金属工艺学课程设计95843794.doc

工程技术学院课程设计课 程： 金属工艺学 专 业: 机械设计制造及其自动化 年 级： 2009级 学 号： 20091347 姓 名： 刘胜毕 指导教师： 黄云战 教授 日 期： 2011年7月 云南农业大学工程技术学院绪论31、铸造41.1铸造分析41.2材料选择51.3工艺方案的确定51.4 工艺参数的确定。71.5、浇注系统101.6 合箱图、1017毛坯图：101.8衬套铸造工艺图111.9铸件图122、锻造122.1 锻造工艺分析：132.2材料选择:132.3锻造方法选择：132.4锻造工艺设计142.5锻造卡片193、焊接2131焊接工艺213.2材料选择213.3选用焊接设备213.4焊接的工艺要点223.5油罐的焊接工艺改进图:233.6焊接的关键工位244、刀具设计254.1刀具分析：254.2刀具材料：264.3刀具的几何参数：264.4合理选择切削液304.5延长刀具寿面的方法。30参考文献：31总结32绪论金属工艺学是传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术课，主要讲述各种工艺方法的规律性及其在机械制造中的应用与相互联系，金属零件的加工工艺过程和结构工艺性，常用金属材料的性能及对加工工艺的影响，工艺方法的综合比较等。金属工艺学课程是在教师的指导下，学生应用金属工艺学知识进行一次从选择材料，结构分析到制定生产工艺方案的综合性实践训练。金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科。它主要研究：各种工艺方法本身的规律性及其在机机械制造中的应用和相互联系；金属机件的加工工艺过程和结构工艺性；常用金属材料性能对加工工艺的影响；工艺方法的综合比较等。研究在机械制造中金属材料(或坯料、半成品等)的冶炼、铸造、锻压、焊接、金属热处理、切削加工、等的工艺过程和方法的一门学科。 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一锻压和冶金工业中的轧制、拔制等都属于属性加工，或称压力加工，但锻压主要用于生产金属制件，而轧制、拔制等主要用于生产板材、带材、管材、型材和线材等通用性金属材料。锻压是锻造和冲压的合称 焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。切削加工是机械制造中最主要的加工方法。虽然毛坯制造精度不断提高，精铸、精锻、挤压、粉末冶金等加工工艺应用日广，但由于切削加工的适应范围广，且能达到很高的精度和很低的表面粗糙度，在机械制造工艺中仍占有重要地位。1、铸造下图为一零件的方案，编写零件铸造工艺设计图1.1铸造分析铸造生产时，首先要根据铸件的结构特征、技术要求、生产批量、生产条件等因素，确定铸造工艺方案。其主要内容包括浇注位置、分型面、铸造工艺参数（机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率、芯头等）的确定，然后用规定的工艺符号或文字绘制成铸造工艺图。铸造工艺图是指导铸造生产的技术文件，也是验收铸件的主要依据。1.2材料选择材料选择时应该充分考虑铸件的用途和特点及经济效益等。衬套是起衬垫作用的环套，衬套的作用是避免轴直接和座孔对磨，减少对轴的损害起到保付轴的作用，使轴在衬套内做往复和旋转运动。因此衬套要求具有很好的强度，耐磨性，减震性等性能。综合其性能要求及其经济效益，选择HT200作为衬套铸件的材料。1.3工艺方案的确定（1） 铸造方法的选择：由于衬套的精度要求不是很高，砂型铸造可以铸造各种不同类型、大型、尺寸的铸件，砂型铸造方便灵活，且砂型铸造的成本低廉，综合铸造工艺的特点、铸件的要求及经济效益考虑，衬套应该用砂型铸造。 （2）、造型的选择：由于衬套是小批量单个生产，为了便于铸造，且符合经济效益的要求，应采用手工造型。 （3）、浇注位置的确定：浇注时铸件在铸型中所处的位置称为浇注位置。铸件的浇注位置对铸件的质量、尺寸精度、造型工艺的难易程度都有很大的影响。通常按下列基本原则确定浇注位置。（a）铸件的重要工作面或主要加工面朝下或位于侧面。浇注时金属液中的气体、熔渣及铸型中的砂粒会上浮，有可能使铸件的上部出现气孔、夹渣、砂眼等缺陷，而铸件下部出现缺陷的可能性小，组织较致密。如图所示机床床身的浇注位置，应将导轨面朝下，以保证该重要工作面的质量。（b）铸件的大平面朝下或倾斜浇注。由于浇注时炽热的金属液对铸型的上部有强烈的热，引起顶面型砂膨胀拱起甚至开裂，使大平面出现夹砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用倾斜浇注的方法可避免大平面产生铸造缺陷。 （c）铸件的薄壁朝下、侧立或倾斜。 为防止铸件的薄壁部位产生冷隔、浇不到缺陷，应将面积较大的薄壁置于铸件的下部，或使其处于侧壁或倾斜位置。（d）铸件的厚大部分应放在顶部或在分型面的侧面。主要目的是便于在厚处安放冒口进行补缩.（ 4 ）、分型面的选择 分型面是铸型组元间的接合面。为便于起模，一般分型面选择在铸件的最大截面处。分型面的选定应保证起模方便、简化铸造工艺、保证铸件的质量。确定分型面应遵循如下原则。(a)分型面应选择在模样最大截面处，以便于起模。(b)尽量减少分型面。分型面少则容易保证铸件的精度，并可简化造型工艺。（c）尽量使分型面平直。（d）尽量使铸件的全部或大部分位于同一砂箱中。铸件处于同一砂箱中，既便于合型，又可避免错型，以保证铸件的精度。（e）尽量使型芯位于下箱，并注意减低砂箱的高度。这样可简化造型工艺、方便下芯和合型、便于起模和修型。综上所述衬套应该用整模造型。零件上 48mm的孔要铸出，但内孔的小台阶不铸出，故采用简单的圆棒型芯；为简化铸造工艺，8mm的小孔和铸件侧壁的小台阶和小凹槽均不铸出。铸件高度不大，可采用两箱整体模造型、垂直浇注。分型面选在160mm的端面处，采用二箱整体模造型。 1.4 工艺参数的确定。（1）机械加工余量和公差 机械加工余量是指铸件加工面上预留的、准备切除的金属层厚度。加工余量取决于铸件的精度等级，与铸件材料、铸造方法、生产批量、铸件尺寸、浇注位置等因素有关。 铸件的尺寸公差 CT，其精度等级从高到低有1、2、3.16共16个等级；加工余量等级MA，从精到粗可分为A、B、C、D、E、F、G、H、J共9个级别。下表为砂型铸造常用铸造合金单件和小批生产时公差等级及与之配套的加工余量等级。 造型材料 CT/MA 铸钢 灰铸铁 球墨铸铁可锻铸铁铜合金 轻金属合金干、湿砂型13-15/J13-15/H13-15/H13-15/H13-15/H12-14/H自硬砂 12-14/J11-13/H11-13/H11-13/H10-12/H9-11/H铸件的公差等级和加工余量等级确定后，加工余量数值可根据 GB/T11350-1989选取；公差的数值可按 GB641486 选取。 为简化铸造工艺，铸件上的小孔和槽可以不铸出，而采用机械加工。一般铸铁件上直径 30mm、铸钢件上直径40mm的孔可以不铸出。 综合分析，衬套铸件各个面都要加工，故都应有余量。砂型铸造灰铸铁件的公差及配套的加工余量等级为14/H。顶面和孔的加工余量等级降一级（取J级），加工余量数值可查GB/T11350-1989选取，160mm和104mm圆周面双侧加工，每侧余量为6.0mm，底面的加工余量为6.0mm，顶面的加工余量为7.0mm，内孔的每侧的加工余量为6.0mm。（2）起模斜度 起模斜度为使模样（或型芯）易从铸型（或芯盒）中取出，在模样（或芯盒）上与起模方向平行的壁的斜度称为起模斜度，可用角度 或宽度 a表示，提倡使用宽度a。模样的起模斜度可采用增加壁厚、加减壁厚、减小壁厚三种取法。起模斜度需要增减的数值可按有关标准选取，采用粘土砂造型时的起模斜度可按 JB/T51051991确定。一般木模的斜度 =0.33，a=0.63.0mm；金属模的斜度=0.22，a=0.42.4mm。模样越高，斜度越小。当铸件上的孔高度与直径之比小于1（H/D1）时，可用自带芯子的方法铸孔，用自带芯子的起模斜度一般应大于外壁斜度。 如下举例：(a) 增加铸件厚度 （b）加减铸件厚度 (c)减小铸件厚度（壁厚12mm）综合分析衬套铸件应在垂直于分型面处（平行于起模方面），按增厚法确定起模斜度。取宽度a=1.0mm。图9-21b中“7/6”表示考虑了加工余量和起模斜度后，上端与下端的余量。（3）收缩率 为补偿铸件在冷却过程中产生的收缩，使冷却后的铸件符合图样的要求，需要放大模样的尺寸，放大量取决于铸件的尺寸和该合金的线收缩率。一般中小型灰铸铁件的线收缩率约取 1%；非铁金属的铸造收缩率约取1.5%；铸钢件的铸造收缩率约取2%。综合分析衬套铸件由于是小批生产，铸件各尺寸方向的铸造收缩率可取相同的数值，取铸造收缩率为1%。 （ 4）铸造圆角 【铸造圆角】模样壁与壁的连接和转角处要做成圆弧过渡，称为铸造圆角。铸造圆角可减少或避免砂型尖角损坏，防止产生粘砂、缩孔、裂纹。但铸件分型面的转角处不能有圆角。铸造内圆角的大小可按相邻两壁平均壁厚的 1/31/5选取，外圆角的半径取内圆角的一半。综合分析衬套铸件的铸造圆角按（1/31/5）壁厚的方法，取R内为8mm；R外为4mm。（5）芯头 【芯头】是指砂芯的外伸部分，用来定位和支承砂芯。如图所示。芯头有垂直和水平芯头两种。芯座是指铸型中专为放置芯头的空腔。芯头和芯座尺寸主要有芯头长度 L（高度H）、芯头斜度 、芯头与芯座装配隙s等，其数值与型芯的长度（高度）和直径有关，应查阅相关资料后确定。 如下举例：（a）垂直芯头 （b)水平芯头 综合分析衬套铸件的芯头为垂直芯头。查有关手册（本书略）得芯头尺寸，如铸造工艺图所示。1.5、浇注系统 【浇注系统】是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。 （1）浇注系统的组成与作用 通常有浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道和冒口等组成。合理地设计浇注系统，可使金属液平稳地充满铸型型腔；控制金属液的流动方向和速度；调节铸件上各部分的温度，控制冷却凝固顺序；阻挡夹杂物进入铸型型腔。冒口起补缩、排气和集渣作用。 （2）浇注系统的类型 按金属液导入型腔的位置，浇注系统可分为底注式、顶注式、中注式、阶梯式等。 1.6 合箱图、如下图所示：17毛坯图：1.8衬套铸造工艺图。如下图所示（不含浇注系统）。铸造工艺图1.9铸件图 【铸件图】是反映铸件实际尺寸、形状和技术要求的图形，是铸造生产验收和检验的主要依据。铸件图应在完成铸造工艺图的基础上绘制，下图为衬套的铸件图。 2、锻造下图为主轴的方案，编写主轴自由锻造工艺设计图2.1 锻造工艺分析：利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的 铸件 相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。2.2材料选择: 轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是45和40Cr钢,本次选用45钢。2.3锻造方法选择：自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。 同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、 缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。锻件形状简单，操作灵活。因此选择自由锻来锻造轴。2.4锻造工艺设计（一）根据 JB/T 9179.2-1999自由锻件机械加工余量与公差的标准要求3，得到余量(1-4mm)和公差(0.3-3)分别为a= 2mm和 =2 mm在零件上加余量和公差后取整，计算得到锻件如图绘制锻件图：根据零件图并考虑余量和公差，对原有锻件图进行改进。（二）制定相应的变形工艺和锻比：1制订变形工艺的内容 确定锻件成形必需的基本工序、辅助工序和修整工序，决定工序顺序，设计工序尺寸等。各类锻件变形工序的选择，可根据锻件的形状、尺寸和技术要求，结合各锻造工序的变形特点，参考有关典型工艺具体确定。工序尺寸设计和工序选择是同时进行的，在确定工序尺寸时应注意下列各点：（1）工序尺寸必须符合各工序的规则，例如镦粗时毛坯高径比应小于2.53。（2）必须估计到各工序变形时毛坯尺寸的变化，例如冲孔时毛坯高度有所减小，扩孔时毛坯高度有所增加等。（3）应保证锻件各个部分有适当的体积，如拔长采用压痕或压肩进行分段时。（4）在锻造最后进行精整时要有一定的修整留量，例如在压痕、压肩、错移、冲孔等工序毛坯产生拉缩现象，因此在中间工序应留有适当的修整留量。（5）多火锻造大型锻件时应注意中间各火次加热的可能性。（6）对长度方向尺寸要求准确的长轴锻件，在设计工序尺寸时，要考虑到修整时长度尺寸会略有伸长。2锻比 锻比是表示锻件在锻造成形时变形程度的一种方法，锻比大小反映了锻造对锻件组织和力学性能的影响。锻造过程随着锻比增大，由于内部孔隙焊合、铸态树枝晶被打碎、锻件的纵向和横向力学性能均得到明显提高。当锻比超过一定数值后，由于形成纤维组织，横向力学性能（塑性、韧性）急剧下降，导致锻件出现各向异性。可见，锻比是衡量锻件质量的一个重要指标。锻比过小，锻件就达不到性能要求；锻比过大，不但增加了锻造工作量，并且还会引起各向异性。因此，在制订锻造工艺规程时，应合理的选取锻比大小。用钢材锻制的锻件（莱氏体钢锻件除外），由于钢材经过了大变形的锻或轧，其组织与性能均已得到改善，一般不需考虑锻比，用钢锭（包括有色金属铸锭）锻制的大型锻件，就必需考虑锻比。零件技术条件提出了锻比要求，即以技术条件要求选取锻件锻比。如零件的技术条件没有规定锻比，则应根据材料化学成分、零件受力情况、以及所用钢锭大小等因素，综合权衡利弊择优选取。一般来讲，合金结构钢锭比碳素结构钢锭的铸造缺陷严重，所需的锻比应大些。对一般结构钢锻件，当零件受力方向与纤维方向不一致时，为了保证横向性能，避免产生各向异性，应取锻比为22.5。当零件受力方向与纤维方向一致时，为使纵向性能提高，可将锻比选取到4。对于一些重要锻件（如航空锻件、高合金钢锻件），为了充分破碎铸态组织，获得较高综合力学性能，常用镦粗拔长联合工艺，锻比要求高达68。（三）、确定毛坯质量和尺寸1毛坯质量的计算 毛坯质量G坯为锻件质量与锻造时各种金属损耗质量之和。可按下式计算： 式中G锻锻件质量（kg）；G损各种金属损耗质量（kg）。包括：钢料加热烧损G烧、冲孔芯料损失G芯、端部切头损失G切。用钢锭锻造时，还应考虑切除冒口部分质量G锭头和锭底部分质量G锭尾。锻件质量G锻等于锻件体积与钢的比重之积。锻件体积按锻件公称尺寸计算。钢料加热烧损G烧，一般以毛坯质量的百分比（烧损率）表示。其数值与所用加热设备类型、加热规范、毛坯尺寸和形状有关，可由表10-3选取。G切根据锻件的形状不同，其计算方法见表10-4。G锭头、G锭尾根据钢的种类不同，其计算方法见表10-3。表10-3 烧损的钢料质量计算加 热 方 式烧损率烧损质量G锻G损（/kg）火 焰 加 热3%（G锻G损）电 加 热电 阻箱 式1%盐 浴0.05%电 感0.3%表10-4 冲切掉的钢料质量计算锻件形状端部料头体积V切（/mm3）端部料头质量G切（/kg）备 注圆 形（0.210.23）D3V切（为材料密度）D锻件直径（/mm）A锻件宽度（/mm）H锻件厚度（/mm）方 形（0.280.30）A2H表10-5 钢锭头部和尾部质量的确定毛坯钢的种类钢锭头部质量G锭头（/kg）钢锭头部质量G锭尾（/kg）碳素结构钢（1825）%G坯（57）%G坯合 金 钢（2530）%G坯（710）%G坯2毛坯尺寸的确定 毛坯尺寸确定与所用工序有关。采用镦粗方法锻造时，为了避免产生弯曲现象，毛坯高径比(H0/D0)不得超过2.5。但毛坯过短会使下料操作困难,毛坯高径比(H0/D0)还应大于1.25，即：1.25 D0H02.5 D0由于毛坯质量已知，便可算出毛坯体积V坯。 式中 钢的密度（kN/m3）。毛坯直径D0（或边长A0）可按下式计算： V坯=D02H0/4=D02(1.252.5)D0/4=(0.981.96)D03 对圆毛坯 对方毛坯 初步确定毛坯直径D0（或边长A0）之后，应按国家标准选用标准直径（或边长）。在选定毛坯直径后，就可确定毛坯高度H0（即下料长度）。 式中D0选定毛坯直径（mm）；A坯截面积（mm2）。采用拔长方法锻造时，应按锻件最大截面积A锻，考虑锻比、修整量要求等选取毛坯尺寸： 式中KL锻比。当选定毛坯直径后，便可确定毛坯长度L0， （四）钢胚和钢锭的选择：锻造用钢锭的冶金质量对锻造工艺过程和锻件的组织性能都有重要的作用。优质钢锭是生产优质锻件的基础。优质钢锭主要是指钢液纯净度高、铸态结晶结构合理、表面和内部缺陷少。钢锭本身是有缺陷存在的，一般缺陷有缩孔、缩松、枝晶偏析等，其形成与冶炼、浇注、冷凝的结晶条件等有关，有些缺陷是无法避免的，它们的存在对于材料的应用存在很大的隐患。但是，这些缺陷可以通过锻造过程的后续加工而得以优化。所以合理的工艺路线对于锻件的性能具有重要作用。（五）锻造工艺分析锻造过程主要分为压方、拔长、倒棱滚圆等工序。采用90V型砧压方，锻件成形质量优于平砧；采用120V型砧倒棱滚圆，可得到尺寸精度和内部应力应变状态最佳的轴类大锻件；平砧拔长所需的锻造力比90V砧约小30%6且制造方便。考虑到节能和生产周期等方面的原因，本文在进行压方、拔长、倒棱滚圆等工序时均采用平砧，锻造用电液锤的打击能量为140 KJ。（六） 加热特点和锻造温度范围1. 低温装炉，缓慢升温- 减小热应力，防止产生裂纹。2. 锻造温度范围窄- 合金因素多成分复杂，加热温度高极易产生合金因素烧损以及产生过热和过烧等缺陷。 当合金温度较低时，变形抗力增加及塑性下降极快。若强行锻造，很容易锻裂。n 锻造温度范围一般只有100200。（七）锻造特点a.增大锻造比-高合金钢内部缺陷多，只有通过反复镦粗、拔长才能消除缺陷、1. 控制变形量-两头变形小，中间变形大b 变形要均匀-防止由于变形不均匀发生断裂。c避免出现拉应力-对于塑性差的合金，受拉应力时易出现裂纹（高温条件下其强度低）。锻后避免快速冷却，出现裂纹2.5锻造卡片锻件名称阶梯轴毛胚工艺类型自由锻 材料 45号钢 设备 3t锻锤 加热次数 1次锻造温度范围 800-1000摄氏度 锻件图 胚料图1拔长圆口钳将轴拔长2滚圆圆口钳将轴滚圆3反方向重复1、2步尺寸注意调整圆口钳锻出两头4对第二节进行锻造圆口钳得到锻件3、焊接下图为油罐焊缝布置的方案，编写焊缝工艺设计图31焊接工艺焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺。焊接过程中的一整套技术规定。包括焊接方法、焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、工艺参数以及焊后热处理等。3.2材料选择根据储罐的直径与高度、介质的密度计算，材料厚度的限制，如Q235-B20mm；Q345R、Q245R、12MnNiVR34mm。详见GB50431-2003。一般用Q235,B板好于A板，都是常压容器用板材。16MnR是压力容器用的板材。区别在于压力等级。为保证设计与使用要求，该油罐使用Q235,B做为材料。3.3选用焊接设备：直流电焊机是输出电源为直流电源的电焊机，具有引弧容易，电弧稳定和焊接质量好等优点。直流的电焊机可以说也是一个大功率的整流器，通常来说对焊接质量要求较高的工件采用直流电焊机进行焊接。综合考虑，该油罐用直流电焊机焊接。3.4焊接的工艺要点（1）、预热预热有利于减低碳钢热影响区的最高温度，防止产生冷裂纹，这是焊接中碳钢主要的工艺措施，预热还能改善接头属性，减小焊后残余应力。通常35钢和45钢的预热温度为150250摄氏度左右。含碳量在高或者是厚度太大，裂纹倾向很大时，可将预热温度提高到250400摄氏度。 如果焊件太大不应预热时可进行局部预热，局部预热的加热范围为焊口两侧150200mm。（2）、焊条条件许可时尽量用碱性焊条。（3）、坡口形式 将焊条尽量开成Y型坡口进行焊接如果是铸件缺陷，挖出的坡口要尽量圆滑，其目的时减少母材进热焊缝的比例，防止裂纹的产生。Y型焊接坡口图（4）、焊接工艺参数由于母材熔化刀第一层焊缝金属中的比例高达30%左右，所以第一层焊缝焊接时，应尽量采用小电流，慢焊接速度，以减小母材的熔深。（5）、焊后热处理焊后最好对焊件进行消除应力处理，特别是对大厚度焊接、消除应力的回火温度为600650摄氏度。如果焊后不能进行消除应力热处理，应立即进行后热处理。3.5油罐的焊接工艺改进图:油罐的工艺措施：（一） 、顺序A、先矫正冲压成形的单元件，然后按顺序从一头开始装配点固；B、工装顺序：上翼板、腹板、后灌堵、中间隔板、下翼板；C、点固后先把上翼板与腹板搭按角焊缝，完后在焊前后灌的焊缝，最后焊上翼板的缝隙。D、焊接时要统一规范，统一顺序，有效的客服局部变形过大的问题。（二）、确定手工电弧焊的工艺参数主要是选择焊条直径和焊接电流。1）焊条直径主要根据焊件厚度确定，该焊件的壁后为8mm,根据查表焊条直径为4mm.2）、焊接电流一般可按经验公式I=(3050)d确定。3、焊接设备及参数选择可按被焊工件及所用焊条，并考虑经济性和工艺习惯选择焊接设备即参数。碱性低氢焊条必须用呼喊整流器。（三）、焊后热处理焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理，特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600650。 若焊后不能进行消除应力热处理，应立即进行后热处理。3.6焊接的关键工位平板开坡口：主要进行焊缝坡口开设，采用大型坡口机开坡口，适合于厚板开坡口，设备投入太大，且占用空间太大，不便于灵活运用。普通手工坡口机灵巧轻便，坡口开设能力完全满足罐体坡口开设要求（罐体板厚按48mm计算），且设备投入小，工装准备简单,只需坡口开设台即可，故采用坡口机开设坡口。挡油板安装及焊接：主要工作为向筒体内安装挡油板。挡油板安装吊具吊至筒体位置后推入筒体内部，因为不占用纵向长度，故单个工位设计长度按最大分段罐体尺寸设计。罐脚、放油口的焊接：主要用于焊接罐脚和罐脚横拉板，工作量与罐体加强板大致相同，故工位布置及设备与其相同。管箱支架的安装：主要用于管箱支架的安装，管箱支架的焊接需要专用工装进行定位和调平，故布置一个并行工位，靠工装的速度保证生产的需要。管箱支架的焊接：主要用于管箱支架的焊接，本工位焊接量不是太大，但是分散，需要采用采取手工二氧化碳焊，配备两台焊机能够满足生产需要。入孔、爬梯、安全框的安装：主要用于入孔、爬梯、安全框的安装，本工位主要工作量在于安全框的安装，部分接口需要钣金工的配合，故布置一个双工位能够满足生产需要。4、刀具设计 绘制该刀具的设计图4.1刀具分析：由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工艺的多样性，客观上要求进行加工的刀具具有不同的结构和切削性能。因此，生产中所使用的刀具的种类很多。刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。机械夹固车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。4.2刀具材料：刀具切削性能的好坏，取决于构成刀具切削部分的材料、几何形状和刀具结构。刀具材料对刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本等都有很大影响，因此要重视刀具材料的正确选择与和合理使用。刀具材料应具备的性能有(1)、高的硬度和耐磨性，刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布，足够的强度和韧性 (2)、为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。 (3)、高耐热性 刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性得能力。 (4)、良好的工艺性为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性。如，切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。 (5)、良好的经济性 常用的刀具材料：目前，生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。碳素工具钢（如T10A、T12A）、工具钢（如9SiCr、CrWMn）因耐热性差，仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。本次设计的刀具：刀杆用45钢，刀尖用YT类。钨钛钴类硬质合金常用的牌号有：YT5、YT15、YT30.其中阿拉伯数字表示TIC的含量的百分比。TiC含量越高，硬度越高，耐磨性和耐热性越好，轻度和任性就越差，所以YT5适合粗加工，YT30适合精加工，YT15适合半精加工。4.3刀具的几何参数：切削刀具的种类很多，形状也各不相同，可他们切削部分的几何参数方面却用共同性的内容，因而不论刀具构造多么复杂，就它们单个齿的切削部分来说，中可以视为从外圆车刀演变而来的。本设计刚好以外圆车刀为例，来介绍刀具切削部分的几何参数。（一）、刀具切削部分的组成（1）、前刀面A：刀具上切屑流出经过的表面。（2）、后刀面A:与工件过度表面相对的表面。（3）、副后刀面：与工件的已加工表面相对的表面。（）、主切削刃S：前刀面与后刀面的交线。在切削过程中担负主要的切削工作。（5）、副切削刃S：前刀面与副后刀面的交线，配合主切削刃完成切削工作。（6）、刀尖：主切削刃与副切削刃的连接部分。刀具的工作的参考平面：（二）、刀具的角度1、前角Y0：基面和前刀面的夹角。是刀具的锋利程度。我们把铁屑流经过的面成为前刀面。当工件材料塑性大、强度低或者精加工时，取较大前角；反之取较小前角。例如，用硬质合金车刀切削结构钢件，可取10-20；切削灰铸件，可取5-152、后角0：切削平面和后刀面的夹角。主要影响摩擦和刀具强度。粗加工或工件材料过硬时，要求切削刃强固，后角取较小值：6-8，反之，对切削刃强度要求不高，后角可取稍大的值：8-123、主偏角kr：主切削刃和刀具进给方向的夹角。影响刀具的强度，和影响背向力，主偏角减小，背向力越大，机床的消耗率也越大，并且主偏角还会影响表面粗糙度。主偏角有45、60、75、90等几种。本刀具为604、副偏角kr、副切削刃与进给方向的反方向的夹角即为副偏角。同样影响强度，摩擦，以及表面粗糙度。副偏角为5-15本刀具为105、刃倾角s：是控制流屑的方向。主切削刃和基面的夹角。粗加工时为了增强刀头，取负值，精加工时为了保护已加工表面，取正值或者零度。一般在-5-5之间。（三）、切削用量的选择切削用量对切削加工效率、刀具耐用度、加工质量都会产生影响。经现场调试，确定转速n=200r/min；切削深度ap根据加工余量确定，要求一次走刀切除全部余量，根据最大单边余量选ap=9mm；由于工件底孔为铸造孔，有硬皮、夹砂等缺陷，同时工件加工余量大且余量不均匀，为减小冲击和热应力，选用较低切削速度，取v=37.5m/min；综合工件材料、工件直径、刀具刚性等因素，根据经验选取进给量f=0.4mm/r。（四）、加工效果在选择扩孔工艺加工上述工件的试验中，由于工艺方案选择正确，在工件的调试切削中，机床运行平稳，完全避免了主轴的震动，使得机床的现有刚性和强度完全满足工件的加工工艺要求。虽然铸造孔偏孔严重，但扩孔钻切削轻快，切屑排出流畅，孔的加工表面粗糙度和精度均达到要求，且使用中产品质量一直很稳定，机床调试验收一次成功，完全达到预期的效果。4.4合理选择切削液切削液能有效的减小切削力、降低切削速度、减小加工系统热变形、延长刀具寿命和改善加工表面质量。4.5延长刀具寿面的方法。由于刀具发生磨损、或者是刀具本身的缺陷等原因经常会导致刀具变坏所以要加强刀具的保护，注意保养刀具。（1）、加强日常保养，通过一些看似简单的工作将刀具的寿命延长：生产现场，尤其是刀具夹持装置、工作台面、刀具存放场所等，进行彻底的清扫。定期进行刀具精度的维护保养。确认刀具与夹持装置的螺钉紧固。安装与拆卸的时候，对泄露脏污及时进行清扫。 （2）、把握与调整最佳切削条件设定良好的切削条件并给予维持。通过振动分析等了解刀具切削状态，并适时进行调整，使刀具有良好的工作环境。一旦刀具更换对尺寸必须进行调整，保证紧固条件和切削条件的适当参考文献：1.邓文英编制，金属工艺学，高等教育出版社，19912.丁殿忠编制，金属工艺学课程设计，机械工业出版社，19963.清华大学金属工艺学教研室编，金属工艺实习教材，19824.丁俊一编制，机械制造技术基础，2006总结金属工艺学设计心得 通过本次课程设计我进一步了解到了一些加工工艺基