产品造型设计材料与实用工艺

产品造型设计材料与工艺

第一章

1-1阐述材料与工业设计的关系。

答：1）材料是工业设计的物质基础2）材料与工业设计互相促进3）材料科学是工业设计的基础。

1-2产品设计选材及成形原则有哪些？

答：1）使用性原则2）工艺性原则3）性价比原则4）环保原则5）美学性原则

1-3产品的美学性原则包括哪些方面？

答：1）功能美2）结构美3）工艺美4）材料美5）舒适美

第二章

2-1简述工程材料的分类及主要用途。

答：分类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。

用途：金属材料用于机械设备的加工与生产，无机非金属材料用于制作陶瓷、玻璃、电子芯片及医学上用的人造骨等。

2-2什么是金属材料的力学性能？其衡量指标主要有哪些？

答：金属材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。

指标：强度，塑性，硬度，韧性，疲劳强度等。

2-3对自行车弹簧座进行设计和选材，应设计到哪些性能指标？

答：弹性极限、高的疲劳强度和足够的塑性和韧性。

2-4在零件设计与选材时，如何合理选择材料的Gs/G b性能指标？各举一例说明。

答：紧固螺栓或汽车连杆、机床丝杆等，工作时不允许产生明显塑性变形，应选择Gs较大的材料。钢丝绳，建筑结构件对塑性要求不严而仅要求不发生断裂的零件应选Gb较大的材料。

2-5在实际生产中，为什么零件设计图一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？

答：硬度指材料的软硬程度，包含了强度和塑性值。

2-6常见的金属晶体结构有哪几种？他们的原子材料排列有什么特点？Fe 、Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn。

答：1）答：1）体立方结构Fe、V、Cr 2)面立方结构2Fe、Cu、Ni、Al

3）密排立方结构Mg、Zn。

2-7如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小：

1）金属型浇注与砂型浇注2）高温浇注和低温浇注3）铸成薄壁件和铸成厚壁件

3）浇注时采用震动和不采用震动5）厚大部件的表面部分与中心部分

答：略。

2-8为自行车的下列零件选择其合适的材料：链条，座位弹簧，大梁，链条罩，前轴。

答：略

2-9试分析选择模具材料时应考虑的主要因素。

答：力学性能、耐磨性、耐热性、耐蚀性、热变形、淬透性、机械加工性，以及材料价格和供货情况等。

2-10有形状和尺寸完全相同的灰铸铁和低碳钢棒材各一根，请用简便方法区分。

答：利用硬度。

2-11机床的床身和箱体为什么宜采用灰铸铁铸造？能否用钢板焊接制造？

答：铸铁具有耐磨、减震、缺口敏感性低等优良性能。

2-12简述纯铜及各类铜合金的牌号表示方法、性能特点及其应用。

答：略。

第三章

3-1确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的：

1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度。

2）ZG270——500的铸造齿轮。

3）锻造过热的60钢胚体。

4）具有片状渗碳体的钢坯。

答：1）完全退火2）去应力退火3）正火4）正火

3-2比较45钢分别加热到700℃,、750℃和840℃水冷后硬度值得高低，并说明原因。

答：700>750>840,温度越高硬度降低越明显。

3-3现有丝锥原定有T12钢制成，要求硬度为60~64HRC.但生产时材料中混入了45钢，若混入的45钢在热处理时：

1）仍按T12钢进行处理，问能否达到要求，为什么？

2）按45钢处理后能否达到要求，为什么？

答：1）不能，混入45钢达不到要求，

2）不能，改变了T12钢的力学性能。

3-4某一用45钢制的零件，其加工线路如下：

备料-锻造-正火-粗机械加工-调质-精机械加工-高频感应淬火+低温回火-磨削。

请说明各热处理工序的目的。

答：回火：调整钢件的硬度细化晶粒，

高频感应淬火+低温回火：调整硬度，降低脆性。

3-5与材料整体改性技术相比，材料表面技术有哪些特点？

答：

3-6试述表面工程的基本含义及其分类。

答：表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆金属或非金属，以改善表面性能的系统工程。

分类：1)表面装饰2）防腐蚀3）耐磨4）热功能5）光、电、磁等特种工程。

3-7为什么施工前要对工件表面进行预处理？如何选择表面预处理方法？

答：预处理是为了得到新鲜干净的表面为最后获得高质量表面做准备。

3-8什么是涂料？试述涂料的组成及其作用。

答：涂装用的有机涂料，是涂于材料或制件表面而能形成具有保护、装饰或特殊性能固体涂膜的一类液体或固体材料之总称。

组成和作用：

1）成膜物质：在涂敷与之间表面后在规定条件下固化成膜。

2）颜料：使涂膜呈现颜色和覆盖力，还可以增加涂料的耐老性和耐磨性以及增强膜的防蚀、防污等能力。

3）溶剂：使涂料保持溶解状态，调整涂料的粘度，以符合施工要求，同时可使涂膜具有均衡的挥发速度，以打到涂膜的平整和光泽，还可以消除涂膜的针孔、刷痕等缺陷。

4）助剂：对涂料的储存性、施工性以及对所形成涂膜的物理性质有明显作用。

3-9试述涂料的主要工艺程序。

答：一般工序:预处理——涂布——干燥固化。

3-10试述塑料电镀的特点及其工艺过程。

答：塑性电镀具有塑料和金属两者的特性，它密度小，耐腐蚀性良好，成型简便，具有金属光泽和金属感，还有导电、导磁和焊接等性能。它可以省去复杂的精加工，节省金属材料，而且外表美观，同时提高了塑性的强度。由于金属镀层对大气等外界因素具有较高的稳定性，因而塑料电镀金属后可以防止塑料老化，延长塑料件的使用寿命。

第四章

4-1什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？

答：液态合金充满型腔的能力，合金的流动性好充型能力强。

4-2缩孔和缩松对铸件质量有何影响？

答：会使铸件不合格或质量低。

4-3分析下列情况产生气孔的可能性。

熔化铝时铝料油污过多起模时刷水过多春砂过紧型芯撑有锈

答：1）可能性大2）小3）小4）大

4-4分模造型、挖沙造型、活块造型、三箱造型各适用于那种情况？

答：1）最大截面在中间的铸件

2）用于单件或小批量生产分型面不是平面的铸件，

3）主要用于单间小批量生产带有凸出部分难以起模的铸件，

4）用于成批生产分型面不是平面的铸件。

4-5什么是铸件的结构斜度？它与起模斜度有何不同？图4-61所示铸件的结构是否合理？

答：铸件的结构斜度——铸件结构所具有的斜度。铸件上与分型面垂直的非加工面应设计结构斜度，以便于造型时易于取出模样。考虑到保持铸件的壁厚均匀，内、外壁应相应倾斜。铸件的起模斜度是为方便起模而设定，其垂直于分型面，而加工后不一定存在；而结构斜度是为铸件的美观度和结构需要而做出的，没有方向性。不合理。

4-6何谓铸造工艺图？用途是什么？

答：造工艺图是在零件图上以规定的红、蓝等色符号表示铸造工艺内容所得到的

图形，是铸造行业所特有的一种图样。其主要内容包括：浇注位置、分型面、铸造工艺参数（机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率、芯头等）。铸造工艺图是指导铸造生产的技术文件，也是验收铸件的主要依据。

4-7图4-62所示铸件结构有何缺点？该如何改进？

答：

4-8为什么铸件要有结构圆角？图4-63铸件上哪些圆角不够合理，应如何修改？

答：首先是为了减少尖角处的应力集中，防止机械性能下降；同时，圆角处不容易出现应力拉扯造成的铸造缺陷，如缩松等；第三，圆角能消除尖角砂，避免砂眼。

4-9下列铸件宜选用哪类铸造合金？说明理由。

坦克车履带板压气机曲轴火车轮摩托车发动机缸体减速器涡轮气缸套

答：略。

4-10什么是熔模铸造？试述其工艺过程。

答：熔模铸造也称失蜡铸造，因为熔模铸件具有较高的尺寸精度和较好的表面质量又称为精密铸造。工艺过程：1）制造蜡膜2）制造型壳3）脱蜡4）型壳的焙烧5）浇注6）脱壳和清理

4-11什么是离心铸造？它在圆筒件铸造中有哪些优越性？

答：回转体中心是转动的使铸造的液体离心形成一周转体。

优越性：可以制造一些回转体铸件。

4-12铸刚和球墨铸铁相比力学性能和铸造性能有哪些不同？为什么？

答：略。

4-13下列铸件在大批量生产时宜采用什么方法？

大口径铁铸污水管缝纫机头车床床身铝活塞摩托车汽缸体汽轮机叶片气缸套汽车喇叭

答：1）离心铸造2）熔模铸造3）4）低压铸造5）低压铸造6）熔模铸造7）低压铸造8）压力铸造4-14什么是最小阻力定律？

答：最小阻力定律是指金属在塑性变形过程中，金属各质点将向最小的方向移动。

4-15将长度为75mm的圆管拔长到165mm，锻造比是多少？将直径为50mm、高120mm的圆棒锻到60mm 高，其锻造比是多少？能将直径为50mm、高180mm的圆钢墩到粗60mm高吗？为什么？

答：1）Y锻=S0/S（分别表示拔长前后金属胚体的横截面积）2）Y锻=H0/H(分别表示墩粗前后金属的高度)3）不能(钢材锻造比一般取1.1-1.3)。

4-16锻造为什么要进行加热？如何选择锻造温度范围?

答：热变形可使金属保持较低的变形抗力和良好的塑性，可以用较小的力和能量产生较大的塑性变形而不产生裂纹，同时还可以获得具有较高力学性能的再结晶组织；锻造要在一定温度范围下进行，碳钢上限为液相线以下200摄氏度、下限为800摄氏度左右。

4-17模锻与自由锻有何区别？

答：模锻是使柸料在模堂内受压产生塑性变形，获得所需形状，尺寸以及内部锻件的加工方法；而自由锻不需要模具，自由锻利用冲击力或压力，使金属在上下砧之间，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。

4-18预段磨膛与制坯模膛有何不同？

答：自己总结。

4-19改正图4-64模锻零件结构的不合理处？

答：略

4-20材料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些？

答：特点1、冲压生产操作简单，生产率高，易于实现机械化和自动化。2、冲压件尺寸精确，表面光洁，质量稳定，互换性好，可作为零件使用。3、冲压塑性变产生冷变形强化，是冲压件具有质量轻、强度高和刚性好的优点。4、冲模结构复杂，精度要求高，制造费用相对较高，故冲压适合在大批量生产条件下采用。；冲压基本工序包括分离工序和变形两大工序。分离工序包括落料、冲孔。切断等；变形工序包括拉深、弯曲。翻边和涨形等。

4-21图4-65所示钢圆筒形拉深件，壁厚1.5毫米能否一次拉伸？如不能一次拉伸，确定拉深次数，并画出相应工序图。

答：略。

4-22电弧焊时，若焊接区暴露在大气中，会有什么结果?为保证焊缝质量采取的主要措施是什么？

答：结果是空气与熔化金属发生冶金反应，容易形成夹层；

4-23试说明焊条牌号J422中字母和数字的含义。

答：略。

4-24焊接变形的基本形式有哪些?如何预防和矫正焊接变形？

答：基本形式包括气孔、裂纹、夹渣、咬边、焊瘤和未焊透等。预防：在焊接前，应对影响焊接质量的因素进行认真检查，去除工件表面的氧化膜、油污、水分，便于焊接时的融合，防止气孔，夹渣等缺陷的产生。

4-25为什么存在焊接残余应力的工件在经过切削加工后往往会产生变形？如何避免？

答：因为存在焊接残余应力的工件在冷却是会产生焊接应力，切削加工后受力不平衡，所以就会变形。为了防治这一点在焊接前应该预热来弥补热量损失，改善应力分布。焊接后锤击焊缝，减少残余应力。焊后进行再结晶退火，以细化结晶。

4-26制造下列工件，应分别采用那些焊接方法？应采取哪些工艺措施？

1）壁厚50mm，材料为Q35的压力容器。

2) 壁厚20mm，材料为ZG270——500的大型柴油机缸体.

3) 壁厚10mm，材料为1Gr18Ni9Ti的管道。

4) 壁厚1mm，材料为20钢的容器。

答：P96.

4-27为下列结构选择最佳的焊接方法：

1）壁厚小于30mm的Q345锅炉筒体的批量生产。

2)采用低碳钢的厂房屋架

3）丝锥柄部接一45钢钢杆以增加柄长。

4)对接￠30mm的45钢轴

5)自行车车架

6）汽车油箱。

答：P96.

4-28讨论图4——66所示焊接接头是否满足工艺性要求，为什么？

答：略

4-29胶接为什么要对工件进行表面处理？胶接过程中有哪些重要参数需要控制?

答：表面处理的目的是为了获得最佳表面状态，有助于形成足够的粘附力，提高交接强度和使用寿命。

第五章

5-1试述塑料成形的主要方法。

答：注射成型挤出成型压制成型吹塑成型压铸成型发泡成型注塑成型真空成型。

5-2试述常用塑料的特性和用途。

答：特性a易成型成本低b有一定的强度质量轻c耐蚀性稳定d透明性好着色性强e绝缘性强耐磨性高f 减震消声透光保温；用途实例：硅树脂灯陈列架托盘“令人惊异”的花瓶等或列举生活常例。

5-3论述塑料制品的加工性。

答：a塑料的机械加工b表面装饰c塑料件的连接。

5-4举例说明塑料在工业设计中的应用。

答：硅树脂灯、陈列架、托盘、“令人惊异”的花瓶、“海腾”桌椅、便携式电灯、Speedo划水监测器、圆桌等。

5-5橡胶成形工艺主要有哪些？

答：注射成型挤出成型压制成型压铸成型。

5-6试述常用橡胶的特性和用途。

答：特性：高弹性、粘弹性、电绝缘性、导热性、可燃性、温度依赖性、具有老化现象、必须硫化。用途：（自己举例）

5-7举例说明橡胶在工业设计中的应用。

答：Molle台灯、“Artergo 1”写字笔、“圣色罗”椅、啄木鸟冰斧、索尼数码相机、轮胎等

第六章

6-1试述陶瓷成形的主要方法。

答：注浆成形、可塑成形、压制成形。

6-2举例说明陶瓷在工业设计中的应用。

答：日用陶瓷、建筑陶瓷、电工陶瓷、化工陶瓷、电子陶瓷、超导陶瓷、光学陶瓷、磁性陶瓷等。

6-3试述常用玻璃的特性和用途。

答：P137.

6-4试述日常玻璃成形的主要方法。

答：人工成形、机械成形。

6-5木材常用的成型工艺有哪些？

答：（1）木材的加工流程：a配料b构件加工c装配d木制品表面涂饰；（2）：木材的加工方法：a木材的锯割b木材的刨削c木材的凿削d木材的铣削。

6-6举例说明木材在工业设计中的应用。

答：拜伦扶手椅、蒸汽弯曲椅、“Dasco”鞋楦、“TRIBU”户外家具等。

第七章

7-1试述热固性树脂基复合材料成形的主要方法。

答：主要方法有：手糊成型、喷射成型、成压成型、铺成法成型、缠绕法成型、模压成型。

7-2试述金属基复合材料成形的主要方法。

答：主要方法有：粉末冶金法、铸造法、加压浸渍法、挤压或压延成形法。

7-3陶瓷基复合材料成形的方法主要有哪些？

答：主要方法有：粉末冶金法、料浆浸渍法、料浆浸渍热压成型法、化学气相渗透工艺。

7-4举例说明复合材料在工业设计中的应用。

答：“隐者”螺形小桌、自行车把手包带、“飞船”旋转扶手椅、座椅和长条凳等。

第八章

8-1什么叫生产工艺流程？

答：生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变成成品的过程，被称为工艺过程，它是生产过程中的主要环节。

8-2铣削加工的特点是什么？

答：铣削是平面加工的主要方法之一，他可以加工水平面、垂直面、斜面、沟槽、成型表面、螺纹和齿形等，也可以用来切断材料，加工范围相当广。

8-3数控机床有哪些不同的分类？

答：1、按机床运动轨迹分类分为点位控制、点位直线控制和轮廓控制数控机床。

2、按数控系统有无检测和反馈装置分类分为开环控制、半闭环控制和闭环控制数控机床。

3、按工艺用途分类分为技术切削类、成形类和特种加工类数控机床。

8-4数控加工中心与普通数控机床的差别是什么？

答：稳定性高，精度高。自动化程度高，人工劳动强度小。便于实现计算机辅助制造。

8-5特种加工与切削加工相比有何特点？

答：特种加工工艺是直接利用各种能量，如电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等进行加工的方法。

1、“以柔克刚”，特种加工的工具与被加工零件基本不接触，加工时不受工件的强度和硬度的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件，甚至工具材料的硬度可低于工件材料的硬度。

2、加工时主要用电、化学、电化学、声、光、热等能量去除多余材料，而不是主要靠机械能量切除多余材料。

3、加工机理不同于一般金属切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹、塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。

4、加工能量易于控制和转换，故加工范围广，适应性强。

8-6激光加工在现代产品中的应用有哪些？

答：激光打孔、激光切削。

第九章

9-1试述逆向工程技术的方法。

答：1、快速准确测量出实物零件或模型的三位轮廓坐标数据（数据采集）；

2、根据三维轮廓数据重构曲面并建立CAD模型（重构曲面模型）；

9-2逆向工程技术与传统的复制方法相比有哪些优点？

答：提高了效率和精度，对设计人员的要求降低。

9-3试述逆向工程在工业设计中的应用。

答：产品仿制、新产品设计、旧产品改造、损坏或磨损产品的复原、数字化模型的检测等。

9-4快速成型制造的基本原理。

答：根据计算机辅助设计所生产的零件三维数据进行处理，按高度方向离散化（即分层），用每一程的层面信息来控制成形机对层面进行加工，当一层制作完后，再制作新的一层，这样层层堆积，重复进行，体积不断增加，直至整个零件加工完毕。

9-5快速成型制造与传统的机械加工相比有哪些优点？

答：1 数字化制造；2 高度柔性和适应性，可以制造任意复杂形状的零件；3 直接CAD模型驱动，如同使用打印机一样方便快捷；4 快速，从CAD设计到原理（或零件）加工完毕，只需几分钟至几十小时；5 材料类型丰富多样，包括树脂、纸、工程蜡、工程塑料（ABS等），陶瓷粉、金属粉、型砂等，可以在航空。机械、家电、建筑、医疗等各个领域应用。

9-6工业设计如何应用快速成型技术？

答:主要应用方法有：SLA（光固化形成发）、LOM（叠层法）、SLS（激光烧结法）、FDM（熔融挤压成形法）、3DP（三维打印法）。

第十章

10-1何为新材料？主要有哪些领域？举例说明它们在国民经济和国防建设中的作用。

答：新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的友谊性能和特殊功能的材料。

主要有如下领域：电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合草料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建设及化工新材料等。

应用：建筑，汽车，卫星，军舰，飞机。

10-2举例说明什么是新技术和新工艺。

答：新技术是指产品生产过程中采用新的技术原理、新设计构思机新工艺装备等，对高生产效率、降低生产成本、改善生产环境、提高产品质量以及节能降耗等某一方面较原技术明显改进，并对提高经济效益具有一定作用的技术。如许多现代制造技术中快速成形技术、逆向工程技术及绿色制造技术等就是新技术。

工艺的定义和内涵为：工艺是指各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工成机械产品的方法和过程，是机械工业的基础技术之一。

10-3绿色制造的目的是什么？

答：使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个周期内，废弃资源和有害排放物最少，即对环境的负面影响最小，对健康无害，资源利用率最高。

产品工艺设计指导书

产品工艺设计指导书 一、产品（织物）风格 不同的织物有着不同的风格，对所设计的产品进行必要的论述。 二、原纱条件 内容应包括原料名称、纤维混纺比例、原料等级(细度和长度)、纱线特(支)数、标准干燥重量、捻系数、捻向、单强等。各类纱线在制订工艺设计要求时，应参照下列三级标准。 纯棉纱线：按照国标GB398—93规定。 涤棉混纺纱线：按照国标佃GB／T5324—1997规定。 涤粘中长混纺纱线：按照部标FZ／T12004—1995规定。 涤富混纺纱线：按照有关企业标准规定，如沪／FJ481-79 规定。 涤纶长丝包芯纱：按照有关企业标准规定，如沪／FJ375—79规定。 维棉混纺纱线：按照国标GB2910—82规定。 腈纶混纺针织纱：按照有关企业标准规定。如沪Q／FJ377—79规定。 粘胶纱线：按照国标FZ／T12003-1995规定。 混纺含量分析：按照部标二组分：GB／T—2910-1995；三组分：GB／T—2911—1995规定。 在具体制订工艺设计时应注意： 1．捻系数按企业实际控制数设计。 2．品质指标按上等指标设计，计算坯布断裂强度时按一等品质指标计算。 3．低级棉专纺纱以二等品品质指标计算。 4，绒布坯纬向品质指标按针织起绒纱的一等品品质指标计算。 三、织物规格及技术条件 内容应包括织物组织(包括组织图、纹板图、穿筘图、穿综图)、幅宽、联匹长度、总经根数、边纱根数、密度、断裂强度、一平方米无浆干燥重量、织物紧度、经纱缩率、纬纱缩率、棉杂疵点格率及用纱量等。各类织物在制订工艺设计要求时，应参照下列三级标准。 纯棉坯布：按照国标GB／T406-93规定。 纯棉灯芯绒布：按照国标GB／T14310—93规定。 纯棉本色帆布：按照国标GB2907—82规定。

(产品造型材料与工艺)总述

《产品造型材料与工艺》综述 院系：机械工程学院 班级：工设####班 姓名：#### 学号：##########

在设计中，材料及加工工艺和设计是密切相关的。产品造型材料及工艺是产品设计的物质技术条件，是产品设计的基础和前提。设计通过造型材料及工艺转化为具体产品，而造型材料及工艺通过设计实现其自身价值。材料作为一个包括产品—人—环境的系统，以其自生的特性影响着产品设计，不仅保证了维持产品功能的形态，并通过材料自身的性能满足产品的功能需求，成为直接被产品使用者所视基础记得唯一对象。任何一个产品设计，只有与选用材料的性能特点及其加工工艺性能相一致，才能实现设计的目的和要求。每一种新材料、新工艺的出现都会为设计实施的可行性创造物质条件，并且对设计提出更高的要求，给设计带来新的飞跃，出现新的设计风格，产生新的物质功能、新的结构和新的形态。而新的设计构思也要求有相应的材料与加工工艺来实现，这就对材料及工艺提出了新的要求，同时也促进了科学的发展和工艺技术的改进与创新。 而对于工业设计专业而言，是一门集艺术、技术、人文、社会等科学于一体的交叉学科，是一门综合性很强的学科。 材料的定义： 1、材料(广义) ：指人们思想意识及其之外的所有物质。可以是石、木、金属、水等有形物质，也可是光、影、空气、磁场、创意等无形物质。 2、材料(狭义)：指工业生产加工所使用的物质，即可以直接制造成品的物质或原料。（包括自然物与人造物），也可称为尚未定型的物。 材料分类 1、按材料历史发展分类。 第一代：天然材料。石器时代的木片、石器、骨器等天然材料 第二代：加工材料。陶、青铜和铁等从矿物中提炼出来的材料 第三代：合成材料。高分子材料，原料主要从石油、煤等矿物资源中来 第四代：复合材料。第一代到第三代材料都是各项同性的，复合材料各向异性为特征 第五代：智能材料或应变材料。材料的特征随环境和时间变化的复合材料 第六代：纳米材料。 2.. 按材料来源分类 （1）天然材料：是指不改变在自然界中所保持的自然特性或只施加低度加工的材料而言。（2）加工材料：是指介于天然材料和人造材料之间，经过不同程度的人为加工的材料。（3）人造材料：是指人工制造的材料。主要由两大部分：一是以天然材料为蓝本所制造的人工材料；其二是利用利用化学反应制造自然界不存在或几乎不存在的材料。 产品设计选用材料的基本原则 1、使用性原则----性能：物理、化学、力学 2、工艺性原则：工艺方法、工艺水平、新工艺

浅谈产品设计的工艺性

浅谈产品设计的工艺性及工艺设计评审 关键词：产品设计工艺性审查评审 传统习惯上，产品开发人员在产品设计时，主要关心和考虑的是产品的功能、作用、先进性和稳定性，较少考虑设计过程和制造过程之间的约束，甚至还不同程度存在“我们设计产品，你们生产产品”和“产品设计精度越高越好”的思想。如果设计没有考虑行业和生产厂家的实际制造环境，这样的设计，对企业优质高效的生产会带来困难，因为产品设计工艺性的好坏，直接关系到加工难易程度、合格率、成本等因数。因此产品设计后，进行工艺性审查和工艺设计评审很有必要。 1.产品设计的工艺性 设计决定产品的固有质量，据有关资料提供：产品设计费用仅占总成本的5%，但产品70%成本受设计的影响。 因此先进的工业国家十分重视产品设计的工艺性，把产品设计的工艺性作为衡量产品先进性的一项重要指标。 工艺性良好的设计在一定生产条件下，采用合理的生产组织、正确的工艺技术方法就能充分显示出产品设计的良好经济效果，反之，如果工艺性差的设计，纵有良好的生产条件也无济于事。 因此，产品完整的设计工艺性概念可以归纳为：在一定的生产规模和生产条件下，具有用“优质、高产、低消耗、经济效益大”的工艺技术方法制造出合格产品。实质上产品设计的工艺性，是产品本身所具备的性质，产品的整个质量和可靠性取决于组成产品的每一个零部件和元器件，它反映出设计与制造的普遍联系又互相制约的关系。 2.工艺性审查的必要性 为了保证产品的设计工艺性，切实可行的办法就是对产品图样进行工艺性审查、分析，这也是产品结构和工艺在工作上的具体结合。提供新的工艺技术、新的工艺成果，推荐经过生产验证、工艺性良好的结构，使之能够在预定的生产规模和生产条件下具有合理的结构工艺性，使结构设计更切合工艺加工，其目的是加快工艺技术准备和防止生产中可能产生的不良后果，达到“先有好的结构设计，然后有好的生产工艺”。 3.工艺性审查的基本要求 工艺性审查、分析是一项综合性强、涉及面广、产品结构和工艺在工作上具体结合的工艺技术工作。因此必须充分发挥设计与制造各方面的技术力量，仔细消化图样，审查设计要求是否符合生产条件，应用本单位已有的技术成果，综合考虑工艺性、经济性和合理性等等，认真提出意见，及时协调矛盾，统一认识。基本要求有五点： (1)材料的选用审查 材料费用要占产品成本的很大比例，因此必须重视怎样节约原材料。经工艺性审查后，应保证常规材料尽可能是本单位成批生产使用的材料，要注意提高原材料的综合利用率，材料牌号、品种、规格要少。 例如：钣金件设计的尺寸大小要考虑原材料三种标准规格1000×2000、1219×C、1250×C，尽量进行套裁，提高材料利用率。

11 产品造型材料与工艺

《产品造型材料与工艺》课程教学大纲 课程编号：0070105218 适用专业：产品设计 执笔：隋婷婷适用年级：14-16级 一、课程性质和教学目的 课程性质：产品造型材料与工艺是产品设计专业的专业主干课，是专业基础教育中的一门工学类课程。主要介绍各种常见材料的性能、加工、成型和表面处理技术等专业知识。课程要求学生应熟练掌握材料、加工技术与形体之间的关系，并合理和有效的使用各种不同材料，从经济、实用、合理的角度出发进行设计活动。 教学目的：通过64课时的学习将科学与艺术以开放式教学的形式相结合，重点培养学生的形态概括与表现力、结构分析能力、实践能力。 二、课程教学的基本要求 1．要求掌握的基本技能：系统分析解决问题能力、动手能力等。 2．掌握常用造型材料的特性、成型工艺与表面处理。 3．掌握材料选择的原则，吸收当今时代的新信息。 4．产品材料运用分析，培养学生在产品设计中的系统分析能力。 三、课程教学内容 第一章概论 1.1 材料与设计 1.2 材料的分类与特性 第二章金属材料 2.1 金属材料的基本知识 2.2 金属材料在造型设计中的应用 第三章非金属材料 3.1 非金属材料的基本知识 3.2非金属材料在造型设计中的应用 第四章金属材料的成型工艺 第五章非金属材料的成型工艺

第六章造型材料的表面处理 四、课程教学环节 教学环节包括：课堂集中讲授、材料认知、案例分析，材料模型制作。通过本课程各个教学环节的教学，使学生了解材料的性能、用途、加工工艺及表面装饰技术，掌握材料选择的原则，从物质技术条件方面思考，进行产品设计，增强学生对产品材料应用及其工艺技术的理解。 （一）课堂讲授：通过教师讲解结合板书、ppt对课程内容总体进行概述，让学生对产品造型材料有初步的了解和认识。 （二）材料认知：安排实践课程，通过实践对产品设计中的各种材质进行详细了解。 （三）案例分析：通过产品案例，指导学生分析其材料应用，培养学生的探索能力、思维能力。 （四）材料模型制作：学生根据所学知识、对于材料与工艺的认知，进行实际操作训练，得到等比例模型。选择课题采取开放式选题，既可以选择认识实习时确定的研究方向与课题，也可以选择其它课题开展设计。 五、实验（实践）教学内容及其要求 造型材料及工艺是产品设计专业本科生的必修课，也是设计教育中最重要的基础课程之一。材料与工艺是产品造型设计的物质技术条件，是产品设计得以实现的桥梁，让学生了解材料的性能、用途、加工工艺及表面装饰技术，掌握材料选择的原则。通过开放式的选题方式（既可以选择认识实习时确定的研究方向与课题，也可以选择其它课题开展设计）等实践教学环节，加深学生对理论知识理解，提高学生的系统分析问题能力，加深学生对材料的认识，提高学生的动手能力、实践能力。 六、建议学时分配

《产品造型材料与工艺考试题目》

产品造型材料与工艺复习资料 1、材料的装饰特性主要包括光泽、色彩、纹理及花样、质感四个方面的因素。 2、按钢中合金元素含量高低，可将合金钢分为?低合金钢、中合金钢? 、 ? 高合金钢 ??。 3、树木按树叶形状的不同，可分为阔叶树、针叶树两大类。 4、按材料的来源分类，设计材料可分为：天然材料、加工材料、合成材料。 5、玻璃是把加热到熔点以上的熔融液体适当的急冷，在不析晶的情况下硬化形成的具有各 向同性的无定型物质。 6、塑料按树脂分子及热性能可分为热固性塑料和热塑性塑料。 7、金属材料力学性能的主要指标有硬度、强度、冲击韧性、疲劳强度。 8、磷、硫是钢材中主要有害元素。 9、建筑陶瓷的两种主要制品大类是釉面砖和卫生陶瓷。电工陶瓷 的绝縁性和力学性能优良。 10、橡胶制品的成形工艺有：压延工艺、压出工艺、注射成形工艺。 11、树干由树皮、木质部和髓心三部分组成。 12、黄铜是铜和锌的合金。 13、木材在同一年轮中由早材和晚材组成。 14、涂料的功能主要有：保护作用、装饰作用、特殊作用。 15、纯铁的塑性好，强度低。低碳钢可用作冲压和焊接零件； 中碳钢经调质处理后，可获得良好的综合机械性能； 高碳钢可制作高强度的轴类零件。 16、产品设计应遵循的三个基本原则是：使用性原则、工艺性原则、性价比原则。 17、金属中的有色金属主要是指铜、铝、镁等。 18、金属材料可分为有色金属、黑色金属。 19、塑料的主要缺点是：耐热性差、易于燃烧产生有毒气体、不易降解。 16、质感的两个概念：质感的形式要素机理，即物面的几何细部特征；质感的内容要素质地，

即物面的理化类别特征。 20、金属具有良好的反射能力、金属光泽及不透明性、良好的塑性变形能力、良好的导电性、 导热性和正的电阻温度系数。 二、选择题 1、塑料助剂的加入可改善塑料的某些性能，下列何种助剂加入可提高其流动性。C A．填充剂B．稳定剂C．润滑剂D．阻燃剂 2、在加工玻璃时，不能切割加工的玻璃是( D )。 A．压花玻璃B．磨砂玻璃C．铀面玻璃D．钢化玻璃 3、花岗岩属于下列岩石的哪一种? A A．深成岩 B．喷出岩C．火山岩D．变质岩 4、根据化学成分的不同分类，下列不包含在有色金属材料类别中的是( A) A．不锈钢B．铝C．铜D．钛金 5、下列哪种材料是属于软木树材? C A．柳树 B．杨树C．松树D．榆树 6、用于卫生间门窗，从一面看另一面模糊不清，即透光、不透视的是( C ) A．磨光玻璃B．镀膜玻璃C．磨沙玻璃D．变色玻璃 7、不锈钢指主要在钢材中加入______元素。( B) A．锌B．铬C．铜D．镍 8、下列有关热塑性塑料描述正确的是（ B ）。 A．成形加工后再次加热时不会变软B．成形加工后再次加热时能够变软 C．只有物理变化，没有化学变化D．只有化学变化，没有物理变化 9、下列哪一种板材与胶合板不属于同一种类？C A．纤维板B．细木工板C．石膏板D．密度板 10、在塑料中最主要组成材料是（ C ） A．滑石粉 B．阻燃剂C．树脂D．二丁酸 三、判断题 1、为使木材使用不会产生裂缝或曲变形，木材在使用前应进行干燥处理。√

产品造型设计复习资料

第1章 工业产品造型设计是一门涉及工程技术、人机工程学、价值工程、可靠性设计、生理学、心理学、美学、市场营销学及CAD等领域的综合性学科。 发展时期：第一时期——19世纪中叶至20世纪初 第二时期——20世纪20年代至50年代 第三时期——20世纪50年代后期至今 ★现代产品观念——产品是为了满足人们的某种需求而设计生产的具有一定用途的物质产品和非物质形态的服务的总和。产品包含实体、形式、延伸。 工业产品造型设计的要素，主要有功能、物质技术和艺术造型3个基本要素。 ①功能。是指产品的功用，是产品赖以生存的根本所在。 ②物质技术条件。包括材料、制造技术和手段，是产品得以实现的物质基础。 ③艺术造型。是指综合产品的物质功能和技术条件所体现出来的精神功能。 产品的三要素同存在于一件产品中，它们之间有着相互依寸、相互制约和相互渗透的关系。 产品造型设计的任务 对批量生产的工业产品，赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工及装饰以新的品质和资格。 简单而言，产品造型设计的任务就是确定结构和形状——赋予材质——选择产品色彩，最终创造出符合人们使用需求和操作功能，并同时满足形态、色彩、视觉和情感需要的产品。 为了达到这样的目的，我们需要掌握的知识体系有：美学法则；色彩设计；人机工程学等。 产品功能主要包括物质功能和精神功能两个方面。物质功能，一般指产品的实用功能和对环境的功能（系统与环境是外部联系的）；精神功能，包括产品的美学功能、象征功能和对社会的功能。 实用功能即是指产品的具体用途。环境功能是指对人和放置产品的场所影响，周围环境条件在人和产品方面所发生的作用，其中物理要素是环境功能的主体。（生态平衡，保护环境） 美学功能是产品的精神属性，它是指产品外部造型通过人们视觉感受而产生的一种心理反应。 社会功能对社会或社会环境产生的作用。 产品的物质技术条件： ①材料：实现造型的最基本物质条件。 ②结构：指系统内部诸要素的联系。（舒适，安全，省力和高效） ③机构：是实现产品功能的重要技术条件之一。 ④生产技术和加工工艺：是产品设计从图纸变成现实的技术条件，是解决产品设计中物与物之间的关系（如产品的结构和构造、各零部件之间的配合、机器的工作效率、使用寿命等问题）的技术手段或途径。 ⑤经济性：通常制约造型方案的选用，加工方法的选择和面饰的采纳。 产品造型：产品的艺术造型是产品设计的最终体现。 工业产品造型设计的3个基本原则是实用、美观、经济。实用是产品的生命，美观是产品的灵魂，经济则是两者的制约条件。 实用：指产品具有先进而完善的物质功能。产品的用途决定产品的物质功能，产品的物质功能又决定产品的形态。功能范围即产品的应用范围；工作性能通常是指产品的功能性能，如机械、物理、电气及化学等

(完整版)设计材料及加工工艺整理

设计材料及加工工艺（章节总结）

第一章概论 1.1 设计与材料纵观人类的进化史，与人类的生活和社会发展密不可分的有很多因素，其中材料的的开发、使用和完善就是其中之一。 材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质基础。可以说我们生活的周围任何物品都离开材料。材料科学的发展，使产品形态产生了根本变化，材料的发展，更是推动了人们生活的进步。 1.2 产品造型设计的物质基础材料在产品造型设计中，是用以构成产品造型，不依赖于人的意识而客观存在的物质，所以材料是工业造型设计的物质基础。 工艺：材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。是人类认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。 材料与工艺是设计的物质技术条件，与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。而产品的功能和造型的实现都建立在材料和工艺上。 1.3 材料设计 1.材料设计的内容 产品造型中的材料设计，以“物—人—环境的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护啊看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的协调关系，对材料的工学性，社会性、经济性、历史性、生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，是材料的特性和产品的物理功能和犀利功能达到高度的和谐统一，是材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中获取最完美的结合和表现，给人以自然，丰富、亲切的视觉和触觉的综合感受。产品造型的材料选择中，我们不仅要从材料本身的角度考虑材料的功能特性，还要考虑整个材料设计系统。 材料设计的方式出发点：原材料所具有的特性与产品所需性能之间的比较。 两种主要方式：（从产品的功能用途出发，思考如何选择和研制相应材料（从原料出发，思考 如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造全新的产品。 材料与产品的匹配关系产品设计包含功能设计、形式设计，在产品设计中都要匹配。 材料性能的三个层次：核心部分是材料的固有性能；中间层次世人的感觉器官能直接感受的材料性能；外层是材料性能中能直接赋予视觉的表面性能。 产品功能设计所要求的是与核心部分的材料固有性能相匹配，而在产品设计中除了材料的形态之外，还必须考虑材料与使用者的触觉、视觉相匹配。 1.4 设计材料的分类 1.按材料的来源分类：①天然材料②技工材料③合成材料④复合材料⑤智能材料或应变材料按材料的物质结构分类：①金属材料②无机材料③有机材料④复合材料 按材料的形态分类：①线状材料②板状材料③块状材料 1.5 材料特性的基本特性 从材料特性包括：①材料的固有特性，即材料的物理化学特性②材料的派生特性，即材料的加工特性材料的感觉特性和经济特性。 特性的综合效应从某种角度讲决定着产品的基本特点。 1.5.1 材料特性的评价 材料特性的评价：①基础评价，即以单一因素评价②综合评价，即以组合因素进行评价。 1.5.2 材料的固有特性材料的固有特性是由材料本身的组成、机构所决定的，是指材料在使用条件下表现出来的性能，他受外界条件的制约。 1.5.3 材料的派生特性材料的派生特性包括材料的加工特性、材料的感觉特性、环境特性和材料的经济性。 第二章材料的工艺特性材料的工艺特性是指：材料适应各种工艺处理要求的能力，材料的工艺性包括材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。他是材料固有特性的综合反映，是决定材料能否进行加工或如何

产品设计的材料与工艺教学大纲

《产品设计的材料与工艺》教学大纲 课程编号：1072043 总学时：48 学分：3 开课对象：工业设计课程类别：专业选修课 课程英文译名：Material and technology of Product Design 一、课程性质与教学目标 （一）课程性质和基本目标 产品设计的材料与工艺是艺术设计专业的一门专业选修课，设计学科是一门艺术与科学交叉融合与应用性强的新学科，设计是人类的需求与目的、材料的工艺结构、技术的原理组合、造型的审美形式等重要因素构成的一个完整的系统，不可分割，相关的材料与工艺知识是设计的重要因素和基础。 本课程通过理论讲课和实践联系相结合的课程教学，使学生能理解常见的材料的性质及其加工手段，合理应用材料知识解决设计问题，在产品设计中能选择适当的材料和加工工艺，运用材料的属性体现产品所需要具备的特征。 （二）课程对能力素质培养的作用 让学生掌握与产品设计相关的各种常见材料的性能、加工、成型和表面处理技术；培养学生能够合理应用材料知识来解决设计问题，在产品设计中能选择适当的材料和加工工艺； 二、学时分配表 三、教学内容和基本要求 第一单元: 课程概述 基本要求: 了解本课程的基本内容、性质和学习方法，为更有效地学习后面的内容打下基础。 节序单元内容学时数

1·1 课程性质、学习目的、学习内容与学习方法 1 1·2 材料工艺与设计的关系 1 第二单元：金属材料及工艺 基本要求: 对金属材料及其加工工艺有一定的了解，并对设计中常用的金属材料有较好的掌握；结合设计实践，使学生在设计中对金属材料及其工艺选用有一定的体验。 节序单元学时数 2·1 金属材料概述、金属分类、一般性质 1 2·2 产品设计中常用金属 1 2·3 金属成型工艺 8 2·4 金属表面工艺 2 第三单元：陶瓷与玻璃及其工艺 基本要求: 能够在熟练掌握陶瓷、玻璃材料的性质与工艺的基础上，学会在设计实践中合理地选用玻璃、陶瓷材料。 节序单元内容学时数 3·1 陶瓷材料及其工艺 3 3·2 玻璃材料及其工艺 3 3·3 产品设计中陶瓷、玻璃产品应用的例子 2 第四单元：塑料橡胶及其工艺 基本要求: 使学生在熟练掌握塑料、橡胶的特性及工艺的基础上，学会在设计实践中科学选用塑料、橡胶及其工艺。 节序单元内容学时数 4·1 塑料概述 1 4·2 塑料的分类以及常见塑料 4 4·3 塑料成型工艺 4 4·4 塑料后期工艺 2 4·5 橡胶及其工艺 1 第五单元：木材以及木作工艺 基本要求:让学生在了解木材及竹子特性与工艺的基础上，使学生在设计中对木材及竹子材料及其工艺选用有一定的体验。 节序单元内容学时数 5·1 木材概述 1 5·2 常用木材 4 5·3 木材工艺 5 5·4 竹材工艺 1 第六单元：复合材料及其工艺 基本要求: 在熟练掌握符合材料特性及其工艺的基础上，学会如何科学选用各种复合材料及其相应工艺，并通过设计实践加强动手能力，进一步领悟设计选材的适应性原则。 节序单元内容学时数 6·1 复合材料概述 1 6·2 玻璃钢及碳纤维复合材料 1 第七单元：新材料及其工艺

产品工艺设计

工业产品造型作业 学期： 课程名称： 班级： 学号： 姓名： 便携式验钞卡（一）设计理念：

中国到底有多少假钞在流通？准确的数字无从知晓，仅在2000年4月～9月开展的全国性打击假钞的活动中，半年时间就收缴了4亿7000万元的假钞，逮捕了1万人。当然，这还只是冰山的一角。据2003年3月的新闻报道，北京市的小学已开始在课堂上教授学生辨别假钞的方法，可见假钞问题相当严重。只要在中国买过东西的人就都知道，几乎所有的商店都配有验钞机，出租车等身边没有验钞机的时候，人们也就会用自己的眼睛仔细辨别纸币的真假，这几乎已成了一种习惯。现在市场上的验钞机种类繁多，可谓是什么款式都有。虽然种类很多，但是那些便携式验钞机却没有实现方便快捷的功能。首先,对于一些有社会经验的人来说，辨别假钞已经成为一种潜意识的习惯。而我们这些缺乏社会经验的大学生却没有那种意识，或许连假钞都不会辨别。这就导致，我们会受到经常换到假币，我们就受到了损失。同时，现在社会上的便携式验钞机不能够很方便的随身携带，大同小异的，也不很时髦，所以很难吸引我们大学生的眼球。 （二）设计思路 便携式验钞卡结构：这是一款便携式验钞机，其集成度高，它只有我们的饭卡那么大，厚度大概在5-8毫米，有一个探测的口是用来扫描的，同时还有一些充电的接口和按钮，上面还配有一个太阳能电池，可以光能充电。使用时按下按钮扫描口发出红外线，扫描纸币，并且在扫描口一旁的磁性检测器也会启动，对纸币磁性感应。如果两关扫描都通过的话，则在另一端的显示灯上，显示为绿色，否则显示为红色，表示纸币有问题。 特点：便携式验钞机主要是为了方便人们出行携带，这款产品不仅仅适合于我们当代大学生时髦的特点，因为我们可以对它一些涂鸦或者贴纸之类的，做成一个自己喜欢的创意的作品，既经济适用，又很美观。而且适合老年人，因为现在的老年人是那些骗子的主要发财对象，有了这款产品，一方面保证了老年人财产的安全，另一方面，这款产品轻便的特性，也比较适合老年人的出行。所以这款铲平的特色就是：轻便与时髦，适合的人群比较广泛，集观赏性实用性于一体。同时它配有充电和太阳能电池供电的两种方式，既环保也大大提高了，产品的利用率。给用户全新的感受，科技的发展的迅速性。同时，结构简单，操作方便。 缺点：产品的集成度高，造价高，损坏后不易修复，还有一些技术难题等待攻克，产品本身不具备更新功能。 产品的工作原理： 1、红外穿透检测 红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张比较坚固、密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高，因而对红外信号的吸收能力较强来辨别钞票的真假。人民币的纸质特征与假钞的纸质特征有一定的差异，用红外信号对钞票进行穿透检测时，它们对红外信号的吸收能力将会不同，利用这一原理，可以实现辨伪。 2、磁性检测 磁性检测的工作原理是利用大面额真钞（20、50、100元）的某些部位是用磁性油墨印刷，通过一组磁头对运动钞票的磁性进行检测，通过电路对磁性进行分析，可辨别钞票的真假。在磁性检测中，要求磁头与钞票磨擦良好。磁头过高则冲击信号大，造成误报；磁头过低则信号弱，造成漏报。通过控制磁头的高度（由加工和装配保证）和在磁头上方装压钞胶轮可满足检测需要。 (三）草图展览（CAD草绘）

设计材料及加工工艺整理

设计材料及加工工艺 （章节总结） 第一章概论 设计与材料 纵观人类的进化史，与人类的生活和社会发展密不可分的有很多因素，其中材料的的开发、使用和完善就是其中之一。 材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质基础。可以说我们生活的周围任何物品都离开材料。 材料科学的发展，使产品形态产生了根本变化，材料的发展，更是推动了人们生活的进步。 产品造型设计的物质基础 材料在产品造型设计中，是用以构成产品造型，不依赖于人的意识而客观存在的物质，所以材料是工业造型设计的物质基础。 工艺：材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。是人类认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。 材料与工艺是设计的物质技术条件，与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。而产品的功能和造型的实现都建立在材料和工艺上。 材料设计 1.材料设计的内容 产品造型中的材料设计，以“物—人—环境的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护啊看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的协调关系，对材料的工学性，社会性、经济性、历史性、

生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，是材料的特性和产品的物理功能和犀利功能达到高度的和谐统一，是材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中获取最完美的结合和表现，给人以自然，丰富、亲切的视觉和触觉的综合感受。 产品造型的材料选择中，我们不仅要从材料本身的角度考虑材料的功能特性，还要考虑整个材料设计系统。 材料设计的方式 出发点：原材料所具有的特性与产品所需性能之间的比较。 两种主要方式：(从产品的功能用途出发，思考如何选择和研制相应材料(从原料出发，思考如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造全新的产品。 材料与产品的匹配关系 产品设计包含功能设计、形式设计，在产品设计中都要匹配。 材料性能的三个层次：核心部分是材料的固有性能；中间层次世人的感觉器官能直接感受的材料性能；外层是材料性能中能直接赋予视觉的表面性能。 产品功能设计所要求的是与核心部分的材料固有性能相匹配，而在产品设计中除了材料的形态之外，还必须考虑材料与使用者的触觉、视觉相匹配。 设计材料的分类 1.按材料的来源分类：①天然材料②技工材料③合成材料④复合材料⑤智能材料或应变材料 按材料的物质结构分类：①金属材料②无机材料③有机材料④复合材料 按材料的形态分类：①线状材料②板状材料③块状材料 材料特性的基本特性

(完整版)工业设计产品工艺要点

1，简述电镀的基本原理 电镀是通过电解方法在固定表面上获得金属沉积层的过程。其目的在于改变固定材料的表面特性，改善外观，提高耐蚀、耐磨及减摩性能；制成特定成分和性能的金属覆盖层，提供特殊的电、磁、光、热等表面特性和其他物理性能等。2，简述化学镀的基本原理 化学镀是指在没有外加电流通过的情况下，利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属，并沉积在基本形成镀层的一种表面加工方法。 3，简述热喷涂的加工方法 热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料奥加热到熔融状态，通过高速气流使其雾化，然后喷射、沉积到经过预处理的工作表面、从而形成附着牢固的表面层的加工方法。 4，简述塑性成型工艺过程及其有哪些成型方法 （1）自由锻 自由锻是利用冲击力或压力，使金属在上、下砧之间，产生塑性变形而获得所需要形状、尺寸及内部质量锻件的一种加工方法。 （2）模锻 使金属胚料在模膛内产生塑性变形，获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的加工方法称为模锻。由于模膛对金属胚料流动的限制，锻造终了时可获得与模膛形状相符的模锻件。 （3）板料冲压 利用冲模在压力机使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法。 5，什么是焊接 焊接通常是指金属的焊接。是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。 6，试述表面工程的基本含义及其分类 对产品的表面进行一系列形、色、质、光、等处理，使之更加宜人、更加完美、更能满足人们多方面的使用要求、是工业设计中必不可少的重要方面。工业设计中常用的表面处理技术有涂装、电镀、氧化着色等。 按照功能分类有： （1）表面装饰（2）防腐蚀（3）耐磨（4）热功能（5）光、电、磁等特种功能7，试述塑料成型的主要方法 1）注射成型2）挤出成型3）压制成型4）吹塑成型5）压注成型6）发泡成型7）铸塑成型8）真空成型8，木材的成型加工工艺是怎样的 将木材原料通过木工手工工具或木工机械设备加工成构件，并将其装成制品，再经过表面处理、装饰，最后形成一件完整制品的技术过程，称为木材的成型加工工艺。 9，什么叫生产工艺流程 生产工艺流程就是产品生产过程中，物料经过的各种工艺加工程序一直到成品的整个流转过程。 10，数控加工的特点 （1）加工精度高，质量稳定 （2）自动化程度高，工人劳动强度小

设计材料与工艺

《设计材料与工艺》课程教学大纲 一、课程目标与教学任务 在工业产品造型设计中，造型材料与加工技术和设计的关系十分密切。优秀的设计只有通过合适的材料和加工技术得以实现。通过本课程的学习，使学生全面了解常用材料的性能、加工工艺及其应用范围，能从经济、实用、美观等诸因素出发，合理选用各种不同的材料，了解具有良好前景的新材料、新工艺，了解材料表面加工工艺及面饰处理，为正确设计出能给人以物质和精神享受现代化工业产品打基础。 本课程的主要任务是培养学生 （1）了解常用材料的性能及其加工工艺； （2）产品设计中合理选择材料的能力。 （3）了解具有良好前景的新材料、新工艺。 （4）了解材料表面加工工艺及面饰处理工艺。 二、课程内容与基本要求 第一章：概论 主要内容：介绍本课程的学习方法，了解材料与设计关系、掌握材料的发展史以及设计材料的分类。 教学要求：了解设计材料的发展史、设计材料的分类。 重点难点：如何使学生了解学习材料的重要性，调动学习热情。 第二章：设计材料的一般性能 主要内容：了解设计材料的固有特性和设计材料的派生特性。 教学要求：了解性能的概念。 重点难点：性能在设计中的运用。 第三章：设计材料感觉特性的运用 课程英文名 Materials and Technique for Industrial Design 课程编号 B0102510 课程类别 专业课 课程性质 限选 学 分 2 总学时数 32 开课学院 数字媒体与艺术设计 开课教研室 艺术设计 面向专业 工业设计 开课学期 5 完成实现课程与毕业要求对应关系表中的能力要求 系统掌握本专业领域的基础理论知识

最新产品造型设计材料与工艺备课讲稿

产品造型设计材料与工艺 第一章 1-1阐述材料与工业设计的关系。 答：1）材料是工业设计的物质基础2）材料与工业设计互相促进3）材料科学是工业设计的基础。 1-2产品设计选材及成形原则有哪些？ 答：1）使用性原则2）工艺性原则3）性价比原则4）环保原则5）美学性原则 1-3产品的美学性原则包括哪些方面？ 答：1）功能美2）结构美3）工艺美4）材料美5）舒适美 第二章 2-1简述工程材料的分类及主要用途。 答：分类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。 用途：金属材料用于机械设备的加工与生产，无机非金属材料用于制作陶瓷、玻璃、电子芯片及医学上用的人造骨等。 2-2什么是金属材料的力学性能？其衡量指标主要有哪些？ 答：金属材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。 指标：强度，塑性，硬度，韧性，疲劳强度等。 2-3对自行车弹簧座进行设计和选材，应设计到哪些性能指标？ 答：弹性极限、高的疲劳强度和足够的塑性和韧性。 2-4在零件设计与选材时，如何合理选择材料的Gs/G b性能指标？各举一例说明。 答：紧固螺栓或汽车连杆、机床丝杆等，工作时不允许产生明显塑性变形，应选择Gs较大的材料。钢丝绳，建筑结构件对塑性要求不严而仅要求不发生断裂的零件应选Gb较大的材料。 2-5在实际生产中，为什么零件设计图一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？ 答：硬度指材料的软硬程度，包含了强度和塑性值。

2-6常见的金属晶体结构有哪几种？他们的原子材料排列有什么特点？Fe 、Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn。 答：1）答：1）体立方结构Fe、V、Cr 2)面立方结构2Fe、Cu、Ni、Al 3）密排立方结构Mg、Zn。 2-7如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小： 1）金属型浇注与砂型浇注2）高温浇注和低温浇注3）铸成薄壁件和铸成厚壁件 3）浇注时采用震动和不采用震动5）厚大部件的表面部分与中心部分 答：略。 2-8为自行车的下列零件选择其合适的材料：链条，座位弹簧，大梁，链条罩，前轴。 答：略 2-9试分析选择模具材料时应考虑的主要因素。 答：力学性能、耐磨性、耐热性、耐蚀性、热变形、淬透性、机械加工性，以及材料价格和供货情况等。 2-10有形状和尺寸完全相同的灰铸铁和低碳钢棒材各一根，请用简便方法区分。 答：利用硬度。 2-11机床的床身和箱体为什么宜采用灰铸铁铸造？能否用钢板焊接制造？ 答：铸铁具有耐磨、减震、缺口敏感性低等优良性能。 2-12简述纯铜及各类铜合金的牌号表示方法、性能特点及其应用。 答：略。 第三章 3-1确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的： 1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度。 2）ZG270——500的铸造齿轮。 3）锻造过热的60钢胚体。

工业设计材料与加工工艺考试题及答案

1、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 2、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括机械性 能、物理性能和化学性能等。 3、金属材料的工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力，它包括铸造性 能、压力加工性能、焊接性能和切削加工性能等。 4、根据载荷作用性质不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等 三种。 5、材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和有机材料四类。 6、材料基本性能包括固有特性和派生特性。 7、材料的工艺性能包括切削加工工艺性能、铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能、热处理工艺性能等。 8、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性。 9、钢铁材料按化学组成分为钢材、纯铁和铸铁；其中钢材按化学组成分为碳素钢和合金钢。 10．铸铁材料按照石墨的形态可分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种。 11、变形铝合金主要包括锻铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和防锈铝合金。 12、金属制品的常用铸造工艺包括砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造等。 13、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 14、塑料按照其重复加工利用性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料。 15、塑料制品的成型工艺主要包括吹塑成型、挤塑成型、吸塑成型、注塑成型等。 16、陶瓷材料根据其原料、工艺和用途，可以分为传统陶瓷和近代陶瓷两 大类。 17、陶瓷制品的工艺过程一般包括原配料、坯料成型和窑炉烧结三个主 要工序。 18、陶瓷制品的坯体成型方法主要有压制成型、可塑成型和注浆成型三种。

19、陶瓷制品的旋压成型可以分为覆旋旋压法和仰旋旋压法两种。 20、日用陶瓷制品可以分为陶器、瓷器和炻器。其中陶器的气孔率和吸水率介于炻器和瓷器之间。 21、玻璃按用途可分为日用器皿玻璃、技术用玻璃、建筑用玻璃、和玻璃纤维四大类。 22、玻璃的加工工艺包括原料装配、加热熔融、成型加工、热处理和表面装饰。 23、玻璃成型工艺包括压制、拉制、吹制、压延、浇注和结烧等。 24、锻造是利用手锤锻锤或压力设备上的模具对加热的金属抷料施力，使金属材料在不分离条件下产生变形，以获得形状尺寸和性能符合要求的零件。 25、金属焊接按其过程特点可分为3大类：熔焊、压焊、钎焊 26、金属切削加工可分为钳工和机械加工两部分。 27、木材与其他材料相比，具有多孔性、各向异性、湿涨干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质。 28、木材在横切面上硬度大，耐磨损，但易折断，难刨削，加工后不易获得光洁表面。 29、塑料的基本性能：质轻比强度高，优异的电绝缘性能，减摩耐磨性能好，优良的化学性能，透光及防护性能，减震消音性能好，独特的造型工艺性能，良好的质感和光泽度。 30、塑料的挤出成型也称挤压模塑和挤塑，它是在挤出机中通过加热，加压而使物料以流动状态连续通过挤出模成型的方法。 31、按照陶瓷材料的性能功用可分为普通陶瓷和特种陶瓷两种。 32、玻璃的熔制过程分为：硅酸盐的形成，玻璃的形成，澄清和均化，冷却。 33、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 34、金属件的连接工艺可以分为机械性连接、金属性连接和化学性连接三种类型。 35、涂料由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助材料三部分组成。

产品造型设计

什么是产品？ 现代产品观念——产品是为了满足人们的某种需求而设计生产的具有一定用途的物质产品和非物质形态的服务的总和 三、产品造型设计的任务 1对批量生产的工业产品，赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工及装饰以新的品质和资格。 2简单而言，产品造型设计的任务就是确定结构和形状——赋予材质——选择产品色彩，最终创造出符合人们使用需求和操作功能，并同时满足形态、色彩、视觉和情感需要的产品。 3 为了达到这样的目的，我们需要掌握的知识体系有：美学法则；色彩设计；人机工程学等 产品造型的基本要素

?二、形态要素 （1）点元素（2）线元素（3）面元素（4）体元素（5）空间（6）肌理点是一切形态的基础，从造型上说，点是具有空间位置，并且具备大小、面积、形态、浓淡甚至方向等性质的视觉单位，它可以用作各种视觉表现 点的属性： 1点是力的中心2点在画面空间中具有张力作用3点具有一定大小4点具有一定的形态（2）造型中的线形态 线是点移动的轨迹，一连串的点也可以造成线的感觉。线是具有长度的一维要素。 线是描绘物像最基本的造型手段 从造型上讲，线具有位置、长度、粗细、浓淡、方向等性质，线由于这些性质的不同，常用作各种视觉表现。 直线给人以严格、坚硬、明快、正直、力量的感觉。其中水平线具有安详、宁静、稳定等特质；垂直线给人以进取、挺拔、高大、向上等感受；斜线给人以不稳定、运动、倾倒的感觉。曲线给人以运动、温和、优雅、流畅、丰满、柔软、活泼等女性特质，曲线的使用，能使产品体现出“动”和“丰满”的美感。 造型中的面形态 面是相对点和线较大的形体，是平面造型的主体形态。 面的种类：几何形有机形偶然形 正方形：正方形给人大方、严肃、单纯、明确、安定、庄严、冷清、静止、规则的感觉 矩形的长边处于水平位置给人稳定之感。 矩形的长边处于垂直位置时，给人以挺拔、崇高、庄严之感 圆：封闭、饱满、肯定、统一，给人以活泼、灵活运动、辗转的感觉。 三角形：稳定、灵敏、锐利、醒目。倒立的不稳定的运动感 平面几何体——简练、大方、单纯有力、棱角挺拔、庄重，它的稳定性强 线立体： 线立体的构成：a 框架构成b 垒积构成c 脚架构成d 拉伸构成e 织面构成

产品设计材料与工艺—总结知识分享

产品设计材料与工艺 —总结

1.工业设计 工业设计（产品设计）是人们有意识、有目的地运用现代工业化生产方式将材料转变为具有一定使用价值或商品价值的工业产品的创造活动。 2.材料 材料是可以为人类用来制造产品和工具的物质。如金属、石材、木材、皮革，塑料、纸、天然纤维和化学纤维等。 3.材料与产品造型的发展 石器时代——陶器时代——青铜器时代——铁器时代——人工合成材料时代——复合材料时代 4.材料的分类 （1）按材料的物质结构分类：无机材料｛金属材料，1黑色金属（铸铁、碳钢、合金钢等） 2有色金属（铝、铜及合金）非金属材料。石材、陶瓷、玻璃、石膏｝有机材料（木材、皮革、纤维、布、纸、塑料、橡胶）复合材料（玻璃纤维增强塑料、层压板、混凝土） （2）按材料的加工度分类：天然材料（木材、竹、棉、毛、皮革、石材、黏土等）人造材料（人造皮革、人造大理石、玻璃钢、塑料、玻璃、金属、合金等）加工材料（胶合板、细木工板、纸张等） （3）按材料的形态分类：线状材料（钢管、钢丝、铝管、金属棒、塑料管、塑料棒、木条、藤条）面状材料（金属板、木板、塑料板、合成板皮革、纺织布、玻璃板、纸板）块状材料（木材、石材、泡沫塑料、铸钢、铸铁、铸铝、油泥、石膏） 3，材料的特性：物理性能，化学性能，工艺特性，感觉特性，可变复合性，环保性 （1）物理性能：密度，力学性能（强度，弹性与塑性，脆性与韧性。硬度，耐磨性）热性能（熔点，导热性，热胀性，耐热性）电性能（导电性，电觉缘性）磁性能（铁磁性，顺磁性。抗磁性）光性能（反射。透射。折射） 强度：材料在外力（载荷）作用下抵抗塑性变形和破坏作用的能力。包括：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。 弹性: 材料受外力作用而发生变形，外力除去后能恢复原状的性能。 塑性: 材料受外力作用而发生变形，外力除去时，仍能保持变形后的形状，而不恢复原形的性能。 脆性：材料受外力作用达到一定限度后，产生破坏而无明显变形的能力 韧性: 材料在冲击荷重或振动荷重下能承受很大的变形而不致破坏的性能 硬度：是指材料表面抵抗穿透和刮划的能力。 耐磨性：是指材料表面抵抗磨损的能力。 一般说来，硬度大的材料，耐磨性较强，但是不易加工。 （2）化学性能：耐腐蚀性，抗氧化性，耐候性 耐腐蚀性：材料抵抗周围介质腐蚀破坏的能力 抗氧化性：材料在常温或高温时抵抗氧化作用的能力。 耐候性：材料在各种气候条件下，保持物理和化学性能不变的性质。 （3）工艺特性：材料适应各种工艺处理要求的能力 成型工艺，加工工艺，表面处理工艺 （4）感觉特征：人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反应；人的知觉系统从材料表面特征得出的信息。 生理心理属性：（触觉质感，视觉质感）材料表面作用于人的视觉和触觉系统的刺激性信息。 物理属性：（自然质感，人为质感）材料表面传达给人的知觉系统的意义信息。 木材：自然、协调、亲切、古典、手工、温暖、粗糙、感性 金属：人造、坚硬、光滑、理性、拘谨、现代、科技、冷漠、凉爽、笨重 玻璃：高雅、明亮、光滑、时髦、干净、整齐、协调、自由、精致、活泼 塑料：人造、轻巧、细腻、艳丽、优雅、理性