設(shè)計(jì)工程學(xué).ppt

1、,設(shè)計(jì)工程學(xué),姓名：王帥科 學(xué)號(hào)：11020110 專業(yè)：工業(yè)設(shè)計(jì)（1）班 學(xué)院：設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院 指導(dǎo)老師：王鵬,一、在工業(yè)設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的加工和表面處理的簡(jiǎn)要論述,在工業(yè)設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的加工和表面處理具有非常重要的意義，在這里我們主要以木材和玻璃的加工和表面處理來展開。任何材料都有自己的屬性。固有特性 力學(xué)特性、熱性能、電磁性能、防腐性能等。這其中牽涉到了材料的密度，強(qiáng)度，彈性，耐磨性，導(dǎo)電性，磁性等各個(gè)方面的多種特性。了解它們是設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)的前提，了解它們是產(chǎn)品能夠成功實(shí)現(xiàn)功能的保證。而且很多設(shè)計(jì)就是利用了材料的某一些特性。比如法國(guó)設(shè)計(jì)師馬薩德設(shè)計(jì)的一個(gè) “TOHOT”鹽和胡椒搖罐。在這一個(gè)產(chǎn)品中

2、主要就是運(yùn)用到了產(chǎn)品材料本身的特性或者零部件的特性。磁鐵的磁性和它產(chǎn)生的瞬時(shí)的固定連接性。,在工業(yè)設(shè)計(jì)中材料的加工和表面處理工藝意義非常的大，材料的了解成型以及加工讓設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中可以考慮節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率，加快批量生產(chǎn)，減少勞動(dòng)力的輸出等多方面的影響！而產(chǎn)品的表面處理工藝 而產(chǎn)品的表面處理工藝主要有一下三個(gè)作用： 1保護(hù)作用 通過對(duì)產(chǎn)品表面處理，可以保護(hù)產(chǎn)品，即保護(hù)材質(zhì)本身 賦予產(chǎn)品的光澤、色彩、肌理，質(zhì)感等，以保證材料的外觀 效果，提高產(chǎn)品的耐用性，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。如在產(chǎn)品 表面披覆耐腐蝕的材料，進(jìn)行保護(hù)性電鍍Z n，C d，N i，C r， Sn等。,2裝飾作用 為了更好的表達(dá)產(chǎn)

3、品的設(shè)計(jì)創(chuàng)意，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一定的表面處理，給產(chǎn)品表面附加上更加豐富的色彩、光澤和肌理的變化，使產(chǎn)品的外觀效果更加生動(dòng)和時(shí)代特征，提高產(chǎn)品的附加值和競(jìng)爭(zhēng)力。 3特殊作用 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能要求，可以通過表面處理賦予產(chǎn)品表面更高的耐磨性、耐蝕性抗氧化性、導(dǎo)電性、絕緣性、電磁屏蔽功能、潤(rùn)滑性、反光性等性能。如電鍍A g，C u提高產(chǎn)品的導(dǎo)電性，塑膠等非金屬的電鍍提高產(chǎn)品的耐熱性，耐候性，抗輻射性等。,二、玻璃制品加工及表面處理,1、玻璃杯的加工 首先將配好的原料在熔窯內(nèi)經(jīng)過高溫加熱，成無氣泡的均勻的玻璃液。 其次將溶制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，這是一個(gè)

4、冷卻過程，玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)，再轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈怨虘B(tài)。成形方法可分為人工吹制和機(jī)器壓制兩大類玻璃制品。 這里 我主要介紹一下人工吹制的方法：首先，從玻璃熔爐中用吹管取少許玻璃熔料（玻璃熔液的溫度是1250-1450），然后用吹管吹小泡。玻璃小泡是玻璃杯的成型基礎(chǔ)，小泡直徑通常是310厘米，在吹小泡的過程中要仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)小泡上有汽泡、條紋、雜質(zhì)等情況，就要放棄使用，這些情況都會(huì)導(dǎo)致玻璃杯出現(xiàn)缺陷。小泡要吹的圓，壁厚要均勻，小泡質(zhì)量的好壞，直接決定著玻璃杯產(chǎn)品的質(zhì)量高低。,玻璃吹塑的吊燈,用帶有小泡的吹管再?gòu)牟Ａ蹱t中取玻璃熔料，這個(gè)步驟很重要，取料的多少直接決定著產(chǎn)品的重量、底的厚度、壁

5、的厚度，同時(shí)取料的手法也在一定程度上影響玻璃料質(zhì)，好的手法可以避免取出帶汽泡、條紋和雜質(zhì)的料液，也能避免在取料的過程中形成新的汽泡。取出料后在整形模中進(jìn)行整形，根據(jù)產(chǎn)品造型整出相近的造型后，將整形后的料坯放入模具中吹制。吹制是玻璃杯成型過程最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，吹制技藝的高低直接決定著玻璃杯的光亮程度，壁厚的均勻程度，一般從事這個(gè)工序工作的都是經(jīng)驗(yàn)豐富的老匠師。在模具中吹制完成后，對(duì)于無挺酒杯直接進(jìn)入退火窯進(jìn)行退火，對(duì)于高腳酒杯需要抻挺、做底后再進(jìn)行退火。,吹制成的玻璃燈飾,退火階段退火過程是玻璃杯消除內(nèi)在應(yīng)力的過程。產(chǎn)品在退火窯中經(jīng)歷先高溫再降溫的過程，在退火中，最高點(diǎn)溫度達(dá)到540C左右。這個(gè)過

6、程通常需要120180分鐘，要在退火窯中要運(yùn)行30米。冷加工階段退火完成后，進(jìn)入冷加工階段，這個(gè)階段是口部處理階段。在這個(gè)階段，分別進(jìn)行切口、磨口、烘口處理，對(duì)于口厚的產(chǎn)品要進(jìn)行拋光處理。經(jīng)過這個(gè)階段，使玻璃杯的口部變得圓滑，具備使用條件。深加工階段經(jīng)過冷加工階段后，需要深加工的進(jìn)入深加工階段。深加工的主要工藝有刻花、噴砂、貼花紙、金飾、彩飾等。,2、玻璃制品的表面處理,玻璃的表面處理工藝包括比例制品光滑面與散光面的形成（如器皿玻璃的化學(xué)刻蝕、燈泡的毛蝕、玻璃化學(xué)拋光等）、表面著色和表面涂層（如鏡子鍍銀、表面導(dǎo)電）等等。具體形式有以下三種玻璃彩飾：利用彩色釉料對(duì)玻璃制品進(jìn)行裝飾的過程。常見的彩

7、飾方法有：描繪、噴花、貼花和印花等。彩飾方法可單獨(dú)采用，也可組合使用。二、玻璃鍍銀：玻璃鍍銀會(huì)產(chǎn)生一種鏡面反光效果。三、裝飾薄膜：塑性薄膜可以改變櫥窗及建筑玻璃的外觀，這種薄膜可以使用酸蝕刻來刻繪圖案，也可著色或制成鏡面效果。從不同的角度看，有時(shí)會(huì)非常清楚，有時(shí)又會(huì)產(chǎn)生朦朧的效果。由于透明玻璃杯的表面處理的意義不大，因此我在這里重點(diǎn)介紹一下玻璃鍍銀的表面處理工藝。,玻璃鍍銀的詳細(xì)流程,玻璃鍍銀會(huì)產(chǎn)生一種鏡面反光效果。制作的工藝是先將玻璃吹入一個(gè)模具來制作外形，然后再將它放到令一個(gè)模具中，來制作內(nèi)部形狀。而后將硝酸銀溶液劑經(jīng)玻璃物品被切開的小口倒入內(nèi)腔。經(jīng)過幾分鐘，鍍銀會(huì)沉淀到玻璃的表面，然后把

8、溶液倒掉。一旦這種鍍銀覆蓋物干了，還會(huì)繼續(xù)暴露在空氣中逐漸被腐蝕掉。為了避免這種情況的發(fā)生，就用膠水將一層鏡面用薄膜粘在最外面，形成一層密封膜。 傳統(tǒng)的玻璃制品藥采幾種涂層來防止銀被腐蝕通過一系列的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)師用清漆來保護(hù)鏡子花瓶和鏡子燈罩的表面。這種工藝適用于科學(xué)儀器、保溫瓶?jī)?nèi)膽、鏡子、珠寶的設(shè)計(jì)生產(chǎn),水晶煙缸、玻璃煙缸、十六面鍍銀,三、不銹鋼門的加工及表面處理,1,不銹鋼的定義 不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡(jiǎn)稱或統(tǒng)稱，是在空氣和淡水中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。通俗地說，不銹鋼就是不容易生銹的鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻（Cr）氧化膜（鈍化膜）的形成。這種不銹性

9、和耐蝕性是相對(duì)的。試驗(yàn)表明，鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中，其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高，當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時(shí)，鋼的耐蝕性發(fā)生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，不銹鋼必須含有12%以上的鉻。 根據(jù)不銹鋼的成分和組織特點(diǎn)分為：鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼。,2,不銹鋼不生銹的特性,不銹鋼不生銹的特性就是來源于合金鋼中的鉻成分，鉻在合金的表面形成了一層堅(jiān)牢的、具有自我修復(fù)能力的氧化鉻薄膜，但這層薄

10、膜不為我們眼睛所見的。由于不銹鋼能夠在大氣和弱腐蝕性、介質(zhì)中具有高穩(wěn)定性，用它制備的制品能夠長(zhǎng)時(shí)間的保持金屬光澤，美觀潔凈。因此從20世紀(jì)初，不銹鋼開始作為原材料被引入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)師依據(jù)它的堅(jiān)韌和抗腐蝕性，設(shè)計(jì)開發(fā)了許多新產(chǎn)品,不銹鋼茶壺,3,不銹鋼的應(yīng)用范圍,不銹鋼具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn)，所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，但在不同使用環(huán)境選擇不同的不銹鋼品種十分重要。 以下為主要不銹鋼鋼號(hào)的特性及其應(yīng)用領(lǐng)域。 300系 301與304鋼相比，Cr、Ni含量少，冷加工時(shí)抗拉強(qiáng)度和硬度增高，無磁性，但冷加工后有

11、磁性。主要用于列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、螺母、彈簧、篩網(wǎng) 301L在301鋼基礎(chǔ)上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蝕性；通過添加N元素來彌補(bǔ)含C量降低引起的強(qiáng)度不足，保證鋼的強(qiáng)度。主要用于鐵道車輛構(gòu)架及外部裝飾材料,304 作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性；沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（無磁性，使用溫度-196800）。主要用于醫(yī)療用具，建材，化學(xué)，船舶部件、汽車配件食品工業(yè)、家庭用品（餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、浴缸等），農(nóng)業(yè) 304L 作為低C的304鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性與304剛相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力

12、優(yōu)秀；在未進(jìn)行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度-196800。主要用于應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機(jī)器，建材耐熱零件及熱處理有困難的零件 316L 作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。 在含有氯離子腐蝕介質(zhì)中，具有比304、304L更高的抗腐蝕能力。主要用于適用于海水淡化及水工業(yè)。,321 在304鋼中添加Ti元素來防止晶界腐蝕；適合于在430-900溫度下使用。 主要用于航空器、排氣管、鍋爐汽包 400系 409L 因添加了Ti元素，故其高溫耐蝕性及高溫強(qiáng)度較好。主要用于汽車排氣管、熱交換機(jī)、集裝箱等在焊接后不熱處

13、理的產(chǎn)品。 410L 在410鋼的基礎(chǔ)上，降低了含C量，其加工性，抗焊接變形，耐高溫氧化性優(yōu)秀。主要用于機(jī)械構(gòu)造用件，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，鍋爐燃燒室，燃燒器。 430 作為鐵素體鋼的代表鋼種，熱膨脹率抵，成形性及耐氧化性優(yōu)。主要用于耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、桿、篩網(wǎng),發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管,436L 耐熱性、耐磨蝕性良好，因含有鈮元素，故其加工性，焊接性優(yōu)秀。 洗衣機(jī)、汽車排氣管、電子產(chǎn)品、3層底的鍋 410作為馬氏體鋼的代表鋼，雖然強(qiáng)度高，但不適合于苛刻的腐蝕環(huán)境下使用；其加工性好。主要用于刀刃、機(jī)械零件、石油精練裝置、螺栓、螺母、泵桿、餐具（刀叉）。 420J

14、1淬火后硬度高，耐蝕性好主要用于餐具（刀）、渦輪機(jī)葉片 420J2淬火后，比420J1鋼硬度升高主要用于刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具（剪刀、刀）,不銹鋼盤子與鍋,200系 201 與304鋼相比， Ni含量少，Mn含量高，無磁性，硬度強(qiáng)，耐腐蝕性差。主要用于照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等干燥環(huán)境下普通用途。 202 與201鋼相比，Mn含量高，無磁性，硬度強(qiáng)。耐腐蝕蝕性差。主要用于照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等普通用途。 總而言之不銹鋼的應(yīng)用在各行各業(yè)對(duì)人們的選擇與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用.,不銹鋼水槽,4,不銹鋼門的加工及表面處理,下料壓花酸洗粘合焊接轉(zhuǎn)印清洗罩光包裝 在了解完不銹鋼門的

15、基本的加工流程后，下面我們來論述一下與研磨有關(guān)的工藝步驟。在標(biāo)準(zhǔn)門的生產(chǎn)過程中，與研磨有關(guān)的兩個(gè)應(yīng)用分別是：轉(zhuǎn)印工藝和清洗過程。 先說轉(zhuǎn)印工藝。轉(zhuǎn)印的好壞直接影響到門表面圖案質(zhì)量的好與壞，在生產(chǎn)工藝中占有很重要的地位。轉(zhuǎn)印工藝的功能目的可以簡(jiǎn)單概括為： 1：清除不銹鋼門表面的污漬與灰塵； 2：使不銹鋼門表面油漆的附著能力增強(qiáng)。 這道工藝要求的切削量少，所以一般都使用工業(yè)用百潔布，而不是普通的刮刀，鋼絲刷以及砂紙。這是因?yàn)楣I(yè)百潔布有以下的優(yōu)點(diǎn)： 1：清潔足夠徹底，不殘留細(xì)小毛刺以及污漬； 2：切削量不大，不會(huì)造成工件表面燒傷； 3：研磨量可控，不改變工件形狀，不會(huì)出現(xiàn)操作失誤而造成的過度切削。

16、,另外在應(yīng)用的過程中，一般還采用水磨工藝，即在研磨拉絲過程中用水沖洗打磨表面，這樣可以迅速清除打磨碎屑，使打磨拉絲效果更佳總的來說，對(duì)于不銹鋼門的表面加工過程，普遍使用工業(yè)百潔布進(jìn)行打磨，拋光以及拉絲，很少用砂袋。在打磨方法上，多用手工打磨的方法。手工打磨雖然效率不及機(jī)器，但卻有更好的靈活性，比如對(duì)不銹鋼門來說，由于不銹鋼門存在很多的邊角及溝槽，手工打磨顯然具有更好的局部打磨效果。如果在手工打磨的基礎(chǔ)上，配合3M的手盤，打磨效果和效率更佳。,兩種不同感覺的不銹鋼門,四、小結(jié),在對(duì)產(chǎn)品的加工和表面處理技術(shù)進(jìn)行選擇時(shí)，要從產(chǎn)品的功能性、結(jié)構(gòu)性，耐久性、安全性、市場(chǎng)性、環(huán)保性等客觀方面綜合考慮，找到一種平衡。例如，廚衛(wèi)家電產(chǎn)品的金屬件的涂裝，主要的要求有：附著力、高表面磨擦系數(shù)、一定的不粘性、耐酸堿、特別是耐洗滌劑、柔韌性/硬度比平衡，一定的耐溫性、光澤柔和、手感佳等等。當(dāng)然，選擇鐵氟龍漆（即聚四氟乙烯漆）是最