《材料成形工艺》课程教学大纲

《材料成形工艺》课程教学大纲程编号：ABJD0706课程中文名称：材料成形工艺课程英文名称：MaterialformingTechnology课程性质：必修课程学分：3课程学时数：48授课对象：材料成形与控制工程专业先修课程：材料力学、金属学与热处理、材料成形原理等一、课程简介《材料成形工艺》是材料成形与控制工程的专业主干课程，亦可选为材料科学与工程类专业相关课程。该课程主要涵盖《铸造工艺学》、《锻造工艺学》、《冲压工艺学》、《焊接方法与工艺》等成形工艺内容，通过本课程的学习，可以使学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形基本过程有全面的较深入的理解；掌握典型机械零件制造的基本工艺，初步具备根据零件使用要求合理选择成形工艺以及根据成形工艺要求合理设计零件结构的能力，并能进行简单的技术经济性分析。通过对《材料成形工艺》课程的学习，使学生掌握金属材料的铸造、锻压、焊接成形加工技术的基本理论，具备从事材料成形工艺、模具及工装设计工作的基本能力，培养技术创新能力，树立以人为本的科学技术发展理念。二、教学基本内容和要求内容：主要分为以下几个部分：金属液态成形与铸造工艺设计；铸造工艺装备设计；固态金属的塑性变形；金属材料焊接成形工艺等。（一）、金属液态成形与铸造工艺设计课程的重点、难点：液态金属冲型过程的水力学特性及流动情况；浇注系统的设计；液态金属凝固收缩过程的工艺分析；冒口及冷铁的设计。要求：1、了解铸型工作条件及其与金属的相互作用；2、掌握砂型与砂芯的用型（芯）砂的组成、要求及制备工艺。3、了解铸造用涂料的作用、基本组成和配制。4、了解铸造工艺设计的工作任务和设计依据；理解设计工作的内容和程序。5、掌握零件结构的铸造工艺性分析；掌握造型与制芯方法的选择原则；6、掌握浇注位置的确定；掌握分型面方案的选择；掌握砂芯形状、数量及分块；7、掌握铸造工艺参数的设定。8、理解浇注系统的类型；掌握浇注系统组元中金属液的流动特性及组元的设计；9、掌握浇注系统计算的水力学公式、浇注系统设计步骤及各类合金浇注系统特点。10、理解冒口的作用、种类和位置；掌握冒口的补缩原理；11、掌握冷铁和补贴的应用；掌握铸钢件冒口的设计与计算；12、理解铸铁件实用冒口的设计；了解提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口；了解冷铁的作用原理及其设置计算。13、掌握铸造工艺图的内容及在铸造生产过程中的位置；掌握铸造工艺符号及其表示方法；理解铸造工艺卡的内容及要求。14、理解典型铸件的铸造工艺图绘制；理解工艺设计实例分析。（二）、铸造工艺装备设计课程的重点、难点：液态金属成形工艺设计；铸造工艺方案及参数的确定等。要求：1、了解铸造工艺装备的类型及主要功用和组成。2、理解模样设计内容；掌握模样对材料的要求；掌握金属模样的结构设计。3、了解不同工艺要求、不同生产条件下对模板和模板框的要求；掌握模板的结构类型、特点、材质及适用范围；掌握模底板结构及设计；了解组合快换模板和模板框的设计。4、了解芯盒对材质的要求；掌握芯盒结构设计；了解一般芯盒的精度；了解热芯盒的特点。5、掌握设计和选用砂箱的基本原则；掌握砂箱类型、结构选择。（三）、金属的塑性变形课程的重点、难点：毛坯加热与锻件冷却；开式模锻的变形特征及终锻与预锻模膛设计；制坯工步的选择与模膛设计；闭式模锻工艺及模具设计特点；精密模锻的特点及应用；挤压成型工艺；等温锻造工艺；冲裁、弯曲、拉深的工艺方法和模具设计。要求：1、了解模锻的分类及特点。2、了解模锻成形工序的类型；了解模锻锻件图设计的内容；了解锤上模锻锻件图设计内容及工艺参数的确定。3、了解模锻坯料尺寸的确定、设备吨位的确定。4、了解模锻工艺过程的制定、工艺方案的选择。5、了解冲裁变形、弯曲、拉深、胀形与翻边工艺过程。6、了解挤压成形原理与基本方法；了解拉拔成形原理与方法。（四）、金属材料焊接成形工艺课程的重点、难点：电弧焊、电阻焊、钎焊工艺方法；金属材料的焊接性；焊接方法的选择；金属构件焊接接头的设计；焊接过程的检测与控制等。要求1、了解金属的焊接性概念、焊接性评价方法；了解测试金属焊接性的内容和方法；了解金属焊接性试验分类；了解制定与选择焊接性试验的原则。2、了解碳当量法、CCT图法、斜Y形波口焊接裂纹试验法、插销试验法及其他焊接试验方法。3、掌握常用金属材料焊接时各类缺陷产生的原因、部位及防治措施。4、了解金属材料焊接接头性能的不良转变的形成原理及防治措施。5、掌握焊接方法的分类；掌握焊条电弧焊适用范围、焊接设备、工艺；6、了解埋弧焊适用范围、工艺、；了解钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊及其他熔焊方法适用范围、所用设备及工艺措施。7、了解电阻焊种类和工艺特点；了解钎焊适用范围、钎焊方法、工艺。8、掌握碳钢的焊接性及其焊接工艺要点；9、掌握低碳钢、中碳钢和高碳钢焊接特点及焊接材料选用。10、了解合金结构钢的焊接性、焊接特点及焊接工艺。11、了解不锈钢、耐热钢的焊接性、焊接工艺。12、了解铸铁的焊接性及焊接工艺。13、了解铝及铝合金的焊接性及焊接工艺。14、了解金属材料的堆焊工艺及应用范围。15、了解焊条的组成、焊条分类；了解焊条型号的编制；掌握焊条的选用。16、了解焊剂的分类、型号及牌号。17、了解焊丝的分类、特性。18、了解焊接用工艺装备的类型及应用。三、实验教学内容及基本要求序号实验项目实验学时实验类型每组人数实验类别1水力学模拟特性实验2综合4必做2金属的液态成型实验2综合6必做3金属的塑性成型实验2综合4必做4焊接成型实验2综合2必做合计8实验报告要求1、写出实验目的；2、写出实验仪器及材料；3、写出实验步骤。四、教学方法与手段教学方法：根据不同章节教学内容的不同分别采用不同的教学方法。教学手段：采用现代化教学手段与传统教学手段相结合的形式，即教科书、粉笔、黑板等与多媒体、电子教鞭、电子教材等相结合。五、各教学环节学时分配章节（或内容）课时作业量备注第一篇金属液态成形与铸造工艺设计1610第二篇金属塑性成形工艺126第三篇金属焊接成形工艺127合计4023试题数量六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法闭卷考试2、成绩评定平时成绩20%（作业、考勤、课堂提问、课堂表现）+考试成绩80%七、推荐教材和教学参考书教材：夏巨谌，张启勋编著，《材料成形工艺》，机械工业出版社，2005年。参考书：1、周述积编著，《材料成形工艺》，机械工艺出版社，