1.1 零件的成形原理

快速成形技术现代成形理论是研究所有产品制造的成形方式，即研究将成形材料有序地组织成具有确定外形和特定功能的三维实体的科学，建立起产品制造的理论模型。

根据工艺可以将产品成形的过程分为如下四种：1.受迫成形成形材料受到压力的作用而成形的方法，如金属材料成形的冷冲压成形、锻压成形、挤压成形以及铸造成形等。

2.去除成形这是人类从制作工具到现代化生产一直沿用的主要成形方法，如刀具切削加工、磨削加工、电火花加工等。

3.离散/堆积成形与传统制造不同，离散/堆积成形从零件的CAD实体模型出发，通过软件分层离散和数控成形系统，用层层加工的方法将成形材料堆积而形成实体零件。

4.生长成形生长成形或称仿生成形是指模仿自然界中生物生长方式而成形的方法。

快速成形技术是基于离散/堆积思想和数字化的新型成形技术，它突破了传统的加工方式，不需机械加工设备即可快速地制造形状极为复杂的工件，被认为是近20年制造技术领域的一次重大突破。

快速成形技术是当前世界上先进的产品开发与快速工具制造技术，对制造企业的模型、原型及成型件的制造方式正产生深远的影响。

1.1快速成形技术1.1.1快速成形技术原理快速成形（RP，Rapid Prototyping）技术又称快速原型制造，诞生于20世纪80年代后期，至今已有20多年的历史，是基于材料堆积法的新型制造技术。

快速制造技术集机械工程、计算机辅助制造（CAD）、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学等于一身，可以自动、直接、快速、精确地将计算机上设计的模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供一种高效低成本的实现方法。

Terry Wohlers和美国制造工程师协会（SME）对RP技术进行了定义[]：RP系统依据三维CAD模型数据、CT（计算机断层扫描，computer tomography）和MRI(核磁共振成像，magnetic resonance imaging)扫描数据和由三维实物数字化系统创建的数据，把所得数据分成一系列二维平面，又按相同序列沉积或固化出物理实体。

机械制造基础课程思政的探索0引言当代是信息技术爆炸，知识飞速更新的时代，传统的机械理论体系比较成熟，课堂形式更加倾向于基本知识点的讲解。

这种形式的课堂组织容易显得单调，内容缺乏趣味性，不容易吸引学生的注意力；另一方面，由于部分知识点理论性比较强，在讲解中插入课程思政元素难以做到无违和融入，思政点容易流于表面，难以引起学生的认同，无法做到在潜移默化中达到思想教育的效果。

在本学科的教学实践探索中，课题探索将不同学科领域的相关知识、故事等融入教学，与教学内容和课程思政有机结合，拓展知识边界，引起学生的好奇心，在吸引学生注意力的同时使学生对思政元素产生认同，真正达到课程思政的教学目标。

1.课程思政概述党的十八大以来，高校思想政治教育工作已经上升为国家战略层面的重要工作。

“课程思政”是高校以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以习近平总书记关于教育工作的重要论述为根本遵循，将社会主义核心价值观融入高校课程、落实立德树人根本任务的重要举措。

“课程思政”的实质是一种“课程承载思政，思政寓于课程”的有人理念和方法。

“课程思政"要求高校所有课程都承担育人工作，构建高校课程体系合力机制，落实高校全员育人、全程育人和全方位育人的“三全有人”任务[1-5]。

1.1课程思政方法（1）课程思政的“分类推进”方法课程思政体系建设要遵循教育教学规律、思想政治教育规律和学生成人成才发展规律，需要考虑不同类型课程的特点和学科价值体现课程思政的系统性、引领性和针对性[6-9]。

不同学科门类的课程思政推进措施如图1-1所示[6-10]。

图1-1课程思政分类推进（2）课程思政的实施方法课程思政有多种实施方法，几种主要的方法如表1-1所示[6-10]。

表1-1课程思政的实施方法2.机械制造基础教学分析机械制造基础是一门学科基础课程，是所有制造类课程的基础。

本课程主要讲解机械制造相关的原理、过程，方法、装备等，为后续制造类课程的学习以及学生学习CAD/CAM/CAPP、特种加工等方面知识打下坚实基础。

机械加工方法一、零件成形原理分类：按原材料或毛坯加工成零件过程中，质量m的变化可分为：减材成形；等材成形；增材成形；1、减材成形减材成形是目前零件的主要加工方法，有两大类：切削加工：通过刀具和工件之间的相对运动及相互作用力的作用实现材料去除。

如：车、铣、刨、磨、钻、镗等。

特种加工：利用电能、光能或化学能等方法完成材料的去除。

如：电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工、高压水射流、磁流变抛光等。

2、等材成形成形前后，主要是形状发生变化，质量基本不变。

如：铸造、锻造、模具成形、冲压成型。

3、增材成形传统工艺：电镀、化学镀、喷涂等。

新工艺：3D打印（如：光固化、选择性激光烧结/熔化、熔融沉积法等）增材制造新工艺优点：1)可成型任意复杂形状零件；2)快速制造出原型可供设计评估、投标或展示；3)与快速精铸、快速模具制造技术结合，可为大小批量生产服务。

二、零件表面成形方法（1）轨迹法（描述法）（2）成形法（仿形法）（3）相切法（旋切法）（4）展成法（范成法）三、切削加工方法1、车削（1）运动构成：工件旋转（主运动），车刀在平面内做直线或曲线运动（进给运动）。

（2）加工精度：一般IT8~IT7，Ra=6.3~1.6μm。

精车IT6~IT5，Ra=0.4~0.1μm。

（3）加工特征：各种回转面，如孔、外圆、内圆、端面、锥面、螺纹表面、滚花面、退刀槽等。

（4）车床分类按主轴位置：卧式车床、立式车床。

按刀架数量：单刀架车床，双刀架车床。

立式车床刚性好，能长期保持机床精度，适用于加工径向尺寸大轴向尺寸相对较小的大型和重型零件如各种盘、轮类零件。

2、刨削（1）运动构成：牛头刨床主运动是刀具水平往复直线运动，工件做横向间歇进给运动。

龙门刨床主运动是工件做水平往复直线运动，刀具做横向间歇进给运动。

（2）加工精度：IT8~IT7，Ra=3.2~1.6μm直线度0.04~0.08mm/m （3）加工特征：可加工平面、沟槽等。

零件的成形方法
零件的成形方法通常包括以下几种：
1. 切削加工：通过车、铣、磨、刨、钻、镗等传统切削加工方法，利用刀具去除材料。

2. 铸造：通过将熔融的金属倒入模具中，待其冷却凝固后形成零件。

3. 锻造：通过加热和加压金属块，使其变形并形成所需的形状。

4. 注塑：通过将塑料注入模具中，在高温和压力下使其熔化并填充模具，冷却后形成零件。

5. 冲压：通过使用压力机将金属板材在模具中冲压成所需形状。

6. 快速成形：通过堆积材料逐层打印出零件，通常使用粉末状或液态材料。

7. 激光切割：通过高能激光束切割金属板材或薄膜，可实现高精度的加工。

8. 电子束加工：通过电子束在高能状态下轰击材料表面，实现高精度的加工。

9. 电火花加工：通过电极与工件之间的放电腐蚀作用去除材料，可加工硬质合金等高硬度材料。

10. 线切割：通过细线在工件表面进行切割，可加工精密零件和模具。

以上是零件成形的常见方法，根据不同的材料、形状和精度要求，可以选择适合的加工方法。

一、实验名称：选择性激光烧结快速成型工艺实验SLS成型技术开辟了不用任何刀具而迅速制作各类零件的途径，并为用传统方法不能或难于制造的零件或模型提供了一种崭新的制造手段，SLS技术的特点归纳起来主要有以下几点：（1）过程与零件复杂程度无关，是真正的自由制造，这是传统方法无法比拟的。

SLS 与其它RP不同，不需要预先制作支架，未烧结的松敞粉末作为自然支架，SLS可以成型几乎任意几何形状的零件，对具有复杂内部结构的零件特别有效。

（2）技术的高度集成，它是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术的综合集成。

（3）生产周期短，由于该技术是建立在高度集成的基础上，从CAD设计到零件的加工完成只需几小时到几十小时，这一特点使其特别适合于新产品的开发。

（4）与传统工艺方法相结合，可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能，为传统制造方法注入新的活力。

（5）产品的单价几乎与批量无关，特别适合于新产品的开发或单件、小量零件的生产。

（6）材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、蜡等材料的零件。

特别是可以制造金属零件。

这使SLS工艺颇具吸引力。

成型材料是SLS 技术发展和烧结成功的一个关键环节,它直接影响成型件的成型速度、精度和物理、化学性能，影响成型工艺和设备的选择以及成型件的综合性能。

因此，国内外有许多公司和研究单位加强了这一领域的研究工作,并且取得了重大进步。

从理论上讲任何受热粘结的粉末都有被用作 SLS 原材料的可能性。

原则上这包括了塑料、陶瓷、金属粉末及它们的复合材料。

目前SLS材料主要有塑料粉（PC、PS、ABS）、蜡粉、金属粉、表面覆有粘结剂的覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉及覆膜砂等。

（7）应用面广，由于成型材料的多样化，使得SLS 适合于多种应用领域，如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型壳和型芯等。

（8）高精度，依赖于使用的材料种类和粒径、产品的几何形状和复杂程度，该工艺一般能够达到工件整体范围内±（0.05-2.5）mm 的公差。

零件的成形原理嘿，朋友们！今天咱就来唠唠零件的成形原理。

你看啊，这零件成形就跟咱包饺子似的。

面粉就是那原材料，通过各种手段，就变成了一个个形状各异的饺子。

零件也是这样，原材料在各种工艺的“魔法”下，就有了它们该有的样子。

比如说铸造吧，那简直就是给材料来个大变身。

把液态的金属啊啥的，倒进模具里，等它冷却凝固，嘿，一个新零件就出来了。

这就好像是捏橡皮泥，你想让它变成啥样，就找个合适的模具，一压一按，妥了！还有锻造呢，就跟打铁似的。

把材料放在火里烧得红彤彤的，然后拿大锤子使劲敲，把它敲成我们想要的形状。

这多像咱揉面团啊，得使劲揉，把它揉得筋道，才能做出好吃的饺子皮。

再说说冲压，那速度，可快了！“咔嚓”一下，一个零件就出来了。

这感觉就像是切菜，一刀下去，整整齐齐的。

那注塑呢，就像是做蛋糕。

把材料融化了，挤进模具里，等它冷却了，一个塑料制品就诞生啦。

这些成形原理各有各的妙处，各有各的用处。

没有它们，咱生活中的那些机器、设备能这么好用吗？那肯定不能啊！你想想，要是没有铸造，那些复杂形状的零件咋整？要是没有锻造，那些需要高强度的零件咋来？要是没有冲压，那些大量生产的零件得费多大劲？要是没有注塑，那些轻巧的塑料制品从哪来？咱生活中的好多东西都离不开这些零件的成形原理啊。

汽车能跑起来，飞机能飞上天，手机能这么智能，不都是因为有了这些厉害的技术嘛！所以说啊，这零件的成形原理可太重要啦！它们就像是幕后的英雄，默默付出，让我们的生活变得更加美好。

咱可得好好感谢这些技术，感谢那些研究和使用这些技术的人。

下次你再看到一个精美的零件，可别就只觉得它好看，得想想它是怎么来的，这里面可是包含了无数人的智慧和努力呢！怎么样，是不是觉得很神奇？是不是对这些原理有了更深的认识？那就对啦！这就是零件成形原理的魅力所在啊！。

材料成形基本原理
材料成形是指通过各种加工手段将原材料加工成所需形状和尺寸的工件的过程。

在工程制造中，材料成形是非常重要的一环，它直接影响着工件的质量、精度和性能。

材料成形的基本原理包括塑性变形原理、断裂原理和变形加工原理。

塑性变形原理是材料成形的基础。

在塑性变形过程中，材料会发生形状和尺寸
的变化，而且在去除外力之后，材料还能保持新的形状和尺寸。

这是因为在塑性变形时，材料内部的晶粒会发生滑移和再结晶，从而使材料发生塑性变形。

塑性变形原理是材料成形中最常见的一种原理，例如锻造、轧制、挤压等加工过程都是基于塑性变形原理进行的。

断裂原理是指在材料成形过程中，如果外力超过了材料的强度极限，就会导致
材料发生断裂。

断裂原理在材料成形中是需要避免的，因为材料的断裂会导致工件的废品率增加，甚至会影响到生产安全。

因此，工程制造中需要根据材料的性能来选择合适的成形工艺，以避免材料断裂。

变形加工原理是指通过施加外力使材料产生塑性变形，从而得到所需形状和尺
寸的工件。

变形加工原理包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等加工方式，这些加工方式都是通过施加外力使材料产生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的工件。

变形加工原理在工程制造中是非常常见的，例如拉伸成形可以制备金属丝、板材等，压缩成形可以制备轴承零件、汽车零件等。

综上所述，材料成形的基本原理包括塑性变形原理、断裂原理和变形加工原理。

这些原理在工程制造中起着非常重要的作用，只有充分理解和掌握这些原理，才能够更好地进行材料成形工艺的设计和优化，从而提高工件的质量和性能。

机械制造中成形制造的原理机械制造中的成形制造是指通过对材料进行加工和形变，使其获得所需的形状和尺寸的一种制造方法。

它是制造业中最为常见和常用的一种生产方法，广泛应用于各个领域。

成形制造可以实现从简单的零部件到复杂的产品的制造，具有高效、灵活、经济等优点。

成形制造的原理主要包括材料塑性变形原理、力学原理和热力学原理。

材料塑性变形原理是成形制造的基础。

材料在受到外力作用时，会发生塑性变形，即原来的形状和尺寸发生改变。

在成形制造中，通过施加力和形变，使材料发生塑性变形，从而使其获得所需的形状和尺寸。

常见的塑性变形方式有挤压、拉伸、冲压、压铸等。

力学原理是成形制造的关键因素。

在成形制造过程中，通过合理的施力方式和施力位置，使材料实现所需的变形。

常见的施力方式包括压力、剪力、拉力等。

施力位置的选择也非常重要，不同的位置对材料的变形有着不同的影响。

通过掌握力学原理，可以合理地设计成形工艺和成形工装，使成形制造更为有效和高效。

热力学原理在一些特殊的成形制造中起着重要作用。

材料的塑性变形和流动性往往与温度有关。

通过加热材料，可以降低材料的流动阻力，提高成形质量。

常见的热力学成形制造方法包括热挤压、热拉伸、热压铸等。

同时，在一些冷加工过程中，也可通过控制材料的温度来实现更好的成形效果。

成形制造的过程主要包括以下几个步骤：材料的准备、成形加工、成形检验和后续处理。

材料的准备包括选择合适的原材料和材料的预处理，使其具备成形所需的性能。

成形加工通过施加力和形变，使材料发生塑性变形，获得所需的形状和尺寸。

成形检验是对成形过程进行检查和测试，确保产品质量符合要求。

在成形制造后，还需要进行后续处理，例如清洗、热处理、表面处理等，以提高产品的性能和质量。

总之，成形制造是机械制造中常见和重要的一种制造方法，它通过对材料进行加工和形变，使其获得所需的形状和尺寸。

成形制造的原理包括材料塑性变形原理、力学原理和热力学原理。

通过合理地应用这些原理，可以设计出高效、灵活和经济的成形工艺和成形工装，实现各种产品的制造。

锻造制度下的零件成形机理研究随着工业化进程的不断发展，各行各业都在不断追求更高的生产效率和更强的产品品质。

而在机械加工行业中，零件成形机理的研究就显得尤为重要。

因为只有深入了解零件成形机理，才能够更好地定制零件成型设备，提高生产效率和产品品质。

锻造制度是制造业中常用的一种工艺，它利用模具将金属材料加工成所需的形状。

而在锻造制度下的零件成形机理研究中，我们需要深入探讨的是材料的变形机理和重要参数的影响。

下面我们将结合实例，详细探讨一下这方面的内容。

1.材料的变形机理材料的变形机理是零件成形的核心内容，也是锻造制度下的零件成形机理研究中非常重要的一部分。

具体而言，材料的变形机理指的是在外力作用下材料如何发生变形，产生什么样的形变和变形规律。

下面，我们以点焊机上的焊钳来举例说明。

点焊机焊钳的变形机理主要依靠变形量、变形速率和形变温度三个重要参数。

其中，变形量是指在外力作用下，焊钳实际上发生的形变量；而变形速率则是指这种形变量随着时间的变化速率；形变温度则是指焊钳在变形过程中产生的温度变化。

2.重要参数的影响除了材料的变形机理外，锻造制度下的零件成形机理研究同样需要重视各个参数的影响。

这里，我们以铸造中砂心结构对铸件成形的影响来举例说明。

砂心结构是指在铸造中使用的一种空心模具，它能够有效地控制铸件的成形过程。

砂心结构的几何形状、大小和数量会直接影响铸件的形状、质量和机械性能。

因此，在锻造制度下的零件成形机理研究中，我们需要深入研究砂心结构对零件成形的影响，以优化生产工艺和提高产品品质。

总之，锻造制度下的零件成形机理研究是机械加工行业中非常重要的一部分。

我们需要深入探究材料的变形机理和各个参数对零件成形的影响，以进行合理的设备定制和生产流程调整。