材料加工工程-1.1 材料成形综述.pdf

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1、材料科学与工程学院华中科技大学HUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY教材及参考书夏巨谌，张启勋主编.材料成形工艺，第2版，北京：机械工业出版社，20102/39教学内容与计划1塑料成形—14学时2金属塑性成形—14学时3金属连接成形—14学时4金属液态成形—14学时3/39教学安排分班情况，3个课堂材料成型及控制工程1101-1103材料成型及控制工程1104-1106材料卓越计划实验班1101实验情况，材料实验教学中心塑料注射成形综合实验固态金属塑性成形综合实验材料连接成形综合实验液态金属成形综合实验考查

2、形式平时成绩50%，塑料10分、锻压10分、焊接10分、铸造20分闭卷考试50%，塑料30%、锻压30%、焊接30%、铸造10%4/39授课教师：周华民、崔树标HUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY材料成形的定义制造过程是指将原材料加工成具有一定形状和功能的产品的过程，分为：成形制造和加工制造成形制造主要是指在力、温度或其它场的作用下，改变材料的形状与尺寸，并控制甚至改善零件最终使用特性的加工过程，主要包括凝固成形、塑性成形、连接成形、注射成形、热处理等成形制造是材料质量不变或增加的加工过程，更是零构件成形成性一体化6

3、/39材料成形源远流长最早的青铜器：青铜刀，长12.5厘米，约5000年前1975年发现于甘肃省东乡林家马家窑文化遗址，仿照石刀、骨刀制作，石范（用石头雕刻的模具）铸法铸造单件最大最重的青铜器：后母戊鼎，亦称司母戊鼎，约3200年前，享有“镇国之宝”的美誉1939年发现于河南安阳高133厘米口长112厘米口宽79.2厘米重832.84公斤7/39材料成形源远流长最早的锻件：铁刃铜钺（兵器），约3300年前1972年发现于河北商代遗址刃部使用陨铁锻造，浇铸青铜柄部而成这是我国迄今为止发现的最早的锻件8/39材料成形源远流长最高水平的青铜器代表

4、一：曾侯乙编钟，约2500年前1978年发现于湖北随州的曾侯乙墓长748厘米，宽335厘米，高273厘米，用铜约5吨，总重约10吨钟面铸有龙纹和花卉纹饰，有些细如发丝；铸有铭文2800多字，标记音名和音律，改写了世界音乐史，被中外学者称为“稀世珍宝”9/39材料成形源远流长最高水平的青铜器代表二：一号铜车马，约2200年前1980年出土于陕西临潼秦始皇陵各个部件分别铸造，秦代工匠成功地运用焊接、镶嵌、销接、活铰连接、子母扣连接、转轴连接等工艺技术，将其完美地结合为一个整体是20世纪考古史上发现的结构最为复杂、形体最为庞大的古代青铜器，被誉为“青铜之冠”

5、10/39材料成形是现代制造业的基础技术材料成形是机械制造的重要组成部分，是现代化工业生产技术的基础如：全世界钢材的75%要进行塑性加工，65%的钢材要用焊接得以成形注塑铸造锻压焊接航空航天交通运输国防军工家电电子11/39材料成形的地位和作用例1：A380中央翼盒重8.8吨，其中复合材料5.3吨，使用碳纤维增强塑料（CFRP）成形，与铝合金相比减重1.5吨12/39材料成形的地位和作用例2：“神十”航天员头盔面窗塑料注射成形，尺寸要求十分严格光学性能要求视物清晰、透光率大于85%要尽量降低或消除残余应力产品及模具王亚平13/39材料成形的地位和作用例3

6、：PEEK颅骨传统钛合金临床缺陷：存留体内形成电解反应导致局部骨质疏松，弹性模量与骨骼相差太大引起应力遮挡，屏蔽透射线造成检查视野缺失，导电性和热聚效应会阻碍术后的康复理疗聚醚醚酮（PEEK，约1400元/Kg）具有良好的生物兼容性、放射线透过性、磁共振扫描不产生伪影等优点，被认为是一种取代钛合金的理想骨科植入材料颅骨修补术：患者头颅CT扫描→三维模型构建→个性化颅骨成形→临床手术14/39材料成形的地位和作用例4：汽轮机转子汽轮机转子高速高载连续运行，对锻件质量要求很高（冲击韧性等）钢锭经过锻造，要求打碎铸造组织，锻合内部缺陷，提高心部致密性，对于大型转子

7、，如何才能锻透是最大的难题中国一重制造了目前世界上最大的超大钢锭锻件（600吨级），用于制造核电转子15/39材料成形的地位和作用例5：军用舰船发动机曲轴几何形状复杂，其拐数、各拐的位置和形状尺寸不尽相同具有强度、刚度、耐磨、耐疲劳、抗冲击等良好的综合机械性能曲轴重10吨以上，采用全纤维锻造成形16/39材料成形的地位和作用例6：A380机身蒙皮的桁条采用激光焊，极大地降低了零件制造成本，并显著提高了效率。减少了铆钉的应用，从而降低了5%重量，并减少成本10%17/39材料成形的地位和作用例7：世界第一拱桥——上海卢浦大桥全长3900m，跨度550m