工業設計研究生畢業論文

　　工業設計是一種跨學科的專業，將創新、技術、商業、研究及消費者緊密聯系在一起，共同進行創造性活動、并將需解決的問題、提出的解決方案進行可視化，重新解構問題，并將其作為建立更好的產品、系統、服務、體驗或商業網絡的機會，提供新的價值以及競爭優勢。下文是學習啦小編為大家整理的關于工業設計研究生畢業論文的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　工業設計研究生畢業論文篇1

　　試論金屬焊接雕塑技術的探討

　　論文摘要：哈爾濱是中國的焊接名城，在幾年的研究探索過程中摸索了一些有關金屬焊接藝術的獨到特點，在這里著重探討金屬焊接雕塑藝術的創作方法。

　　論文關鍵詞：材料美感　焊接肌理　概括和抽象　現代意識　民族化

　　1 這里所談到的金屬焊接雕塑與我們習慣認識上的金屬雕塑不盡相同，傳統意義上的金屬雕塑泛指以金屬材料來實現完成的雕塑作品，而這里所說的金屬焊接雕塑指的是通過焊接的技術手段(而非傳統意義上的鑄造和鍛造手段)來實現的雕塑作品，這類作品重點體現的是金屬材料本身的美感和焊接過程中自然形成的焊接肌理之美，當然這并不是說這樣的作品缺乏形式和內容，而是通過將其特有的美感與其獨到的形式巧妙結合來實現創作目的。

　　其實金屬焊接雕塑已經成為當代最具現代意義的藝術表現形式，其藝術語言在于注重作品的直接創作過程，并賦予其更加豐富的人文精神與審美內涵，它有力地拓展了雕塑創作的表現力和藝術感染力，發揮金屬材料自身的質感特性自由地構思和制作，已成為現代雕塑進行創作的一個十分重要的藝術表現方式。

　　金屬焊接雕塑的創作注重于藝術與材質的直接對話過程，其中材料的質感和焊接過程中形成的焊接機理是構成作品形態的關鍵要素，對實現其藝術價值和意義起到重要的作用，這也同時造就了金屬焊接藝術雕塑的表現形式，即使表現具象形態，也側重于能夠發揮焊接藝術特有肌理的具象形態表現，如用拉絲焊接肌理來表現動物的毛發。

　　任何藝術作品的創作，都體現了不同藝術家的文化淵源，有著不同的藝術表現形式，而不同的表現形式又是不同的創作思想得以充分展示的保證和前提。鑒于目前金屬焊接藝術在國內尚屬起步階段，在探索西方現代藝術語言過程中，研究西方現代藝術的理論是十分重要的課題。

　　他們對西方現代藝術的文化思想產生重要的影響，其中柏格森的直覺主義哲學思想，高揚生命沖動的創造力，推崇能夠讓人直接體驗生命沖動的開放社會，以直覺為認識真實和真理的唯一途徑，以及現代藝術對生命的瞬間體驗和制作過程的珍借，對破壞重組物質時空以獲取精神真實的興趣。同時薩特表達現代人孤獨、異化、悖理的情緒感覺，充分體現了現代藝術家對藝術主體獨創性的強烈追求。

　　2現代雕塑的表現形式在西方現代藝術理論的直接影響下，它與以前傳統寫實主義的以體量和實體感作為表現形式的基本要素背道而馳，許多現代雕塑的表現方法完全超出了“雕”和“塑”的意義，尤其是現代金屬焊接雕塑，作為三度空間抽象的構成藝術品，不屬于關于實體感的藝術，不追求真實的形態再現，通過簡化、概括甚至是抽象的手法進行創作，并結合各種工業化的手段，直接地打造作品，如以透空框架的形態去構畫和界定空間，徹底地闡明了現代雕塑作為三度空間藝術的新理念，在于表現金屬在空間中的自由組合，而非多種程序塑造的實體造型。

　　他們藝術語言的特征類似單純、厚重的原始文化，最后發展到將機械、動力和光的因素組合引入雕塑的運動形態，創造了最具現代意義的雕塑作品。它反映了20世紀工業、科技觀念向藝術的介入，導引出一種嶄新的藝術價值觀。

　　當代西方雕塑家在新的藝術觀念的引導下，追求各自的文化和藝術個性，并充分利用材料學、結構力學、金工技術和焊接技術的原理，發揮金屬焊接雕塑的特有創造力。在他們的作品中，將雕塑的造型要素簡化到最低限度。用立方體、幾何形、圓柱體的型材和不銹鋼材以及現成金屬物品構成現代形態的、抽象的雕塑作品，使傳統的藝術語言在他們的作品中失去了原有意義，運用工業化制造方法實現了現代雕塑新的藝術理念。

　　現代雕塑家史密斯是美國第一位創作金屬焊接雕塑的藝術家，他的作品純樸、粗獷和簡練，利用金屬材質的特性形成變化多端的雕塑造型，使金屬材料、金工技術成為詮釋個人藝術觀念的語言符號。他創作的《皇家之鳥》、《森林》等作品，采用電焊槍在空間中描畫，用多種鋼條焊接展開三度空間的構成，同時利用點、線、面的相互交錯的穿插，編織成一種活撥的、富有生機的抽象形態，他的許多作品放棄實體，將鍛造成形后的鋼條構出空間的韻律，顯示出強力的運動感。

　　英國當代杰出雕塑家卡羅的金屬焊接作品輕松活潑，簡潔明快，是位最富獨創性的現代金屬焊接雕塑家。作品《正午》是他具有個性化藝術語言的代表作。該作品直接采用數塊工字鋼梁構成，作橫置狀態并涂上橘黃色的顏色，整件造型似如一張在室外陽光下的躺椅，簡練而意味深長。

　　在他的作品中力求把雕塑語言概括到最基本的抽象形態，直接利用工業鋼材裝配成巨大而強力的結構，并與周圍的環境空間融為一體。費羅是法國現代派藝術家，他的金屬焊接系列作品更具個性化。其作品摒棄了傳統雕塑的創作模式，采用一種更加直接，更抽象化的表現手法，使作品取得純粹形式的自由化。費羅的作品都取名《無題》。但在這個毫無意義的標題下，呈現出一個豐富多彩的藝術世界。在創作中通過擠、敲、扭、切和焊，給作品注人生機，將冷冰冰的不銹鋼板轉化成孕含生命形態的藝術作品。

　　從現代金屬焊接雕塑的藝術語言來看，它與傳統雕塑相比其主要特點是：在藝術觀念上，一方面強調藝術與自我表現的主觀性以及藝術家以我為主的能動性，力求作品造型簡化到最基本的抽象形態，以現代工業化的理念構造單純、簡潔的幾何造型，反映出一種工業化的非人格化的力量。另一方面重點表現不同金屬材料的特有美感(如鈦合金通過焊接在焊口的部分會形成耀眼的彩虹效果)和不同焊接技法所形成的肌理美感。

　　在藝術形式上，利用電焊槍在空間中作畫，以鋼材制作空間構成。使傳統藝術形式的體積，體量概念消失，轉化為豐富、透空的空間和變化多端的深度三維結構。并以手動和機動改變了原有雕塑的“靜止狀態”，以色彩變化增強金屬焊接雕塑的視覺感悟力。在藝術表現方式上，采用直接加工過程實現三度空間的構成關系或以廢品集合的方式重新組合新的造型，使金屬雕塑的藝術表現方法變得直接了當、純粹和自由。在制作中利用各種金屬材料經過直接的敲打、擠壓、扭曲、打磨、切割和焊接，隨意地、自由地構建和組合，徹底改變了傳統制作多步驟的有序性，使作品更具自然性。

　　3在現代雕塑發展史上，當代雕塑家所創造的金屬焊接作品成功地完成了20世紀具有雕塑藝術革命意義的藝術創造，而走向現代化、抽象化、形式化、自由化的藝術表現形式。雖然我們國內的金屬焊接雕塑藝術尚未得到社會的認同，但我相信在當代有創新意識的藝術家、雕塑家甚至焊接技師的共同努力下，我們的金屬焊接藝術應該能夠找到一條立足于民族文化傳統，能夠滿足我國公眾審美訴求的蓬勃發展之路。

　　參考文獻

　　[1]田衛平等.金屬焊接藝術初探[J].焊接，2005，3.

　　[2]吳順平.現代雕塑設計與技法[J].黑龍江美術出版社，2001.

　　[3]王漢卿.金屬裝飾藝術教程[M].北京：中國紡織出版社，2003.

　　工業設計研究生畢業論文篇2

　　探析熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用

　　引言

　　在現代工業生產中，金屬零件的制造是一個重要的環節，具有舉足輕重的作用，因此提高金屬零件的制造水平成為一項不可缺少的工作。而在金屬零件的制造過程中，熱處理工作又是提高其制造水平的重要措施。在設計工作中，正確制定熱處理工藝可以改變某些金屬材料的機械性能。而不合理的熱處理條件，不僅不會提高材料的機械性能，反而會破壞材料原有的性能。因此，設計人員應根據金屬材料成分，準確分析金屬材料與熱處理工藝的關系，制訂合理的熱處理的工藝，合理安排工藝流程，才能得到理想的效果，提高金屬零件的制造水平。

　　在現代工業生產中，廣泛使用的金屬有鐵、鋁、銅、鉛、鋅、鎳、鉻、錳等。但用得更多的是它們的合金。金屬和合金的內部結構包含兩個方面：其一是金屬原子之間的結合方式;其二是原子在空間的排列方式。金屬的性能和原子在空間的排列配置情況有密切的關系，原子排列方式不同，金屬的性能就出現差異。

　　為了得到更好的金屬性能，滿足制造和使用要求，我們將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來改變其性能，這就是金屬材料熱處理過程。

　　不同的熱處理條件會產生不同的材料性能改變效果，下面從3個方面來說明熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。

　　一、提高金屬材料的切削性能和加工精度

　　在各類鑄、鍛、焊工件的毛坯或半成品金屬材料的切削過程中，由于被加工材料、切削刀具和切削條件的不同，金屬的變形程度也不同，從而產生不同程度的光潔度。各種材料的最佳切削性能都對應有一定的硬度范圍和金相組織。為了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合適的組織狀態，這就要用到預先熱處理。

　　通過預先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過程產生的材料缺陷，并為以后切削加工及熱處理準備良好的組織狀態，從而保證材料的切削性能、加工精度和減少變形。

　　舉例1：齒坯材料在切削加工中，當齒坯硬度偏低時會產生粘刀現象，在前傾面上形成積屑瘤，使被加工零件的表面光潔度降低。而對齒坯材料進行正火+不完全淬火處理，切屑容易碎裂，形成粘刀的傾向性減少。并隨著齒坯硬度的提高，切屑從帶狀向擠裂狀過渡，從而減少了粘刀現象，提高了切削性能。

　　舉例2：鋁合金在加工過程中，通常都是先經強化處理(固溶處理+時效;時效)，這樣可以得到晶粒細小、均勻的組織，比鑄態或壓力加工狀態的切削性能好，不僅改善了切削性能，而且同時提高了機械加工精度。

　　二、提高金屬材料的斷裂韌性

　　金屬材料的斷裂韌性指含有裂紋的材料在外力作用下抵抗裂紋擴展的性能。提高金屬斷裂韌性的關鍵是要減少金屬晶體中位錯，使金屬材料中的位錯密度下降，從而提高金屬強度，而減少金屬晶體中位錯的一種重要方法，就是細晶強化，其原理是通過細化晶粒使晶界所占比例增高而阻礙位錯滑移從而提高材料強韌性。而金屬組織的細晶強化的過程實際上就是金屬熱處理。

　　在金屬熱處理過程中，當冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后，在一定的應力和變形溫度的條件下，材料在變形過程中積累到足夠高的局部位錯密度級別，會在變形最劇烈的區域產生新的等軸晶粒來代替原來的變形晶粒，這個過程稱為再結晶。再結晶晶核的形成與長大都需要原子的擴散，因此必須將變形金屬加熱到一定溫度之上，足以激活原子，使其能進行遷移時，再結晶過程才能進行。

　　那么，對于不同的金屬材料，我們就可以通過控制不同的熱處理的溫度，來提高金屬材料的斷裂韌性。

　　舉例：在SY鋼坯料上線切割適當的小圓柱，機加工后，選擇在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在Cleeble-1500型熱模擬試驗機上以5×10-1的變形速率保溫30s壓縮變形50%，然后在空氣中冷至室溫，再進行680℃×6hAC(空冷)的退火處理，再將壓縮后的試樣沿軸向線切割剖開，研磨拋光后用化學物質顯示晶粒形貌。實驗現象為：在700℃時，扁平的晶粒開始逐漸向等軸晶粒的形狀變化。800℃變形的晶粒中等軸晶粒已經有少量出現，但仍然以變形拉長的晶粒為主。在900℃變形開始，晶粒突然變得細小，幾乎全部為等軸晶粒，晶粒度達到YBl2級。在900℃以上.晶粒開始長大。因此，對此種鋼來說，900℃左右溫度進行熱處理，可以提高其斷裂韌性。

　　三、減少金屬材料的應力腐蝕開裂

　　金屬材料在拉伸應力和特定腐蝕環境共同作用下發生的脆性斷裂破壞稱為應力腐蝕開裂。大部分引起應力腐蝕開裂的應力是由殘余拉應力引起的。殘余應力是金屬在焊接過程中產生的。金屬在加熱時，以及加熱后冷卻處理時，改變了材料內部的組織和性能，同時伴隨產生了金屬熱應力和相變應力。

　　金屬材料在加熱和冷卻過程中，表層和心部的加熱及冷卻速度(或時間)不一致，由于溫差導致材料體積膨脹和收縮不均而產生應力，即熱應力。在熱應力的作用下，由于冷卻時金屬表層溫度低于心部，收縮表面大于心部而使心部受拉應力：另一方面材料在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時，因比容的增大會伴隨材料體積的膨脹，材料各部位先后相變，造成體積長大不一致而產生組織應力。組織應力變化的最終結果是表層受拉應力，心部受壓應力，恰好與拉應力相反。金屬熱處理的熱應力和相變應力疊加的結果就是材料中的殘余應力，正是其存在造成了應力腐蝕開裂。

　　舉例：金屬熱處理中，通過控制淬火冷卻速度，可以顯著地控制淬火裂紋，為了達到淬火的目的，通常必須加速材料在高溫段內的冷卻速度，并使之超過材料的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應力而論，這樣做由于能增加抵消組織應力作用的熱應力值，故能減少工件表面上的拉應力而達到抑制縱裂的目的。

　　3、結論

　　金屬材料的熱處理在機械零件制造中占有十分重要的地位，在金屬材料加工的整個工藝流程中，如果將切削加工工藝與熱處理工藝進行密切配合，將有效地提高金屬零件的制造水平。

　　參 考 文 獻

　　[1] 雷聲，齒輪熱處理變形的控制.機械工程師.2008年5期.

　　[2] 王斌武，周曉艷.淺談金屬零件的設計、切削加工及熱處理的關系，桂林航天工業高等專科學校學報，2006(4)

　　[3] 魏強、劉曉清，熱處理淬火變形的控制.汽車工藝與材料.2008年7期