锻造
定义：在锻压设备及工(模)具的作用下，使坯料或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
变形温度
按变形温度，锻造又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。
根据坯料的移动方式
锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。
根据锻模的运动方式
锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品,例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形，将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。经压制和烧结成的粉末冶金预制坯，在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。
对浇注在模膛的液态金属施加静压力，使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法，特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。
不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；冲孔；矫正；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺
陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
锻造用料除了通常的材料，如各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金之外，铁基高温合金，镍基高温合金，钴基高温合金的变形合金也采用锻造或轧制方式完成，只是这些合金由于其塑性区相对较窄，所以锻造难度会相对较大，不同材料的加热温度，开锻温度与终锻温度都有严格的要求。
锻件与铸件相比有什么特点？
金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压。锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。
不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
锻造(forging)是金属压力加工的一种方法，是将金属加热到高温，借锻锤的打击或压力机的压缩而是金属改变形状。用锻造方法可以得到成品制件，也可以得到供进一步机械加工的毛坯。
锻造是机械零件压力加工的一种主要形式。在冶金工业中，除了在机修部门生产零件以外，主要用于塑性较差的合金钢钢锭的开坯和生产方钢、圆钢、扁钢。
通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
锻造按成形方法可分为：
①自由锻：利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。自由锻的特点是，金属在高度上受到压缩而在水平方向上可以自由延伸和展宽。自由锻适于小批生产形状简单的大件锻件。
②模锻：模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。模煅适于生产形状复杂的锻件，并可以大批量生产。
锻造按变形温度又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划
分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。
手工锻造是用手锻工具，依靠人力在铁砧上进行的。这种方法简陋，仅用于修理性质和小批量生产的场合。
机器锻造是靠各种锻造设备提供作用力的锻造方法，是现代锻造的主要形式。
一、自由锻
只用简单的通用性工具，或在锻造设备上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件，称为自由锻。
1、基本工序可分为拔长、镦粗、冲孔、弯曲等。
拔长：也称为延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。
镦粗：是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。
冲孔：是利用冲头在镦粗后的坯料上冲出透也或不透孔的锻造方法。
弯曲：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。
2、自由锻的特点及应用
特点：工艺灵活性较大，生产准备的时间较短；
生产率低，锻件精度不高，不能锻造形状复杂的锻件。
应用：自由锻是大型锻件的主要生产方法。这是因为自由锻可以击碎钢锭中粗大的铸造组织，锻合钢锭内部气孔、缩松等空洞，并使流线状组织沿锻件外形合理分布。
二、胎模锻
胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具（胎模）生产模锻件的一种锻造方法。
特点：与自由锻相比较优点
①由于坯料在模膛内成形，所以锻件尺寸比较精确，表面比较光洁，流线组织的分布比较合理，所以质量较高。
②由于锻件形状由模膛控制，所以坯料成形较快，生产率比自由锻高1～5倍。
③胎模锻能锻出形状比较复杂的锻件。
④锻件余块少，因而加工余量较小，既可节省金属材料，又能减少机加工工时。
缺点：需要吨位较大的锻锤；只能生产小型锻件；胎模的使用寿命较低；工作时一般要靠人力搬动胎模，因而劳动强度较大。
应用：胎模锻用于生产中、小批量的锻件。
三、锤上模锻
简称模锻，它是在模锻外向锤上利用模具（锻模）使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。
特点：与自由锻、胎模锻比较有如下优点
①生产效高
②表面质量高，加工余量小，余块少甚至没有，尺寸准确，锻件公差比自由锻小2/3～3/4，可节省大量金属材料和机械加工工时。
③操作简单，劳动强度比自由锻和胎模锻都低。
缺点：
①模锻件的重量受到一般模锻设备能力的限制，大多在50～70kg以下；
②锻模需要贵重的模具钢，加上模膛的加工比较困难，所以锻模的制造周期长、成本高；
③模锻设备的投资费用比自由锻大。
应用：一般用于生产大批量锻件。
锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高
于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。
铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形，将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。
经压制和烧结成的粉末冶金预制坯，在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。
对浇注在模膛的液态金属施加静压力，使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法，特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。
不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。
在锻造加工中，坯料整体发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。
锻压和冶金工业中的轧制、拔制等都属于塑性加工，或称压力加工，但锻压主要用于生产金属制件，而轧制、拔制等主要用于生产板材、带材、管材、型材和线材等通用性金属材料。
锻压主要按成形方式和变形温度进行分类。按成形方式锻压可分为锻造和冲压两大类；按变形温度锻压可分为热锻压、冷锻压、温锻压和等温锻压等。
热锻压是在金属再结晶温度以上进行的锻压。提高温度能改善金属的塑性，有利于提高工件的内在质量，使之不易开裂。高温度还能减小金属的变形抗力，降低所需锻压机械的吨位。但热锻压工序多，工件精度差，表面不光洁，锻件容易产生氧化、脱碳和烧损。
冷锻压是在低于金属再结晶温度下进行的锻压，通常所说的冷锻压多专指在常温下的锻压，而将在高于常温、但又不超过再结晶温度下的锻压称为温锻压。温锻压的精度较高，表面较光洁而变形抗力不大。
在常温下冷锻压成形的工件，其形状和尺寸精度高，表面光洁，加工工序少，便于自动化生产。许多冷锻、冷冲压件可以直接用作零件或制品，而不再需要切削加工。但冷锻时，因金属的塑性低，变形时易产生开裂，变形抗力大，需要大吨位的锻压机械。
等温锻压是在整个成形过程中坯料温度保持恒定值。等温锻压是为了充分利用某些金属在等一温度下所具有的高塑性，或是为了获得特定的组织和性能。等温锻压需要将模具和坯料一起保持恒温，所需费用较高，仅用于特殊的锻压工艺，如超塑成形。
锻压可以改变金属组织，提高金属性能。铸锭经过热锻压后，原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合；原来的枝状结晶被打碎，使晶粒变细；同时改变原来的碳化物偏析和不均匀分布，使组织均匀，从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠的锻件。锻件经热锻变形后，金属是纤维组织；经冷锻变形后，金属晶体呈有序性。
锻压是使金属进行塑性流动而制成所需形状的工件。金属受外力产生塑性流动后体积不变，而且金属总是向阻力最小的部分流动。生产中，常根据这些规律控制工件形状，实现镦粗拔长、扩孔、弯曲、拉深等变形。
锻压出的工件尺寸精确、有利于组织批量生产。模锻、挤压、冲压等应用模具成形的尺寸精确、稳定。可采用高效锻压机械和自动锻压生产线，组织专业化大批量或大量生产锻压的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热和预处理；成形后工件的热处理、清理、校正和检验。常用的锻压机械有锻锤、液压机和机械压力机。锻锤具有较大的冲击速度，利于金属塑性流动，但会产生震动；液压机用静力锻造，有利于锻透金属和改善组织，工作平稳，但生产率低；机械压力机行程固定，易于实现机械化和自动化。
未来锻压工艺将向提高锻压件的内在质量、发展精密锻造和精密冲压技术、研制生产率和自动化程度更高的锻压设备和锻压生产线、发展柔性锻压成形系统、发展新型锻压材料和锻压加工方法等方面发展。
提高锻压件的内在质量，主要是提高它们的机械性能(强度、塑性、韧性、疲劳强度)和可靠度。这需要更好地应用金属塑性变形理论；应用内在质量更好的材料；正确进行锻前加热和锻造热处理；更严格和更广泛地对锻压件进行无损探伤。
少、无切削加工是机械工业提高材料利用率、提高劳动生产率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。锻坯少、无氧化加热，以及高硬、耐磨、长寿模具材料和表面处理方法的发展，将有利于精密锻造、精密冲压的扩大应用
锻前材料准备,主要包含两项内容:一是选择材料;二是按锻件大小切成一定长度的毛坯。目前,锻造用原材料主要包括碳素钢、合金钢、高温合金、有色金属及其合金等。按加状态分为钢锭、轧材、挤压棒材和锻坯等。大型锻件和某些合金钢的锻造一般直接用钢锭锻制,中小型锻件一般用轧团、挤压棒材和锻坯生产。
模锻件的质量除与原材料冶炼有关外,还与锻造工艺有关,因此,为便于进行锻件质量分析,对所加工的坯料首先有所了解。1-1 锻造用钢锭与型材一、钢锭的内部结构钢锭内部组织结构,取决于浇注时钢液在锭模内的结晶条件,即结晶热力学和动力学条件。钢液在钢锭内各处的冷却与传热条件很不均匀,钢液由模壁向锭心、由底部向冒口逐渐冷凝选择结晶,从而千万钢锭剖面结构,钢锭表层为细小等轴结晶区(亦称激冷区),向里为柱状结晶区,再往里为倾斜树枝状结晶区,心部为粗大等轴结晶区。由于选择结晶入,心部上端聚集着轻质夹杂物和气体,并形成巨大的收缩孔,其周围还产生严重疏松。心部底端为沉积区,含有密度较大的杂物或合金元素。因此,钢锭的内部缺陷主要集中在冒口、底部及中心部分,其中胃口和底部作为废料应予切除。如切除不彻底,就会遗留在锻件内部而使锻件成为废品。钢锭底部和冒口占钢锭质量的5%~7%和18%~25%。对于合金钢,切除的冒口占钢锭的25%~30%,底部占7%~10%。
铸造
1．铸造
铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。旭东精密铸件
厂长期从事砂型和金属型的重力铸造。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。
2．砂型铸造
砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。不过，旭东精密铸件厂集多年的技术积累，已大大改善了砂型铸件的表面状况，其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。
3．金属型铸造
是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。金属型既可采用重力铸造，也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。因此，在大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选用金属型铸造。但是，金属型铸造也有一些不足之处：因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言，分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以对特别大的铸件也显得无能为力。因而在小批量及大件生产中，很少使用金属型铸造。此外，金属型模具虽然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。旭东精密铸件厂的金属型模具全部是自行设计、自行制造，因而能更及时地为客户提供价廉、适用的优质模具。
4．压铸
压铸是在压铸机上进行的金属型压力铸造，是目前生产效率最高的铸造工艺。压铸机分为热室压铸机和冷室压铸机两类。热室压铸机自动化程度高，材料损耗少，生产效率比冷室压铸机更高，但受机件耐热能力的制约，目前还只能用于锌合金、镁合金等低熔点材料的铸件生产。当今广泛使用的铝合金压铸件，由于熔点较高，只能在冷室压铸机上生产。压铸的主要特点是金属液在高压、高速下充填型腔，并在高压下成形、凝固，压铸件的不足之处是：因为金属液在高压、高速下充填型腔的过程中，不可避免地把型腔中的空气夹裹在铸件内部，形成皮下气孔，所以铝合金压铸件不宜热处理，锌合金压铸件不宜表面喷塑（但可喷漆）。否则，铸件内部气孔在作上述处理加热时，将遇热膨胀而致使铸件变形或鼓泡。此外，压铸件的机械切削加工余量也应取得小一些，一般在0.5mm左右，既可减轻铸件重量、减少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密层，露出皮下气孔，造成工件报废。
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。
砂型铸造以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的
铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
消失模铸造工艺是铸造行业的一次大革命，会逐步的取缔古老的传统粘土砂铸造工艺。通过十几年的实践，充分证明了消失模铸造工艺是普通粘土砂工艺无法比拟的优越性和诱惑力，是一项先进铸造工艺法。
消失模铸造工艺：尺寸精度高、加工余量小、优于砂型、金属型，低于压铸，接近溶模铸造，表面光滑洁性高。不用砂芯、无分型面，不合模、合箱，造型工艺大大简化。取缔了砂型铸造混砂工序，及一切复杂环节，铸件无飞边毛刺，清理打磨工作量减少50﹪以上，投资少，同样生产能力比砂型可降低30﹪—50﹪成本，对工人技术熟练度大大降低，不用木型工、造型工、制芯工、混砂工，减少了对铸造方面技术工人的需求。铸件设计自由度大，不受铸造工艺限制，不用分型劈模，耗砂量少，干砂回收率99﹪以上，用人少、占地少，很适用厂房面积紧张而人员有不足的企业。。国家科技部把消失模铸造技术列为国家重点推广的高新技术，。此工艺技术容易掌握，清洁环保，基本达到国家环保标准。消失模铸造，是目前国际上最先进的铸造工艺之一，被国内外誉为铸造史上的一次“革命”，并称之为二十一世纪“铸造新星”或“绿色工程”，铸造厂改造或者新建铸造厂均可。该工艺是将泡塑模型粘结组合成模型簇，涂、刷特制耐火涂层并烘干后，埋在特制砂箱中振动造型，在一定条件下浇注金属液，使模型气化消失，金属液占据模型位置，凝固冷却后形成所需精品铸件。。
综上所述，消失模铸造符合当今铸造技术发展的总趋势，有着广阔的前景，它是替代传统的砂型铸造工艺的佼佼者，与传统铸造技术相比，还具有与无伦比的优势，被国内外铸造界誉为“铸造工业的绿色革命”。
一、生产原理与工艺流程
1、生产原理：干砂实型负压铸造工艺首先人工或者机械制成泡塑模型，涂挂特制涂料，干燥后，置于特制砂箱中，填入干砂，三维振动振实，负压状态下浇注，模型气化消失，金属液置换模型，复制出与泡塑铸件白模型一样的铸件，冷凝后，释放真空，从松散的型砂中取出铸件，进行下一循环。
2、工艺流程：
1)制作泡塑铸件白模（手工、机械均可）
2)组合白模及浇注系统后烘干
3 )泡塑铸件白模表面刷、喷耐火涂料并烘干
4)将特制砂箱置于三维振动工作台上
5 )砂箱填入底砂（干砂）振实、刮平
6 )将烘干的泡塑铸件模放于底砂上，按工艺要求分层填砂，自动微振一定时间后刮平箱口；
7 )放上浇口杯，接负压系统。型砂振实紧固后进行钢液浇注，泡塑白模气化消失，金属液取代其位置，
8) 铸件冷凝后释放真空并翻箱，从松散的型砂中取出铸件，进行下一循环。
二、用途及主要优势
1、主要用途：消失模铸造设备：该工艺集实型铸造和V法铸造的优点为一体，广泛适应于钢、铁、铝、铜等各种牌号，各种材质，不同结构的大、中、小各类铸件，对铸件几何体结构复杂的铸件效果更佳。可连铸、群铸即不同铸件可装在一箱同时浇铸，其型砂为无粘结剂、无水份、无任何附加物的干砂。浇注时，泡沫塑料模型在高温液体金属作用下不断分解并气化，产生金属液与模型的置换过程。浇铸时铁水在负压状态下充型，浇铸时间短速度快，而不象传统“空型”铸造液体金属的在自然流动下充型，铁水流动缓慢浇铸时间长，从而会
出现诸多质量问题。消失模铸造工艺是制作一个铸件，就要“消失”掉一个泡塑模型。泡塑模型可以分块成形再进行粘结组合。铸件形状基本不受任何限制，并且铸件无砂眼以及飞边和毛刺等。
（二）工艺优势：
1、技术方面
（1）模型设计的自由度增大，新工艺有可能进行造型设计，并完全可以从第一阶段就能在模型上增加一些附加功能。例如：正、反T型槽、铸件有孔等铸件，6mm以上的有孔铸件都可采用消失模铸造工艺直接成型，而传统铸造方法不能直接成型。免除了铸件生产中使用的砂芯。很多铸件可以不要冒口补缩。提高铸件精度，可获得形状结构复杂，可100%重复生产高精度铸件，可使铸件壁厚偏差控制在-0.5～+0.5mm之间。在模型接合面不产生飞边、毛刺。具有减轻铸件重量约1/4的优势。减少加工余量，可以减小机械加工余量，对某些零件甚至可以不加工。这就大大减少机加工和机床投资。与传统空腔铸造相比，模具费用降低。完全消除了传统的落砂和出芯工序。
2、经济方面
1)可整体生产复杂铸件，采用新工艺设计，分块模型可组成整体模型，铸成复杂整体部件，对比原先多个铸件组合装配部件而言，可获利最高10倍，如：砂型铸造不能做的正、反T型槽铸件，几何过于复杂的铸件，用消失模铸造工艺易如反掌。
2)减少车间人员，建立消失工艺模铸造工厂，所用技术员工数量少于传统铸造工厂，因此应当考虑这一关键因素，
3)铸造工艺极为灵活，铸造工艺的灵活性非常重要，因为新工艺可以同时在1个砂箱中生产、放置大量类似的或不同的铸件，浇注系统也因此十分灵活。总之，每种优势都与经济利益相一致，同时还改善了工作条件。
3、环境保护泡塑模具在燃烧时产生一氧化碳、二氧化碳、水及其他碳氢化合物气体，经过该设备两级环保处理，其含量均低于国家允许的标准。干砂可使用天然硅砂、石英砂均可，99%反复使用，不含有其它添加剂。模型使用的耐高温涂料是在水中添加粘结剂等辅料组成，对空气、环境等不产生污染。
4、经济效益使用干砂固型，易于一箱多铸；不用砂芯，不用扣箱，不需任何添加剂；节省机加工，减少清理费用；占地面积小，节省厂房投资；中间环节少，生产效率高；铸件尺寸精度高，均匀一致，无非边毛刺；铸件表面精度接近精密铸造件；环境干净无污染；劳动强度低，用工少，技工更少；设备投资少，上马快；操作程序化，便于掌握。消失模铸造工艺与湿模砂型造型工艺生产铸铁件的经济比较工艺过程
利弊制模简化工厂工程设计：取消砂子粘合剂的使用取消砂芯：型砂可完全重复使用增加了模样胶合面：模样只能一次使用。浇铸节约了金属合金用量：取消了球墨铸铁的冒口增设了铸件冷却运输线铸件清理减少铸件表面清理工作量：消除了铸件毛刺：对于球墨铸铁件无需切除冒口工序：无需砂芯涂料，降低表面粗糙度对薄大的几何体易出变形引起尺寸缺陷(现用共聚树脂珠粒可解决) 机械加工减少铸件的机加工余量：减少了铸件的机加工工序环境保护降低了环境污染：模具工装减少了模具传统制造设备量：维修简便：因无磨损而使模具拥有长期寿命因设计复杂而引起初始模具成本高：（手工制模成本不增加）投资工厂设计水平高度灵活：总体具有经济规模大型制模自动程度降低
5、铸造砂箱砂箱是消失模铸造过程中必不可少的配套设备。箱体采用钢板、槽钢、不锈钢网及孔板等焊接成形，外观大方经久耐用。应用于大、中、小型铸件的生产，多模型组合，提高铸件成品率，降低铸件制造成本。砂箱在消失模铸造过程起着非常重要的一环。是消失模铸造生产中的关键设备，根据不同用途分为复杂砂箱和简易砂箱。复杂砂箱能使铸件在砂箱内抽真空时达成最合理的负压场,使浇注的满箱铸件成型良好, 没有缺陷。对于一些形状简单、
浇注时负压场的均匀度要求不高的铸件,可以采用简易砂箱。
冲压
几十年来，冲压生产一直是大批量生产，以保证稳定的生产条件。灵活性在当时根本提不到议事日程，因为人们明确地知道按照相同的生产条件生产同一产品仍需相当长的时间，所以模具持久性使用的战略被采用。当时对冲压生产的要求是：变形加工设备生产的连续性和可靠性，灵活性还是次要的。
经过调查发现，这种“老式的”冲压技术只能有条件地、部分地满足现代以产品为主导和灵活的冲压生产要求。为了使冲压生产技术能适应未来发展的需要，冲压生产技术和设备自身也必须加以改变。目前的状况是：既有可以利用生产能力较高的老式冲压机械进行加工的产品，又有需要利用高性能、高生产灵活性的具有高新技术的新型冲压生产机床进行生产的产品，这种新、旧技术交织在一起的局面还会持续一段时期。
到目前为止，各种不同的关于“未来冲压厂”的话题正逐步趋于一致，这主要是出于资金费用的考虑，希望有比目前性能更好的高性能的冲压生产设备（图1）。图1中的这种冲压生产线，今天已经不仅用于汽车生产企业，而且在一些汽车零部件供应商的企业中也可以见到。其中，更换冲压设备生产的产品、增加产品品种已经成为衡量冲压设备的设计和集成能力是否出众的重要因素。
今天，对现有设备按照产品进行技术改造并快速投入生产的要求比以往任何时候都更加紧迫。在这些技术工作过程中，一定范围内的“专用特种部件”是非常有好处的。在这些谓的专用特殊部件中，冲压模具和变形加工模具仍然是冲压设备最重要的部件并且仍将决定着冲压的生产过程。
因此，最有价值的技术改进和技术提高集中表现在冲压件的自动化运输、自动化传递装置上，以及在冲压设备上料自动化和以产品为导向的冲压生产过程中。传统的冲压与自动化的概念区分是冲压生产过程灵活性和以产品为导向进行冲压设备配置的先决条件。按照冲压设备中的传送系统可以将冲压设备区分开来，例如通过传统的凸轮驱动机械传送与先进的摆臂传送的对比。在传统的凸轮驱动的冲压设备中，按照工件的冲压要求设计好了冲压行程的控制凸轮。无论被冲压的工件复杂程度如何，冲压机床均按照凸轮规定的行程运动，而这最终导致了在冲压简单工件时所耗费的工时与冲压复杂工件时所耗费的工时相同（图2）。
灵活性不足在这里大大限制了冲压设备的生产能力，阻碍了产品单件费用的降低。而集中在所谓的“冲压生产中心”上，则可以避免这些缺陷。但是应考虑“万能冲压中心”的费用问题。
由于在变形加工过程中液压技术的极限不易突破，因此只能向机械自动化要效益，而且不能仅仅在冲压工艺过程中向机械自动化要效益，应当也向冲压工艺技术以往的领域要效益、向新的冲压件传送方式、向冲压件下线方式要效益，向所有能获得经济效益的领域索取效益。同目前的情况一样，未来也不会出现最终的机械解决方案，而是会出现更加灵活的、更加符合使用要求的适用于不同冲压生产领域的机械化方案：
□连续冲压技术：在Progressiv-Die类型的冲压设备中实现快速小型冲压件的宽带钢材冲压加工。
□连续冲压与传送系统：在多功能三坐标或者两坐标冲压机床中得到应用。这种工件传送技术也可以在中型和大型冲压件的生产过程中加以应用，或者狭长小型冲压件的生产过程中。
□机器人：在小型和中型的液压冲压生产线中，可以在带钢输送、成品下线和成品堆放过程中得到应用。
□在大型冲压件的生产过程中，在特大型冲压件的生产过程中交插传送系统肯定有着很
好的发展前景。这种坚固有力的冲压件传送机构不仅可在大型工件冲压和双件冲压（一次冲压两个成品）的生产过程中得到广泛的应用，而且也可以实现在汽车零部件生产过程中的广泛应用。而摆臂式冲压件传送系统将会给冲压机床在快速更换模具方面以极大的支持和帮助，因为它首次实现了冲压模具和工件的同时输出，从而为实现多功能的冲压生产线奠定了基础（图3）。
6.1 冲压工艺过程设计步骤
冲压工艺过程是冲压件各加工工序的总和。加工工序不仅包括冲压所用到的冲压加工基本工序，而且包括基本工序之前的准备工序、基本工序之间的辅助工序和基本工序之后的后续工序。工艺过程设计的任务就是根据生产条件，对这些工序的先后次序做出合理安排（协调组合），其基本要求是技术上可行、经济上合算，还要考虑操作方便与安全。冲压工艺过程的优劣，决定了冲压件的质量和成本，所以，冲压工艺过程设计是一项十分重要的工作。
1．分析冲压件零件图
产品零件图是制订冲压工艺方案和模具设计的重要依据，制订冲压工艺方案要从产品的零件图入手。分析零件图包括技术和经济两个方面：
⑴冲压加工的经济性分析根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。
⑵冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指该零件冲压加工的难易程度。技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。如果发现冲压工艺性差，则需要对冲压件产品提出修改意见，经产品设计者同意后方可修改。
2．制定冲压工艺方案
⑴在分析了冲压件的工艺性之后，通常在对工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式的分析基础上，制定几种不同的冲压工艺方案。
⑵从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面，进行综合分析、比较，确定适合于工厂具体生产条件的最经济合理的工艺方案。
3．确定冲压并设计各工序的工艺方案
1>依据所确定的零件成形的总体方案，确定并设计各道冲压工序的工艺方案。
2>确定冲压工序的工艺方案的内容。
⑴确定完成本工序成形的加工方法；
⑵确定本工序的主要工艺参数；
⑶根据各冲压工序的成形极限，进行必要的成形工艺计算；
⑷确定各工序的成形力，计算本工序的材料、能源、工时的消耗定额等；
⑸计算并确定每个工序件的形状和尺寸，绘出各工序图。
4．完成工艺计算
5．选择模具类型与结构形式
工艺方案确定后，选择模具类型时，需综合考虑生产批量、设备、模具制造等情况，选用简易模、单工序模、复合模或连续模。一般来说，简易模（聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌基合金模、板模、钢带冲模等）寿命低，成本低，通常使用于试制、小批量生产。对于大批量、精度要求较高的冲压件，应应用复合模或连续模。当冲压件尺寸较大时，为便于制造模具和简化模具结构，应采用单工序模具。当冲压件尺寸小且性质复杂时，为便于操作，常用复合模或连续模。
6．选择冲压设备
主要有：曲柄压力机、螺旋压力机、多工位压力机、冲压液压机、高速压力机、精密冲裁压力机、冲模回转头压力机。曲柄压力机：最常用，有开式、闭式压力机，单动和双动压
力机。螺旋压力机：大型零件的冲压。使用于校平、压印等。多工位压力机：能够在同一工作台上，按顺序完成多道工序，每个行程产生一个零件。精密冲裁压力机：能冲出具有光洁、平直断面的工件（Ra0.8~3.2）。
7．编写工艺卡
6.2 冲压工艺方案的确定
2．1 工序性质的确定
通常，在确定工序性质时，可以从以下三个方面考虑：在一般情况下，可以从零件图上直观地确定出工序。平板件冲压加工时，常采用剪裁、落料、冲孔等工序；当工件平直度要求高时，需在最后采用校平工序进行精整；当工件的断面质量和尺寸精度要求高时，需在最后增加修整工序，或用精密冲裁工艺；弯曲件冲压时，常采用剪裁、落料、弯曲工序；若弯曲件上有孔，还需增加冲孔工序；当弯曲件弯曲半径小于允许值时，常需在弯曲后增加一道整形工序；拉深件冲压时，常采用剪裁、落料、拉深、切边工序；当拉深件径向尺寸精度较高或圆角半径较小时，需在拉深后增加一道精整或整形工序。
在某些情况下，需进行必要的分析比较后，才能准确地确定出工序性质。有时，为了改善冲压变形条件或方便定位，往往需要增加一些辅助工序。
6．2．2 工序数目确定
1．冲压件的形状、尺寸要求
2．工序合并情况
料薄、尺寸小的冲压件，宜通过工序合并，用级进工序进行冲压；形位精度高的冲压件，宜通过工序合并，用复合工序加工相关尺寸，反之宜采用单工序分散冲压。工序合并与否，还需要考虑冲压设备能力、模具制造能力、模具造价及使用的可靠性。
3．冲压件的尺寸精度及形位公差要求
弯曲件弯曲角度公差要求较高时，需增加校正弯曲；有凸缘拉深件底部与凸缘有平面度要求时，要增加整形工序。拉深件的口部、翻边件的边缘等都难以直接做到规则而平齐，因而一般情况下，拉深件、翻边件等最后都有一道修边工序。若对周边口部没有较高要求时，修边工序可省略。
4．操作安全与方便方面的要求
工人操作是否安全、方便也是在确定工艺方案时要考虑的一个十分重要的问题。例如，对于一些形状复杂、需要进行多道工序冲压的小型件，如果用单工序模分步冲压，需要用手钳放置或取出坯料/工序件/制件，多次进出危险区域，很不安全。还可能出现定位困难。为此，有时即使批量不大，也采用比较安全的级进模进行冲压。图6.5所示为一实例。
6.2.3工序顺序的安排
工序顺序是指冲压加工过程中各道工序进行的先后次序。冲压工序的顺序应根据工件的形状、尺寸精度要求、工序的性质以及材料变形的规律进行安排。一般遵循以下原则：
1. 对于带孔或有缺口的冲压件，选用单工序模时，通常先落料再冲孔或缺口。选用连续模时，则落料安排为最后工序。
2. 如果工件上存在位置靠近、大小不一的两个孔，则应先冲大孔后冲小孔，以免大孔冲裁时的材料变形引起小孔的形变。
3. 对于带孔的弯曲件，在一般情况下，可以先冲孔后弯曲，以简化模具结构。当孔位于弯曲变形区或接近变形区，以及孔与基准面有较要求时，则应先弯曲后冲孔。
4. 对于带孔的拉深件，一般先拉深后冲孔。当孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高时，可以先冲孔再拉深。
5. 多角弯曲件应从材料变形影响和弯曲时材料的偏移趋势安排弯曲的顺序，一般应先弯外角后弯内角。
6. 对于复杂的旋转体拉深件，一般先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的内形。对于复杂的非旋转体拉深尺寸的应先拉深小尺寸的内形，，后拉深大尺寸的外部形状。
7. 整形工序、校平工序、切边工序，应安排在基本成形以后。
6.2.4工序件/半成品形状与尺寸
正确地确定冲压工序间半成品形状与尺寸可以提高冲压件的质量和精度，确定时应注意下述几点：
1. 对某些工序的半成品尺寸，应根据该道工序的极限变形参数计算求得。如多次拉深时各道工序的半成品直径、拉深件底部的翻边前预冲孔直径等，都应根据各自的极限拉深系数或极限翻边系数计算确定。图 6.
2.4 所示工件出气阀罩盖的冲压过程。该冲压件需分六道工序进行，第一道工序为落料拉深，该道工序的拉深后半成品直径φ22 毫米是根据极限拉深参数计算出来的结果。
2. 确定半成品尺寸时，应保证已成形的部分在以后各道工序中不再产生任何变动，而待成形部分必须留有恰当的材料余量，以保证以后各道工序中形成工件相应部分的需要。例如图 6.2.4 中第二道工序为再次拉深，拉深直径为φ16.5毫米，该成形部分的形状尺寸与工件相应部分相同，所以在以后各道工序中必须保持不变。假如第二道工序中拉深底部为平底，而第三道工序成形凹坑直径为φ5.8毫米，拉深系数（m=5.8/16.5=0.35）过小，周边材料不能对成形部分进行补充，导致第三道工序无法正常成形。因此，只有按面积相等的计算原则储存必需的待成形材料，把半成品工件的底部拉深成球形，才能保证第三道工序凹坑成形的顺利进行。
1－落料、拉深2－再拉深3－成形4－冲孔.切边5－内孔、外缘翻边6－折边
图6.2.4 出气阀罩盖的冲压过程
图6.2.5 曲面零件拉深时的半成品形状
3. 半成品的过渡形状，应具有较强的抗失稳能力。如图6.2.5 所示第一道拉深后的半成品形状，其底部不是一般的平底形状，而做成外凸的曲面。在第二道工序反拉深时，当半成品的曲面和凸模曲面逐渐贴合时，半成品底部所形成的曲面形状具有较高的抗失稳失稳能力，从而有利于第二道拉深工序。
4.半成品的过渡形状与尺寸时应考虑其对工件质量的影响。如多次拉深工序中，凸模的圆角半径或宽凸缘边工件多次拉深时的凸模与凹模圆角半径都不宜过小，否则会在成形后的零件表面残留下经圆角部位弯曲变薄的痕迹使表面质量下降。
本章讲述冲压及模具的概念；冲压的特点、发展及应用，冲压工序的分类及基本冲压工序。
1.1.1 冲压
冲压：在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。
冲压成形产品示例一——日常用品：易拉罐、餐盘、垫圈等。
冲压成形产品示例二——兵器产品：子弹壳等。
冲压成形产品示例三——高科技产品：汽车覆盖件、飞机蒙皮等。
1.1.2 冲模
冲压模具：将材料加工成所需冲压件的一种工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）
1.1.2 冲压生产的三要素：
冲压生产的三要素：合理的冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备
1.2 冲压加工特点与应用
1.2.1 冲压加工的特点
（1）生产率高、操作简单。高速冲床每分钟可生产数百件、上千件。
（2）一般无需进行切削加工，节约原料、节省能源。
（3）冲压件的尺寸公差由冲模来保证，产品尺寸稳定、互换性好。“一模一样”
（4）冲压产品壁薄、量轻、刚度好，可以加工形状复杂的小到钟表、大到汽车纵梁、覆盖件等。
局限性：由于冲模制造是单件小批量生产，精度高，是技术密集型产品，制造成本高。因此，冲压生产只适应大批量生产。
1.2.2 冷冲压的应用
由于冷冲压在技术上和经济上的特别之处，因而在现代工业生产中占有重要的地位。在汽车、拖拉机、电器、电子、仪表、国防、航空航天以及日用品中随处可见到冷冲压产品。如不锈钢饭盒，搪瓷盆，高压锅，汽车覆盖件，冰箱门板，电子电器上的金属零件，枪炮弹壳等等。据不完全统计，冲压件在汽车、拖拉机行业中约占60%，在电子工业中约占85%，而在日用五金产品中占到约90%。如一辆新型轿车投产需配套2000副以上各类专用模具；一台冰箱投产需配套350副以上各类专用模具；一台洗衣机投产需配套200副以各类专用模具。
可以这么说，一个国家模具工业发展的水平能反映出这个国家现代化工业化发展的程度。对于一个地区来说也是如此。目前世界各主要工业国，其锻压机床的产量和拥有量都已超过机床总数的50%以上，美国、日本等国的模具产值也已超过机床工业的产值，在我国，近年来锻压机床的增长速度已超过了金属切削机床的增长速度，板带材的需求也逐年增长，据专家预测，今后各种机器零件中粗加工的75%，精加工有50%以上要采用压力加工，其中冷冲压占有相当的比例。
1.3 冲压技术的现状与发展趋势
1.3.1 我国冲压技术的历史与现状
据考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明我国古代冲压成型和冲压模具方面的成就已处于世界领先。
但是，由于众所周知的原因，近代工业水平一直处于落后状态。1949年新中国成立后，在前苏联的帮助下，我国的近代工业才开始起步。1953年，长春第一汽车制造厂首次建立了冲模车间，于1958年开始制造汽车覆盖件模具，60年代开始生产精冲模具。
在国家产业政策的正确引导下（退税），经过多年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，已形成了300多亿元各类冲压模具的生产能力。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具；为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了；精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产；
表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模，大尺寸（φ≥300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
但是，与发达国家相比，我国模具设计、制造能力仍有较大差距。
差距主要表现在：
①在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模的模具结构与生产周期方面存在一定差距。
②在标志冲模技术先进水平的多工位级进模的制造精度、使用寿命、模具结构和功能上存在一定差距。
1.3.2 冲压技术的发展趋势
（1）冲压工艺方面
为了提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺的应用范围，研究和推广各种冲压新工艺是冲压技术发展的重要趋势。
目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有：精密冲压、柔性模（软模）成形、超塑性成形、无模多点成形、爆炸和电磁等高能成形、高效精密冲压技术以及冷挤压技术等。
（2）冲模设计与制造方面
在冲模设计与制造上，有两种趋向应给予足够的重视。
①模具结构与精度正朝着两个方向发展
一方面为了适用高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展。
另一方面，为适用市场上产品更新换代迅速的要求、各种快速成形方法和简易经济冲模的设计与制造也得到迅速发展。
②模具设计与制造的现代化
计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，使得模具设计与制造水平发生了深刻的革命性的变化。
目前，最为突出的是模具CAD/CAE/CAM。在这个方面，国际上已有许多应用成熟的计算机软件。我国不但能消化、应用国外的软件，不少单位还自行开发了模具CAD/CAE/CAM软件，如CAXA。
模具的加工方法迅速现代化。各种加工中心、高速铣削、精密磨削、电火花铣削加工、慢走丝线切割、现代检测技术等已全面走向数控（NC）或计算机数控化（CNC）。
在模具材料及热处理、模具表面处理等方面，国内外都进行了不少研制工作，并取得了很好的实际效果。冲模材料的发展方向是研制高强韧性冷作模具钢，如65Nb、LD1、LM1、LM2等就是我国研制的性能优良的冲模材料。
模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。
模具标准化是组织模具专业化生产的前提，模具专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键（先进国家模具标准化已达到70~80%）。
（3）冲压设备及冲压自动化方面
性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。高效率、高精度、长寿命的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备与之相匹配；为了满足新产品小批量生产的需要，冲压设备朝多功能、数控方向发展；为了提高生产效率和安全生产，应用各种自动化装置、机械手乃至机器人的冲压自动生产线和高速压力机纷纷投入使用。
（4）冲压基本原理的研究
冲压工艺、冲模设计与制造方面的发展，均与冲压变形基本原理的研究进展密不可分。例如，板料冲压工艺性能的研究，冲压成形过程应力应变分析和计算机模拟，板料变形规律的研究，从坯料变形规律出发进行坯料与冲模之间相互作用的研究，在冲压变形条件下的摩擦、润滑机理方面的研究等，这都为逐步建立起紧密结合生产实际的先进冲压工艺及模具设计方法打下了基础。
1.4 冲压工序分类
冷冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量、原材料性能等各不相同，因此生产中所采用的冷冲压工艺方法也是多种多样，概括起来分为两
大类，即分离工序和成形工序。分离工序的目的，是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压件分离断面的质量，也要满足一定的要求。成形工序的目的，是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的成品形状，同时也达到尺寸精度方面的要求。
在实际生产中，当生产批量大时，往往采用组合工序，即把两个以上的单独工序组成一道工序，构成复合、级进、复合-级进的组合工序。
为了进一步提高劳动生产率，充分发挥冲压的优点，还可以利用冲压方法进行产品的某些装配工作。如，微型电机定、转子铁芯的冲压与叠装。
内容简介：
本章在分析了冷冲压工艺及模具设计的基础上,介绍了制定冷冲压工艺规程的程序,并通过两个具体实例，详细分析了冷冲压工艺及模具设计的步骤和方法。
学习目的与要求：
1．了解制定冷冲压工艺规程的程序；
2．掌握冷冲压工艺及模具设计的步骤和方法，并能综合运用所学知识，对具体冷冲压零件进行工艺分析及模具设计。
重点：
1．制定冷冲压工艺规程的程序；
2．冷冲压工艺及模具设计的步骤和方法，并能综合运用所学知识，对具体冷冲压零件进行工艺分析及模具设计。
难点：
能综合运用所学知识，对具体冷冲压零件进行工艺分析及模具设计。
冲压生产中必须保证产品质量，必须考虑经济效益和操作的方便安全，全面兼顾生产组织各方面的合理性与可行性。这一切就是冷冲压工艺规程的制定。
冷冲压工艺规程包括原材料的准备，获得工件所需的基本冲压工序和其它辅助工序（退火、表面处理等），制定冷冲压工艺规程就是针对具体的冲压件恰当的选择各工序的性质，正确确定坯料尺寸、工序数目、工序件尺寸，合理安排冲压工序的先后顺序和工序的组合形式，确定最佳的冷冲压工艺方案。
8．1制定冲压工艺的程序
8．1．1制定冲压工艺的原始资料
冲压工艺规程的制定应在收集、调查研究并掌握有关设计的原始资料基础上进行，冲压工艺的原始资料主要包括以下内容：
1．冲压件的产品图及技术要求
产品图是制定冲压工艺规程的主要依据。产品图应表达完整，尺寸标注合理，符合国家制图标准。技术条件应明确、合理。由产品图可对冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及装配关系、使用性能等有全面的了解。以便制定工艺方案，选择模具类型和确定模具精度。当产品只有样机而无图样时，应对样机测绘后绘制图样，作为分析与设计的依据。
2．产品原材料的尺寸规格、性能及供应情况
原材料的尺寸规格是指坯料形式和下料方式，冲压材料的力学性能、工艺性能及供应状况对确定冲压件变形程度与工序数目、冲压力计算等有着重要的影响。
3．产品的生产批量及定型程度
产品的生产批量及定型程度，是制定冲压工艺规程中必须考虑的重要内容。它直接影响到加工方法的确定和模具类型的选择。
4．冲压设备条件
工厂现有冲压设备状况，不但是模具设计时选择设备的依据，而且对工艺方案的制定有直接影响。冲压设备的类型、规格、先进与否是确定工序组合程度、选择各工序压力机型号、确定模具类型的主要依据。
5．模具制造条件及技术水平
工厂现有的模具制造条件及技术水平，对模具工艺及模具设计都有直接的影响。它决定了工厂的制模能力，从而影响工序组合程度、模具结构及加工精度的确定。
6．其它技术资料
主要包括与冲压有关的各种手册（冲压手册、冲模设计手册、机械设计手册、材料手册）图册、技术标准（国家标准、部颁标准及企业标准）等有关的技术参考资料。制定冲压工艺规程时利用这些资料，将有助于设计者分析计算和确定材料及精度等，简化设计过程，缩短设计周期，提高生产效率。
8．1．2制定冲压工艺过程的程序及方法
在清楚了解上述原始资料的基础上，制定冲压工艺过程的程序及方法如下：
1．冲压件的分析
它包括两方面：冲压件的经济性分析；冲压件的工艺性分析。
（1）冲压件的经济性分析 根据产品图或样机，了解冲压件的使用要求及功用，根据冲压件的结构形状特点、尺寸大小、精度要求、生产批量及原材料性能，分析材料的利用情况；是否简化模具设计与制造；产量与冲压加工特点是否适应；采用冲压加工是否经济。
（2）冲压件的工艺性分析 根据产品图或样机，对冲压件的形状、尺寸、、精度要求、材料性能进行分析，判断是否符合冲压工艺要求；裁定该冲压件加工的难易程度；确定是否需要采取特殊的工艺措施。凡经过分析，发现冲压工艺性不好的（如产品图中零件形状过于复杂，尺寸精度和表面质量太高，尺寸标注及基准选择不合理以及材料选择不当等），可会同产品设计人员，在保证使用性能的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料作必要的修改。如图8-1所示零件左端R3mm 在料厚为4mm 的条件下很难冲压出来，经修改后的零件就比较容易冲压出来。如图8-2所示的汽车消音器后盖，在保证使用要求的前提下，经过修改后形状简单，工艺性好，冲压工序由8次减为2次，材料消耗也减少一半。如图8-3所示的汽车大灯外壳，修改前需要5次拉深，，酸洗，2次退火，修改后的灯壳，1次拉深成形，既保证使用要求，又节省材料，减少工序，降低了成本。
图8-3 汽车前大灯外壳
2．冲压工艺方案确定
工艺方案确定是在对冲压件的工艺性分析之后应进行的重要环节。确定工艺方案主要是确定各次冲压加工的工序性质、工序数量、工序顺序、工序的组合方式等。冲压工艺方案的确定要考虑多方面的因素，有时还要进行必要的工艺计算，因此实际中通常提出几种可能的方案，进行分析比较后确定最佳方案。
（1）冲压工序性质的确定 工序性质是指冲压件所需的工序种类。如剪裁、落料、冲孔、弯曲、拉深、局部成形等，它们各有其不同的变形性质、特点和用途。实际确定时，要综合考虑冲压件的形状、尺寸和精度要求、冲压变形规律及其它具体要求。
①从零件图上直观的确定工序性质 平板件冲压加工时，常采用剪裁、落料、冲孔等冲裁工序；当零件的平面度要求较高时增加校平工序；当零件的断面质量和尺寸精度要求较高时，需增加修整工序，或直接用精密冲裁工序加工。
图8-1 冲压零件图 图8-2 汽车消音器后
盖
弯曲件冲压时，常采用剪裁、落料、弯曲工序。当弯曲件上有孔时，需增加冲孔工序；当弯曲半径小于允许值时，需增加整形工序。
拉深件冲压时，常采用剪裁、落料、拉深和切边工序，对于带孔的拉深件，需增加冲孔工序；拉深件径向尺寸精度要求较高或圆角半径小于允许值时，需增加整形工序。
胀形件、翻边件、缩口件若一次成形，常采用冲裁或拉深制成坯料后直接采用胀形、翻边（翻孔）、缩口工序成形。
②对零件图进行工艺计算、分析，确定工序性质 如图8-4所示的两个形状相似的冲压件，材料均为08钢，料厚1.5mm 。翻边高度分别为8.5mm 和13.5mm 。从表面看似乎都可采用落料、冲孔、翻孔三道工序或落料冲孔与翻孔两道工序完成，但经过分析计算，图8-4a 的翻边系数大于极限翻边系数，可以通过落料、冲孔、翻边三道工序冲压成形；图8-4b 的翻边系数接近极限翻边系数，若采用三道工序，很难达到零件要求的尺寸，因而应改为落料、拉深、冲孔、翻边四道工序冲压成形。
图8-4 内孔翻边件的工艺过程 ③为改善冲压变形条件，方便工序定位，增加附加工序 所增加的附加工序使工序性质及工艺过程的安排也发生相应的变化。如图8-5所示的零件为增加其成形高度，在不影响零件使用要求的前提下，可预先在坯料上冲出4个孔，形成弱区。在成形凸包时孔径扩大，补偿了外部材料的不足，从而增加了成形高度。预冲孔工序是一个附加工序，这种预冲孔常称为变形减轻孔。在成形某些复杂形状零件时，变形减轻孔能使不易成形的部分或不可能成形的部分的变形成为可能。因此生产中常采用这类变形减轻孔或工艺切口，达到改善冲压变形条件、提高成形质量的目的。
图8-5 坯料预冲孔 图8-6 零件孔弯曲前冲出
另外，对于非对称零件，为便于冲压成形和定位，生产中常采用成对冲压的方法，成形后增加一道剖切或切断工序，对于多角弯曲件或复杂形状的拉深、成形件，有时为保证零件质量或方便定位，需在坯料上冲制工艺孔作为定位用，这种冲制工艺孔也是附加工序。
（2）工序数量的确定 工序数量是指同一性质的工序重复进行的次数。工序数量的确定主要取决于零件几何形状复杂程度、尺寸精度要求及材料性能、模具强度等。并与工序性质有关。
冲裁件的冲压次数主要与零件的几何复杂程度、孔间距、孔的位置和孔的数量有关。简单形状零件，采用一次落料和冲孔工序；形状复杂零件，常将内、外轮廓分成几个部分，用几副模具或用级进模分段冲裁，因而工序数量由孔间距、孔的位置和孔的数量多少来决定。
弯曲件的弯曲次数一般根据弯曲件结构形状的复杂程度，弯角的数量、弯角的相对弯曲半径及弯曲方向确定。
拉深件的拉深次数主要根据零件的形状、尺寸及极限变形程度经过拉深工艺计算确定。
其它成形件，主要根据具体形状和尺寸以及极限变形程度决定。
保证冲压稳定性也是确定工序数量不可忽视的问题工艺稳定性较差时，冲压加工废品率增高，而且对原材料、设备性能、模具精度、操作水平的要求也会严格些。为此，在保证冲压工艺合理的前提下，应适当增加成形工序的次数（如增加修边工序、预冲工艺孔等）。降低变形程度，提高冲压工艺稳定性。
确定冲压工序的数量还应考虑生产批量的大小、零件的精度要求、工厂现有的制模条件和冲压设备情况。综合考虑上述要求后，确定出既经济又合理的工序数量。
（3）工序顺序的安排冲压件工序的顺序安排，主要根据其冲压变形性质、零件质量要求，如果工序顺序的变更不影响零件质量，则应根据操作、定位及模具结构等因素确定。
工序顺序的安排可遵循下列原则：
①对于带孔的或有缺口的冲裁件，如果选用单工序模冲裁，一般先落料、再冲孔或切口；使用级进模时，则应先冲孔或切口，再落料。若工件上同时存在直径不等的大小两孔，且相距又较近时，则应先冲大孔再冲小孔。
②对于带孔的弯曲件，孔位于弯曲变形区以外，可以先冲孔再弯曲；孔位于弯曲变形区附近或以内，必须先弯曲再冲孔；孔间距受弯曲回弹的影响时，也应先弯曲再冲孔。
③对于带孔的拉深件，一般先拉深，再冲孔；但当孔的位置在工件的底部时，且其孔径尺寸精度要求不高时，也可先冲孔再拉深。
④对于多角弯曲件，主要从材料变形和材料运动两方面安排弯曲的顺序。一般先弯外角后弯内角，可同时弯曲的弯角数决定于零件的允许变薄量。
⑤对于形状复杂的拉深件，为便于材料的变形流动，应先成形内部形状，再拉深外部形状。
⑥所有的孔，只要其形状和尺寸不受后续工序的影响，都应该在平板坯料上冲处。图8-6的两个弯曲件，孔的位置离弯曲线较远，弯曲变形不会扩展到孔的边缘，因而零件上的孔弯曲前冲出。相反，零件上孔的形状和尺寸受后续工序的影响时，一般要在成形工序后冲出。
图8-7 消声器盖工序过程
⑦如果在同一个零件的不同位置冲压时，变形区域相互不发生作用时，这时工序顺序的安排要根据模具结构、定位和操作的难易程度确定。如图8-7的消声器经过第三次拉深后要在底部冲孔、翻边，凸缘部分修边和外缘翻边。虽然在底部和凸缘部分成形，相互不发生作用，但是考虑到压料方便，所以先内缘翻边，后凸缘翻边，最后冲出四个槽。
⑧附加的整形工序校平工序，应安排在基本成形之后。
（4）工序的组合对于多工序加工的冲压件，制定工艺方案时，必须考虑是否采取组合工序，工序组合的程度如何，怎样组合，这些问题的解决取决于冲压件的生产批量、尺寸大小、精度等级以及制模水平与设备能力等。一般而言，厚料、小批量、大尺寸、低精度的零件宜单工序生产，用单工序模；薄料、大批量、小尺寸、精度不高的零件宜工序组合，采用级进模；精度高的零件，采用复合模；另外，对于尺寸过大或过小的零件在小批量生产的情况下，也宜将工序组合，采用复合模。
金属液态成形——液态金属在铸型中冷却、凝固形成零件。液态成形是机械制造中生产机器零件或毛坯的主要方法之一。常用的铸造。 一 铸造定义 铸造（最广泛）：将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，使其冷却凝固，得到毛坯或零件的成形工艺（生产方法）。 二 铸造分类 1.按铸型材料来分：砂型铸造、金属型铸造、石墨型铸造、陶瓷铸造； 2.按充型方式来分：重力充型、高压充型、低压充型、离心力充型； 3.按液态成形工艺方法的作用力不同又可分为两类： 重力作用下的液态成形工艺方法：砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、气化模铸造、陶瓷型铸造等； 外力作用下的液态成形工艺方法：离心铸造、压力铸造、低压铸造、挤压铸造等。 三 其铸造工艺如图所示 四 铸造的特点 1．能制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯：如阀体、泵体、叶轮、螺旋浆等。 2．铸件的大小几乎不受限制，重量从几克到几百吨。 3．常用原材料来源广泛，价格低廉，成本较低，其应用及其广泛。如机床、内燃机中铸件70~80%；农业机械40~70%。 4.但铸造生产过程较复杂，废品率一般较高，易出现浇不足，缩孔，夹渣、气孔、裂纹等缺陷。 五 铸造常见的主要问题 组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能，特别是冲击性能较低。 基本工艺过程 制作模样 配制型砂 制作芯盒 制作芯砂
锻压： 对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。 主要方法： 锻造:将坯料加热到高温状态后进行加工. 冲压:将坯料在常温下进行加工. 特点: (1)改善金属组织、提高力学性能 (2)节约金属材料 (3)较高的生产率 (4)毛坯或零件的精度较高 (5)不能加工脆性材料 (6)不能获得形状复杂的毛坯或零件 一自由锻： 1.定义：利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。自由锻造时，除与上、下砧铁接触的金属部分受到约束外，金属坯料朝其它各个方向均能自由变形流动，不受外部的限制，故无法精确控制变形的发展。 2.分类：手工锻造和机器锻造两种。手工锻造只能生产小型锻件，生产率也较低。机器锻造是自由锻的主要方法。 3. 特点：工具简单、通用性强，生产准备周期短。自由锻件的质量范围可由不及一千克到二、三百吨，对于大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，这使得自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用，例如水轮机主轴、多拐曲轴、大型连杆、重要的齿轮等零件在工作时都承受很大的载荷，要求具有较高的力学性能，常采用自由锻方法生产毛坯。 由于自由锻件的形状与尺寸主要靠人工操作来控制，所以锻件的精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低。自由锻主要应用于单件、小批量生产，修配以及大型锻件的生产和新产品的试制等。 4自由锻工序 自由锻工序：基本工序、辅助工序和修整工序。 （1）基本工序
材料成型及控制技术 材料成型及控制技术是通过改变金属材料的结构与形状来提高材料的性能,这是X为大家整理的材料成型控制技术论文，仅供参考! 材料成型控制技术论文篇一 材料成型与控制工程模具制造技术分析初探 摘要：材料成型与工程控制在制造业中扮演着十分重要的角色，是机械制造业发展的重头戏，在发展中机器制造业企业必须加以重视。作为汽车、电力、石化、造船及机械等方面的基础制造技术，材料成型加工技术在发展中得到不断成熟与发展壮大。文章主要论及材料成型与控制工程方面的汽车零部件方面的模块制造技术方面额介绍与分析探讨。 关键词：材料成型控制工程技术 现代制造工业在行业发展中呈蒸蒸日上的发展新趋势，并受到业界的广泛关注，为工业发展作出巨大的贡献。制造业的材料成型与控制工程方面的技术发展，同时也是业内十分关注的内容之一，我们从其技术发展特点入手屁，实现进一步分析和探究。 一、材料成与控制工程模具制造技术分析探讨 材料成型与制造中讲究技术发展，从效益、节能、生产速率等方面考虑进一步探讨研究，下面以奇瑞A21汽车中支
板产品图的制造技术方面进行分析探究。 (一)金属材料成型与控制工程加工技术 1技术材料一次成型加工技术 挤压：在置于模具内金属坯料的端部加压，使之通过一定形状、尺寸摸孔，产生塑性变形，获得与模孔相应的形状尺寸的工件。 特点：塑性好、不易变形 拉拔：在置于模具内金属坯料的前端施加拉力，使之通过一定形状、尺寸的摸孔，产生塑性变形，获得与模孔相应的形状尺寸的工件 特点：变形阻力比挤压小，但对材料塑性要求高 轧制：金属通过旋转的轧辊受到压缩产生塑性变形，获得一定形状、尺寸断面的工件。 2金属材料的二次成型加工 锻造：阻力大，通常需要加热实现。 自由锻造：在锤或压力机上，通过砧子、锤头或其它简单工具对金属坯料施加压力，使之产生塑性变形，获得所需形状、尺寸的工件。 特点：不用模具，易变形，简单的工件形状。 模型锻造：坯料在锤或压力机上，通过模具施加压力，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸的工件。 特点：需要模具(锻模)，变形阻力大，工件形状可以比
材料成型工艺 （Material Molding Process） 课程代码：（07310060） 学分：6 学时：90（其中：讲课学时78：实验学时：12） 先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础 适用专业与培养计划：材料成型及控制工程专业2012年修订版培养计划 教材：《金属材料液态成型工艺》、贾志宏主编、化学工业出版社、第一版； 《金属材料焊接工艺》、雷玉成主编、化学工业出版社、第一版； 《冲压工艺与模具设计》、姜奎华主编、机械工业出版社、第一版开课学院：材料科学与工程学院 课程网站：（选填） 一、课程性质与教学目标 （一）课程性质与任务（需说明课程对人才培养方面的贡献） 《材料成型工艺》是材料成型及控制工程专业的主干课程之一。该课程主要任务是学习液态成型、塑性成型及焊接成型的工艺原理、方法、特点、质量影响因素及其规律、质量控制、适用范围等。学习过程中侧重于实际经验、工程技术及其理论知识的综合应用。通过系统学习，在掌握成型工艺过程基本规律及其物理本质的基础上，学生能够根据不同的零件需求，灵活选择和全面分析成型工艺、完成合理的工艺设计；同时，针对成型过程中出现的质量问题进行科学分析，找到解决措施，消除和减少工件质量缺陷； 本课程以数学、物理、化学、物理化学、力学、金属学与热处理、材料成型原理等作为理论基础，主要应用物理冶金、化学冶金、成形力学理论，系统阐述金属材料成型工艺过程的相关现象及其影响因素、规律、形成机制；同时，还汇总了大量的工程技术经验和实用技术。 通过本课程的学习，可以为材料成型工艺课程设计、金属综合性实验、毕业设计等后续课程学习奠定必要的基础知识。 （二）课程目标（需包括知识、能力与素质方面的内容，可以分项写，也可以合并写） 1. 掌握铸造成型、冲压成型和焊接成型工艺过程所涉及的主要物理原理； 2. 掌握各种成型方法的工艺特点及应用范围，能够根据实际产品需要选择高效、优质低成本的成型工艺方法；
材料成型及控制工程 Materials Molding & Control Engineering 专业代码：080203学制：4年 Program Code:080203Duration：4 years 培养目标： 本专业培养热爱祖国，坚持社会主义道路，适应经济、科技和社会发展需要，在知识、能力、素质各方面全面发展，掌握必需的自然科学、工程技术的基础知识，具有一定人文科学和社会科学素养及创新创业意识，掌握金属/高分子材料成型及控制工程的基础理论、专业知识和基本技能，了解学科与行业发展动态，能在金属/高分子材料成型过程的控制和工艺优化、新材料和新产品的开发和制备、材料成型装备和模具设计以及数值模拟等领域从事科学研究、技术开发及经营管理工作的高级复合型人才。 Educational Objectives: In order to meet the economic, science, technology and social development demands, the talent cultivation in the major pays attention to overall development in knowledge, ability, quality aspects. The students in the major are essentially required for not only mastering basic knowledge in the field of natural science, engineering technology, and human science, social science, innovation and entrepreneurship awareness to a certain extent, but also mastering fundamental theories, professional knowledge and basic skills in the discipline of metal /polymer materials Molding & Control Engineering, and comprehending disciplines and industries development trends. The objectives of talent cultivation in the major is to cultivate the senior comprehensive professional talents who will be equipped with the ability and quality of being engaged in scientific research, technology development and management in the fields of metal/polymer material forming process control and process optimization, new materials and new product development and preparation, material molding equipment and mold design and computer simulation. 毕业要求： №1.工程知识：掌握从事金属/高分子材料成型及控制工程工作所需的数学和其它相关自然科学知识、工程基础理论和专业基本原理、方法和手段，具备一定的企业管理知识，了解专业前沿发展状态和趋势，能解决该领域企业的实际复杂工程问题。 №2.问题分析：能够应用数学、自然科学、专业基本原理、方法和技术手段以及经济管理知识，识别、表达、并通过文献研究分析金属/高分子材料成型及控制中的复杂工程问题，以获得有效结论。 №3.设计／开发解决方案：能够考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素、并能够在设计环节中体现创新意识，针对金属/高分子材料成型及控制领域的复杂工程问题，提供综合解决方案，设计和开发出满足特定需求的金属/高分子成型设备和模具的系统、单元（部件）及其工艺流
材料成型方法 绪论 “材料成型方法”是材料成型及控制工程专业学生的一门重要的技术基础课程，主要研究机器零件的常用材料和材料成形方法，即从选择材料到毛坯或零件成形的综合性课程。通过本课程的学习，可获得常用工程材料及材料成形工艺的知识，培养学生工艺分析的能力，了解现代材料成形的先进工艺、技术和发展趋势，为后续课程学习和工作实践奠定必要的基础。 材料是科学与工业技术发展的基础。先进的材料已成为当代文明的主要支柱之一。人类文明的发展史，是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。如果查看一下诺贝尔物理、化学奖的获得者，不难发现20世纪的物理学家和化学家们曾对材料科学做过一系列的贡献。Laue（1914）发现X光晶体衍射，Guillaume（1920）发现合金中的反常性质，Bridgeman （1946）发现高压对材料的作用，Schockley、Bardeen、Brattain（1956）三人发现了半导体晶体管，Landau（1962）的物质凝聚态理论，Townes（1964）发现导致固体激光的出现，Neel （1970）发现材料的反铁磁现象，Anderson、Mott、van Vleck（1977）研究了非晶态中的电子性状，Wilson（1982）对相变的研究成功，Bednorz、Müller（1987）发现了30°K的超导氧化物，Smaller、Kroto（1996）发现C-60，Kilby（2000）发明第一块芯片，上述物理领域的诺贝尔获奖者的不少工作是直接针对材料的。至于化学家们，可以举出Giauque（1949）研究低温下的物性，Staudinger（1953）研究高分子聚合物，Pauling（1954）研究化学键，Natta、Ziegler（1963）合成高分子塑料，Barton、Hassel（1969）研究有机化合物的三维构象，Heegler、Mcdermild、白川英树（2000）三人发现导电高分子。 近年来，材料科学的发展极为迅速。以钢铁工业为例，2003年，我国钢产量2.2亿t，是世界钢产量9.6亿t的23％，从1890年张之洞创办汉阳铁厂，直到1949年半个多世纪，中国产钢总量只有760万t，不足现在一个大型钢铁厂的年产量。1949年，全国产钢15.8万t，占世界钢产量的0.1％，只相当于现在全国半天的产量。1996年至今，我国钢产量年年超过1亿t，成为世界第一产钢大国。从6000万t增长到1亿t钢，美国经过13年，日本经过6年，中国为7年。这对于我国立足于工业化、现代化的世界，意义重大。但是我国又是一个钢的消费大国，2003年我国钢消费2.67亿t。我国钢厂结构不合理，10%以上的钢是由规模不到50万t以下的小型钢铁企业完成的，70%以上的生产能力是由150万t以下的中小钢铁企业完成的。因此，我国钢铁企业的能耗大，产品品质不高，许多高附加值的优质钢材仍需进口，2003年就进口了3717万t的优质钢材。为此，新一代钢铁材料的主要目标是探索提高钢材强度和使用寿命。经研究证明，纯铁的理论强度应能高于8000MPa，而目前碳素钢为200MPa级，低合金钢（如16Mn）约400MPa级，合金结构钢也只有800MPa级。日本拟于2010年将钢的强度和寿命各提高1倍，2030年再翻一番（即1t钢可相当于现在的4t），这个计划展示了材料挖潜的前景。 类比钢铁，其他材料也有很大潜力可挖。现代材料逐步向高比强度、比模量方向发展。20世纪上半叶，材料科学家利用合金化和时效硬化两个手段，把铝合金的强度提高到700MPa，这样，铝的比强度（强度/密度）达到2.64×106cm，是钢的比强度（0.64×106cm）的4倍有余。要达到同样的强度，铝合金的用量只有钢的1/4，这就是铝合金作为结构材料的极大优势。 美国1980年汽车平均质量为1500kg，1990年则为1020kg。每台车的铸铁用量由225kg 降至112kg，铸铁的比例由15％减至11％；而铝合金由4％增至9％；高分子材料由6％增
目标 本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具 材料成型及控制工程 设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为四个培养模块： （一）焊接成型及控制： 培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。 （二）铸造成型及控制 这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。
（三）压力加工及控制 分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用。 （四）模具设计与制造： 掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。 编辑本段课程设置 由于材料成型与控制包括焊接、铸造、压力加工、模具设计四个方面，每个方面之间差别较大。因而课程开设将依据学校的侧重点而异。 主要课程：高等数学、大学物理、基础外语、马克思主义哲学原理、计算机应用、机械制图、电工电子技术、金属学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CAM基础、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具制造技术等专业基础和专业课程知识等等。
主要实践性教学环节：包括金工实习、机械热加工实习、机械设计课程设计、专业实习、综合设计、毕业设计（论文）等。 主要专业实验：包括材料冶金与成型工艺综合实验、材料成型设备方法综合实验、材料成型自动控制综合实验等。 编辑本段培养特色 本专业涉及的知识面广、信息量大，注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养，使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。另外还注重学生的素质教育，培养富有创新精神的高素质复合型人才。 编辑本段就业去向 本专业具有工学学士、工学硕士和工学博士学位的授予权，学生可以选择进一步深造。学
《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 三、填空（每空0.5分，共26分） 1.( ) ( ) ( ) 2.( ) 3.( ) ( ) 4.( ) 5.( ) ( )6.( ) ( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( ) 10.( )11.( )12.( ) ( ) 13.( ) ( )14.( )15.( ) 16.( ) ( )17.( ) ( ) 18.( )19.( )20.( ) ( ) 21.( ) ( )22.( )23.( ) 24.( )25.( ) ( )26.( ) ( )27.( ) ( )28.( ) 29.( ) ( )30.( )31.( ) ( ) ( )32.( ) ( )
四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序。（6分） 自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 图7手弧焊钢板焊接结构（2分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2分） 修改原因：焊缝集中修改原因：不便于操作 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因：
《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空0.5分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。F 2．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。T 3．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 4．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。T 5．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。T 6．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件
问答题 1、吊车大钩可用铸造、锻造、切割加工等方法制造，哪一种方法制得的吊钩承载能力大？为什么？ 2、什么是合金的流动性及充形能力，决定充形能力的主要因数是什么？ 3、铸造应力产生的主要原因是什么？有何危害？消除铸造应力的方法有哪些？ 4．试讨论什么是合金的流动性及充形能力？ 5. 分别写出砂形铸造,熔模铸造的工艺流程图并分析各自的应用范围. 6.液态金属的凝固特点有那些，其和铸件的结构之间有何相联关系？ 7.什么是合金的流动性及充形能力，提高充形能力的因素有那些？ 8.熔模铸造、压力铸造与砂形铸造比较各有何特点？他们各有何应用局限性？ 9.金属材料固态塑性成形和金属材料液态成形方法相比有何特点，二者各有何适用范围？ 10. 缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？ 11. 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？ 12. 手工造型、机器造型各有哪些优缺点？适用条件是什么？ 13.从铁-渗碳体相图分析，什么合金成分具有较好的流动性?为什么? 14. 铸件的缩孔和缩松是怎么形成的？可采用什么措施防止? 15. 什么是顺序凝固方式和同时凝固方式?各适用于什么金属？其铸件结构有何特点? 16. 何谓冒口，其主要作用是什么？何谓激冷物，其主要作用是什么？ 17. 何谓铸造？它有何特点？ 18. 既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？ 19．金属材料的固态塑性成形为何不象液态成形那样有广泛的适应性？ 20..冷变形和热变形各有何特点？它们的应用范围如何？ 21. 提高金属材料可锻性最常用且行之有效的办法是什么？为何选择？ 22. 金属板料塑性成形过程中是否会出现加工硬化现象？为什么？ 23. 纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？ 24．许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序？ 25. 模锻时，如何合理确定分模面的位置？ 26. 模锻与自由锻有何区别？
一、焊接部分 1.焊接是通过局部加热或同时加压，并且利用或不用填充材料，使两个分离的焊件达到牢固结合的一种连接方法。实质——金属原子间的结合。 2.应用：制造金属结构件；2、生产机械零件；3、焊补和堆焊。 3.特点：与铆接相比1 . 节省金属；2 . 密封性好；3 . 施工简便，生产率高。与铸造相比 1 . 工序简单，生产周期短；2 . 节省金属； 3 . 较易保证质量 4.焊条电弧焊：焊条电弧焊（手工电弧焊）是用电弧作为热源，利用手工操作焊条进行焊接的熔焊方法，简称手弧焊，是应用最为广泛的焊接方法。 5.焊接电弧：焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间稳定放电现象，即局部气体有大量电子流通过的导电现象。电极可以是焊条、钨极和碳棒。用直流电焊机时有正接法和反接法. 6.引弧方式接触短路引弧高频高压引弧 7.常见接头形式：对接搭接角接T型接头 8.保护焊缝质量的措施：1、对熔池进行有效的保护，限制空气进入焊接区（药皮、焊剂和气体等）。2、渗加有用合金元素，调整焊缝的化学成分（锰铁、硅铁等）。3、进行脱氧和脱磷。 9.牌号J×××J-结构钢焊条××-熔敷金属抗拉强度最低值×-药皮类型及焊接电源种类 10.焊缝由熔池金属结晶而成。冷却凝固后形成由铁素体和少量珠光体组成的柱状晶铸态组织。 11.热影响区的组织过热区正火区部分相变区熔合区 12.影响焊缝质量的因素影响焊缝金属组织和性能的因素有焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊接操作方法、焊接接头形式、坡口和焊后热处理等。 13.改善焊接热影响区性能方法：1.用手工电弧焊或埋弧焊焊一般低碳钢结构时，热影响区较窄，焊后不处理即可保证使用。2.重要的钢结构或用电渣焊焊接构件，要用焊后热处理方法消除热影响区。3.碳素钢、低合金结构钢构件，用焊后正火消除。4.焊后不能接受热处理的金属材料或构件，要正确选择焊接方法与焊接工艺。 14.常见的焊接缺陷裂纹夹渣未焊透未熔合焊瘤气孔咬边 15.焊接应力的产生及变形的基本形式收缩变形弯曲变形波浪变形扭曲变形角变形 16.焊接应力与变形产生的原因焊接过程中，对焊件进行了局部不均匀的加热是产生焊接应力与变形。 17.防止和减少焊接变形的措施：可以从设计和工艺两方面综合考虑来降低焊接应力。在设计焊接结构时，应采用刚性较小的接头形式，尽量减少焊缝数量和截面尺寸，避免焊缝集中等。 18.矫正焊接变形的方法机械矫正法火焰加热矫正法 19.坡口：焊件较薄时，在焊件接头处只需留出一定的间隙，用单面焊或双面焊，就可以保证焊透。焊件较厚时，为保证焊透，需预先将接头处加工成一定几何形状的坡口。 20.焊缝位置：熔焊时，焊缝所处的空间位置称为焊接位置。它有平焊、立焊、横焊和仰焊等四种。 21.埋弧自动焊的焊接电弧是在熔剂下燃烧，其引弧，维持一定弧长和向前移动电弧等主要焊接动作都由机械设备自动完成，故称为埋弧自动焊。 22.埋弧自动焊特点：1.生产率高2.焊缝质量好3.节省焊接材料和电能4.改善了劳动条件5.焊件变形小6.设备费用一次性投资较大。但由于埋弧焊是利用焊剂堆积进行焊接的，故只适用于平焊和直焊缝,不能焊空间位置焊缝及不规则焊缝。 23.自动焊工艺：仔细下料、清洁表面、准备坡口和装配点固。 24.气体保护焊：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。按照保护气体的不同，气体保护焊分为两类：使用惰性气体作为保护的称惰性气体保护焊，包括氩弧焊、氦弧焊、混合气体保护焊等；使用CO2气体作为保护的气体保护焊，简称CO2焊。特点：保护气体廉价，成本低；热量集中，焊速快，不用清渣，生产率高；明弧操作，焊接方便；热影响区小，质量好，尤其适合焊接薄板。主要用于30mm 以下厚度的低碳钢和部分合金结构钢。缺点是熔滴飞溅较为严重，焊缝不光滑，弧光强烈操作不当，易产生气孔。焊接工艺规范：采用直流反接，低电压（小于36V）和大电流密度。
材料成型及控制工程专业排名 1 上海交通大学 A+ 9 吉林大学 A 17 浙江大学 A 2 哈尔滨工业大学 A+ 10 天津大学 A 18 四川大学 A 3 清华大学 A+ 11 同济大学 A 19 兰州理工大学 A 4 华南理工大学 A+ 12 西安交通大学 A 20 北京航空航天大学 A 5 西北工业大学 A+ 13 大连理工大学 A 21 武汉理工大学 A 6 北京科技大学 A 14 山东大学 A 22 北京工业大学 A 7 华中科技大学 A 15 郑州大学 A 23 东南大学 A 8 东北大学 A 16 太原理工大学 A 2012年全国大学材料成型及控制工程专业排名： 科别：理工 培养目标：本专业培养具备机械热加工基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。 培养要求：本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事各类热加工工艺及设备设计、生产组织管理的基本能力。 毕业能力： 1．具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力。 2．较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识。 3．具有本专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力。 4．具有本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解科学前沿及发展趋势。 5．具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。 核心课程：机械工程、材料科学与工程。 主要课程：工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD／CAM基础。
1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。按内应力的产生原因，可分为应力和应力两种。 2.常用的特种铸造方法 有：、、、、和 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生而获得毛 坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有、和 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有、和 等。 6.压力加工的基本生产方式 有、、、、和等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受应力，薄壁受 应力。 8.提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生、、和严重氧化等缺陷。所以应该严格 控制锻造温度。 9.板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为； 使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为。 10.拉深件常见的缺陷是和。 11.板料冲压的基本工序分为和。前者指冲裁工序，后者包括、、和。 12.为防止弯裂，弯曲时应尽可能使弯曲造成的拉应力与坯料的纤维 方向。 13.拉深系数越，表明拉深时材料的变形程度越大。 14.将平板毛坯变成开口空心零件的工序称为。 15.熔焊时，焊接接头是由、、和 组成。其中和是焊接接头中最薄弱区域。 16.常用的塑性成形方法 有：、、、、 等。 16.电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局 部加热到塑性或融化状态，然后在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为焊、焊和焊三种型式。
其中适合于无气密性要求的焊件；适合于焊接有气密性要求的焊件；只适合于搭接接头；只适合于对接接头。 1.灰口铸铁的流动性好于铸钢。（） 2.为了实现顺序凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩。（） 3. 热应力使铸件的厚壁受拉伸，薄壁受压缩。（） 4.缩孔是液态合金在冷凝过程中，其收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件内部形成的孔洞。（） 5.熔模铸造时，由于铸型没有分型面，故可生产出形状复杂的铸件。（） 6.为便于造型时起出模型，铸件上应设计有结构斜度即拔模斜度。（） 7.合金的液态收缩是铸件产生裂纹、变形的主要原因。（） 8.在板料多次拉深时，拉深系数的取值应一次比一次小，即 m1>m2>m3…>mn。（） 9.金属冷变形后，其强度、硬度、塑性、韧性均比变形前大为提高。（） 10.提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有效措施。因此，在保证金属不熔化的前提下，金属的始锻温度越高越好。（）11.锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。 （） 12.由于低合金结构钢的合金含量不高，均具有较好的可焊性，故焊前无需预热。（） 13.钢中的碳是对可焊性影响最大的因素，随着含碳量的增加，可焊性变好。（） 14.用交流弧焊机焊接时，焊件接正极，焊条接负极的正接法常用于
（ . . , [ ' 《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 三、填空（每空分，共26分）
1.( ) ( ) ( ) 2.( ) 3.( ) ( ) 4.( ) 5.( ) < ( )6.( ) ( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( ) 10.( )11.( )12.( ) ( ) 13.( ) ( )14.( )15.( ) 16.( ) ( )17.( ) ( ) 18.( )19.( )20.( ) ( ) 21.( ) ( )22.( )23.( ) 24.( )25.( ) ( )26.( ) — ( )27.( ) ( )28.( ) 29.( ) ( )30.( )31.( ) ( ) ( )32.( ) ( ) 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺 序选择自由锻基本工序。（6分） ·
自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 、 图7手弧焊钢板焊接结构（2分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2分） 修改原因：焊缝集中修改原因：不便于操作 ~ 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因： 《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．( 结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合2．过热度相同时，
金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。F 3．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。T 4．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 5．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。T 6．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。T 7．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。F 8．制定铸造工艺图时，铸件的重要表面应朝下或侧立，同时加工余量应大于其它表面。T 9．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或
. 问答题 1、吊车大钩可用铸造、锻造、切割加工等方法制造，哪一种方法制得的吊钩承载能力大？为什么？ 2、什么是合金的流动性及充形能力，决定充形能力的主要因数是什么？ 3、铸造应力产生的主要原因是什么？有何危害？消除铸造应力的方法有哪些？ 4．试讨论什么是合金的流动性及充形能力？ 5. 分别写出砂形铸造,熔模铸造的工艺流程图并分析各自的应用范围. 6.液态金属的凝固特点有那些，其和铸件的结构之间有何相联关系？ 7.什么是合金的流动性及充形能力，提高充形能力的因素有那些？ 8.熔模铸造、压力铸造与砂形铸造比较各有何特点？他们各有何应用局限性？ 9.金属材料固态塑性成形和金属材料液态成形方法相比有何特点，二者各有何适用范围？ 10. 缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？ 11. 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？ 12. 手工造型、机器造型各有哪些优缺点？适用条件是什么？ 13.从铁-渗碳体相图分析，什么合金成分具有较好的流动性?为什么? 14. 铸件的缩孔和缩松是怎么形成的？可采用什么措施防止? 15. 什么是顺序凝固方式和同时凝固方式?各适用于什么金属？其铸件结构有何特点? 16. 何谓冒口，其主要作用是什么？何谓激冷物，其主要作用是什么？ 17. 何谓铸造？它有何特点？ 18. 既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？ 19．金属材料的固态塑性成形为何不象液态成形那样有广泛的适应性？ 20..冷变形和热变形各有何特点？它们的应用范围如何？ 21. 提高金属材料可锻性最常用且行之有效的办法是什么？为何选择？ 22. 金属板料塑性成形过程中是否会出现加工硬化现象？为什么？ 23. 纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？ 24．许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序？ 25. 模锻时，如何合理确定分模面的位置？ 26. 模锻与自由锻有何区别？ . . 27．板料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些？ 28. 间隙对冲裁件断面质量有何影响？间隙过小会对冲裁产生什么影响？ 29. 分析冲裁模与拉深模、弯曲模的凸、凹模有何区别？ 30. 何谓超塑性？超塑性成形有何特点？ 31、落料与冲孔的主要区别是什么？体现在模具上的区别是什么？ 32、比较落料或冲孔与拉深过程凹、凸模结构及间隙Z有何不同？为什么？
材料成型及控制工程 材料成型及控制工程这个专业的就业前景 材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计算机等多学科交叉融合的工程技术专业，主要研究金属材料、非金属材料、超导材料、微电子材料及特殊功能材料的成型设备与工艺、成型过程的自动化与智能控制、质量检测和可靠性评价等。随着各种新材料在各行各业中的广泛应用，加之我国新材料行业的产业结构调整与材料成型设备新技术的发展紧密相关，因此对既有材料科学知识，又能掌握材料成型设备设计和制造技术的高级科技人才的需求将有所增加。 材料成型及控制工程专业作为机械工程、材料工程、计算机应用技术相结合的宽口径高技术专业，培养工程材料、材料成型、模具设计与制造、计算机应用等领域内的高级工程技术人才。该专业包含材料成型工程、模具设计与制造多个方向。 材料成型工程是制造业的基础，是各类产品制造的先行和必备工序;模具工程是衡量一个国家工艺水平的重要标志，模具技术人才的社会需求量极大。本专业的学生应掌握机械工程、材料科学与工程、计算机应用技术等相关领域的基本原理、基本技能、基本工作能力，本专业的毕业生应能在机械、材料、模具、电子电器、检测、工业管理、技术贸易等领域内的大中型企业、科研及设计部门中胜任新材料设计开发、材料成型工艺设计、材料的检测与质量控制、模具设计与制造、热处理与表面处理、计算机应用、企业信息化，以及管理、教学、技术贸易和其它技术工作。 材料成型及控制工程专业毕业生就业前景非常好,就业领域宽,可在机械、电子、电器、汽车、仪器仪表、能源、交通、航空航天等行业内从事材料和产品的研究与开发、工艺设计、模具设计与制造、质量检测、经营销售及管理工作或在相关的研究部门和高校从事科技研究和教学。
树脂基复合材料成型工艺介绍（1）：模压成型工艺 模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。模压成型工艺的主要优点：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。 模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。 模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种：①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行，用途广泛。根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。③织物模压法将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。⑤缠绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。⑥片状塑料（SMC）模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。
浅谈我对材料成型及控制的认识在大学里，我学的专业是材料成型及控制工程。很多人会以为这是一个材料系的专业，其实不是，它是属于机电学院的。高考填报志愿的时候，虽然专业是我自己选的，但是当时了解得也并不多，只是有个粗略的了解。经过一年的学习，现在对这个专业有了更深的了解。 我们这个专业的培养目标是：培养具备金属、塑料等材料的产品、工艺与模具方面的知识，能运用计算机技术进行产品、工艺与模具的设计、运用数控加工技术进行成型模具的制造，能从事产品及模具的试验研究、生产管理、经营销售等方面的高级工程技术人才。培养具备材料加工基本原理、计算机控制及信息学科的知识和技能，掌握材料加工成形过程的自动化与人工智能、专家信息系统的建立与开发、机械零件及工模具的计算机辅助设计与制造、新材料制备与加工、先进成形加工技术与设备、材料组织与性能的分析及控制等专业知识，能够从事材料加工、计算机和信息技术应用领域的产品和技术开发、设计制造、质量控制、经营管理等方面的高级工程技术人才。 材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。
材料成型及控制工程专业是一个大专业，它的专业知识包含了一般机械加工厂中的所有热加工车间的技术知识。我校的材料成型及控制工程专业有四个发展方向，即铸造、锻压、焊接及塑料成型。个人来讲，我对铸造成型比较感兴趣，对铸造也有更深的了解。 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。 铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。 铸造工艺通常包括：①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金； ③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处
一．铸造成型 1.1收缩：铸造合金在液态、凝固态和固态的冷却过程中，由于温度降低而引起的体积减小的现象，称为收缩。 缩松缩孔：铸件在冷却和凝固过程中，由于合金的液态和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部分出现空洞。容积大而集中孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 影响缩孔和缩松的因素及防止措施： 因素：浇筑温度，合金的结晶范围，铸型的冷却能力越大 防止措施：用顺序凝固方法 1.1.5铸造应力怎么产生的： 铸件凝固后在冷却过程中，由于温度下降将继续收缩。有些合金还会发生固态相变而引起收缩或膨胀，这导致铸件的体积和长度发生变化，若这种变化受到阻碍，就会在铸件内产生应力，称为铸造应力。 1.2砂型铸造 剖面示意图：上型下型，明冒口，出气冒口，浇口杯，型砂，砂箱，直浇道，横浇道，暗冒口，内浇口，型腔，型芯，分型面。 工艺流程！ 1.3金属型铸造 金属型铸造又称硬模铸造，它是将金属液浇入金属型中，以获得金属铸件的一种工艺方法。（永久型铸造） 1.4熔模铸造：熔模铸造又称失蜡铸造，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法。熔模铸造工艺（重点） 1.5压力铸造：在高压作用下，使得液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模型腔，并在压力下成形和凝固。 1.6铸造工艺设计 1.6.2铸件结构的工艺性。 1.铸造结构形式：结构外形应方便起模，尽可能减少和简化分型面，铸件的内腔应尽量不用或少用型芯。 2.合理的铸件壁厚：铸件壁厚过小，易产生浇不到、冷隔等缺陷；壁厚过大，易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。壁厚应均匀。 3.铸件壁的链接：连接处或者转角处应有结构圆角。，厚壁与薄壁间的链接要逐步过渡。 4.铸件应尽量避免有过大的平面 1.6.4型芯设计的作用是形成铸件的内腔、孔洞、形状复杂阻碍取模部分的外形以及铸型中有特殊要求的部分。 1.6.5浇注系统设计：浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道。 金属型的浇筑位置一般分为三种：顶注式、底注式和侧注式。 基本要求： 1.防止浇不足缺陷 2．液态金属平稳地流入型腔 3.能把混入合金液中的熔渣挡在浇筑系统中 4能够合理地控制和调节铸件各部分的温度分布，减少或消除缩松缩孔 5.结构简单，体积小