材料成形技术基础课件（江树勇）讲义.docVIP

《机械制造基础》——铸造成形理论基础 讲义 张艳秋 导论 提问： 1．什么是“材料”？“材料”与人类生活、生产的关系？与人类历史发展的关系？ 答：材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格，如炸药、固体火箭推进剂，一般称之为“含能材料”，因为它属于火炮或火箭的组成部分。材料与人类的生产和生活是息息相关的。材料是人类文明，社会进步，科技发展的物质基础和技术先导。人类的历史实际上就是一部材料不断进步发展的历史。正是在历史发展过程中以及与此相联系的人类知识和经验的增长过程中，材料的使用才得以发展。可以说，材料的发展与类文明的进步是相辅相成的，每一次重大科技的诞生，往往是以材料领域的突破为基础的。没有材料科学的一步步发展，就没有人类今天的灿烂文明。 2．什么是“工具”？“工具”是怎么来的？“工具”的制造方法？ 答：原指工作时所需用的器具，后引申为达到、完成或促进某一事物的手段。它可以是机械性，也可以是智能性的。大部分工具都是简单机械。材料加工中将使用的刀具、量具、模具等加工器具总称为工具。工具是用智慧人类采用各种材料做出来的。工具的发展经历了石器时代——陶器时代——青铜磊时代——铁器时代这样一个漫长的发展过程。其制造方法也从最原始的手工制作发展到了现代的机械化制造。 引出《机械制造基础》这门课的作用 机械制造基础就是讲解“工具”制造方法的一门学科。这门课包括两部分，《材料成形技术基础》和《机械制造工艺基础》。其中《材料成形技术基础》是讲述如何将原始材料加工成用于制造工具的毛坯或零件的工艺技术，而《机械制造工艺基础》则是讲述如何将原材料或毛坯加工成直接用于装配的零件的工艺技术。因为前者多数情况下都是在加热状态下进行的，通常我们将其称为热加工，而后者因为多数情况下是在常温下进行的。我们将其称为冷加工。 提出材料成形工艺的概念，在国民经济中的地位。 材料成形工艺就是将原材料成形成具有一定形状和尺寸的毛坯或零件的工艺技术。材料成形技术在工业生产的各个部门和行业都有应用，尤其对于制造业来说更是具有举足轻重的作用。材料成形技术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。从我们最熟悉的交通工具——轿车的构成来看，发动机中的缸体、缸盖、活塞等一般都是铸造而成的，连杆、传动轴、车轮轴等是锻造而成的，车身、车门、车架、油箱等是经冲压和焊接制成的。车内饰、仪表盘、车灯罩、保险杠等是塑料成形制件，轮胎是橡胶成形制件。因此，可以毫不夸张地说，没有先进的材料成形技术，就没有现代制造业。 讨论： 1．关于“材料及其分类”； 2.．关于“材料成形方法”； 3．关于“历史”； 4. 关于“现状、发展趋势” 第1章 铸造成形技术 绪 一．铸造方法的定义： 将液态金属材料熔化成液态后，浇注入与拟成形的零件形状及尺寸相适应的模型空腔（称铸型）中，待其冷却凝固后获得具有一定形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 二．优点及缺点： 优点：①成形能力强 能够制造形状复杂的铸件，尤其是能制造具有复杂内腔的毛坯或零件。 ②工艺适应性强 铸件的合金成分、尺寸、形状、质量和生产批量等几乎不受限制。 ③经济性好 原材料来源广泛， 铸件的形状和尺寸与零件非常接近，可以节约金属，减少后续加工费用，因而生产成本低。 缺点：用同样金属材料制造的铸件，其力学性能不如锻件。 铸造工序繁多，且难以精确控制，故铸件质量有时会不够稳定。 劳动条件较差，劳动强度较大。 三．应用 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%； 图示分别为铸造在油田产品、车辆配件、摩托配件和设备上的应用实例。铸件还可应用到人体内，如镍钛合金等材料制成的假肢，假骨胳等由于形状复杂，强度要求不高，都是采用铸造成形出来的。 四、历史 现代 发展趋势 司母戊大方鼎：司母戊鼎是商代后期（约前14至前11世纪）由王室所铸，1939年3月19日在河南省安阳市郊出土，因鼎身内部铸有“司母戊”三字而得名，是商朝青铜器代表作，现藏中国国家历史博物馆。重875Kg，外型尺寸1.33m×0.78m×1.10m，是迄今世界上最古老的大型青铜器。 编钟：战国时期楚国的乐器，用青铜铸成，音质很好，音阶准确，至今仍可演奏乐曲。 1.1铸造成形理论基础 金属由液态转变为固态的过程称为凝固。凝固后的固态金属通常条件下是晶体，所以又称为结晶。 金属结晶时形成的组织与其各种性能有着密切的关系，因此，研究金属结晶过程的基本规律，对改善金属材料的组织和性能具有重要的意义。 1.1.1金属结晶的宏观现象 过冷现象：液态金属必