材料成形技術(shù)基礎(chǔ)日期:演講人：目錄01技術(shù)概述02成形分類方法03核心工藝原理04典型成形設(shè)備05質(zhì)量控制系統(tǒng)06技術(shù)發(fā)展趨勢技術(shù)概述01定義與基本概念指將熔融態(tài)的金屬或非金屬材料注入模具內(nèi)，通過冷卻凝固獲得所需形狀和尺寸的成形方法。液態(tài)成形塑性成形連接成形指將材料加工成具有特定形狀和尺寸的過程，包括液態(tài)成形、塑性成形和連接成形等。指通過外力作用使固態(tài)材料發(fā)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的成形方法。指通過焊接、膠接或機(jī)械連接等方法將兩種或兩種以上材料連接在一起，形成具有特定形狀和功能的成形方法。材料成形成形技術(shù)發(fā)展歷程當(dāng)代成形技術(shù)隨著科技的不斷進(jìn)步，成形技術(shù)不斷創(chuàng)新，如激光成形、超聲波成形等先進(jìn)成形技術(shù)不斷涌現(xiàn)。03隨著工業(yè)革命的推進(jìn)，成形技術(shù)得到了快速發(fā)展，如沖壓、注塑等現(xiàn)代成形技術(shù)的出現(xiàn)。02工業(yè)革命與現(xiàn)代成形技術(shù)古代手工成形人類最早采用的手工成形方法，如鍛造、鑄造等，具有悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗。01工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域航空航天領(lǐng)域汽車工業(yè)醫(yī)療器械領(lǐng)域藝術(shù)品制造成形技術(shù)在航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片、火箭外殼等關(guān)鍵零部件的制造。成形技術(shù)在汽車工業(yè)中發(fā)揮著重要作用，如車身覆蓋件的沖壓成形、發(fā)動機(jī)缸體的鑄造等。成形技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如人工關(guān)節(jié)、手術(shù)器械等精密零件的制造。成形技術(shù)也被應(yīng)用于藝術(shù)品制造領(lǐng)域，如雕塑、金屬藝術(shù)品等，可以實現(xiàn)復(fù)雜形狀和精細(xì)紋理的制作。成形分類方法02塑性成形技術(shù)塑性成形工藝主要包括鍛造、軋制、擠壓、拉拔、沖壓等工藝。塑性成形材料金屬、非金屬、復(fù)合材料等均可進(jìn)行塑性成形。塑性成形應(yīng)用汽車、航空、航天、石油化工、電力、建筑等行業(yè)。塑性成形設(shè)備鍛壓機(jī)、軋機(jī)、擠壓機(jī)、拉拔機(jī)等。金屬、塑料、橡膠、陶瓷等。凝固成形材料鑄造設(shè)備、注塑機(jī)、焊接設(shè)備等。凝固成形設(shè)備01020304鑄造、焊接、注塑、溶膠-凝膠法等。凝固成形工藝機(jī)械、電子、建筑、醫(yī)療、藝術(shù)等領(lǐng)域。凝固成形應(yīng)用凝固成形技術(shù)連接成形技術(shù)焊接、粘接、機(jī)械連接、激光連接等。連接成形工藝同種或異種材料，如金屬、塑料、陶瓷等。連接成形材料焊機(jī)、粘接設(shè)備、激光器等。連接成形設(shè)備航空航天、汽車、建筑、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。連接成形應(yīng)用核心工藝原理03材料流動行為分析材料塑性變形探究材料在外力作用下的塑性變形機(jī)制，包括塑性流動的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、屈服準(zhǔn)則、流動規(guī)律等。01流體動力學(xué)原理分析材料在液態(tài)或氣態(tài)狀態(tài)下的流動行為，如熔融金屬的充型、液體的黏性流動等。02變形過程數(shù)值模擬運用計算機(jī)模擬技術(shù)，對材料的變形過程進(jìn)行數(shù)值分析，預(yù)測材料的流動規(guī)律。03成形力與能量控制成形力的計算與調(diào)整根據(jù)材料特性和成形工藝，計算所需的成形力，并通過調(diào)整設(shè)備參數(shù)實現(xiàn)精確控制。能量轉(zhuǎn)換與傳遞研究成形過程中能量的轉(zhuǎn)換與傳遞機(jī)制，確保能量有效利用和工藝過程的穩(wěn)定。應(yīng)力場與溫度場的控制通過調(diào)整工藝參數(shù)，實現(xiàn)對成形過程中應(yīng)力場和溫度場的控制，從而優(yōu)化成形效果。微觀組織演變規(guī)律微觀組織調(diào)控技術(shù)研究如何通過調(diào)整工藝參數(shù)和熱處理等手段，實現(xiàn)對材料微觀組織的調(diào)控，從而獲得所需性能。微觀組織對性能的影響分析材料的微觀組織如何影響其宏觀性能，如強(qiáng)度、韌性、塑性等。變形與微觀組織的關(guān)系探究變形對材料微觀組織的影響，包括晶粒形態(tài)、分布、位錯密度等變化。典型成形設(shè)備04壓力加工設(shè)備拉伸設(shè)備如拉拔機(jī)、拉伸機(jī)等，主要用于金屬材料的拉伸工藝，通過拉伸使材料達(dá)到所需的形狀和尺寸。03如軋鋼機(jī)、型鋼軋機(jī)等，主要用于金屬材料的軋制工藝，通過旋轉(zhuǎn)的軋輥使材料產(chǎn)生塑性變形。02軋制設(shè)備機(jī)械壓力機(jī)包括曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、液壓機(jī)等，主要用于金屬材料的沖壓、鍛造和擠壓等工藝。01鑄造設(shè)備體系熔煉設(shè)備如沖天爐、電爐等，主要用于金屬材料的熔煉和合金化。鑄造成型設(shè)備如壓鑄機(jī)、低壓鑄造機(jī)、重力鑄造機(jī)等，主要用于鑄造工藝中的成型環(huán)節(jié)，將熔融的金屬澆入模具中冷卻凝固。鑄造機(jī)械如造型機(jī)、制芯機(jī)、砂處理設(shè)備等，主要用于鑄造工藝中的造型、制芯和砂處理等環(huán)節(jié)。焊接專用裝置弧焊設(shè)備如手工電弧焊、埋弧焊等，主要用于金屬材料的弧焊工藝，通過電弧的高溫使金屬熔化并連接在一起。電阻焊設(shè)備如點焊機(jī)、縫焊機(jī)、對焊機(jī)等，主要用于金屬材料的電阻焊工藝，通過電阻加熱使金屬熔化并連接在一起。特種焊接設(shè)備如激光焊接機(jī)、電子束焊接機(jī)等，主要用于特殊金屬材料的焊接，具有高精度、高效率和高質(zhì)量等優(yōu)點。質(zhì)量控制系統(tǒng)05缺陷檢測技術(shù)超聲檢測利用X射線或γ射線穿透材料并成像，以檢測內(nèi)部缺陷。射線檢測磁粉檢測滲透檢測利用超聲波在材料中傳播的特性進(jìn)行缺陷檢測，可檢測材料內(nèi)部缺陷。利用磁場與磁粉相互作用，檢測材料表面或近表面的缺陷。利用滲透液滲入材料表面開口缺陷，再顯示出來的檢測方法。尺寸精度控制模具制造通過精密模具保證產(chǎn)品形狀和尺寸的精度。01機(jī)器加工采用高精度機(jī)床和加工工藝，確保產(chǎn)品尺寸精度。02測量與反饋對產(chǎn)品進(jìn)行精確測量，并根據(jù)反饋調(diào)整生產(chǎn)過程中的參數(shù)。03誤差分析分析生產(chǎn)過程中的誤差來源，并采取措施進(jìn)行控制和補償。04表面質(zhì)量控制表面粗糙度通過加工和拋光等方法，控制表面的微觀幾何形狀誤差。表面清潔度清除表面油污、灰塵等污染物，保證表面潔凈度。表面改性通過物理或化學(xué)方法改變表面性質(zhì)，如硬度、耐磨性、耐腐蝕性等。表面涂層通過涂層技術(shù)，在表面形成一層保護(hù)膜，提高表面性能。技術(shù)發(fā)展趨勢06精密成形技術(shù)精密鑄造技術(shù)精密鍛壓技術(shù)精密焊接技術(shù)精密加工技術(shù)包括熔模鑄造、陶瓷型鑄造、消失模鑄造等，提高鑄件精度和表面質(zhì)量。通過等溫鍛造、超塑性成形等技術(shù)，實現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的精密成形。如激光焊接、電子束焊接等，實現(xiàn)高質(zhì)量、高精度的焊接。包括超精密磨削、拋光、刻蝕等，保證零件的高精度和低表面粗糙度。綠色成形工藝輕量化材料成形采用鋁、鎂、鈦等輕質(zhì)合金以及復(fù)合材料，實現(xiàn)輕量化設(shè)計。高效材料成形提高材料利用率，減少廢料產(chǎn)生，如凈成形技術(shù)、連續(xù)成形技術(shù)等。環(huán)境友好型成形采用無毒、無害、可降解的材料，減少成形過程中的污染。節(jié)能型成形技術(shù)如電磁成形、超聲波成形等，減少能源消耗和碳排放。智能化制造方向成形過程智能化智能檢測