金属工艺学课件(PPT 45页)

应根据零件的性能要求、受载情况、服役条 件、工作 环境等选材
选材
选毛坯
预先热处理
机械加工
检验
最终热处理
其中选材：金属材料种类繁多，性能不一，而且材料的 发展日新月异，而零件的性能要求、服役条件各不相同， 再加上材料的资源、价格等多方面考虑。
•23
毛坯是还没加工的原料，也可指成品未完成前的那 一部分。可以是铸造件，锻打件，或是用锯割\气割 等方法下的料。
河南安阳武官村出土， 体积庞大，重875kg， 花纹精细，造型精美。
商代司母戊鼎
•7
金属工艺发展历史
铸造技术实例2
越王勾践青铜宝剑
湖北江陵出土，2000 年后刃口锋利，寒光闪 闪，可一次割透叠在一 起的十多层纸张
•8
金属工艺发展历史
铸造技术实例3
神奇的西汉透光铜镜 （西方人称“中国魔镜”） 古代工匠巧妙利用了因铸 件壁厚不同形成的铸造应 力及变形的原理制成
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参考资料
参考数目
《金属工艺学》上、下册 《材料成型工艺基础》
《机械制造学》 《工程材料与热加工工艺》 《机械加工工艺》 《机械加工工艺基础》
《材料成形学》
高等教育出版社
邓文英
华中理工大学出版社 沈其文
机械工业出版社
王贵成
西北工业大学出版社 裴崇斌
西北工业大学出版社 裴崇斌
清华大学出版社
金问楷
•9
金属工艺发展历史
铸造技术实例4
存于北京大钟寺的明 永乐大铜钟，重46.5t，钟 身内外铸经文20万余字， 是世界上铸字最多的大钟， 钟声浑厚悦耳，远传百里
•10
金属工艺发展历史
铸造技术实例5
铸于953年的沧州五代大铁 狮，由400多片铁范焊而成
当阳铁塔，重76600斤，于 宋代铸造，世界著名巨型铸 件
金属工艺学
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金属工艺发展历史
打造
石头
石器 烧制
陶土
陶器
青铜成形方法：铸造等
钢铁成形方法：铸造、压力加工、焊接等
非金属材料、新型材料：相应的（先进）加工
方法
•2
金属工艺发展历史
仰韶文化、龙山文化时期 制陶技术成熟
（公元前5000－3500年左右）
•3
金属工艺发展历史
商周朝代
（公元前16－18世纪）
•37
随着科学技术和生产力的不断发展，金属工 艺学的内容构成也有所发展。应当指出，
本课程的发展必然是有关学科的相互渗透 和综合，而不是兼收并蓄、包罗万象、内
容越来越复杂。它仍属工艺学范畴。
金属工艺学是实践性很强的技术基础课，它 有利于对学生进行技能训练，有利于培养 学生具有更高的实际能力和开拓精神
•38
实践性强的技术基础课
•39
•40
•41
•42
四、学习本课程应达到的要求
1.掌握金属材料和热处理基本知识，了解常用 的表面处理方法。
2.掌握热加工工艺和机械加工工艺的基本知识 具有制定典型零件加工工艺规程的能力。
3.具有综合运用工艺知识，分析毛坯或零件结 构工艺性的初步能力。
4.了解相关新材料、新工艺、新技术及其发展 概况。
•32
毛坯的选择原则
• （四）现有的生产条件 选择毛坯时，还 要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以 及外协的可能性和经济性等。
传统的有
车削、刨 削、铣削 拉削、镗削、磨削等
机械加工方法
车削
现代的有
数控加工、电火花 加工、激光加工等
特种加工方法
一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工方法，而 每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量、加工范围、 加工效率是不同的。
•26
（三）型材 型材主要有板材、棒材、线材 等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和 特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热 轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度 较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸 较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较 高的中小型零件。
•27
• （四）焊接件 焊接件主要用于单件小批 生产和大型零件及样机试制。其优点是制 造简单、生产周期短、节省材料、减轻重 量。但其抗振性较差，变形大，需经时效 处理后才能进行机械加工。
•14
金属工艺发展历史
第一次工业革命 蒸汽机的发明 第二次工业革命 电气技术的应用
•15
金属工艺发展历史
金属加工进入机械化和自动化时代
蒸汽－空气锤
•16
金属工艺发展历史
金属加工进入机械化和自动化时代
水 压 机
•17
金属工艺发展历史
金属加工进入机械化和自动化时代
模 锻 压 力 机
•18
金属工艺发展历史
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• （五）其它毛坯 其它毛坯包括冲压件， 粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。
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毛坯的选择原则
• （一）零件的生产纲领 大量生产的零件 应选择精度和生产率高的毛坯制造方法， 用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的 减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸 件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件 采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。 单件小批生产时应选择精度和生产率较低 的毛坯制造方法。
•11
金属工艺发展历史
锻造技术和焊接技术
锻造技术和焊接技术在中国有着攸久的历史 3000年前，商朝就用锻造技术制作兵刃 战国时期，扩大到日常用品 战国时期，应用了钎焊技术
•12
金属工艺发展历史
锻造技术和焊接技术
秦皇陵中铜车马上的金银饰件用无机粘接挤固 定
•13
金属工艺发展历史
世界上金属加工工艺最早专著－《天工开物》
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课程的特点
• 课程是机类专业应掌握的一门重要的专业
基础课，具有很强的综合性和实践性，是
在掌握了工程制图和金工实习课之后开设 的专业基础课。通过本课程的教学，培养 学生把理论与实践结合起来学习的理念， 提高工程实践的意识，并能用所学的基本 原理和方法分析实际生产技术问题，为学 习后续课程并为以后从事机械设计和制造 方面的工作奠定必要的基础。
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本课程的主要内容
机械工程材料基础 金属材料与热处理
热加工工艺基础
铸造、锻压与焊接
机械加工工艺基础 切削加工、表面加工
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产工 品艺 设设 计计
熔炼
铸造
下料 选
机械加工
钣金加工 焊 接 材
下料 锻压
最或
热 机 终表
处 理
械 加 工
热面 处处 理理
装配检验 包装出厂
机械零件常规制造工艺流程
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青铜文化鼎盛时期
•4
金属工艺发展历史
春秋时期 战国时期
铁器开始使用 出现炼钢技术
•5
金属工艺发展历史
铸造技术
中国古代三大铸造技术 泥范（砂型）铸造 铁范（金属型）铸造 失蜡铸造
商周（3000年前） 发明失蜡铸造技术 战国中期 出现金属型铸造 隋唐以后 掌握大型铸件生产技术
•6
金属工艺发展历史
铸造技术实例1
机械工业出版社
李新城
网络资源
武汉理工大学金属工艺学精品课程网站 哈工大金属工艺学精品课程网站 广西工学院工艺学精品课程网站
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课程考核
• 平时成绩40% • =（上课出勤率+课堂表现+课下作业） • 期末闭卷考试60%
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Biblioteka Baidu
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常见的毛坯种类
（一）铸件 对形状较复杂的毛坯，一般可 用铸造方法制造。大多数铸件采用砂型铸造， 对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特 种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸 造、熔模铸造和离心铸造等。
•25
• （二）锻件 锻件毛坯由于经锻造后可得 到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件 的力学性能较好，常用于受力复杂的重要 钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率 较低，主要用于小批生产和大型锻件的制 造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高， 主要用于产量较大的中小型锻件。
预先热处理： 为使切削加工能顺利进行， 可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好 组织准备。
最终热处理： 使材料的性能达到要求。
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教材章节具体内容
• 1 .金属材料的主要性能； • 2 .金属的液态成型（铸造生产）； • 3 .金属的塑性成型（压力加工）； • 4 .材料的连接成型（焊接生产）； • 5 .切削加工成型。
金属加工进入机械化和自动化时代
1885年发现焊接电弧 1886年发明电阻 20世纪中期，计算机、微电子、 信息和自动化技术融入金属加工成形
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课程性质
《金属工艺学》是一门研究金属性质、 铸造、锻压、焊接和切削加工的综合性 的专业基础课。通过对金属工艺学内容 学习，了解和掌握金属材料及机械零件 加工工艺的基础知识，为学习后续有关 课程，并为以后从事涉及机械设计与制 造方面的工作打下良好的基础。
•30
毛坯的选择原则
•（二）零件材料的工艺性 例如材料为铸铁 或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件 当形状不复杂，力学性能要求又不太高时， 可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力 学性能，应选择锻造件毛坯。
毛坯的选择原则
• （三）零件的结构形状和尺寸 形状复杂 的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零 件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴， 如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如 各段直径相差较大，为减少材料消耗和机 械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺 寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零 件可考虑选择模锻件。