铸造成形工艺理论基础.ppt

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1、工程材料与材料成形工艺材料是人类的生活和生产赖以进行的物质基础，它直接用于制造人类所需要的各种生产工具和生活用具。机械工程材料，按化学成分可分为以下四大类：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料。任何材料在被人们制造成有用物品(无论是生活用品或是生产工具等)的过程中，都要经过成形加工;材料成形工艺是人类的生产活动中始终不可缺少的基础性技术。1在现代机械产品的制造过程中，一般是应用材料成形的方法将材料制成毛坯，再经过机械加工方法制成所需的零件。材料成形工艺是指用于把材料从原材料的形态通过加工而转变为具有所要求的形状及尺寸的毛坯或成

2、品的所有加工方法或手段的总称。从材料到毛坯又由毛坯到零件的工艺过程是贯穿机械制造过程中的一条主线，它包含了材料成形及机械制造工艺的基本理论、基本知识、基本方法。对于一个合格的工程技术人员来说．掌握这些知识，对所从事的工作是非常重要的。2材料成形技术的发展史材料成形工艺是伴随着人类使用材料的历史而发展的。在人类使用材料之初，通过将天然材料石头、陶土打制成石器和烧制成陶器，就诞生了最原始的材料成形工艺。随着人们对金属材料(青铜、钢铁等)的使用，相应地产生了铸造、锻造、焊接等金属成形加工技术。20世纪以后，随着塑料和先进陶瓷材料的出现，

3、这些非金属材料的成形工艺得到了迅速发展；在跨人21世纪后的今天，已进入了各种人工设计、人工合成的新型材料层出不穷的新时代，各种与之相应的先进的成形工艺也在不断涌现并大显身手。3材料成形工艺经历了从简单的手工操作到如今的复杂化、大型化和智能化生产的发展过程。蒸汽—空气锤、水压机、模锻压力机、高速冲床等的使用，使金属锻压工艺彻底改变了传统的“手工打铁”的落后方式，进入到机械化现代化生产的行列。1885年发现了气体放电电弧作为电弧焊接的热源，1886年发明了电阻焊，从此电焊便成为现代焊接技术的主流。420世纪中期以后，随着计算机、微电子

4、、信息和自动化技术的迅速融入，在涌现出一大批新型的成形技术的同时，材料成形加工生产已开始向着优质化、精密化、绿色化和柔性化的方向发展。5我国材料成形技术的发展历史我国的材料成形技术具有悠久的历史明朝大科学家宋应星编著的《天工开物》一书中，详细论述了冶铁、铸钟、锻铁、淬火等各种金属的加工方法。这部论著是世界上有金属材料成形及加工方法以来最早的科学论著，充分反映了我国历代劳动人民在材料成形及机械加工技术方面的卓越贡献。6我国的冶铸技术至少有4000年以上的悠久历史，前2000年是青铜的天下。到商周时代，冶铸技术已达到很高水平，形成了灿

5、烂的青铜文化。铸造技术在我国源远流长，并有很高的水平，形成了闻名于世的以泥范(砂型)、铁范(金属型)和失蜡铸造为代表的中国古代三大铸造技术。7我国也是世界上应用焊接技术最早的国家之一。河南辉县战国墓中的殉葬铜器的耳和足就是用铸焊方法与本体连接的，比欧洲早了2000多年。8新中国成立以后，我国机械制造业得到了飞速发展，经历了由仿制到自行设计、制造，从生产普通机械到制造精密和大型机械，从生产单机到制造成套设备的发展过程。20世纪50年代，自行制造汽车、拖拉机及飞机；60年代，制造万吨水压机，和齿轮磨床、坐标镗床等精密机床；70年代，制

6、造大型成套设备和万吨级远洋巨轮；直至90年代，为我国航天、原子能等工业领域提供先进的技术装备等等。9我国成功地进行了耗用钢水达490t的轧钢机机架和长江三峡电站巨型水轮机的巨型铸件的铸造，锻造了196t汽轮机转子；采用铸一焊组合方法制造了12000t水压机的立柱（高18m）、底座和横梁等大型零、部件；我国已成功地生产出了用于锻造大型锻件的12000t水压机；解决了30万吨级远洋油轮船体的焊接技术；CAD/CAE/CAM等计算机技术及机器人技术在材料成形技术中得到越来越广泛的应用，粉末冶金、高分子、陶瓷、复合材料制品的应用也日益扩大

7、等等。10材料成形加工在国民经济中的地位材料成形加工在国民经济中占有十分重要的地位；并且在一定程度上代表着一个国家的工业和科技发展水平。占全世界总产量将近一半的钢材是通过焊接(又说45％的金属通过焊接得以成形)制成件或产品后投入使用的；在机床和通用机械中铸件质量占70％～80％；农业机械中铸件质量占40％—70％；汽车中铸件质量约占20％，锻件质量约占70％；飞机上的锻件质量约占85％；发电设备中主要零件如主轴、叶轮、转子等均为锻件制成；家用电器和通信产品中60％—80％的零部件是冲压件和塑料成形件。11交通工具—轿车的构成来看：

8、发动机中的缸体、缸盖、活塞等一般都是铸造而成，连杆、传动轴、车轮轴等是锻造而成，车身、车门、车架、油箱等是经冲压和焊接制成，车内饰件、仪表盘、车灯罩、保险杠等是塑料成形制件，轮胎等是橡胶成形制品。因此，可以毫不夸张地说：没有先进的材料成形工艺，就没