材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化

材料成形装材料成形装备及自及自动化化 Equipment and Automation of Materials Process吕书林林华中科技大学材料学院中科技大学材料学院材料成形及控制工程专业核心课程材料学院材料成形装备及自动化教案2015-2016学年第二学期材料成形装备及材料成形装备及自动化材料成形自动化材料成形装备及自动化装备及自动化目录第一章第一章 绪 论（2学学时）第二章第二章 金属液金属液态成形装成形装备及自及自动化（化（10学学时）第三章第三章金属塑性成形装金属塑性成形装备及自及自动化化（8学学时）第四章第四章金属金属连接成形装接成形装备及自及自动化化（10学学时）第五章第五章高分子材料成形高分子材料成形设备及自及自动化化（2学学时）第六章第六章快速成形装快速成形装备及控制及控制（8学学时）第七章第七章 其它材料成形装其它材料成形装备（3学学时）第八章第八章 热处理工理工业炉及其控制（炉及其控制（2学学时）第九章第九章 材料加工中的材料加工中的环境保境保护装装备（3学学时）2材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院第一章第一章 绪 论1.1课程程简介介1.2材料的分材料的分类及其成形装及其成形装备概述概述1.3装装备在材料成形加工中的作用在材料成形加工中的作用1.4工工业自自动化的含化的含义1.5本本课程的目程的目标及主要内容及主要内容3材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院1.1课程程简介介 本本课程是我校机械大程是我校机械大类平台平台课程下，材料成型及控制工程程下，材料成型及控制工程专业的四的四门核心核心课之一之一(1)材料成形理材料成形理论基基础(2)材料成形工材料成形工艺(3)材料成形装材料成形装备及自及自动化化(4)模具模具CAD/CAM 讲课时数数:48、实验时数数:6 教材教材材料成形装材料成形装备及自及自动化化 樊自田主樊自田主编，机械工，机械工业出版社出版社 4材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院1.主主讲教教师（分四个（分四个课堂）堂）l吕书林林、叶春生、叶春生、吕卫文（文（7-8班）班）联系方式：系方式： 微信：微信：shulinhust5材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院第第1章概章概论（，（，吕书林）林）第第2章金属液章金属液态成形装成形装备及自及自动化化（10，吕书林）林）第第3章金属塑性成形装章金属塑性成形装备及自及自动化化（10，叶春生），叶春生）第第4章金属章金属连接成形装接成形装备及自及自动化化（10，吕卫文）文）第第5章高分子材料成形章高分子材料成形设备及自及自动化化（2，叶春生），叶春生）第第6章快速成形装章快速成形装备及控制及控制（6，叶春生），叶春生）第第7章其它材料成形装章其它材料成形装备（3，吕书林林）第第8章章热处理工理工业炉及其控制炉及其控制（2，吕书林林）第第9章材料成型加工中的章材料成型加工中的环境保境保护装装备（3，吕书林林）实验课：6（上（上课48学学时、实验6学学时）2.本本课程的主要内容及学程的主要内容及学时安排安排6材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院压力力铸造装造装备及及过程控制程控制实验 SLS快速成形装快速成形装备及其自及其自动控控制制实验焊接机器人自接机器人自动焊接接过程控制程控制实验 实验课程内容程内容7材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院3.本本课程的目的、意程的目的、意义及重点及重点装装备是国民是国民经济的基的基础，工工业的自的自动化与信息化化与信息化又是又是现代工代工业与国民与国民经济发展的必然展的必然趋势；材料成形装材料成形装备的的进展展是材料成形工是材料成形工业技技术发展的主要展的主要标志之一，志之一，“材料成形及控制工程材料成形及控制工程”专业的大学生，的大学生，全面全面了解并掌握材料成形装了解并掌握材料成形装备及自及自动化方面的知化方面的知识是是对大学大学生的必然要求；生的必然要求；“材料成形及控制工程材料成形及控制工程”专业的知的知识内容，覆盖了原内容，覆盖了原铸造、造、锻压、焊接、接、热处理等原各老理等原各老专业，还包括塑料、包括塑料、陶瓷、玻璃等种陶瓷、玻璃等种类材料的成形及材料的成形及过程控制的内容；程控制的内容；本本课程以程以讲述材料成形装述材料成形装备的的结构和原理构和原理为主体主体、以、以讲述装述装备的控制与自的控制与自动化化为重点重点；本本课程内容既涉及到了程内容既涉及到了传统材料材料成形加工方法的装成形加工方法的装备及及其自其自动化容，且包括了化容，且包括了高分子材料高分子材料及其它材料的成形装及其它材料的成形装备与控制，与控制，还增加了材料加工成形增加了材料加工成形领域的域的最新研究最新研究与与应用成果，重用成果，重视环境保境保护、绿色加工成形技色加工成形技术的装的装备。8材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院4.本本课程的基程的基础、要求、要求1)1)本本课程的基程的基础课程：程：机械零件与机械机械零件与机械设计、工程制工程制图、工程工程测试技技术基基础、工程控制基工程控制基础、液液压传动与气与气压传动、材料成形工材料成形工艺。2)2)本本课程的要求：程的要求：材料成形装材料成形装备种种类繁多繁多，本，本课程将重点或程将重点或详细介介绍各材各材料成形装料成形装备及方法中的及方法中的主要主要设备和新型和新型设备，而，而对其中的次其中的次要要设备或或较旧式旧式设备只作只作简要介要介绍或不作介或不作介绍。因此，通因此，通过本本课程学程学习，要求，要求重点掌握重点掌握各材料成形工各材料成形工艺中的主要中的主要设备和新型和新型设备的的工作原理、工作原理、结构特点、构特点、应用范用范围、控制方法控制方法等。等。9材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院平平时成成绩2030：到：到课情况、情况、课堂作堂作业、课外作外作业、听、听课纪律等；律等；考考试成成绩7080初定：初定：闭卷卷考考试基本要求基本要求:不不旷课、不、不迟到、不早退，上到、不早退，上课笔笔记、按、按时交作交作业（课堂或堂或课外）外）5.本本课程的考核方式程的考核方式10材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院材材料料石器石器石器石器时时代代代代物物物物质质基基基基础础人人人人类发类发展史的里程碑展史的里程碑展史的里程碑展史的里程碑铜铜器器器器时时代代代代铁铁器器器器时时代代代代衣衣衣衣食食食食住住住住行行行行约约约约8000800080008000年年年年5000500050005000年前年前年前年前3000300030003000年前年前年前年前1.2材料的分材料的分类及其成形装及其成形装备概述概述11材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院金属材料金属材料金属材料金属材料 金属金属金属金属间间化合物化合物化合物化合物传统传统金属材料金属材料金属材料金属材料新型金属材料新型金属材料新型金属材料新型金属材料 金属金属金属金属玻璃玻璃玻璃玻璃金属基复金属基复金属基复金属基复合材料合材料合材料合材料 钢铁钢铁铜锌铜锌铝镁铝镁 钛镍钛镍 最重要的工程最重要的工程最重要的工程最重要的工程结结构材料构材料构材料构材料厂房、厂房、厂房、厂房、桥桥梁梁梁梁、机械、工具、机械、工具、机械、工具、机械、工具 最重要的最重要的最重要的最重要的轻轻合金材料合金材料合金材料合金材料 最重要的最重要的最重要的最重要的高温高温高温高温合合合合金材料金材料金材料金材料黑色金属黑色金属黑色金属黑色金属有色金属有色金属有色金属有色金属最重要的最重要的最重要的最重要的耐磨材料耐磨材料耐磨材料耐磨材料纳纳米晶粒米晶粒米晶粒米晶粒金属金属金属金属先先先先进进复复复复合合合合材材材材料料料料中中中中的的的的一一一一个个个个重重重重要要要要领领域域域域。优优点点点点：高高高高强强度度度度、高高高高弹弹性性性性模模模模量量量量和和和和低低低低膨膨膨膨胀胀系系系系数数数数外外外外、优优良良良良的的的的韧韧性性性性，抗抗抗抗冲冲冲冲击击，抗抗抗抗热热振振振振，对对表表表表面面面面缺缺缺缺陷陷陷陷没没没没有有有有树树脂脂脂脂基基基基复复复复合合合合材材材材料料料料敏敏敏敏感感感感，耐耐耐耐热热性性性性高高高高，横横横横向向向向力力力力学学学学性性性性能能能能好好好好，不不不不燃燃燃燃烧烧，不不不不吸吸吸吸潮潮潮潮，导导电电和和和和导导热热性性性性好好好好，耐耐耐耐辐辐射射射射，以以以以及及及及高真空高真空高真空高真空环环境境境境稳稳定等定等定等定等新型材料或称先新型材料或称先新型材料或称先新型材料或称先进进材料，是指那些新近开材料，是指那些新近开材料，是指那些新近开材料，是指那些新近开发发或正在开或正在开或正在开或正在开发发的具有的具有的具有的具有优优异性能和特殊用途的材异性能和特殊用途的材异性能和特殊用途的材异性能和特殊用途的材料。它是料。它是料。它是料。它是发发展高新技展高新技展高新技展高新技术术的重要物的重要物的重要物的重要物质质基基基基础础。1.材料的分材料的分类12材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院1.材料的分材料的分类金属材料金属材料：钢铁、铜合金、合金、铝合金、合金、镁合金等合金等有机高分子材料：有机高分子材料：塑料、塑料、树脂、橡胶等。脂、橡胶等。无机非金属材料：无机非金属材料：几乎包括除金属材料、高分子材料以外的几乎包括除金属材料、高分子材料以外的所有材料，主要有：陶瓷、玻璃、胶凝材料（水泥、石灰和所有材料，主要有：陶瓷、玻璃、胶凝材料（水泥、石灰和石膏等）、混凝土、耐火材料、天然石膏等）、混凝土、耐火材料、天然矿物材料等。物材料等。复合材料：复合材料：“由由两个或两个以上独立两个或两个以上独立的的物理相物理相，包括粘，包括粘结材材料（基体）和粒料、料（基体）和粒料、纤维或片状材料所或片状材料所组成的一种固体成的一种固体产物物”。复合材料的。复合材料的组成分成分为两大部分：基体与增两大部分：基体与增强材料。材料。材料材料还可以根据其性能特征、用途、状可以根据其性能特征、用途、状态等分等分类。如下表：。如下表：13材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院结结构材料构材料构材料构材料材料的分材料的分材料的分材料的分类类功能材料功能材料功能材料功能材料特种材料特种材料特种材料特种材料力学性能力学性能力学性能力学性能（建筑、机器等）（建筑、机器等）（建筑、机器等）（建筑、机器等）物理、化学性能（防腐、物理、化学性能（防腐、物理、化学性能（防腐、物理、化学性能（防腐、导电导电、导导磁、磁、磁、磁、导热导热）装装装装饰饰、货币货币1.材料的分材料的分类14材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院传统金属加工技金属加工技术先先进金属加工技金属加工技术机械冷加工机械冷加工机械冷加工机械冷加工机械热加工机械热加工机械热加工机械热加工铸造铸造铸造铸造焊接焊接焊接焊接锻造锻造锻造锻造切削加工切削加工切削加工切削加工材料加工工程材料加工工程材料加工工程材料加工工程机械制造工程机械制造工程机械制造工程机械制造工程快快快快速速速速成成成成形形形形技技技技术术术术喷喷喷喷射射射射成成成成形形形形技技技技术术术术快快快快速速速速凝凝凝凝固固固固技技技技术术术术激激激激光光光光加加加加工工工工技技技技术术术术精精精精确确确确铸铸铸铸造造造造精精精精密密密密锻锻锻锻造造造造激激激激光光光光焊焊焊焊接接接接计算计算计算计算机集机集机集机集成制成制成制成制造造造造数数数数控控控控加加加加工工工工技技技技术术术术微微微微细细细细加加加加工工工工技技技技术术术术特点：专业分工不明确特点：专业分工不明确特点：专业分工不明确特点：专业分工不明确金属成形方法金属成形方法金属液金属液态成形态成形金属塑金属塑性成形性成形金属连金属连接成形接成形2.材料的成形方法分材料的成形方法分类及装及装备概述概述15材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院常常常常见见的金属材料的金属材料的金属材料的金属材料热热加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装备备A、铸造成形造成形1）重力作用下的）重力作用下的铸造造砂型砂型铸造造：各各类造型机、制芯机、造型机、制芯机、铸型型输送机及送机及辅助装助装备、落砂机、落砂机、砂砂处理理设备、清理、清理设备等等16材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院常常常常见见的金属材料的金属材料的金属材料的金属材料热热加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装备备A、铸造成形造成形1）重力作用下的）重力作用下的铸造造金属型金属型铸造造：金属型金属型铸造机造机熔模熔模铸造造：压蜡机、蜡机、结壳生壳生产线、焙、焙烧炉等炉等消失模消失模铸造造：模模样成形机、振成形机、振动紧实台、台、热干砂冷却系干砂冷却系统、真空系、真空系统等等射蜡制模射蜡制模蜡模组装蜡模组装挂涂料挂涂料脱蜡脱蜡烧结烧结浇注浇注脱壳、清理脱壳、清理17材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院常常常常见见的金属材料的金属材料的金属材料的金属材料热热加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装备备2）外力作用下的）外力作用下的铸造造离心离心铸造造：离心离心铸造机造机压力力铸造造：冷冷(热)室室压铸机机18材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院常常常常见见的金属材料的金属材料的金属材料的金属材料热热加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装加工成形的主要装备备2）外力作用下的）外力作用下的铸造造低低压铸造造：低低压铸造机造机挤压铸造造：挤压铸造机造机铸造的本造的本质特点：特点：液液 态金属成形金属成形装装备特点：特点：必必须有有 模、型模、型19材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院轧制：各制：各类轧机机挤压：各：各类压力机力机拉拔：各拉拔：各类拉拔（或拉力）机拉拔（或拉力）机自由自由锻：各：各类锻锤模模锻：各：各类锻锤或或压力机力机板料冲板料冲压：各：各类压力机力机锻造的本造的本质特点：特点：金属金属 塑塑 性性 成形成形 装装备特点：特点：必必须有有 外外 力力B.塑性成形塑性成形20材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院C.焊接成形接成形1 1）熔）熔）熔）熔焊焊：电电弧弧弧弧焊焊：各：各：各：各类类弧弧弧弧焊焊机机机机 电电渣渣渣渣焊焊：电电渣渣渣渣焊焊机机机机 电电子束子束子束子束焊焊：电电子束子束子束子束焊焊机机机机 激光激光激光激光焊焊：激光：激光：激光：激光焊焊机机机机 等离子弧等离子弧等离子弧等离子弧焊焊：等离子弧：等离子弧：等离子弧：等离子弧焊焊机机机机2 2）压焊压焊：电电阻阻阻阻焊焊：电电阻点阻点阻点阻点(缝缝)焊焊机机机机 摩擦摩擦摩擦摩擦焊焊：摩擦：摩擦：摩擦：摩擦焊焊机机机机3 3）钎焊钎焊：钎焊设备钎焊设备焊接的本质特点：液 态 金属 局部成形 装备特点：必须有 局部高温源局部高温源21材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院D.高分子材料成形高分子材料成形设备主要有：主要有：挤出机、注射机出机、注射机。挤出成形出成形过程：加料程：加料在螺杆中熔融塑化在螺杆中熔融塑化机机头口模口模挤出出定型定型冷却冷却牵引引切割切割挤挤出出机机注注射射机机E.粉末材料的成形粉末材料的成形设备制粉制粉设备、成型、成型设备、烧结设备等。等。22材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院F.快速成形（快速成形（3D打印）打印）设备1)立体平版印刷机立体平版印刷机(光固化成形机，最早的快速成形光固化成形机，最早的快速成形设备)2)分分层实体制造体制造(以表面涂覆以表面涂覆热熔胶的熔胶的纸、塑料薄膜、塑料薄膜为原料原料)23材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院3)选择性激光性激光烧结4)熔熔丝沉沉积制造制造5)粉末材料粉末材料选择性粘性粘结快速成形的本质特点：增 长 成形 装备特点：必须有 机机电一体化一体化24材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院 社会的社会的进步步:可可归结为人人类不断不断创造造工具以延伸自身的能力；从原始工具以延伸自身的能力；从原始人人类的工具到今天各种的工具到今天各种现代化工具、代化工具、精密加工装精密加工装备等，都是在等，都是在延伸人的体延伸人的体力与能力。力与能力。1）大大提高了生）大大提高了生产率、降低了工人率、降低了工人的的劳动强度度；以自以自动化化压铸机机为例，例，每小每小时可可压铸60-180次，最高可达次，最高可达500次次2）提高了）提高了产品品质量与精度，降低了量与精度，降低了原材料消耗原材料消耗；自自动化生化生产可避免人力可避免人力生生产中的人中的人为因素，保障因素，保障产品品质量与量与精度，大大降低原材料的消耗精度，大大降低原材料的消耗 法国法国7070年代投年代投产产的的650MN650MN大型模大型模锻锻压压机机我我国国的的8万万吨吨压压机机(图图纸纸)1.3装装备在材料成形加工中的作用在材料成形加工中的作用25材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院3）缩短了短了产品品设计至至实际投投产时间；快速快速成形技成形技术及装及装备的出的出现，使得新，使得新产品的品的设计、评价、修改、制造等价、修改、制造等过程形成了一个整体的程形成了一个整体的闭环系系统，大大，大大缩短了新短了新产品的研制品的研制时间和和用。用。4）减少制品的）减少制品的库存存；实现生生产管理自管理自动化，化，可及可及时、准确地、准确地处理大量数据，理大量数据，对器件、器件、设备、人力、技、人力、技术资料料进行行组织、协调，大大，大大减少生减少生产制品的制品的库存量。存量。5）改善操作）改善操作环境，境，实现安全和清安全和清洁生生产。除除尘设备、降噪、降噪设备的使用，生的使用，生产废料（料（废渣、渣、废气、气、废水等）再生回用（或无害水等）再生回用（或无害处理）理），大大减少了生，大大减少了生产资源浪源浪费和和对环境的境的污染，染，实现绿色可持色可持续发展展。26材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院1.工工业自自动化的定化的定义及及组成成1)工工业自自动化化是指：是指：将多台将多台设备（或多个工序）（或多个工序）组合成有机的合成有机的联合体，用各种控合体，用各种控制装置和制装置和执行机构行机构进行控制，行控制，协调各台各台设备（或各工序）的（或各工序）的动作，作，校正校正误差、差、检验质量，使生量，使生产全全过程按照人程按照人们的要求自的要求自动实现，并尽量减少人并尽量减少人为的操作与干的操作与干预。1.4工工业自自动化的含化的含义27材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院2)工业自动化系统一般由如下部分组成自自动化生化生产中中应用的系用的系统一般包括：一般包括：u自自动机床；机床；u物料自物料自动搬运系搬运系统；u自自动装配机；装配机；u流水生流水生产线；u信号信号检测数据采集系数据采集系统；u计算机算机过程控制系程控制系统；u支持制造活支持制造活动用来收集数据、用来收集数据、进行行规划和做出划和做出决策的决策的计算机控制系算机控制系统。28材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院环节环节主要主要主要主要过过程程程程功能作用功能作用功能作用功能作用设计设计设计过设计过程程程程产产品品品品设计设计CAD/CAMCAD/CAM、工装模具、工装模具、工装模具、工装模具设计设计、专专用加工用加工用加工用加工设备设计设备设计等等等等制造制造制造制造生生生生产产准准准准备过备过程程程程原材料准原材料准原材料准原材料准备备、采、采、采、采购购及外及外及外及外协协加工委托加工委托加工委托加工委托计计划等划等划等划等工工工工艺艺准准准准备过备过程程程程工工工工艺图纸艺图纸准准准准备备、加工、加工、加工、加工设备选择设备选择、工装模具制造等、工装模具制造等、工装模具制造等、工装模具制造等加工加工加工加工过过程程程程冷加工（切削加工）、冷加工（切削加工）、冷加工（切削加工）、冷加工（切削加工）、热热加工（加工（加工（加工（铸铸、锻锻、焊焊等）、各等）、各等）、各等）、各类类生生生生产产线线等等等等检验试验过检验试验过程程程程加工加工加工加工过过程中工程中工程中工程中工艺艺参数的自参数的自参数的自参数的自动检测动检测、加工后、加工后、加工后、加工后产产品的性能品的性能品的性能品的性能检测检测等等等等装配装配装配装配过过程程程程零件供零件供零件供零件供给给、产产品装配与品装配与品装配与品装配与输输送等送等送等送等辅辅助生助生助生助生产过产过程程程程产产品的后品的后品的后品的后续处续处理、理、理、理、废废旧料回用、旧料回用、旧料回用、旧料回用、设备检设备检修修修修维护维护等等等等管理管理管理管理生生生生产产管理管理管理管理过过程程程程原材料（工具、配件等）管理、生原材料（工具、配件等）管理、生原材料（工具、配件等）管理、生原材料（工具、配件等）管理、生产调产调度、人事管理、企度、人事管理、企度、人事管理、企度、人事管理、企业业规规划等划等划等划等表表1-2 生产过程中的生产过程中的三大环节三大环节及及八个八个主要主要过程过程 2.工工业生生产过程程29材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院综上所述，工上所述，工业生生产过程自程自动化所研究的内容主要有两个方面：化所研究的内容主要有两个方面：1）对上述各个上述各个过程，程，实现不同程度自不同程度自动化化时的各种的各种方法和手段；方法和手段；2）对上述几个上述几个过程或全部程或全部过程按照一定的目程按照一定的目标和要求和要求联系起来，系起来，组成不同成不同规模的模的自自动线、自、自动化化车间或自或自动化工厂化工厂。实际上由上由物物质流和信息流流和信息流两个主要部分两个主要部分组成：成：1）物物质流流是指物是指物质的流的流动和和处理，包括原材料、毛坯、工理，包括原材料、毛坯、工夹具、具、模具、半成品、成品、模具、半成品、成品、废料、能源的流料、能源的流动、处理（加工）和理（加工）和变换；2）信息流信息流指信息（包括加工指令、数据、反映生指信息（包括加工指令、数据、反映生产过程各种状程各种状态的的资料等）的流料等）的流动和和处理。理。3.工工业自自动化内容化内容30材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院1.学学习材料成形材料成形主要装主要装备的的结构原理及其自构原理及其自动化控制技化控制技术2.具体的教学目具体的教学目标及内容如下：及内容如下：1）材料的种）材料的种类繁多，成形方法及装繁多，成形方法及装备各异，本各异，本课程以介程以介绍材料材料的的成形装成形装备为主体主体、讲述述成形装成形装备的自的自动化化为重点重点，使学生，使学生获得必得必要的装要的装备及自及自动方面的方面的基本知基本知识，了解材料成形装，了解材料成形装备及自及自动化技化技术的的发展前沿展前沿；2）在全面了解与掌握材料成形装）在全面了解与掌握材料成形装备种种类及及结构特点的基构特点的基础上，上，重点学重点学习金属材料成形、高分子塑料成形、快速成形等装金属材料成形、高分子塑料成形、快速成形等装备及其自及其自动化技化技术，结合合21世世纪绿色制造成形的色制造成形的发展展趋势重重视环境保境保护装装备的的应用，用，为培养新培养新时代高素代高素质的材料成形加工人才奠定基的材料成形加工人才奠定基础；3）装）装备及自及自动化化课程是程是实践性极践性极强的的课程之一，本程之一，本课程将密切程将密切结合学生的合学生的生生产实习、课程程设置、置、实验课等等实践践环节，培养学生，培养学生对材料成形加工材料成形加工设备与自与自动化技化技术的的兴趣及感性趣及感性认识，提高授，提高授课质量量与效果。与效果。1.5本本课程的目程的目标及主要内容及主要内容31材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院思 考 题1、材料有哪些种类，常用的金属材料有哪几种？2、金属材料有哪些常见的成形方法，举例说明其特点3、举例说明，不同的材料及成形工艺的主要设备及其作用。4、阐述工业装备在材料成形加工中的作用。5、概述工业自动化的定义、组成及主要内容。32材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院33材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院 中国古代铸铁中国最早的铁器 -铁刃刃铜钺 （商代）1972年在河北藁(gao)城台西村(公元前14世纪)遗址中出土了一件铁刃铜钺。全钺残长11.1厘米，阑宽 8.5厘米，外刃部断失，残存刃部包入铜内约 1厘米，已全部氧化。34材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院司母戊鼎司母戊鼎1.33米1.1米 重832.84Kg每个坩埚(用来熔化金属的器皿)能冶炼铜12.5千克，铸造该鼎需要70多个坩埚。35材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院酒酒器器盥（盥（gun)水器水器乐乐器器铜铜镜镜36材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院食器食器兵器兵器农具农具37材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院四羊方尊蕉叶形蕉叶形纹理清晰纹理清晰四只大卷角羊四只大卷角羊羊的前腿羊的前腿司母戊鼎司母戊鼎38材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院 学者们认为三学者们认为三星堆文化距今约三星堆文化距今约三千多年，是商朝时千多年，是商朝时期我国西南成都平期我国西南成都平原上古蜀人的文化原上古蜀人的文化。造型独特造型独特39材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院青青铜立人像立人像青青铜面具面具青青铜神神树40材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院航空母舰航空母舰航空母舰航空母舰41材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院大型客机大型客机大型客机大型客机42材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院43材料成形装备及自动化材料成形装备及自材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化动化 材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化 华中科技华中科技大学材料学院大学材料学院