1、材料成形工艺 与 设备课程教学大纲 课程名称： 材料成形工艺与设备 课程代码： MPRC3016 英文名称： Molding Materials Technology and Equipment 课程性质： 专业 必 修 课程 学分 /学时： 2学分 /54学时 开课学期：第 6学期 适用专业： 材料成型与控制工程 先修课程： 机械制图 、 金工实习、 工程材料 、 互换性与技术测量 后续课程：无 开课单位：机电工程学院 课程负责人： 朱伟珍 大纲执笔人： 朱伟珍 大纲审核人： 杨宏兵 一、课 程性质和教学目标 （在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）
2、课程性质 ： 材料成形工艺与设备 是 材料成型与控制工程 专业的 一门专业必修课程，也是学位课程 。 本课程针对 材料成型与控制工程 专业的特点，以 零件结构设计与成形方法适应性为主线，讲述除切削加工以外的 各种常用成形方法以及零件的结构工艺性与选择实例分析，并 结合 材料成形新工艺、新技术、新发展， 以实际应用为导向， 培养学生运用材料成形技术解决 实际工程问题的能力。 教学目标： 本课程以高级技术应用型人才为培养目标，以“强化理论基础，提升实 践能力，突出创新精神，优化综合素质“为培养宗旨。 本课程的主要内容包括：金 属液态成形 、 金属塑性成形、连接成形、非金属材料成形、粉末冶金成形及其
3、他新型成形方法、材料成形方法选择 。 通过相关 功能 模块的理论讲授和实验训练，使学生掌握 常用材料成形的方法；掌握常用成形方法成形件的结构工艺性；了解 广泛应用于材料成形的新工艺、新技术和新方法。 培养学生 能够设计针对 材料成型的 工程问题的解决方案，设计满足特定需求的 成形 工艺 的需求 ，并能够在设计环节中体现创新意识 。 本课程的具体教学目标如下： 1. 了解各种材料成形方法的原理、工艺过 程、特点及应用 ， 使学生具备 合理选择常用机械零件毛坯成形方法的能力。 2. 掌握铸造、锻压、焊接、塑料、 橡胶、复合材料 、粉末冶金 等成 形 技术的基本原理，成形过程设计 。 培养学生分析
4、零件结构工艺性与成形工艺适应性的基本能力。 3. 基本能够对铸造、锻压、焊接、塑料、橡胶、复合材料 、粉末冶金 等成型技术等工艺的缺陷进行分析，能提出改进措施。 培养学生分析问题、解决问题以及工程实践的能力 。 4. 了解材料成形新技术及国内外发展动态 ， 使学生具有跟踪科技前沿，与时俱进的能力。 5.了解 曲柄压力机、 塑料注射成形机、塑料挤出机的工 作原理、典型结构、主要技术参数等，使学生具有合理选择材料成形设备的能力。 二、课程 教学 内容 及学时分配 （含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容 。 重点内容： ；难点内容： ） 1、 金属液态成形 （ 12 学时
5、）（ 支撑 教学 目标 1、 2、 3） 1.1 金属液态成形工艺基础 1.2 砂型铸造 1.3 特种铸造 1.4 常用合金的铸造及铸造方法的选择 目标及要求： 1) 掌握 影响 熔融合金的流动性及充型能力 的主要因素 ，掌握合金收缩特性 ； 2) 掌握砂型铸造特点，铸造工艺设计及结构工艺 ； 3) 了解 特种铸造的种类和特点 ； 4) 掌握铸铁铸造、铸钢铸造、铜铝合金铸造的特点和材料选择方法。 2、 金属塑性成形 （ 9学时）（ 支撑 教学 目标 1、 2、 3） 2.1 金属塑性变形基础 2.2 自由锻 2.3 模锻 2.4 板料冲压 2.5 其他塑性成形方法 2.6 常用塑性成形方法的选
6、择 目标及要求： 1) 掌握塑性变形的特点及其对组织和性能的影响 ； 2) 掌握自由锻的工序、工艺规程的制定 ,掌握自由锻件的结构工艺性 ； 3) 掌握 锤上模锻的特点及锻模结构， 掌握 锤上模锻工艺规程制定及锻 件的结构工艺性 ； 4) 掌握 冲压的基本工序和特点、 冲压件的结构工艺性； 5) 了解拉拔、挤压、辊轧、旋压、精密模锻超塑性成形方法及特点。 3、 连接成形 （ 10学时）（ 支撑 教学 目标 1、 2、 3） 3.1 熔焊成形基础 3.2 电弧焊 3.3 其他焊接方法 3.4 常用金属的焊接及被焊工件结构工艺性 3.5 胶接 目标及要求： 1) 了解 焊接 电弧与电弧焊冶金过程，
7、掌握焊接接头的组织与性能 ； 2) 理解 焊接应力与变形产生的原因 ， 掌握 预防和减小焊接应力与变形的工艺措施 ， 了解焊接缺陷与检验 方 法 ； 3) 掌握焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、等离子弧焊的原理和特点 ； 4) 了解非电弧熔焊的种类和特点；了解压焊以及钎焊的种类 和 特点； 5) 理解金属材料的焊接性，熟悉常用金属的焊接方法，掌握焊件结构工艺性设计 ； 6) 了解胶结的特点与应用，熟悉 胶接 工艺 。 4、 非金属材料成形 （ 8学时）（ 支撑 教学 目标 1、 2、 3） 4.1 塑料 成形 4.2 橡胶 成形 4.3 陶瓷 成形 4.4 复合材料 成形 目标及要求： 1) 掌
8、握塑料的成形工艺性，熟悉塑料成形方法，掌握塑料制品结构工艺性设计内容 ； 2) 熟悉 橡胶压制成形、 注射成形 工艺过程，掌握压制成形、注射成形工艺条件； 3) 熟悉陶瓷的浇注成形、压制成形、等静压成形、热压烧结成形 、热压注成形等方法； 4) 熟悉树脂基复合材料、 金属基复合材料的成形 方法 。 5、 粉末冶金成形及其他新型成形方法 （ 3学时）（ 支撑 教学 目标 1、 2、 3、 4） 5.1 粉末冶金成形 5.2 其他新型成形方法简介 目标及要求： 1) 了解粉末冶金成形的特点与应用， 熟悉模压粉末冶金成形工艺过程 ，掌握模压成形粉末冶金制品的结构工艺性设计 ，了解粉末冶金非模压特殊成
9、形方法； 2) 熟悉快速成形、半固态合金成形、电磁成形、液压成形等新型成形方法，了解计算机技术在材料成形中的应用。 6、 材料成形方法选择 （ 3学时）（ 支撑 教学 目标 1、 2、 3） 6.1 材料成形方法选择的原则与 依据 6.2 常用机械零件 毛坯成形方法 的 选择 6.3 毛坯成形方法选择举例 目标及要求： 1) 熟悉材料成形方法的选择 原则 ，掌握材料成形方法选择的 依据 与比较 ； 2) 掌 握轴杆类零件、盘套类零件、机架箱座类零件的成形方法 ； 3) 熟悉承压液压缸、开关阀、单级齿 轮减速器和汽车发动机曲柄连杆机构的 毛坯 成形方法 。 7、 实验一： 材料 成型设备介绍 1
10、（ 3学时）（ 支撑 教学 目标 5） 7.1 曲柄压力机的工作原理 7.2 通用曲柄压力机主要零部件结构 7.3 曲柄压力机主要技术参数 目标及要求： 1) 了解曲柄压力机的工作原理 ； 2) 了解 曲柄压力机主要零部件结构 ； 3) 了解 曲柄压力机主要技术参数 。 8、 实验二： 材料 成型设备介绍 2（ 3学时）（ 支撑 教学 目标 5） 8.1 塑料注射成形过程 8.2 注射装置及合模装置 8.3 注射成形机的控制系统 8.4 注射 成形机的 主要技术参数 目标及要求： 1) 了解 塑料注射成形机的成形过程 ； 2) 了解 注射装置、合模装置的 功能； 3) 了解 注射成形 机的液压
11、和 控制系统 ； 4) 了解注射成形机的注射量、注射压力、注射速率、注射速度、注射时间、塑化能力、锁模力等主要技术参数 。 9、 实验三：材料 成型设备介绍 3（ 3学时）（ 支撑 教学 目标 5） 9.1 挤出成形 工作原理 及挤出机组组成 9.2 塑料 挤出机结构与参数选用 目标及要求： 1) 了解 挤出成形工作原理及挤出机组组成 ； 2) 了解 塑料 挤出机结构与参数选用方法 。 三 、 教学方法 在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用课堂讲授和演示、课堂讨论、课堂练习、发现学习法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动
12、机，提高课堂的积极性。在目前的实验教学条件基础上，及时采用实验练习法，强化所学知识的理解和运用，培养学生解决实际问题的能力。 本课程以零件的坯料和成品的各种成形技术为主要内容，分 金属液态成形 、 金属塑性成形 、 连接成形 、 非金属材料成形、粉末冶金成形及其他新型成形方法、材料成形方法选择 和实验等 7 个模块，各知 识模块相对独立。 各章节从成形方法的介绍，到成形工艺分析，到结构工艺 性分析，形成一条清晰的 主线。对各种成形方法进行分类比较，到总体比较，到选择原则、依据与实例的分析，给学生提供了一个初步的工程分析思路和方法。 结合具体教学内容，本课程所采用的教学方法说明如下： 1. 金属
13、液态成形 、 金属塑性成形 、 连接成形 、 非金属材料成形、粉末冶金成形及其他新型成形方法。 教学内容多、涉及面广，加之学生的工程意识和实践能力相对较差 。 在教学中采用 讲授法、演示法 、启发法 和讨论法 相结合，将抽象问题具体化。在讲授 工作 原理的基础上， 演示材料 成形方法 工艺过程， 促进学生掌握教学内容的知识体系。 2. 材料成形方法选择 。 教学内容涉及 常用机械零件毛坯成形方法的选择 及典型零件 毛坯成形方法 的选择。 在教学中采用 讲授法、 启发法 和讨论法 相结合，强化对学生理论与实际结合的能力、工程问题分析能力的培养。 3. 材料 成型设备介绍 。 教学内容涉及 曲柄压
14、力机、 塑料注射成形机、塑料挤出机的工作原理、典型结构、主要技术参数等。 在教学中采用 讲授法、 现场教学法 和讨论法 相结合，使学生能够熟悉这三种设备的适用工艺与范围，并能根据不同的工艺要求正确选择设备的种类与参数。 在教学方法的实 际执行过程中，每个教学环节都应具有明确的目的性。同时，以上教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时，应适当调整教学方法，适当增加演示法或 现场教学法 ，或在讲授后续教学内容时，引导学生前后联系，结合前置难点内容进行讨论，强化知识掌握。在学生对知识掌握情况较好，系统性较好的情况下，适当提高
15、教学内容的难度，或增加发现学习法和自学指导法，设置具体应用问题，引导学生探索解决方案。 四 、考核及成绩评定方式 考核方式 ： 期末闭 卷笔试， 期中闭 卷笔试 ， 平 时测验及作业， 实验 报告 成绩评定方式 ： 期末 笔试成绩 60%， 期末 笔试成绩 20%， 平时成绩 10%， 实验 报告 10% 五 、教材及参考书目 教材： 施江澜 ， 赵占西材料成形技术基础 M 3 版北京：机械工业出版社， 2013 参考书目： 1 陈兰芬 . 机械工程材料及热加工工艺基础 M 北京：机械工业出版社 ， 1985 2 邓文英金属工艺学 M 北京：高等教育出版社， 1991 3 李魁盛 . 铸造工艺及原理 M 北京：机械工业出版社 ， 1989 4 杨慧智 . 工程材料及成形工艺基础 M 北京：机械工业 出版社， 2000 5 沈其文 . 材料成形基础 M 武 汉 ：华中理工大学出版社 ， 1999 6 李硕本 . 冲压工艺学 M 北京：机械工业出版社 ， 1982 7 汪大年 . 金属塑性成形原理 M 北京：机械工业出版社 ， 1986 8 房世荣 . 工程材料与金属工艺学 M 北京：高等教育出版社， 1987 9 王卫卫 材料成形设备 M 2版 北京：机械工业出版社 ， 2011
