1、山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)生畢業(yè)論文 課題名稱 材料成型方法的選擇原則與依據(jù) 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 材料成型方法的選擇原則與依據(jù)摘要： 工程材料除切削加工以外有各種成型方法，包括金屬液態(tài)成型、金屬塑性成形、材料連接成型、粉末冶金成型以及塑料、橡膠、陶瓷等非金屬材料成型及復(fù)合材料成型等。材料成型技術(shù)主要講述金屬材料成型和非金屬材料成型，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)論述。金屬液態(tài)成型又稱為鑄造，是將液態(tài)金屬在重力或外力作用下充填到型腔中，待其冷卻凝固后，獲得所需形狀和尺寸的毛坯或零件，即鑄件的方法，它是成形毛坯或機(jī)器零件的重要方法之一。金屬塑性成形昰利用金屬材料所具有的塑性變形規(guī)律，在外力作用下通過(guò)塑性變形

2、，獲得具有一定形狀、尺寸、精度和力學(xué)性能的零件或毛坯的加工方法。關(guān)鍵詞：材料成型、金屬、非金屬材料成型方法概述一 金屬液態(tài)成形金屬材料在液態(tài)下成形，具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）最適合鑄造形狀復(fù)雜、特別是復(fù)雜內(nèi)腔的鑄件。（2）適應(yīng)性廣，工藝靈活性大。（3）成本較低。但液態(tài)成形也有很多不足，如鑄態(tài)組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔等缺陷產(chǎn)生，導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能、特別是沖擊性能低于塑形成行件；鑄件涉及的工序很多，不易精確控制，鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定；由于目前仍以砂型鑄造為主，自動(dòng)化程度還不夠高，工作環(huán)境較差；大多數(shù)鑄件只是毛坯件，需經(jīng)過(guò)切削加工才能成為零件。砂型鑄造是將熔融金屬澆入砂質(zhì)鑄型中，待凝固冷卻

3、后，將鑄型破壞，取出鑄件的鑄造方法，是應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)鑄造方法，它適用于各種形狀、大小及各種常用合金鑄件的生產(chǎn)。砂型鑄造的工藝過(guò)程稱為造型。造型是砂型鑄造最基本的工序，通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。手工造型時(shí)，填砂、緊實(shí)和起模都用手工和手動(dòng)完成。其優(yōu)點(diǎn)是操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、工藝裝備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短。但生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、鑄件質(zhì)量不易保證。故手工造型只適用于單件、小批量生產(chǎn)。機(jī)器造型生產(chǎn)率很高，是手工造型的數(shù)十倍，制造出的鑄件尺寸精度高、表面粗糙度小、加工余量小，同時(shí)工人勞動(dòng)條件大為改善。但機(jī)器造型需要造型機(jī)、模板以及特質(zhì)砂箱等專用機(jī)器設(shè)備，一次性投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，故適用于成

4、批大量生產(chǎn)，且以中、小型鑄件為主。特種鑄造包括熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、實(shí)型鑄造、擠壓鑄造等。各種特種鑄造方法均有其突出的特點(diǎn)和一定的局限性，對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)也各有各自的特殊要求。二、材料成形方法選擇的依據(jù)選擇材料成形方法的主要依據(jù)有：（一）零件類別、功能、使用要求及其結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、技術(shù)要求等根據(jù)零件類別、用途、功能、使用性能要求、結(jié)構(gòu)形狀與復(fù)雜程度、尺寸大小、技術(shù)要求等，可基本確定零件應(yīng)選用的材料與成形方法。而且，通常是根據(jù)材料來(lái)選擇成形方法。例如，機(jī)床床身，這類零件是各類機(jī)床的主體，且為非運(yùn)動(dòng)零件，它主要的功能是支承和連接機(jī)床的各個(gè)部件，以承受壓力和彎曲應(yīng)力為主，同

5、時(shí)為了保證工作的穩(wěn)定性，應(yīng)有較好的剛度和減振性，機(jī)床床身一般又都是形狀復(fù)雜、并帶有內(nèi)腔的零件。故在大多數(shù)情況下，機(jī)床床身選用灰鑄鐵件為毛坯，其成形工藝一般采用砂型鑄造。（二）零件的生產(chǎn)批量選定成形方法應(yīng)考慮零件的生產(chǎn)批量，通常是：?jiǎn)渭∨可a(chǎn)時(shí)，選用通用設(shè)備和工具、低精度低生產(chǎn)率的成形方法，這樣，毛坯生產(chǎn)周期短，能節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和工藝裝備的設(shè)計(jì)制造費(fèi)用，雖然單件產(chǎn)品消耗的材料及工時(shí)多，但總成本較低，如鑄件選用手工砂型鑄造方法，鍛件采用自由鍛或胎模鍛方法，焊接件以手工焊接為主，薄板零件則采用鈑金鉗工成形方法等；大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選用專用設(shè)備和工具，以及高精度、高生產(chǎn)率的成形方法，這樣，毛坯生產(chǎn)

6、率高、精度高，雖然專用工藝裝置增加了費(fèi)用，但材料的總消耗量和切削加工工時(shí)會(huì)大幅降低，總的成本也降低。如相應(yīng)采用機(jī)器造型、模鍛、埋弧自動(dòng)焊或自動(dòng)、半自動(dòng)的氣體保護(hù)焊以及板料沖壓等成形方法。特別是大批量生產(chǎn)材料成本。在一定條件下，生產(chǎn)批量還會(huì)影響毛坯材料和成形工藝的選擇，如機(jī)床床身，大多情況下采用灰鑄鐵件為毛坯，但在單件生產(chǎn)條件下，由于其形狀復(fù)雜，制造模樣、造型、造芯等工序耗費(fèi)材料和工時(shí)較多，經(jīng)濟(jì)上往往不合算，若采用焊接件，則可以大大縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本（但焊接件的減振、減摩性不如灰鑄鐵件）。（三）現(xiàn)有生產(chǎn)條件在選擇成形方法時(shí)，必須考慮企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件，如設(shè)備條件、技術(shù)水平、管理水平等。一

7、般情況下，應(yīng)在滿足零件使用要求的前提下，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件。當(dāng)采用現(xiàn)有條件不能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)要求時(shí)，也可考慮調(diào)整毛坯種類、成形方法，對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造；或擴(kuò)建廠房，更新設(shè)備，提高技術(shù)水平；或通過(guò)廠間協(xié)作解決。如單件生產(chǎn)大、重型零件時(shí)，一般工廠往往不具備重型與專用設(shè)備，此時(shí)可采用板、型材焊接，或?qū)⒋蠹殖蓭仔K鑄造、鍛造或沖壓，再采用鑄-焊、鍛-焊、沖-焊聯(lián)合成形工藝拼成大件，這樣不僅成本較低，而且一般工廠也可以生產(chǎn)。 總結(jié) 本人作為一名學(xué)模具設(shè)計(jì)與制造的學(xué)生,通過(guò)對(duì)課本知識(shí)的學(xué)習(xí)和課外知識(shí)的掌握,認(rèn)識(shí)到任何一種材料都必須通過(guò)一定的成型制造過(guò)程，制成制品后才具有使用價(jià)值。因此，材料成型工藝

8、的選擇是設(shè)計(jì)技術(shù)人員面對(duì)的重要問(wèn)題，這項(xiàng)工作實(shí)際上在零件設(shè)計(jì)階段便已開(kāi)始。成型方法的選擇是零件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是零件制造工藝人員所關(guān)心的重要問(wèn)題。不同結(jié)構(gòu)與材料的零件需采用不同的成形加工方法，各種成形加工方法對(duì)不同零件的結(jié)構(gòu)與材料有著不同的適應(yīng)性，不同加工方法對(duì)材料性能與零件質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生不同的影響。致 謝本人經(jīng)過(guò)兩年的學(xué)習(xí)，運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)理論，結(jié)合自己的工作實(shí)踐，提出了本人不成熟的意見(jiàn)，完成了這篇文章。寫(xiě)作中，請(qǐng)教了一些專家和學(xué)者，與同事進(jìn)行了交流，翻閱了有關(guān)資料，參考了本人實(shí)踐過(guò)的一些實(shí)例。由于本人理論水平有限、寫(xiě)作時(shí)間有限、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，故文章中存在不足，甚至錯(cuò)誤在所難免，請(qǐng)?jiān)u審老師予以指正。該論文從選題、構(gòu)思、初稿、修訂到定稿，始終得到指導(dǎo)老師的幫助和指點(diǎn)，其在我這篇論文寫(xiě)作過(guò)程中，傾注了大量精力和心血，在此深表感謝！參考文獻(xiàn)1 沈其文 材料成型基礎(chǔ)M 武昌：華中理工大學(xué)出版社，19992 汪大年 金屬塑性成形原理M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，198