材料成型技术教学大纲

《材料成型技术》教学大纲 大纲说明 课程代码：3335006 总学时：48学时（讲课42学时，实验6学时） 总学分：3 课程类别：专业模块选修课 适用专业：机械设计制造及其自动化专业 预修要求：工程图学、机械工程材料、机械设计、材料力学

一、课程的性质、目的、任务： 本课程将理论与工艺一融为一体，首先对整个材料的加工过程作综合描述，进而引出材料成型所涉及的一些基本问题，并简要介绍其发展现状。然后阐述材料成型所涉及的若干共性理论问题，包括液态金属的凝固理论、材料成型的热过程、塑性成型的物理、力学基础等，最后分别介绍了各种材料成型的工艺方法、过程分析、技术要点及相关的工艺设备和模具等。通过本课程的学习，使学生掌握材料凝固成型、塑性成型、焊接成型的理论和基本工艺。对塑料成型、粉末成型、表面成型做一般了解。 二、课程教学的基本要求： 本课程以课堂讲授为主；每章布置作业，以巩固和加深对基本原理的理解和应用。实验的主要内容是了解材料成型的工艺、工装（模具）。 考核形式为笔试，总评成绩将参考平时作业（占5%）和实验情况（占5%）。 三、大纲的使用说明：

大纲正文 第一章 绪论 学时：2学时（讲课2学时） 本章讲授要点：了解材料成型技术的基本方法、基本问题和发展现状，了解学习本课程的意 义。 重点：成型技术的基本方法 难点：

第二章 材料凝固理论 学时：6学时（讲课6学时） 本章讲授要点：了解凝固过程中的热力学计算方法，凝固理论在铸造、焊接工艺中的应用。 重点：热力学计算及在铸造、焊接工艺中的具体应用。 难点：热力学计算 第一节 材料凝固概述 第二节 凝固的热力学基础 第三节 形核 第四节 生长 第五节 溶质再分配 第六节 共晶合金的凝固 第七节 金属及合金的凝固方式 第八节 凝固成型的应用 习题：课外补充4-6题

第三章 材料成型热过程 学时：4学时（讲课4学时） 本章讲授要点：了解材料加热热效率的计算方法，学会分析温度场。 重点：热效率的计算方法，分析温度场。 难点：分析温度场。 第一节 材料成型热过程的基本特点 第二节 材料加热过程的热效率 第三节 温度场 第四节 焊接热循环 习题： 课外补充3-5题

第四章 塑性成型理论基础 学时：6学时（讲课6学时） 本章讲授要点：从金属学角度分析材料塑性变形对性能的影响，根据屈服准则分析材料的塑性变形力学条件。 重点：塑性变形对材料性能的影响。材料应力、应变状态分析，屈服准则的应用。 难点：塑性变形对材料性能的影响。材料应力、应变状态分析，屈服准则的应用。第一节 金属冷态下的塑性变形 第二节 金属热态下的塑性变形 第三节 应力状态和应变状态分析 第四节 屈服准则 第五节 应力状态对塑性和变形抗力的影响 第六节 真实应力-应变曲线 习题： 课外补充3-5题

第五章 凝固成型技术 学时：4学时（讲课4学时） 本章讲授要点：了解凝固成型的方法及凝固件的结构设计要点。 重点：凝固成型件的结构设计 难点：凝固成型件的结构设计 第一节 凝固成型用金属材料 第二节 液态金属的获得 第三节 凝固成型方法 第四节 凝固成型件的结构设计 习题：课外补充3-5题

第六章 塑性成型技术 学时：8学时（讲课4学时，实验4学时） 本章讲授要点：以板料成型中的冲裁、拉深、弯曲模，体积成型中的自由锻、模锻为主，介绍其工艺参数的制订方法及模具结构设计。 重点：成型工艺参数的确定方法，模具结构设计。 难点：模具结构设计 第一节 板料成型方法及其模具设计 第二节 体积成型方法及其模具设计 习题：课外补充3-5题 第七章 焊接成型技术 学时：4学时（讲课4学时） 本章讲授要点：了解常用焊接方法与焊接工艺 重点：了解常用焊接方法与焊接工艺。 难点：焊接工艺 第一节 典型弧焊方法 第二节 压力焊及弧焊 第三节 常用金属材料焊接 第三节 焊接力学 习题：课外补充3题

第八章 表面成型及强化技术 学时：4学时（讲课4学时） 本章讲授要点：了解表面成型方法和具体的应用范围 重点：了解表面成型方法和具体的应用范围 难点： 第一节 金属表面的物理化学特点 第二节 金属的表面失效 第三节 热喷吐及表面堆焊成型 第四节 表面强化原理及应用 习题：课外补充3题

第九章 粉末合金及陶瓷成型技术 学时：4学时（讲课4学时） 本章讲授要点：了解粉末合金、陶瓷材料的特点、应用及成型方法。 重点：了解粉末合金、陶瓷材料的特点、应用。 难点： 第一节 粉末合金及陶瓷成型过程概述 第二节 原材料加工 第三节 粉末成型 第四节 烧结 第五节 粉末合金及陶瓷成型技术的新发展

第十章 塑料成型技术 学时：6学时（讲课4学时，实验2学时） 本章讲授要点：了解塑料成型工艺参数的计算、塑料成型模具的设计。 重点：塑料成型工艺参数的计算、塑料成型模具的设计。 难点：塑料成型模具的设计 第一节 塑料的组成、分类及主要成型方法 第二节 塑料成型理论基础 第三节 注射成型及其模具 第四节 塑料的焊接 本课程对学生自学的要求： 本课程的教学内容包括是理论与工艺两部分，从理论方面来看，设计金属学、热力学、塑性力学等方面的知识，比较难，要求学生课后认真复习，完成习题，巩固知识。工艺方面包括的范围广，而课本中的内容比较笼统，要求学生能够查阅有关资料、文献，拓宽知识面，另外认真完成实验非常重要。 课时数分配表：

序 号 内 容 讲 课 实 验 上 机 小 计 1 绪论 2 2 2 材料凝固理论 6 6 3 材料成型热过程 4 4 4 塑性成型理论基础 6 6 5 凝固成型技术 4 4 6 塑性成型技术 8 7 焊接成型技术 4 4 8 表面成型及强化技术 4 4 9 粉末合金及陶瓷成型技术 4 4 10 塑料成型技术 4 2 6 合 计 42 6 48

总计：讲课42，实验6。 考核方式与要求： 1、期末笔试占90%，实验占5%，平时成绩（按作业情况、出勤情况、课上讨论等方面评定）占5%。 3、单项成绩低于各自的50%或上课缺席、作业缺交超过学校规定者，不能参加期末考核，作不及格处理。 推荐教材与参考书目： 推荐教材： 1、普通高等教育机电类规划教材，材料成型技术基础，西安交通大学 ，陈金德北京：机械工业出版社， 参考书目： 1、王寿彭主编.铸件形成理论及工艺基础.西安：西北工业大学出版社，1994 2、罗子健主编.金属塑性加工理论与工艺. 西安：西北工业大学出版社，1994 3、曹宏深，赵仲治主编.塑料成型工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社，1993 4、曾乐. 现代焊接技术手册.上海：上海科学技术出版社，1993 5、陈学定. 表面涂层技术.北京：机械工业出版社，1994 《材料成型技术》实验大纲 一、总则 1.本大纲的适用范围 1) 本大纲相关的课程名称及课程属性 本实验大纲属《材料成型技术》课程实验，《材料成型技术》是机械制造及其自动化专业本科学生的专业模块课。 2) 本大纲的适用范围 机械制造及其自动化专业本科学生在完成《材料成型技术》课程实验时使用。 3) 实验总时数 总时数6学时 2.本大纲的实验目的和要求 《材料成型技术》是一门理论性、实践性很强的课程，通过实践，才能巩固、应用所学理论，增强对材料成型工艺设计的理解；培养学生工程意识和实际设计能力，培养学生对专业的认识和热情。 要求学生实验前认真准备，实验时积极思考，实验后认真总结提高，并按要求上交实验结果及相关材料。 3.本实验课程的重点和内容 1）拉深实验 2）模锻实验 3）注射成型实验 4.本大纲所需实验设备 杯突实验机（或板材性能实验机），液压机，电阻炉，注射机，实验用各种模具（3套）

二、实验项目及学时安排 1.实验项目一 拉深实验 1) 实验类型 综合性实验 2) 实验开设属性 必开实验 3) 学时数 2 4) 实验目的 测定材料的极限拉深系数，了解凹模圆角半径、压边力对极限拉深系数的影响 5) 实验要求 测定一种材料（A3）的极限拉深系数；定性分析凹模圆角半径、压边力对拉深力、极限拉深系数的影响，绘出拉深力、压边力的变化曲线。 2.实验项目二 模锻实验 1) 实验类型 综合性实验 2) 实验开设属性 必开实验 3) 学时数 2 4) 实验目的 了解模具结构、材料形状对环形锻件质量的影响。 5) 实验要求 写出实验结果（哪种情况锻件出现裂纹、哪种没有出现裂纹），分析锻件产生裂纹的原因，写出改进方法。 3.实验项目三 注射成型实验 1) 实验类型 综合性实验 2) 实验开设属性 必开实验 3) 学时数 2 4) 实验目的 了解塑料件注射成型时，工艺参数（压力：合模，顶出，注射，保压；塑料温度；时间：注射，保压，顶出）对塑料件质量的影响，学会如何调节注射成型工艺参数 5) 实验要求 写出实验用塑料件的最佳工艺参数，综合分析工艺参数（压力：合模，顶出，注射，保压；塑料温度；时间：注射，保压，顶出）对塑料件质量的影响。