材料成型工艺教学大纲docx.docx

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材料成型工艺教学大纲docx

材料成型工艺

MaterialFormingTechnology

课程编号：

07310060

学分：

学时：

90（其中：

讲课学时：

78实验学时：

12上机学时：

0）

先修课程：

材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础

适用专业：

材料成型及控制工程

教材：

《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月

第1版

《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版

《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社

2010年3月第2

版

开课学院：

材料科学与工程学院

一、课程的性质与任务：

本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。

本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。

通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。

为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。

二、课程的基本内容及要求

第一篇液态成型工艺

绪论

1基本内容

金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。

2教学要求

了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。

3重难点

液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。

第一章零件结构的铸造工艺性分析

1基本内容

（1）常用铸造方法的选择；

（2）砂型铸造零件结构的工艺性分析；

（3）特种铸造零件结构的工艺性分析。

2教学要求

（1）了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据；

（2）掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；

（3）熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。

3重难点

铸造工艺性分析的方法和思路。

第二章砂型铸造工艺方案的确定

1基本内容

（1）工艺设计内容及流程；

（2）砂型铸造工艺方案确定的基本原理；

2教学要求

（1）熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；

（2）掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。

3重难点

（1）生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；

（2）分型面及浇注位置的确定。

第三章浇注系统设计

1基本内容

（1）浇注系统概述；

（2）液态金属在浇注系统各组元内的流动规律；

（3）浇注系统设计原理及设计方法；

2教学要求

（1）了解浇注系统对液态成型过程的影响；

（2）熟悉浇注系统的分类及特点；

（3）掌握液态金属在浇注系统各组元内的流动规律；

（3）理解浇注位置选择的原则；

（4）理解浇注系统设计的原理，掌握浇注系统设计方法；

（5）理解铸铁、铸钢、非铁合金浇注系统的特点；

3重难点

阻流截面的计算原理及公式。

第四章冒口及其设计

1基本内容

（1）理解冒口的工作原理；理解提高冒口补缩效率的原理；

（2）冒口的设计原理；

（3）冷铁、铸筋；

2教学要求

（1）熟悉冒口的种类及特点；了解特种冒口的工作原理；

（2）理解冒口补缩原理；

（3）掌握冒口的设计方法及步骤；了解冒口设计的计算机设计基础；

（3）了解冷铁、铸筋等工艺的原理及设计思路；

3重难点

冒口设计的模数法原理及其设计思路。

第五章工艺装备设计

1基本内容

（1）了解砂型铸造工装的种类及特点；

（2）型板、芯盒设计的方法；

2教学要求

（1）熟悉砂型铸造工装的种类及用途；

（2）了解砂箱的结构及选用；

（3）了解模样的种类；掌握型板设计方法；

（4）了解芯盒的工作原理；掌握芯盒的设计方法；

3重难点

主要铸造模具设计（如型板、芯盒等）的思路及方法。

三、课程学时分配：

章

节

讲

课

实

验

上

机

绪论

第一章零件结构的铸造工艺性分析

第二章砂型铸造工艺方案的确定

第三章浇注系统设计

第四章冒口及其设计

第五章工艺装备设计

合计

第二篇塑性成形工艺

第一章冲压成形原理及成形极限

1.教学内容

（1）冲压成形与模具技术概述；

（2）冲压设备及选用；

（3）冲压变形理论基础；

（4）模具材料选用。

2.基本要求

（1）了解冲压与冲模概念、冲压工序的分类、冲模的分类；

（2）了解常见的冲压设备；

（3）了解冲压材料及其冲压成形性能。

3.重难点

（1）重点：

冲压变形理论基础及模具材料选择；

（2）难点：

冲压变形理论基础。

第二章冲裁工艺与冲裁模设计

1.教学内容

（1）冲裁变形过程分析；

（2）冲裁模间隙；

（3）凸模与凹模刃口尺寸的确定；

（4）冲裁排样设计；

（5）冲裁力和压力中心的计算；

（6）冲裁工艺设计；

（7）冲裁模的典型结构；

（8）冲裁模零部件设计；

（9）冲裁模设计程序。

2.基本要求

（1）了解冲裁件质量及其影响因素；

（2）了解间隙的重要性及冲裁间隙值的确定；

（3）掌握凸、凹模刃口尺寸计算原则及计算方法；

（4）了解材料的合理利用和排样方法；

（5）掌握冲裁力和压力中心的计算方法；

（6）了解冲裁件的工艺性分析过程和冲裁工艺方案的确定方法；

（7）了解冲裁模零部件设计，认知模具典型结构；

（8）了解冲裁模设计的一般步骤。

3.重难点

（1）重点：

冲裁模的典型结构及冲裁模具零件设计；

（2）难点：

冲裁模的典型结构。

第三章弯曲工艺与弯曲模设计

1.教学内容

（1）弯曲变形分析及变形特点；

（2）弯曲卸载后的回弹；

（3）弯曲件坯料尺寸的计算；

（4）弯曲力的计算；

（5）弯曲件的工艺性；

（6）弯曲件的工序安排；

（7）弯曲模典型结构；

（8）弯曲模结构设计。

2.基本要求

（1）了解弯曲变形过程；

（2）了解回弹现象、影响回弹的因素和减少回弹的措施；

（3）了解弯曲件坯料尺寸的计算；

（4）了解弯曲件的工艺性和工序安排；

（5）认知单工序弯曲模、级进模、复合模。

3.重难点

（1）重点：

弯曲回弹及弯曲模具结构；

（2）难点：

弯曲模具结构。

第四章拉深工艺与拉深模设计

1.教学内容

（1）圆筒形件拉深的变形分析

（2）旋转体拉深件坯料尺寸的确定；

（3）圆筒形件的拉深工艺计算；

（4）其它形状零件的拉深；

（5）拉深件的工艺性；

（6）拉深模的典型结构；

（7）拉深模工作零件的设计；

（8）拉深工艺的辅助工序。

2.基本要求

（1）了解拉深变形过程及拉深过程容易出现的缺陷—起皱与拉裂；

（2）掌握拉深系数与极限拉深系数的意义和计算；

（3）了解拉深次数与工序件尺寸的计算方法；

（4）了解圆筒形件拉深的压料力与拉深力的计算；

（5）了解凸缘圆筒形件、阶梯形件、曲面形状零件的拉深的过程；

（6）了解拉深件的工艺性和工序安排；

（7）认知首次拉深模和以后各次拉深模；

（8）了解拉深模具的设计和拉深工艺的辅助工序。

3.重难点

（1）重点：

圆筒形件的拉深工艺计算及拉深模的典型结构；

（2）难点：

拉深模的典型结构。

第五章其它成形工艺与模具设计

1.教学内容

（1）胀形；

（2）翻边；

（3）缩口；

（4）旋压；

2.基本要求

（1）了解胀形的变形特点；

（2）了解内孔翻边、外缘翻边、变薄翻边的特点及翻边模结构；

（3）了解缩口变形特点及缩口模结构。

（4）了解旋压工艺的特点。

3.重难点

（1）重点：

其它成形特点及模具的典型结构；

（2）难点：

模具的典型结构。

三、课程学时分配

章节

讲

课

实

验

上

机

第一章冲压成形原理及成形极限

第二章冲裁工艺与冲裁模设计

第三章弯曲工艺与弯曲模设计

第四章拉深工艺与拉深模设计

第五章其它成形工艺与模具设计

合计

第三篇金属材料焊接工艺

第一章焊接方法概论

1.教学内容

（1）焊接方法的发展及分类

（2）熔焊方法的物理本质及其特点

2.基本要求

了解焊接方法的分类；

3.重难点

重点是了解焊接方法的分类

第二章焊接电弧

1.教学内容

（1）焊接电弧的形成和组成区域

A、电弧的构造

B、电弧电压的分布

（2）焊接电弧的静特性

（3）焊接电弧力及其影响因素

2.基本要求

（1）了解焊接电弧的构造、焊接电弧力及其影响因素；

（2）掌握电弧的导电机理、电弧的静特性、焊接电弧的产热及温度分布，电弧力及

其影响因素。

3.重难点

（1）重点是掌握电弧的导电机理、电弧的静特性、电弧力及其影响因素；

（2）难点是掌握电弧力及其影响因素。

第三章弧焊电源

1.教学内容

（1）弧焊电源的分类、特点和应用

（2）对弧焊电源的基本要求

A、对弧焊电源外特性的要求

B、对弧焊电源调节特性的要求

C、对弧焊电源动特性的要求

2.基本要求

（1）了解弧焊电源的分类、特点和应用、选择依据和使用以及维护常识等；

（2）掌握弧焊电源的性能与电弧稳定性和规范稳定性的关系，并能从工艺角度对弧

焊电源提出要求。

3.重难点

（1）重点是掌握弧焊电源的性能与电弧稳定性和规范稳定性的关系；

（2）难点是掌握对弧焊电源的基本要求。

第四章焊丝的熔化和熔滴的过渡

1.教学内容

（1）焊丝的加热与熔化

A、焊丝的熔化热源

B、影响焊丝熔化速度的因素

（2）熔滴过渡主要形式及其特点

A、短路过渡

B、滴状过渡

C、喷射过渡

D、渣壁过渡

（3）熔滴过渡的损失及飞溅

A、熔敷效率、熔敷系数和损失率

B、熔滴过渡的飞溅率

2.基本要求

（1）了解焊丝的熔化热源、影响焊丝熔化速度的因素

（2）掌握熔滴过渡主要形式等。

3.重难点

重点是掌握熔滴过渡主要形式及其特点。

第五章焊条电弧焊

1.教学内容

（1）焊条电弧焊电弧的原理、特点

（2）焊条电弧焊基础

A、焊接电源的选择

B、焊条的分类及选择原则

C、接头形式与坡口形式、焊接位置

（3）焊接工艺参数选择

A、焊条直径、焊接电流、焊接电压

B、焊接速度、焊缝层数、热输入

C、预热温度、后热与焊后热处理

（4）焊条电弧焊常见的缺陷及防止措施

A、焊缝形状缺陷及防止措施

B、气孔、夹杂和夹渣及防止措施

C、裂纹产生的原因及防止措施

2.基本要求

（1）了解焊条电弧焊电弧温度分布、电弧偏吹、基本焊接电路等

（2）掌握焊条电弧焊焊条的分类及选择原则、焊接工艺参数的选择、常见焊接缺陷

及防止措施。

3.重难点

（1）重点是掌握焊接工艺参数的选择

（2）难点是掌握焊条电弧焊焊条的分类及选择原则、常见焊接缺陷及防止措施。

第六章钨极氩弧焊

1.教学内容

（1）TIG焊原理、特点及应用；

A、TIG焊工作原理

B、TIG焊的特点及应用

（2）TIG焊设备

A、TIG焊设备的组成

B、焊接电源、引弧装置和稳弧装置、焊枪等

C、TIG焊用焊接材料（保护气体、焊丝、电极材料等）

（3）TIG焊工艺

A、接头及坡口形式

B、焊接参数的选择

C、TIG焊实例

（4）脉冲TIG焊

2.基本要求

（1）了解TIG焊原理、特点及其应用范围；

（2）掌握TIG焊焊接工艺选择。

3.重难点

（1）重点是掌握TIG焊的原理

（2）难点是掌握TIG焊接工艺并能初步应用于生产实践。

第七章熔化极氩弧焊

1.教学内容

（1）熔化极氩弧焊原理、特点及应用

（2）熔化极氩弧焊的自动调节系统

A、电弧自身调节系统

B、电弧固有的自调节系统

C、熔化极氩弧焊的熔滴过渡

（3）熔化极氩弧焊设备

A、熔化极氩弧焊设备组成（焊接电源、送丝系统、焊枪等）

B、混合气体的选择及应用

（4）熔化极氩弧焊工艺

A、焊前准备、焊接参数的选择

B、熔化极氩弧焊的焊接工艺及应用实例

（5）脉冲熔化极氩弧焊

2.基本要求

（1）了解熔化极氩弧焊原理、特点及应用，熔化极氩弧焊设备组成

（2）掌握熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式，熔化极氩弧焊工艺特点。

3.重难点

（1）重点是掌握熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式

（2）难点是掌握熔化极氩弧焊工艺选择并能初步应用于生产实践。

第八章CO2气体保护焊

1.教学内容

（1）CO2气体保护焊原理、冶金特点及应用

A、CO2气体保护焊原理及应用

B、CO2气体保护焊冶金特点主要包括合金元素氧化问题、脱氧与合金化

问题、气孔问题等

（2）CO2气体保护焊设备

A、CO2气体保护焊设备组成（焊接电源、控制系统、送丝系统、焊枪）

B、CO2气体保护焊熔滴过渡形式

C、CO2气体保护焊用焊接材料（CO2气体、焊丝）

（3）CO2气体保护焊工艺

A、焊前准备、焊接参数选择

B、CO2气体保护焊焊接工艺及应用实例

C、CO2气体保护焊飞溅问题及控制措施

2.基本要求

（1）了解CO2气体保护焊原理、特点及应用，熔化极氩弧焊设备组成

（2）掌握CO2气体保护焊的熔滴过渡形式，飞溅问题及控制措施。

3.重难点

（1）重点是掌握CO2气体保护焊飞溅问题及控制措施

（2）难点是掌握CO2气体保护焊工艺选择并能初步应用于生产实践。

第九章电阻焊

1.教学内容

（1）电阻焊的加热

A、电阻焊的热源及其特点

B、点焊时的电阻及加热

C、对焊时的电阻及加热

（2）点焊

A、点焊过程分析

B、点焊规范参数及其相互关系

C、点焊时的分流

D、特殊情况的点焊工艺

（3）电阻对焊及闪光对焊

A、电阻对焊

B、闪光对焊

C、典型零件的对焊

2.基本要求

（1）了解电阻焊的热源、点焊过程、电阻对焊及闪光对焊的特点和应用范围

（2）掌握点焊时的电阻及加热和点焊时的分流，电阻对焊及闪光对焊的焊接循环与

焊接工艺参数的选择。

3.重难点

（1）重点是掌握点焊时的电阻及加热，电阻对焊及闪光对焊的焊接循环与焊接工艺参数的选择；

（2）难点是掌握点焊时的电阻及加热和点焊时的分流。

三、课程学时分配

章节

讲课

实验

上机

一、绪论

二、焊接电弧

三、弧焊电源

四、焊丝的熔化和熔滴过渡

五、焊条电弧焊

六、钨极氩弧焊

七、熔化极氩弧焊

八、CO2气体保护焊

九、电阻焊

合计

四、大纲说明

1.本课程的实验要求见《材料成形工艺》实验教学大纲；

2.本课程的课程设计见《材料成型工艺》课程设计教学大纲；

3.本课程采用多媒体教学；

4.课后布置的作业和实验报告作平时成绩，考核成绩参考平时成绩。

另外布置一些思考题,供学生选做，以便深入理解教学内容。

五、教材及主要参考书

1、《铸造工艺学》，曹文龙主编，机械工业出版社，2012年

2、《铸造工艺设计》，李弘英，赵成志编著，机械工业出版社，2005

3、《冲压手册》.王孝培主编.机械工业出版社.2012

4、《冲压工艺与模具设计》.姜奎华等主编.机械工业出版社.1997.5

5、《熔焊方法及设备》，王宗杰主编，机械工业出版社，2009年6月第1版。

制定人：

刘忠德，雷玉成，贾志宏审定人：

批准人：

2013年4月15日

课程简介

课程编号：

07310060

课程名称：

材料成型工艺

英文名称：

MaterialFormingTechnology

学时：

90（其中：

讲课学时：

78实验学时：

12上机学时：

0）

学分：

课程内容：

本课程主要学习零件的铸造工艺性分析、工艺方案，特别是砂型铸造工

艺设计的内容及步骤和铸造工艺装备设计，金属板料成形工艺分析及模具结构设计，焊接电源、电弧、熔丝熔化等基本原理和各种焊接方法。

选课对象：

材料成型及控制工程专业本科生

先修课程：

材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础

教

材：

《金属材料液态成型工艺》

贾志宏编化学工业出版社

2008年2月第1

版

《金属材料焊接工艺》雷玉成主编

化学工业出版社，2006年8月第1版

《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社

2010年3月第2

版

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