机械工程导论机械制造工艺技术

机械工程概论第四章机械制造工艺技术机械工程概论第四章机械制造工艺技术材料热处理及表面处理技术4.3机器装配4.5概述4.1零件加工制造4.4机械制造装备4.6毛坯制造方法4.2机械工程概论机械制造工艺将各种原材料通过改变其形状、尺寸、性能或相对位置，使之成为成品或半成品的方法和过程机械制造工艺的定义和内涵去除成形受迫成形堆积成形生成成形成形方式机械工程概论机械制造工艺机器装配零件制造零件毛坯成形机械制造工艺的定义和内涵机械工程概论机械制造工艺的定义和内涵直接改变工件形状、尺寸、性能以及决定零件相互位置关系的加工过程，他们直接创造附加价值间接创造附加价值的辅助工艺过程通过提高前两类工艺过程的技术水平及质量来发挥作用的非独立工艺过程机械制造工艺流程的工艺环节机械工程概论机械制造工艺的发展现状加工精度不断提高高速切削技术的兴起与发展少、无夹具制造技术重大技术装备促进加工制造技术的发展材料科学促进制造工艺变革机械工程概论机械制造工艺的发展现状优质清洁表面工程技术获得进一步发展新一代制造装备技术有了较大的发展和突破精密成形技术取得较大进展热成形过程的计算机模拟技术研究有一定发展机械工程概论第四章机械制造工艺技术材料热处理及表面处理技术4.3机器装配4.5概述4.1零件加工制造4.4机械制造装备4.6毛坯制造方法4.2机械工程概论矿土毛坯零件产品冶炼，铸造，锻造，焊接等机械加工，热处理装配•热加工•冷加工毛坯制造方法机械工程概论金属液体注入铸型型腔中，待其冷却后成为铸件通过外力作用下使金属产生塑性变形，使之形成一定的外形与尺寸的毛坯或零件包括熔焊、压焊、钎焊等连接方式将金属链接在一起铸造锻压焊接……热加工思考：铸造、锻压适用于什么情况下的生产？具有什么特点？毛坯制造方法机械工程概论铸造熔炼金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法铸造机械工程概论可制出形状复杂特别是内腔形状复杂的毛坯加工余量小，节省金属，减少切削工作量具有良好的减振性、耐磨性、可加工性适应性强，可铸成不同尺寸、质量、材料的各种铸件设备投资少，铸件生产的成本相对较低铸造的特点机械工程概论砂型铸造利用型砂制成铸件的铸造方法1、砂型铸造模样加工、配砂、造型、制芯、合型、熔化、浇注、落砂、清理、检验2、主要工序机械工程概论指全部手工或手工工具完成的造型方法优点：灵活方便、装备简单、适应性强缺点：劳动强度大、生产率低、质量不稳定主要用于单件、小批量生产手工造型机械工程概论机器造型用机器来全部完成或至少完成紧沙、起模等主要操作的造型方法优点：造型质量好、生产率高、劳动强度低缺点：需要专用的设备、砂箱和模板主要用于成批大量生产铸件机械工程概论制芯为获得铸件的内腔或局部外形，用制芯材料制成的安放在型腔内部的铸型组成部分1、型芯用型砂制成的型芯2、砂芯用造型材料及芯盒等工艺装备制造砂芯的过程3、制芯手工制芯机器制芯砂芯制造方法视屏1\砂型.flv机械工程概论除砂型铸造以外的各种铸造方法1、特种铸造铸件精度高、表面粗糙度值低、加工余量少、生产率高和劳动条件改善等2、优点特种铸造机械工程概论特种铸造低压铸造实型铸造连续铸造挤压铸造……熔模铸造金属型铸造离心铸造陶瓷型铸造压力铸造铸造方法机械工程概论熔模铸造用易熔材料（如石蜡）制成精确的可溶性模样，并涂上若干层耐火涂料，经干燥、硬化成整体型壳，加热型壳熔失模样，经高温焙烧而成耐火型壳，在型壳中浇注铸件的一种生产方法。熔模铸造:又称失蜡铸造，一种精密铸造方法视屏1\熔模铸造.flv机械工程概论铸型是一个整体，不需起模，无分型面，故可铸造形状复杂的铸件精度高，表面粗糙度值低，重要的少、无切削加工方法之一耐热性好，适于高熔点合金的铸造优点熔模铸造机械工程概论工艺过程复杂，生产周期长，铸件成本高，蜡模尺寸过大则易变形主要应用于成批生产的形状不合适切屑加工的小型零件的生产特别适合于高熔点合金铸件的生产，如汽轮机叶片、叶轮以及形状复杂的切屑刀具缺点应用领域熔模铸造机械工程概论金属型铸造将液体金属浇入金属型中而获得铸件的铸造方法金属型铸造：可重复使用，又称永久型铸造机械工程概论一型多铸，提高生产率成本高，不宜大型、形状复杂和薄壁铸件铸件表面光洁，尺寸精度高、内部组织致密，力学性能好无退让性，易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷特点金属型铸造视屏1\2金属型铸造.flv机械工程概论压力铸造金属液在高压下快速压入金属型腔，并在压力作用下凝固，从而获得铸件的方法压力铸造机械工程概论压力铸造机械工程概论压力铸造视屏1\压力铸造.flv精度高：一般不需切削加工直接使用生产率高：是各种铸造方法中生产率最高的，容易实现自动化和半自动化高压充型：可生产形状复杂的薄壁铸件，并可直接铸出小孔、螺纹、齿轮与槽隙组织致密：力学性能比砂型铸件高20%~30%优点机械工程概论压力铸造压铸机功率和压铸模寿命有限，不宜铸造大型或钢铁材料铸件铸件内部存在气孔不能热处理投资大、成本高、不适宜单件小批量生产缺点机械工程概论压力铸造主要用于形状复杂而不需经热处理的非铁金属薄壁小铸件的大批量生产，如铝合金气缸体、缸盖、化油器、仪器仪表的结构件等。机械工程概论离心铸造视屏1\离心铸造.flv将液体金属浇入高速旋转的铸型中，在离心力作用下，液体金属充填铸型并凝固成形的一种铸造方法离心铸造机械工程概论液体金属在压力作用下，自下而上充填型腔以形成铸件的成形工艺。用于制造要求致密性较好的非铁金属铸件低压铸造特点：压力和速度可控、时间易控、顺序凝固视屏1\低压铸造.flv机械工程概论锻压成形使金属材料在外力作用下产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和结构性能的毛坯和零件的加工方法。锻压：锻造和冲压的总称机械工程概论锻压成形机械工程概论利用外力使材料产生塑性变形而获得具有一定形状和结构性能的零件和毛坯的加工方法1、锻造锻造机械工程概论锻造方法锻造胎模锻锤上模锻压力机上模锻手工自由锻造机器自由锻造自由锻造模型锻造机械工程概论锻造可改善材料内部组织，提高力学性能生产率高灵活性大锻件重量不受限制锻造成形特点机械工程概论机器锻造是自由锻的主要方法，常用的自由锻设备有空气锤、水压机等自由锻造利用简单的通用性工具，将坯料置于铁砧上或锻造机器上、下铁砧之间进行锻造的方法自由锻造视屏1\13自由锻2.flv机械工程概论自由锻造视屏1\山东润发空气锤标清.flv机械工程概论利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法优点：生产效率高、锻件尺寸精度高、表面粗糙度值低、加工余量小、能锻造形状复杂的锻件缺点：成本高、模锻件质量受设备吨位限制，一般不超过150kg适合中小锻件的大批量生产模型锻造视屏1\模锻.flv机械工程概论在自由锻设备上使用可移动的简单模具生产锻件的锻造方法优点：生产率高、锻件精度高、形状复杂、设备简单和工艺灵活（与自由锻相比）缺点：胎模模膛容易破损，胎模和锻锤的寿命低，劳动强度大适合小型铸件的中小批量生产胎模锻视屏1\胎模锻.flv机械工程概论锤上模锻视屏1\锤上模锻标清.flv上、下模块分别紧固在锤头与砧座上，将加热透的金属坯料放入下模膛中，利用上模向下的冲击作用，迫使金属在锻模模膛内塑性流动而获得与模膛形状一致的锻件的一种锻造方法主要设备：蒸汽-空气模锻锤与胎模锻、自由锻相比，精度高、生产率高，加工余量小，可生产复杂的锻件，但是模具制造成本高机械工程概论板料冲压利用冲模使板料分离或成形，从而获得毛坯或零件的方法1、冲压常温下进行的冲压，材料应具有良好的塑性，厚度在8mm以下2、冷冲压机械工程概论优点：1、冲压操作方便，工艺过程易机械化、自动化，生产率高；2、冲压件精度高，表面粗糙度值低，互换性好，一般不需要加工即可使用；3、可冲压出形状复杂、质量轻、强度和刚度好的零件缺点：模具制造复杂，周期长，成本高适合大批量生产板料冲压机械工程概论板料冲压视屏1\板料冲压.flv冲压的基本工序：切断、冲裁、拉深、弯曲局部成形工艺：翻边、缩口、压筋机械工程概论焊接对两块分离的金属材料进行局部加热或加压，在使用或不适用充填材料的情况下，借助于金属原子的结合与扩散作用，使其连成一个整体的工艺方法焊接机械工程概论焊接连接工件方便、灵活、牢固，生产率高拼焊结构双金属结构异种材料的连接修补铸、锻件的缺陷及磨损的机器零件连接性能好优点机械工程概论焊接焊接结构不可拆卸某些新材料焊接困难焊接接头的组织和性能不均匀……产生焊接残余应力和变形缺点机械工程概论焊接分类熔焊钎焊压焊按工艺过程的特点机械工程概论将焊接接头局部加热至熔化状态（有时另加填充材料），形成焊池，然后冷却，使之连接成一个整体。两焊件结合处具有共同的熔池根据加热源的不同，熔焊分为电弧焊、埋弧焊和气焊等主要特征熔焊机械工程概论电弧焊：以电弧作为焊接热源的熔焊方法焊条电弧焊：用手工操作焊条进行焊接的电弧焊焊条：由焊芯和药皮组成，其作用是导电、引弧、熔化后填充焊缝焊条电弧焊视屏1\手工电弧焊.flv机械工程概论利用可燃性气体燃烧的高温火焰来熔化母材和填充金属的一种熔焊方法常用气体：乙炔和氧气适合厚度在3mm以下的低碳钢薄板气焊机械工程概论气焊优点：火焰易控制，操作简单，无需电源缺点：热源温度低，热量分散，加热缓慢，生产率低，焊件易变形与电弧焊相比视屏1\清华大学的焊接视频教程气焊.flv机械工程概论电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法优点：生产效率高，焊接质量好，焊缝美观，劳动条件好缺点：适应性差，焊接参数控制严埋弧电弧焊视屏1\1埋弧自动焊.flv机械工程概论用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊视屏1\清华大学的焊接视频教程气体保护焊.flv常用气体：氩气和二氧化碳气体氩弧焊焊缝质量好，但成本高二氧化碳气体保护焊价格廉但焊缝成形较差气体保护焊机械工程概论利用电流通过焊件接触处所产生的电阻热、将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。根据接头形式分为点焊、缝焊和对焊电阻焊视屏1\电阻焊.flv机械工程概论利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化而将处于固态的焊件联结起来的焊接方法。软钎焊：钎料熔点低于450℃，接头强度低，用于焊接电子元件等。硬钎焊：钎料熔点高于450℃，焊接强度较高，用于焊接钢等。钎焊视屏1\钎焊.flv优点：钎焊投资少，焊件变形小，接头平整缺点：接头的强度、工作温度低，焊前情整要求严格机械工程概论第四章机械制造工艺技术材料热处理及表面处理技术4.3机器装配4.5概述4.1零件加工制造4.4机械制造装备4.6毛坯制造方法4.2机械工程概论材料热处理及表面处理技术通过金属在固态下的加热、保温和冷却，以改变其内部组织从而获得所需性能的工艺方法。热处理机械工程概论材料热处理及表面处理技术机械工程概论热处理整体热处理表面热处理—退火、正火、淬火、回火表面淬火化学热处理—感应淬火、火焰淬火—渗碳、渗氮、碳氮共渗常见的热处理工艺机械工程概论整体热处理退火：把钢加热到一定温度，经保温后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的工艺方法。正火：把工件加热到临界温度Ac3以上40—60度，保温一定时间以完全奥氏体化，然后在空气中冷却的热处理工艺缺点机械工程概论整体热处理淬火：把工件加热到临界温度Ac3以上30—50度，保温一定时间后，放入冷却介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺缺点回火：将淬火后的工件重新加热到临界温度Ac1以下某一温度，经过一定时间的保温后，在油中或空气中冷却的热处理工艺。机械工程概论第四章机械制造工艺技术材料热处理及表面处理技术4.3机器装配4.5概述4.1零件加工制造4.4机械制造装备4.6毛坯制造方法4.2机械工程概论零件加工制造利用切削工具从工件（毛坯）上切去多余的材料，使零件具有符合图样规定的几何形状、尺寸和表面粗糙度等方面要求的加工过程切削加工机械加工钳工切削加工钳台上手持工具为主车削钻削膛削洗削刨削拉削磨削特种加工机