工业设计工程基础复习整理

工业设计工程基础复习整理

一、材料概论

1、学习材料的重要性

1）.材料是设计的物质基础和载体，是科学技术研究的重要方面。

2）．人类的历史是材料发展史

3）从工业设计的过程看，设计的同时就要考虑材料与工艺，材料是产品成型

的基本载体，工艺是成型的手段，不同的材料对应有不同的工艺。

4）个人体会

2、材料的分类：

⏹1）按材料来源分类

第一代天然材料木材、竹、棉、毛、皮革、石材等

第二代加工材料人造板、纸、水泥、金属、陶瓷、玻璃等

第三代合成材料塑料、橡胶、纤维等

第四代复合材料玻璃钢、碳纤维等

第五代智能材料或应变材料一般由两种或两种以上的材料复合构成

⏹2）.按材料的物质结构分类

⏹3）.按材料的形态分类

❑线状材料：钢管、钢丝、金属棒、塑料管、木条等

❑板状材料：金属板、木板、塑料板、合成板、皮革等

❑块状材料：木材、石材、泡沫塑料、钢铁、石膏等

4. 材料的感觉特性

1）概念：是人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映和由人的知觉系统从材料表面得出的信息。

分类：按人的感觉：触觉质感和视觉质感

按材料本身的构成特性：自然质感和人为质感

2）触觉质感：人们通过手和皮肤触及材料而感知材料表面特性。是人们感知和体验材料的主要感受

应用：产品接触部位:防滑易握、使用舒适等实用功能

3）视觉质感：靠眼睛的视觉来感知的材料表面特性

作用：距离特性、不真实性

应用：面饰工艺、金属表面纹理加工

4）质感设计的形式美法则：调和与对比法则；主从法则

作用：提高适用性；增加宜人性；塑造产品的精神品味

材料与环境

1）6R原则：Research、Reserve、Reduce、Recycling、Reuse、Regeneration

2）绿色材料概念：具有良好使用性能，对资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生利用率或可降解循环利用率高，在材料的制备、使用、废弃及到再生循环利用的整个过程中，都与环境协调共存的材料。

3）典型绿色材料：生物降解材料、循环与再生材料、净化材料

二、金属材料（重点）

1、分类：

2、铜合金

1）黄铜（铜锌合金）

2）白铜（铜镍合金）；特殊白铜：除镍外加上铁、锰锌铝（其中一种）

3）青铜（铜锡合金）；其他无锡青铜：加铝、硅、铅、铍、锰

3、铸造

1）砂型铸造：用砂粒制造铸型进行铸造

具体工艺：按图纸要求制作零件木模型→制砂型→取出木模→固定砂型→安装

浇口冒口→浇注金属液→冷却凝固→清砂

产品：机床的床身、台板、支架

2）熔模铸造：蜡质材料制模型→在蜡模上涂挂耐火材料→硬化材料→熔化模型，排出铸模，进行铸造

具体工艺：母模→压型→制作蜡模→制作型壳→脱蜡→焙烧、造型→浇注→脱壳产品：船舶配件、机壳

2）压力铸造：在压铸机上，用压射活塞以较高的压力和速度将压室内的金属液压射到模腔中，并在压力作用下使金属液迅速凝固成铸件

产品：汽车水泵壳体、电器元件壳体、铝合金卷帘盖板

4、金属塑性加工

1）锻造：利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热的金属坯料施力，使金属材料在不分离条件下产生塑性变形，以获得形状、尺寸和性能符合要求的零件。

产品：浮雕、剑

2）冲压：在压力作用下利用模具使金属板料产生塑性变形或分离，以获得所需工件的工艺方法。产品：车门、车架、各种容器

3）轧制：利用两个或多个旋转轧辊的压力使金属坯料通过一个特定空间产生塑性变形，以获得所要求的截面形状并同时改变其组织性能。

产品：圆钢、方钢、角钢、T字钢、工字钢、槽钢、钢轨

4）挤压：将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸及具有一定力学性能的挤压件

产品：多种截面形状的型材或零件

5、冷加工（切削加工）：利用切削刀具在切削机床上(或用手工)将金属工件的多余加工量

切去，以达到规定的形状、尺寸和表面质量的工艺过程

方式：车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削及钳工等

三、塑料

1、组成成分：合成树脂和添加剂（润滑、色料、固化、稳定等填料）

2、分类：按热性能分：热塑性塑料和热固性塑料

按用途分：工程塑料、通用塑料、增强塑料和特种塑料

3、注塑成型：原理：利用注射机中的螺杆或柱塞的直线运动，将料筒内已加热塑化的

粘流态塑料以一定的压力和速度注入到合模的模腔内，冷却硬化后即成所需的制品产品：晾衣架、手机外壳、购物篮、塑料椅……

4、挤塑成型原理：使加热熔融的塑料在推力作用下连续通过挤出模的模孔或口模，待

冷却定型硬化后而得到各种断面形状的制品。

5、吹塑成型：原理：首先用挤出、注射等方法制出管状型坯，然后将压缩空气通入处

于热塑状态的型坯内腔中，使其膨胀成为所需形状的塑料制品

产品：塑料薄膜、塑料瓶、油桶……

6、

1）塑料表面处理：着色、涂饰、镀饰、烫印、压花

着色：在塑料产品成型过程中将塑料材质本身着上颜色。

涂饰：把涂料涂覆到产品或物体的表面上，并通过产生物理或化学的变化，使涂料的被覆层转变为具有一定附着力和机械强度的涂膜。

2）装饰：丝网印刷、贴膜、热烫印

四、木材

1、加工方法：锯割、刨削、凿削、铣削、软化弯曲

2、连接方法：榫接：榫头和榫孔、胶结、榫接＋胶结、螺钉和圆钉连接、板材专

业连接件

3、表面处理：1）基础加工处理：砂磨、脱色、填孔、染色

2）被覆处理：涂饰、覆贴、化学镀

4、人造板材：利用原木、刨花、木屑、废材及其他植物纤维为原料，加入胶粘剂和其他添加剂而制成的板材

种类：胶合板、刨花板、纤维板、细木工板及各种轻质板等

五、玻璃

1、主要原料：石英砂；硼酸、硼砂及含硼矿物（B）；长石、瓷土、蜡石（Al）；纯碱、

芒硝（Na）；方解石、石灰石、白垩（Ca）；硫酸钡、碳酸钡（Ba）;铅化合物(PbO)

2、成型方法：压制成型、吹制成型和拉制成型、压延成型