机械制造技术-锻压与焊接

锻压与焊接成形技术学习情境一锻造成形技术学习情境二冲压与挤压加工成形技术学习情境三焊接成形技术知识目标

1．了解锻造加工特点；2．了解锻造温度范围和锻件的冷却方法；3．了解自由锻设备和自由锻工序；4.理解自由锻工艺规程的制订；5.了解自由锻锻件缺陷分析；6.了解冲压成形特点、方法和冲压工序；7.理解常用锻压方法种类；8.掌握锻件结构设计要领；9.掌握锻造方法和锻造工序的选择原则；10.了解常用的焊接方法。锻压与焊接成形技术

技能目标

1．能选择锻造温度范围和锻件的冷却方法；2．能选择锻造设备和进行锻件缺陷分析；3．会判断锻件结构工艺性的优劣；4.能选择锻压方法种类及制订自由锻工艺规程；5.能选择常用的焊接设备与焊接方法。锻压与焊接成形技术学习情境一锻造成形技术一、锻造加工1.特点（2）具有较高的劳动生产率，节约金属材料。

（3）适用范围广。

（1）改善锻件的内部组织，提高锻件的力学性能。

学习情境一锻造成形技术一、锻造加工2.锻造温度范围1）始锻温度一般碳素钢的始锻温度约为1250℃。2）终锻温度一般碳素钢的合理终锻温度约为800℃。学习情境一锻造成形技术一、锻造加工3.加热速度

加热速度是指在单位时间内钢材表面温度上升的度数，也可以用单位时间内钢材热透的厚度来表示。确定钢材加热速度的原则是，在避免因温差应力而产生裂纹的前提下，能在最短的时间内达到合理的始锻温度。学习情境一锻造成形技术一、锻造加工4.锻件的冷却方法2）坑冷

3）炉冷

1）空冷学习情境一锻造成形技术二、自由锻

1.自由锻设备加热炉空气锤AB常用工具D水压机C学习情境一锻造成形技术二、自由锻

2.自由锻工序5）弯曲1）镦粗4）切割2）拔长3）冲孔学习情境一锻造成形技术自由锻的基本工序学习情境一锻造成形技术学习情境一锻造成形技术二、自由锻

3.自由锻工艺规程的制订1）绘制锻件图2）确定坯料的尺寸3）选择锻造工序4）编制工序卡学习情境一锻造成形技术二、自由锻

4.自由锻锻件的结构设计学习情境一锻造成形技术二、自由锻学习情境一锻造成形技术二、自由锻

5.自由锻锻件缺陷分析

自由锻过程中，常见的锻件缺陷有裂纹、末端凹陷、轴心裂纹和夹层等。裂纹是由于坯料质量不好、加热不充分、锻造温度过低、锻件冷却不当或锻造方法有误而产生的。在锻造过程中发现细小的裂纹，可用气割或砂轮除去，如发现裂纹处于深部而无法焊补时，该锻件只能报废。末端凹陷和轴心裂纹是由于坯料内部未热透或坯料整个截面未锻透，变形只产生在坯料表面而造成的。夹层是在拔长时，由于送进量小于压下量而产生的缺陷。学习情境一锻造成形技术三、模锻1.锤上模锻1）特点与应用金属在模膛中是在一定速度下，多次连续锤击而逐步成形的。锤头的行程、打击速度均可调节，可进行制坯工作。由于惯性作用，金属在上模模膛中具有更好的充填效果。锤上模锻的适应性广，可生产多种类型的锻件，可以单膛模锻，也可以多膛模锻。由于锤上模锻打击速度较快，对变形速度较敏感的低塑性材料(如镁合金等），进行锤上模锻不如在压力机上模锻的效果好。学习情境一锻造成形技术三、模锻2）组成锤上锻模示意图学习情境一锻造成形技术三、模锻3）分类(1）模锻模膛(2）制坯模膛学习情境一锻造成形技术三、模锻4）锤上模锻工艺规程的制订

模锻工艺规程包括绘制锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步、选择设备及安排修整工序等。学习情境一锻造成形技术三、模锻5）模锻件的结构(5）应避免有深孔或多孔结构(4）尽量避免锻件具有薄壁、高肋、凸起等结构(3）模锻圆角(2）模锻件斜度（1）分型面选择学习情境一锻造成形技术三、模锻2.胎模锻1）类型（1）扣模（2）套筒模（3）合模学习情境一锻造成形技术三、模锻胎模结构学习情境一锻造成形技术三、模锻2)特点与应用

与自由锻相比，胎模锻的主要优点是锻件质量好，生产效率高，余块少，金属用料省等。胎模锻时，通常先用自由锻方法制坯，然后再用胎模成形。因其生产方式灵活多样，设备工具比较简单，故在中、小批量生产锻件时广泛采用。学习情境一锻造成形技术三、模锻3)工艺过程

胎模锻的工艺过程主要有制订工艺规程、制造胎模、备料、加热、锻制胎膜锻件及后续工序等。法兰盘胎膜锻造过程学习情境二冲压与挤压加工成形技术一、冲压加工

1.冲压设备1—工作台；2—导轨；3—床身；4—电动机；5—连杆；6—制动器；7—曲轴；8—离合器；9—带轮；10—传动带；11—滑块；12—踏板；13—拉杆小型冲床结构学习情境二冲压与挤压加工成形技术一、冲压加工

2.冲裁工序1）分离工序2）变形工序学习情境二冲压与挤压加工成形技术一、冲压加工

3.冲裁力计算P

=

KLtτb

=

KAτb学习情境二冲压与挤压加工成形技术一、冲压加工

4.零件尺寸选择与结构1）尺寸选择

零件尺寸数值宜用整数或偶数的倍数，以便计算和分割，零件结构有特殊要求的除外。注意尺寸的通用性和孔的直径标准化。学习情境二冲压与挤压加工成形技术一、冲压加工2）结构要求（1）工件形状应力求简单、对称，尽可能采用圆形、矩形等较规则的形状，避免长槽与细长的悬臂，工件的外形及内部转角处应避免有尖角。（2）在满足使用要求的前提下，工件外形应符合少废料或无废料排样，或充分利用产品的结构废料，以提高材料的利用率。学习情境二冲压与挤压加工成形技术一、冲压加工（3）冲孔尺寸不应太小，以免凸模折断。工件上孔的位置分布必须考虑孔与孔之间、孔与工件之间的距离不能太小。（4）由条料冲裁出圆弧端头时，应使圆角半径略大于条料宽度的一半。学习情境二冲压与挤压加工成形技术一、冲压加工

5.尺寸精度和表面质量

落料不超过IT10级精度，冲孔不超过IT9级。冲压加工表面粗糙度Ra可达12.5～3.2μm，精冲Ra可达2.5～0.32μm。学习情境二冲压与挤压加工成形技术二、变形

1.弯曲弯曲弯曲边距与孔学习情境二冲压与挤压加工成形技术二、变形

2.拉深拉深过程示意图学习情境二冲压与挤压加工成形技术三、挤压1.冷挤压2.热挤压3.温挤压学习情境三焊接成形技术主要焊接方法学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

1.焊条电弧焊设备1）直流弧焊机直流弧焊机学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊2）交流弧焊机交流弧焊机学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊3）弧焊机的选用原则

焊条电弧焊所用的设备需根据焊条和被焊材料选取。使用酸性焊条焊接低碳钢和一般构件时，应优先考虑选用价格低廉、维修方便的交流弧焊机；使用碱性焊条焊接高压容器、高压管道等重要钢结构，或焊接合金钢、有色金属、铸铁时，则应选用直流弧焊机。购置能力有限而焊件材料的类型繁多时，可考虑选用通用性强的交、直流两用弧焊机。选用直流弧焊机必须注意电极极性的连接方式。而使用广泛的交流电弧焊设备，电极的极性频繁交变，不存在极性问题。学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

2.焊条焊条的组成学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

3.焊条电弧焊操作过程焊条电弧焊操作示意图学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊电弧的形成过程1—焊缝；2—熔渣；3—熔化金属(熔池）；4—保护气体；5—药皮；6—焊芯；7—金属熔滴；8—母材学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊电弧的温度分布学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

4.电弧稳定燃烧的条件焊接电流的选择学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

5.焊接形式和焊接时的划弧方式焊接形式学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊焊条的运条方式学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

6.焊接接头形式与尺寸1）接头形式焊接接头形式学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊2）坡口与焊缝形式焊接坡口与焊缝形式及尺寸学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

7.焊缝的主要缺陷焊缝主要缺陷特征和产生原因学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊学习情境三焊接成形技术一、焊条电弧焊

8.焊钳和面罩焊钳和面罩学习情境三焊接成形技术二、埋弧焊

1.埋弧焊的焊缝形成原理埋弧焊的焊缝形成过程1—焊剂；2—焊丝；3—电弧；4—熔池；5—熔化的焊剂6—焊缝；7—焊件；8—渣壳学习情境三焊接成形技术二、埋弧焊

2.埋弧焊工艺特点3）焊接质量好1）生产效率高2）成本低学习情境三焊接成形技术三、氩弧焊

1.熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊焊接过程示意图1—送丝轮；2—焊丝；3—导电嘴；4—喷嘴；5—进气管；6—氩气流；7—电弧；8—工件学习情境三焊接成形技术三、氩弧焊

2.氩弧焊的特点

1）由于氩气的保护，焊缝处不易氧化。适宜于各类合金钢、易氧化的有色金属以及锆、钽、钼等稀有金属的焊接。

2）氩弧焊焊接电流小、熔深浅，电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，成形美观，焊接变形小。

3）氩弧焊操作时为明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。学习情境三焊接成形技术四、气焊

1.气焊设备气焊设备连接系统学习情境三焊接成形技术四、气焊1）氧气瓶2）减压器3）乙炔瓶4）回火保险器5）焊炬学习情境三焊接成形技术四、气焊常用的焊炬学习情境三焊接成形技术四、气焊

2.氧乙炔焰

氧乙炔焰是乙炔与氧混合所形成的火焰，由焰心、内焰和外焰组成。中性焰是指当氧气与乙炔气的体积混合比为1.1～1.2时燃烧所形成的火焰。学习情境三焊接成形技术四、气焊

3.气焊工艺1）施焊方法左向焊法右向焊法学习情境三焊接成形技术四、气焊2）气焊种类(1)平焊(3)横焊(2)立焊(4)仰焊学习情境三焊接成形技术四、气焊3）乙炔消耗量焊接低碳钢用的焊丝为普通的低碳钢丝，不用焊剂或药皮。学习情境三焊接成形技术四、气焊4）焊嘴型号选择焊嘴型号选择学习情境三焊接成形技术四、气焊

4.气焊的特点及应用

焊加热过程比较平稳、缓慢，热影响区大，焊后工件变形较大，火焰对熔池保护差，易发生氧化，焊接质量不高，生产效率不高。气焊主要用于焊接厚度小于3mm的薄钢板、有色金属及其合金，也可用于铸铁的焊补。学习情境三焊接成形技术五、金属材料的焊接性

1.碳钢的焊接性2）中碳钢的焊接性3）高碳钢的焊接性1）低碳钢的焊接性学习情境三焊接成形技术五、金属材料的焊接性

2.铸铁的焊