从“成形”加工到表面完整性抗疲劳制造(上)(专业课)
抗疲劳制造原理与技术概论
抗疲劳制造原理与技术概论预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制抗疲劳制造原理与技术概论一、抗疲劳制造定义1964年国际标准化组织（ISO）在《金属疲劳试验的一般原理》中给疲劳下了一个描述性定义:金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫疲劳。
所谓的抗疲劳制造技术是指在不改变零件材料和截面尺寸的前提下，通过在制造工艺过程中改变材料的组织及应力分布状态来提高零部件疲劳寿命的制造技术。
这种技术的一个突出的特点是不改变零件的结构和材料，不增加材料重量，但能大幅度提高材料的疲劳寿命。
二、抗疲劳制造设计与制造的重要性在现代工业各个领域中，大约有50-90%以上的结构强度破坏都是由于疲劳破坏造成的，如轴、曲轴、连杆、齿轮、弹簧、螺栓、压力容器、海洋平台、汽轮机叶片和焊接结构等，很多机械零部件的结构件的主要破坏方式都是疲劳，而且遍布在工业、交通、军事等要害部门，给航空、造船、交通运输、动力机械、化工机械、工程机械等工业造成严重威胁[1-2]。
因此，认识疲劳，了解疲劳破坏的机理，探求抗疲劳制造的方法并去指导现代工业技术的发展，已经成为现代工业生产中的重要课题。
三、抗疲劳制造技术的原理疲劳是一个非常复杂的过程，疲劳寿命受许多因素的影响，其中包括零件表面残余应力、表面显微组织、缺口效应、尺寸效应、表面效应、材料静强度以及腐蚀环境等多种因素。
一些对材料或构件的静态特性影响很小的因素，如构件和结构的表面状态、缺口形式等，在疲劳现象中却起到非常显著的作用。
因此，提高金属材料抗疲劳性能应主要从以下四方面来进行:(l)合理选材，注意零件的细节设计，提高加工精度和降低表面粗糙度，尽量减少形成应力集中的各种因素。
(2)在金属材料表层，特别是局部应力集中的薄弱部位引人高的残余压应力。
(3)细化材料的表层显微组织，细化亚晶粒，减少材料内部的非金属夹杂物，提高冶炼精度。
(4)在保证芯部具有足够强度的前提下，提高材料表层的硬度和强度，抑制在循环应力作用下表层产生局部塑性形变。
工业设计师必懂的百大加工工艺！
⼯业设计师必懂的百⼤加⼯⼯艺！来源：新材料在线作为⼀个⼯业设计师，各种材料的加⼯⼯艺是必须要了解的。
所以今天，为⼤家带来成型、表⾯加⼯、连接、切割等四个⽅⾯共100⼤⼯艺动图，希望能对⼤家有所帮助！~塑料成型01注塑—⼀种⼯业产品⽣产造型的⽅法。
产品通常使⽤橡胶注塑和塑料注塑。
注塑还可分注塑成型模压法和压铸法。
注射成型机(简称注射机或注塑机)是将热塑性塑料或热固性料利⽤塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备，注塑成型是通过注塑机和模具来实现的。
02挤出—物料通过挤出机料筒和螺杆间的作⽤，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头⽽制成各种截⾯制品或半制品的⼀种加⼯⽅法。
03旋转成型—⼜称滚塑成型、旋塑、旋转模塑、旋转铸塑、回转成型等，该成型⽅法是先将计量的塑料(液态或粉料)到加⼊模具中，在模具闭合后，使之沿两垂直旋转轴旋转，同时使模具加热，模内的塑料原料在重⼒和热能的作⽤下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表⾯上，成型为与模腔相同的形状，再经冷却定型、脱模制得所需形状的制品。
04吹塑—也称中空吹塑，是⼀种发展迅速的塑料加⼯⽅法。
热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模后⽴即在型坯内通⼊压缩空⽓，使塑料型坯吹胀⽽紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。
05吸塑—⼀种塑料加⼯⼯艺，主要原理是将平展的塑料硬⽚材加热变软后，采⽤真空吸附于模具表⾯，冷却后成型，并应⽤于各⾏各业的⼀种技术⼯艺。
06模压成型—⼜称压制成型或压缩成型，是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放⼊成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压⽽使其成型并固化的作业.模压成型可兼⽤于热固性塑料,热塑性塑料和橡胶材料。
07压延成型—将熔融塑化的热塑性塑料通过两个以上的平⾏异向旋转辊筒间隙，使熔体受到辊筒挤压延展、拉伸⽽成为具有⼀定规格尺⼨和符合质量要求的连续⽚状制品，最后经⾃然冷却成型的⽅法。
【现代】郑州大学现代远程教育金工与生产实习课程答案
【关键字】现代郑州大学现代远程教育《金工与生产实习》课程考核要求说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD 2003格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功（能够下载，并且内容无误即为提交成功）。
郑州大学金工与生产实习报告院系：远程教育学院专业：机电一体化班级：2015春学号：姓名：周良军成绩金工实习部分：（注：下列题目都必须独立、认真完成。
）金工实习部分：（注：下列题目都必须独立、认真完成。
）1.简述获得形状精度的方法。
1）刀尖轨迹法依靠刀尖的运动轨迹，获得形状精度的方法称为刀尖轨迹法。
刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动，因而所获得的形状精度取决于成形运动的精度。
普通车削、铣削、刨削和磨削均属于刀尖轨迹法。
2）仿形法刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法。
仿形法所得到的形状精度取决于仿形装置的精度及其它成形运动精度。
仿形车、仿形铣等均属仿形法加工。
3）成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。
成形刀具替代一个成形运动。
成形法所获得的形状精度取决于成形刀具的形状精度和其它成形运动精度。
用成形刀具或砂轮的车、铣、刨、磨、拉等都属成形法。
4）展成法（滚切法）利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法称为展成法。
展成法所得被加工表面是刀刃和工件作展成运动过程中所形成的包络面，刀刃形状必须是被加工面的共轭曲线。
它所获得的精度取决于刀刃的形状和展成运动的精度等。
滚齿、插齿、磨齿、滚花键等均属展成法。
2.简述获得尺寸精度的方法。
1）试切法通过试切－测量－调整－再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法称为试切法。
常用于单件小批生产。
2）调整法先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法称为调整法。
常用于成批生产和大量生产。
3）定尺寸刀具法用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法称为定尺寸刀具法。
《材料成型技术基础》教学大纲
《材料成型技术基础》课程教学大纲课程中文名称：材料成型技术基础课程英文名称：Fundamentals of Engineering Material Manufacturing Technology课程编号：ZF16613课程性质：专业方向课程学时：（总学时36、理论课学时30、实验课学时6）学分：2适用对象：机械设计制造及其自动化先修课程：机械工程材料、现代工程图学、材料力学、公差与测量技术、机械原理、机械设计、基本机械加工技能训练课程简介：《材料成型技术基础》主要内容是介绍各种材料尤其金属材料成型加工工艺及相关知识，从而为学生今后学习有关的专业课程以及从事专业技术工作奠定必要的材料加工方面的知识和素质基础。
该课程是综合性技术基础课程，为机械设计制造及其自动化专业的选修课程。
通过对该课程的学习，获得常用机械工程材料工艺知识，培养工艺分析的初步能力，为学习其它有关课程和今后从事机械设计工作提供了必要的基础。
一、教学目标及任务（1）熟悉常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则。
（2）掌握材料成型方法的基本原理和工艺特点，培养学生选择毛坯及工艺分析的初步能力。
（3）了解各主要成型方法所用设备的基本工作原理和适用范围。
（4）初步了解新工艺、新材料、新技术及发展趋势。
二、学时分配三、教学内容及教学要求第一章绪论（2学时）材料加工工艺发展史，材料加工生产在国民经济中的地位，本课程的主要内容与学习方法。
第二章金属的液态成型（8学时）教学重点：液态金属成型方法，液态成型金属件的工艺设计；分型面与浇注位置选择及相互关系，合金性能对铸件结构工艺性的影响教学难点：分型面与浇注位置选择教学要求：掌握液态金属的工艺性能，掌握液态金属的成型方法，掌握液态成型金属件的设计，了解液态成型技术的新进展。
教学内容：第一节金属液态成型工艺基础液态金属的工艺性能；合金的工艺性能与铸件质量的关系第二节常用合金铸件的生产铸铁件的生产；铸钢件的生产；有色合金铸件的生产第三节液态金属的成型方法重力作用下的液态成型方法；外力作用下的液态成型方法；金属液态成型方法的合理选用第四节液态成型金属件的工艺设计铸件结构的工艺性；铸造工艺方案的确定；铸造工艺参数的确定；浇冒口系统设计；液态成型工艺设计实例第五节液态成型技术的新进展快速成型技术及应用；快速凝固技术；消失模铸造；计算机在铸造中应用.习题要点：1、什么是金属液态成型？2、金属液态成型制品的主要缺陷有哪些？3、什么是缩松和缩孔？如何防止缩松和缩孔？4、金属液态成型的基本方法有哪些？5、如何确定铸造工艺方案？如何进行浇口设计？第三章金属的塑性成型（8学时）教学重点：金属塑性成型方法，塑性成型件的工艺设计，自由锻和模锻工艺设计教学难点：塑性成型件的工艺设计教学要求：掌握金属塑性成型的工艺理论基础，掌握金属塑性成型方法，掌握塑性成型件的工艺设计，了解塑性成型技术新发展。
喷丸综述(最新整理)
喷丸综述铝合金做为一种在工业中广泛使用的金属材料，以其优良的力学强度和相对较低的密度，在航空工业中也有广泛的应用。
在使用过程中，随着使用时间的延长材料的性能总会发生变化，从而影响其使用寿命。
最主要的的失效形式为材料的断裂，引起材料发生断裂的原因主要是在使用过程中受到载荷的循环作用，使其抗疲劳性能降低，从而在高的循环载荷作用下使材料发生断裂。
材料处理不当或者材料表面完整性不好，表面凸凹不平，都会导致材料在使用过程中容易发生失效。
表面完整性是指表面形貌、表面粗糙度、表面硬度、残余应力、表面显微组织结构等内在表面状态的完好程度。
金属材料表面改性的主要目的是通过改善表面完整性来提高材料抗疲劳、抗应力腐蚀以及磨损的能力。
当前提高材料表面完整性的方法主要有物理方法、化学方法、机械方法等。
物理方法主要是采用表面淬火的方式，化学方法主要是采用渗碳或者渗氮的方式，机械方法主要有挤压、滚压、抛光、喷丸、干涉配合等方式。
与其他表面强化技术相比，喷丸表面强化技术具有强化效果显著、适用面广、耗能低、实施方便等优点，目前在航空航天、国防工业、汽车、船舶、石油化工和农业部门等重要领域得到了广泛应用。
喷丸表面强化技术就是大量高速弹丸（多为球体）重复撞击工件表面，并在其表层受弹丸撞击及附近区域形成弹塑性变形区，如图1所示。
研究认为，表面强化层的存在不仅提高了结构件表面的硬度和耐磨性，更重要的是在结构件表层形成了残余压应力层，该残余压应力层可有效降低结构件服役过程中的有效工作应力（如图2所示），使得裂纹源萌生于结构件次表面，并减缓裂纹扩展速率，从而显著地提高结构件的抗疲劳性能。
图1 喷丸表面强化技术图2 喷丸强化后结构件有效的有效应力分布在经过喷丸强化以后，在结构件表面存在的应力分布有如图3所示的分布特征，表面及次表面的残余应力为压应力，随结构件深度的增加，残余应力由压应力转变为拉应力。
整个残余应力场包括以下四个特征参量：表面残余应力、最大残余压应力、最大残余压应力层深度和残余压应力层总深度。
材料加工成形技术基础课程教学大纲
材料加工成形技术基础课程教学大纲课程名称：材料加工成形技术基础英文名称：Basis for Materials Processing technology课程编号：x3010801学时数：48其中实验（实训）学时数：0 课外学时数：0学分数：3适用专业：金属材料工程一、课程的性质和任务材料加工成形技术基础课程是金属材料工程专业的专业基础课程，目的是使金属材料工程专业本科生掌握金属材料加工与成形技术的必要基础知识，为开展金属材料的系统研究打下坚实的基础。
本课程的主要内容包括材料加工成形技术发展概况、金属铸造成形技术、金属塑性成形技术、金属焊接成形技术、粉末冶金及其成形、快速成形技术、成形材料与方法选择等。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点（1）概述（2学时）重点讨论材料加工成形技术的发展概况、作用、特点及发展趋势。
包括我国材料成形技术的发展状况，材料成形工艺与技术的作用与地位，材料成形工艺技术的特点，材料成形工艺的分类，材料成形工艺的发展趋势。
（2）铸造成形技术（10学时）掌握铸造成形的基础理论与铸造成形方法。
包括金属液的冲形能力、铸造合金的凝固与收缩、铸造内应力及铸件的变形与裂纹、砂型铸造成形、特种铸造成形、铸造方法的选择。
熟悉铸造成形件的工艺设计。
包括铸造成形方案的选择、工艺参数的制定、浇注系统与铸造成形工艺图。
了解铸造成形件的结构设计。
包括铸造成形工艺、铸造性能和铸造成形方法对铸件结构的要求，铸件结构的组合设计。
（3）金属塑性成形技术（12学时）重点掌握金属材料的塑性成形基础与理论，包括金属塑性变形的实质、塑性变形对金属组织和性能的影响。
掌握锻造部分，包括锻造性能、自由锻造与模型锻造。
掌握冲压部分，包括冲压的特点及应用、冲压成形基本工序、板料的冲压成形性能、冲压件的结构设计、典型零件冲压工艺过程的制定。
了解压力加工新技术部分包括零件的挤压与轧制、精密模锻与液态模锻、超塑性与高能高速成形、液压拉深与液压胀形。
219515803_7A65_铝合金喷丸强化表面完整性及疲劳性能
第15卷第6期精密成形工程贺柏涵1，周文龙1,2，程旭3，盖鹏涛4，李春艳1，陈国清1，付雪松1,2（1.大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连 116024；2.大连理工（营口）新材料工程中心有限公司，辽宁营口 115004；3.空装驻沈阳地区第一军事代表室，沈阳 110850；4.中国航空制造技术研究院，北京 100024）摘要：目的以7A65高强度铝合金为研究对象，研究喷丸强度、弹丸介质（铸钢丸和陶瓷丸）对靶材疲劳性能的影响规律。
方法利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪等仪器表征喷丸强化7A65铝合金表面完整性和疲劳失效断口，分析喷丸工艺参数与疲劳性能、断裂模式的相关性。
结果喷丸强化后铝合金表面粗糙化严重，表面粗糙度从初始0.622 μm增加至4.736 μm（铸钢丸、喷丸强度为0.22 mmA），并出现褶皱损伤；在相同喷丸强度下陶瓷丸喷丸表面粗糙度较低，无褶皱损伤。
2种弹丸在金属表面引入的残余应力场基本相同，残余压应力层深约300 μm，最大残余压应力值为−480.6 MPa，其产生位置为距离表面75 μm 处（喷丸强度为0.22 mmA）。
铝合金疲劳性能对铸钢丸介质敏感性较高，当喷丸强度较低（0.11 mmA）时喷丸强化效果最佳，疲劳寿命是原始寿命的5倍多，疲劳源从表面转移至次表面（500 μm）；当喷丸强度增至0.22 mmA时，裂纹源向表面靠近，疲劳寿命为原始寿命的2倍。
铝合金疲劳性能对陶瓷丸介质敏感性较低，在喷丸强度为0.11~0.22 mmA时疲劳寿命较为稳定，在喷丸强度为0.11 mmA时疲劳寿命最高，为原始寿命的7倍。
结论7A65高强度铝合金经喷丸强化后疲劳寿命显著提升，强化效果受弹丸介质影响，陶瓷丸介质强化效果更好、喷丸强化工艺窗口更宽。
关键词：7A65铝合金；疲劳寿命；喷丸强化；表面完整性；表面粗糙度；残余应力DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.06.001中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2023)06-0001-10Surface Integrity and Fatigue Properties of Shot PeeningStrengthened 7A65 Aluminum AlloyHE Bai-han1, ZHOU Wen-long1,2, CHENG Xu3, GAI Peng-tao4, LI Chun-yan1, CHEN Guo-qing1, FU Xue-song1,2(1. School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Liaoning Dalian 116024, China;2. Dalian Technology (Yingkou) New Material Engineering Center Limited Company, Liaoning Yingkou 115004, China;收稿日期：2023–03–16Received：2023-03-16基金项目：国家自然科学基金（51975084）；辽宁省自然科学基金（2022–YKLH–04）；中央高校基本科研业务费专项（DUT19LAB16）；辽宁省“兴辽英才计划”（XLYC1902084）Fund：National Natural Science Foundation of China(51975084); Natural Science Foundation of Liaoning Prov-ince(2022-YKLH-04); Basic Research Funds for Central Universities(DUT19LAB16); Supported by "Xingliao Talents Program" of Liaoning Province(XLYC1902084)作者简介：贺柏涵（1997—），男，硕士生，主要研究方向为铝合金表面强化。
特种加工——精选推荐
《特种加工》习题一、名词解释特种加工:P2直接利用电能、活学能、光能和声能对工件进行加工，已达到一定的形状尺寸和表面粗糙度要求的加工方法叫特种加工；电火花加工：P7基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲放性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求；极性效应：P14这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫极性效应；电火花线切割：P57利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，利用数控技术进行脉冲火花放电，以不变应万变切割成形，可以切割二维、三维多维表面；极间介质消电离：P13电通道中的带点粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以避免是重复在同一处发生放电而导致电弧放电，这样可以保证按两极相对最近处或电阻率最小处形成下一击穿放电通道；混气电解加工：P101将一定压力的气体（主要是压缩空气）用混气装置使它与电解液混合在一起，使电解液成为包含无数起泡的混合液混合物，然后送人加工区进行电解加工；电化学加工：P79利用电化学反应进行金属去除和沉积的加工技术；阳极溶解：阳极发生氧化反应产生电解蚀除；阴极沉淀：阴极上发生电镀沉积；电极极化：P83当有电流通过时，电极电位的平衡状态遭到破坏，使阳极的电极电位向正极（代数值增大）、阳极的电极电位向负极移（代数值减小）；电化学钝化P83：使金属阳极溶解过程的电位升高，使电解速度减慢的现象；电解加工：P84利用金属在电解液中的电化学阳极溶解，将工件加工成形的；电解抛光：P109利用金属在电解液中的电化学阳极溶解对工件表面进行腐蚀抛光的；电解磨削：P111由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的；电铸加工：P120用可导电的原模作阴极，用电铸材料（例如铜）作阳极，用电铸材料的金属盐溶液作电铸液加工的方法；涂镀加工：P123涂镀又叫刷镀或者无槽电镀，是在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的技术；激光加工：P128利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工各种材料的；激光打孔：P136激光将工件材料在激光源照射下产生一系列的物理和化学反应以熔化和蒸发工件材料形成各种孔径；激光切割：P138利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开；激光焊接：利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池；激光淬火：是指铁基合金在固态下经激光照射，使表层激光照射，使表层被迅速加热至奥氏体化状态，并在激光停止照射后，快速自冷淬火得到马氏体组织的一种工艺方法。
整理工程材料与成形技术基础习题含答案
文件编号：18・DD ・26・51・A0X2040251工程材料及成型技术基础课□ E攵纟因20文件编号：18・DD・26・51・A0 X2040251工程材料及成型技术基础课程教学大纲课程名称：工程材料及成型技术基础英文名称：Engineering Materials and Moulding Technology Foundation课程编码：X2O4O251学时数：48其中实践学时数：4 课外学时数：学分数：3.0适用专业：机械设讣制造及其自动化机械电子工程机械工程过程装备与控制工程一、课程简介《工程材料及成型技术基础》是机械类专业学生的一门重要专业基础课，与先修课程《工程训练》、后续课程《机械制造技术基础》共同探讨机械制造全过程——即从选择材料、制造毛坯、直到加工出零件所涉及的各个方而内容。
要求学生了解机械工程材料的一般知识，掌握常用材料的成分、组织、性能与加工工艺之间的关系及苴用途，使学生具有合理选用材料、正确确左加工方法的能力，并初步掌握零件的结构工艺性，为学生今后的学习、设计、工作打下必备的基础。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）工程材料的结构与性能1.教学内容晶体材料的原子排列；合金的晶体结构：工程材料的性能2.基本要求（1）了解部分：晶体结构及缺陷的形式：单晶体和多晶体：相与组织之间的关系；固溶体和化合物性能：机械性能的概念：材料物理化学性能的概念：陶瓷和髙聚物的结构（2）理解部分：刚度、强度、塑性、韧性与材料之间的关系应用：材料工艺性能的含义（3）掌握部分：晶体结构缺陷与材料性能之间的关系：合金的相的种类及对性能的影响；硬度的测量、表示方法及应用（4）熟练掌握：材料强化方式3.重点和难点（1）重点：金属的三种典型晶体结构；实际金属中的三类晶体缺陷：合金的相结构：材料的力学性能指标Os、©b、§、Ok、HB、HRC及与材料之间的关系（2）难点：材料强化方式（二）金属材料的凝固与固态相变1.教学内容金属结晶过程的基本规律；二元合金相图的分析：铁碳相图的分析：钢在加热和冷却时的转变2.基本要求（1）了解部分：金属结晶过程的基本规律及影响因素：铁的同素异构转变：二元相图的意义和基本类型：钢在加热时的转变（2）理解部分：细化晶粒的方法；二元相图的基本类型和结晶过程特点：相图与材料使用性能和工艺性能之间关系；连续冷却转变曲线；钢在冷却时的转变产物及性能特点（3）掌握部分：杠杆定律：匀晶相图：共晶转变：包晶转变；共析转变（4）熟练掌握：铁碳相图的规律及应用3.重点和难点（1）重点：铁碳合金的基本相：碳钢室温下的平衡组织组成：含碳量对铁碳合金的组织及性能的影响：铁碳相图的应用（2）难点：铁碳相图（三）金属材料的塑性变形1.教学内容金属的塑性变形；塑性变形对金属组织和性能的影响；回复与再结晶：冷、热变形：金属的可锻性2.基本要求（1）了解部分：单晶体与多晶体金属的塑性变形特点；加工硬化现象：残余应力的危害及消除（2）理解部分：塑性变形金属在加热时组织与性能的变化：金属可锻性的概念及影响因素（3）掌握部分：加工硬化现象的应用：回复与再结晶的特点：冷、热变形的对比：纤维组织对性能的影响及应用（4）熟练掌握：无3.重点和难点（1）重点：加工硬化现象的应用：回复与再结晶的应用：冷、热变形的选择：纤维组织对性能的应用（2）难点：无（四）金属材料热处理1.教学内容钢的热处理工艺（退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火）2.基本要求（1）了解部分：热处理的分类及工序安排；固溶处理和时效强化：热处理零件结构工艺性: 先进热处理工艺；渗氮的特点和应用（2）理解部分：退火、正火、淬火、回火的工艺；感应加热表面淬火的参数选择；渗碳过程（3）掌握部分：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表而淬火的目的、组织及应用（4）熟练掌握：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表而淬火的目的、组织及应用3.重点和难点（1）重点：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表而淬火的目的，组织和应用（2）难点：无（五）金属表面改性处理1.教学内容金属表面改性处理的目的、意义、特点和方法2.基本要求（1）了解部分：金属表而改性处理的意义（2）理解部分：转化膜、电镀、离子沉积、热喷涂、涂装、表而着色等工艺的特点和应用场合（3）掌握部分：无（4）熟练掌握：无3.重点和难点（1）重点：无（2）难点：无（A）金属材料1.教学内容合金钢的槪述；合金元素的作用：结构钢；工具钢；特殊性能钢：铸铁2.基本要求（1）了解部分：合金钢的分类、编号方法、化学成分和主要用途：特殊性能钢（主要是不锈钢）的性能特点、热处理工艺及主要用途：有色金属和新型金属材料（2）理解部分：合金元素对钢的组织和性能影响规律（3）掌握部分：工具钢、灰铸铁的性能特点及应用；弹簧钢、轴承钢、易切削钢成分、性能特点及主要用途（4）熟练掌握：普通碳素结构钢和普通低合金结构钢、调质钢、渗碳钢成分、性能特点、热处理工艺、典型牌号及应用3.重点和难点（1）重点：普通碳素结构钢和普通低合金结构钢、调质钢、渗碳钢成分、性能特点、热处理工艺、典型牌号及应用（2）难点：无（七）铸造1.教学内容合金铸造性能；砂型铸造工艺；特种铸造；铸件结构设计；常用合金铸造生产2.基本要求（1）了解部分：特种铸造的特点和应用：铸造技术新进展（2）理解部分：砂型铸造工艺选择（3）掌握部分：砂型铸造工艺和常用合金的铸造生产（4）熟练掌握：合金的铸造性能：灰铸铁的铸造性能：铸件结构设汁3.重点和难点（1）重点：合金的铸造性能：灰铸铁的铸造生产：铸件结构设计（2）难点：无（八）压力加工1.教学内容自由锻；模锻；板料冲压：压力加工件结构设计2.基本要求（1）了解部分：自由锻的工序；模锻的工序；挤压、轧制、拉拔方法；塑性加工新进展（2）理解部分：自由锻、模锻的特点及应用：板料冲压的工序、特点及应用（3）掌握部分：自由锻工艺规程制订：模锻工艺规程制订（4）熟练掌握：压力加工件结构设计3.重点和难点（1）重点：压力加工件结构设计（2）难点：无（九）焊接1.教学内容电弧焊：电阻焊：摩擦焊：焊接件结构工艺性：常用金属材料的焊接2.基本要求（1）了解部分：电阻焊、摩擦焊、压力焊的特点：焊接技术新进展（2）理解部分：电弧焊接基本原理；焊接接头形式；铸铁的焊接：铜、铝合金的焊接（3）掌握部分：电弧焊方法及应用；碳钢和合金钢的焊接性（4）熟练掌握：焊接结构设汁3.重点和难点（1）重点：电弧焊方法及应用；碳钢和合金钢的焊接性：焊接结构设计（2）难点：无（十）机械零件材料及成型工艺的选用1.教学内容工程材料及成型工艺选用的基本原则：具体成型方法及改性工艺的选用：典型零件的材料及成型工艺选择2.基本要求（1）了解部分：无（2）理解部分：无（3）掌握部分：工程材料及成型工艺选用的基本原则；具体成型方法及改性工艺的选用（4）熟练掌握：典型零件的材料及成型工艺选择3.重点和难点（1）重点：典型零件的材料及成型工艺选择（2）难点：无四、教学方式及学时分配五、课程其他教学坏节要求（一）实验教学课：实验一铁碳合金平衡组织的显微分析要求：观察和识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织，掌握铁碳合金的成分、组织和性能之间的对应关系实验二碳钢热处理的性能与组织分析要求：掌握钢的退火.正火、淬火、回火工艺：掌握含碳量.加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响：了解碳钢热处理的基本组织。
《工程材料及成型技术》教案
教案20 07~ 20 08学年第1学期学院、系室机械工程系课程名称材料与成型技术专业、年级、班级工业工程06级主讲教师庄哲峰福建农林大学教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。
教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目：标明章、节或主题。
4、教学内容：是授课的核心。
将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。
5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。
教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。
7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。
8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
福建农林大学教案编号：1福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案。
成形基础知识(成形)课件
行业标准
特定行业内的质量标准， 用于规范行业内的产品质量。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
02
固态成形原理主要包括材料的弹塑性行为、断裂准则和热变形等，这 些原理用于描述材料在固态成形过程中的行为。
03
常见的固态成形工艺包括切削加工、激光切割、3D打印等，这些工 艺广泛应用于各种材料的加工。
04
固态成形原理的应用有助于优化工艺参数、提高加工精度和降低生产 成本。
PART 03
成形工艺方法
等离子切割机
利用高温等离子气体对金属板 材进行切割的设备。
水切割机
利用高压水射流对非金属材料 进行切割的设备。
冲压机
利用模具和冲头对金属板材进 行冲压成形的设备。
PART 05
成形工艺质量控制
质量控制原理
预防原则
标准化原则
预防潜在的质量问题，而非单纯依赖 检验。
制定和执行标准操作程序，确保稳定 的生产过程。
PART 04
成形工艺设备
塑性成形设备
锻造设备
用于将金属坯料通过压 力和摩擦力进行塑性变 形，以形成所需形状的
设备。
挤压机
利用压力将金属坯料通 过模具挤压成形的设备。
轧制机
拉拔机
通过两个旋转轧辊之间 的压力将金属坯料轧制
成所需形状的设备。
通过拉伸力将金属坯料 拉制成所需形状的设备。
液态成形设备
总结词
利用固态材料的物理或化学变化，通过改变材料的内部结构 和性质，以获得所需形状和尺寸的零件的工艺方法。
详细描述
固态成形工艺方法主要包括焊接、热处理、粉末冶金等，这 些方法能够通过改变材料的内部结构和性质来控制零件的形 状和尺寸。固态成形工艺具有较低的生产成本和较高的灵活 性，适用于不同材料和形状的零件生产。
生物医学工程导论之生物材料
4. 生物医用复合材料
生物医用复合材料是由二种或二种以上不 同材料复合而成的。
按基材分为：高分子基、陶瓷基、金属基 等生物医用复合材料。
按增强体形态和性质分为纤维增强、颗粒 增强、生物活性物质充填生物医用复合材料。
按材料植入体内后引起的组织与材料反应 分为：生物惰性、生物活性和可吸收性生物医 用复合材料。
医用不锈钢在骨外科和齿科中应用较多。
(2) 钴基合金
钴基合金人体内一般保持钝化状态，与不锈
钢比较，钴基合金钝化膜更稳定，耐蚀性更好。 在所有医用金属材料中，其耐磨性最好，适合于 制造体内承载苛刻的长期植入件。
在整形外科中，用于制造人工髋关节、膝关
节以及接骨板、骨钉、关节扣钉和骨针等。在心 脏外科中，用于制造人工心脏瓣膜等。
Ti-Ni记忆合金血管支架
2. 生物医用高分子
按应用对象和材料物理性能分为软组织材料、 硬组织材料和生物降解材料。其可满足人体组织器 官的部分要求，因而在医学上受到广泛重视。目前 已有数十种高分子材料适用于人体的植入材料。
▪ 软组织材料：故主要用作为软组织材料，特别 是人
工脏器的膜和管材。聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、硅橡胶膜
右为具有活性涂层的钛合计人工齿示意图
Fig. Schematic diagram of the screwshaped artificial tooth.
五、生物医用材料性能评价
1. 生物材料机械性能评价
测试标准
ASTM（the American Society for Testing and Materials） 例如：拉伸强度测试标准
金属 ASTM E8 橡胶 ASTM D412 刚性塑料 ASTM D638
1、医用金属作为受力期间，在人体内 服役，其受力状态及其复杂，如人工关节， 每年要承受约3.6×106次、且数倍于人体重 量的载荷冲击和磨损。
《金属学与热处理》课程教学大纲
《金属学与热处理》课程教学大纲课程代号：ABJD0702课程中文名称：金属学与热处理课程英文名称：Meta11ographyandHeatTreatment课程类型：必修课程学分数：4学分课程学时数：64学时授课对象：材料成型与控制工程专业本课程的前导课程：高等数学，大学物理，画法几何及工程制图、材料力学、金工实习等课程一、课程简介《金属学与热处理》是材料成型与控制工程专业的专业基础课，着重阐述金属及合金的化学成分、组织结构与性能的内在联系以及在各种条件下的变化规律，比较全面系统地介绍金属与合金的晶体结构、金属及合金的相图与结晶、塑性变形与再结晶以及固态金属相变的基本理论。
并结合实例，从组织结构的角度出发来阐明问题，重点放在与金属材料学科有关的基本现象、基本概念、基本规律和基本方法上，以便为合理使用金属材料和制定热加工工艺规程，为从事金属与合金研究提供理论依据和线索。
通过对本课程的学习，使学生系统掌握《金属学与热处理》基本理论和基础知识，运用所学知识分析问题、解决问题，提高学生综合能力与素质，并为后继有关专业课程的学习打好基础；使学生在金属学基础理论方面具备阅读专业文献及进一步提高自学的能力；使学生具备运用金相光学显微分析方法分析金属及合金的组织、性能的能力。
通过课堂讲授，习题课和课堂讨论，课外作业，实验等教学环节的教学，重点培养学生的自学能力，动手能力，分析问题，解决问题的能力。
二、教学基本内容和要求第1章金属与合金的晶体结构课程教学内容：金属、金属的晶体结构、实际金属的的晶体缺陷。
课程的重点、难点：本章的重点是三种常见的金属晶体结构及其基本性能，实际金属晶体缺陷及其对性能的影响。
本章的难点是晶体结构缺陷。
课程教学要求：熟练掌握几何晶体学的基本知识和纯金属的三种典型的晶体结构；掌握晶面、晶向的表示方法；掌握合金相结构；掌握点缺陷、线缺陷与位错的基本概念，了解位错的运动以及面缺陷。
第2章纯金属的结晶课程教学内容：纯金属结晶的现象、金属的热力学条件、金属结晶的结构条件、形核、长大以及晶粒大小的控制。
金属材料成型基础ppt课件.ppt
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
流动性（cm）
温度（℃）
影响液态合金流动性的因素： 1.合金的化学成分
b a
300
200
100 0
80 60 40
20 0
Pb 20 40 60 80 Sb
a）在恒温下凝固 b）在一定温度范围内凝固
充型能力越强。 （3）浇注系统的的结构 浇注系统的结构越复杂，流动阻力
越大，充型能力越差。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
三、铸型充填条件
（1）铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数表示铸型从其中的 金属吸取热量并储存在本身的能力。
铸件输送机
1）振击压实
型砂
落砂
捅箱机
压铁传送机
2）汽动微振压实
3）高压造型
加砂机
压铁
4）抛砂加紧砂机实
上箱造型机
合箱 合箱机
下箱造型机
下芯
下箱翻箱、落箱机 铸型输送机
冷却箱
浇注
冷却
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
二、机器造型
1)生产效率高; 2)铸型质量好（紧实度高而均匀、型腔轮廓清晰）; 3)设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长。
适用于中、小型铸件的成批、大批量生产。
《材料成型理论基础》课程大纲
《材料成型理论基础》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成型理论基础英文名称：Fundamentals for Materials Processing二、课程编码及性质课程编码：0809554课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：56学分：3.5四、先修课程工程材料学、传热学、流体力学、材料成形工艺基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1．让学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形及高分子材料成形的基本过程有较全面、深入的理解，掌握其基本原理和规律。
2．了解液态金属的结构和性质；掌握液态金属凝固的基本原理，冶金处理及其对产品性能的影响。
3．掌握材料成形中化学冶金基本规律和缺陷的形成机理、影响因素及防止措施。
4．掌握塑性成形过程中的应力与应变的基础理论，金属流动的基本规律及其应用。
5．了解高分子材料的组织转变及流动、成形的基本规律。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以材料成形工艺的理论基础为主线，根据成形加工过程中材料所处或经历的状态，分为液态凝固成形、固态塑性成形、连接成形、塑料注射成形等几类，学习材料在成形过程中的组织结构、性能、形状随外在条件的不同而变化的规律性知识。
2）本课程着重利用前期所学的物理、化学等基础理论，以及传热学、流体力学等专业基础理论知识，学习液态成形、塑性成形、连接成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质，包括共性原理，同时也要注重个性规律性认识。
3）课程将重点或详细介绍三种主要材料成形方法中的主要基础理论和专门知识，阐述这些现象的本质，揭示变化的规律。
而对次要成形方法的基本原理或发展状况等只作简要介绍或自学。
4）重点学习的章节内容包括：第4章“单相合金与多相合金的凝固”（6学时）、第5章“铸件凝固组织的形成与控制”（6学时）、第7章“焊缝及其热影响区的组织和性能”（6学时）、第8章“成形过程的冶金反应原理”（6学时）、第11章“应力与应变理论”（4学时）、第12章“屈服准则”（6学时）。
材料成型与加工技术（DOC）5篇
材料成型与加工技术（DOC）5篇第一篇：材料成型与加工技术(DOC)第一章绪论制造业是提高国家工业生产率、经济增长、国家安全及生活质量的基础，是国家综合实力的重要标志。
现如今我国制造业面临巨大挑战，因而加强材料成形加工技术与科学基础研究，大力采用先进制造技术，对国民经济的发展具有重要意义。
材料成形加工技术与科学既是制造业的重要组成部分，又是材料科学与工程的四要素之一，对国民经济的发展及国防力量的增强均有重要作用。
“新一代材料精确成形加工技术”与“多学科多尺度模拟仿真”是现代两个重要学科研究前沿领域。
高新技术材料的出现，将加速发展以“精确成形”及“短流程”为代表的材料加工工艺，包括：全新的成形加工方法与工艺，及传统成形加工方法的改进与工序综合。
“模拟仿真”是产品计算机集成制造、敏捷制造的主要内容，是实现制造业信息化的先进方法。
并行工程已成为产品及相关制造过程集成设计的系统方法，以计算机模拟仿真与虚拟现实技术为手段的虚拟制造设计将是先进制造技术的重要支撑环境。
网络化、智能化是现代产品与工艺过程设计的趋势，绿色制造是现代材料加工技术的进一步发展方向。
面对市场经济、参与全球竞争，必须加强材料成形加工科学与技术的基础和应用研究。
只有使用先进的材料加工技术，才能获得高质量产品的结构和性能，这些高性能的先进材料包括传统材料和新材料。
发展材料成形加工技术对我国制造业以高新技术生产高附加值的优质零部件有积极作用，可扩大材料及制造范围、提高生产率、降低产品成本、增强企业国际竞争能力。
制造业在过去的几年中发生了巨大变化，而现代高科技及新材料的出现将导致材料成形加工技术的进一步发展与变革，出现全新的成形加工方法与工艺，传统加工方法不断改进并走向工艺综合，材料成形加工技术则逐渐综合化、多样化、柔性化、多科学化。
第二章现代材料成形加工技术与科学2.1现代材料成形加工技术的作用与地位我国已是制造大国，仅次于美、日、德，位居世界第四位。
从“成形”加工到表面完整性抗疲劳制造
、单选题（共7 小题，每题 5 分）1、新一代抗疲劳制造技术中绝对误差与真值之比叫（）A、相对误差B、极限误差C、剩余误差D、残余误差2、新一代抗疲劳制造技术中对某一尺寸金星测量得到一测得值，测量温度为（）A、系统误差B、随机误差C、粗大误差D、一般误差3、在生产过程中改变生产对象的性状，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（）A、生产过程B、工艺过程C、机械加工工艺过程D、机械加工的过程4、新一代抗疲劳制造技术中圆柱度公差可以同时控制（）A、圆度B、位置度C、同轴度D、垂直度7、表面完整性机械加工技术低切（ ），可减小热力耦合对亚表面组织的影响。
B 、温度C 、环境D 、气候5、在设计夹具选择定位形式时，在保证工件加工质量的前提下，应尽量选择（A 、完全定位B 、不完全定位C 、过定位6、可调支承与辅助支承的作用是不同的，前者有（ ）作用A 、在工件定位过程中不限制工件自由度，而后者则限制B 、在工件定位过程中限制工件自由度，而后者则不限制C 、在工件定位过程中限制工件自由度，而后者也限制D 、在工件定位过程中限制工件自由度，无限制可以自由掌控A 、削力、多选题（共 6 小题，每题 5 分）1、新一代抗疲劳制造技术中量值传递是（ ）A 、复现计量基准的单位量值B 、为了下一级传递计量标准C 、保证 ;量值准确统一D 、将计量标准传递到计量器具D 、欠定位2、表面完整性机械加工基本概念有（）A、表面性基本的整体概念B、表面完整性概念C、表面完整性机械加工概念D、问题表面性基本概念3、表面完整性机械加工技术为何需要表面完整性机械加工（）A、航空航天复杂服役环境、高可靠性要求B、轻量化结果广泛采用高强度合金C、高强度合金疲劳强度对应力集中敏感D、疲劳是主要失效模式4、新一代抗疲劳制造技术配合分为哪几种（）A、间隙配合B、过盈配合C、同级配合D、过度配合5、下列测量中属于间接测量的有（）A、用千分尺测外径B、光学比较仪测外径C、用内径百分表测内径D、用游标卡尺测量两孔中心距离6、新一代抗疲劳制造技术中计量检定的目的是A、评定计量器具性能B 、证实计量器具是否合格C 、量具是否符合规程要求D 、确定计量器具的经济价值 三、判断题（共 7 小题，每题 5 分） 1、针对高效和表面完整性指标矛盾，在表面完整性工艺参数控制域基础上引入高效切削判据。
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三、判断题（共 7 小题，每题 5 分）
1、一个国家的航空发动机水平是由工业基础决定的。 对错
2、国外研究现状，第二代和第三代单晶空心叶片合格率67%以上。 对错
3、刀具磨损主要原因是切削时的高温。 对错
4、美国国防部将航空发动机列为国防关键技术的第一位。 对错
5、国外研究现状，尺寸精度保证——采用CAD/CAE/CAM集成模具制造 技术与先进无损检测技术，全过程受控陶瓷型芯制造工艺。 对错
4、数控机床大体由（（ ）组成。 A、输入装置、数控装置 B、伺服系统、机床本体 C、开启装置、加入的方式 D、主体的安装、数控的安装
5、（ ）属于复合形材料。 A、低密度 B、高强度 C、耐温能力 D、轻质整体
6、（ ）属于近净成形技术的特点。 A、成本低 B、操作灵活 C、进入市场周期短 D、进入市场周期长
6、刀具从某一个位置想另一位置移动时，不管中间的移动轨迹如 何，只要刀具最后能正确到达目标的控制方式，成为（ ）。 A、直线控制 B、点位控制 C、轮廓控制 D、其它控制
7、在数控机床上加工零件，一般要经过以下步骤：（ ）。 A、准备阶段、变成阶段、调整、加工阶段 B、准备阶段、编程阶段、准备信息载体、加工阶段 C、调整、编程阶段、准备信息载体、加工阶段 D、准备阶段、编程阶段、准备信息载体、调整
6、活塞式有称为内燃机。 对错
7、线性摩擦焊主要是用于整体叶盘的研制，可提高材料的利用率， 生产周期短，成本较低。
对错
客观题成 主观题成 总 是否及
绩
绩 分格
65
0 65 及格
时间
2012/12/11 9:34:29
3、切削时的切削热大部分由（ ）带走。 A、切屑 B、切型 C、切的方式 D、热度
4、机夹式车刀按刀片紧固方法的差异可分为（ ）。 A、杠杆式、锲块式、焊接式、上压式 B、锲块式、杠杆式、螺钉式、焊接式 C、杠杆式、锲块式、螺钉式、上压式
D、锲块式、螺钉式、焊接式、上压式
5、刀具路线是（ ）相对于工件运动轨迹 A、刀位点 B、刀的温度 C、刀的角度 D、刀的力度
二、多选题（共 6 小题，每题 5 分）
1、FMC由（ ）所组成。 A、加工中心 B、自动交换工件装置 C、统计中心 D、加工总部
2、下列（ ）为我国航空发动机研制生产面临的问题。 A、技术难度高 B、投资多 C、风险大 D、人才优越
3、下列哪些国家有明确立法将航空发动机产业列为优先发展战略性 产业（ ）。 A、英国 B、俄国 C、法国 D、中国
从“成形”加工到表面完整性抗疲劳制造 （上）（专业课）
共 分钟内完成）
一、单选题（共 7 小题，每题 5 分）
1、数控系统按一定的方法确定刀具运动轨迹的过程叫插补，实现这 一运算的装置叫（ ）。 A、插补 B、顺时切 C、插补器 D、顺时切器
2、数控加工的模型与科学问题所谓（ ），就是把被加工零件的工艺 过程、工艺参数、运动要求用数字指令形式记录在介质上，并输入数 控系统。 A、程序停止 B、工艺单 C、编程 D、工艺步骤