材料成型工艺基础实验教学大纲.doc

《材料成型工艺基础》实验教学大纲
实验名称：材料成型工艺基础实验
学时：课程总学时64/32，实验课学时6
学分：4/2
适用专业：材料成型及控制工程，机械设计制造及其自动化
执笔人：余万军
审订人：张强
一、实验的目的与任务
材料成形是机械零件制造的基本工艺，随着科学技术的发展，材料成形的新技术和新工艺不断出现，但从材料成形的基本原理和应用的数量来看，仍然以液态成形、塑性成形、连接成形和粉末成形为主。因此，掌握和了解其工艺原理、方法、设计和综合分析是本大纲的主要任务。
二、教学基本要求
1.实验设备在使用前要详细的进行检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好。发现丢失或损坏应立即报告。
2.要遵守设备仪器的操作规程，注意人身和设备的安全。
3.要保持实验室内和仪器设备的清洁和整齐美观。工作台面要干净并要搞好室内卫生。
4.对实验结果要进行分析，整理和计算，认真填写实验报告。
5.按要求及时递交实验报告。
三、实验项目与类型
序号实验项目学时实验性质备注演示验证设计综合必做选做1液态成形实验2√√2塑性成形实验2√√3*焊接成形实验2√√四、实验项目内容与学时分配
实验一液态成形实验（2学时）
1.目的要求
(1).掌握液体性质对成形性的影响；
(2).掌握环境条件对成形性的影响；
(3).掌握零件结构对成形性的影响；
(4).了解液态成形的工艺过程。
2.方法原理
液态成形是材料成形的重要工艺之一，其成形性是指获得良好的外观和内部质量的能力。将液态金属浇铸到具在与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法，称为铸造。它是毛坯或机器零件成形的重要方法之一。
3.主要实验仪器及材料
(1).低温、中温加热炉各一台；
(2).气压式压注机两台；
(3).液态成形实验装置
(4).各种实验用模具若干套。
4.实验内容及掌握要点
(1).液体材料的收缩性实验；
(2).零件结构对液态成形性的影响
(3).铸件应力与变形实验

实验二、塑性成形实验(2学时)
1.实验目的
(1).建立金属可锻性的概念，加深认识金属锻造性能在压力加工生产中的意义和作用。
(2).了解衡量金属锻造性能的常用指标，了解影响金属锻造性能的主要因素及提高金属锻造性能的途径。
2.方法原理
(1).对不同成分的金属试样在相同的变形条件下进行锻压，测量其变形程度，分析比较它们的可锻性。
(2).对同成分试样在不同温度下进行塑性变形，分析变形温度对可锻性的影响。
3.主要实验仪器及材料
塑性成形综合实验装置，电阻加热炉，测温仪表及热电偶，游标卡尺，夹钳等。
4.实验内容及掌握要点
(1).金属的化学成分对可锻性的影响
(2).变形温度对可锻性的影响

实验三焊接成形实验
1.目的要求
(1).掌握焊缝设计和布置的一般原理；
(2).能够合理安排焊接顺序；
(3).能够合理选择焊接规范参数。
(4).学会使用CNC设计焊接工艺和进行焊接工作。
2.方法原理
焊接成形是指材料通过加热或加压（或者两者并用），使材料在接触面处产生熔化或塑性变形及再结晶而实现材料间的不可拆卸连接的成形方法。
3.主要实验仪器及材料
熔化极氩弧焊两用焊机一台；直缝和环缝自动焊装置一台。
4.实验内容及掌握要点
(1).平面交叉焊缝的设计和焊接
选用2毫米厚度的55Si2Mn中碳低合金钢板，用熔化极或钨极氩弧焊先焊Ⅰ和Ⅱ板（焊缝2）再将其与Ⅲ板焊接（焊缝1）；然后采用先将Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ板焊接在一起（焊缝1），再将Ⅰ和Ⅱ板焊接（焊缝2）的两种方法，焊后用钢丝刷子除去表面赃物。然后在视频体式显微镜下观看焊后裂纹发生的部位。焊接规范参数统一用焊接电流100安，焊接速度0.2M/min,氩气流量10L/min,送丝速度0.1M/min。分析不同的焊缝设计和焊接次序，对焊接应力和裂纹的影响。
(2).焊接线能量及规范参数的搭配。
选用2毫米厚度的55Si2Mn中碳低合金钢板，用熔化极或钨极氩弧焊焊接，焊接规范参数如表6-1所示。用E=I×V电压/V的公式，计算焊接线能量的大小。将焊后的接头，先用钢丝刷子除去表面赃物。然后在视频体式显微镜下观看焊后裂纹发生的部位。再将接头表面磨平，用砂纸打磨到Ra1.6，再用洛氏硬度机，沿纵向每格3mm打一点，共11点，分别测试硬度的分布。根据实验结果分析焊接线能量对焊接质量的影响规律。
五、考核办法
考核按两级分数制，即合格和不合格，由指导教师给定并签字。
六、实验教学指导书和参考书
1.王纪安主编，《工程材料与材料成形工艺》.北京：高等教育出版社2000年8月第一版
2.童幸生,徐翔,胡华华主编,《材料成形及机械制造工艺基础》.华中科技大学出版社2002年11月第一版
3.周世权主编《材料成形及机械制造工艺综合设计型创新实验》.华中