(工艺技术)材料与工艺书籍及培训教材

（工艺技术）材料与工艺书

籍及培训教材

材料与工艺二OOO年八月

第一章绪论

第一节引子

第二章金属材料与工艺

第一节金属材料工艺

（一）切削工艺

1．锯削

2．车削

3．刨削

4．磨削

5．铣削

6．钻削

7．其它切削工艺

（二）焊接工艺

1．电焊

2．氩弧焊

3．气焊

4．点焊

（三）板金工艺

1．折板工艺

2．卷板工艺

3．拉伸工艺

（四）其它工艺

第三节金属材料的常规规格

1．板材

2．型材

3．管材

4．有色金属

第三章非金属材料与工艺

第一节木材与工艺

（一）木材的构造

（二）木材的工艺

1．锯

2．刨

3．铲、凿、砍

4．钻

5．粘合

6．弯木

第二节陶瓷与工艺

（一）轮转法

（二）注型法

（三）圈土法

（四）土片法

第三节塑料与工艺

（一）塑料的种类

（二）塑料的工艺

1．注射成型

2．挤出成型

3．压延成型

4．压制成型

5．差压成型

6．对模成型

第四章材料的结构

第一节机械固件连接1．螺丝固定连接

2．螺栓固定连接

3．铆钉固定连接

4．榫铆固定连接

第二节材料特性配合连接1．钩扣式连接

2．按扣连接

3．铰链连接

第三节粘合连接

第五章材料表面处理

第一节机加工表面处理第二节模具加工表面处理第三节化学加工表面处理第四节喷涂加工表面处理

材料与工艺

平国安王泓

绪论

一、材料与工艺发展简史

产品是由多种材料、多种结构，通过多种工艺手段加工而成的，人类的生产过程就是将原材料转变成产品的过程。生产的目的不同，选择的原材料、加工方法和转变过程也不同。通常将改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程，或简称为工艺。

图0-1 司母毋大方鼎（青铜器）图0-2 越王剑

人类在同自然界的斗争中，不断改进用以制造工具的材料。最早被使用的材料是天然的石头和木材，随着技术的发展，逐步发现和使用金属。人类最早使用的金属材料是青铜。我国使用金属材料的历史悠久，在河南安阳殷墟留存的司母毋大方鼎（青铜器）铸成于约公元前1400年至公元前1000年的商朝（图0-1）。公元前五世纪，我国的制剑技术已经很高明。1965年在湖北省江陵县出土的春秋越王勾践的宝剑，仍然银光闪闪、寒气逼人，这说明当时的钢铁冶练、锻造和热处理技术已达很高水平（图0-2）。同时，我国也有着世界上最早的使用金属的文字记载。在成书于春秋末期（距今两千多年）的《考工记》中，就有关于青铜合金成分配比规律的阐述。明代宋应星编著的《天工开物》一书中，记载了冶铁、炼钢、铸钟、锻铁（熟铁）、焊接（锡焊和银焊）、淬火等技术，这是世界上最早的关于金属工艺的著作之一。但由于采矿和冶炼技术的限制，在相当长的历史时期内，很多器械仍采用木材或铁木混合结构。直到1856年英国人H.贝塞麦发明转炉炼钢法，1856年至1864年英国人K.W.西门子和法国人P.E.马丁发明平炉炼钢以后，钢铁才成为主要的工程材料。到20世纪30年代，铝、镁等轻金属逐步得到应用。二战以后，科技进步促进了新材料的发展，各种合金材料不断出现并形成系列。

与此同时，人们对非金属材料的开发和使用也得到了很大的发展。特别是石油化工工业的发展，促进了合成材料的兴起，工程塑料、合成橡胶和胶粘剂等合成材料不仅品种日益增多，用途也越来越广泛，使用的比重逐步提高。此外，玻璃和特种陶瓷等硅酸盐材料的应用也逐步扩大。

必须看到，人们对各种材料的使用和相应的工艺是密不可分的，这些工艺包括对各种金属和非金属材料的成形技术（如铸造、锻造、焊接、冲压、注塑以及热处理技术）、切削加工技术（包

括车削、铣削、磨削、钻削、成型切削等）、特种加工技术（包括电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工等）和装配技术（包括测量技术、调整技术、检验技术等）。随着科学技术的不断进步，人们能采用的工艺手段越来越丰富，制造的产品也越来越精致。

二、本课程的地位及与工业（产品）设计的关系

1、本课程是工业设计专业的重要的技术（专业）基础课。

作为产品设计人员在设计产品的时候，必须了解材料和工艺的知识以及掌握相关的技术。一定的产品总是和一定的材料和工艺相关的，否则你的设计只能是纸上谈兵。为了让你的设计为更多的人接受，你还必须具有制作模型（小样）的能力，日语中把此称为“手办”。通过模型，你不仅可以发现、协调纸面设计中的问题，从而使设计更完善，还可以用生动的直观形象让更多的人（包括许多并不懂得专业技术的人）理解并接受你的设计。

2、本课程也是区别于艺术类院校其他专业的重要标志

工业设计专业要学习美术专业的许多基础课，如色彩、素描、构成等，也要掌握表现技法、电脑作图等许多视觉传达的基本技能，但并不等同于视觉传达。工业设计的侧重点在产品，围绕产品的设计我们不仅要解决视觉传达的问题，还必须解决诸如材料、制作工艺、功能和宜人（人机工程）等具体技术问题，这就要求我们必须掌握比单纯视觉传达要多得多的材料和工艺知识，非如此则不能解决上述问题。

3、本课程也符合现代意义上的工业设计的要求

现代意义上的工业设计，也不仅仅是画出效果图就算完事了。就产品设计而言，小到一个小工具、一个小家电，大到一辆汽车、一架飞机，都是工业设计的结果，很难设想一个不懂材料和工艺的设计师能很好地完成一件产品的设计。

现代意义上的工业设计，要求设计师使自己在成为专才的同时，应努力成为一个“全才”。只有这样，才是一位符合时代潮流发展需要的设计师，也才能在瞬息万变的设计大潮中把握每一点设计灵感，设计出合乎潮流的产品。

三、本课程的主要内容

在科技飞速发展的今天，新材料、新工艺层出不穷、千变万化，令人目不暇接。为了便于大家在较短的时间内了解和掌握相关的知识，我们把课程内容分成四个阶段来讲。

1、金属材料与工艺

2、非金属材料与工艺

3、材料的连接方式

4、材料的表面处理

第一章金属材料与工艺