金屬工藝學(xué)講稿
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一、 本課程的主要內(nèi)容
本課程是一門傳授有關(guān)金屬零件制造工藝方法的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課。它包括:鑄造、壓力加工、焊接(毛坯)、切削加工(零件)和熱處理(改善性能)。
二、 材料成形工藝的發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢(shì)及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位
發(fā)展歷史:
材料成形工藝是伴隨著人類使用材料的歷史而發(fā)展的。在人類使用材料之初,通過(guò)將天然材料石頭、陶土打制成石器和燒制成陶器,就誕生了最原始的材料成形工藝。
隨著人們對(duì)金屬材料(青銅、鋼鐵等)的使用,相應(yīng)地產(chǎn)生了鑄造、鍛造、焊接等金屬成形加工技術(shù)。20世紀(jì)以后,隨著塑料和先進(jìn)陶瓷材料的出現(xiàn),非金屬材料的成形工藝得到了迅速發(fā)展;在跨人21世紀(jì)后的今天,已進(jìn)入了各種人工設(shè)計(jì)、人工合成的新型材料層出不窮的新時(shí)代,各種與之相應(yīng)的先進(jìn)的成形工藝也在不斷涌現(xiàn)并大顯身手。
材料成形技術(shù)的發(fā)展,凝聚了世界上各民族的辛勞和智慧,中華民族對(duì)此也做出過(guò)極其重大的貢獻(xiàn)。我國(guó)在原始社會(huì)后期開(kāi)始有陶器,在仰韶文化和龍山文化時(shí)期制陶技術(shù)已相當(dāng)成熟。
我國(guó)是世界上應(yīng)用銅、鐵最早的國(guó)家,遠(yuǎn)在4000年前就已經(jīng)開(kāi)始使用銅合金,春秋時(shí)期,我國(guó)已開(kāi)始使用鐵器,這比歐洲國(guó)家早了1800多年。據(jù)考證,早在3000年前的商周,我國(guó)已發(fā)明了古代失蠟鑄造法;戰(zhàn)國(guó)中期,出現(xiàn)了金屬型鑄造;隋唐以后,我國(guó)已掌握了大型鑄件的生產(chǎn)技術(shù)。河南安陽(yáng)武官村出土的商代司母戊鼎,重875 kg,體積龐大,花紋精巧,造型精美。湖北江陵楚墓中發(fā)現(xiàn)的越王勾踐青銅寶劍,雖在地下埋藏了2000多年,但依然刃口鋒利,寒光閃閃,可以一次割透疊在一起的十多層紙張。我國(guó)的鍛造技術(shù)和焊接技術(shù)也有著悠久的歷史。在河北出土的商朝鐵刃銅鉞(yue,讀:月)是我國(guó)發(fā)現(xiàn)的最早的鍛件,它表明我國(guó)在3000年前就有了鍛造和鍛焊技術(shù)。在河南輝縣戰(zhàn)國(guó)墓中發(fā)掘出的殉葬銅器,其耳和足是用釬焊方法與本體連接的。我國(guó)明朝科學(xué)家宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》一書(shū)中,記載了冶鐵、煉銅、鑄鐘、鍛鐵、焊接、淬火等多種金屬成形和改性方法及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),是世界上有關(guān)金屬加工工藝最早的科學(xué)著作之一。我國(guó)的瓷器制造自古以來(lái)就享有盛名。
我國(guó)古代在材料加工工藝方面的科技水平曾在世界上長(zhǎng)期居于領(lǐng)先地位,但在封建社會(huì)的后期(尤其明朝的重修長(zhǎng)城),社會(huì)和技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)了停滯。
18世紀(jì)和19世紀(jì)發(fā)生的以蒸汽機(jī)的發(fā)明和電氣技術(shù)的應(yīng)用為代表的第一次和第二次技術(shù)革命,極大地改進(jìn)了材料成形生產(chǎn)的能源結(jié)構(gòu),有力地推動(dòng)了材料成形技術(shù)的發(fā)展。
蒸汽—空氣錘、水壓機(jī)、模鍛壓力機(jī)、高速?zèng)_床等的使用,使金屬鍛壓工藝徹底改變了傳統(tǒng)的“手工打鐵”的落后方式,進(jìn)入到機(jī)械化現(xiàn)代化生產(chǎn)的行列。
1885年發(fā)現(xiàn)了氣體放電電弧作為電弧焊接的熱源,1886年發(fā)明了電阻焊,從此電焊便成為現(xiàn)代焊接技術(shù)的主流。
20世紀(jì)中期以后,隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息和自動(dòng)化技術(shù)的迅速融入,在涌現(xiàn)出一大批新型的成形技術(shù)的同時(shí),材料成形加工生產(chǎn)已開(kāi)始向著優(yōu)質(zhì)化、精密化、綠色化和柔性化的方向發(fā)展。
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