山东华宇职业技术学院 高职毕业生毕业论文
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材料成型方法的选择原则与依据
摘要： 工程材料除切削加工以外有各种成型方法，包括金属液态成型、金属塑性成形、材料连接成型、粉末冶金成型以及塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料成型及复合材料成型等。材料成型技术主要讲述金属材料成型和非金属材料成型，现对其进行详细论述。金属液态成型又称为铸造，是将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其冷却凝固后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件，即铸件的方法，它是成形毛坯或机器零件的重要方法之一。金属塑性成形昰利用金属材料所具有的塑性变形规律，在外力作用下通过塑性变形，获得具有一定形状、尺寸、精度和力学性能的零件或毛坯的加工方法。
关键词：材料成型、金属、非金属
材料成型方法概述
一 金属液态成形
金属材料在液态下成形，具有很多优点：（1）最适合铸造形状复杂、特别是复杂内腔的铸件。（2）适应性广，工艺灵活性大。（3）成本较低。但液态成形也有很多不足，如铸态组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能、特别是冲击性能低于塑形成行件；铸件涉及的工序很多，不易精确控制，铸件质量不稳定；由于目前仍以砂型铸造为主，自动化程度还不够高，工作环境较差；大多数铸件只是毛坯件，需经过切削加工才能成为零件。
砂型铸造是将熔融金属浇入砂质铸型中，待凝固冷却后，将铸型破坏，取出铸件的铸造方法，是应用最为广泛的传统铸造方法，它适用于各种形状、大小及各种常用合金铸件的生产。砂型铸造的工艺过程称为造型。造型是砂型铸造最基本的工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。手工造型时，填砂、紧实和起模都用手工和手动完成。其优点是操作灵活、适应性强、工艺装备简单、生产准备时间短。但生产效率低、劳动强度大、铸件质量不易保证。故手工造型只适用于单件、小批量生产。机器造型生产率很高，是手工造型的数十倍，制造出的铸件尺寸精度高、表面粗糙度小、加工余量小，同时工人劳动条件大为改善。但机器造型需要造型机、模板以及特质砂箱等专用机器设备，一次性投资大，生产准备时间长，故适用于成批大量生产，且以中、小型铸件为主。
特种铸造包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、实型铸造、挤压铸造等。各种特种铸造方法均有其突出的特点和一定的局限性，对铸件结构也各有各自的特殊要求。
二、材料成形方法选择的依据
选择材料成形方法的主要依据有：
（一）零件类别、功能、使用要求及其结构、形状、尺寸、技术要求等根据零件类别、用途、功能、使用性能要求、结构形状与复杂程度、尺寸大小、技术要求等，可基本确定零件应选用的材料与成形方法。而且，通常是根据材料来选择成形方法。例如，机床床身，这类零件是各类机床的主体，且为非运动零件，它主要的功能是支承和连接机床的各个部件，以承受压力和弯曲应力为主，同时为了保证工作的稳定性，应有较好的刚度和减振性，机床床身一般又都是形状复杂、并带有内腔的零件。故在大多数情况下，机床床身选用灰铸铁件为毛坯，其成形工艺一般采用砂型铸造。
（二）零件的生产批量
选定成形方法应考虑零件的生产批量，通常是：单件小批量生产时，选用通用设备和工具、低精度低生产率的成形方法，这样，毛坯生产周期短，能节省生产准备时间和工艺装备的设计制造费用，虽然单件产品消耗的材料及工时多，但总成本较低，如铸件选用手工砂型铸造方法，锻件采用自由锻或胎模锻方法，焊接件以手工焊接为主，薄板零件则采用钣金钳工成形方法等；大批量生产时，应选用专用设备和工具，以及高精度、高生产率的成形方法，这样，毛坯生产率高、精度高，虽然专用工艺装置增加了费用，但材料的总消耗量和切削加工工时会大幅降低，总的成本也降低。如相应采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或自动、半自动的气体保护焊以及板料冲压等成形方法。特别是大批量生产材料成本。
在一定条件下，生产批量还会影响毛坯材料和成形工艺的选择，如机床床身，大多情况下采用灰铸铁件为毛坯，但在单件生产条件下，由于其形状复杂，制造模样、造型、造芯等工序耗费材料和工时较多，经济上往往不合算，若采用焊接件，则可以大大缩短生产周期，降低生产成本（但焊接件的减振、减摩性不如灰铸铁件）。
（三）现有生产条件
在选择成形方法时，必须考虑企业的实际生产条件，如设备条件、技术水平、管理水平等。一般情况下，应在满足零件使用要求的前提下，充分利用现有生产条件。当采用现有条件不能满足产品生产要求时，也可考虑调整毛坯种类、成形方法，对设备进行适当的技术改造；或扩建厂房，更新设备，提高技术水平；或通过厂间协作解决。
如单件生产大、重型零件时，一般工厂往往不具备重型与专用设备，此时可采用板、型材焊接，或将大件分成几小块铸造、锻造或冲压，再采用铸-焊、锻-焊、冲-焊联合成形工艺拼成大件，这样不仅成本较低，而且一般工厂也可以生产。总结
本人作为一名学模具设计与制造的学生,通过对课本知识的学习和课外知识的掌握,认识到任何一种材料都必须通过一定的成型制造过程，制成制品后才具有使用价值。因此，材料成型工艺的选择是设计技术人员面对的重要问题，这项工作实际上在零件设计阶段便已开始。成型方法的选择是零件设计的重要内容，也是零件制造工艺
人员所关心的重要问题。不同结构与材料的零件需采用不同的成形加工方法，各种成形加工方法对不同零件的结构与材料有着不同的适应性，不同加工方法对材料性能与零件质量也会产生不同的影响。 致 谢
本人经过两年的学习，运用所学的相关理论，结合自己的工作实践，提出了
本人不成熟的意见，完成了这篇文章。写作中，请教了一些专家和学者，与同事进行了交流，翻阅了有关资料，参考了本人实践过的一些实例。由于本人理论水平有限、写作时间有限、实践经验有限，故文章中存在不足，甚至错误在所难免，请评审老师予以指正。
该论文从选题、构思、初稿、修订到定稿，始终得到指导老师的帮助和指点，其在我这篇论文写作过程中，倾注了大量精力和心血，在此深表感谢！
参考文献
[1] 沈其文 材料成型基础[M] 武昌：华中理工大学出版社，1999
[2] 汪大年 金属塑性成形原理[M] 北京：机械工业出版社，1986
[3] 郑章耕 工程材料及热加工工艺基础[M] 重庆：重庆大学出版社，1997
[4] 房世荣 工程材料与金属工艺学[M] 北京：机械工业出版社1994
[5] 李魁盛 铸造工艺及原理[M] 北京：机械工业出版社，1989
[6] 扬慧智 工程材料及成型工艺基础[M] 北京：机械工业出版社，2000
