金屬工藝學緒論

1、 金屬工藝發(fā)展歷史 石頭 石器 陶土 陶器 青銅成形方法：鑄造等 鋼鐵成形方法：鑄造、壓力加工、焊接等 非金屬材料、新型材料：相應的（先進）加工 方法打造燒制金屬工藝發(fā)展歷史仰韶文化、龍山文化時期 制陶技術成熟（公元前50003500年左右）金屬工藝發(fā)展歷史商周朝代 青銅文化鼎盛時期（公元前1618世紀） 金屬工藝發(fā)展歷史春秋時期 鐵器開始使用戰(zhàn)國時期 出現煉鋼技術金屬工藝發(fā)展歷史鑄造技術中國古代三大鑄造技術 泥范（砂型）鑄造 鐵范（金屬型）鑄造 失蠟鑄造商周（3000年前） 發(fā)明失蠟鑄造技術戰(zhàn)國中期 出現金屬型鑄造隋唐以后 掌握大型鑄件生產技術 金屬工藝發(fā)展歷史鑄造技術實例1商代司母戊鼎河南

2、安陽武官村出土，體積龐大，重875kg，花紋精細，造型精美。 金屬工藝發(fā)展歷史鑄造技術實例2越王勾踐青銅寶劍湖北江陵出土，2000年后刃口鋒利，寒光閃閃，可一次割透疊在一起的十多層紙張金屬工藝發(fā)展歷史鑄造技術實例3 神奇的西漢透光銅鏡（西方人稱“中國魔鏡”）古代工匠巧妙利用了因鑄件壁厚不同形成的鑄造應力及變形的原理制成金屬工藝發(fā)展歷史鑄造技術實例4 存于北京大鐘寺的明永樂大銅鐘，重46.5t，鐘身內外鑄經文20萬余字，是世界上鑄字最多的大鐘，鐘聲渾厚悅耳，遠傳百里 金屬工藝發(fā)展歷史鑄造技術實例5鑄于953年的滄州五代大鐵獅，由400多片鐵范焊而成當陽鐵塔，重76600斤，于宋代鑄造，世界著名巨

3、型鑄件金屬工藝發(fā)展歷史鍛造技術和焊接技術鍛造技術和焊接技術在中國有著攸久的歷史3000年前，商朝就用鍛造技術制作兵刃戰(zhàn)國時期，擴大到日常用品戰(zhàn)國時期，應用了釬焊技術 金屬工藝發(fā)展歷史鍛造技術和焊接技術秦皇陵中銅車馬上的金銀飾件用無機粘接擠固定金屬工藝發(fā)展歷史世界上金屬加工工藝最早專著天工開物 金屬工藝發(fā)展歷史第一次工業(yè)革命 蒸汽機的發(fā)明第二次工業(yè)革命 電氣技術的應用金屬工藝發(fā)展歷史金屬加工進入機械化和自動化時代 蒸汽空氣錘金屬工藝發(fā)展歷史金屬加工進入機械化和自動化時代 水壓機金屬工藝發(fā)展歷史金屬加工進入機械化和自動化時代 模鍛壓力機金屬工藝發(fā)展歷史金屬加工進入機械化和自動化時代 1885年發(fā)現

4、焊接電弧1886年發(fā)明電阻20世紀中期，計算機、微電子、信息和自動化技術融入金屬加工成形金屬工藝學是一門研究金屬性質、鑄造、鍛壓、焊接和切削加工的綜合性的專業(yè)基礎課。通過對金屬工藝學內容學習，了解和掌握金屬材料及機械零件加工工藝的基礎知識，為學習后續(xù)有關課程，并為以后從事涉及機械設計與制造方面的工作打下良好的基礎。課程性質課程性質本課程的主要內容金屬材料與熱處理鑄造、鍛壓與焊接切削加工、表面加工應根據零件的性能要求、受載情況、服役條應根據零件的性能要求、受載情況、服役條 件、工作件、工作環(huán)境等選材環(huán)境等選材選材選材選毛坯選毛坯預先熱處理預先熱處理機械加工機械加工最終熱處理最終熱處理檢驗檢驗其中

5、選材：金屬材料種類繁多，性能不一，而且材料的其中選材：金屬材料種類繁多，性能不一，而且材料的發(fā)展日新月異，而零件的性能要求、服役條件各不相同，發(fā)展日新月異，而零件的性能要求、服役條件各不相同，再加上材料的資源、價格等多方面考慮。再加上材料的資源、價格等多方面考慮。毛坯是還沒加工的原料，也可指成品未完成前的那一部分?？梢允氰T造件，鍛打件，或是用鋸割氣割等方法下的料。常見的毛坯種類（一）鑄件對形狀較復雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。大多數鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造和離心鑄造等。 （二）鍛件鍛件毛坯由于經鍛造后可得到連續(xù)

6、和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質零件。其中自由鍛件的精度和生產率較低，主要用于小批生產和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產率較高，主要用于產量較大的中小型鍛件。（三）型材型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。 （四）焊接件焊接件主要用于單件小批生產和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、生產周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經時效處理后才

7、能進行機械加工。 （五）其它毛坯其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。毛坯的選擇原則 （一）零件的生產綱領大量生產的零件應選擇精度和生產率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂貴費用可由材料消耗的減少和機械加工費用的降低來補償。如鑄件采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；選用冷拉和冷軋型材。單件小批生產時應選擇精度和生產率較低的毛坯制造方法。毛坯的選擇原則 （二）零件材料的工藝性例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應選擇鑄造毛坯；鋼質零件當形狀不復雜，力學性能要求又不太高時，可選用型材；重要的鋼質零件，為保證其力學性能，應選擇鍛造件毛坯。毛坯的選擇原則 （三）零件的結構形狀和尺

8、寸形狀復雜的毛坯，一般采用鑄造方法制造，薄壁零件不宜用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各段直徑相差不大，可選用圓棒料；如各段直徑相差較大，為減少材料消耗和機械加工的勞動量，則宜采用鍛造毛坯，尺寸大的零件一般選擇自由鍛造，中小型零件可考慮選擇模鍛件。毛坯的選擇原則 （四）現有的生產條件選擇毛坯時，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設備條件以及外協的可能性和經濟性等。機械加工方法機械加工方法傳統的有傳統的有現代的有現代的有車削、刨車削、刨 削、銑削削、銑削拉削、鏜削、磨削等拉削、鏜削、磨削等數控加工、電火花數控加工、電火花加工、激光加工等加工、激光加工等特種加工方法特種加工方法車削車削 一個具體零件的加工

9、往往可用多種不同的加工方法，而一個具體零件的加工往往可用多種不同的加工方法，而每種加工方法所能達到的加工精度、加工質量、加工范圍、每種加工方法所能達到的加工精度、加工質量、加工范圍、加工效率是不同的。加工效率是不同的。 預先熱處理預先熱處理： 為使切削加工能順利進行，為使切削加工能順利進行，可通過預先熱處理調整硬度，為切削加工做好可通過預先熱處理調整硬度，為切削加工做好組織準備。組織準備。最終熱處理：最終熱處理： 使材料的性能達到要求。使材料的性能達到要求。教材章節(jié)具體內容教材章節(jié)具體內容 1 .金屬材料的主要性能； 2 .金屬的液態(tài)成型（鑄造生產）； 3 .金屬的塑性成型（壓力加工）； 4

10、.材料的連接成型（焊接生產）； 5 .切削加工成型。課程的特點 課程是機類專業(yè)應掌握的一門重要的專業(yè)基礎課，具有很強的綜合性和實踐性綜合性和實踐性，是在掌握了工程制圖和金工實習課之后開設的專業(yè)基礎課。通過本課程的教學，培養(yǎng)學生把理論與實踐結合起來學習的理念，提高工程實踐的意識，并能用所學的基本原理和方法分析實際生產技術問題，為學習后續(xù)課程并為以后從事機械設計和制造方面的工作奠定必要的基礎。隨著科學技術和生產力的不斷發(fā)展，金屬工隨著科學技術和生產力的不斷發(fā)展，金屬工藝學的內容構成也有所發(fā)展。應當指出，藝學的內容構成也有所發(fā)展。應當指出，本課程的發(fā)展必然是有關學科的相本課程的發(fā)展必然是有關學科的相

11、互滲透互滲透和綜合和綜合，而不是兼收并蓄、包羅萬象、內，而不是兼收并蓄、包羅萬象、內容越來越復雜。它仍屬工藝學范疇。容越來越復雜。它仍屬工藝學范疇。金屬工藝學是實踐性很強的技術基礎課，它金屬工藝學是實踐性很強的技術基礎課，它有利于對學生進行技能訓練，有利于培養(yǎng)有利于對學生進行技能訓練，有利于培養(yǎng)學生具有更高的實際能力和開拓精神學生具有更高的實際能力和開拓精神實踐性強的技術基礎課實踐性強的技術基礎課1.掌握金屬材料和熱處理基本知識，了解常用的表面處理方法。2.掌握熱加工工藝和機械加工工藝的基本知識具有制定典型零件加工工藝規(guī)程的能力。3.具有綜合運用工藝知識，分析毛坯或零件結構工藝性的初步能力。4.了解相關新材料、新工藝、新技術及其發(fā)展概況。 四、學習本課程應達到的要求參考資料 金屬工藝學上、下冊 高等教育出版社 鄧文英 材料成型工藝基礎 華中理工大學出版社 沈其文 機械制造學 機械工業(yè)出版社 王貴成 工程材料與熱加