧穿及裂纹等缺陷。应在引弧板上引弧和熄弧，引、熄弧点距离端部不得小于80mm。
+
02260 0.03
1800 +-0.020.02
复合材料的成型工艺
复合材料的成型工艺
复合材料的成型工艺主要包括以下几种：
1. 手糊成型工艺：是一种湿法铺层成型法，通过涂刷胶液和铺设纤维织物，在模具上形成一定厚度的层片，然后进行固化。
2. 喷射成型工艺：是将树脂和纤维混合后，通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片，再进行固化。
3. 树脂传递模塑技术（RTM技术）：将纤维织物放入模具中，然后注入树脂，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。
4. 袋压法成型：是将纤维织物放入密封的袋子里，然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。
5. 真空袋压成型：是在袋压法的基础上，通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分，提高制品的密实度和质量。
6. 热压罐成型技术：是将预浸料放入金属模具中，通过热压罐的高温高压作用，使预浸料粘结成复合材料制品。
7. 液压釜法成型技术：是将预浸料放入密封的液压釜中，通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。
8. 热膨胀模塑法成型技术：是将纤维织物放入模具中，利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料
制品。
9. 夹层结构成型技术：是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料，通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。
10. 模压料生产工艺：是将纤维织物和树脂混合后，经过一定温度和压力条件进行固化，形成模压料，然后将其加工成制品。11. ZMC模压料注射技术：是将ZMC模压料加热后注入模具中，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。12. 层合板生产技术：是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起，然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。13. 卷制管成型技术：是将纤维织物和树脂混合后，通过卷制机卷制成管状制品。
材料成型工艺作业
1、试说明材料成形工艺的作用。
答：在现代，人们运用各种材料成型工艺，制造各种工业生产用到的原材料、各种机器机械的零件毛坯，甚至直接成型各种产品的零件。因此，在汽车、拖拉机与农用机械、工程机械、动力机械、起重机械、石油化工机械、桥梁、冶金、机床、航空航天、兵器、仪器仪表、轻工和家用电器等制造业中，得到了广泛的应用。
2、分析材料成形工艺特点，并分析不同材料成形工艺中的共性技术有哪些？
答：材料成型工艺作为生产制造工艺，和机械切削工艺、热解决工艺及表面工艺一起，可以完毕各类机械、机器的制造。与切削加工工艺相比，材料成形工艺的特点可归纳如下：（1）材料一般在热态成形。铸造是金属的液态成形，钢的锻造是毛坯加热到800°C 以上的成形，注塑是塑料加热到熔融状态（一般200°C~300°C）来成形。
（2）材料运用率高。铸、锻、焊、注塑均属于等材制造，不像切削加工（属于减材制造）有大量切削，材料运用率高，假如采用精密成形工艺生产，材料运用率可达80%~90%以上。（3）产品性能好。材料一般在压力下成形（如压铸、锻造、冲压、注塑），有助于提高材料成形性能和材料的“结实”限度，其综合效果是有助于提高零件的内在质量，重要是力学性能如强度、疲劳寿命等。
（4）产品尺寸规格一致。由于采用模具成形，产品一模同样，产品一致性好，尺寸较准确。可以互换。这点特别适合于大批量生产的汽车和家电、消费电子产品，能获得价廉物美的效果。
（5）劳动生产率高。对于成形工艺，普遍可采用机械化、自动化流水作业来实现大批量生产。如汽车螺母采用镦锻成形，比切削加工提高生产率2-3倍。
材料加工成型方法
材料加工成型方法
材料加工成型方法是通过对材料进行加工处理，使其达到所需形状和尺寸的过程。常见的材料加工成型方法包括锻造、压力加工、塑性成形、切削加工、焊接、粉末冶金、注塑成型等。下面将对其中几种常见的材料加工成型方法进行介绍。
1.锻造：
锻造是通过对金属材料进行冲击或连续压缩，使其产生塑性变形，从而达到所需形状和尺寸的方法。锻造分为自由锻造和模具锻造两种方式。自由锻造是通过对材料进行冲击以产生变形，模具锻造是通过将材料放入模具中进行连续压缩。锻造具有提高材料的力学性能、改善内部组织结构的能力，并且可以获得复杂形状的优点。
2.压力加工：
压力加工是通过对材料施加外力进行塑性变形的方法。常见的压力加工方法包括挤压、拉伸、压下、弯曲等。压下是将材料放入两个模具之间施加压力进行变形，拉伸是将材料拉伸到所需形状，挤压是将材料从模具中挤出。压力加工可以获得高精度的产品，并且可以提高材料的强度和硬度。
3.塑性成形：
塑性成形是将材料通过塑性变形成所需形状的方法。常见的塑性成形方法包括挤压、拉伸、挤出、滚压等。塑性成形可以用于加工金属、塑料等材料，具有成本低、效率高、产品质量好等优点。
4.切削加工：
切削加工是通过对材料进行切削去除多余部分以得到所需形状和尺寸的方法。常见的切削加工方法包括车削、铣削、钻削、切割等。切削加工可以用于加工金属、木材、塑料等材料，具有高精度、高质量、低损耗等优点。
5.焊接：
焊接是将两个或多个材料通过加热或施加压力进行连接的方法。常见的焊接方法包括电阻焊接、弧焊、气焊、激光焊等。焊接可以用于连接金属、塑料等材料，具有连接强度高、成本低、效率高等优点。
tpe注塑成型工艺
tpe注塑成型工艺
TPE注塑成型工艺
TPE（热塑性弹性体）是一种具有优异弹性和可加工性的材料，广泛应用于各种领域。TPE注塑成型工艺是一种常用的加工方法，通过注塑机将熔融的TPE材料注入模具中，经冷却固化后得到所需的产品。本文将详细介绍TPE注塑成型工艺的流程和相关注意事项。
一、TPE注塑成型工艺的流程
1. 原料准备：首先需要准备TPE颗粒和其他辅助材料，如增塑剂、阻燃剂等。确保原料的质量和配比符合要求，以保证成品的性能。
2. 注塑机调试：将注塑机调至适宜的温度和压力，以保证TPE材料能够充分熔融且顺利注入模具中。同时，通过调整注射速度和压力来控制产品的尺寸和外观。
3. 模具设计和制造：根据产品的形状和尺寸要求，设计和制造适合的模具。模具的设计应考虑到TPE材料的收缩率和流动性，以确保成品的精度和一致性。
4. 模具安装和调试：将制作好的模具安装到注塑机上，并进行调试，以确保模具的开闭动作和冷却系统的正常工作。同时，调整模具温度和冷却时间，以控制产品的性能和外观。
5. 注塑成型：将预热好的TPE颗粒放入注塑机的料斗中，通过旋转螺杆将颗粒推入加热筒中熔化。当TPE完全熔化后，通过注射装置将熔融的TPE材料注入模具中，注射后保持一定的压力，直到TPE 冷却固化。
6. 产品取出和整理：待TPE完全冷却后，打开模具，取出成品。根据需要进行后续的修整、喷漆或组装等工艺，最终得到符合要求的TPE制品。
二、TPE注塑成型工艺的注意事项
1. 温度控制：TPE材料对温度敏感，过高或过低的温度都会影响成型效果和产品性能。因此，在注塑过程中需要严格控制注塑机的温度，特别是模具的温度，以保证TPE材料的熔融和流动性。
材料成型铸造工艺设计
铸造模具设计
模具材料选择
根据铸件需求和铸造方法，选择合适的模具材料。
模具结构设计
根据铸件的结构特点，设计合理的模具结构，确保铸件成型准确。
模具强度和刚度计算
对模具的强度和刚度进行计算，确保模具在生产过程中不会发生变 形或损坏。
铸造工艺参数选择
浇注温度
选择合适的浇注温度， 确保金属液能够顺利填
充模具并保持稳定。
材料成型铸造工艺设计
CONTENTS
目录
• 材料成型铸造工艺概述 • 材料选择与处理 • 铸造工艺设计基础 • 铸造缺陷与质量控制 • 铸造工艺的优化与创新 • 未来铸造工艺的发展趋势
CHAPTER
01
材料成型铸造工艺概述
材料成型铸造工艺的Leabharlann Baidu义
定义
材料成型铸造工艺是一种将液态金属浇注到模具 中，待其冷却凝固后得到所需形状的工艺方法。
优化产品设计
材料成型铸造工艺为产品 设计提供了更多的可能性 ，使产品更加多样化、个 性化。
材料成型铸造工艺的分类
根据造型方法分类
01
可分为砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。
根据浇注方式分类
02
可分为重力浇注、压力浇注等。
根据凝固方式分类
03
可分为自然凝固、强制凝固等。
CHAPTER
02
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圆
直径
24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 38 40 42 45 48 50 52 55 56 58 60 63 65 68 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125
钢
130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 240 250
130
24
30
铝锻件、 铝冲压件
常用的铜合金举例
类别
纯铜 金色 黄铜
普通 黄铜
牌号
35245693506946030 185642430658004
T1
H90
H62
抗拉强度 Бь/ MPa
延伸率 δ%
硬度 HB
240 260/480
45 45/4
35 53/130
330/600 49/3
56/164
低合金 工具钢
9SiCr CrWMn
高速钢
W18Cr4V W6Mo5Cr4V2
模具钢
Cr12
热处理后 硬度HRC
48~54 60~62
62 61~63 61~62
能保持硬度 的温度℃
应用举例
＜250 250~300
韧性较好，木工工具，手锤、剪刀 等
韧性中等，冲头、丝锥、手锯条简 单冲模
高硬耐磨，不受冲击的锉刀、刮刀 等
b.关于日常生活用具新功能的开发，结构的改进或全新设计； c.关于某种机械的新功能开发，结构的改进或全新设计； 2、篇幅2000-3000字（或更多）；可附设计图纸若干（包括设计构思、 图纸、装配图及零件图）。 3、写明关于议题的: a.历史与现状及其发展趋势； b.明确说明你的“创新”之处的闪光点或构思的特色； c.说明你的构思的实现途径或方案。 4、考核成绩评定与工艺设计成绩评定等效。
续表
型号 8 10 12.6 14a 14b 16a 16 18a 18 20a 20 22a 22
槽 钢
高度
80 100 126
140
160
180
200
220
腰宽 41 48 53 58 60 63 65 68 70 73 75 77 79
型号 10 12.6 14 16 18 20a 20b 22a 22b 25a 25b 28a 28b
42 45 83 89
50 95
54 57 60 63.5 68 70 73 102 108 114 121 127 133
76
缝
钢
管 壁厚 4~8 间 隔 0.5
砂型铸造的工艺设计
铸造
熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属浇入铸 型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。
问题的途径及方案，应体现创造性的思维方法和创造能力。 要求：
1、议题: a.关于制造工程中的某一种类的成型工艺、机械加工工艺（或其中的
某一环节）方法的改进，或提出全新的工艺方法；对工艺过程中某一或某几道 工序所用设备（装置、仪器）、工具、夹具、量具等、或者对某一设施（例如 环保、安全、检测、控制、装卸、输送等）提出新设计方案。
按制图标准手绘零件图、图纸大小视零件情况而 定（一般用A3规格），符合国标；不许用计算机 绘图软件绘图。
1）轴类零件：
阶梯轴，轴上圆柱表面五个以上（支撑表面、 配合表面、过渡表面），键槽，螺纹，标注尺寸 及公差、形位公差、表面粗糙度、技术要求（必 须有热处理要求）、材料牌号。
例图：阶梯轴
（2）盘套类零件：
丝锥、板牙、钻头、绞刀、冷冲模 等
拉刀、长丝锥、长绞刀等
63~66 64~66
600
各种车刀、刨刀、铣刀、钻头等
60~63
400~450
各种冷冲模具、钻套、量规等
常用的铝合金举例 （新-GB/T3190-1996、旧- GB/3190-1982）
类别 纯铝
牌号 新/旧
1070/L1
2A01/LY1
钢的常用热处理
• 钢的常规热处理： 正火 细化晶粒、力学性能较高、改善低碳钢和低合金钢的切削加工性 退火 降低钢的硬度、提高塑性、好加工,细化晶粒、消除残余内应力 淬火 提高钢的强度和硬度 回火 淬火后的钢消除内应力、获得所需的力学性能、稳定组织和尺寸
调质处理：淬火+高温回火（中碳钢采用）
• 钢的表面热处理： 表面淬火：火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火 化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗
常见的毛坯形式及其选择
型 材：指各种截面和规格的成型轧材。 铸造毛坯：不宜用型材作坯料的场合，零件的
形状很复杂、力学性能要求不太高。 锻压毛坯：不宜用型材作坯料的场合，零件的
力学性能要求较高。 焊接毛坯：适用于具有一定的尺寸和体积，又
不能用铸造或锻压方法制造的构件。
常用型材规格表
5 5.5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
材料和毛坯的选择
常用的各种结构钢举例
牌号
Q235
09MnV 16Mn 15MnVN 08F
15 45 20Cr 20CrMnTi 35SiMn 40Cr 38CrMoAi 40CrMnMo
65
1Cr13 1Cr18Ni9Ti
热处理 方式
一般在 供应状态 （热轧或 正火）下 使用，不 热处理
正火
渗碳
7.6 8.4 9.1 9.9 10.7 11.4 11.4 12.3 12.3 13 13 13.7 13.7
扁 宽度 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 56 60 63
钢 厚度 4
5
6
7
8 （每一宽度规格均有表中所列各种厚度与之相配）
热百度文库
轧 无 外径
32 38 78 80
号数 2 2.5 3
4
4.5 5
5.6 6.3 7 7.5 8
9
10
等 边宽 20 25 30 40
45 50
56
边
角 钢 边厚 3 或 4
3、4、5
3、4、5、6
3、4 5、8
63
4、5 6、8 10
70
4、5 6、7 8
75 80
5、6、7 8、10
90
6、7、 8、10 12
100
6、7、 8、10、 13、14 16
主要合金元素 Ai
Ai,Cu,Mg
抗拉强度 延伸率 Бь/MPa δ/%
90
38
160
24
硬度HB 28 38
应用举例
导线、铝箔、 电容
铝铆钉
硬铝 2A11/LY11 Ai,Cu,Mg,Mn
180
2A12/LY12 Ai,Cu,Mg,Mn
180
18
42~45
中强度结构件
18
42
5A05/LF5 防锈铝 5A11/LF11
调质
渗碳淬火
渗碳淬火
调质 调质
氮化
调质
淬火及 中温回火 淬火回火
固溶处理
抗拉强度 Бь/MPa
375～460
430～580 470～640 490～680
295 375 600 835 1080 885 980 980 980
695
539 520
屈服强度 Бs/MPa
235
275 275～345 335～390
工艺设计或撰写创新思维报告的
要求(机类、近机类)
一、工艺设计
主要完成内容: 零件设计和零件制造工艺的设计
铸造工艺设计（A）; 自由锻工艺设计（B）; 切削加工工艺设计（C）或（D）。
A、B、C、D类工艺设计，下课前每名同学抽签 确定。
（一）、零件设计要求
借助参考资料自行选择或设计零件，不许抄例题 （带有工艺设计的例子）。 轴类零件 盘套类零件 支架类、箱体类
175 225 355 540 835 735 785 835 785
410
343 206
延伸率 δ5 %
应用举例
26
轻载、不要求耐磨的零件，普通焊接构 件
23
螺旋焊管、冷弯钢建筑结构
21 桥梁、船舶、车辆建筑结构、压力容器
18
大型焊接结构、压力容器
35
用于冲压、冷作的零件
27
用于轻载，表面要求耐磨的简单零件
零件的热处理分析实例
主轴选用45钢的锻件毛坯，热处理技术要求： 整体调质后硬度为220～250HBS；内锥孔和外锥体硬度为
45～48HRC；花键齿廓部分硬度为48～53HRC。
主轴的加工工艺路线：
备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工→ 锥孔及外锥体的局部淬火、回火→粗磨(外圆、锥孔、外锥体) → 铣花键→花键淬火、回火→精磨(外圆、锥孔、外锥体)
铅黄铜 HPb59-1 400/650 45/16
44/80
应用举例 电线、油管等
双金属片，艺术品 螺钉、栓圈、弹簧 热冲压及切削加工零件
锡青铜 QSn4-3 350/550 40/4
铍青铜 Qbe2 500/850
40/3
60/160
弹性元件，管道配件
90/250 HV
重要弹簧，耐磨零件，轴承
金属材料热处理方式
3A21/LF21
Ai,Mg Ai,Mg Ai, Mn
270
23
70
塑性、可焊性均
270
23
70
好。薄板容器、
导管、焊接油
箱、日用器具等
130
20
30
超硬铝 7A04/LC4
Ai,Mg,Cu, Mn,Zn,Cr
220
18
可作主要受力构 件，如飞机大梁
等
锻铝 2A20/LD2 Ai,Mg,Cu,Mn,Si
长度 优质钢2~6m，普通钢当直径小于25时为4~10 m，小于10时常卷成盘状。
薄
厚度
0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.75 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.25 1.4 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5 4.0
1、设计前的准备 分析零件图纸、结构工艺性、技术要求、选材合理、
生产类型。 2、进行工艺设计
（1）选择加工方法，确定加工路线。 （2）查阅资料并进行必要的计算。 （3）绘制工艺图，如铸造工艺图、锻件图等。 （4）填写工艺文件，如工艺过程卡等。 3、工艺方案的分析
优缺点、可行性、经济性、其它方案，等等。
高度
工 字
腿宽
钢 腰厚
100 126 68 74 4.5 5
140 160 180 200 80 88 94 100 5.5 6 6.5 7
200 220 220 250 250 280 280 102 110 112 116 118 122 124 9 7.5 9.5 8 10 8.5 10.5
平均 腿厚
板
宽度 500 600 710 750 800 850 900 950 1000 1100 1350 1400 1500
热 轧 厚
厚度
4.5 5 5.5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
钢 板 宽度 最小宽度为600，宽度间隔为50，最大宽度为3000。
三. 几点说明：
1.“工艺设计”或“创新思维报告”任选其一来完成。
2.提交实习和工艺设计心得一份（500字以上）。 3. “工艺设计”或“创新思维报告”成绩不及格者，所修
《工程实践》课程总成绩亦不及格。需重修者随下一年 级本系工程训练学生同时进行。请注意集中理论授课时 间。 4．设计资料可到图书馆借阅。 5．工艺设计及创新思维报告需独立完成。抄袭者(包括抄袭 例题)和被抄袭者的成绩均为不及格。 6．上交时间：一周后的中午12:30~13:40，地点：61号楼 5101室。每份作业需与实习心得装订一起递交， 并写 明姓名，学号。
16 承受中等载荷的较简单零件，如齿轮轴
10
机床齿轮，齿轮轴，蜗杆
10
汽车拖拉机齿轮，凸轮
15 重要结构零件、曲轴、齿轮、连杆螺栓
9
同上
14
高级氮化钢、制造重要结构零件
10
受冲击高强度零件
10
弹簧
25
汽轮机叶片、水压机阀、螺栓螺母
40
焊条芯、耐酸容器、输送管道
常用的工具钢举例
类别
牌号
碳素 工具钢
T8或T8A T10或T10A T12或T12A
材料成形工艺设计
机械制造基础教学部
目录
金工工艺设计准备 工艺设计的要求 材料和毛坯的选择 金属材料热处理方式 砂型铸造工艺设计 自由锻工艺设计
什么是工艺设计
根据零件图纸、零件的材料牌号和技术要求，结 合生产实际来设计该零件的加工工艺方案、并分析零 件结构设计合理性的过程。
金属产品形成过程
工艺设计的内容和步骤
例图：支架类零件
例图：箱体类零件
（二）零件制造工艺设计要求
随机确定下列的某一类的工艺设计： 铸造工艺设计（A） 自由锻工艺设计（B） 切削加工工艺设计（C（轴类）、D（盘类））
二．撰写创新思维报告
对象：参加工程训练的部分学生。 目的：通过对工程实践（或其他活动）中遇到的某一个问题深入思考，提出解决
该零件以内孔、外圆及端面为主。与轴配合时应有键槽； 外圆在三个以上，端面至少有一个与内孔有跳动要求或垂直度 要求；螺纹孔。标注尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、技 术要求、材料牌号。
例图：盘、套类零件
（3）支架类、箱体类或其它类型零件:
零件要有大孔，三个以上加工表面，要有重要表面，标注 尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、技术要求、材料牌号。