材料成型技术基础

材料成型技术基础（精选9篇）

材料成型技术基础 篇1

金属材料成型基础 (金属工艺学) 是全国高等工科院校机械类和近机类学生的必修课, 我校每学年学生的授课人数达1600-1800人。为此, 公正、稳定的考核体系就变得优为重要, 其首要的手段就是建立考核试题库。目前全国高等工科院校金属材料成型基础 (金属工艺学) 课程的考核试题库只有清华大学在多年以前自建了一套试题库, 该试题库有以下不足: (1) 由于各个学校教学体系和教学内容的差异, 其实用性受到限制; (2) 题库的灵活性较差, 更新比较困难; (3) 价格较贵、占用空间大。所以急需建立一套覆盖面大, 应用灵活, 便于各个学校根据自己的实际情况随意更改, 价格低廉, 占用空间小的考核试题库。

一、试题库的运行与架构

试题库采用Delphi程序语言编写, Delphi是一个运行在Windows环境下的可视化编程工具软件, 可以用来创建各种各样的Windows应用程序。我们自行编写的试题库覆盖面大, 占用空间小、应用灵活、操作极其简便。同时具有方便地更改题型的功能, 便于各个学校根据自己的实际情况随意更改。图1所示试题库架构, 图2为试题库桌面图标, 图3为试题库主操作界面。

二、试题库的建立

1. 程序UI设计

程序用户界面 (UI) 的优秀与否直接关系到软件的友好度;而本软件从第一版到第二版最大的改进也是在UI上。本软件目前的UI设计风格为窗口+菜单+工具栏式。程序主界面中展示了程序最主要的功能, 即:浏览/增/删/改题目等。至于其它的功能, 如查询/题型管理/自动出卷/手动出卷/输出到Word等, 集成到了一个个弹出窗口模块中。而这些弹出窗口模块, 均可从界面顶部的菜单栏或工具栏中调出。

主界面的设计上, 采用左右二列式, 左列列出了系统中的所有题型, 用户可点击选择;右边上半则列出了本题型中所有题目的列表, 下半则显示了目前选中的题目的内容。整个UI的设计如图4所示。Word输出模块如图5所示。

2. 功能的实现

(1) 题目浏览与增/删/改功能

由于采用了ADO连接数据库, 本软件在开发中使用了ADODataSet与ADOCommand组合, 大部分的功能都可由操作这两个控件实现。例如增加题目, 其核心实现为以下一句:

ADODataSet1.Insert;

相应的修改为:

ADODataSet1.Post;

这两个功能之所以不采用SQL实现, 是因为程序主界面中采用了DBGrid等交互性控件。

至于查询功能, 可通过精心构造特殊的S Q L中的select查询语句实现。

(2) 题型管理

题型管理直接采用insert与delete这两句SQL操作数据库, 且操作的是“题型”表。此外, 增加题型时需用create table语句增加对应的题型表, 删除题型也要相应的drop。

(3) 配卷

这里分为自动配卷与手动配卷两个模块。在整个配卷模块中, 我们引入了一个概念, 即”配卷方案”概念。所谓一个“配卷方案”, 在本软件中的表现就是一个纯文本的列表, 这个列表中按照顺序记录了拟出试卷中每道题目所属的表与题目序号。这样, 一个配卷方案唯一地对应了一个成品试卷;同时, 由于配卷方案是纯文本的, 便于储存交换, 因此把这个方案作为整个配卷出卷模块的中介。所谓自动出卷, 就是自动做出一个配卷方案;而在手动出卷中, 可以手动做出一个配卷方案, 也可以引入一个自动生成的方案供调整。配卷方案可以储存, 程序也支持载入已有的方案。而在Word输出模块中, 也是按照给定的一个配卷方案出卷。

有了这个处理, 出卷就易于实现了。手动出卷不再赘述;自动出卷时, 则按照用户给定的要求与搭配, 在题库中随机选择符合要求的题目与题型。

(4) Word输出

Word输出部分采用的核心技术是OLE配合VBA操作Word文档对象的技术。在本软件中原本存有一套空白的本校试题标准模板。给定出卷方案后, 软件利用OLE技术打开这个模板, 然后利用VBA语句将方案中每道题目的内容依次推送到那个模板中, 从而得到一个成品试卷。

三、试题库的功能

试题库的试题内容包含五大部分: (1) 材料性质; (2) 液态成形 (铸造生产) ; (3) 塑性成形 (压力加工) ; (4) 焊接成形 (焊接生产) ; (5) 切削成形 (切削加工) 。题型包含五种类型: (1) 填空题; (2) 选择题; (3) 读图题 (工艺结构题) ; (4) 简答题; (5) 综合应用题。难度系数设为: (1) 简单, (2) 困难。题库功能有: (1) 试题输入; (2) 试题更新; (3) 自动出题; (4) 手动出题; (5) 试题编辑; (6) 题库更新; (7) 题型管理; (8) 试卷导出; (9) 题库备份; (10) 题库导入; (11) 试题删除等。

1. 试题的输入与更新

试题的输入可以在图3所示的操作界面上操作按钮直接输入, 也可以从其它文件夹中导入, 试题的输入必须按照试题内容、试题类型、难度系数输入。试题类型中既可以有文字, 也可以有图形和图表。试题的更改通过按钮来操作, 其所有内容均可更新保存。

2. 自动出卷

自动出题的界面如图6所示, 其按钮在图3的操作界面上可见。其按照试题内容、试题类型、难度系数选择即可。试题选择完毕后按“生成试卷”即可进入试卷输出模块。

3. 手动出卷

手动出卷的界面如图7所示, 其按钮在图3的操作界面上可见。其同样须按照试题内容、试题类型、难度系数选择, 但必须是一题一题的选择, 出题速度较慢, 所以一般用于自动出卷后的再编辑。试题选择完毕后按“生成试卷”即可进入试卷输出模块。

4. 试卷输出与方案再编辑

试卷输出的界面如图8所示。其包含有配卷方案、试卷抬头、试题说明等, 更重要的是可以进行试卷方案再编辑, 只要按下方案再编辑按钮, 即可回到手动出卷的界面, 从而可以对试卷进行调整和编辑。若认为所出试卷已完全满足要求, 只要按下“输出至Word”, 试卷即可在Word生成。如果当时不想输出, 还可以保存方案, 下次需要输出时, 只需按下方案载入, 即可将上次生成的试卷方案输出。同时仍可以进行再编辑。

5. 题型管理

本试题库还具有题型管理的功能, 题型的类型与数量可以随意更改和增删, 从而可以满足不同课程、不同学校的不同题型的要求, 即使是同一课程任课教师也可以根据具体情况调整试题类型。如图9为题型管理界面。

另本试题库还具有题库备份、题库导入;试题删除等功能, 便于试题库的管理。

四、结论

稳定的考核体系其首要的手段就是建立考核试题库。本试题库具有如下特点和优势:

1. 功能强大, 易于编辑;

2. 便于管理, 占用空间小;

3. 试题的输入和修改简单, 可以在界面直接输入, 也可以从文件中导入;

4. 应用范围广泛, 可根据不同的课程随意更改题型, 做到一个题库同时供多门课程使用, 节省了建立题库的费用;

5. 界面简单清晰, 易于操作。

摘要：金属材料成型基础 (金属工艺学) 是全国高等工科院校机械类和近机类学生的必修课, 我校每学年学生的授课人数达1600-1800人。公正、稳定的考核体系就变得优为重要, 其首要的手段就是建立考核试题库。试题库采用Delphi程序语言编写, 具有显著特点和优势。

关键词：试题库,Delphi,功能,管理,操作

参考文献

[1]王雍钧.《工程材料与材料成形工艺》试题库系统的开发[J].金属热处理, 2006, 10

[2]周兰.对高校学业考试规范化管理的思考[J].成都大学学报 (教育科学版) , 2007, 1

[3]陈波, 张卓, 高秀娥.题库管理系统的研究与实现[J].大连大学学报, 2006, 2

[4]成国煌, 徐晓峰.机械制造基础 (金属工艺学) 课程改革与实践[J].河南科技大学学报 (社会科学版) , 2007年增刊

[5]张志兵, 王嫦娟.基于V B的工程图学试题库系统的设计[J].山东科技大学学报 (自然科学版) , 2005, 3

材料成型技术基础 篇2

三、鲁棒性：在存

在扰动和未建模动态条件下，也就是系统的实际动态与应用数学模型之间误差较大时，系统仍能保持稳定性，基本维持原有设计中力。它的研究可以控制性能的能从“稳定鲁棒性”和“性能鲁棒性”两方面来区分。

四、极点配置：使 闭环控制系统具有预先设定的特征值是控制系统设计方法之一，称为极点配置。

五、比例度

Q：使调节器的输出变化达到全量程时输入偏差改变了满量程的百分比。带宽，Q大则比例窄。Q小则比例带

六、衰减率：衡量振荡过程衰减程度的另一种指标是衰减率，它是指每经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分Y2/Y1数，即￥=Y1—Y2>Y1,。￥调节过程是<0则，发散振荡的；Y2=Y1,等幅振调节过程是=0，荡的；1>￥节过程是衰减振荡>0,则Y2

七、超调量

Q%：最大动态偏差调量稳态变化幅值Y1占被Y（无穷大）的百分数。它反映系统的平稳性，超调量越大说明系统过度过程越平稳。一般调速系统10~35%之间。对轧Q%可允许在钢而言，初轧机要求轧机小于Q%小于2~5%10%，连，卷取机的张力控制不允许有超调量。

八、古典控制理论 的控制策略包括：PID制，解耦控制；现控制，smith控代控制理论的策略主要包括：自适应控制，变结构控制；智能控制理论的策略主要包括：模糊控制，专家控制，神经网络控制。

九、古典控制理论 研究对象是单输入单输出定常反馈系统，数学基础是拉氏变换，数学模型是传递函数设计分析方法基于频率法和图解法；现代控制理论适用于多输入多输出，时变参数，分布参数，随机参数非线性等复杂控制系统的分析设计，数学基础是矩阵理论，数学模型是状态空间法。

十、空燃比：u=A（t）(（燃烧中实际空气入炉空气量)/A(r)用量）

十一、集散式控制系点：集散式控制系统的概念和优统是以多个微处理机为基础利用现代网络技术，现代控制技术，图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节监视管理的控制技术。

十二、最小二乘法：

如果以不同精度多次观测一个或多个未知量为了求各未知量的最可靠值，各观测量必须加修正值，使其各修正数的平方和与观测数小。之

和相比为最

十三、拉氏变换的基本性质及利用线性定理这一 作用：性质，就可在求由多项组成的微分方程的拉氏变换时，用逐项求拉氏变换后再求和的形式来解决；利用微分定理这一性质，在时域内对原函数每进行一次微分，就相当于在复域内将象函数用即将时域内的微分s乘一次，运算简化为复域内乘以用积分定理就可以s的运算；利用就是说，对原函数1/s代替？，这每进行一次积分，就相当于它的象函数用这样把时域中的积s来除一次，分运算化为复域内除于

十四、所谓环节，s的运算。就是指其输入输出之间可以组成独立的运动方程式的那一部分。它可以是一个元件，也可以是一个元件的一部分或者由几个元件组成。我们称具有典型数学模型的环节为典型环节。放大环节又称比例环节，其传递函数为G（/Xrs）=K，即X0（s）为：输出量与输入（s）=K,其特点量成比例，环节的输出量能以一定比例，不失真、不延迟地复现输入量的变化规律。积分环节：G（s）=1/s,微分：

十五、G（s）=s。点：原理简单，使PID控制的优用方便；鲁棒性强，其控制适应性强；品质对被控对象的变化不太敏感，非常适用于环境恶劣的工业生产现场；PID整的参数整定与设算法有一套完计方法，易于被工程技术人员掌握；许多工业回路中对控制快速性和控制精高，而更重视系统度要求不是很的可靠性时，使用PID高的性价比；长期控制能获得较应用过程中，对PID算法缺陷可以进行改良。

十六、状态空间法 的实质就是将系统的高阶运动方程写成一种一阶微分方程组的形式，然后再把一阶微分方程组写成矩阵方程，这样就简化了数学符号，方便运算。

十七、系统辨识就 是通过试验或者运行过程中的观测数据来估计出系统的数学模型。黑箱：系统的结构和参数均为未知；灰箱：系统的结构已知而参数未知

十八、频率响应法

是向系统输入振幅固定、频率变化的正弦信号，在输出端测量输出信号，输出端信号应为振幅逐渐衰减、频率相同且与输入信号有一个相位差的正弦信号。

最小二乘法：未知量的最可能值是这样一个值，它使各次实际观测值和计算值之间的差值的平方乘以度量其精 确度的数值以后的和为最小。优点：它比其他方法容易理解，并且不需要严谨的统计知识。它既可用于动态系统，又可以用于静态系统。既可以用于线性系统，又可 以统。既可以用于离用于非线性系线估计，又可以用于在线估计，是具有最佳统计特性的方法。

最优控制系统的性能指标：积分（过程）型性能指标（拉格（结果）型性能朗日型）；末值指标（梅耶尔型）；综合性能指标（鲍尔扎型）最小值原理：即当。

控制作用的大小限制时，由最优控制规在一定范围内律所确定的最优轨线在整个作用范围内必取最小值。（公式）系统设计通常包括

如下三个方面：确定构；确定控制器的控制系统的结类型；确定控制器的参数。串级控制系统：是

生产过程中应用广泛统，它是由主控回的一类控制系路和副控回路构成，在运行中通过主控回路与副控回路的协调工作来提高控制性能。减小副控回路的等特点：效时间常数；对二次干扰具有很强的克服能力；改善对象的动态特性，提高率；对负荷和操作系统的工作频条件的变化具有一定的自适应能力。前馈控制系统的特 点：它是对扰动绝对不灵敏的系统；前馈控制使用的是视对象特性而定的“专用”控制器；前馈控制属于“开环控制系统”；一种前馈控制作用只能克服一种干扰。前馈控制根据控制规律和控制结构，可以分为多种类型，比较典型的有静态前馈控制，动态前馈控制，馈控制，前馈—串前馈---反级控制等。集（DCS散型），就是集散控制

系统型计算机控制系统的简称，也称分布式计算机控制系统，是在吸收了模拟仪表控制系统和计算机控制系统优点的基础上发展起来的分布式控制系统。它在实现控制功能分散的同时，也实现了危险性的分散，并将参数显示和操作部分进行集中。它不仅有很高的可靠性、直接数字控制、顺序控制、批量控制前馈控制等功能，而且还具有预测控制、最优控制等先进控制功能。它是以计算机、控制、通信和屏幕显示相结合为特征的系统，通常也将集散控制称为分级递阶结构；采4C控制。特点：用微机智能技术；采用局部网络通信技术；丰富的功能软件包；采用高可靠性技术。分级递阶结构通常分为4级，每一级由若干子系统组成，形成金字塔结构。同一级的各决策子系统可同时对下级施加作用，同时又受上级的干预，子系统可通过上级互相交换信息。第一级为过程控制级，第二级为控制管理级，第三级为生产管理级，第四级为经营管理级。最佳燃烧带：热损

失和污染最小、热效率最高的低过剩空气燃烧区称为”最佳燃烧带”炉温：是指炉气、.炉壁和被加热钢坯三者温度的均衡温度。炉温分布模型是指沿加热炉炉长方向的炉温水平及其变化规律，连续加热炉的炉温呈连续分布规律，其温度可采用热电偶在线检测获得。串级控制方法虽然比较简单实用、负荷跟踪速度较快，但在动态特性变化频繁的过程中不能保持空气、燃料较好的跟随关系，难以实现空燃比。双交叉限幅燃烧控制方式，即根据给定的空燃比，使系统在调节动态过程中，空气的变化受限于燃料的变化、燃料的变化受限于空气的变化，始终保持空气、燃料之间的相互跟随关系控比，保证在炉温调制最佳空燃配节过程中燃料和空气烧，这样既可节约都达到充分燃能源，提高钢坯加热质量，又可防止环境污染。空气过剩率：在加

热炉炉温控制系统中，空气过剩率是描述燃料流量与u空气流量比例之间是否合适的重要参数。U值定义为：入炉空气量中实际空气用量At与燃烧的比值，记作Ar：u=At/Ar控制炉膛压力的两。

种方式：通常希望炉压保持在微正压为好。对于带有余热锅炉的加热炉，可通过调节引风机的抽力实现炉膛压力的控制；对于没有余热锅炉的加热炉，则可通过调节烟道翻板的开度实现制。炉膛压拉氏变换的性质及

力的控其作用：利用线性定理这一性质，就可在求由多项式组成的微分方程的拉氏变换时，用逐项求拉氏变换后再求和的形式来解决；利用微分定理这一性质，就是说，在时域内对原函数每进行一次微分，就相当于在复域内将象函数用即将时域内的微分s乘一次，运算简化为复域内乘以用积分定理这一性s的运算；利质，这就是说，对原函数每进行一次积分，就相当于它的象函数用s来除一次，这样就把时域中的积分运算化为复域内除以s的运算。比例调节的传G(s)=U(s)/E(s)=Kp递函数：积分调节：=UG；微分调节：（s）/E（s）=1/T1s（s）G（s）；=U比（s）/E（s）=TDs；G(s)=U(s)/E(s)=Kp例积分：（G(s)=U(s)/E(s)=Kp1+1/T1s）；比例微（1+TDs）；PID：G(s)=U(s)/E(s)=Kp（比例度1+T Ds+1/T1sQ对被调参）.数的影响（很大（p51）味着调节阀的动作Kp减小）意：Q幅度很小，因此被调量的变化比较平稳，甚至可以没有超调，调节时间也很长；但残差很大，当Q再进一步增大时，系统出现不振荡的过度过程。减小Q（Kp增大）就加大了调节阀的动作幅度，引起被调量来回波动但系统仍可能是稳定的，残具有一个临界值，差相应减小。Q此时系统处于稳定边界的情况，进一步减小Q，系统就不稳定了，我们把这个临界值称为“临界比例度Qk”；若用比“临界比例带例带表示则当Q

了状态空间法，因此所研究的系统可以是单输入单输出，也可以是多输入多输出；可以是线性，也可以是非线性；可以是定常的，也可以是时变的；可以是集中参数的，也可以是分布参数的；可以是连续型的，也可以是离散型的；它的研括：以最小二乘法究内容主要包为识；以极大值原理基础的系统辨和动态规划为主要方法的最优控制；以卡尔曼滤波理论为核心的最佳估计。状态方程描述了输

入主要引起的内部状态变化的情况，如果系统能够在输入作用下从一种状态达到另一种状态系统就是可控的，否则就是不可控的；输出方程描述了状态变化引起输出变化的情况，如果系统的状态可以根据输出的观测值确定出来，系统就是可观测的，否则就是不可观测的。p90解释：对于两个 系统，假如它们传递函数相同，但由于出现零极点对消现象的位置不同，那么两个系统的可控性与可观测性也具有完全不同的特点。如果在传递函数中出现了零极点对消现象，系统或是不可控，或是不可观测的，也可能既不可控又不可测三种情况；若传递函数中没有出现零极点对消现象，则系统既是可控的又是可观测的。实际上对于状态反馈控制系统，可控性不变；可观测性可能会产生变化。对于输出反馈控制系统可控性与可观测性均不变。最优控制系统是这

样一种系统，它在完成要求的控制任务时能使某项性能指标为最优值：在整个控制工程中使误差达到极小的系统；时间最优控制系统；最优末值控制系统；能量最优控制系统；最大可靠性系统；最小投资系统。前馈控制：又称干

扰补偿控制，它与反馈控制不同，它是依据引起被控参数变化的干扰大小进行调节的。在这种控制系统中，当干扰刚刚出现而又能测出时，前馈调节器（亦称前馈补偿器）便发出调节

材料成型技术基础 篇3

关键词：化工设备；衬里氟材料；成型技术及应用

中图分类号：TG174.2+ 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）09-0173-01

化工设备是化工产业的重要组成部分，化工生产过程中，主要是通过化工设备对化工原料进行处理和储存等功能。化工设备的质量直接影响化工产生的生产安全和生产效率。氟材料作为化工设备衬里具有极强的防腐蚀性能，能够有效的提高化工设备的安全和质量。化工设备衬里氟材料主要是指聚四氟乙烯的聚合材料，并通过成型技术使得聚四氟乙烯聚合材料成为化工设备衬里。通过对化工设备衬里氟材料和成型技术的分析，促进氟材料在化工设备衬里中的应用，提高化工产业的安全系数，确保化工产业的经济效益与社会效益。

1 化工设备衬里氟材料相关概述

1.1 化工设备衬里氟材料

化工设备衬里的氟材料主要是由聚四氟乙烯的聚合物构成的，聚四氟乙烯是一种高聚物。由于氟，本身就是惰性气体，不易与其他元素发生化学反应，使得氟材料具有良好的耐化学性、电介性能、电气绝缘性能。氟材料应用到化工设备的衬里中，能够有效的提高化工设备的耐高温、耐腐蚀、耐潮性，并提升化工设备的机械强度。

1.2 含氟聚合物衬里的作用

化工设备中的反应器是实现化工生产的重要因素，将含氟聚合物衬里应用到化工产业的反应器和管道中，不但能够提高化工产业的经营质量。含氟聚合物衬里的应用，有效的降低化工产业的经济效益，还能降低各类化工设备的维护费用，提高化工产业的安全系数。

2 化工设备衬里氟材料的成型技术

化工设备里的氟材料主要是由聚四氟乙烯组成的聚合材料，具有良好的性能。不同的成型技术会对化工设备衬里的氟材料性能具有一定的影响，在实际的化工设备衬里氟材料的成型技术选择时，需要结合设备的实际情况和衬里要求进行选择，从而有效的提高化工设备的质量。

2.1 聚四氟乙烯衬里焊接成型技术

聚四氟乙烯衬里焊接成型技术，具有工艺流程简单的特点，主要是将聚四氟乙烯衬的板材料等，通过焊接技术直接的焊接到需要氟材料的工件型腔内。但是聚四氟乙烯衬里焊接成型技术，会使得化工设备的密封程度不够可靠，化工设备衬里氟材料不够均匀，化工设备使用过程中存在一定的安全隐患。

2.2 聚四氟乙烯里等压成型技术

聚四氟乙烯衬里等呀成型技术可以分为：预成型工艺和烧结成型工艺。

①预成型工艺，主要是通过具有弹性的模具促使聚四氟乙烯成型。预成型工艺主要是借助弹性模具对聚四氟乙烯材料进行压缩，并控制工件的内壁与外壁的压强，促使工件内壁压强与外壁压强相同，促使聚四氟乙烯材料紧贴到工件的衬里壁上，并使得聚四氟乙烯的厚度保持均匀，通过对预成型工艺的应用，能够有效对不同形状的内部衬里进行整合，避免各种裂缝的产生。

②烧结成型工艺，烧结成型工艺主要是采用石英砂膨胀物质作为自由补偿，排除聚四氟乙烯衬里的不足，从而有效的控制化工设备衬里与氟材料的分层脱离问题，提高了化工设备衬里的质量。烧结成型工艺主要用于几何形状和各类结构复杂的阀内部，能够有效的提高化工设备的机械性能和耐腐蚀性能。

2.3 聚四氯乙烯衬里三维旋转成型技术

聚四氟乙烯衬里三维旋转成型技术，同样是通过模具对聚四氟乙烯进行加工。将具有高流动性的聚四氟乙烯材料放到一个需要添加衬里的工件模具内，并通过三维旋转对模具进行旋转，旋转的过程中，对聚四氟乙烯材料进行加热，促使化工设备的工件内里能够被聚四氟乙烯均匀的覆盖，待三维旋转成型技术完成后，工件的衬里得到有效的加强，极大的提高了衬里的各项性能，使得化工设备的衬里更加能够符合化工产业的需求，提高化工设备的耐腐蚀性和服务年限。

2.4 聚四氟乙烯衬里金属网成型技术

聚四氟乙烯衬里金属网成型技术，主要是将金属网作为聚四氟乙烯成型的重要组成，将聚四氟乙烯与金属网作为工件的衬里。

聚四氟乙烯衬里金属网主要是由：玻璃纤维、粘结剂、金属网、聚四氟乙烯组成。聚四氟乙烯衬里金属网成型技术成型的化工设备工件具有使用寿命长的特点，但仍旧存在一定的不足，这些设备对负压的抗性不高。

2.5 光板松衬

光板松衬具有工艺简单，成本低廉的特点，使得光板松衬在化工设备聚四氟乙烯成型中具有良好的应用空间。光板松衬主要是对聚四氟乙烯板施以压力或真空，促使工件的内壁衬里成型。受制于成型技术的影响，光板松衬的成型产品耐负压和高压的能力较差。

2.6 聚四氟乙烯衬里复合成型技术

聚四氟乙烯衬里的符合成型技术，主要是：其一， 通过PTFE表面化学性质改性、氟化物的粘结剂涂覆，从而有效的促使聚四氟乙烯与工件的结合，从而有效的提高聚四氟乙烯与工件的接合度，变原有的“松衬”为“紧衬”。其二，通过加温冷却、充气增压、密度提升等技术，并将烧结成型技术应用到聚四氟乙烯成型。

聚四氟乙烯衬里复合成型技术的应用，能够有效的提高衬里的与工件的贴合度，有效的提高了衬里的性能，并克服了衬里热胀冷缩的变形和脱皮情况，提高了衬里的稳定性能，实现了化工设备的功能和安全，降低各类安全事故的发生。

3 化工设备衬里氟材料和成型技术的应用

3.1 化工设备衬里氟材料的应用要求

化工设备衬里氟材料衬里成型技术类型的选择和衬里类型的选择，需要合理的根据化工设备对温度、介质、压力等因素进行分析，从而获得准确的氟材料衬里工艺，促使设备能够符合化工的要求，降低各类安全事故的发生。

3.2 提高氟材料衬里质量的途径

①严格控制氟材料的质量。聚四氟乙烯的质量是确保氟材料衬里质量的重要因素，因此需要严格的对聚四氟乙烯的质量进行控制，降低回收材料的使用，确保衬里的质量，降低次品率，提高衬里质量。

②提升衬里工艺。在实际的氟材料衬里成型技术的应用时，需要合理的对成型工艺进行优化，从而有效的提高成型工艺的质量，并加强对复合成型工艺的应用，促使衬里能够与化工设备充分结合，提高结合强度，并合理的对聚四氟乙烯材料的热膨胀系数大的弱点进行控制，并对一些成型工艺衬里耐高压和负压的性能不强进行优化，促使衬里的质量提升，提高化工设备的使用寿命。

③简化设备结构。为了提高氟材料衬里的质量，需要对相关设备结构进行简化，需要合理的对设备进行检修，避免各类隐患的发生，从而有效的提高设备的质量，从源头上对化工设备质量问题进行设计。

④强化氟材料成型技术的操作规程。针对氟材料的成型技术的应用，需要加强操作的流程，规范操作规范，降低氟材料成型的设备的故障率，确保氟材料衬里的质量。

4 结 语

化工设备衬里是提升化工设备质量的重要保障，通过对化工设备衬里氟材料的分析与化工设备氟材料的成型技术进行分析，并合理的对氟材料和成型技术的应用进行阐述，从而有效的提高化工设备的衬里质量，提高化工设备的质量，降低各类化工设备的安全事故的发生，实现化工产业的持续健康发展。

参考文献：

[1] 王健.化工设备衬里氟材料和成型技术及应用[J].全面腐蚀控制，2009，（3）.

[2] 刘慈军，詹小军.聚四氟乙烯衬里工艺及其应用[J].化工装备技术，2012，（5）.

材料成型技术基础 篇4

材料成型工艺基础是机械设计制造及其自动化专业的一门专业方向模块限定选修课, 包括铸造、锻造、冲压、焊接、非金属材料成型、成型工艺选择等内容, 集成型理论与工艺于一体, 涉及面宽, 应用性广, 实践性强。在传统教学中, 采用“满堂灌”、“填鸭式”教学方法, 只能对理论知识进行简单讲解和局部应用, 学生缺乏实际工程能力的系统练习;另外, 由于课堂教学时间短、学时少等限制, 老师对知识的传授只是蜻蜓点水或一个个散乱的知识点, 内容连接性、系统性不强, 学生普遍感觉知识杂乱、枯燥、难学、不会应用, 学习热情不高, 学习效果较差。因此, 根据我校地方性、应用型的办学定位, 为使学生掌握基础理论, 加强应用练习, 提升工程实践能力, 在材料成型工艺基础课程的教学过程中进行了问题探究式教学法的探索。

一问题探究式教学法在材料成型工艺基础课程中的应用

1寻找、选取问题

寻找问题既要以课程教学大纲主要知识点为依据, 又要结合我校应用型本科毕业生面向地方企业、面向生产第一线的目标定位, 选取企业实际生产中难易程度合适的具体问题, 使问题具有很强的实用性、具体性和可操作性。

问题可以是短时间内解决的, 如仅需要一次课或几次课时间能够解决的单一问题、单一学科的问题, 例如针对铸造内容, 从企业寻找、选取了不同材料、不同结构、不同用途的多品种铸造零件, 既有防爆电机上的中小型灰铁铸件, 又有汽车、摩托车上的薄壁、复杂的铝镁合金、铝硅合金铸件, 还有高压电器开关上使用的厚壁、较简单的铝硅合金铸件等。然后提出问题:这些零件选用什么方法成型、生产过程如何、工艺参数如何选择、毛坯图如何绘制、结构工艺性好坏等。从这些问题的逐个解决, 将整个铸造部分的知识贯穿起来, 形成系统性、连续性、完整性的知识链。问题还可以是需要花费多个学期去解决的多学科的问题, 例如针对上述铸造零件, 可以继续提出问题, 成型中使用的模具如何设计、如何制造。为保证装配精度要求如何进行机械加工和装配等, 这些问题可通过后续课程模具设计、机械制造技术、特种加工等解决, 这样就将本课程与机械工程材料、材料成型工艺基础、互换性与技术测量、模具设计、机械制造技术、特种加工等多门课程有机的联系在一起, 激发学生学习后续课程的好奇和兴趣。

2布置问题

将设置好的问题按组分配给学生, 根据问题难易程度规定每一组学生的人数。然后提出明确的短期目标和较长期目标:按照企业规范, 根据零件的材料、结构、生产批量等要求完成成型方法选择 (需要一次课能解决问题) 、铸造工艺参数选取、工艺设计 (需要一次课+课余时间查阅资料、收集、分析、讨论能解决问题) 、毛坯图绘制、结构工艺性分析 (需要课堂+课余时间+成果汇报等完成) 等。

3组内分工

学生根据自己的兴趣选择问题, 具有共同兴趣、脾气相投的同学组成问题探究小组。每个小组对问题进行初步探讨并进行任务分工, 例如一些同学测绘零件图, 一些同学分析材料、确定牌号、了解成份组成, 一些同学查找材料力学性能及工艺性能, 一些同学绘制毛坯图, 一些同学利用PPT制作汇报材料, 对于涉及课程知识的成型方法选择、铸造工艺参数选取、铸造工艺图绘制、结构工艺性分析等内容, 则要求每个同学都要自己做, 使每个学生明确要探讨研究的重点问题以及与组内其他同学的合作关系。

4教师引导、串讲各个知识点

根据企业实际解决问题的步骤及每步所需的理论支撑知识顺序, 运用展示图片、播放生产录像、动画等多媒体教学手段, 结合现场教学, 简要、系统、直观的讲授解决问题所需的理论知识, 打破了以往按照教材顺序讲授知识点的习惯。例如传统教学方法讲授铸造时, 按照教材“铸造工艺基础→砂型铸造工艺过程→铸造工艺设计→铸件的结构工艺性→特种铸造”的顺序讲解, 一章讲完布置一次作业;采用问题探究式教学法后, 调整课程顺序为“铸造概念、特点、分类→砂型铸造、压力铸造、金属型铸造、低压铸造等工艺过程→学生根据给定零件选择成型工艺方法、讨论→铸造工艺性能→铸件的结构工艺性→给定零件的结构工艺性分析→铸造工艺设计→给定零件的铸造工艺参数选择、铸造工艺图设计→汇报、点评”。

5文献检索

教师指出解决问题所需要查阅的相关技术资料、国家标准和获取相关信息资源的渠道, 鼓励、诱导学生利用课余时间到图书馆或网络上独立地进行相关技术资料和国家标准的查询、收集、分析、整理、探索, 在此基础上对所布置的问题进行初步分析。

6初步探究

学生根据查阅的相关技术资料, 对所布置问题的解决方法进行探索、研究, 提出解决问题的初步方案和建议。

7集中讨论

每组学生将各自探究的结果汇总, 采取小组集中讨论的方式, 让每位学生重点阐述自己对问题的探究结果, 以获得同学的认可和批评, 同时对同学的探究结果自由地发表自己的意见, 例如铸造分型面选择位置、脱模斜度选择方向、铸造圆角位置、收缩率大小等工艺参数, 每人结果都不一样。经小组交流、辩论、讨论后, 形成尽可能合理的小组意见, 并在老师指导下找出不足或需要补充的内容。

8深入研究

学生根据小组讨论交流的意见, 分头继续对各自分工的问题进行深入探究、补充和完善, 时刻保持与教师的互动、沟通和与同学的讨论, 最终形成小组的探究成果, 并制作成PPT文件。

9课堂交流、汇报

在教师主持下, 各组选出代表在多媒体教室用PPT文件将本组的探究成果进行汇报。利用PPT汇报的过程, 可以清楚的反应学生查阅资料的过程, 查阅了哪些资料, 对资料、理论知识的综合应用情况, 解决实际问题的能力, 绘制图纸的规范性、工艺正确性等, 例如图形表达不完整, 脱模斜度、铸造圆角表达不正确、展示的CAD图粗细实线不分、用彩色显示导致的图形不清、标注不按新标准等问题一目了然。一人汇报后, 组内其他学生可以补充, 同时要求各个小组对其他小组交流的内容批判性地提出自己的不同意见, 从而形成组内合作、组间竞争的局面。这时学生不甘落后的心理将充分调动他们投入学习的积极性, 且有利于小组间的相互比较、借鉴和学习, 加深学生对知识的理解和重复应用, 达到事半功倍的效果。

10教师点评

教师根据课堂上学生的现场汇报, 对各组解决问题的思路和方案、结果进行一一点评, 就共性问题及时进行现场评讲和纠正, 加深学生对问题的理解, 同时肯定成绩、指出不足、提出希望。

与传统教学方法相比, 材料成形工艺基础课程在进行问题探究式教学法探索、实践后, 发现学生在学习主动性、理论知识掌握程度、工程实践能力的培养、真实工作岗位体验、成就感和成功感的体验、交流沟通和协调能力的培养、自学能力培养等方面有了明显提高, 效果比较详见表1所示[2]。

二问题探究式教学法在实施中存在的问题

1教师工程实践能力的欠缺削弱了实施效果

问题探究式教学是以源于企业的实际问题为驱动, 以寻找解决问题的方法获取知识和培养工程实践能力的新型教学方法, 实际问题的解决方案和结果, 都没有标准答案, 更没有唯一答案, 也找不到现成的答案, 因此对于教师的工程实践经历和能力提出了较高的要求, 教师自身工程实践能力的欠缺削弱了新型教学方法的实施效果。

另外, 由于材料成型方法种类繁多, 每一种方法有其各自特点和独立环境, 即使有企业工作经历的老师通常只是擅长、精通其中的一种, 没有哪位教师具有铸造、锻造、冲压、焊接等全部的企业经历, 因此制约了新型教学方法在全部课程中的探索实施, 削弱了新型教学方法的实施效果。因此对于过去具有工程经历的教师, 也要定期到企业轮训, 以更新工程知识、掌握新的实践技能、丰富工程实践经验, 不断强化工程实践能力, 以便提高实施效果。

2课后占用时间较多, 学生负担较重

由于材料成型工艺基础课程的学时 (24学时) 较少, 分配到铸造、锻造、冲压、焊接各部分的学时更少, 仅为6学时左右, 因此学生文献检索、资料查询、收集、加工、处理信息、独立思考探索、讨论交流、绘图等活动大多需要利用课余时间完成, 这些事务又需耗费一定的时间, 因此学生感觉负担相对较重。

总之, 问题探究式教学法以源于企业的实际问题为载体, 教师围绕问题进行讲解、指导、点评, 学生围绕问题进行文献检索、资料查询、收集、加工、处理信息、独立思考探索、讨论交流、汇报等活动, 找出解决问题的方法和步骤, 得出问题结论, 获取新知识的一种新型教学方法。通过在成型工艺基础课程中的探索实践, 发现教师由传统的知识传授者、讲解者变为问题的创设者、学法的指导者、讨论的组织者, 学生由知识的被动接收者、灌输对象转变为信息加工的主体、获取知识的主动构建者。这种教学方法, 加强了学生自觉学习、独立学习、学会学习的主体地位和自主能力, 培养了学生解决实际问题的工程能力, 提升了学生人际交往、团队协作方面的综合素质, 达到了较好的教学效果。

参考文献

[1]林健.卓越工程师培养——工程教育系统性改革研究[M].北京:清华大学出版社, 2013:195-197.

[2]金彩善.项目教学法在“模具设计与制造”课程教学中的应用[J].青岛职业技术学院学报, 2010 (6) :48–51.

材料成型技术基础 篇5

一、判断题

1.缩松是铸件的气孔。

（×）2.自由锻是一种不用任何辅助工具的可以锻造任何形状的零件的锻造方法。

（×）

3.铸造是指将液态合金浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待冷却凝固后获得毛坯或零件的生产方法。

（√）

4.铸件在冷却凝固过程中由于体积收缩得不到补充而在最后凝固部位形成的倒圆锥形孔洞称为缩孔。

（√）

5.低碳钢的强度、硬度低，但具有良好的塑性、韧性及焊接性能。（√）6.塑性是金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力。

（√）

7.可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可以进行锻压加工。

（×）

8.随塑性变形程度的增大，金属强度和硬度上升而塑性和韧性下降的现象称为加工硬化。

（√）

9.板料冲压是利用冲模使液态金属成型的加工方法。

（×）10.“同时凝固”这种工艺措施可以有效的防止应力、变形和缩孔缺陷。（×）11.普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。

（×）12.金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。

（√）13.金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。

（×）14.弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火。

（×）15.奥氏体的塑性比铁素体的高。

（×）16.钢的含碳量越高，其焊接性能越好。

（×）17.锻造加热时过烧的锻件可用热处理来改正。

（×）18.给铸件设置冒口的目的是为了排出多余的铁水。

（×）19.薄板件的波浪形变形主要是焊缝局部应力较大而引起的。

（√）20.一般把金属的焊接分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。

（√）

二、问答题和分析题

1.在金属结晶过程中采用哪些措施可以使其晶粒细化？(P5-6)2.最常见的晶体结构有哪几种？下列金属各具有哪些晶体结构。(P1-3)α-Fe

δ-Fe

γ-Fe 3.什么叫金属的同素异晶转变？室温下和1200°C的铁分别是什么晶格？(P6)4.什么是液态合金的充型能力？影响充型能力的因素有哪些？(P30-32)

5.铸件缩孔形成的原因是什么？什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各采取什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？(P32-35)6.常用的热处理方法有哪些？回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？(P18-21)

7.什么叫加工硬化现象？试分析它在生产中的利与弊。(P86-87)8.下列牌号各表示哪种钢或铸铁？牌号中的各组数字表示什么意义？(P21-25)

1）Q235； 2）T10；3）HT250；4）QT400-15 9.始锻温度过高或终锻温度过低在锻造时会引起什么后果？写出45号钢的锻造温度范围。(P88-89)

答：引起后果包括：除了使合金塑形下降、变形抗力增大之外，还会引起不均匀变形并获得不均匀的晶粒组织，并导致加工硬化现象，变形抗力过大，易产生锻造裂纹，损坏设备与工具。

45号钢始锻温度为1200°C，终锻温度为800°C。10.自由锻工艺规程包括哪些内容？(P91-94)11.冲压基本工序包括哪些？什么叫冲孔和落料？两者有何区别？(P108)12.什么是焊接电弧？它由哪几个区域组成？各区产生的热量和温度如何？什么是正接和反接？(P126-127)

13.什么是焊接热影响区？熔焊时低碳钢的焊接热影响区一般分为那几个区？它们对焊接接头质量有何影响？可采用什么措施来减少或消除热影响区？(P140-144)

14.焊接接头的基本形式有哪几种？为什么厚扳焊接时要开坡口？常见的坡口形式有四几种？(P154-156)15.从减少焊接应力考虑，拼焊如图1所示的钢板时，应怎样确定焊接顺序？并说明理由。(P146-148)

图 1 参考答案：先焊接短边，再焊接长边，焊接顺序：2-3-4-1或3-2-4-1等。16.粉末冶金包括哪些工艺过程？并简要说明。(P166)17.塑料的成形方法主要有哪些？其适应范围及工艺过程如何？(P193)18.陶瓷的生产过程包括哪几个过程？(P215)19.快速成型技术有哪些应用？(P230)20.在铁—碳相图（如图2）中，有四条重要的特征线，合金冷却通过下列特征线：

1）通过ECF水平线，发生__共晶__反应，C点称为___共晶点 ________，生成___（高温）莱氏体_______，其含碳量为___4.3%________。

2）通过PSK水平线，发生___共析_________反应，S点称为__共析点______，生成____珠光体___________,其含碳量为_____0.77%______。

3）ES线又称为___ Acm ____________，它是__ C在奥氏体中的溶解度曲线___，奥氏体冷却到此线时，开始析出_析出二次Fe3C（或Fe3CⅡ）____________。

4）GS线又称为____ A3____，奥氏体冷却到此线时，开始析出___铁素体____。

浅谈新型金属材料成型加工技术 篇6

关键词：新型金属材料,成型加工,加工技术,技术创新

当前, 新型的金属复合材料已经得到了广泛的应用, 复合型材料虽然成本与技术要求都较高, 但其所具有的材料特性相较于普通的金属材料具有更高的性能优势, 成为工程建设的重要材料。除此之外, 更多的零部件制作采用新型金属材料, 也催生了很多先进的成型加工技术。那么在新时代背景下, 究竟如何才能进一步存进新型金属材料成型加工技术的发展与完善, 是当前的材料工程师应该重点关注的问题。

1 关于新型金属材料的综述

1.1 新型金属材料的固有特性

新型金属材料的种类繁多, 都涵盖在合金的范畴之内, 金属材料的固有特性包括以下几点:新型金属材料具有更好的延展性;新型金属的化学性较为活泼;新型金属具有特有的光泽与色彩等。当前应用广泛的新型金属材料包括形状记忆合金、高温合金、贮氢合金以及非晶态合金等。

1.2 新型金属材料的加工特性

1.2.1 焊接性

焊接性是金属成型加工的基础特性之一, 所指是金属材料通过焊接来完成二次成型并满足设计要求。新型金属材料的焊接性良好, 在焊接时可以保证没有气孔、没有裂缝等。新型金属材料具有好的焊接性通常收缩小、导热性能好。

1.2.2 锻压性

锻压性对于金属的成型加工的关键因素, 金属具有的锻压性能够使金属在锻压的过程中承受塑性变形, 并有效缓解冲压。除此之外, 金属的锻压性还会受到加工条件的影响。

1.2.3 铸造性

金属所具有的铸造性包括收缩性、流动性、偏析以及裂纹敏感性等具有相关性, 由于新型金属材料均为合金, 因此其中含有的高熔点元素会金属的流动性降低, 给材料成型加工增加了一定的难度。

2 新型金属材料成型加工的原则分析

应用于工程施工以及企业产品中的新型金属材料通常具备耐磨性良好、硬度高的特性, 具备这些特性的新型金属材料能够满足工程及产品的成型与质量要求, 却也为成型加工带来了一定的难度。通常情况下, 为了保障金属材料成型加工的质量, 针对不同的金属会采用不同的加工技术。例如有些特殊的金属复合金属材料只有通过金属基复合材料的纤维性增强, 才能实现成型加工。而其他特殊的新型金属材料在进行成型加工时需要更加复杂的技术, 因此, 在进行二次加工时要做到因材料的不同而采取有针对性的技术, 做到具体问题具体分析, 从而切实推进新型金属材料成型加工的实践进程。

当前, 新型金属材料的成型加工通常会涉及到焊接、挤压、铸造、超塑成型以及切削加工等加工技术, 笔者通在实际的工作中发现, 加工过程中的任何一个小的失误或者纰漏, 都会对材料的成型造成一定的影响, 因此, 在加工之前, 一定要对金属材料的物理及化学属性进行深入的、透彻的了解, 从而能够基于其可塑性实现成型加工, 这也是当前选择复合材料的重要原则与指标之一。

3 新型金属材料成型加工的技术

3.1 粉末冶金成型加工技术

粉末冶金法是应用于新型金属材料成型加工中的最早的技术之一, 主要用于制造复合材料零件、颗粒制造以及金属基复合材料中的晶须增强等, 且以上成型加工可以通过这一方法直接完成。粉末冶金加工技术的适用范围主要是针对尺寸较小、形状不复杂以及较为精密的零件, 因为粉末冶金技术的优势在于成型制作过程中能够根据实际中的需求来进行增强相含量的调节, 即颗粒含量在半数以上;制作中的增强相较为精密, 且组织更加细密, 除此之外, 粉末冶金法还具有界面反应少的优势, 有效提升了工作效率。例如, 美国的DWA公司在设备支撑架以及自行车架等的制作方面就充分应用了这一方法。

3.2 铸造成型技术法

铸造成型技术法已经经过了实践的检验, 成为当前最为成熟的铸造技术。铸造成型法能够满足笔者在上文中所提及的加工原则, 还被广泛应用于复合材料零件的生产与制作之中。当前, 随着实际加工情况复杂性的增加, 使得铸造成型法滞后性明显, 具体的参数设置以及工艺方法选择等都必须进行改进, 在成型加工的过程中, 流动性的增加以及熔体的粘度等都会受到材料中颗粒增加的影响, 除此之外, 高温也会使材料的化学属性发生变化。针对以上出现的问题, 具体有效的解决方法在于针对不同的材料成型加工采取熔模铸造、压铸、金属型铸造以及砂型铸造等方法。

3.3 机械加工铸造法

机械加工铸造法通常利用铣、车、以及钻等方法进行金属基复合材料的加工, 与其他金属的加工相同的是在精加工铝基复合材料中采用金刚石道具来进行成型加工。具体的方法有以下几种:首先是铣削的方法, 具体的材料包括l5%~20%的粘结剂、聚金刚石刀具以及端面铣刀, 在进行铣削时需要先利用切削液来实现冷却, 并增加铣削颗粒;其次是车削的方法, 利用乳化液进行冷却, 刀具为硬质合金刀具;最后则是钻削的方法, 利用外切削液进行冷却, 通常采用PCD镶片麻花钻头。

3.4 电切割技术法

电切割法是指在成型加工过程中根据零件形状的负极来决定采取怎样的几何切割形状, 在材料切割时利用正极溶解的基本方式来实现材料的切割。对于零件成型加工中存在的残屑以及未溶解的纤维等, 可以利用零件与负极之间的间隙来实现清洗。与传统的放电加工法相比, 显著优势在于在介电流液中浸入移动的电极线, 从而能够通过液体压力冲刷以及局部高温实现对零件的成型加工。利用电切割法进行成型加工时, 非导体复合材料通常会由于放电效果差而产生一定的影响。如在铝基复合材料加工时, 由于切割速度慢以及切口粗糙等问题, 就不能沿用传统的切割参数。

3.5 焊接技术法

焊接技术法作为成型加工的重要方法之一, 通常被应用于金属及复合材料成型构建中, 例如航天飞机、汽车传动轴以及自行车等。焊接熔池的流动性以及粘度等易发生变化, 并受到增加物的影响。成型加工中, 金属的化学反应通常发生在基体金属与增强物之间, 对焊接速度造成了一定的限制, 面对这一问题, 通常的解决办法有以下几种:首先是基于惯性摩擦, 将其中一个部件进行轴对称旋转;其次是熔化焊的基本处理方法;除此之外, 还可以利用扩散焊的方法进行焊接。

3.6 模锻塑性成型法

模锻塑性成型法在镁基复合材料与铝基础复合材料中有广泛的应用, 成型法涉及到超速成型、模锻以及挤压等方法。利用此方法生产出来的零器件性能好、组织更加细密。但是在应用的过程中需要注意以下几方面:第一方面是通过挤压温度的适度提高, 可以对应提高金属材料的塑性;第二方面是在模具表面进行涂层或者使用润滑剂等实现摩擦条件的改善, 降低材料成型的难度;第三方面则是挤压速度受到增加物的影响, 为了防止零件产生横向裂纹, 一定要控制好挤压速度。

4结语

新型金属材料作为一种现代化的先进材料, 拥有更为广泛的实际应用价值, 而其所具有的高模量、高韧性以及高强度的特性使其更具生命力。成型加工作为二次加工, 涵盖了金属学、物理学、传热学等多个学科, 这就使得在在成型加工时需要进行更加深入的、广泛的探究。笔者相信, 在现代科学技术迅速发展的今天, 通过对新型金属材料成型加工技术的探究, 能够为金属材料的广泛应用提供可能, 同时为金

属产业结构的调整与优化奠定基础。

参考文献

[1]候立强, 郭秋颖.新型金属材料成型加工技术分析[J].科技研究, 2014 (5) :124.

材料成型技术基础 篇7

1《材料成型技术》课程的特点及现状

《材料成型技术》具有丰富的工程应用背景, 教学难度较大。在教学过程中需密切结合现代工程、多媒体课件和实验等教学环节, 把理论与实践紧密结合起来。然而在实际教学过程中往往会出现如下几个问题: (1) 理论讲得较多, 实践教学环节相应较少。出现这种情况的原因一方面是各高校扩大招生规模, 导致实践教学建设相对滞后。另一方面是一些高校进行人才模式改革和课程内容整合后, 《材料成型技术》课程的教学学时大幅度削减, 因此内容多和学时少的矛盾凸显。为节约学时, 对课程的实践教学环节一再压缩, 甚至取消。 (2) 实验教学内容滞后, 教学模式化, 导致学生学习的自主性丧失。由于实验条件的限制, 观察验证性实验所占比例偏高, 而培养学生创新能力的综合性、设计性和创新性实验偏少。在传统的实验教学过程中, 通常采用“实验目的、仪器、原理、步骤、实验数据记录与结果”的模式化教学方法, 忽视了学生在实验中的主导地位, 不利于实验教学质量的提高, 更不利于在实验课堂中培养学生的创新思维能力。 (3) 缺乏有效的实验教学考核标准。在人才培养方案中, 实验教学基本上都是附属于相应的理论课。目前, 本校采取的考核方法是跟据学生在实验中的表现和最后交上来的实验报告按一定比例来给定成绩, 而其中实验报告占据的比例较大, 所以这套考核标准有很大的弊病。

因此, 对传统的教学进行改革就变得十分必要。

2《材料成型技术》课程的教学方法改革

2.1 全方位提高教师的能力素质, 采取多种形式搞好课堂教学

在教学过程中穿插工程实例吸引学生, 提高学生学习的兴趣, 同时可以帮助学生更好理解和记忆理论知识。如导致“泰坦尼克号”沉没原因的讨论, 使学生从实例中了解材料的脆性、韧性及冷脆性。开展课堂讨论, 可以激发学生的学习主动性, 开阔学生思维, 培养学生的表达能力和分析解决问题的能力。利用多媒体课件、黑板板书和播放录像等多种教学手段相结合, 提高教学质量。采用多媒体教学, 可增加学生的实际感性知识, 使内容变得直观化、具体化, 学生更容易接受, 提高教学效率。采用传统的黑板板书可加强师生间的互动。在实际教学过程中将三种教学方法相互结合, 提高学生在课堂上的注意力, 避免学生出现注意力疲劳, 提高教学效果。

实验教学师资队伍的建设也要加强: (1) 理论课教师一定参与实验教学和科研工作, 实践课教师进修提高理论水平和科研能力, 双向培养; (2) 全方位地提高教师教学基本能力素质、人文社科及心理素质、职业道德素质。

2.2 加强实践环节的改革, 注重培养学生的综合素质和能力

在进行实验教学改革中, 通过教学内容和教学模式的更新调整, 教师的实验教学观念也要不断更新, 把实验与理论的关系转变为相互配合和相互补充的关系。在进行教学改革过程中, 根据现有实验条件, 将部分验证性实验在满足实验教学的前提下, 选择一些实验进行重新设计, 鼓励学生进行更深层次的研究, 重点加强学生独立实验、动手操作等能力的培养。结合生产实际, 针对企业生产过程中出现的技术难题, 将实验内容设计为企业迫切需要解决的问题。这种模式既能提高学生的综合实验能力, 又培养了学生的工程设计和实践能力, 同时, 也能大大提高实验教学的效果。客观、公正地评价学生的实验成绩, 既能增强学生对实验的学习兴趣, 又能加强学生探知现代科技的动力。

2.3 课堂内外结合办好第二课堂, 提高学生运用知识解决工程实际问题的能力

在教学内容组织安排上, 将授课与学术报告, 理论与实际结合起来, 开辟第二课堂。编制教学录像、幻灯片, 定时供学生在多媒体教室中使用, 并在实验室里展示有关典型材料的金相样品和组织照片等, 供学生课余参观, 加深对理论内容的理解, 也能够激起学生的学习兴趣。鼓励学生积极参加与《材料成型技术》教学内容密切相关的学术报告会, 既扩大学生的知识面, 又使教学内容更加新颖。

结束语

随着现代教育技术的快速发展, 《材料成型技术》课程无论是教学内容还是教学方法, 都会出现许多新颖的东西。在教学改革的实践中不断探索, 强调教学方法和手段优化组合, 充实教学内容, 加强实践教学环节, 进一步促进学习和实践运用的结合, 才能更好地促进教学改革, 达到提高教学质量的效果, 进而培养更多具有创新精神的高素质应用型人才。

参考文献

[1]李文虎, 徐峰, 冯小明.谈材料专业学生如何在实验中培养创新思维能力[J]机械管理开发, 2010, 6:140-141.

材料成型技术基础 篇8

很长一段时间以来, 高分子材料的成型加工技术得以迅速地发展。我国的一些尖端产业 (像是国防、航空等) 对应用的高分子材料的要求非常之高。并且, 在人们持续提升物质生活条件的影响下, 汽车领域的发展迅速。当前时期, 汽车领域的发展目标是美观、高速、环保、节能, 日益发展壮大的汽车领域, 推动了汽车零部件和有关材料工艺的发展。为了使汽车生产费用减少, 以及实现汽车性能的提升, 持续地提升高分子材料的成型加工技术变得非常迫切。当今, 汽车生产工艺过程中, 日益重视应用塑料取代金属零部件, 汽车生产工艺当中的大部分零部件都是借助模具成型。当今, 高分子材料的成型加工可以实现高生产效率、高性能、低费用。在制成品上逐步地发展成为小尺寸、轻便化, 可以实现生产效益地大大提升, 以及能够发展为零污染和低能耗。

2 高分子材料的关键成型加工技术

(1) 挤出成型加工技术。通常来讲, 高分子材料挤出成型加工技术, 是根据管状材料的形状来冷却成型, 再放到水槽当中通过冷却来处理, 在完成冷却后, 通过牵引设备输送到切割设备当中完成切割, 可以把它切割成为要求的长度。当前, 有关高分子材料的挤出成型当中, 主要存在两种, 即内径成型和外径成型。

(2) 吹塑成型加工技术。所谓的吹塑成型, 指的是通过机口地方的罅隙圆筒挤出塑料, 再通过机头中心的地方将压缩过的空气吹入, 把膜管吹成大直径的膜管状的一种工艺技术。吹塑成型技术可分为下引法与上引法。

(3) 注塑成型加工技术。当前, 在热塑型塑料的成型当中, 主要应用注射成型技术, 也能够在一部分热固定性塑料成型技术当中应用注射成型技术。其成型的原理是, 在注射机的料筒间放上颗粒料, 以及进行加热, 最后的时候, 基于剪切作用力的影响下, 粘性流动状态形成。这样一来, 能够借助柱塞或者是胡螺杆来施加压力, 确保溶体迅速地经过喷嘴到达膜枪当中, 再加以冷却固化。

(4) 塑料激光成型加工技术。近些年以来, 塑料激光成型技术, 是新出现的一种加工技术。当前, 塑料激光成型技术重点, 是借助高度聚焦的激光垂直照射在一起塑型的模板上。然而塑料缺少可以直接吸收激光的能力, 为此务必需要将一些能够吸收热量的涂料涂在塑型的位置上。在温度的影响下, 塑料会出现变形。

(5) 半结晶塑料激光成型加工技术。半结晶塑料激光成型技术, 是在吸收激光能量的基础上, 确保塑料的一个面可以变形。塑料表面的温度务必在材料结晶溶解温度之下, 才可以实现理想的塑料性能。在塑料的弯曲强度和拉伸应力上, 务必确保至少60℃的温度才可以出现变形, 不然会导致残缺。

(6) 激光烧结成型加工技术。激光烧结成型技术, 是借助CAD辅助技术来加工处理塑料, 这样能够使模具生产上的费用结算节省。激光烧结成型技术十分具备发展潜能, 其可以实现生产成本的减少, 相比较于塑性技术, 其具备显著的节能环保特色。针对零部件的生产上有着显著的效果, 这种塑料成型技术有着非常大的发展潜能。

3 高分子材料成型加工技术的发展趋势

(1) 聚合物动态反应加工技术。当前时期, 我国的聚合物动态反应加工技术依旧处在初期。在经济持续发展的影响下, 会进一步地探究聚合物的动态反应, 这会推动我国聚合物动态反应加工技术的持续进步。我国要求生产数以万吨的有关聚合物材料, 应用的反应加工装置都是传统型的混合器械, 在加工冶炼制品和传播热感的过程中, 面临着一些不足之处, 较难控制化学反应的程度, 以及较难把握反应产物当中的分子的分布。与此同时, 有关的设备需要比较大的资金投入, 以及需要消耗比较多的能源, 也存在比较严重的光污染和噪音污染。应用传统的加工方式, 这导致反应加工在技术以及原理上面临着相应的缺陷。聚合物动态反应加工无论是对要求的技术, 还是对要求的装置, 都非常严格。如此的技术, 需要工作者务必在聚合物的反应物质当中引入电磁场的磁波, 从而体现控制的功能, 确保反应制品和生成物都可以具备化学和物理特性。针对聚合物动态反应加工技术而言, 不管是从理论上, 还是从实践上, 都克服了传统塑造技术的不足之处, 有效地处理了震动力影响之下的动能平衡和反应质量问题, 以及由技术层面上完善了装置构造的不足。新型的装置在重量、体积、噪音污染、能耗等方面, 都优越于固有的装置。聚合物动态反应加工技术, 让我国有关层面的加工技术能够处在全球的前列, 以及快速地占有关键的位置。

(2) 信息存储光盘盘基成型技术。信息存储光盘盘基成型技术, 可以完善传统技术工艺当中的一系列缺陷。传统意义上的信息储存方式, 需要比较长的周期, 且会消耗较大的能量, 以及在储存的时候非常地容易受到污染。而当前应用的PC树脂来存储和生产以及光盘成型技术工艺, 可以实现节能和环境保护的效果, 以及可以提高产品的质量。

4 结束语

总而言之, 我国需要走富有自身特点的高分子材料的加工成型技术之路, 逐步地掌握技术前沿, 从而推动我国高分子材料成型加工技术产业的不断进步。

参考文献

[1]王国建.环境友好高分子材料与现代城市生活[J].徐州建筑职业技术学院学报, 2005, (1) :7-10+39.

[2]韩敏.高分子材料的绿色化可持续发展策略探讨[J].环境与生活, 2014, (22) .

材料成型技术基础 篇9

1 快速原型技术的概述

RP技术是基于物体分层原理来进行产品原型的制作的一种方法, RP技术的基本原理是:根据CAD/CAM技术构造出的理想物体的三维模型, 将其进行分层处理, 然后分析各层截片的轮廓数据, 利用CAD/CAM设计软件将数据原型系统的激光装置, 有选择的利用激光对物体进行切割箔材、烧结粉末、固化树脂、热熔材料等操作, 这样可以使介质行成一系列薄层, 再进行层层迭加使其形成我们设计的三维实体, 从而完成所设计的新产品三维实体模型。

2 快速原型技术 (RP技术) 的工艺方法

2.1 熔融沉积造型工艺

这是一种将各种热熔性的丝状材料 (蜡、ABS和尼龙等) 加热熔化成形方法, 它技术设备简单, 运行费用便宜, 这种工艺适用场合比较灵活, 没有毒气或化学物质的危险, 工艺相对于其它成型方法, 比较干净、操作比较简单、且不产生多余的垃圾。可以快速成型楼空模型, 原材料以线的形式提供, 相对于其它成型方法易于搬运和更快速更换。但是问题在于精度相对低, 难以成型结果比较复杂的零部件。在垂直方向上强度较小, 成形速度也较慢, 不适合构建大型零部件。这种工艺方法适合于产品设计的概念建模以及产品的功能测试。其原理图如图1:

2.2三维打印成型工艺

其工艺原理图如图2:

如图所示, 左侧是一个储料容器, 是材料放置在快速成型设备中的起始位置, 工作平台中间有一个平整的金属平台, 上面有一层层的粉末材料, 它由成型机的滚筒设备铺开, 由成型机打印头喷出的粘结剂进行粘接, 这种工艺的成形速度快, 运行成本也较低, 可以使用淀粉、石膏粉等常见的材料做原材料, 且废弃物较少, 任意结构和形状的零件都适用。

2.3 立体印刷成型工艺

其工艺原理图如图3:

它是快速原型技术中技术应用最广泛、最成熟的一种方法。它在工作过程中首先在成型机工作台上铺一层液态树脂, CAD/CAM软件控制的激光束依照截面轮廓做横、纵向上的激光扫描, 使轮廓内的树脂固化, 然后把工作台下降一定的位置, 在涂上一层树脂, 再进行扫描, 如此反复进行直到整个原型成形完毕。这种工艺可以成形任何形状的三维实体, 仿真性很强, 成形的精度及材料的利用率都很高。

3 RP技术在复合材料中的应用

3.1 复合陶瓷材料的制备

RP技术首先借助支撑材料把陶瓷制品内的可动件和主体联成一体, 再经过预烧工艺除去支撑材料, 然后经过烧结工艺获得陶瓷制品。虽然陶瓷制品都需要经过高温烧制工艺, 但其在制胚过程中可以在常温下进行。

3.2 高分子基复合材料的制备

有机高分子材料具有熔点低、密度小、其自身在熔融状态具有一定的粘性, 不需要外加粘结剂的特点, 所以它是非常理想的快速原型技术的材料。但是有机分子高分子材料的机械的综合性能较低, 就连高密度聚乙烯的抗压强度也只有20MPa~40MPa。所以, 一般都要掺入增强材料来组成有较高机械强度的复合材料。例如:美国用粒度3μm~6μm的玻璃纤维增强的PVC, 制备出了大量的特种模具和零件, 它们的精度高, 抗拉强度好, 且其强度是钢材的3.5倍左右。

快速原型技术在制备高分子材料时, 要注意尽管增强纤维在引出工作头前已经进行过浸胶处理, 即在增强纤维的表面涂抹一层熔融有机高分子材料, 这样可以使新原材料间的相互粘接问题得到解决。但是由于零件的形状具有多个凹槽、空洞、凸起等结构, 这就使得工作头在越过这些结构时, 有些长纤维在离开原来位置时呗自动剪断, 而到达新的位置时又自动与工件粘牢的问题。

3.3 金属基复合材料的制备

在室温或者较低的温度条件下, 高分子材料可以使工作头引出的新料和固化的旧料黏结在一起, 在常温的条件下, 陶瓷材料本身虽然不会出现黏结的现象, 但是经过塑化后的熟料和外加有机黏结剂可以让陶瓷材料黏结成胚, 但是, 这些工艺都不适合制备金属材料。

金属材料的新、旧料之间的黏合比其它复合材料的要困难和复杂。制备金属和金属基复合材料制品使用快速原型技术有快速凝固的特点。作为基体材料的金属在熔融状态时是以金属流的形式从工作头引出的, 这点和快速凝固工艺中的Taglor抽丝方法较为相似。例如:用碳纤维作增强芯料制备复合材料, 它既能够有优良的快速凝固金属的性能, 又可以制的具有综合性能的纤维增金属基复合材料。所以, 使用RP技术制备金属基复合材料是非常具有可行性的。

4 结论

RP技术突破了传统机械零件加工制造的材料成形的工艺, 它引入了自动控制学、机械工程学、计算机、材料学等多种学科的先进制造技术, 并且它在下面两个方面还有非常突出的作用, 制备高分子材料基复合材料各复合陶瓷制品方面;在解决金属材料新旧料之间的黏合问题上它使用的是局部跟踪加热技术和焊接技术, 对这个问题也有很大的帮助, 尤其是RP技术应用在复合材料成形方面, 使复合材料的发展得到了很好的前景。

参考文献

[1]胥光申.用于高精度小尺寸零件制作的光同化快速成型技术的现状与发展[J].机械科学与技术, 2004, 23 (10) :1222-1224.

[2]唐一平, 周宏志, 王平, 等.基于快速成型技木的电火花加I用石墨电极研磨技术[J].西安交通大学学报, 2000, 34 (11) :61-64.

[3]颜永年, 张人估.多功能快递原型制造系统 (M-RPMS) [J].昆明大学学报, 2001, 26 (4) 24-28.