机械制造工艺基础(全套ppt课件).ppt

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1、一、铸造及其分类,铸造分类图,第一节 铸造基础,二、铸造的特点,铸造的特点,三、铸造的应用,由于铸造具有上述特点，所以被广泛应用于机械工件的毛坯制造。在各种机械和设备中，铸件质量占有很大的比例，如拖拉机及其他农业机械中，铸件质量所占比例达40%70%；在金属切削机床、内燃机中达70%80%，在重型机械设备中则可高达90%。但由于铸造易产生缺陷，性能不高，因此多用于制造承受应力不大的工件。,四、铸造安全文明生产要求,进行铸造的工作人员必须有相应的上岗证和操作证，持证上岗。操作人员必须按规定穿戴好劳动保护用品。熔炼炉炉体及其附属设施完好，控制系统灵敏可靠，升降起吊装置符合起重机械要求，炉坑干燥并设

2、护栏或盖板，炉料符合专门要求。铸造设备完好，操纵灵敏，安全防护装置齐全可靠，除尘装置符合要求。压铸机压铸型区有防护装置并与压射程序联锁；制芯机芯盒加热棒长短适中，线头连接可靠；混砂机防护罩牢固可靠，检修门电器联锁；抛（喷）丸机密封良好，门孔电器联锁。,1制作模样与芯盒,模样用来形成铸型型腔的工艺装备。,芯盒用来制造型芯的工艺装备。,一、砂型铸造的工艺过程,第二节 砂型铸造,2制备型（芯）砂,基本原材料铸造砂和型砂黏结剂。,型（芯）砂用来制造铸型的材料。,常用的铸造砂原砂、硅质砂、锆砂、铬铁矿砂、刚玉砂等。,3造型,（1）手工造型,造型利用制备的型砂及模样等制造铸型的过程。,（2）机器造型,两箱

3、造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,手工造型全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型操作灵活、适应性广、工艺装备简单、成本低，但其铸件质量不稳定、生产率低、劳动强度大、操作技艺要求高。,铸型由成对的上型和下型构成，操作简单。,适用于各种生产批量和各种大小的铸件,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,铸型由上、中、下三型构成，中型高度需与铸件两个分型面的间距相适应。操作费工。,主要适用于具有两个分型面的铸件的单件或小批量生产。,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模

4、造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,在地基上挖坑，并利用挖出的地坑进行造型,主要用于大型铸件,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,用若干块砂芯组合成铸型，而不需要砂箱。它可提高铸件的精度，但成本高。,适用于批量生产形状复杂的铸件,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,模样是整体的，铸件分型面为平面，铸型型腔全部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。,适用于铸件最大截面在一端且为平面的铸件,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖

5、砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,模样是整体的，铸件分型面为曲面。,适用于分型面不是平面的单件或小批量生产的铸件。,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,在造型前预先做一底胎（即假箱），然后在底胎上制作下箱，底胎不参与浇注。,用于代替批量生产中需要挖砂造型的铸件。,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,将模样沿最大截面处分成两半，型腔位于上、下两个砂箱内。造型简单，生产率低。,常用于最大截面在中部的铸件,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂

6、造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,制模时，将铸件上妨碍起模的小凸台、肋条等部分做成活动的（即活块）。,主要用于带有凸出部分、难以起模的铸件的单件或小批量生产。,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,采用刮板代替实体模样造型，可降低模样成本，节约木 材，缩短生产周期。,可用于有等截面或回转体的大、中型铸件的单件或小批量生产，如带轮、铸管、弯头等。,两箱造型,三箱造型,地坑造型,组芯造型,整模造型,挖砂造型,假箱造型,分模造型,活块造型,刮板造型,（2）机器造型,机器造型指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。,紧砂提

7、高砂箱内的型砂和芯盒内的芯砂紧实度的操作。常用方法有压实法、震实法、抛砂法等。,振压式造型机紧砂和起模a）震压式造型机 b）紧砂 c）起模,4造芯,造芯制造型芯的过程。,手工造芯：主要应用于单件、小批量生产。机器造芯：生产效率高，砂芯质量好，适用于批量生产。,芯盒造芯示意图,a）芯盒的装配,b）取芯,5合型,合型又称合箱，是将铸型的各个组元，如上型、下型、型芯、浇注系统等组合成一个完整铸型的操作过程。合型前，应对砂型和型芯的质量进行检查，若有损坏，需要进行修理；为检查型腔顶面与型芯顶面之间的距离，需要进行试合型（称为验型）。,浇注把熔融金属注入铸型的过程，液体金属通过浇注系统进入型腔。,（1）

8、浇注系统（2）冒口（3）浇注工艺要求,6熔炼和浇注,（1）浇注系统,浇注系统铸型中引导液体金属进入型腔的通道。,（2）冒口,冒口铸型内存储供补缩铸件用熔融金属的空腔。一般设置在铸件的最高处和最厚处。,（3）浇注工艺要求,浇注温度（）液体金属浇入铸型时所测量到的温度。,浇注速度（kg/s）单位时间内浇入铸型中的液体金属的质量。,浇包容纳、输送和浇注熔融金属用的容器，用钢板制成外壳，内衬耐火材料。,常用浇包a）握包 b）抬包 c）吊包,7落砂和清理,（1）落砂,落砂用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作。落砂分为手工落砂和机械落砂两种。,（2）清理,清理落砂后从铸件上清除表面黏砂、型砂、多余金属

9、（包括浇冒口、飞翅）和氧化皮等过程的总称。,8检验,（1）铸件的外观质量铸件表面状况和达到产品要求的程度。包括铸件的表面粗糙度、表面缺陷、尺寸误差、形状及位置误差、质量偏差等。,（2）铸件的内在质量一般不能用肉眼检查出来的铸件内部状况和达到用户要求的程度。包括铸件的化学成分、力学性能、金相组织，以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷。,（3）铸件的使用性能指铸件能满足使用要求的性能。使用性能有在强力、高速、磨耗、腐蚀、高热等不同条件下的工作性能、切削加工性能、焊接性能、运转性能等。,二、铸件的缺陷,一、特种铸造,1熔模铸造 2金属型铸造 3压力铸造 4离心铸造 5特种铸造的特点及应用,二

10、、铸造新技术和新工艺,1消失模铸造2陶瓷型铸造,第三节 特种铸造及铸造新技术,1熔模铸造,熔模铸造的工艺过程a）拨叉铸件 b）制作蜡模 c）制作型壳 d）浇注,2金属型铸造,金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方法。,铸型材料常选用铸铁、碳素钢或低合金钢。,金属型铸造示意图 金属型铸造产品,压力铸造简称压铸，是利用高压使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。,3压力铸造,压铸机a）立式压铸机 b）卧式热室压铸机,压力铸造过程a）合型并注入液态金属 b）压射 c）开型并顶出铸件,a）,b）,c）,4离

11、心铸造,离心铸造将熔融金属浇入绕水平轴、立轴或倾斜轴旋转的铸型内，在离心力作用下凝固成型的铸造方法。,离心铸造的工作原理a）绕立轴旋转的离心铸造 b）绕水平轴旋转的离心铸造,5特种铸造的特点及应用,1消失模铸造,消失模铸造是利用泡沫塑料，根据工件结构和尺寸制成实型模具，经浸涂耐火黏结涂料，烘干后进行干砂造型、振动紧实，然后浇入液体金属使模样受热汽化消失，从而得到与模样形状一致的铸件的铸造方法。,二、铸造的新技术和新工艺,消失模铸造的工艺过程a）泡沫塑料 b）造型 c）浇注 d）成型后的铸件无毛刺、飞翅,2陶瓷型铸造,f）合型,a）模样,b）砂套造型,c）灌浆,d）喷烧,e）铸件,陶瓷型铸造的工

12、艺过程,焊接通过加热、加压或两者并用，并使用（或不用）填充材料，使焊件连接的一种加工工艺方法。,第一节 焊接基础,一、焊接的定义及分类,熔焊、压焊和钎焊的特点,二、焊接的特点,与铸造相比，不需要制作木模和砂型，也不需要专门熔炼、浇铸，工序简单，生产周期短。可以根据受力情况和工作环境在不同的结构部位选用不同强度和不同耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的材料。,铆接结构,焊接结构,与铆接相比，可以节省大量金属材料，减小结构的质量。,c）,d）,焊接在各个领域的应用a）压力容器焊接 b）航天飞船焊接 c）桥梁焊接 d）汽车焊接,三、焊接的应用,a）,b）,1预防触电的安全操作规程,四、焊接安全操作规程,（1

13、）焊机外壳接地或接零。（2）遇到焊工触电时，切不可赤手去拉触电者，应先迅速将电源切断；如果切断电源后触电者呈昏迷状态，应立即实施人工呼吸，直至专业救护人员到来。（3）在光线暗的场地或夜间工作等一般情况下，使用的工作照明灯的安全电压应不大于36V；在容器内、高空或特别潮湿的场所作业时，安全电压应不超过12V。（4）穿戴好劳动保护用品，工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥。（5）在潮湿的场地工作时，应用干燥的木板或橡胶板等绝缘物作垫板。（6）焊工在拉、合电源闸刀或接触带电物体时，必须单手进行。,2预防火灾和爆炸的安全操作规程,（1）焊接前要认真检查工作场地周围是否有易燃易爆物品。如有易燃易爆物品，应将这

14、些物品移至距焊接工作场地10m以外的地方。（2）在进行焊接作业时，应注意防止金属火花飞溅而引起火灾。（3）严禁设备在带压状态下焊接，带压设备一定要先解除压力（卸压），且必须在焊接前打开所有孔盖。常压而密闭的设备也不许进行焊接作业。（4）凡被化学物质或油脂污染的设备都应清洗后再焊接。如果是易燃易爆或有毒的污染物，更应彻底清洗，经有关部门检查并填写动火证后才能焊接。（5）在进入容器内工作时，焊炬应随焊工同时进出，严禁将焊炬放在容器内而焊工擅自离开，以防混合气体燃烧和爆炸。（6）焊条头及焊后的焊件不能随便乱扔，应妥善保管，严禁放在易燃易爆物品的附近，以免引起火灾。（7）离开施焊现场时，应关闭气源、电

15、源，将火种熄灭。,3预防有害气体和烟尘中毒的安全操作规程,（1）焊接场地应具备良好的通风条件，最好使用焊接排烟净化系统。（2）合理组织劳动布局，避免多名焊工拥挤在一起作业。（3）尽量扩大自动焊、半自动焊的使用范围，以代替手工焊接。（4）做好个人防护工作。,焊接排烟净化系统,（1）焊工必须使用有电焊防护玻璃的面罩。（2）面罩应该轻便、形状合适、耐热，且不导电、不导热、不漏光。（3）焊工工作时，应穿白色帆布工作服，防止弧光灼伤皮肤。（4）操作引弧时，焊工应该注意周围人群，以免强烈的弧光伤害他人眼睛。（5）在厂房内和人多的区域进行焊接时，应尽可能地使用防护屏，避免周围人群遭受弧光伤害。（6）进行重力

16、焊或装配定位焊时，要特别注意弧光的伤害，焊工或装配工要佩戴防走光镜。,4预防弧光辐射的安全操作规程,弧光防护屏,5特殊环境焊接的安全操作规程,患有高血压、心脏病等疾病及酒后人员，不能进行高处焊接作业。进行高处焊接作业时，焊工应系安全带，地面应有人监护（或两人轮 换作业）。进行高处焊接作业时，登高工具（如脚手架等）要安全、牢固、可 靠，焊接电缆线等应扎紧在固定的地方，不能缠绕在身上或搭在背上。不能用可燃材料做固定脚手架、焊接电缆线和气焊（割）胶管。乙炔瓶、氧气瓶、弧焊机等焊接设备和工具应尽量留在地面。雨天、雪天、雾天或刮大风（六级以上）时，禁止高处焊接作业。,（1）高处焊接作业,（2）容器内的焊

17、接,进入容器内部前，先要弄清容器内部的情况。对容器与外界联系的部位进行隔离和切断，如电源和附带在设备上的水管、料 管、蒸汽管、压力管等均要切断并挂牌。如容器内有污染物应进行清洗，并经检查确认无危险后，才能进入内部焊接。进入容器内部焊接要实行监护制，并派专人进行监护。监护人不能随便离开现场，并要与容器内部的人员经常取得联系。在容器内进行焊接时，内部尺寸不应过小，应注意做好通风排气工作。通风应用压缩空气，严禁使用氧气作为通风气体。在容器内部作业时，要做好绝缘防护工作，最好垫上绝缘垫，以防发生触电等事故。,（3）露天或野外作业,夏季在露天作业时，必须有防风雨棚或临时凉棚。露天作业时应注意风向，不要让

18、吹散的铁水及焊渣伤人。雨天、雪天或雾天，不准露天作业。夏季露天气焊时，应防止氧气瓶、乙炔瓶直接受烈日暴 晒，以免气体膨胀发生爆炸；冬季如遇瓶阀或减压器冻 结，应用热水解冻，严禁火烤。,容器内焊接的监护措施,焊条电弧焊及焊接回路,一、焊条电弧焊的原理,第二节 焊条电弧焊,焊条电弧焊及其原理,1焊条的组成,焊条涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极。由焊芯和药皮组成。,焊条,二、焊条,2焊条的分类,按焊条的用途不同，分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊 条、铝及铝合金焊条、镍及镍合金焊条等。,按焊条药皮熔化后的熔渣特性不同，分为酸性焊条和 碱性焊条两大类。,酸性焊

19、条熔渣的成分主要是酸性氧化物的焊条。典型的是钛钙型焊条。,优点：工艺性好，如引弧容易，电弧稳定，飞溅小，脱渣性好，焊缝成形美观，产生的有害气体少，可用交流、直流焊接电源，施焊技术容易掌握等。缺点：焊缝金属的力学性能差，抗裂性能较低。,碱性焊条熔渣的主要成分是碱性氧化物和氟化钙，典型的是低氢钠型焊条。,优点：焊缝脱氧、脱硫、脱磷及去氢的能力比酸性焊条强，焊缝金属的力学性能，尤其是塑性、韧性和抗裂性能都比酸性焊条好。缺点：工艺性差，对油、锈及水分等较敏感。碱性焊条适用于合金钢和重要碳钢结构的焊接。,1弧焊电源的分类,弧焊电源是焊条电弧焊的供电装置，即电焊机。,BX1-630-2型弧焊变压器,ZX5

20、-400型弧焊整流器,AXQ1-200型弧焊发电机,三、焊条电弧焊的设备,2弧焊电源的正确使用与维护,焊机接入电网时，应核对电网电压、相数与焊机铭牌标示是 否相符，以防烧坏设备。焊前要仔细检查各部位接线是否正确，特别是焊接电缆接头是否紧固，防止因接触不良而造成过热烧损。若电网电源为不接地的三相制，应将焊机外壳接地；若电网电源为三相四线制，应将焊机外壳接零。焊机应尽可能放在通风良好且干燥的地方，远离热源，并保持平稳。,改变焊机接法时应在切断电源的情况下进行，调节电流时应在空载状况下进行。防止焊机受潮，保持机内干燥、清洁，定期用干燥的压缩空气吹净内部灰尘，尤其是弧焊整流器。应按照焊机的额定焊接电流

21、和负载持续率来使用，不要使焊机因过载而损坏。当焊机发生故障时，应立即切断电源，及时进行检查和修理。工作完毕或临时离开工作场地，必须及时切断焊机电源。焊机的接线和安装应由专业电工负责。,四、焊接用具,1焊前准备,（1）接头与坡口形式,对接接头,角接接头,搭接接头,形接头,五、焊条电弧焊工艺,坡口焊接厚板时，往往需要把焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽。,目的：为了保证接头根部焊透，便于清除熔渣，以获得较好的成形效果。,对接接头坡口,T形接头坡口,2电源种类与极性,（1）电源种类：交流电源和直流电源（2）电源极性：正极性和反极性,直流正接,直流反接,3焊接工艺参数,（1）焊条直径 焊条直径根据

22、焊件厚度、焊接位置、接头形式、焊接层数等进行选择。焊件厚度越大，所选焊条直径也越大。平焊的焊条直径应大于立焊、仰焊和横焊，这样可形成较小的熔池，减少熔化金属的下淌。,主要由焊条直径、焊接位置、焊条类型及层数所决定。焊条直径越大，焊接电流也越大。碳钢酸性焊条的焊接电流大小与焊条直径的关系：Ih=（3555）d Ih 焊接电流，A；d 焊条直径，mm。,（2）焊接电流,（3）电弧电压 主要由弧长决定。电弧长，则电弧电压高；电弧短，则电弧电压低。焊接时应力求使用短弧。（4）焊接速度 焊接时焊条向前移动的速度。应均匀适当，既要保证焊透又要保证不烧穿。,六、焊接缺陷,焊接缺陷在焊接接头中产生的金属不连续

23、、不致密或连接不良的现象。,产生焊接缺陷的主要原因有：焊前接头处未清理干净，焊条未烘干，焊接工艺参数选择不当或操作方法不正确等。,焊接缺陷的质量分析,一、检查与准备,1检查焊接用具与劳动保护用品（1）焊钳与电缆的绝缘性能：电缆外表应有良好的绝缘层，不允许导线裸露。（2）检查劳保用品的防护性，防止焊接时的飞溅、弧光及其他辐射对操作人员面部和颈部损伤及其他部位烧伤等。（3）清除焊件上的铁锈与熔渣。（4）其他辅助用具的准备情况。,第三节 实训课题焊条电弧焊,2连接焊接电源,3选择焊条,连接焊接电源,二、焊接训练,1焊接图样与工艺分析,2焊接操作,（1）电弧引燃 将焊条的末端与焊件表面接触形成短路，然

24、后迅速将焊条提高至距焊件表面一定距离（24mm），电弧即能引燃。引弧的操作方法有直击法和划擦法两种。,直击法,划擦法,引弧的方法图,（2）电弧的控制,电弧引燃后，应控制焊条末端与焊件表面之间的距离，并保持不变，以保证电弧稳定燃烧。距离太大，会因焊条与焊件间气体不能电离导电而致熄弧；距离太小，则会引起短路。,（3）运条 电弧引燃后，开始进入正常的焊接过程，用手工操作实现焊条在三个方向的运动。,1焊条送进 2焊条沿焊接方向移动 3焊条横向摆动,1）焊条送进运动 2）焊条沿焊接方向移动 3）焊条横向摆动,焊条横向摆动的形式a）锯齿形 b）月牙形 c）三角形 d）“8”字形 e）环形,焊缝的多层填敷a

25、）单道多层焊 b）多道多层焊,3检测与评价表,气焊利用气体火焰作热源的一种熔焊方法。,气焊的原理,第四节 气焊与气割,一、气焊,气焊常用的可燃气体是乙炔气（C2H2）。使用的助燃气体是氧气（O2）。,1气焊的设施,1）氧气。氧气是助燃剂，与乙炔混合燃烧时，能产生大量的热量。2）氧气瓶。氧气瓶是储存高压氧气的圆柱形容器，外表漆成天蓝色作为标志，最高压力为14.7MPa，容积约40L，储气量约6m3。,（1）氧气和氧气瓶,（2）乙炔和溶解乙炔气瓶,1）乙炔。乙炔是可燃气体，无色，氧乙炔焰是气焊最常用的热源。2）溶解乙炔气瓶。溶解乙炔气瓶是储存及运输乙炔的专用容器，外表漆成白色，并用红漆在瓶体标注“

26、乙炔”字样。乙炔瓶的最高压力为1.47MPa。,乙炔瓶的使用,（3）减压器,减压器是将高压气体降为低压气体的调节装置，其作用是将气瓶中流出的高压气体的压力降低到需要的工作压力，并保持压力的稳定。,乙炔减压器,氧气减压器,（4）焊炬,焊炬气焊时用于控制火焰并进行焊接的工具。其作用是使氧气与可燃气体按一定比例混合，再将混合气体喷出燃烧，形成稳定的火焰。,焊嘴,焊炬,2氧乙炔焰,氧乙炔焰,3气焊操作工艺,（1）焊前准备 气焊前，应彻底清除焊件接头处的锈蚀、油污、油漆和水分等。（2）选择焊丝 焊丝在气焊时与熔化的焊件混合形成焊缝金属。常用的气焊焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合

27、金焊丝、铝及铝合金焊丝和铸铁焊丝等。,（3）气焊熔剂 是气焊时的助熔剂，其作用是与熔池内的金属氧化物或非金属夹杂物相互作用生成熔渣，覆盖在熔池表面，使熔池与空气隔离，有效防止熔池金属的继续氧化，改善焊缝质量。因此，焊接有色金属（如铜及铜合金、铝及铝合金）、铸铁、耐热钢及不锈钢等材料时，通常都要使用气焊熔剂。,（4）移动方向,左焊法和右焊法a）左焊法 b）右焊法,（5）控制焊嘴倾角,4气焊的特点,（1）由于气焊是利用气体火焰作为热源，所以焊接时不需要电源。（2）气焊的火焰温度较电弧焊电弧的温度低，火焰控制容易，热量输入调节方便，设备简单，使用灵活。（3）火焰热量比电弧热量分散，焊件受热面积大，因

28、此变形也大，焊接质量不如电弧焊。（4）生产率较低。,5焊炬的常见故障,1割炬,气割常用的可燃气体是乙炔气（C2H2），使用的助燃气体是氧气（O2），与气焊相同。,气割设备和工具的连接,割炬,割嘴,2气割操作工艺,（1）预热,（2）切割,（3）终割,3气割的特点,气割设备简单，操作方便，使用范围广；所用的气体、设备和工具与气焊相同，只是气焊时使用焊炬，气割时使用割炬。气割广泛用于碳素钢和低合金钢的切割。,4割炬的常见故障,割炬的常见故障及排除方法和焊炬的基本相同。,1埋弧焊,（1）埋弧焊的原理,自动埋弧焊机,自动埋弧焊示意图,1漏斗 2焊丝盘 3焊丝 4自动焊机头5导电嘴 6焊缝 7渣壳 8焊件

29、 9焊剂,一、其他常见的焊接方法,第五节 其他焊接方法及焊接新技术,（2）埋弧焊的特点,1）焊缝质量好。2）生产效率高。3）成本低。4）劳动条件改善。,优点：,1）适应性差。2）对生产批量有一定要求（大批量生产）。,缺点:,2二氧化碳气体保护焊,1焊件 2喷嘴 3CO2气体 4流量计 5减压器 6CO2气瓶 7焊丝 8送丝机构9送丝软管 10导电嘴11电源 12熔池13焊缝,3氩弧焊,氩弧焊使用氩气作为保护气体的气体保护电弧焊方法。,熔化极氩弧焊 钨极（非熔化极）氩弧焊,钨极氩弧焊焊接过程,1焊丝 2喷嘴 3保护气体 4钨极 5熔池 6焊缝,钨极氩弧焊熔池的形成,手握焊枪姿势,氩弧焊设备及其部

30、件,焊枪及焊接用电缆,交、直流两用钨极氩弧焊机,氩气瓶,氩压气流量计,手工钨极氩弧焊设备连接图,钨极氩弧焊的工艺：1）焊前清理。2）选择焊接工艺参数。电源种类和极性。焊接电流。氩气流量和喷嘴直径。,1真空电子束焊,电子束焊接焊缝成形示意图,二、焊接新技术和新工艺,2激光焊,激光焊原理图,3扩散焊,扩散焊焊件在高温下加压，但不产生可见变形和相对移动的固态焊接方法。,特点：接头质量好，零部件变形小，可焊接其他焊接方法难于焊接的工件和材料，但其焊接热循环时间长，生产率低，焊件装配要求较高，设备一次性投资较大，焊件尺寸受到相对限制。,4焊接机器人,（1）焊接机器人（2）焊接机器人的操作,两台机器人同时

31、焊接,机器人焊接的全铝摩托车,机器人焊接的焊缝,5数控气割,1-导轨 2-门架 3-小车 4-控制机构5-割炬,龙门式数控气割机,1-横梁 2-主机 3-横向导轨 4-割炬 5-功能键 6-显示屏 7-输入键与控制键,便携式数控切割机,便携式数控切割机自动切割,切削加工使用切削刀具从工件上切除多余（或预留）的材料，从而获得满足尺寸、几何公差、表面粗糙度等精度要求的加工方法。,一、刀具的几何形状,第一节 切削刀具,（1）前面A刀具上切屑流过的表面。（2）主后面A刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。（3）副后面A刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。（4）主切削刃S前面与主后面的交线，切削时起主要切

32、削作用。（5）副切削刃S前面与副后面的交线，切削时起辅助切削作用。（6）刀尖指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。,切削刃的交点,修圆刀尖,倒角刀尖,刀尖,二、测量刀具角度的三个基准坐标平面,1基面pr 基面指通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动方向的平面。,2切削平面ps 切削平面通过切削刃上某选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。,3正交平面po 正交平面通过切削刃上的某选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。,基面pr：,（1）主偏角r（2）副偏角r（3）刀尖角r,主正交平面po：,（1）前角o（2）主后角o（3）楔角o,副正交平面po：,副后角o,主切削平面ps：,刃

33、倾角s,三、车刀主要几何角度及选用原则,1应首先考虑工件的形状。加工工件的台阶，必须选择r90；加工中间切入的工件表面时，一般选择r=4560。,2要根据工件的刚度和工件材料选择。工件的刚度好或工件的材料较硬，应选较小的主偏角；反之，应选较大的主偏角。,初步选择：,初步选择：,1副偏角一般采用r=68 2精车时，如果在副切削刃上刃磨修光刃，则取 r=0 3加工中间切入的工件表面时，副偏角应取 r=4560,初步选择：,r=180（r+r）,初步选择：,1车削塑性材料或工件材料较软时，可选择较大的前角；车削脆性材料或工件材料较硬时，可选择较小的前角。2粗加工，尤其是车削有硬皮的铸锻件时，应选取较

34、小的前角；精加工时，应选取较大的前角。3车刀材料的强度和韧性较差时，前角应取小值；反之，可取较大值。,初步选择：,1粗加工时，应取较小的后角；精加工时，应取较大的后角。2工件材料较硬时，后角宜取小值；工件材料较软时，则后角宜取大值。,初步选择：,o=90（oo）,初步选择：,1副后角o一般磨成与后角o相等。2切断刀等特殊情况，为了保证刀具的强度，副后角应取较小的数值：o=12,初步选择：,1粗加工时，以及在断续、冲击性切削时，为增大刀尖强度，刃倾角应取负值。2精加工时，为保证已加工表面质量，使切屑流向待加工表面，刃倾角应取正值。3刃倾角为0时，切屑垂直于主切削刃方向流出。,四、刀具材料,1对刀

35、具切削部分材料的基本要求,（1）高的硬度。（2）良好的耐磨性。（3）足够的强度和韧性。（4）高的热硬性。（5）良好的工艺性。,2常用的刀具材料,常用刀具材料的性能和应用场合,3常用刀具的选用,（1）根据工件材料的切削性能选用刀具。（2）根据工件的加工阶段选用刀具。（3）根据工件加工区域的结构特点选择刀具切削部分结构。,一、切削运动,1切削中的运动,切削运动切削时，工件与刀具的相对运动。包括主运动和进给运动。,第二节 切削运动与切削用量,车外圆,铣平面,刨平面,磨外圆,钻孔,1主运动2进给运动3待加工表面4过渡表面5已加工表面,2工件表面的形成,常见的几种切削加工方法的切削运动,（1）待加工表面

36、,（2）已加工表面,（3）过渡表面,二、切削用量,1切削用量的概念,切削用量在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。,（1）切削速度vc切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。单位是m/min或m/s。,vc=,vc切削速度，m/min。d工件的直径，mm。n工件转速，r/min。,（2）进给量f 刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。（3）背吃刀量ap一般指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。其单位为mm。,2切削用量的选择原则,选择切削用量的原则是在保证加工质量、降低加工成本和提高生产率的前提下，使背吃刀量、进给

37、量和切削速度的乘积最大。,切削用量的选择原则,一、切削力,切削力切削过程中，材料产生变形到变成切屑所产生的抗力和切屑与前面之间及副后面与已加工表面之间发生的摩擦，共同作用于刀具上的合力。,1总切削力,第三节 切削力和切削温度,总切削力刀具的一个切削部分在切削工件时所产生的全部切削力。,2总切削力的分力,切削力Fc 背向力Fp 进给力Ff,3总切削抗力,切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力F。,4影响总切削抗力大小的因素,（1）工件材料（2）切削用量（3）刀具角度,（4）切削液,二、切削温度,1切削热与切削温度,切削热切削过程中，由于被切削材料层的变形、分离及刀具与被切削材料间的摩擦而产

38、生的热量。,切削温度切削过程中，切削区域的温度。,（1）合理选择刀具材料和刀具几何角度。（2）合理选择切削用量。（3）适当选择和使用切削液。,2减少切削热和降低切削温度的工艺措施,一、切削液的作用,冷却作用 润滑作用 清洗和排屑作用,二、切削液的种类,第四节 切削液,切削液的种类,三、切削液的选用,切削液的选用,一、加工精度,1加工精度的概念,加工精度工件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。,2获得规定尺寸精度的方法,（1）试切法（2）自动获得尺寸精度的方法,用定尺寸刀具加工。调整法。自动控制法。,第五节 加工精度和加工表面质量,二、加工表面质量,1加工表面质量的

39、概念,工件表面微观几何形状 工件表面层材料的物理、力学性能,2表面粗糙度,加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。,3表面层材料的物理、力学性能,因塑性变形引起的冷作硬化。因切削热的影响引起金相组织的变化。因切削时的塑性变形、热塑性变形、金相组织变化引起的残余应力。,一、金属切削机床的分类,第六节 金属切削机床的型号,二、金属切削机床的型号,1机床型号的表示方法,a）车床铭牌 b）铣床铭牌,c）磨床铭牌 d）数控车床铭牌,2机床的分类及代号,3机床的通用特性代号和结构特性代号,通用特性代号 结构特性代号,4机床的组、系代号,在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的 机床，即为

40、同一组。在同一组机床中，主参数、主要结构及布局形式相 同的机床，即为同一系。,5主参数和设计顺序号（1）主参数（2）设计顺序号 6主轴数和第二主参数（1）主轴数（2）第二主参数,7重大改进顺序号 当机床的结构、性能有更高的要求，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时，按改进的先后顺序选用A、B、C等汉语拼音字母（但“I”“O”两个字母不得选用），加在型号基本部分的尾部，以区别原机床型号。8其他特性代号 其他特性代号主要反映机床的各类特性，置于辅助部分之首，用汉语拼音字母（除“I”“O”）、阿拉伯数字或阿拉伯数字与汉语拼音字母组合表示。,三、识读常见机床型号,解释机床型号的含义,车削是在车床上利用工

41、件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸，将其加工成所需零件的一种切削加工方法。,一、卧式车床,1卧式车床外形,1主轴箱 2卡盘 3刀架部分 4冷却嘴 5尾座 6床身 7、14床脚 8丝杠 9光杠 10操纵杆 11快移机构 12溜板箱 13进给箱 15交换齿轮箱,第一节 车床,2卧式车床主要部件及其功用,（1）主轴箱（主轴变速箱）,支撑主轴，带动工件做旋转运动。箱外有手柄，变换手柄位置，可使主轴得到多种转速。卡盘装在主轴上，卡盘夹持工件作旋转运动。,（2）交换齿轮箱（挂轮箱）,接受主轴箱传递的转动，并传递给进给箱。更换箱内的齿轮，配合进给箱变速机构，可以车削各种导程的螺纹；并满足车削时对纵

42、向和横向不同进给量的需求。,（3）进给箱（变速箱）,是进给传动系统的变速机构。它把交换齿轮箱传递过来的运动，经过变速后传递给丝杠或光杠。,（4）溜板箱,接受光杠或丝杠传递的运动，操纵箱外手柄及按钮，通过快移机构驱动刀架部分以实现车刀的纵向或横向运动。,（5）刀架部分,由床鞍、中滑板、小滑板和刀架等组成。刀架用于装夹车刀并带动车刀作纵向、横向、斜向和曲线运动，从而使车刀完成工件各种表面的车削。,（6）尾座,安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动。主要用来安装后顶尖，以支顶较长的工件；也可安装钻夹头来装夹中心钻或钻头等。,（7）床身,是车床的大型基础部件，它有两条精度很高的V形导轨和矩形导轨。主要用

43、于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。,（8）照明、冷却装置,照明灯,照明灯使用安全电压，为操作者提供充足的光线，保证明亮清晰的操作环境。切削液被冷却泵加压后，通过冷却管喷射到切削区域。,二、立式车床和自动车床,1立式车床,单柱立式车床,双柱立式车床,2自动车床,三、车床的加工范围和工艺特点,1车床的加工范围,车床的加工范围,2车削的特点,（1）车削适合于加工各种内、外回转表面。（2）车刀结构简单，制造容易，刃磨及装拆方便。（3）车削对工件的结构、材料、生产批量等有较强的适应性，应用广泛。（4）切削力变化小，切削过程平稳，有利于高速切削和强力切削，生产效率高。,四、

44、车削运动,1车床运动和传动系统框图,2主运动与进给运动,（1）主运动主轴的回转运动。（2）进给运动刀具的纵向、横向移动。,一、工艺装备,工艺装备产品制造工艺过程中所用的各种工具总称，包括夹具、刀具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。,目的：保证加工的质量，提高劳动生产率，改善劳动条件。,第二节 车床的工艺装备,二、车床夹具,夹具用以装夹工件（和引导刀具）的装置。车床夹具：通用夹具和专用夹具。,1前顶尖2拨盘 3鸡心夹头4后顶尖 5尾座套筒6尾座,普通固定顶尖,镶硬质合金固定顶尖,回转顶尖,1车刀 2卡盘 3工件 4后顶尖 5限位台阶,中心架,滚动轴承中心架,两爪跟刀架,三爪跟刀架,1双孔

45、连杆（工件）2压紧螺栓 3压板4V形架 5花盘,三、车刀和新型车刀,90车刀（偏刀）,75车刀,切断刀,内孔车刀,圆头车刀,螺纹车刀,45车刀（弯头车刀）,一、车刀的装夹,装夹车刀的要求:,（1）车刀装夹在刀架上的伸出部分应尽量短，以增强车刀刚度。伸出长度约为刀柄厚度的11.5倍。车刀下面垫片的数量要尽量少（一般为12片），并与刀架边缘对齐。,正确,不正确,不正确,第三节 车削工艺方法,（2）保证车刀的实际主偏角r。例如90车刀应保证，粗车时r=8590，精车时r=9093。,（3）至少用两个螺钉轮流压紧车刀，以防振动。,（4）增减车刀下面的垫片，使车刀刀尖与工件轴线等高。若刀尖对不准工件轴线

46、，在车至端面中心时会留有凸头。使用硬质合金车刀时，车到中心处会使刀尖崩碎。,二、切削用量的选择,合理选择车削时的切削用量，可以参阅第四章第二节切削运动与切削用量的相关内容。,三、车削外圆,将工件装夹在卡盘上作旋转运动，车刀装夹在刀架上使之接触工件并作相对纵向进给运动，便可车出外圆。,四、车削端面,车削端面的方法,五、车削台阶,车削低台阶时，由于两相邻直径相差不大，可选90偏刀，按图a进给方式车削。,车削高台阶时，由于两相邻直径相差较大，可选r90的偏刀，按图b进给方式车削。,台阶长度控制方法：,（1）刻线痕,先用钢直尺或样板量出台阶的长度，然后用车刀刀尖在台阶所在位置车刻出一圈细线，台阶长度按

47、线痕车出。,（2）挡铁控制法,当成批车削台阶轴时，可用挡铁定位控制台阶的长度。挡铁1固定在床身导轨上，并与工件上台阶a3的轴向位置一致，量块3，2的长度分别等于a2，a3的长度。,1挡铁 2，3量块,（3）床鞍刻度盘控制法,CA6140型车床床鞍（溜板）的刻度盘1格为1mm，可利用床鞍刻度盘转动格数来控制台阶长度。,六、车槽和切断,车槽用车削方法加工工件的槽。,方法：,直进法车矩形槽,宽矩形槽的车削,圆弧形槽的车削,V形槽的车削,切断车削时，把棒料或工件切成两段或数段的加工方法。,方法：,直进法切断 弹性刀切断,七、孔的车削,1车孔的特点,加工精度 IT8IT7。表面粗糙度Ra值3.21.6m

48、。可用作孔的半精加工和精加工。,车孔用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面。,2车孔刀,车孔及车孔刀,3车孔的关键技术,车孔的关键技术是解决车孔刀的刚度和排屑问题。,增强车孔刀刚度的措施和控制切屑的方法:,增大车孔刀的刚度,（1）尽量增加刀柄截面积（2）减小刀柄伸出长度,控制排屑,（1）车通孔或精车孔时要求切屑流向待加工表面（前排屑），因此用正刃倾角。（2）车盲孔时采用负刃倾角，使切屑向孔口方向排出（后排屑）。,4车孔方法,车孔方法基本上与车外圆相同，只是进刀与退刀的方向相反。车孔时的切削用量应比车外圆时小一些，特别是车小孔或深孔时，其切削用量应更小。,八、圆锥的车削,圆锥分外圆锥和内圆

49、锥，在车床上主要是车外圆锥。车削圆锥必须满足的条件是：刀尖与工件轴线必须等高；刀尖在进给运动中的轨迹是一直线，且该直线与工件轴线的夹角等于圆锥半角/2。,宽刃刀车削法偏置小滑板法偏移尾座法仿形（靠模）法,1宽刃刀车削法,宽刃刀车圆锥面，实质上属于成形法车削，即用成形刀具对工件进行加工。切削刃必须平直，应取刃倾角s=0。主要适用于较短圆锥面的精车工序。,2偏置小滑板法,b）车内圆锥,a）车外圆锥,3偏移尾座法,S尾座偏移量 L0工件全长 圆锥角 D最大圆锥直径 d最小圆锥直径 L圆锥长度 C圆锥锥度,适宜于加工锥度小、锥体较长、精度不高的外圆锥，受尾座偏移量的限制，不能加工锥度较大的圆锥。,4仿

50、形（靠模）法,1基座 2夹头 3紧固螺钉,九、滚花,滚花在车床上用滚花刀在工件表面上滚压出花纹的加工。,1滚花刀的种类,滚花刀的种类,2滚花的方法,（1）滚花前的工件直径：,随着花纹的形成，滚花后的工件直径会增大。为此，在滚花前滚花表面的直径d0根据工件材料的性质和花纹的大小相应减小，即：d0=d（0.81.6）md0滚花前圆柱表面的直径，mmd滚花后滚花表面的直径，mm m模数，mm,（2）滚轮表面与工件表面接触：,为了减少滚花开始时的背向力，可以使滚轮表面宽度的1/31/2与工件表面接触，使滚花刀容易切入工件表面。,（3）滚轮轴线装夹与工件轴线平行：,滚压有色金属或滚花表面要求较高的工件时