材料加工工藝 緒論

1、 一、課程性質(zhì)一、課程性質(zhì) 專業(yè)選修專業(yè)選修 二、學(xué)時學(xué)分二、學(xué)時學(xué)分 34學(xué)時，學(xué)時，2學(xué)分學(xué)分 三、教材三、教材 1、材料加工工藝材料加工工藝（第（第2版）主編版）主編 黃天佑，清黃天佑，清 華大學(xué)出版社，華大學(xué)出版社，2010年。年。 四、參考書目 1、李言祥，、李言祥，材料加工原理材料加工原理（第一版），清華大學(xué)（第一版），清華大學(xué) 出版社，出版社，2005年。年。 2、常慶明，、常慶明，材料加工工程材料加工工程（第一版），化學(xué)工業(yè)出（第一版），化學(xué)工業(yè)出 版社，版社，2010年。年。 3、張炳嶺，、張炳嶺，金屬材料及加工工藝金屬材料及加工工藝（第一版），機(jī)械（第一版），機(jī)械 工業(yè)出版

2、社，工業(yè)出版社，2009年。年。 4. 翟封祥翟封祥，尹志華尹志華， 材料成形工藝基礎(chǔ)材料成形工藝基礎(chǔ) ，哈爾濱工業(yè)大哈爾濱工業(yè)大 學(xué)出版社學(xué)出版社， 2002。 5. 陳金德陳金德，邢建東邢建東，材料成形技術(shù)基礎(chǔ)材料成形技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 2000。 6. 王紀(jì)安王紀(jì)安，工程材料與材料成形工藝工程材料與材料成形工藝，高等教育出版社高等教育出版社， 2000 。 7. 陳平昌陳平昌， 材料成形原理材料成形原理， 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社， 2001。 8. 曹宏升曹宏升，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1992。 本課程的

3、任務(wù)本課程的任務(wù) 1 1掌握金屬液態(tài)成形加工工藝，包括液態(tài)成形理論基礎(chǔ)、掌握金屬液態(tài)成形加工工藝，包括液態(tài)成形理論基礎(chǔ)、 了解常用鑄造合金、掌握成形方法及其發(fā)展、工藝設(shè)計(jì)。了解常用鑄造合金、掌握成形方法及其發(fā)展、工藝設(shè)計(jì)。 2.2.了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛、掌握模了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛、掌握模 鍛、鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和了解金鍛、鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和了解金 屬塑性成形新技術(shù)。屬塑性成形新技術(shù)。 3.3.掌握非金屬材料的成形加工工藝，工程塑料及橡膠成形工掌握非金屬材料的成形加工工藝，工程塑料及橡膠成形工 藝與工程陶瓷

4、及復(fù)合材料的成形工藝。藝與工程陶瓷及復(fù)合材料的成形工藝。 4.4.了解熱噴涂與氣相沉積技術(shù)。了解熱噴涂與氣相沉積技術(shù)。 5. 5. 材料成形方法的選擇，掌握工程材料的選擇與材料成形材料成形方法的選擇，掌握工程材料的選擇與材料成形 方法的選擇。方法的選擇。 目目 錄錄 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 材料加工工藝 Materials Processing Technology 包含內(nèi)容：包含內(nèi)容： 液態(tài)金屬成形液態(tài)金屬成形 金屬焊接成形金屬焊接成形 塑料成形塑

5、料成形 激光加工及快速成型激光加工及快速成型 金屬塑性成形金屬塑性成形 粉末冶金成形粉末冶金成形 熱處理及表面改性熱處理及表面改性 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 材料加工工藝的本質(zhì)材料加工工藝的本質(zhì) 它是利用熔化、結(jié)晶、塑性變形、擴(kuò)散、相變它是利用熔化、結(jié)晶、塑性變形、擴(kuò)散、相變 等各種物理、化學(xué)變化使工件成形；達(dá)到預(yù)定的機(jī)等各種物理、化學(xué)變化使工件成形；達(dá)到預(yù)定的機(jī) 器零件設(shè)計(jì)要求。器零件設(shè)計(jì)要求。 材料加工的四要素材料加工的四要素 工藝工藝 （Processing） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （Structure） 性能性能 （Properties） 使用性能使用性能 （P

6、erformance） 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 材料加工行業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)中的各行各業(yè)休戚相關(guān)。材料加工行業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)中的各行各業(yè)休戚相關(guān)。 交通工具交通工具 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 工程機(jī)械工程機(jī)械 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 IT 產(chǎn)品產(chǎn)品 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 軍工產(chǎn)品軍工產(chǎn)品 數(shù)據(jù)來源：中國機(jī)械工業(yè)年鑒（數(shù)據(jù)來源：中國機(jī)械工業(yè)年鑒（20201111年）年） 機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值占全國工業(yè)總產(chǎn)值的比重機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值占全國工

7、業(yè)總產(chǎn)值的比重 我國機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值已占全國工業(yè)總產(chǎn)值的我國機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值已占全國工業(yè)總產(chǎn)值的 20 。 我國是制造大國我國是制造大國 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 我國粗鋼產(chǎn)量和表觀消費(fèi)量走勢我國粗鋼產(chǎn)量和表觀消費(fèi)量走勢 單位：萬噸單位：萬噸 2013年全年我國粗鋼產(chǎn)量達(dá)到年全年我國粗鋼產(chǎn)量達(dá)到7.82億噸，億噸，2014年年 我國粗鋼產(chǎn)量或達(dá)我國粗鋼產(chǎn)量或達(dá)8億噸。億噸。 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 全球全球20122012年（左）和年（左）和20132013年（右）各經(jīng)濟(jì)體鋼產(chǎn)量比重圖年（右）各經(jīng)濟(jì)體鋼產(chǎn)量比重圖 1.1 材

8、料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 汽車產(chǎn)銷量及增長率總圖汽車產(chǎn)銷量及增長率總圖 數(shù)據(jù)來源：汽車工業(yè)協(xié)會 單位 （萬輛） 2013年全年我國汽車產(chǎn)量超過年全年我國汽車產(chǎn)量超過2000萬輛。自萬輛。自2000年以來，汽年以來，汽 車產(chǎn)、銷量迅速、大幅度增長，已成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。車產(chǎn)、銷量迅速、大幅度增長，已成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 全世界全世界 75的鋼材經(jīng)塑性加工，的鋼材經(jīng)塑性加工，65的金屬結(jié)構(gòu)用焊接得的金屬結(jié)構(gòu)用焊接得 以成形。以成形。 我國的鑄

9、造行業(yè)從業(yè)人員有我國的鑄造行業(yè)從業(yè)人員有 120萬以上，萬以上， 2萬萬 多個工多個工 廠，廠， 2013年各類鑄件總產(chǎn)量近年各類鑄件總產(chǎn)量近4500萬萬 噸，世界第一。噸，世界第一。 數(shù)據(jù)來源：中研網(wǎng) http:/ 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 家電：總產(chǎn)量世界第一家電：總產(chǎn)量世界第一手機(jī)：產(chǎn)量、銷量世界第一手機(jī)：產(chǎn)量、銷量世界第一 面臨的問題面臨的問題：如何從制造大國變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國? 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 材料加工工藝的重要性材料加工工藝的重要性 汽車發(fā)動機(jī) 汽車覆蓋件 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制

10、造業(yè)中地位 中國正著手研制中國正著手研制 “航天飛機(jī)航天飛機(jī)” 發(fā)動機(jī)是關(guān)鍵發(fā)動機(jī)是關(guān)鍵 發(fā)動機(jī)是航天運(yùn)載系發(fā)動機(jī)是航天運(yùn)載系 統(tǒng)統(tǒng)“心臟心臟”，要實(shí)施中國，要實(shí)施中國 未來重復(fù)使用運(yùn)輸系統(tǒng)，未來重復(fù)使用運(yùn)輸系統(tǒng)， 造造 出中國的出中國的“航天飛機(jī)航天飛機(jī)”， 就必須從改進(jìn)發(fā)動機(jī)著手。就必須從改進(jìn)發(fā)動機(jī)著手。 1.1 材料加工工藝在制造業(yè)中地位材料加工工藝在制造業(yè)中地位 材料加工工藝的重要性材料加工工藝的重要性 機(jī)器生產(chǎn)的一般過程機(jī)器生產(chǎn)的一般過程: 制造一部質(zhì)量優(yōu)良的機(jī)器制造一部質(zhì)量優(yōu)良的機(jī)器, 不但需要好的設(shè)計(jì)不但需要好的設(shè)計(jì), 更需要好的制造工藝來保證。更需要好的制造工藝來保證。 設(shè)計(jì)設(shè)

11、計(jì)毛坯毛坯加工加工裝配裝配 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 材料加工工藝發(fā)展趨勢材料加工工藝發(fā)展趨勢 材料加工產(chǎn)品精密化、輕量化、集成化。材料加工產(chǎn)品精密化、輕量化、集成化。 產(chǎn)品性能高、成本低、周期短。產(chǎn)品性能高、成本低、周期短。 材料加工原料與能源消耗低、污染少；制造性好、成品率高。材料加工原料與能源消耗低、污染少；制造性好、成品率高。 材料正由單一的傳統(tǒng)型向復(fù)合型、多功能型發(fā)展。材料正由單一的傳統(tǒng)型向復(fù)合型、多功能型發(fā)展。 材料加工技術(shù)逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學(xué)科化。材料加工技術(shù)逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學(xué)科化。 全新的加工方法與工藝及傳統(tǒng)加工方法的改進(jìn)與工序綜合

12、。全新的加工方法與工藝及傳統(tǒng)加工方法的改進(jìn)與工序綜合。 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 凈成形工藝（凈成形工藝（Net Shape Process) （即精確成形）（即精確成形） 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 新的工藝不斷出現(xiàn)新的工藝不斷出現(xiàn) （例如：金屬的半固態(tài)成形、（例如：金屬的半固態(tài)成形、 噴射成形、金屬的注射成形噴射成形、金屬的注射成形 等等）等等） 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 噴塑打印制模技術(shù)噴塑打印制模技術(shù) 利用噴塑打印制模利用噴塑打印制模 技術(shù)，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì) 的初期就得到三維設(shè)計(jì)的初期就得到三維設(shè)計(jì) 樣品。制作

13、這種三維樣樣品。制作這種三維樣 件的設(shè)備類似于辦公室件的設(shè)備類似于辦公室 中常用的噴墨打印機(jī)，中常用的噴墨打印機(jī)， 利用這種方法，能夠在利用這種方法，能夠在 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期及時發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期及時發(fā) 現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷，提高現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷，提高 了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功率，了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功率， 縮短產(chǎn)品研發(fā)的時間。縮短產(chǎn)品研發(fā)的時間。 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展引起材料加工工藝的新革命計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展引起材料加工工藝的新革命 計(jì)算機(jī)凝固模擬技術(shù)計(jì)算機(jī)凝固模擬技術(shù) 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 機(jī)器人焊接機(jī)器人焊接 激光焊接流水線激光焊接流水線 1.2 材料加工工藝的展望材料加工工藝的展望 納米材料加工技術(shù)納米材料加工技術(shù) 1.