材料成形工艺设计
材料成型工艺教学大纲
材料成型工艺MaterialFormingTechnology课程编号：07310060学分：6学时：90(其中：讲课学时：78实验学时：12上机学时：0)先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础适用专业：材料成型及控制工程教材：《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月第1版《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社2010年3月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。
本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。
通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。
为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。
二、课程的基本内容及要求第一篇液态成型工艺绪论1基本内容金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。
2教学要求了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。
3重难点液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。
第一章零件结构的铸造工艺性分析1基本内容(1)常用铸造方法的选择；(2)砂型铸造零件结构的工艺性分析；(3)特种铸造零件结构的工艺性分析。
2教学要求(1)了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据(2)掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；(3)熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。
3重难点铸造工艺性分析的方法和思路。
第二章砂型铸造工艺方案的确定1基本内容(1)工艺设计内容及流程；(2)砂型铸造工艺方案确定的基本原理；2教学要求(1)熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；(2)掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。
3重难点(1)生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；(2)分型面及浇注位置的确定。
产品设计工程学基础-材料及成型工艺基础-概述
2、材料的分类
材料及成型工艺基础
材料 概述
二、材料认知
学会用材料去思考、去设计.
2、材料的分类
按化学结构分
金属材料: 化学结构为金属键 的钢铁、铜、金等. 无机材料: 化学结构为离子键 的石、玻璃、陶瓷等. 有机材料: 化学结构为共价键, 主要有塑料、橡胶、有机纤维 (皮、木材)等高分子材料 复合材料: 有多相材料复合而 成,如玻璃纤维增强塑料(玻璃 钢).
材料及成型工艺基础
材料 概述
一、设计与材料
形态需求 功能需求
1、材料:设计的物质基础
材料（Material）是产品功能和形态的物质载 体, 一件完美的 产品必定是功能、形态(结构)和材 料(工艺)的和谐统一.
感知特性
形态美感
物质性能
产品功能
设计
材料
材料及成型工艺基础
产品
材料 概述
一、设计与材料
2、材料发展与设计变革
材料 概述
一、设计与材料
• 材料使用与时代划分
人们在研究中国历史时 依据对材料的使用将人
类历史划分旧石器时 代、新石器时代、 陶器时代 、青铜器 时代、铁器时代…而
如今随着新材料的不断 涌现和多种材料的综合 使用, 已很难依据材料来 进行历史的划分.
材料的开发、使用和发展贯穿着人类历史发展的 始终, 拓展着人类的生产能力, 推动着人类文明 的进步和发展, 改变着人类的生活,也深深地影响 着设计的创新与发展.
3 新材料的开发
是指基于全新概念和 方法所开发的材料.如 纳米材料与纳米加工 技术的的开发等……
材料及成型工艺基础
材料 概述
练习:材料感觉特性的测定
依据每组感觉特性，将玻璃、陶瓷、木材、金属、 塑料、橡胶、皮革等7种材料进行有序排列。
橡胶成型工艺及模具设计
挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）、 机架和传动装置等部件组成。
一、螺杆
螺杆种类： 按螺纹分：单头、双头、 三头 按螺距分：等距收敛式和 复合螺纹等 按螺杆外形分：圆柱形、
圆锥形
二、机身(机筒)
机筒为中空圆筒,为了及时散发
和提供热量,机筒备有夹套,可通入
冷却水和蒸汽。
三、机头与口型
1.机头 ①直向形机头 如圆筒形、喇叭形 ②T形、Y形
5. 必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。
6. 必须加入配合剂。
其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等 特点，都属于橡胶的宝贵性能。
橡胶基本加工工艺
无论什么橡胶制品，都要经过混炼和硫化这两个 过程。橡胶基本加工工艺主要包括塑炼、混炼、 压延、压出、成型和硫化等。另外，对于一些特 殊产品还包括注压、浇注和黏合。
聚合单体：氯丁二烯 ★一般工作温度：-35～120℃
★特性：耐候性、耐臭氧性、阻燃、耐热性及耐化学 药品性均好 ★用途：轮胎内衬层、低压电线电缆、输送带、减震 橡胶、窗户密封条、胶粘剂、胶布、涂料 ★参考价格：3.0～3.5万元/吨
硅胶 (Q )
聚合单体：主链由硅原子和氧原子交替组成 ★一般工作温度：-93～250℃ ★性能：使用温度范围最广,毒性最低、具生理惰性、 透气性好、电绝缘性好，物理机械性能较差 ★用途：胶管、胶带、胶辊、电绝缘制品、人造皮肤、 器官等. ★参考价格：7.0～8.0万元/吨
三元乙丙胶 ( EPDM )
聚合单体: 乙烯\丙烯\第三单体 ★一般工作温度：-50～150℃ ★性能：耐老化耐臭氧性、耐极性液体、耐水及 过热水、水蒸气好、耐电性能好 ★用途：电线电缆绝缘层、汽车玻璃除水条、窗户密 封条、 蒸汽胶管、输送带等 ★参考价格：2.8～3.3万元/吨
塑料成型工艺与模具设计
采用新型螺杆设计、优化口模结构等 方法，提高制品尺寸精度和表面质量。
05
模具设计的创新与实践
智能化模具设计
1
智能化模具设计是指利用先进的信息技术、人工 智能和大数据分析，实现模具设计的自动化、智 能化和精细化。
2
通过智能化设计，可以大大提高模具设计的效率 和精度，减少人工干预和误差，降低生产成本， 提高产品质量。
案例概述
本案例介绍了智能化技术在塑料成型工 艺与模具设计中的应用，以提高模具设
计的效率和精度。
快速原型制造
采用3D打印技术制作模具原型，缩短 了模具制作周期，降低了试模成本。
智能化技术应用
采用计算机辅助设计（CAD）软件进 行模具设计，利用仿真技术预测制品 成型过程和优化模具结构。
数据分析与优化
通过收集生产数据，分析制品缺陷和 模具问题，进一步优化模具设计和工 艺参数。
工艺特性要求
塑料成型工艺的特性决定了模具 设计的结构和尺寸，例如模具的 型腔、浇注系统、冷却系统等。
材料选择
塑料成型工艺对材料的要求也影 响了模具设计的选择，例如模具 材料的耐热性、耐磨性、耐腐蚀 性等。
模具设计对塑料成型工艺的制约
模具容量
模具的容量决定了能够成型的塑料制 品的大小和复杂程度。
模具温度控制
新材料选择
选用聚碳酸酯（PC）作为替代传统 聚乙烯（PE）的材料，具有更好的 强度、耐热性和透明性。
模具设计调整
针对新材料的特点，优化了模具结构 设计，如增加热流道、改进冷却系统 等。
工艺参数优化
根据新材料的特性，调整了注射温度、 注射压力、模具温度等工艺参数，提 高了成型效率和制品性能。
智能化模具设计实践案例
产品设计常见成型方法与表面工艺
铆接成型产品
9.折弯成型
折弯：金属板料在折弯机上模或下模的压力下，首先经过弹性变形，然后进入塑性变形，在塑性弯曲的开始阶段，板料是自由弯曲的·随着上模或下 模对板料的施压，板料与下模V型槽内表面逐渐靠紧，同时曲率半径和弯曲力臂也逐渐变小，继续加压直到行程终止，使上下模与板材三点靠紧全接 触，此时完成一个V型弯曲。
2001
• 2001年的PowerBook G4又是一个设 计上的里程碑，从这一代开始，苹
果终于彻底摒弃了黑色塑料材质，
开始了金属笔记本时代，也和 PowerBook的过去说了再见。G4也 是最后一代PowerBook。
2008
• 2008年更新的MacBook Pro采用了 全新的设计语言，更为圆润的一体 成型的铝镁合金机身并且标配了按 压式的触控板，取消了触控板上的 按钮设计，一体化和简约金属主义 从此成为标志。
1980
• 1980的苹果III是一款商用机，主 要用来和当时 IBM 一类的公司进 行竞争。
1984
• 第一代苹果Macintosh个人计算 机， 1984年发布，一体化的机身可 以说终于有了设计感，并且这样的
设计在之后的几代产品中获得了延 续，奠定了苹果产品的设计基因。
1989
• 1989年诞生的Macintosh Portable是 一款实验性质的产品，也是苹果生 产的第一台通过电池供电的“轻便 型”电脑。它曾经随亚特兰大号航 天飞机上过太空，也是第一台人类 带到地球之外的轻便型电脑。该款 电脑的键盘和球型鼠标可以拆卸并 交换位置，对左撇子非常友好。苹 果的人性化设计在那个时候就已经 体现出来了。
冲压成型产品
7.焊接成型
焊接加工是充分利用金属材料在高温作用下易熔化的特性，使金属与金属发生相互连接的一种工艺，是金属加工的一种辅助手段。常用的焊接方法 有熔焊、压焊和钎焊。
东大材料成型课程设计
东大材料成型课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握材料成型的基本原理，包括铸造、焊接、塑性加工等；2. 学习并了解不同材料的成型特性及适用范围；3. 掌握材料成型过程中常见缺陷的类型及成因。
技能目标：1. 能够运用材料成型原理，设计简单的成型工艺流程；2. 能够分析并解决材料成型过程中出现的问题；3. 能够运用所学知识，对实际材料成型工艺进行评价和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料成型技术的兴趣，激发探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作与理论知识的结合；3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通与表达能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在帮助学生在掌握材料成型基本知识的基础上，提高实践操作能力和解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果。
通过本课程的学习，使学生能够在实际工作中运用所学知识，为我国材料成型技术的发展做出贡献。
二、教学内容1. 材料成型基本原理：包括铸造、焊接、塑性加工等成型方法的工作原理及特点；- 教材章节：第一章《材料成型技术概述》- 内容列举：铸造原理、焊接原理、塑性加工原理。
2. 材料成型工艺及设备：介绍不同材料的成型工艺及所使用的设备；- 教材章节：第二章《材料成型工艺与设备》- 内容列举：铸造工艺及设备、焊接工艺及设备、塑性加工工艺及设备。
3. 材料成型缺陷分析：分析材料成型过程中常见缺陷的类型、成因及解决办法；- 教材章节：第三章《材料成型缺陷及质量控制》- 内容列举：铸造缺陷、焊接缺陷、塑性加工缺陷。
4. 材料成型工艺设计：学习如何设计简单的成型工艺流程，并进行优化；- 教材章节：第四章《材料成型工艺设计》- 内容列举：工艺流程设计方法、工艺参数优化。
5. 实践教学环节：组织学生进行实际操作，巩固所学知识，提高解决实际问题的能力；- 教材章节：第五章《材料成型实践》- 内容列举：铸造实践、焊接实践、塑性加工实践。
材料成型课程设计模板
材料成型课程设计模板一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握材料成型的基本概念、原理和工艺，培养学生对材料成型技术的应用能力和创新意识。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解材料成型的基本概念、分类和特点；（2）掌握材料成型工艺的基本原理和方法；（3）熟悉材料成型过程中的质量控制和缺陷分析；（4）了解材料成型技术在工程中的应用和发展趋势。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决材料成型过程中遇到的问题；（2）具备材料成型工艺参数的调整和优化能力；（3）具备材料成型设备的操作和维护能力；（4）具备材料成型工艺创新设计的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对材料成型技术的兴趣和热情；（2）增强学生对工程实践的认知和责任感；（3）培养学生具备团队合作精神和沟通协调能力；（4）培养学生具备创新意识和持续学习的动力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.材料成型的基本概念和分类；2.材料成型工艺的基本原理和方法；3.材料成型过程中的质量控制和缺陷分析；4.材料成型技术在工程中的应用和发展趋势。
具体安排如下：第一章：材料成型概述1.材料成型的定义和发展历程；2.材料成型的分类和特点；3.材料成型技术在工程中的应用。
第二章：材料成型工艺原理1.塑料成型工艺原理；2.金属成型工艺原理；3.陶瓷成型工艺原理；4.复合材料成型工艺原理。
第三章：材料成型工艺方法1.注射成型；2.压制成型；3.吹塑成型；4.纤维缠绕成型；5.快速原型制造。
第四章：材料成型过程质量控制与缺陷分析1.质量控制原理；2.缺陷类型及产生原因；3.质量控制方法及措施。
第五章：材料成型技术应用与发展趋势1.材料成型技术在制造业中的应用；2.材料成型技术在新能源领域的应用；3.材料成型技术的发展趋势。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：用于阐述基本概念、原理和工艺方法；2.讨论法：用于分析案例，解决实际问题；3.实验法：用于验证工艺原理，培养操作能力；4.案例分析法：用于分析成型工艺在工程中的应用；5.小组合作法：用于团队项目设计和汇报。
材料成型工程课程设计
材料成型工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解材料成型工程的基本概念、原理及工艺流程；2. 掌握不同材料成型方法的优缺点，能够根据实际需求选择合适的成型工艺；3. 了解材料成型过程中可能出现的缺陷，并掌握相应的解决方法；4. 熟悉材料成型设备的基本结构、工作原理及其操作方法。
技能目标：1. 培养学生运用材料成型工艺进行产品设计和制造的能力；2. 提高学生实际操作材料成型设备的能力，能够独立完成简单的成型任务；3. 培养学生分析、解决材料成型过程中出现的问题的能力；4. 培养学生的团队协作能力和沟通能力，能够与他人共同完成复杂的项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱专业，对材料成型工程产生浓厚的兴趣；2. 培养学生具备良好的职业道德，关注环境保护，遵循绿色制造理念；3. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，养成良好的学习习惯；4. 培养学生具备创新意识，敢于尝试新工艺、新技术，提高自主创新能力。
课程性质：本课程为专业核心课程，以理论教学与实践教学相结合，注重培养学生的实际操作能力和工程应用能力。
学生特点：学生具备一定的材料科学与工程基础知识，具有较强的动手能力和一定的创新意识。
教学要求：教师需采用多元化的教学方法，如案例教学、实验操作、小组讨论等，提高学生的学习兴趣和参与度，确保课程目标的达成。
同时，注重过程评价和成果评价相结合，全面评估学生的学习效果。
二、教学内容1. 材料成型基本原理：讲解材料成型过程中应力、应变、温度等基本概念，分析各种成型方法的基本原理及适用范围。
教材章节：第一章 材料成型基本原理2. 常见材料成型工艺：介绍压缩成型、注射成型、吹塑成型、真空成型等常见成型工艺，分析各种工艺的特点及适用场景。
教材章节：第二章 常见材料成型工艺3. 材料成型设备：讲解成型设备的基本结构、工作原理，介绍常见的成型设备类型及其操作方法。
教材章节：第三章 材料成型设备4. 成型缺陷及解决方法：分析材料成型过程中可能出现的缺陷，如气泡、变形、裂纹等，探讨相应的解决方法。
高分子材料成型工艺课程设计
高分子材料成型工艺课程设计1. 概述高分子材料成型工艺是指将高分子材料经过一定的加工、处理和成型过程，使其达到一定性能和外形尺寸的工艺过程。
高分子材料在工业生产和生活中广泛应用，因此了解高分子材料成型工艺具有重要意义。
本课程设计旨在通过实践学习，深入了解高分子材料成型的主要工艺过程、工艺参数及其对产物性质的影响，掌握高分子材料成型的基本方法和实验技能。
2. 实验目的1.了解高分子材料的成型工艺及其工艺参数。
2.通过实验，掌握高分子材料成型工艺的基本方法和实验技能。
3.分析高分子材料成型工艺参数对成型产物性质的影响。
4.提高实验操作能力和实验数据处理能力。
3. 实验内容3.1 实验材料本实验材料包括：聚乙烯（PE）粉末、聚丙烯（PP）颗粒、加工用蜡、润滑剂等。
3.2 实验仪器本实验仪器包括：成型模具、压力机、电热板等。
3.3 实验步骤本实验分为以下三个步骤：第一步：材料预处理将聚乙烯（PE）粉末与聚丙烯（PP）颗粒分别于100℃条件下烘干2h，待其完全降温后加入适量的润滑剂，搅拌均匀，并再次密闭烘箱1h以保证润滑剂均匀附着于聚合物表面。
加工用蜡需要用搅拌器在60℃条件下均匀搅拌至成解胶状态，然后用专门的工具将加工用蜡均匀涂布于模具表面，并在室温下自然凝固。
第二步：成型试验制定不同的成型工艺方案，包括模具类型、加热温度、加热时间、冷却方式等。
将预处理好的高分子材料均匀地放置于成型模具内，加入相应数量的加工用蜡，并用压力机施加一定的压力，使高分子材料充沛地填充到模具内并排除气泡和空穴。
待高分子材料在模具内凝固后，将制品从模具中取出，剪去多余的材料边缘并进行表面处理。
第三步：成品测定对成型产物进行外观、尺寸、密度、拉伸强度和断裂伸长率等性能的测试与分析。
并针对实验结果进行综合分析和讨论。
4. 实验数据处理根据实验步骤所得到的高分子材料成型产品进行性能测试，分析并对实验结果进行综合分析和讨论。
通过实验结果，确定高分子材料成型参数的适宜范围，并对不同工艺参数的影响进行讨论分析。
材料成型课程设计
材料成型课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料成型基本概念，掌握不同材料的成型特性及工艺流程。
2. 学生能描述并区分各种成型方法，了解其在现代制造业中的应用。
3. 学生掌握材料成型过程中涉及的计算和参数调整，能进行简单的工艺参数设计。
技能目标：1. 学生具备运用CAD/CAM软件进行简单零件设计的初步能力。
2. 学生能够操作材料成型设备，完成简单产品的制作。
3. 学生通过实践，学会分析并解决材料成型过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料成型技术的好奇心和探究欲望，激发其学习兴趣。
2. 增强学生的团队合作意识，培养在团队中沟通、协作的能力。
3. 通过对材料成型技术发展历程的了解，培养学生对科技进步的敬畏感和创新精神。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，注重理论联系实际，通过讲解、演示、实践等多种教学方式，使学生在掌握基础知识的同时，提高操作技能。
学生特点：学生为初中年级，具有一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但可能缺乏系统的工程观念。
教学要求：结合学生特点，课程要求教师以生动的案例、直观的演示和具体的实践活动，引导学生主动参与，鼓励学生提出问题、解决问题，培养学生的创新意识和实践能力。
通过具体的学习成果分解，使学生在课程结束后能够达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
二、教学内容1. 材料成型基本概念：讲解材料成型定义、分类及成型技术的应用领域，对应教材第一章内容。
2. 常见材料成型方法：介绍压制成型、注射成型、吹塑成型、真空成型等，分析各种成型方法的优缺点，对应教材第二章。
- 压制成型：讲解压制成型原理、工艺流程及设备。
- 注射成型：介绍注射成型过程、参数调整及常见问题。
- 吹塑成型：讲解吹塑成型方法、应用范围及工艺特点。
- 真空成型：介绍真空成型原理、设备及应用实例。
3. 材料成型工艺参数设计：讲解成型过程中涉及的计算方法，如压力、温度、时间等参数的调整，对应教材第三章。
工程材料与成型工艺教学设计
工程材料与成型工艺教学设计一、课程设计背景工程材料与成型工艺是机械工程专业必修课程之一，其主要内容包括材料的性能、结构与应用，以及材料成型工艺与工具。
通过本课程的学习，学生能够掌握材料的基本性能与特点，了解不同材料的应用范围与制造工艺，以及掌握常见的成型工艺和工具的使用方法。
因此，本文档旨在针对工程材料与成型工艺这一课程进行教学设计。
二、课程设计目标1. 知识目标•掌握金属、非金属、复合材料的主要性能参数和应用领域；•了解不同材料的制造和加工工艺；•掌握金属、非金属材料的常用成型工艺和工具及其适用范围。
2. 能力目标•能够根据不同要求选择合适材料并进行加工；•能够使用金属、非金属的成型工具进行加工。
3. 情感目标•培养学生对工程材料和成型工艺的兴趣；•激发学生的学习热情。
三、教学内容1. 材料的性能、结构与应用1.1. 金属材料的性能及应用：•材料的力学性能（强度、硬度、塑性、韧性等）；•材料的物理性能（导电性、导热性等）；•材料的化学性能（腐蚀性、耐高温性等）；•材料的结构和组织；•金属材料的应用领域。
1.2. 非金属材料的性能及应用：•陶瓷材料；•高分子材料；•复合材料。
1.3. 材料的加工和制造：•铸造；•锻造；•压力加工；•焊接；•切削。
2. 材料成型工艺和工具2.1. 金属材料的成型工艺和工具：•拉伸（拉力试验机）；•挤压（挤压机）；•压缩（压力机）；•弯曲（弯曲试验机）；•冲压（数控冲床）；•粉末冶金（压制机）。
2.2. 非金属材料的成型工艺和工具：•热压（高温烧结炉）；•热塑性处理（注塑机）；•挤压（挤压机）；•拉伸（拉力试验机）。
四、教学方法本课程采用讲授与实践相结合的教学方法，主要通过以下方式进行：1. 理论授课：1.1. 视频授课：通过视频讲解材料的性能、结构与应用，以及材料成型工艺和工具的使用方法。
1.2. 课堂讲解：通过教师讲解材料的性能参数和应用范围、成型工艺和工具及其适用范围，对学生进行理论掌握和知识的补充。
材料成型第4章_铸造工艺设计1.答案
（2）尽量使铸件重要加工面或大部分加 工面、加工基准面放在一个砂型内，减少 错箱、披缝和毛刺，提高铸件精度。
床身铸件，其顶部平面为加工基准面。 图中方案a在妨碍起模的凸台处增加了外部型芯，因采用整模造型使加工 面和基准面在同一砂箱内，铸件精度高，是大批量生产时的合理方案。 若采用方案b，铸件若产生错型将影响铸件精度，但在单件、小批生产条 件下，铸件的尺寸偏差在一定范围内可用划线来矫正，故在相应条件下方 案b仍可采用。
25
方案1要考虑采用活块造型或加外型芯才能铸造； 方案2则省去了活块造型或加外型芯。
26
使铸件全部或大部分放在同一砂型
尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内
不合理
合理
尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内
27
（3）使型腔和主要型芯位于下箱，以便于造型、下 芯、合型和检查型腔尺寸。
于垂直或倾斜位置。图为油盘铸件的合理浇注位 置。
图4-2b 大面积薄壁铸件浇注位置
(4)对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的 部分放在铸型的上部或侧面，以便在铸件 厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上 的定向凝固
铸钢卷扬筒，浇注时厚端放在上部是合理的； 反之，若厚端放在下部，则难以补缩。
23 图4-2-1 有热节的浇注位置
铸件的造型位置由分型面决定，而铸件的浇注位 置与造型位置通常是一致的。
浇注位置和分型面对铸件质量及铸造工艺都有很 大影响。
选择原则：着眼于控制铸件的凝固顺序
估计到铸件发生缺陷的可能
1.浇注位置的选择原则
(1) 铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于 侧面，避免砂眼、气孔和夹渣
因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，组 织也不如下表面致密。如果这些加工面难以朝下，则应尽 力使其位于侧面。当铸件的重要加工面有数个时，则应将 较大的平面朝下。
材料成型及控制工程工作岗位
材料成型及控制工程工作岗位一、介绍材料成型及控制工程是一门涉及材料科学、机械工程和控制工程的综合学科，主要研究材料的成型工艺及其控制方法。
它在现代工业生产中起着至关重要的作用，涉及到各个领域的材料加工过程和自动化控制技术。
本文将全面、详细、深入地探讨这一工作岗位，包括其工作内容、技能要求、发展前景等方面。
二、工作内容1. 材料成型工艺设计材料成型工艺设计是材料成型及控制工程的核心工作之一。
它涉及到材料的选择、成型工艺的设计、模具设计等环节。
在工艺设计过程中，需要考虑到材料的物理性质、流变性能、热力学特性等因素，以及成型工艺对材料性能的影响。
通过合理的工艺设计，可以保证成型工艺的稳定性和产品的质量。
2. 生产线自动化控制随着工业生产的现代化，生产线自动化控制已经成为材料成型工程中的重要环节。
工程师需要设计和实施自动化控制系统，使生产过程自动化、智能化。
这包括使用传感器和执行器进行现场数据采集和控制、设计控制算法和逻辑、开发人机界面等工作。
通过生产线的自动化控制，可以提高生产效率、降低成本，并减少人为因素对产品质量的影响。
3. 材料性能测试和分析材料成型及控制工程还需要对材料的性能进行测试和分析。
通过使用各种仪器设备，对材料的力学性能、热性能、电学性能等进行测试，从而评估材料的质量和性能。
工程师还需要运用材料力学、热力学等知识，对测试结果进行分析，并提出改进意见。
4. 新材料研发与应用随着科技的发展，新材料的研发和应用已经成为材料成型及控制工程中的重要工作内容。
工程师需要掌握新材料的特性和制备工艺，设计新材料的成型工艺，推动新材料的应用。
在新材料研发与应用过程中，工程师需要与材料科学家、机械工程师等专业人员密切合作，共同解决技术难题，提高新材料的性能和品质。
三、技能要求1. 知识储备材料成型及控制工程工作岗位对知识储备有较高要求。
工程师需要学习材料科学、机械工程和控制工程的基础知识，包括材料的物理性质、成型工艺学、传感器技术、控制理论等。
材料成型工艺基础
材料成型工艺基础成型工艺是工业生产中常用的一种加工方法，它是将原材料通过一系列的加工步骤，使其成为所需的形状、尺寸和性能的工件的过程。
成型工艺的基础包括以下几个方面：1. 材料的选择：成型工艺的第一步是选择合适的材料。
材料的性能直接影响成型工艺的可行性和成品的质量。
在选择材料时，需要考虑材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、热膨胀系数等因素。
2. 模具设计：在成型工艺中，常常需要使用模具。
模具的设计直接决定了成品的形状和尺寸。
模具的设计过程包括模具的结构设计、材料选择、模具零件的加工工艺等。
模具应具有足够的强度和刚性，以确保成型过程中不变形或破裂。
3. 成型工艺的选择：成型工艺有很多种，如压力成型、注塑成型、挤出成型、铸造等。
在选择成型工艺时，需要考虑材料的性质、成型工件的形状和尺寸、生产效率等因素。
不同的成型工艺适用于不同的材料和成型要求。
4. 成型工艺的加工步骤：成型工艺一般包括材料预处理、模具装配、成型、冷却、脱模等步骤。
在加工过程中，需要控制加工参数，如温度、压力、速度等，以确保成品的质量和尺寸精度。
5. 成型工艺的质量控制：成型工艺中常常需要进行质量控制，以确保成品符合要求。
质量控制包括原材料的质量检验、加工过程中的检查和控制、成品的检验和测试等。
质量控制的目标是减少不合格品率，提高生产效率和产品质量。
以上是成型工艺的基础知识，了解和掌握这些知识可以帮助工程师和技术人员选择合适的成型工艺，提高产品的质量和生产效率。
同时，不断学习和创新成型工艺，可以推动工业生产的发展，满足市场需求。
成型工艺是工业生产中常用的一种加工方法，它是将原材料通过一系列的加工步骤，使其成为所需的形状、尺寸和性能的工件的过程。
成型工艺的基础涉及到材料的选择、模具设计、成型工艺的选择、成型工艺的加工步骤和质量控制等方面。
首先，材料的选择是成型工艺的基础。
材料的选择影响了成型工艺的可行性和成品的质量。
在选择材料时，需要考虑到材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、热膨胀系数等因素。
材料成型工艺课程设计
材料成型工艺课程设计材料成型工艺是现代制造业中非常重要的一门课程，它涉及到材料的加工、成型和制造过程，是制造工程中的核心内容之一。
在本课程设计中，我将根据学生的学习需求和实际应用情况，设计一门符合要求的材料成型工艺课程，以培养学生的工程实践能力和创新精神。
第一部分：课程背景和目标在设计课程的初期，我将首先明确课程的背景和目标。
材料成型工艺是工程技术中的重要组成部分，通过学习这门课程，学生将能够掌握材料的成型原理和工艺技术，提高工程设计和制造的能力。
课程的目标是培养学生的工程实践能力，提高他们在工程领域的竞争力。
第二部分：课程内容和教学方法在课程内容的设计中，我将结合材料成型工艺的基本原理和最新发展，设计合理的课程内容。
主要包括材料成型工艺的基本概念、材料的成型原理、成型工艺的分类和应用、成型设备的选型和使用等内容。
通过理论教学和实践操作相结合的方式，帮助学生掌握材料成型工艺的基本知识和技能，培养他们的实践能力和创新精神。
教学方法上，我将采用案例教学、实验教学和课程设计等多种教学手段，激发学生的学习兴趣和动力，提高他们的学习效果。
通过实践操作和实际应用的方式，帮助学生将理论知识转化为实际能力，培养他们的工程实践能力和创新意识。
第三部分：课程评估和改进在课程的实施过程中，我将定期对学生的学习情况和教学效果进行评估，及时调整和改进教学内容和教学方法，确保课程的质量和效果。
通过学生的学习成绩和反馈意见，我将不断改进课程的设计和实施，提高学生的学习体验和学习效果。
总的来说，材料成型工艺课程设计是一门重要的工程课程，通过合理的课程设计和教学方法，可以有效培养学生的工程实践能力和创新精神，提高他们在工程领域的竞争力和发展潜力。
我将以最好的态度和努力，设计和实施一门符合要求的材料成型工艺课程，为学生的学习和发展提供良好的学习环境和学习资源。
希望学生能够积极学习，努力实践，取得优异的学习成绩和成就，为未来的工程发展和创新做出贡献。
高分子材料成型工艺及模具设计(绪论)
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二、课程的基本要求：
学习本课程时除了重视其中必要 的工艺原理、结构设计以外，特别 应注意理论联系实际，尽量多进行 一些现场教学，向有经验的工人师 傅和工程技术人员学习。
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三、课程的基本内容
高分子材料的成型特性和塑料常用成 型方法；塑料成型模具的设计方法、步 骤等。 1、高分子材料成型理论基础 2、塑料的成型加工 3、塑料模具设计
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2. CAD/CAM/CAE技术的应用
工艺性分析 控制数控机床
计算工作 设计绘图 完成制造
流动模拟 温 度应力模拟 冷却、翘曲等
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3.加强理论研究
模具生产——由传统的经验设计向理论设计、 数值模拟的方向发展。 理论设计——模板刚度、强度的计算，流变充 型理论的研究和基于计算机应用的成型过程 模拟分析等。 今后工作——如何将理论与生产实际相结合， 进一步加强对塑料熔体在三维模腔中流动行 为的研究。
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二、塑料成型模具及其分类
1.注射模 2.压制模（压缩模） 3.压注模 4.挤出模 5.中空吹塑成型模具 6.气压成型模具
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第三节 塑料模具技术及其发展趋势
一、塑料模具在塑料成型中的重要性 二、我国模具工业的发展状况 三、模具成型技术的发展趋势
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（3）时效硬化型
耐磨、耐蚀性优于预硬型，时效处理后， 硬度可达40～50HRC 典型品种：25CrNi3MoAl或P21（美国） 日本NAK55 用于复杂、精密塑料模具，或大批量生产 长寿命模具。
TPU注塑成型工艺设计
TPU注塑成型工艺设计
TPU（热塑性聚氨酯）注塑成型是一种常用的塑料加工工艺，其特点是具有高强度、良好的弹性、耐磨损等性能，并且具有可塑性好、成型稳定等优势。
下面将介绍TPU注塑成型工艺的设计流程和注意事项。
首先，成型温度的确定是TPU注塑成型工艺设计中非常重要的一步。
TPU在不同温度下的熔融性能和流动性会有所不同，因此需要确定合适的成型温度。
一般情况下，TPU的成型温度范围为190-240摄氏度，具体温度要根据所用的TPU材料和产品形状来确定，可以通过试验和经验来确定最佳的成型温度。
其次，模具设计也是TPU注塑成型工艺设计中的重要环节。
模具设计需要考虑产品的形状、尺寸、材料特性等因素，以确保成型质量和生产效率。
在设计模具时，要合理确定产品的结构，尽量减少产品的厚度差异、避免出现长流道、瘦壁和收缩等问题。
同时，还要注意模具的冷却系统设计，以提高成型效率和产品的质量。
最后，材料特性的选择也是TPU注塑成型工艺设计中的关键一步。
TPU材料具有较高的熔融温度和粘度，对注射成型设备要求较高。
在选择材料时，需要考虑产品的强度、耐磨性、耐化学品性等性能需求，并且要注意材料的流动性和变色性。
为了确保产品的质量和成型效果，建议选择有经验的供应商，根据产品要求选择合适的TPU材料。
综上所述，TPU注塑成型工艺设计包括成型温度的确定、模具设计和材料特性的选择。
在设计过程中，要充分考虑产品的形状和尺寸、材料特性和工艺要求等因素，以确保产品的质量和生产效率。
注塑成型工艺设计需要多次试验和调整，需要不断改进和优化才能取得最佳的成型效果。
材料成型的课程设计
材料成型的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料成型的基本概念，掌握不同成型工艺的原理及特点。
2. 学生能描述常见材料的成型特性，并了解其在实际应用中的优缺点。
3. 学生能运用所学的材料成型知识，分析并解决实际问题。
技能目标：1. 学生能够运用实验仪器和工具进行简单的材料成型操作，提高动手能力。
2. 学生能够通过观察、分析，对材料成型过程中出现的问题进行诊断和解决。
3. 学生能够运用创新思维，设计并制作具有一定实用价值的成型作品。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对材料成型技术的兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 学生认识到材料成型在生活和生产中的重要性，增强环保意识和资源利用观念。
3. 学生通过团队协作完成课程任务，培养合作精神，提高沟通能力。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：六年级学生具有较强的求知欲和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，具备一定的团队协作能力。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 基本概念与原理：- 材料成型定义及分类- 常见成型工艺（如注塑、压铸、焊接等）的原理及特点- 材料成型过程中的关键技术参数2. 材料成型工艺：- 塑料、金属、陶瓷等材料的成型特性- 不同材料的成型方法及适用场合- 成型工艺对材料性能的影响3. 实践操作与案例分析：- 实验室设备、工具的使用方法及安全操作规程- 简单材料成型操作实践（如制作塑料玩具、金属零件等）- 分析成型过程中出现的问题，并提出解决方案4. 创新设计与制作：- 设计具有一定实用价值的成型作品- 运用所学的材料成型知识，进行创新设计- 制作并展示作品，进行评价与改进教学内容安排与进度：- 第一周：基本概念与原理学习- 第二周：材料成型工艺学习- 第三周：实践操作与案例分析- 第四周：创新设计与制作教材章节关联：- 《材料科学》第五章：材料成型技术- 《工程技术》第六章：成型工艺及设备教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，确保学生掌握材料成型的基本知识和技能，提高实践能力和创新能力。
复合材料的预浸料模压成型工艺设计
复合材料的预浸料模压成型工艺设计一、引言复合材料是由两种或两种以上的材料（通常是纤维增强材料和基础材料）按一定方式组合而成的材料。
预浸料是其中一种重要形式，其在制造过程中充分浸渍纤维增强材料，并由预先定量的树脂浸液制成。
预浸料模压成型是一种常用的制备复合材料制品的工艺方法，本文将对该工艺的设计进行探讨。
二、工艺流程1.准备工作：准备好纤维增强材料、预浸料浸液、模具等所需材料和设备。
2.纤维浸润：将纤维增强材料放入预浸液中，确保纤维完全浸润且浸膏均匀。
根据实际需要，可以进行多次纤维浸润以增加预浸料的质量。
3.预压：将浸润好的纤维堆积在模具中，并在适当的压力下进行预压，以除去多余的预浸胶，形成初步的形状。
4.加热固化：将预压好的纤维在模具中进行加热固化，根据预浸料的要求选择适当的温度和时间。
5.压制成型：在加热固化完成后，将模具放入压模机中进行模压成型，给予适当的压力和温度，使得预浸料完全固化。
6.修整和后处理：将成型的复合材料制品修整成所需形状，并进行必要的后处理，如表面抛光、涂漆等。
三、关键工艺参数1.预浸料浸液配方：根据不同的材料要求，确定合适的树脂类型和固化剂配比，以及一定的填料和助剂。
2.纤维浸润时间：根据纤维增强材料的吸液性和树脂浸润性能，确定合理的纤维浸润时间，以保证纤维完全浸润。
3.预压压力和时间：根据预浸料的性质和所需成型形状，确定合适的预压压力和时间，以确保预浸料形成初步的形状。
4.加热固化温度和时间：根据预浸料的要求和所选用的树脂体系，确定适当的加热固化温度和时间，以使预浸料完全固化。
5.模压温度和压力：根据树脂体系的固化特性和制品的形状要求，确定合适的模压温度和压力，以将纤维和树脂充分结合。
四、质量控制1.纤维浓度控制：通过纤维的质量取样和称重，测算纤维的重量比例，以控制纤维增强材料的质量。
2.树脂浓度控制：通过树脂浸润后的纤维重量和浸膏后的纤维重量对比，计算树脂浓度，以确保浸润均匀。
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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
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
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
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。
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。
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/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
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
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
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
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
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。
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。
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
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)
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
轧 无 外径
32 38 78 80
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
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。
175 225 355 540 835 735 785 835 785
410
343 206
延伸率 δ5 %
应用举例
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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
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用于轻载，表面要求耐磨的简单零件
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
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。
42 45 83 89