华科大材料成形装备及其自动化教学大纲

材料成形装备及其自动化教学大纲<前言>装备是整个工业和国民经济的基础，工业的自动化与信息化又是现代工业与国民经济发展的必然趋势。材料成形装备及其自动化的进展是材料成形工业技术发展的主要标志，当代“材料成形及控制工程”专业的大学生，全面了解并掌握材料成形装备及自动化方面的知识是对大学生的必然要求。经过数十年的发展，原铸造、压锻、焊焊、热处理等各老专业自成体系，相对较为独立。各原专业又分成形工艺、成形材料、成形装备等研究方向，且以讲授金属材料的热加工成形内容为主，专业学习的知识面较窄。新的“材料成形及控制工程”专业的知识内容，覆盖了原铸造、锻压、焊接、热处理等原各老专业，还包括塑料、陶瓷、玻璃等种类材料的成形及过程控制的内容；其中的“成形装备及自动化”课程方面也包含了原来的《铸造机械化》、《锻压设备》、《焊接设备及自动化》、《热处理工业炉》、《塑料成形机械》、《陶瓷工业机械设备》、《玻璃加工机械》等课程内容。现有的课程教材都无法满足新专业的教学内容的要求，必须建设和新编适于材料成形及控制工程专业的《材料成形设备及自动化》课程教材，以满足专业合并改造后的教学及人材培养要求。近年来，我国各工科高校都在探索专业课程体系改革的思路，基本的想法是在机械大类（含机械、材料、交通、能源等学科）的课程体系之上，建立“材料成形及控制工程”专业的课程新体系，“材料成形理论基础”、“材料成形工艺”、“材料成形装备及自动化”、“模具CAD/CAM”等已被许多高校列入专业核心课程。本课程作为“材料成形及控制工程”专业的核心专业课程之一，将为培养新时代“材料成形及控制工程”专业的高级人材做出贡献。本课程以讲述材料成形装备的结构和原理为主体、以讲述装备的控制与自动化为重点。其内容，既涉及到了传统材料成形加工方法（铸造、锻压、焊接、热处理）的装备及其自动化的内容，且包括了高分子材料（塑料、橡胶等）及其它材料（陶瓷材料、玻璃等）的成形装备与控制，还增加了材料加工成形领域的最新研究与应用成果“材料的快速成形装备控制”、“半固态金属成形装备”等现代先进材料成型加工技术的内容介绍，是一本知识面广、内容新的教科书；鉴于21世纪对环境保护、绿色加工成形技术的重视与发展，本教材将“材料成形加工中的环境保护装备”加以介绍，符合材料成形加工及制造行业绿色可持续发展的时代要求。本课程力争反映材料成形装备及自动化的共性知识，使金属材料、高分子材料、陶瓷材料等的加工成形设备融为一体，促进专业的融合及其知识面的拓宽。重点或详细介绍各材料成形装备及方法中的主要设备和自动化程度较高的新型设备，而对其中的次要设备或较旧式设备只作简要介绍或不作介绍。全部内容分：概论、金属液态成形装备及自动化、金属塑性成形装备及自动化、金属连接成形装备及自动化、高分子材料成形设备及自动化、快速成形装备及控制、其它材料成形装备、热处理工业炉及其控制、材料成形加工中的环境保护装备等九章节。编者试图在概述材料的成形方法分类及装备、装备在材料成形加工中的作用、工业自动化含义的基础上，全面介绍当代主要材料成形方法中涉及的重要装备及其自动化、材料成形设备与自动化的最新成果。<教学内容>

一、教学内容第1章绪论（2学时）1.1材料的分类及其成形装备概述1.2装备在材料成形加工中的作用1.3工业自动化的含义1.4本课程的知识基础及主要内容

第2章

金属液态成形装备及自动化（8学时）2.1概述2.2金属熔化及浇注自动化2.3造型设备及自动化生产线2.4砂处理装备及自动检测系统2.5铸件清理自动化2.6压力铸造装备及自动化2.7消失模精密铸造装备及生产线2.8半固态成形装备第3章

金属塑性成形装备及自动化（8学时）3.1概述3.2液压成形装备3.3精冲压力机3.4多工位压力机3.5数控冲压装备3.6伺服成形装备3.7塑性成形自动化技术第4章金属连接成形装备及自动化（8学时）4.1概述4.2弧焊设备及自动化4.3点焊装备及自动化4.4钎焊装备4.5激光焊接装备4.6焊接机器人工作站

第5章高分子材料成形设备及自动化（4学时）5.1概述5.2塑料注射机5.3橡胶成形装备及自动化5.4其它高分子材料成形装备

第6章快速成形装备及控制（6学时）6.1快速成形原理及其方法概述6.2CAD图形与快速成形(RP)系统的接口6.3快速成形技术的数据处理6.4三维实体扫描及重构系统6.5典型快速成形系统（SLS）6.6金属板材数控无模单点成形系统6.7真空注型装备6.8快速成形装备的控制系统

第7章其它材料成形装备（4学时）7.1陶瓷成形装备7.2粉末材料成形装备7.3玻璃成形装备

第8章工业炉及其控制（4学时）8.1工业炉的种类及特点8.3连续式渗碳炉及控制8.3密封箱式多用炉及控制8.4等温退火炉及控制

第9章材料加工中的环境保护装备（4学时）9.1环境保护的意义及国家的环境保护法9.2除尘装备9.3隔音、消音、减振装备9.4污水处理装备9.5废气净化装备9.6固体废弃物的再生利用二、实验课内容（6学时）（1）压力铸造装备及过程控制实验（需要实验设备：小型热式压铸机）（2）自动焊接机器人实验（需要实验设备：焊接机器人）（3）快速成形装备及自动控制实验（需要实验设备：SLS快速成形机）

<教学进度与教时安排>章节教学内容学时讲授学时实践学时第1章绪论22第