§1-3机械加工工种分类(二)

第１章机械制造概述§1-3机械加工工种分类(二)机械加工工种一般可以分为几大类？冷加工又有哪些种类？各采用哪些设备？二、热加工工种1、铸造工§1-3机械加工工种分类铸造是将经过融化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型中，冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。铸造工指操作铸造设备进行铸造加工的工种。（1）铸造的方法砂型铸造特种铸造以沙为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。砂型铸造以外的其他铸造方法。砂型铸造生产过程砂型铸造（4）离心铸造（3）压力铸造（2）熔模铸造（1）金属砂型铸造根据分型面位置的不同，金属砂型可分为垂直分型式、水平分型式和复合分型式等。其中垂直分型式的金属型应用较多。垂直分型式金属砂型铸造1－左半型2－垂直型芯3－右半型4－水平型芯5－铝活塞铸件（1）金属砂型铸造压力铸造是将熔融的金属在高压下快速地压入金属型中，并在压力下凝固以获得铸件的方法。卧式压铸机工艺过程a)浇注b)压射c)开型1－压缸2－活塞3－压型4－铸件5－推杆（2）压力铸造熔模铸造的工艺过程a)压型b)注蜡c)单个蜡模d)组合蜡模e)结壳、熔蜡f)填砂浇注（3）熔模铸造熔模铸造是最常用的精密铸造方法。离心铸造是将液体金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力作用下填充铸型并结晶凝固而制成铸件的方法。离心铸造一般都是在离心机上进行的。离心铸造示意图a)立式离心铸造b)卧式离心铸造（4）离心铸造（2）铸造的特点1)可以制成形状十分复杂的铸件。2)铸件的形状和尺寸皆接近于零件，可节省金属，减少切削加工的工作量。3)适应的生产范围较广。4)原材料来源广泛，价格低廉，工艺设备简单，生产成本低。5）工艺过程难以控制，质量不够稳定，废品率较高。6）铸件内部易出现缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷，故性能不如锻件。2、锻压工锻造是借助于外力作用，使金属坯料产生塑性变形，从而获得所要求的形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的一种工艺方法。锻压工指操作锻造机械设备及辅助工具进行金属工件的毛坯剁料、镦粗、冲孔、成型等锻造加工的工种。锻压是锻造与板料冲压的合称，属于金属压力加工生产的一部分，它包括自由锻造、模样锻造、板料冲压等方法（金属压力加工另外还有轧制、拉拔、挤压等）。a)自由锻造b)模型锻造c)板料冲压d)轧制e)挤压f)拉丝3）节约金属材料。锻压加工的特点1）改善金属组织、提高力学性能。2）有较高的生产率。4）锻压主要生产承受重载荷零件的毛坯，如机器中的主轴、齿轮等，但不能获得形状复杂的毛坯或零件。（1）自由锻造利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备上、下砧铁之间塑性变形、自由流动称为自由锻造。锻压加工的分类水压机锻造例：模型锻造是将金属坯料放在具有一定形状的锻模模膛内受冲击力或压力后变形而获得锻件的方法。模型锻造按使用设备的不同分为模锻锤上模锻、压力机上模锻和胎模锻等。（2）模样锻造锤上模锻1－模座2、4、6－楔子3－模垫5－锻模7－锤头8、9－燕尾①模锻锤上模锻（锤上模锻)摩擦压力机②压力机上模锻曲柄压力机胎模锻1－导销孔2－导销3－小孔4－模膛5－毛边槽③胎模锻胎模锻是一种在自由锻造的设备上用胎模生产锻件的方法。板料冲压是用冲模使板料分离或变形的一种加工方法。板料冲压通常在冷态下进行，所以又称为冷冲压。③板料冲压剪床冲床(1)剪切(2)落料和冲孔落料和冲孔时金属的变形过程板料冲压的基本工序修整工序简图a)外圆修整b)内孔修整弯曲工序简图(4)弯曲(3)修整(5)拉深拉深工序简图(6)成形成形简图a）橡皮压筋b）胀形(7)翻边翻边简图3、焊接工焊接是通过加热或加压（或两者并用），并且用（或不用）填充材料，使焊件达到原子间结合的连接方法。焊条焊条药皮熔滴熔池CO2气体熔渣渣壳焊件焊缝焊条电弧焊（1）焊接方法分类熔焊压焊钎焊电弧焊电渣焊气焊焊条电弧焊埋弧焊气体保护焊氩弧焊CO2焊电阻焊摩擦焊软钎焊硬钎焊①能减轻结构件的重量，节约大量金属材料。②生产率高，生产周期短，劳动强度低。③接头质量高，致密性好。④产品成本低。⑤便于机械化和自动化操作。⑥焊件会产生应力和变形,且易开裂。（2）焊接的特点4、热处理工热处理工是指操作热处理设备，对金属材料进行热处理加工的工种。根据不同的热处理工艺，一般可以将热处理分成整体热处理、表面热处理、化学热处理和其他热处理四类。金属材料可通过热处理改变其内部组织，从而改善材料的工艺性能和使用性能，所以热处理在机械制造业中占有很重要的地位。1.解决各种难切削材料的加工问题；2.解决各种复杂表面的加工问题；3.解决各种超精或具有特殊要求的零件的加工问题。三、特种加工工种特种加工工种所解决的几大问题：特种加工的特点1.主要利用电能、电化学能、声能、光能、热能等去除材料，而不是主要依靠机械能。2.工具硬度可以低于被加工材料的硬度。3.加工过程中工具和工件之间不存在显著的切削力。特种加工方法能量形式作用原理英文缩写电火花加工成形加工电能、热能熔化、气化EDM线切割加工电能、热能熔化、气化WEDM电化学加工电解加工电化学能阳极溶解ECM电解磨削电化学机械能阳极溶解磨削EGM电铸、电镀电化学能阴极沉积EFMEPM激光加工切割、打孔光能、热能熔化、气化LBM表面改性光能、热能熔化、相变LBT电子束加工切割、打孔电能、热能熔化、气化EBM离子束加工刻蚀、镀膜电能、动能原子撞击IBM超声加工切割、打孔声能、机械能磨料高频撞击USM常用特种加工方法分类表(a)电火花加工产品(b)线切割加工产品1、电火花加工与线切割加工工种两极之间火花放电电腐蚀去除材料电火花加工原理工件正极—正极性加工工件负极—负极性加工精加工短脉冲ti10s粗加工长脉冲ti80s为充分利用极性效应，一般都采用单向脉冲电源。极性效应优点1.适于难切削材料的加工硬质合金、淬火钢等2.加工复杂形状或特殊零件应用领域日益扩大局限性1.主要加工金属等导电材料2.加工速度较慢3.有电极损耗，影响加工精度电火花加工的特点及应用电解加工是利用金属在电解液中的电化学反应（阳极溶解）将工件加工成形的。2、电解加工工种10～24V0.5~2MPa电解加工原理电解加工优点1）可加工任何硬度的金属材料2）加工叶片、锻模等型面，加工易变形或薄壁零件4）生产率约为电火花加工的5～10倍3）加工表面质量好，无毛刺、变质层、残余应力5）阴极工具无损耗可长期使用1）加工精度（±0.03mm）及稳定性不易提高2）小孔、窄缝及棱角清晰零件难加工3）电极设计制造较麻烦，需多次修整4）附属设备多，一次性投资大5）防腐蚀及电解泥渣、废液处理问题电解加工缺点（1）超声加工原理——利用振动频率超过16kHz的工具头，通过磨料悬浮液对工件进行成形加工的方法。（2）超声加工装置一般包括：1.超声发生器2.超声换能器3.变幅杆（振幅扩大棒）4.工具头5.磨料悬浮液循环系统3、超声加工工种（3）超声加工特点及应用1）适于加工各种硬脆材料，特别是非金属材料，如陶瓷、玻璃及各种半导体材料。2）宏观切削力小，不易引起变形和烧伤，适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。3）加工精度高，表面质量好。4）加工机床及工具均较简单。5）生产率比电火花、电解加工等低。超声加工主要用于对硬脆材料加工圆孔、型孔、套料微细孔，对电火花加工后的各种模具进行抛磨光整加工等。激光加工是一种利用光能进行加工的方法。激光是一种能量密度高、方向性强、单色性好的相干光。4、激光加工工种（1）激光加工不需要工具，没有工具损耗、更换等问题。（2）工件无受力变形，易保证加工精度。（3）几乎能加工所有的金属和非金属材料（4）加工速度快，效率高，热影响区小（5）能进行细微加工（6）能够透过玻璃等透明介质进行加工激光加工特点（1）激光打孔金刚石拉丝模、宝石轴承、化纤喷丝头、不锈钢板打孔。激光加工的应用（2）激光切割（3）激光焊接（4）激光表面处理（5）激光快速成形5、电子束加工工种四、其他工种1、机械设备维修工2、维修电工3、电加工设备操作工——从事设备安装维护和修理的工种。——从事工厂设备的电气系统安装、调试与维护、修理的工种。——操作电加工设备进行零件加工的工种。机械设备维修工从事的主要工作1）选择测定机械设备安装的场地、环境和条件；2）进行设备搬迁和新设备的安装与调试；3）对机械设备的机械、液压、气动故障和机械磨损进行修理；4）更换或修复机械零、部件，润滑保养设备；5）对修复后的机械设备，进行运行调试与调整；6）巡回检修到现场，排除机械设备运行过程中的一般故障；7）对损伤的机械零件，进行钣金、钳加工；8）配合技术人员，预检机械设备故障，编制大修理方案，并完成大、中、小型修理；9）维护保养工、夹、量具，仪器仪表，排除使用过程中出现的故障。维修电工从事的主要工作1）对电气设备与原材料进行选型；2）安装、调试、维护、保养电气设备；3）架设并接通送、配电线路与电缆；4）对电气设备进行修理或更换有缺陷的零部件；5）对机床等设备的电气装置、电工器材进行维护保养与修理；6）对室内用电线路和照明灯具进行安装、调试与修理；7）维护保养电工工具、器具及测试仪器仪表；8）填写安装、运行、检修设备技术记录。这两次课我们学习了机械加工工种的分类及其主要工艺内容，同学们重点熟悉各工种的知识，以后我们还要在这些工种上作深入的研究。思考练习：1、机械加工工种可分为哪几大类？2、各加工方法都采用了哪些设备？•愿知识之泉，经书籍之渠而奔流进你的心田！