工程材料与成型工艺说课课件
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02
工程材料
金属材料
定义
金属材料是指以金属元素或以 金属元素为主构成的具有金属
特性的材料的统称。
分类
黑色金属、有色金属、特种金属 。
特点
高强度、高硬度、良好的塑性和韧 性。
非金属材料
01
02
03
定义
非金属材料是以非金属元 素或非金属元素为主构成 的具有非金属特性的材料 的统称。
分类
塑料、橡胶、陶瓷、玻璃 等。
工程材料与成型工艺的发展趋势
发展趋势
随着科技的不断发展，工程材料与成型工艺也在不断进步。新型工程材料的 不断涌现，成型工艺的不断创新，使得工程材料与成型工艺在未来的应用中 更加广泛和高效。
未来展望
未来，工程材料与成型工艺将会朝着更加高效、节能、环保、可持续发展的 方向发展。同时，随着工业4.0的到来，工程材料与成型工艺将会更加智能化 、自动化、数字化。
03
在满足性能要求的前提下，优先选择成本低、来源广泛、易于
加工的材料，同时考虑材料对环境的影响。
成型工艺选择的原则和方法
符合材料特性
满足使用要求
选择与材料特性相匹配的成型工艺，如塑料 材料宜采用注射成型工艺。
根据产品形状、尺寸和性能要求选择合适的 成型工艺。
考虑生产批量
考虑经济效益
生产批量不同，所需的设备和工艺也不同， 应根据实际情况选择最经济的生产方法。
案例二：航空航天中的材料与工艺应用
总结词
航空航天领域对材料和工艺的要求极为苛刻，需要克服高强度、高温、腐蚀等多种复杂条件。
详细描述
航空航天领域需要使用各种高性能材料，如钛合金、高温合金、复合材料等，以及各种先进成型工艺，如真空 吸铸、粉末冶金、3D打印等。在航空航天领域，材料和工艺的选择和优化直接影响到飞行器的性能、安全和 可靠性，因此需要加强研究和技术创新。
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wú yá)苦坐舟
第八页，共25页。
书山有路勤为径，学海无涯(xué hǎi
三、情感目标
（1）培养学生的沟通(gōutōng)能力及团队协 作精神。
（2）提高学生分析问题(wèntí)、解决问题(wèntí)的能 力。
（3）激发学生学习机械类知识学习的兴趣。
素基 质于 分企 解业
文 化 的 综 合
坐舟
书山有路勤为径，学海无涯(xué hǎi wú yá)苦
第十五页，共25页。
三、教学(jiāo xué)条件
wú yá)苦坐舟
第十六页，共25页。
书山有路勤为径，学海无涯(xué hǎi
3、教学( jiāo xué)条件
3.1 教学资源 3.2 教学设备
教学(jiāo xué)条件
坐舟
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14
工艺设计和结构设计
项目八
工程材料的选用ຫໍສະໝຸດ 掌握材料选用时要考虑的因素，
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材料的选用内容及方法
yá)苦坐舟
第十四页，共25页。
书山有路勤为径，学海无涯(xué hǎi wú
2.3、教学方法与手段 (shǒuduàn)
教学方法与手段(shǒuduàn)的运用
教学方法与手段
理论讲授
课堂讨论
案例分析
实验实训
四、教材(jiàocái)特色
yá)苦坐舟
第二十页，共25页。
书山有路勤为径，学海无涯(xué hǎi wú
4 教材(jiàocái)特色
1、理论与实践相结合。 2、内容全面知识新颖。 3、满足(mǎnzú)学生个性发展与深入钻研的要求。
yá)苦坐舟
《材料成型与工艺》PPT课件
《材料成型与工艺》PPT 课件
产品造型材料及工艺
第七章 涂装工艺
复习:金属涂装技术 在制品表面形成以有机物为主体的涂层，并干燥成膜的工艺，称为涂装技术，简称为
涂装。涂装所用的材料是各种涂料。涂装工艺一般包括制件表面涂装前处理、涂敷涂料及 涂层干燥三大步骤。 涂装的目的有三方面：
①保护作用。防止制品表面受腐蚀、被划伤、脏污，提高制品的耐久性。 ②装饰作用。将制品表面装饰成涂层所具有的色彩、光泽和肌理，使制品外观在视觉 感受上成为美观悦目的制品。 ③特殊作用。使制品具有隔热、绝缘、耐水、耐辐射、阻尼、杀菌、吸收雷达波、 隔音、导电等特殊功能。特别是通过涂装与其它表面处理技术相更加的多重处理，可获得 能适应相当苛刻条件和使用环境的防护装饰涂层。
效
围
强单
果
广
好
7.3.2 涂料的性质与装饰效果
1.色彩
2.光泽 3.粘度 4. 附着性
第七章 涂装工艺
@ 2008 Fujian University of Technology. Department of Machine electrical. Industrial design specialty.
2.通用醇酸树脂漆
常用于不能进行烘干作业的 大型机床、农机、工程机械、
大型车辆等机械产品的涂装
3.底漆和防锈漆
醇酸树脂特点之一是对铁及 一些有色金属、木材等表面 有良好的附着力。因此，它 们被广泛用于各种设备的底
漆
7.2.3 氨基树脂涂料
①清漆色浅、不易泛黄
②漆膜坚硬、附着性好、机械强度高、耐 候性、装饰性好
@ 2008 Fujian University of Technology. Department of Machine electrical. Industrial design specialty.
产品造型材料及工艺
第七章 涂装工艺
复习:金属涂装技术 在制品表面形成以有机物为主体的涂层，并干燥成膜的工艺，称为涂装技术，简称为
涂装。涂装所用的材料是各种涂料。涂装工艺一般包括制件表面涂装前处理、涂敷涂料及 涂层干燥三大步骤。 涂装的目的有三方面：
①保护作用。防止制品表面受腐蚀、被划伤、脏污，提高制品的耐久性。 ②装饰作用。将制品表面装饰成涂层所具有的色彩、光泽和肌理，使制品外观在视觉 感受上成为美观悦目的制品。 ③特殊作用。使制品具有隔热、绝缘、耐水、耐辐射、阻尼、杀菌、吸收雷达波、 隔音、导电等特殊功能。特别是通过涂装与其它表面处理技术相更加的多重处理，可获得 能适应相当苛刻条件和使用环境的防护装饰涂层。
效
围
强单
果
广
好
7.3.2 涂料的性质与装饰效果
1.色彩
2.光泽 3.粘度 4. 附着性
第七章 涂装工艺
@ 2008 Fujian University of Technology. Department of Machine electrical. Industrial design specialty.
2.通用醇酸树脂漆
常用于不能进行烘干作业的 大型机床、农机、工程机械、
大型车辆等机械产品的涂装
3.底漆和防锈漆
醇酸树脂特点之一是对铁及 一些有色金属、木材等表面 有良好的附着力。因此，它 们被广泛用于各种设备的底
漆
7.2.3 氨基树脂涂料
①清漆色浅、不易泛黄
②漆膜坚硬、附着性好、机械强度高、耐 候性、装饰性好
@ 2008 Fujian University of Technology. Department of Machine electrical. Industrial design specialty.
工程材料及成形工艺基础ppt
焊接
通过加热或加压将两个或多个金属件连接在一起 ，以获得所需形状和尺寸的组件。包括电弧焊、 激光焊、气体保护焊等方法。
锻造
通过高温将金属坯料放在模具中锻打，以获得所 需形状和尺寸的零件。包括自由锻、模锻、精密 锻等方法。
塑料成形
通过加热和成型将塑料原料变成所需形状和尺寸 的零件。包括注射成形、挤出成形、吹塑成形等 方法。
3
复合材料
由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有 优异的综合性能
工程材料的制造工艺
铸造
将液态金属倒入模具中凝固成型的过程，包括砂 型铸造、金属型铸造等
锻造
将固态金属进行压力加工，制成各种形状和尺寸 的零件
焊接
通过加热或加压，使两个或多个金属件连接起来 ，达到密封和连接的目的
工程材料的应用
钢铁
01
目前，智能成形技术在国内外得到了广泛的应用和推广，在提高生产
效率、降低生产成本、提高产品质量等方面发挥了重要作用。
03
智能成形技术的未来趋势
未来，智能成形技术将朝着更加智能化、自动化、绿色化的方向发展
，实现生产过程的全面自动化、智能化、信息化。
06
结论
材料成形工艺在制造业中的地位与作用
材料成形工艺是制造 业的基础
使用高压将金属液体注入金属模具，凝固后形成铸件。
锻压技术
自由锻
使用锻锤在空气中自由锻打金属坯料，使其变形并形成所需形状。
模锻
使用模具限制金属坯料在变形过程中移动，使其形成所需形状。
焊接技术
熔化焊
将两个金属件加热至熔化状态，然后将其连接在一起。
压焊
通过加压将两个金属件连接在一起，其中一个或两个金属件 需要加热。
铝合金具有轻质、高强、耐腐蚀等特 点，在交通运输、航空航天、建筑等 领域得到广泛应用。
通过加热或加压将两个或多个金属件连接在一起 ，以获得所需形状和尺寸的组件。包括电弧焊、 激光焊、气体保护焊等方法。
锻造
通过高温将金属坯料放在模具中锻打，以获得所 需形状和尺寸的零件。包括自由锻、模锻、精密 锻等方法。
塑料成形
通过加热和成型将塑料原料变成所需形状和尺寸 的零件。包括注射成形、挤出成形、吹塑成形等 方法。
3
复合材料
由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有 优异的综合性能
工程材料的制造工艺
铸造
将液态金属倒入模具中凝固成型的过程，包括砂 型铸造、金属型铸造等
锻造
将固态金属进行压力加工，制成各种形状和尺寸 的零件
焊接
通过加热或加压，使两个或多个金属件连接起来 ，达到密封和连接的目的
工程材料的应用
钢铁
01
目前，智能成形技术在国内外得到了广泛的应用和推广，在提高生产
效率、降低生产成本、提高产品质量等方面发挥了重要作用。
03
智能成形技术的未来趋势
未来，智能成形技术将朝着更加智能化、自动化、绿色化的方向发展
，实现生产过程的全面自动化、智能化、信息化。
06
结论
材料成形工艺在制造业中的地位与作用
材料成形工艺是制造 业的基础
使用高压将金属液体注入金属模具，凝固后形成铸件。
锻压技术
自由锻
使用锻锤在空气中自由锻打金属坯料，使其变形并形成所需形状。
模锻
使用模具限制金属坯料在变形过程中移动，使其形成所需形状。
焊接技术
熔化焊
将两个金属件加热至熔化状态，然后将其连接在一起。
压焊
通过加压将两个金属件连接在一起，其中一个或两个金属件 需要加热。
铝合金具有轻质、高强、耐腐蚀等特 点，在交通运输、航空航天、建筑等 领域得到广泛应用。
工程材料及成形工艺基础 ppt课件
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概述—特点、分类
特点：
优点：零件的形状复杂； 工艺灵活； 成本较低。
缺点：机械性能较低； 精度低； 效率低、劳动条件差
铸造方法
砂型铸造——90%以上；
特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高 金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造……
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ppt课件
概述—本章要点
本章要点 金属铸造性能 砂型铸造 铸造工艺设计要点 特种铸造
ppt课件
铸件的结构工艺性
进行铸件结构设计，不仅要保证其力学性能 要求，还必需考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件 结构的要求，使铸件的结构与这些要求相适应。使 这些铸件具有良好的工艺性，以便保证铸件质量， 降低生产成本，提高生产率。
一、铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷
铸件的结构，如果不能满足合金铸造性能的要 求，将可能产生浇不足、冷隔、缩松、气孔、裂 纹和变形等缺陷。
不用或少用型芯
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型芯稳固、排气清理方便
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3. 铸件的结构斜度
垂直于分型面的非加工面上设计出结构斜度， 斜度较大。与拔模斜度不同，结构斜度是在设计时 设计上去的，不再被加工掉。
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4. 组合铸件的应用
大型复杂铸件.
三、 铸件结构要便于后续加工 减少加工量，便于加工
1. 铸件外形尽量简单
（1）避免外部的侧凹，减少分型面或外部型芯： （2）分型面应平直： （3）凸台和筋的设计应便于造型和起模： （4）铸件的垂直壁上应考虑给出结构斜度：
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ppt课件
减少分型面数目
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工程材料与成型工艺说课课件ppt
课程目标
明确课程的教学目标，如提高学生的材料选用能力、成型 工艺设计能力等。
强调课程对学生的综合素质和能力的培养，如创新思维、 实践能力等。
课程内容
介绍课程的主要内容，包括工程材料的种类、性能和选用原则，以及各种成型工 艺的原理和应用范围等。
强调课程内容的实用性和针对性，以帮助学生更好地掌握实际应用技能。
02
工程材料
工程材料的分类
按化学成分
金属材料、非金属材料、复合材料
按用途
结构材料、功能材料
按物理性能
金属材料、高分子材料、复合材料、无机非金属 材料
工程材料的性能
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使用性能
强度、硬度、韧性、耐磨 性、耐腐蚀性等
工艺性能
可塑性、可焊性、铸造性 、切削加工性等
经济性能
成本、资源利用、环境影 响等
03
成型工艺
成型工艺的分类
• 铸造工艺 • 砂型铸造 • 精密铸造 • 压力铸造 • 锻压工艺 • 自由锻 • 模锻 • 板料冲压 • 焊接工艺 • 电弧焊 • 激光焊 • 超声波焊 • 注塑工艺 • 立式注塑 • 卧式注塑 • 精密注塑
成型工艺的特点
• 铸造工艺 • 可以制造形状复杂的零件 • 成本低，易于批量生产 • 但存在废品率高、质量不稳定的缺点 • 锻压工艺 • 可制造出高精度、高质量的零件 • 生产效率高，易于实现自动化生产 • 但模具成本高，对材料要求高 • 焊接工艺 • 适用于批量小、形状复杂的零件 • 设备简单，操作灵活 • 但对操作技能要求高，质量不稳定 • 注塑工艺 • 可制造出形状复杂、尺寸精确的零件 • 生产效率高，易于实现自动化生产 • 但模具成本高，对材料要求高
智能材料
工程材料与成形技术课件
• 2、变质处理（加入“人工晶核”）
•
3、附加振动
1.4.2 金属的同素异构
•
固态金属由一种晶格转变为另一种
晶格的过程或现象，称为同素异构转变。
• 同素异构转变也是在一定温度下通 过形核——长大的方式完成的，故又称 为重结晶。
• 具有同素异构转变的金属有铁、锰、 钛、钴、锡等。
• 纯铁的同素 • 异构转变
3、塑性
• 材料在外力作用下产生永久变形而不被破 坏的能力称为塑性。塑性指标一般用材料发
生断裂前所达到的最大塑性变形量来表示， 在拉伸时可用伸长率和断面收缩率表示。
•
•
伸长率
δ=（L1–L0）/ L0
•
断面收缩率 ψ=（A0 –A1）/ A0
•
•
材料塑性的好坏，对于其安全使用和是
否适合于塑性加工具有重要的意 义。
•
大小表示硬度值的高低。
• 标注：硬度值+HBS（HBW）
•
例如，350HBS、600HBW
• 应用：灰铸铁、有色金属、软钢等
2）洛氏硬度
• 压头：金刚石圆锥体（HRA、HRC）
•
淬火钢球（HRB）
• 原理： 用压坑的相对深度表示硬度值高低
• 标注：硬度值+HRC（HRA、HRB）
• 应用： 可根据被测材料的硬度，选择相应
• 晶胞
• 为了便于研究晶体结构而从晶格中选 取的能够反映晶格特征的最小几何单元
• 晶格常数
• 晶胞的棱边长度 a、b、c
• 对于立方晶格而言，因三条棱边相等， 故晶格常数为 a。
• 2、常见金属的晶格类型 1、体心立方晶格
• 晶格常数 a • 晶胞原子数 2 • 致密度 68%
[工学]工程材料与成型工艺课件锻压
![[工学]工程材料与成型工艺课件锻压](https://img.taocdn.com/s3/m/e749be7d0b1c59eef8c7b486.png)
拔长：Y锻=S0/S（S0、S分别表示拔长前后金 属坯料的横截面积）； 镦粗：Y镦=H0/H（H0、H分别表示镦粗前后 金属坯料的高度）。 碳素结构钢的锻造比在2～3范围选取，合金结 构钢的锻造比在3～4范围选取，高合金工具钢 （例如高速钢）组织中有大块碳化物，需要较 大锻造比（Y锻=5～12），采用交叉锻，才能使 钢中的碳化物分散细化。
2.自由锻设备 （1）空气锤 利用压缩空气推动锻锤进行工作。以落下部分质 量来表示锻造能力；常用吨位为65—750千克， 用于锻造小型锻件。
（2）蒸汽—空气锤 利用一定蒸汽或压缩空气推动锻锤进行工作。常 用吨位为1—5吨，用于锻造中型锻件，是模锻的 主要设备。
（3）液压机 利用高压水为动力进行工作。靠静压力工作。常 用吨位为5~150吨，用于锻造大型锻件，是大型锻 件的唯一设备。
第九章
压力加工
定义：利用金属的塑性，使其改变形状、尺寸和 改善性能、获得型材、棒材、板材、线材或锻压 件的加工方法。 主要方法有： 锻造；冲压；轧制；拉拔；挤压 锻压与其它加工方法相比，具有以下特点: 1）能改善金属组织，提高力学性能。 这是因为 材料通过压力加工后可压合坯料疏松，提高金属 致密度；能使金属坯料中的晶粒细化并使其均匀 分布；能形成合理的锻造流线。
第一节 金属的塑性变形
金属在外力作用下将产生变形 , 其变形过程包括弹 性变形和塑性变形两个阶段。 【弹性变形】是指除去外力后，物体完全恢复原 状的变形。 【塑性变形】是指作用在物体上的外力取消后， 物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。塑性 变形不仅能用于成形加工，还会对金属的组织和 性能产生很大影响。
一、基本工序及设备
1.基本工序 自由锻的基本变形工序有：镦粗、拔长、冲孔、 弯曲、切割、锻接、扭转、错移等。生产中最常 见的是镦粗、拔长、冲孔。 （1） 镦粗。是指使毛坯高度减小，横截面积增大 的锻造工序。这种工序主要用于锻造齿轮坯、圆 饼类锻件。 （2）拔长。使毛坯横截面积减少，长度增加的锻 造工序。常用于锻造轴类和杆类等零件。 （３）冲孔。利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔 的操作过程。常用于锻造齿轮、套筒和圆环等空 心锻件 。