第一篇：設計材料及加工工藝修訂版章節總結(修訂版)

設計材料及加工工藝

（修訂版）（章節總結）

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指導老師：

第一章：設計與材料

1、材料分類：石器；陶器；銅器；鐵器；人工合成材料（時代）。

2、材料：人們用以作為物品為物質它不僅僅包括我們傳統概念中心的鋼材木材塑料等普通材料，還包括一些裝置工具用具等。

3、工藝：是指材料的成型工藝；加工工藝；表面處理工藝。

4、產品設計三要素：材料；工藝；產品的功能、形態。

5：材料設計：方式上從產品功能、用途；從原材料，內容上以包括“物—人—環境”的材料系統為對象將材料性能開發

6: 材料性能的三個層次，核心部分是材料的固有性能；中間層次世人的感覺器官能直接感受的材料性能；外層是材料性能中能直接賦予視覺的表面性能。產品功能設計所要求的是與核心部分的材料固有性能相匹配，而在產品設計中除了材料的形態之外，還必須考慮材料與使用者的觸覺、視覺相匹配。

第二章：材料的工藝特性

1：成型加工工藝：美觀的造型設計必須通過各種工藝手段將其制作成為物質產品通過不同方法的工藝方法來塑造不同的工藝 2：工藝方法 ：去除成型 堆積成型 塑性成型

3、工藝水平：材料結構和工藝方法均相同，但由于工藝水平不同，所獲得的產品質量也不同。

4、新工藝的采用：新工藝的采用替代傳統工藝是提高產品造型效果的有效途徑。

5、材料成型工藝的選擇原因

產品材料的種類：鑄鐵件—鑄造成型,ABS塑料型—塑成型

產品的尺寸精度要求： 產品尺度精度高低，與成型工藝密切相關。產品的形態及復雜程度：產品的形態與復雜程度也決定了成型工藝的方法

產品的批量；在一定的前提下生產批量也會影響影響材料和成型工藝的選擇

現有生產條件：必須考慮企業的生產能力跟實際的水平充分考慮利用新工藝，新技術和新材料的可能性

6、材料的連接工藝、機械連接 焊接 粘接技術 靜連接 動連接

7、材料的表面處理 目的：一是保護產品二是可以讓人感受到其感受特征 表面處理類型：一表面精加工

二表面層改質

三表面被覆

材料表面處理工藝的選擇原因；一形態的時態性，二求簡的單純性，三功能的合理性，四情感的審美性，五產品的多樣性 六產品的經濟性

七環境保護

6、新材料成型技術: 快速成型的原理及特點：是改變了傳統模式的制造方式，設計制造一體化；設計的易達性；快速性；材料的廣泛性。

快速成型技術在設計領域的應用包括：優化產品設計；支持同步（并行）工程的實施；對產品性能進行及時、準確的校驗與分析；快捷、經濟地制作各種模型

第三章：材料感覺特性的運用

1: 材料感覺特性: 又稱材料質感，是人的感覺系統因生理刺激對材料做出的反映或由人的知覺系統從材料表面特征得出的信息，是人對材料的生理和心理活動，他建立在生理基礎上，是人通過感覺器官對材料做出的綜合印象

2: 材料感覺特性基本屬性:生理心理屬性和物理屬性。材料感覺特性按人的感覺可分為觸覺感和視覺質感，按材料本身的構成特性可分為自然質感個人為之感。

3: 影響材料感覺特性的相關因素眾多，通常表現為：材料種類；材料成型加工工藝和表面處理工藝；以及其他因素，時代的科技水平、審美標準、流行時尚等。

4: 質感設計的運用原則：合理的使用材料、藝術性的使用材料、創造性的使用材料。質感設計的主要作用是提高適用性、增加宜人性、塑造產品的精神品味、達到產品的多樣性和經濟性、創造全新的產品風格。

5：材料的色彩：可分為材料的固有色彩和材料的人為色彩。只有運用色彩規律將材料色彩進行組合和協調，才會產生明度對比、色相對比、和面積效應以及冷暖效應等現象，突出和豐富材料的色彩表現力。

6、材料的肌理美感：肌理是由天然材料自身的組織結構或人工材料的人為組織設計而形成的，在視覺或觸覺上可感受到的一種表面材質效果。根據材料表面形態的構造特征，肌理可分為自然肌理和再造肌理；根據材料表面給人以知覺方面的感受，肌理還可分為視覺肌理和觸覺肌理。材料肌理形態的組合方式主要有：同一肌理材料組合、相似肌理材料組合、對比肌理材料組合。

7、材料的光澤美感：主要通過視覺感受而獲得在心理、生理方面的反應，引起某種情感，產生某種聯想從而形成審美體驗。根據材料受感光特征可分為透光材料和反光材料。

8、材料的質地美：是材料本身的固有特性所引起的一種賞心悅目的心理綜合感受，具有較強的感情色彩。材料的質地是材料內在的本質特征，主要由材料自身的組成、結構、物理化學特性來表現，主要表現為材料的軟硬、輕重、冷暖、干濕、粗細等。質地是與任何材料有關的造型要素，一般分為天然質地與人工質地。產品材料質地特性及美感的表現力實在材料的選擇和配置中實現的。分為兩種：相似質地的材料配置、對比質地的材料配置。

9、材料的形態美：形態作為材料的存在形式，是造型的基本要素。設計材料的形態通常分線材、面材和塊材。不同的材料形態蘊含著不同信息和情感

第四章 材料與環境

1、環境意識：隨著世界性日新月異的生活方式與突飛猛進的生產方式的不斷演進，全球資源無節制的利用與消耗，產生的廢棄物不斷增加，對地球環境的破壞越來越嚴重。環境意識作為一種現代意識，已引起了人民的普遍關注和國際社會的重視。環境意識是現代社會的產物，也是后工業社會發展的必然。人民寄希望于設計，視圖通過設計來改善目前的生存環境狀況。

2、綠色設計：出現在新舊世紀交替之際，是20世紀后期興起的現代設計理念之一。綠色設計的基本思想就是維護地球綠色生態環境的設計，就是在設計階段將環境因素和預防污染的措施納入產品設計之中，將環境性能作為產品的設計目標和出發點，力求產品對環境的影響最小

3、綠色設計的基本特征：環境協調性、價值創造性和功能全程性。在地球資源有限、地球凈化能力有限這一共識的前提下，指導綠色設計的方針是產品的6R原則，即研究（research）、保護（reserve）、減量化（reduce）、回收（recycling）、重復使用（reuse）和再生（regeneration）

4、設計師有責任要為人類考慮產品對人類生活環境的影響，針對產品綠色設計的觀念，設計師應考慮以下幾方面：安全性、節能性、生態性、社會性。

5、綠色材料：是綠色設計的基礎，綠色設計首先要選擇綠色材料，大力研究和發展綠色材料必然有助于綠色產品的開發和推廣。綠色材料是指具有良好使用性能。對資源和能源消耗少，對生態環境污染小，可再生利用率或可降解循環利用率高，在材料的備置、使用、廢棄及到再循環利用的整個過程中，都與環境協調共存的材料。綠色材料具有先進行、環境協調性和舒適性的明顯特征。典型的綠色材料包括生物降解材料、循環與再生材料、凈化材料、綠色建筑材料和綠色能源材料。

6、綠色材料的評估：不少國家采用材料生命周期評價法。它以開發利用環境負荷最小的產品為目的，是產品從原料獲取到最終廢棄處理的全過程中對社會和環境影響的評價方法。開展對材料或產品及其生產、使用直至廢棄生命周期或者環境協調性的評估研究，對改善目前環境和提高然后環境質量都有很大的益處。

7、影響材料選擇的環境因素: 由于產品總是在一定的環境中運行和使用，產品的材料也必收到環境的影響。因此在材料的選擇中必須對產品未來使用環境中可能存在的影響因素作必要的考慮。一般，影響材料選擇的環境因素包括沖擊與振動、溫度與濕度、人為破壞、火災危害、生物危害、污損、氣候影響和噪音。人與環境對材料選擇的影響是不容忽視的。對具體的產品而言，考慮側重會有不同。

第五章 金屬材料及加工工藝

1、金屬材料的工藝特性: ㈠金屬材料的成型加工【①鑄造（砂型，熔模，金屬性，壓力，離心，實型，陶瓷型，連續，鑲鑄）②金屬塑性加工（鍛造，軋制，擠壓，拔制，沖壓）③切削加工④焊接加工⑤粉末冶金】

㈡金屬材料的熱處理【①普通熱處理（退火，正火，淬火，回火）②表面熱處理③特殊熱處理】

㈢金屬材料的表面處理技術【①金屬材料的表面前處理②金屬材料的表面裝飾技術（金屬表面著色，金屬表面肌理）】

2、金屬材料的熱處理：可通過一定的加熱與冷卻方法，改變金屬內部或表面的組織結構，改善和提高材料的性能，以獲得預期的性能，也可通過化學熱處理、表面槍火以及其他表面處理方法明顯改變金屬標稱的性能。金屬熱處理又可分為普通熱處理、表面熱處理和特殊熱處理

3、金屬材料的表面處理及裝飾作用：一方面是保護作用，另一方面是裝飾作用。分為金屬材料的表面前處理和金屬材料的表面裝飾技術。鋼鐵材料是工業上應用最廣泛的金屬材料。鋼鐵材料之間主要的區別是含碳量不同，根據含碳量多少，鋼鐵材料可分為三大類：工業純鐵、鋼和鑄鐵。

4、鋼的種類：可按化學組成分為碳素鋼和合金鋼，也可按質量和用途兩面分別進行分類。鋼材是由鋼坯或鋼錠加工而成的產品。通常分為型鋼、鋼板、鋼管、鋼絲四大類。可采用軋制、擠壓、拉拔、焊接、冷彎等工藝加工，廣泛用于各工業部門。

5、常用鋼材的品種及用途：金屬材料在各個工作領域中，是所有材料中最主要和最基本的結構材料，也是現代產品設計得以實現的最重要的物質技術條件。由于金屬及其合金在理學、物理學、化學和加工工藝等方面的一系列特殊的優異性能，使得它不僅可以保證產品使用功能的實現，而且可以賦予產品一定的美學價值，使產品呈現出現代風格的結構美、造型美和質地美。如今已廣泛應用在椅子、餐具、燈具、容器、刀具、手機、建筑物等各個領域。

第六章 高分子材料及加工工藝

1、高分子聚合物：高分子聚合物又叫高聚物，是由千萬個院子彼此以共價鍵連接的大分子化合物。通常由碳、氫、氧、硫、氮等元素組成，其中主要是碳氫化合物及其衍生物。高分子聚合物具有可分割性、彈性、可塑性和絕緣性的特點。和低分子具有截然不同的結構特性

2、高分子聚合物力學特點：玻璃態；高彈態；粘流態

3、聚合物三態的分子機理和力學行為特征： 玻璃態【（彈性模量大，斷裂伸長率小，形變可逆，力學性能依賴于原子的性質）（原子的平均位置發生位移）】；

高彈態【（小，大可逆，鏈段的性質）（鏈段發生位移）】； 粘流態【（彈性模量小，形變率很大，不可逆，分子鏈的性質）（大分子鏈整體發生位移）】

4、塑料的組成：塑料的原料廣，性能優，加工成型方便，具有裝飾性和現代之感的特點，而且塑料的品種繁多，價格比較低廉，得以廣泛應用在各個領域。塑料是以合成樹脂為主要成分，適當加入填料、增加劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑，在一定溫度和壓力下塑制成型的一類高分子材料。

5、塑料種類：，通常采用以下兩種方法分類：按熱行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料；按其應用可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。

6、塑料的一般特性： ①塑料質輕，比強度高

②多種~有透明性，富有光澤，能著鮮艷顏色 ③優異電絕緣性 ④耐磨，自潤滑性好 ⑤有耐化學藥品性

⑥成型加工方便，能大批量生產

8、塑料的缺點：與金屬及其他工業材料相比較具有不耐高溫，低溫又容易發脆；塑料制品易變形；老化現象和塑料制品有摩擦帶電現象，易吸附塵埃，特別是在干燥的冬季的缺點。

9、塑料的成型工藝注射成型；擠出；壓制（模壓，層壓）；吹塑（薄膜，中空）；壓延；滾塑；鑄塑；搪塑；蘸涂；流延；傳遞模塑；反應注塑；手糊；纏繞；噴射。

10、塑料的二次加工： ①塑料機械加工 ②塑料熱成型

③塑料連接（塑料焊接，~溶劑粘接，~膠接）④塑料表面處理（涂飾，鍍飾，燙印）

11、通用塑料：①聚乙烯塑料（PE）【最常用熱塑性~】； ②聚丙烯塑料（PP）【非泡沫塑料中密度最小】； ③聚苯乙烯塑料（PS）【質輕】；

④聚氯乙烯塑料（PVC）【生產量僅次于PE，熱穩定性差，分解放出HCL毒氣，分硬質和軟質】；

⑤聚甲基丙烯酸甲酯塑料（PMMA）【‘有機玻璃’，透光率達92%，易著色，強度、耐水，耐候、電絕緣性好】； ⑥酚醛塑料（PF）【熱固性，最古老，‘電木’】

12、工程塑料：⑴ABS塑料-熱塑【丙烯腈A-丁二烯B-苯乙烯S的三元共聚物，A:剛性，耐熱、耐候性，耐化學腐蝕性；B：抗沖擊性，耐低溫性；S：表面高光澤性，尺寸穩定性，易著色性，易加工性；調整ABS三組分的比例，性能也隨之變化】；

⑵PA聚酰胺塑料-熱塑【‘尼龍’耐磨潤滑性優異，吸濕性較大影響性能和尺寸穩定性】； ⑶PC聚碳酸酯塑料-熱塑【抗沖擊性，抗蠕變型突出，高透光性，防彈玻璃】；

⑷PET/PBT飽和聚酯塑料-熱塑~【PET抗拉，膠片】； ⑸POM聚甲醛塑料-熱塑【高結晶，高密度】；

⑹PPO聚苯醚塑料-熱塑【耐水、耐水蒸氣性優異，尺寸穩定】； ⑺PSF聚砜塑料-熱塑【自熄性，可制成耐熱，耐腐蝕，高強度的透明或不透明零件】

⑻氟塑料-熱塑【聚四氟乙烯PTFE，‘塑料王’】； ⑼PU聚氨酯彈性體【性能介于塑料和橡膠之間】； ⑽ER環氧塑料-熱固【優異的粘接性，‘萬能膠’】；

⑾SI有機硅塑料-熱固【介于無機玻璃與有機化合物之間性能特殊的高分子材料】；

⑿AF氨基塑料-熱固【

1、UF脲醛塑料（表面光滑‘電玉’，日用品）；MF三聚氰胺甲醛塑料（又稱密胺塑料‘仿瓷塑料’）】； ⒀UP不飽和聚酯塑料-熱固【飛機部件，透明瓦棱板】

13、增強塑料：以合成樹脂為基料，加入增強材料及助劑經成型加工而得到的塑料。（常用：玻璃纖維，碳纖維，石棉纖維，聚酰胺纖維）

14、玻璃鋼：以熱固性樹脂為粘結劑的玻璃纖維熱固性增強塑料。

15、泡沫塑料：采用機械法、物理法、化學法進行發泡。【質輕，隔熱，隔音，防震，耐潮；開孔閉孔型；硬質軟質類；】 ①聚苯乙烯泡沫塑料【‘保利龍’】

②聚氨酯泡沫塑料【硬質‘黑料’，軟質‘海綿’】 ③聚丙烯~ ④聚乙烯~ ⑤乙烯烴聚合物

第七章：木材及加工工藝

1、木材的組織結構：我們所說的木材主要來自樹木的樹干部分，是由樹木砍伐后經初步加工而得來的，是由纖維素、半纖維素和木質素等組成的。樹干是樹木的主要部分，由書皮、木質部和髓心三部分組成。由于木材的構造在不同的方向上表現出不同的特征，通常通過觀察木材的橫切面、徑切面和弦切面三個切面的主要特征及內在聯系。

2、木制品的表面裝飾技術：㈠木制品的表面涂飾 ①表面涂飾目的

②涂飾前的表面處理（干燥；去毛刺；脫色；消除木材內含雜物）③底層涂飾 ④面層涂飾

⑤涂層常見缺陷及其消除方法

㈡木制品表面覆貼（常用面飾材料：聚氯乙烯膜；人造革；DAP裝飾紙；AIKOY纖維膜；三聚氰胺板；木紋紙；薄木等）

3、人造板材：利用原木、刨花、木屑、廢材及其他植物纖維為原料，加入膠粘劑和其他添加劑而制成的板材。（膠合板；刨花板；纖維板；細木工板）

4、新穎木材：特硬木材；有色；陶瓷；染色；防火；模壓；澆鑄；脫色；工藝品用人造木材。

5、設計中木材的選用：按木材的特性應考慮如下設計條件：有一定的強度及韌性，剛度和硬度，重量適中，材質結構應細致；有美麗的自然紋理，材質感悅目；干縮，濕脹性和翹曲變形性小；易加工，切削性良好；膠合、著色及涂飾性能好；彎曲性能好；有抗氣候和蟲害性。

6、木材的感覺特性包括視感和觸感兩方面木材應用在設計上非常著名的實例有：紅藍椅；“交叉”扶手椅；謎題扶手椅；“瑪麗-洛爾”桌；半靠背椅；靠背椅。

第八章 無機非金屬材料及加工工藝

1、玻璃原料：㈠主要原料①石英砂②硼酸、硼砂及含硼礦物③長石、瓷土、蠟石④純堿、芒硝⑤方解石、石灰石、白堊⑥硫酸鋇、碳酸鋇⑦鉛化合物

㈡輔助原料①澄清劑②著色劑③脫色劑④乳濁劑⑤助熔劑

2、玻璃的熔制：是一個非常復雜的工藝過程，它包括一系列物理的、化學的、物理化學的想象和反應，其結果是使各種原料混合物變成復雜的熔融物，即玻璃液

3、玻璃成型的工藝過程：硅酸鹽的形成、玻璃的形成、澄清、均化、冷卻五個階段。

4、常見的玻璃成型方法：壓制成型；吹制；拉制；壓延；浮法。

5、玻璃制品的二次加工： ㈠玻璃制品的冷加工 ①研磨 ②拋光

③切割【用金剛石或硬質合金刀】 ④磨邊 ⑤噴砂

⑥鉆孔【用硬質合金鉆頭、鉆石鉆頭或超聲波】 ⑦車刻【又稱刻花】 ㈡玻璃制品的熱加工 ㈢玻璃制品的表面處理 ①玻璃彩飾

②玻璃蝕刻【涂覆石蠟、松節油做保護層，用氫氟酸溶液腐蝕刻繪】

6、常用玻璃品種：①平板玻璃（磨砂玻璃；磨光；夾層；鋼化；夾絲；彩色；釉面；花紋；中空；熱反射；吸熱；光柵；光致變色）②器皿玻璃③泡沫玻璃④微晶玻璃⑤其他玻璃（玻璃馬賽克；玻璃空心磚）

7、新穎奇特的玻璃：可釘玻璃；天線；滅菌；導電；發電；折光；調光；薄紙；自凈；防盜。

8、陶瓷：陶瓷的發展已經有數千年的歷史，以其優異的物理化學性能，自始至終伴隨著人類社會的繁衍、生產力水平的進步和產品設計理念的日益發展而提升，成為現代工程材料的重要支柱之一。陶瓷是以天然礦物質和人工制成的化合物為原料，按一定配比稱量配料，經成型、高溫燒制而成的制品的總成。陶瓷可分為傳統陶瓷和特種陶瓷兩大類。

9、陶瓷制品：常用的陶瓷制品有日用陶瓷、建筑陶瓷、衛生陶瓷、美術陶瓷、園林陶藝和特種陶瓷

10、陶瓷應用：時代在不斷發展和進步，陶瓷材料在保持原有造型特征和藝術特征的基礎上，通過設計師的靈活運用，創造出許多令人驚奇的陶瓷產品。例如：“Polar Molar”牙簽架、海綿花瓶、陶瓷花插椅、“白化”拼板玩具燈、Zero陶瓷餐具、雷達“銀鉆”計時陶瓷手表、陶瓷手機、PhonofoneII陶瓷揚聲器、陶瓷“編織墻”、不燙手的被子和Tonfisk Oma檸檬榨汁機。

第九章 符合材料及加工工藝

1、復合材料：是指兩種或兩種以上不同化學性質或不同組織結構的材料，通過不同的工藝方法組成的多相材料，一般是由高強度、高模量和脆性很大的增強材料和硬度低，韌性好、低模量的基體所組成。常用玻璃纖維、碳纖維、硼纖維等做增強材料，以塑料，樹脂，橡膠，金屬等做基體組成的各種復合材料。

2、復合材料特點：能集中和發揚組成材料的優點，并能實行最佳結構設計，所以具有許多優越的特性。復合材料的特點包括：比強度，比模量高、良好的抗疲勞性能、良好的減磨，耐磨性能、減震能力強、高溫性能好、化學穩定性好、成型工藝簡單靈活。

3、復合材料分類：主要有以下分類：按使用性分類、按基體類型分類、俺增強體形分類、按復合形式及結構特點分類。

4、復合材料部分材料組成：基體材料起黏結作用，增強材料起強化作用。復合材料的分類方法有很多，主要有以下分類：按使用性分類、按基體類型分類、俺增強體形分類、按復合形式及結構特點分類。

5、復合材料應用：在設計中的應用非常廣泛，其中包括：Random吊燈、玻璃鋼椅、“輕輕型”手扶椅、“Sirius Mushroom”吊燈、“蒼鷺”臺燈、球椅、“E.T.A.外太空天使”落地燈、諾基亞8800 CA手機、VAIO G系列筆記本、invicta S1超級跑車。

第十章 產品設計中材料的選擇與開發

1、設計材料的選用：設計材料的選用提供了設計的起點。與設計的其他方面相比，材料的選擇是最基本的。材料選擇的得當與否對產品的關系非常大。設計師在選擇材料時，除必須考慮材料的固有特性外，還必須著眼于材料與人、環境的有機聯系。

2、影響材料選擇的基本因素：影響材料選擇的基本因素主要有一下幾個方面：功能、基本結構要求、外觀、工藝、安全性、控制件、抗腐蝕性和市場。

3、材料設計與材料的關系:互相刺激、互相附近的。時代的變遷、意識的變化，會帶來人們對材料需求的變化，從而促進設計材料的改進和開發。滿足人類文明的需求是材料研制和開發的出發點和會貴點，出發點和歸回點的重合是通過若干個中間環節時間的。材料的開發經理從基礎研究到應用再到實用的過程。

4、材料工程的發展：新材料是指那些新出現或正在發展之中的、具有傳統材料無法比擬的全新的特殊材料，或采用新工藝、新技術合成的具有各種特殊技能或者比傳統材料在性能上有中大突破的一類材料。新材料與傳統材料之間沒有截然的分解，新材料是在傳統材料的基礎上發展而來的。

5、新材料的開發: 目前新材料的開發主要體現在基礎材料的改良和復合材料的開發。發展中的新材料包括納米材料，只能材料，電子信息材料，新能源材料和生態環境材料

6、新材料的應用：比如：ORICALCO襯衫、電子產品、歐米茄凳、變色龍湯匙、BMC Pro Machine SLCO1賽車、電子織物智能產品、可以表達情感的衣物、橡皮泥鼠標、Morph納米技術概念終端、LUCE燈和去味大蒜壓磨棒等。

第十一章 材料體驗與表現

1、材料的認知與體驗：對各種材料材質進行認知性、試驗性、拓展性的體驗，培養對各種材料特性的體驗，并由此捕捉、掌握和深入發掘材料特性的能力，以及在設計中創造性運用材料的能力。人類通常依靠視覺、觸覺、聽覺、味覺和嗅覺五種感覺接受外界信息來感知這個世界。視覺是我們使用最多和最信賴的感知器官，除了視覺，觸覺也是重要的感知器官。

2、材料構成體驗：不同材質的之感給人們不同心理感受，對不同材質特征的研究有助于培養審美能力和掌握材料特有的表現力，是研究產品造型不可缺少的環節，其中材料特性的比較與概括，將為簡練而生動地表現產品形態打好基礎。

3、材料設計法表現：產品造型是通過各種材料來實現的，在設計表現中，產品的材料質感是構成產品表現的重要因素，通過對材料質感的表現可以直接反映出產品與材料的真實性。材料質感設計表現的表現元素主要包括材料的色彩、材料的表面肌理以及材料對光的反射和折射

4、材料質感的表現：材料質感的表現技法表現主要有手繪表現和計算機輔助設計的表現兩種方式。其中計算機輔助設計在當今設計領域應用越來越廣泛，在產品的形態、結構、色彩、材質的表現上，計算機強大的表達能力，能快捷、準確、真實地表達產品的材料質感，大大地提高了設計構想的實現能力。

第二篇：微電子加工工藝總結資料

1、分立器件和集成電路的區別

分立元件：每個芯片只含有一個器件；集成電路：每個芯片含有多個元件。

2、平面工藝的特點

平面工藝是由Hoerni于1960年提出的。在這項技術中，整個半導體表面先形成一層氧化層，再借助平板印刷技術，通過刻蝕去除部分氧化層，從而形成一個窗口。P-N結形成的方法： ① 合金結方法

A、接觸加熱：將一個p型小球放在一個n型半導體上，加熱到小球熔融。

B、冷卻：p型小球以合金的形式摻入半導體底片，冷卻后，小球下面形成一個再分布結晶區，這樣就得到了一個pn結。

合金結的缺點：不能準確控制pn結的位置。

②生長結方法

半導體單晶是由摻有某種雜質（例如P型）的半導體熔液中生長出來的。生長結的缺點：不適宜大批量生產。擴散結的形成方式 與合金結相似點：

表面表露在高濃度相反類型的雜質源之中 與合金結區別點：

不發生相變，雜質靠固態擴散進入半導體晶體內部 擴散結的優點

擴散結結深能夠精確控制。平面工藝制作二極管的基本流程：

襯底制備——氧化——一次光刻（刻擴散窗口）——硼預沉積——硼再沉積——二次光刻（刻引線孔）——蒸鋁——三次光刻（反刻鋁電極）——P-N結特性測試

3、微電子工藝的特點

高技術含量 設備先進、技術先進。

高精度 光刻圖形的最小線條尺寸在亞微米量級，制備的介質薄膜厚度也在納米量級，而精度更在上述尺度之上。超純 指工藝材料方面，如襯底材料Si、Ge單晶純度達11個9。

超凈 環境、操作者、工藝三個方面的超凈，如 VLSI在100級超凈室10級超凈臺中制作。大批量、低成本 圖形轉移技術使之得以實現。

高溫 多數關鍵工藝是在高溫下實現，如：熱氧化、擴散、退火。

4、芯片制造的四個階段

固態器件的制造分為4個大的階段（粗線條）： ① ② ③ ④

晶圓制備：（1）獲取多晶

（2）晶體生長----制備出單晶，包含可以摻雜（元素摻雜和母金摻雜）（3）硅片制備----制備出空白硅片 硅片制備工藝流程（從晶棒到空白硅片）：

晶體準備（直徑滾磨、晶體定向、導電類型檢查和電阻率檢查）→

切片→研磨→化學機械拋光（CMP）→背處理→雙面拋光→邊緣倒角→拋光→檢驗→氧化或外延工藝→打包封裝 芯片制造的基礎工藝

增層——光刻——摻雜——熱處理 材料制備

晶體生長/晶圓準備 晶圓制造、芯片生成 封裝

5、high-k技術

High—K技術是在集成電路上使用高介電常數材料的技術，主要用于降低金屬化物半導體（MOS）晶體管柵極泄漏電流的問題。集成電路技術的發展是伴隨著電路的元器件（如MOS晶體管）結構尺寸持續縮小實現的。隨著MOS晶體管結構尺寸的縮小，為了保持棚極對MOS晶體管溝道電流的調控能力，需要在尺寸縮小的同時維持柵極電容的容量，這通常需要通過減小棚極和溝道之間的絕緣介質層厚度來實現，但由此引起的棚極和溝道之間的漏電流問題越來越突出。High—K技術便是解決這一問題的優選技術方案。因為，MOS器件柵極電容類似于一個平板電容，由于MOS器件面積、絕緣介質層厚度和介電常數共同決定，因此MOS器件柵極電容在器件面積減小的前提下，采用了High—K材料后，可以在不減小介質層厚度（因此柵極泄漏電流而不增加）的前提下，實現維護柵極電容容量不減小的目標。High—K材料技術已被英特爾和IBM應用到其新開發的45mm量產技術中。目前業界常用的High—K材料主要是包括HfO2在內的Hf基介質材料。

6、拉單晶的過程

裝料——融化——種晶——引晶——放肩——等徑——收尾——完成

7、外延技術的特點和應用 外延特點： 生成的晶體結構良好 摻入的雜質濃度易控制 可形成接近突變pn結的特點 外延分類： 按工藝分類

A 氣相外延（VPE）利用硅的氣態化合物或者液態化合物的蒸汽，在加熱的硅襯底表面和氫發生反應或自身發生分解還原出硅。B 液相外延（LPE）襯底在液相中，液相中析出的物質并以單晶形式淀積在襯底表面的過程。此法廣泛應用于III-V族化合半導體的生長。原因是化合物在高溫下易分解，液相外延可以在較低的溫度下完成。C 固相外延（SPE）

D 分子束外延（MBE）在超高真空條件下，利用薄膜組分元素受熱蒸發所形成的原子或分子束，以很高的速度直接射到襯底表面，并在其上形成外延層的技術。特點：生長時襯底溫度低，外延膜的組分、摻雜濃度以及分布可以實現原子級的精確控制。按導電類型分類

n型外延：n/n, n/p外延 p型外延：p/n, p/p外延 按材料異同分類

同質外延：外延層和襯底為同種材料，例如硅上外延硅。

異質外延：外延層和襯底為不同種材料，例如SOI((絕緣體上硅)是一種特殊的硅片，其結構的主要特點是在有源層和襯底層之間插入絕緣層——— 埋氧層來隔斷有源層和襯底之間的電氣連接)按電阻率高低分類

正外延：低阻襯底上外延高阻層n/n+ 反外延：高阻襯底上外延低阻層

硅的氣相外延的原理：在氣相外延生長過程中，有兩步： 質量輸運過程－－反應劑輸運到襯底表面

表面反應過程－－在襯底表面發生化學反應釋放出硅原子

摻雜

有意摻雜：按器件對外延導電性和電阻率的要求，在外延的同時摻入適量的雜質，這稱為有意摻雜。自摻雜：襯底中的雜質因揮發等而進入氣流，然后重新返回外延層。雜質外擴散:重摻雜襯底中的雜質通過熱擴散進入外延層。外延的應用

1、雙極型電路：n/n外延,在n型外延層上制作高頻功率晶體管。+ 外延：雙極型傳統工藝在p襯底上進行n型外延通過簡單的p型雜質隔離擴散，實現雙極型集成電路元器件的隔離。

2、MOS電路:外延膜的主要應用是作為雙極型晶體管的集電極。

外延膜在MOS集成電路中的較新應用是利用重摻雜外延減小閂鎖效應（寄生閘流管效應）。

8、分子束外延（MBE）的原理及其應用

在超高真空下，熱分子束由噴射爐噴出，射到襯底表面，外延生長出外延層。

9、二氧化硅膜的用途

表面鈍化：保護器件的表面及內部，禁錮污染物。

摻雜阻擋層：作為雜質擴散的掩蔽膜，雜質在二氧化硅中的運行速度低于在硅中的運行速度。絕緣介質：IC器件的隔離和多層布線的電隔離，MOSFET的柵電極，MOS電容的絕緣介質。

10、二氧化硅膜的獲得方法 A：熱氧化工藝 B：化學氣相淀積工藝 C：濺射工藝 D：陽極氧化工藝

11、熱氧化機制

① 線性階段，② 拋物線階段（生長逐漸變慢，直至不可忍受）

影響氧化速率的因素有：氧化劑、晶向、摻雜類型和濃度、氧化劑的分壓。熱氧化生長方法：

（1）干氧氧化：干燥氧氣，不能有水分；隨著氧化層的增厚，氧氣擴散時間延長，生長速率減慢；適合較薄的氧化層的生長。氧化劑擴散到SiO2/Si界面與硅反應。

（2）水汽氧化:氣泡發生器或氫氧合成氣源；原理：

（3）濕氧氧化：濕氧氧化的各種性能都是介于干氧氧化和水汽氧化之間，其掩蔽能力和氧化質量都能夠滿足一般器件的要求。（4）摻氯氧化：薄的MOS柵極氧化要求非常潔凈的膜層，如果在氧化中加入氯，器件的性能和潔凈度都會得到改善。減

+弱二氧化硅中的移動離子（主要是鈉離子）的沾污影響，固定Na離子；減少硅表面及氧化層的結構缺陷

12、SiO2/Si界面特性： 熱氧化薄膜是由硅表面生長得到的二氧化硅薄膜。高溫生長工藝將使SiO2/Si界面雜質發生再分布，與二氧化硅接觸的硅界面的電學特性也將發生變化。雜質再分布：有三個因素： ① 分凝效應② 擴散速率 ③ 界面移動

水汽氧化速率遠大于干氧氧化速率，水汽氧化SiO2/Si界面雜質的再分布就遠小于干氧氧化；濕氧氧化速率介于水汽、干氧之間，SiO2/Si界面雜質的再分布也介于水汽、干氧之間。二氧化硅層中存在著與制備工藝有關的正電荷，這種正電荷將引起SiO2/Si界面P-Si的反型層，以及MOS器件閾值電壓不穩定等現象。可動離子或可動電荷

主要是Na、K、H等，這些離子在二氧化硅中都是網絡修正雜質，為快擴散雜質。其中主要是Na。在人體與環境中大++++量存在Na，熱氧化時容易發生Na沾污。加強工藝衛生方可以避免Na沾污；也可采用摻氯氧化，固定Na離子。固定離子或固定電荷

主要是氧空位。一般認為：固定電荷與界面一個很薄的（約30?）過渡區有關，過渡區有過剩的硅離子，過剩的硅在氧化過程中與晶格脫開，但未與氧完全反應。干氧氧化空位最少，水汽氧化氧空位最多。熱氧化時，首先采用干氧氧化方法可以減小這一現象。氧化后，高溫惰性氣體中退火也能降低固定電荷。

13、氧化膜厚度的檢測

劈尖干涉和雙光干涉：利用干涉條紋進行測量，因為要制造臺階，所以為破壞性測量。

比色法：以一定角度觀察SiO2膜，SiO2膜呈現干涉色彩，顏色與厚度存在相應關系。比色法方便迅速，但只是粗略估計。橢圓儀法：入射的橢圓偏振光經氧化膜的多次反射和折射以后，得到了改變橢圓率的反射橢圓偏振光，其改變量和膜厚與折射率相關。高頻MOS結構C-V法：測量金屬柵極的電容，利用公式測量氧化膜層的厚度。

14、化學氣相沉積定義

化學氣相淀積（Chemical Vapor Deposition）是通過氣態物質的化學反應在襯底上淀積薄膜的工藝方法。與之對應的是：PVD（蒸發和濺射），它主要應用于導體薄膜。

15、淀積技術包括哪兩種？CVD和PVD

16、LPCVD和APCVD的主要區別？LPCVD有何優勢？

APCVD：原料以氣相方式被輸送到反應器內，原料氣體向襯底基片表面擴散，被基片吸附，由于基片的溫度高或其它能量提供給原料氣體，使其發生表面化學反應，生成物在基片表面形成薄膜，而生成物中的其它物質是氣相物質，擴散到氣相中被帶走。LPCVD：低壓情況下，分子自由程較長，薄膜電極的均勻性較高。LPCVD相對APCVD的特點：

增加了真空系統，氣壓在1-10Torr之間；壓下分子自由程長，可以豎放基片；熱系統一般是電阻熱壁式。

17、PECVD的機理？PECVD有何優勢？

優勢：采用等離子體把電能耦合到氣體中，促進化學反應進行,由此淀積薄膜；因此該法可以在較低溫度下淀積薄膜。PECVD常常是低溫和低壓的結合。-2+++

+機理：反應器的射頻功率使低壓氣體（真空度1-10Torr）產生非平衡輝光放電，雪崩電離激發出的高能電子通過碰撞激活氣體形成等離子體。襯底基片（具有一定溫度，約300℃）吸附活潑的中性原子團與游離基即高能的等離子體發生化學反應，生成的薄膜物質被襯底吸附、重排進而形成淀積薄膜，襯底溫度越高形成的薄膜質量越好。

18、多晶硅淀積和外延淀積的主要區別。淀積多晶硅薄膜的方法：主要采用LPCVD的方法。摻雜則采用：離子注入；化學氣相淀積；擴散。多晶硅的淀積和外延淀積的主要區別：硅烷的使用

19、金屬薄膜的用途？金屬化的作用?

（1）在微電子器件與電路中金屬薄膜最重要的用途是作為內電極（MOS柵極和電容器極板）和各元件之間的電連接。（2）在某些存儲電路中作為熔斷絲。

（3）用于晶圓的背面（通常是金），提高芯片和封裝材料的黏合力。

金屬化的作用：集成電路中金屬化的作用是將有源器件按設計的要求連接起來，形成一個完整的電路與系統。20、說明為什么鋁作為通常使用的金屬薄膜，說明銅作為新一代金屬薄膜的原因。鋁膜：用途: 大多數微電子器件或集成電路是采用鋁膜做金屬化材料

優點：導電性較好；與p-Si，n-Si（>5*10）能形成良好的歐姆接觸；光刻性好；與二氧化硅黏合性好；易鍵合。缺點：抗電遷移性差；耐腐蝕性、穩定性差 ；臺階覆蓋性較差。工藝：蒸發，濺射 銅膜：用途：新一代的金屬化材料，超大規模集成電路的內連線；缺點：與硅的接觸電阻高，不能直接使用；銅在硅中是快擴散雜質，能使硅中毒，銅進入硅內改變器件性能；與硅、二氧化硅粘附性差。優點：電阻率低（只有鋁的40-45%），導電性較好；抗電遷移性好于鋁兩個數量級； 工藝：濺射

21、VLSI對金屬化的要求是什么？

① 對n+硅和p+硅或多晶硅形成低阻歐姆接觸，即金屬/硅接觸電阻小 ② 能提供低電阻的互連引線，從而提高電路速度 ③ 抗電遷移性能要好

④ 與絕緣體（如二氧化硅）有良好的附著性 ⑤ 耐腐蝕 ⑥ 易于淀積和刻蝕

⑦ 易鍵合，且鍵合點能經受長期工作

⑧ 層與層之間絕緣要好，不互相滲透和擴散，即要求有一個擴散阻擋層

22、Al-Si接觸的常見問題及解決辦法？

Al和Si之間不能合成硅化物，但是可以形成合金。Al在Si中溶解度很小，但是相反Si在Al中溶解度很大，這樣就形成尖楔現象，從而使P-N結失效。解決尖楔問題： +（1）一般采用Al-Si合金代替Al作為Al/Si的接觸和互連材料。但是又引入了硅的分凝問題。

（2）由于銅的抗電遷移性好，鋁-銅（0.5-4%）或鋁-鈦（0.1-0.5%）合金結構防止電遷移，結合Al-Si合金，在實際應用中人們經常使用既含有銅又含有硅的Al-Si-Cu合金以防止合金化（即共熔）問題和電遷移問題。（3）（4）Al-摻雜多晶硅雙層金屬化結構：在多晶硅中摻雜重磷或重砷，構成摻雜多晶的結構。鋁-隔離層結構：在Al-Si之間沉積一層薄的金屬層，替代磷摻雜多晶硅，成為阻擋層。

23、說明難熔金屬在金屬連線中的作用？

難熔金屬及其硅化物有較低的電阻率和接觸電阻。難熔金屬的一個廣泛應用是在多層金屬結構中填充連接孔，這個工序叫作過孔填充，填補好的過孔叫做接線柱。

24、金屬化的實現方法有幾種？請論述真空濺射方法 金屬化的實現主要通過兩種方式來實現： ① 物理淀積

A：真空蒸發淀積（較早，金屬鋁線）

B：真空濺射淀積（Al-Si合金或Al-Si-Cu合金）2LPCVD（難熔金屬）○真空蒸發淀積 ：被蒸物質從凝聚相轉化為氣相；氣相物質在真空系統中的輸運；氣相分子在襯底上淀積和生長。分為電阻、電子束等蒸發沉積。真空濺射沉積：濺射淀積是用核能離子轟擊靶材，使靶材原子從靶表面逸出，淀積在襯底材料上的過程。

25、說明金屬CVD的優勢和主要用途。金屬CVD ： LPCVD可以應用于制作金屬薄膜。

優勢：不需要昂貴的高真空泵；臺階覆蓋性好；生產效率較高。用途：難控制金屬；難熔金屬，主要是鎢。

26、什么叫做光刻，光刻有何目的？

光刻是圖形復印與腐蝕作用相結合，在晶片表面薄膜上制備圖形的精密表面工藝技術。

光刻的目的就是：在介質薄膜、金屬薄膜或金屬合金薄膜上面刻蝕出與掩膜版完全對應的幾何圖形，從而實現選擇性擴散和金屬薄膜布線的目的。

27、光刻技術的圖形轉移分為哪兩個階段？ 圖形轉移到光刻膠層；圖形從光刻膠層轉移到晶圓層

28、列出光刻工藝的十個步驟，并簡述每一步的目的。表面準備：微粒清除，保持襯底的憎水性。

涂光刻膠：與襯底薄膜粘附性好，膠膜均勻，是光刻工藝的核心材料。

前烘：使膠膜體內的溶劑充分揮發使膠膜干燥；增加膠膜和襯底的粘附性以及膠膜的耐磨性 對準和曝光：把所需圖形在晶圓表面上定位或對準；通過曝光燈或其他輻射源將圖形轉移到光刻膠涂層上

后烘：減少駐波效應，激發化學增強光刻膠的PAG產生的酸與光刻膠上的保護基團發生反應并移除基團使之能溶解于顯影液。顯影：將掩膜板上的圖形顯示在光刻膠上。

堅膜：除去光刻膠中剩余的溶劑，增強光刻膠對襯底的附著力。

刻蝕：把顯影后的光刻膠微圖形下層材料的裸露部分去掉，將光刻膠圖形轉移到下層材料上去的工藝叫作刻蝕。去膠：刻蝕完成以后將光刻膠去除掉。

29、光刻膠的分類，談談正膠和負膠的區別。

正膠：膠的曝光區在顯影中除去。正膠曝光時發生光分解反應變成可溶的。使用這種光刻膠時，能夠得到與掩膜版遮光圖案相同的圖形，故稱之為正膠。負膠：膠的曝光區在顯影中保留，用的較多。具體說來負膠在曝光前對某些有機溶劑是可溶的，而曝光后發生光聚合反應變成不可溶的。使用這種光刻膠時，能夠得到與掩膜版遮光圖案相反的圖形，故稱之為負膠。30、刻蝕的方法分類，刻蝕常見有哪些問題？ 分類：刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕。

濕法刻蝕：化學腐蝕，在腐蝕液中通過化學反應去除窗口薄膜，得到薄膜圖形。優點：工藝簡單，無需復雜設備，選擇比高；均勻性好。缺點：各向同性腐蝕；分辨率低，自動化難。干法刻蝕：使用氣體和等離子體能量來進行化學反應的化學工藝。

常見問題：不完全刻蝕、刻蝕和底切、各向同性刻蝕。優點：刻蝕非常有方向性（各向異性），導致良好的小開口區域的精密度。缺點：選擇性差。

31、摻雜技術實現的兩種方式以及摻雜的目的 方式：擴散和離子注入

目的：在晶圓表面下的特定位置處形成PN結；在晶圓表面下得到所需的摻雜濃度。

32、擴散的基本原理、離子注入的基本原理及其比較

微電子工藝中的擴散是雜質在晶體內的擴散，因此是一種固相擴散。晶體內擴散有多種形式：填隙式擴散、替位式擴散、填隙-替位式擴散。離子注入技術：離子注入是將含所需雜質的化合物分子（如BCl3、BF3）電離為雜質離子后，聚集成束用強電場加速，使其成為高能離子束，直接轟擊半導體材料，當離子進入其中時，受半導體材料原子阻擋，而停留在其中，成為半導體內的雜質。離子注入時可采用熱退火工藝，修復晶格損傷，注入雜質電激活。離子注入技術的優勢：① 離子注入克服熱擴散的幾個問題：

A 橫向擴散，沒有側向擴散 B 淺結

C 粗略的摻雜控制 D 表面污染的阻礙 ② 離子注入引入的額外的優勢：

A 在接近常溫下進行 B 使寬范圍濃度的摻雜成為可能

33、集成電路的形成

集成電路的制造工藝與分立器件的制造工藝一樣都是在硅平面工藝基礎上發展起來的，有很多相同之處，同時又有所不同。相同點：單項工藝相同的方法外延，氧化，光刻，擴散，離子注入，淀積等。不同點：主要有電隔離，電連接，局部氧化，平整化以及吸雜等。

電隔離：

（1）PN結隔離：雙極型集成電路多采用PN結隔離，是在硅片襯底上通過擴散與外延等工藝制作出隔離島，元件就做在隔離島上。（2）介質隔離：SOS集成電路（Silicon on Sapphire）是最早的介質隔離薄膜電路，新材料SOI（Silicon on Insulator）有很大發展，SOI集成電路也是采用介質隔離工藝的電路。

電連接：集成電路各元件之間構成電路必須進行電連接，這多是采用淀積金屬薄膜，經光刻工藝形成電連接圖形，電路復雜的集成電路一般是多層金屬布線，構成電連接。局部氧化：分離器件的氧化工藝是在整個硅片表面制備二氧化硅薄膜，而集成電路工藝中的氧化有時是在局部進行，如MOS型電路中以氮化硅作為掩蔽膜的局部氧化技術。平整化：超大規模集成電路的制備經過多次光刻、氧化等工藝，使得硅片表面不平整，臺階高，這樣在進行電連接時，臺階處的金屬薄膜連線易斷裂，因此，有時通過平面化技術來解決這一問題，如在金屬布線進行電連接之前，采用在硅片表面涂附聚酰亞胺膜的方法達到平面化的工藝技術。

吸雜：硅單晶本身的缺欠以及電路制備工藝中的誘生缺欠，對電路性能影響很大，有源元件附近的缺欠，通過吸雜技術可以消除或減少缺欠，如通過在硅片背面造成機械損傷，噴沙或研磨，這種背損傷可以吸收雜質與缺欠。

34、封裝的工藝流程

底部準備：底部準備通常包括磨薄和鍍金。劃片：用劃片法或鋸片法將晶片分離成單個芯片

取片和承載：在挑選機上選出良品芯片，放于承載托盤中。

粘片：用金硅熔點技術或銀漿粘貼材料粘貼在封裝體的芯片安裝區域。

打線：A：芯片上的打線點與封裝體引腳的內部端點之間用很細的線連接起來（線壓焊）；B：在芯片的打線點上安裝半球型的金屬突起物（反面球形壓焊）；C：TAB壓焊技術； 封裝前檢查 有無污染物；芯片粘貼質量；金屬連接點的好壞 電鍍、切割筋成和印字 最終測試

35、封裝設計

金屬罐法；雙列直插封裝；雙列直插封裝；針形柵格陣列封裝 球形柵格陣列封裝；薄形封裝；四面引腳封裝 ；板上芯片（COB）

第三篇：數控加工工藝一人總結

為期一周的課程設計即將結束了。在這七天的學習中，我學到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。

我們這次所做的課程設計是由六個可選的大題目中選出的一個，該零件屬于軸類零件，由圓柱面、順逆圓弧面和螺紋等幾部分組成，是數控加工可選擇的內容。在數控加工工藝課程設計指導書對加工內容的選擇做了要求，其中適宜內容為：普通機床無法加工的內容宜作為優選內容；普通機床難加工、質量難以保證的內容作為重點選擇內容；普通機床加工效率低、工人勞動強度大，在數控機床還有加工能力充裕時進行選擇。我們小組針對適宜內容中所說的一二兩條，再根據自身的情況選擇了第一個零件圖來進行課程設計。

因為我們小組所選擇的第一個圖形未做特殊的表面粗糙度要求，而一般零件取表面精度為七級精度，所以我們決定使用中等精度數控CAK6140機床即可保證零件的加工要求。毛壞的選擇也很重要，零件村料的工藝特性和力學性能大致決定了毛坯的種類。零件的結構形狀與外形尺寸也是重要因素。大型且結構簡單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；軸類零件的毛坯，若臺階直徑相差不大，可用棒料；若各臺階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。但是根據我們現在的實際情況是做課程設計及現在的我們自身所具備的條件（因

為能否上數控機車實驗尚未可知），且為符合加工要求，毛坯熱扎45#鋼是最好的選擇。數控加工前先在普床上完成外圓的準備加工：先使之獲得的外圓。接下來就是確定基準與夾具了。因為數控加工對所選用的夾具有兩個基本要求：一是保證其主要定位方向與機床的坐標方向相對固定；二是要便于協調零件與坐標系的尺寸對應關系。工件的裝卸也要快速、方便、可靠，這幾點跟普通車床也是基本一樣的，不過數控車床是為了減少停機時間。所以我們加工這個輪盤類外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需設一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統的剛性。

由于數控機床具有孔加工固定循環功能，使得孔加工動作比較容易實現。因此，確定孔加工路線時重點要考慮孔定位的問題。確定進給路線的原則是，應能保證零件的加工精主和表面粗糙度要求，應使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，還應充分考慮所確定的工步順序，安排進給路線。零件加工路線原則是由粗到精,由內到外，基面先行的加工原則。在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓。而CAK6140車床具有粗車循環及螺紋循環的自動加工功能，加工時能按程序去自動完成循環。

在編寫程序中一些基本的指令代碼是不可或缺的。數控程序所用的代碼，主要有準備功能G代碼、輔助功能代碼、進給功能F代碼、主軸速度功能S代碼和刀具功能T代碼。因為本次選來做課程設計的這個零件在數控機床上加工是分兩次裝夾的，所以程序的編寫在兩端時也是不一樣的，不是用單純的循環指令。

在本次設計中，個人認為在數控工藝設計的過程中，對工藝措施的選擇與加工路線制定還是比較成功的，但還存在的未解決的問題:，如設計進度與質量不能達到較好的水平、設計方法不是很如人意、沒有一個學習這門課很系統的人來指導。

這次課程設計讓我們對以往學習過的知識進行了再學習和鞏固。其中涉及到多門專業課。如《機械制造》、《數控工藝》、《數控編程》等。通過這次課程設計我們真正學會了自主學習，獨立完成作業，如何學會與自己的團隊做好協調。因為課程設計具有實踐性、綜合性、探索性、應用性等特點。本次選題的目的是數控專業教學體系中構成數控技術專業知識及專業技能的重要組成部分，是運用數控機床實際操 作的一次綜合練習。隨著課程設計的逐漸完成，使我對《數控加工工藝與裝備》這門課程以及對數控加工技術都有了更深入的理解和掌握。在這段時間里，我們這個小組，就是新

建的團隊，每個人都是一樣，盡著自己最大的努力學習，來學習和創新。為了解決技術上的問題，我也不斷地去翻閱所學的專業書籍和各種相關的資料。這使我真正體會到了很多，也感受到了很多，當然更重要的是學習到了以前書本上沒學到的知識。

通過這次課程設計,我覺得自己要對刀具的切削用量等方面的計算多下功夫學習,這些方面的知識對我們以前從事的專業工作都有很大用處。這次課程設計讓我們在設計工藝規程和編寫加工程序的時候大腦中形成了一種可以快速反應的模式，我想這也是一種收獲，是在對我們一周在課設上所花時間的回報。因為這種模式將讓我更好地學習以后的課程，將其他專業課程系統的組合在一起。

在這次課程設計中，對加工程序的編寫是最讓人感到棘手的，因為對數控加工程序指令不是很熟悉，在編寫上也費了不少的功夫，雖然編寫程序這一塊占用了整個時間的相當一部分，但我依然感到欣慰，因為現在的我已經基本上掌握了基本程序的編寫，而且對一些特殊指令也可以應用到實例中了。我想如要加快編程速度，除了對各編程指令的熟練掌握之外，還需要我們掌握零件工藝方面的知識。對于夾具的選擇、切削參數的設定我們必須要十分清楚。在以后的上機操作時，我們只有不斷地練習各個功能指令的作用，才能在編程時得心應手。

這次數控加工工藝課程設計的指導書是由我們的工藝老師，是由我們數控原理劉老師執筆的，無疑指導書在我們這次設計中起了很大的作用，它指導我們按什么的步驟去完成這個設計。其實在對指導書的閱讀過程中也是一種學習，一些關于加工工藝上的問題和所要注意的事項，使我們大家在做課程設計時思路更加清晰，不會走太多彎路。

通過這次課程設計，我的第一感受就是團隊精神的重要性。當第一天開始課程設計要分組的時候，老師就給我們大家心里埋下了一股高昂的基調。在這讓人覺得枯燥又充實的幾天中，我們大家都按照自己所分工所要做的事性在埋頭苦干，給人的感覺好像將面臨考試時候，讓人心潮澎湃，激情更加高漲。

寫完這篇總結后，我知道了在制造工件時我們需要注意的東西非常多，制作一個工件要到圖紙上的要求時，我們必須在從拿到圖紙時就注意制作工件時的各個部分，例如圖紙的分析，毛坯的選擇，程序的編制，切削速度的設定，切削量的給定……而且我知道了要注意一個工件的工藝必須有清晰的思路，必須從頭到尾都考慮到。以往做一件事情的時候，個人可能都會有精神分散的情況，而當一個人真正面對一件難做而又不得不做的事情時，覺得拿下它就是一種勝利，這是對自己的一種最起碼的要求，精神集中也是對你在做的一件事情負責，對自己負責。這是我們在以后的工作中，應該具備的一種本質，現在學會或者說是養成是非常有必要的。不管怎么說，這次課設是帶給了我很大的收獲的，在即將臨近畢業的時候，我想我會繼續以高昴的心態去面對將要走上的社會中的工作崗位帶給我的無限挑戰。

第四篇：01材料加工工藝

《材料加工工藝》課程教學大綱

一、課程基本信息

課程編號：13106106

課程類別：專業核心課程

適應專業：材料科學與工程

總學時：64

總學分:3

課程簡介：本門課程是材料加工工程學科的主要專業技術基礎課，是研究金屬和非金屬工程材料成形工藝的技術基礎課。尤其在培養學生的工程意識、創新思想、運用規范的工程語言和解決工程實際問題的能力方面，具有其他課程不能替代的重要作用。

授課教材：《材料成形工藝基礎》，翟封祥 尹志華編，哈爾濱工業大學出版社，2002年。參考書目：

[1]《材料成形技術基礎》，陳金德 邢建東編，機械工業出版社，2000年。

[2]《工程材料與材料成形工藝》，王紀安主編，高等教育出版社，2000年。

二、課程教育目標

通過教學使學生掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎、了解常用鑄造合金、掌握成形方法及其發展、工藝設計；了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛、掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和了解金屬塑性成形新技術；掌握非金屬材料的成形加工工藝，工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝；了解熱噴涂與氣相沉積技術；了解材料成形方法的選擇，掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇。

三、教學內容與要求

1．金屬液態成形加工工藝

教學重點：液態成形理論基礎.教學難點：液態成形理論基礎；鑄件結構與工藝設計.教學時數：20學時

教學內容：包括液態成形理論基礎、常用鑄造合金、成形方法及其發展、工藝設計。教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎；

（2）了解常用鑄造合金；

（3）掌握成形方法及其發展、工藝設計。

2.金屬的塑性成形加工工藝

教學重點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能.教學難點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能；板料沖壓.教學時數：20學時

教學內容：自由鍛與胎模鍛、模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和金屬塑性成形新技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛；

（2）掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓；

（3）了解金屬塑性成形新技術

3.非金屬材料的成形加工工藝

教學重點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學難點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學時數：14學時

教學內容：工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握工程塑料及橡膠成形工藝；

（2）掌握工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

4.熱噴涂與氣相沉積技術

教學重點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學難點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學時數：4學時

教學內容：熱噴涂技術、氣相沉積技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：了解熱噴涂與氣相沉積技術。

5.材料成形方法的選擇

教學重點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學難點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學時數：6學時

教學內容：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解材料成形方法的選擇；

（2）掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇.四、作業

該課程原則上每次課都布置作業，除了教材中的習題，也可以補充一些典型習題。

五、考核方式與成績評定

考核方式：考試

成績評定：總評成績＝平時成績（30%）+期末考試（70%），其中平時成績是平時作業與出勤情況，視具體情況而定。

執筆人：

責任人：

2013年8月

第五篇：編織袋及其加工工藝（推薦）

塑料編織袋是以聚丙烯（PP）為主要原料，經過擠出、拉絲，再經織造、編織、制袋而成。PP是一種半透明、半晶體的熱塑性塑料，具有高強度、絕緣性好、吸水率低、熱就形溫度高、密度小、結晶度高等特點，是制成編織袋的主要原料。改性填充物通常有玻璃纖維、礦物填料、熱塑性橡膠等。塑料編織袋的使用范圍很廣。就目前來說，塑料編織袋的主要用于農產品包裝、水泥袋包裝、食品包裝、巖土工程、旅游運輸、抗洪物資等。編織袋主要有塑料編織袋（無復膜編織袋）、復合塑料編織袋以及各種編織布等三類。塑料編織袋的生產工藝流程是:編織布通過印刷，切割，縫制，成為編織袋。依據所用的設備不同，可先切割后印刷，也可先印刷后切割。自動切割縫紉可連續完成印刷，切割，縫紉等工序，也可制成閥口袋，放底袋等，對于平織布可進行中縫粘合后制袋。

復合塑料編織袋的生產工藝流程是將編織布,涂復料和紙或膜，進行復合或涂復。得到的筒布或片布，筒布可以進行切割、印刷、縫合、制成普通的縫底袋，也可以打孔、折邊、切割、印刷、縫合，制成水泥袋，得到的片布，可以中縫粘合，印刷，切割，糊底，制成糊底袋。也可以焊接，卷取，制成篷布、土工布。平織布可以涂復或不涂復生產篷布，土工布等，圓筒布也可以破幅后涂復或是不涂復生產篷布或是土工布等

扁絲生產工藝技術指標主要分四類：

⑴..物化改性指標。主要有共混改性、混配比、功能助劑添加比、廢舊再生料摻混比；

⑵.物性流變指標。主要有牽伸比、吹脹比、牽伸比、回縮比； ⑶.機械性能指標。主要有拉斷力、相對拉斷力、斷裂伸長率、線速度、線密度偏差；

⑷.公差尺寸指標。主要有扁絲厚、扁絲寬等

內襯袋工藝 聚乙烯物料經擠出機加熱，熔融塑化穩定擠出；通過機頭擠出成圓筒型薄膜；通入壓縮氣吹脹，形成管泡；由冷卻風環冷卻定型，牽引入人字夾板折合；經牽引輥、傳動輥至收卷輥；最后進行切割、熱合工序完成內襯袋的生產，最后進行套袋。生產扁絲用純聚丙烯是不能滿足要求的，還必須加入一定比例的高壓聚乙烯、碳酸鈣和色母料等。加入少量的高壓聚乙烯，可以降低擠出過程中料流的黏度和熔化速度，流動性增加，改善扁絲和編織袋的韌性、柔軟性，保持一定的斷裂伸長率，使之改善聚丙烯的低溫沖擊性。

接枝聚丙烯加入，可以降低加工溫度、壓力。提高材料的流動和粘接性，更可以提高拉伸強度。碳酸鈣的加入，可以改變透明、不透光的缺陷，在減少在拉伸、編織過程中因摩擦產生的有害靜電，增加印刷商標圖案的油墨附著力，降低成品在存放過程中的自然收縮和降低成本。