(完整版)造型材料与工艺实验指导书17版

造型材料与工艺

实验指导书

主撰人：刘宝顺

审核人：刘恒丽

天津商业大学艺术学院

二〇一八年三月

前言

1.实验总体目标

本实验课程旨在配合《造型材料与工艺》课程理论知识学习，使学生深入理解、掌握现代工业产品涉及的典型常用材料的性质、特点和加工制造工艺方法，在设计中合理有效地选择、使用材料。通过实验加工制作，切身接触、使用材料，深入了解、体会材料及其加工工艺；通过自主设计、规划实验，提高动手能力，培养创新能力。

⒉适用专业、年级、课程及课程编号：

工业设计，三年级，造型材料与工艺，1742213017

⒊先修课程

工程图学，工程力学，金工实习，机械设计基础

⒋实验课时分配

⒌实验环境

本实验课程需要为每组学生分配不少于1.2平方米的工作台面，且配置公共使用的钳工工作台、砂轮机、台转、小型机床、电锯、电焊机等。

⒍实验总体要求

本实验课程在进行有人身安全危险的作业项目时，要求学生佩戴防护镜、手套、口罩等防护用具、装备。实验前，指导教师应对学生进行安全须知教育、指导；在操作设备前，应认真学习操作流程和相关安全保护要求。

⒎本实验的重点、难点及教学方法建议

本实验的重点是让学生了解、掌握常用材料的性质及加工制造工艺，难点在于合理、有效地使用相关加工手段和工具，并理解批量工业化生产的工艺要求。教学方法上建议指导教师结合实验项目进行相关示范操作及成品展示与评价，指导工艺要点，启发学生灵活地使用工艺方法，掌握操作技巧。

目录

实验一金属的成型工艺 (3)

实验二金属的加工工艺 (6)

实验三塑料特性与成型工艺 (9)

实验四木制品制作 (12)

实验一金属的成型工艺

一、实验目的

通过实验使学生了解、掌握铸造工艺的一般流程、特点和要求，体会金属特有的质感和铸造成型的特点，了解模具的基本特征、要求与作用，建立工艺与精度的概念，进而理解金属零件生产制造的一般规律和特点。通过学生自主设计、制作蜡模和铸造成型，培养学生的实践动手能力，训练学生的想象力、综合分析、解决问题能力。鼓励学生改进工艺方法，训练学生的创新意识和能力。

二、实验内容

采用失蜡法铸造金属锡（合金）零件。需要学生使用石蜡制作原模，然后翻制成石膏模或树脂砂模，并按照工艺要求铸造零件，经过后续修整、加工，最后完成设计的成品。其中，涉及石蜡、石膏、树脂砂及金属锡的性质、使用等，需要讲解说明，提示学生预习有关知识。

三、实验要求

本实验采用学生自主训练为主开放模式的教学组织形式进行。实验前，指导教师应根据实验内容和工作条件集中进行实验内容、方法、流程的讲解和示范，并在学生操作过程中，针对具体问题进行答疑和指导。

四、实验准备

实验前，学生需结合课堂理论讲授的相关金属铸造及机械加工知识进行预习准备，了解、预习所涉及的石蜡、石膏、树脂砂的性质和使用方法，了解锡（包括锡合金）的基本性质，并准备好待制作的产品零件图纸。实验室准备蜡模、成品样件等供教师讲解、学生参考。

五、实验原理、方法和手段

失蜡法金属铸造工艺采用石蜡等易熔化材料制作零件原模，原模表面用石膏或树脂砂等包裹形成铸造模，通过熔去石蜡形成铸造型腔，然后向型腔内浇注熔化的金属，冷却后去除石膏或树脂砂即得到铸件，经修整、后加工，完成零件成品的制作。

本实验的铸造工艺原理属于重力铸造，对于一些具有自由端面特殊类型零件，可采用半敞开式铸模进行铸造。

本实验铸造工艺部分采用手工工艺完成，后续修整、加工，根据具体需要，可采用手工或机加工辅助完成。

六、实验条件

本实验使用的主要材料：石蜡，泡沫塑料，石膏，树脂砂，锡（合金）

使用的主要工具：手工雕刻刀，手工修整工具（什锦锉，电磨抛光工具），电炉，热风枪，熔锡锅，煮水锅，和石膏器皿

使用的主要设备：小型车床、铣床，台钻

七、实验步骤

1.制作石蜡模型：用石蜡块雕刻或塑胶模翻制石腊模，也可采用泡沫塑料制作原模，

学生根据设计需要自主设计、制作。

2.制浇注模：在原模表面包裹石膏或树脂砂，干燥，制成浇注模。注意选择合理位置

留出浇注口和冒口。

3.去除石蜡：可采用热水煮或热风枪加热，熔化石蜡并从石膏模中去除，形成铸造型

腔。若使用泡沫塑料制成的原模，也可以不去除，利用铸造金属的热量使之直接熔解、气化。

4.铸造：将熔化的金属锡从浇口注入，保证连续注入，直到注满型腔并从冒口溢出为

止。冷却后，打开石膏模，取出铸件。

5.修整、后加工：使用工具去除浇口、冒口等多余部分，修整表面缺陷；根据需要，

完成后续必要的加工。

八、思考题

1.冒口有什么作用？为什么冒口要开设在型腔的最高点？

2.为什么型腔上部比下部容易出现铸造缺陷？如何避免？

3.你作的铸件上有什么缺陷？如何改进？

4.如何使铸件表面更平滑？怎样保证铸件表面浮雕花纹更清晰、完整？

5.铸铁、铜等需高温铸造的材料在铸造工艺上会有那些特殊要求？

九、实验报告

1.实验内容：实验目的，预习与准备的内容，制作的目标与要求（必要时附草图），

自己的实验步骤规划等。

2.实验材料与工具：实验使用的主要材料、工具、设备及用途。

3.实验流程：记录、描述实验的主要流程、操作等。

4.结果与分析：分析制作成品的效果与存在的问题，提出改进方案。

5.体会与感想：说明通过实验获得的体会，自己的感想等。

十、注意事项及其它说明

1.浇注金属锡时，要保证石膏模或树脂模干透。操作时，要带手套、护目镜等防护用

具。

2.操作机床、台钻、砂轮机等设备需要预先熟悉操作规程，了解安全事项，穿戴作业

安全防护用具、装备，并在教师指导下进行。

3.电炉、熔锡锅、热风枪等高温加热工具、设备需要在指定位置操作台上操作，断电

并完全冷却后方可交回。

4.熔蜡锅、和石膏器皿用后注意及时清理。