机加工工艺介绍一.ppt

Shift F5进入动画模拟 差压铸造装置如动画所示 其工作原理是 浇注前密封室内有一定的压力 或真空度 然后借往密封室A中加压或由密封室B减压 使A B室之间形成压力差 进进行升液 充型和结晶 动画 差压铸造 差压铸造的工作原理 压铸 Die casting Shift F5进入动画模拟 压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备 压铸生产过程能否顺利进行 铸件质量有无保证 在很大程度上取决于模具结构的合理性和技术上的先进性 压铸模主要由动模和定模两大部分组成 其总体结构如下图所示 动画 压铸模 压铸 Die casting Shift F5进入动画模拟 注射成形 Injectionmolding 注射成形是将粉状或粒状的塑料原料经料斗装入料筒 并在其内加热至熔融状态 在注射机柱塞或螺杆作用下注入模具 冷却固化后脱模即得所需形状的塑料制品的方法 注射成形工艺包括成形前的准备 注射成形过程和制件成形后的修饰与处理三个阶段 Shift F5进入动画模拟 注射成形 Injectionmolding 注射成形模拟 Shift F5进入动画模拟 射出过程示范 注射成形 Injectionmolding Shift F5进入动画模拟 锻造 Forging 锻造是固态金属在压力下塑性变形的成形方法 要求金属的塑性较好 变形抗力小 锻造方法适用于制造受力较大 组织致密 质量均匀的锻件 如转轴 齿轮 曲轴和叉杆等 自由锻工装简单 准备周期短 但产品形状简单 是单件生产和大型锻件的唯一锻造方法 Shift F5进入动画模拟 粉末锻造 Powderforging 粉末锻造的工艺流程为 制粉混粉冷压制坯烧结加热模锻热处理成品 动画 粉末锻造的工艺流程 56 Shift F5进入动画模拟 冲压 Stamping 冲压是借助冲模使金属产生分离或变形的成形方法 要求金属塑性成形时塑性好 变形抗力小 冲压可获得各种尺寸且形状较为复杂的零件 材料利用率和生产率高 冲压广泛应用于汽车 仪表行业 是大批量制造质量轻 刚度好的零件和形状复杂的壳体的首选成形方法 动画为连续模冲裁垫圈零件的工作示意图 Shift F5进入动画模拟 冲压常用的设备有剪床和冲床等 剪床的作用是把板料切成一定宽度的条料为后续的冲压备料 冲床的作用是完成冲压的各道工序 生产出合格的产品 冲压设备 动画 剪床工作原理 剪床 冲压 Stamping Shift F5进入动画模拟 冲模是实现坯料分离或变形必不可少的工艺装备 工作时必须保证冲出合格的制件 同时能适应生产规模的需要 还应使模具制造及维修方便 操作简单 安全可靠 完整的冲模应由工作零件 定位零件 卸料零件 导向零件 基础零件及紧固零件六大部分组成 冲模 动画 模具剖视 冲压 Stamping Shift F5进入动画模拟 冲压 Stamping 冲裁 折弯 拉伸 Shift F5进入动画模拟 TLV510CO2激光切割机床 液态氮气和氧气 激光切割是在激光束能量作用下 在氧助切割机制下 还要加上喷氧与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量 材料表面被迅速 ms范围 加热到几千乃至上万摄氏度而熔化或汽化 随着汽化物逸出和熔融物体被辅助高压气体 氧气或氮气等惰性气体 吹走 切缝产生 激光切割 Lasercutting Shift F5进入动画模拟 热割 氧割氧割热量大 速度快 但切边有褐色薄氧化层 切割处形成氧化层 材质发生变异 冷割 氮割割需耗用高压氮气 速度慢 成本高 但切边无氧化 呈银灰色 切割处比较光亮 切割处需要另外作处理 否则容易生锈 激光切割 Lasercutting Shift F5进入动画模拟 熔焊 利用局部加热的方法 把工件的焊接处加热到熔化状态 形成熔池 然后冷却结晶 形成焊缝 将两部分金属连接成为一个整体的工艺方法 压焊 在焊接过程中需要加压的一类焊接方法 钎焊 利用熔点比母材低的填充金属熔化后 填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 1 引弧过程 焊接时 先将焊条与焊件瞬时接触 发生短路 强大的短路电流流经少数几个接触点 致使接触点处温度急剧升高并熔化 甚至部分发生蒸发 当焊条迅速提起时 焊条头温度已升得很高 在两电极间的电场作用下 产生了热电子发射 飞速的电子撞击焊条端头与焊件间的空气 使之电离成正离子和负离子 电子和负离子流向正极 正离子流向负极 这些带电质点的定向运动形成了焊接电弧 动画 电弧的形成 62 2 焊缝形成过程焊缝形成过程如动画所示 焊接时 在电弧高热的作用下 被焊金属局部熔化 在电弧的吹力作用下 被焊金属上形成了卵形的凹坑 这个凹坑称为熔池 由于焊接时焊条倾斜 在电弧的吹力作用下 熔池的金属被排向熔池后方 这样电弧就能不断地使深处的被焊金属熔化 达到一定的熔深 动画 焊接过程 焊条电弧焊 shieldedmetalarcwelding 焊条电弧焊是熔化焊中最基本的一种焊接方法 利用电弧作为热源 手工操纵焊条进行焊接的方法 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法 其电弧的引燃 焊条送进和电弧移动都采用机械来完成 埋弧自动焊通常用于碳钢 低合金结构钢 不锈钢和耐热钢等中厚板结构的长直缝 直径大于300mm环缝的平焊 此外 它还用于耐磨 耐腐蚀合金的堆焊 大型球墨铸铁曲轴以及镍合金 铜合金等材料的焊接 埋弧焊 Submergedarcwelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 CO2焊采用CO2为保护气体 其焊接过程如图所示 CO2在高温下会分解氧化金属 故不能焊接易氧化的非铁金属和不锈钢 CO2焊的特点 1 生产率高 电流大 易于自动化 无渣壳 2 成本低 无需涂料焊条和焊剂 CO2价廉 3 焊缝质量较好 4 采用气体保护 能全位置焊接 易于自动控制 5 焊缝成形差 飞溅大 6 不能焊接易氧化的非铁金属和不锈钢 7 设备较复杂 使用和维修不便 CO2焊适于焊接低碳钢和强度级别不高的普通低合金结构钢 CO2电弧焊 Carboloydioxidewelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 气焊是利用气体火焰作热源的焊接方法 最常用的是氧 乙炔焊 利用氧 乙炔焰进行焊接 气焊设备简单 操作灵活方便 不需电源 但气焊火焰温度较低 且热量较分散 工件变形大 所以应用不如电弧焊广泛 乙炔 C2H2 为可燃气体 氧气为助燃气体 乙炔和氧气在焊炬中混合均匀后从焊嘴喷出燃烧 将焊件和焊丝熔化形成熔池 冷却凝固后形成焊缝 气焊时气体燃烧 产生大量的CO2 CO H2气体笼罩熔池 起到保护作用 气焊使用不带药皮的光焊丝作填充金属 气焊火焰的种类1 中性焰 最适宜气焊工作 如焊接低碳钢 中碳钢 低合金钢 紫铜 铝合金等 2 碳化焰 通常用于焊接高碳钢 铸铁 硬质合金等 3 氧化焰 除焊接黄铜之外 一般很少使用 65 气焊 Gaswelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 氩气是一种惰性气体 在高温下 它不与金属和其他任何元素起化学反应 也不熔于金属 因此保护效果良好 所焊接头质量高 按使用的电极不同 氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊即钨极氩弧焊 TIG焊 和熔化极氩弧焊 MIG 两种 熔化极氩弧焊 MIG 是以连续送进的焊丝作为电极 电弧产生在焊丝与工件之间 焊丝不断送进 并熔化过渡到焊缝中去 因而焊接电流可大大提高 熔化极氩弧焊可分为半自动焊和自动焊两种 一般采用直流反接法 氩弧焊适于焊接铝 镁 钛及其合金 稀有金属锆 钼 不锈钢 耐热钢 低合金钢等 氩弧焊 Argonarcwelding a 钨极氩弧焊b 熔化极氩弧焊 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 常采用熔点较高的钍钨棒或铈钨棒作为电极 焊接过程中电极本身不熔化 故属不熔化极电弧焊 钨极氩弧焊又分为手工焊和自动焊两种 焊接时填充焊丝在钨极前方添加 当焊接薄板时 一般不需开坡口和加填充焊丝 钨极氩弧焊的电流种类与极性的选择原则是 焊接铝 镁及其合金时 采用交流电 焊其他金属采用直流正接 由于钨极的载流能力有限 其电功率受到限制 所以钨极氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm的工件 动画 钨极氩弧焊 67 钨极氩弧焊 TIG 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 压焊是指在加热或不加热状态下对组合焊件加压 使其产生塑性变形 并通过再结晶和扩散等作用 使两个分离表面的原子达到形成金属键而连接的焊接方法 常用的有电阻焊和摩擦焊 电阻焊是利用电流通过焊接接头的接触面及邻近区域产生的电阻热 把焊件加热到塑性或局部熔化状态 再在电极压力作用下形成接头的一种焊接方法 电阻焊可分为点焊 缝焊 对焊 电阻焊特点及应用1 加热迅速 温度较低 焊接热影响区及变形小 易获得优质接头 2 不需外加填充金属和焊剂 3 电阻对焊无弧光 噪声小 烟尘 有害气体少 劳动条件好 4 焊件结构简单 重量轻 气密性好 易于获得形状复杂的零件 5 易实现机械化 自动化 生产率高 6 焊接接头质量不稳定 7 焊机复杂 造价较高 摩擦焊 是利用工件金属焊接表面相互摩擦产生的热量 将金属局部加热到塑性状态 然后在压力下完成焊接的一种热压焊接方法 摩擦焊的特点及应用a 接头质量好且稳定 b 生产率高 成本低 c 适用范围广 d 生产条件好 e 焊机所需功率小 省电 压焊 Pressurewelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 点焊 Spotwelding 是利用电流通过两圆柱形电极和搭接的两焊件产生电阻热 将焊件加热并局部熔化 形成一个熔核 然后在压力下熔核结晶 形成一个焊点的焊接方法 点焊适于低碳钢 不锈钢 铜合金 铝镁合金 厚度4mm以下的薄板冲压结构及钢筋的焊接 缝焊 Seamwelding 适于板厚3mm以下 焊缝规则的密封结构的焊接 缝焊与点焊同属于搭接电阻焊 焊接过程与点焊相似 采用滚盘作电极 边焊边滚 相邻两个焊点重叠一部分 形成一条有密封性的焊缝 主要用于有密封性要求的薄板件 对焊 Buttwelding 是利用电阻热将焊件断面对接焊合的一种电阻焊 可分为电阻对焊和闪光对焊 对焊主要用于制造封闭形零件 轧制材料接长 异种材料制造的焊接 68 电阻焊 Resistancewelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 电渣焊是利用电流通过熔渣产生的熔渣电阻热加热熔化母材与电极 填充金属 的一种焊接方法 按电极形状可分为丝极电渣焊 板极电渣焊 熔嘴电渣焊和熔管电渣焊 丝极电渣焊过程如图所示 焊接过程为先引弧 形成渣池 电弧过程变为电渣过程 熔化金属凝固成形 电渣焊的特点 1 可一次焊成很厚的焊缝 2 生产率高 焊接材料消耗少 不需开坡口 3 焊缝金属较纯净 渣池覆盖住熔池 保护良好 有利于气体和杂质浮出 4 接头金属在高温下停留时间长 过热区大 接头金属组织粗大 焊后应进行正火处理 电渣焊主要用于厚壁压力容器和铸 焊 锻 焊 厚板拼焊等大型构件的制造 厚度应大于40mm的碳钢 合金钢和不锈钢等 电渣焊 Electro slagwelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 1 等离子弧的产生 等离子弧是一种电离度很高的压缩电弧 温度高 能量密度大 其发生装置如图所示 在三个压缩作用下形成等离子弧 a 机械压缩效应 b 热压缩效应 c 电磁压缩效应 温度可达24000K 50000K 2 等离子弧焊接 需用等离子弧焊电源和等离子焊枪及填充金属 分为大电流等离子弧焊 这种焊接又可分为穿孔型等离子弧焊和熔入型等离子弧焊 微束等离子弧焊 其特点是 有小孔效应 能较好实现单面焊双面自由成形 微束等离子弧焊可焊接箔材和薄板 能量集中 热影响区小 焊接质量好 生产率高 3 等离子弧焊用于航空航天等军工和尖端工业技术的铜及铜合金 钛及钛合金 合金钢 不锈钢 钼等金属的焊接 等离子弧焊 Plasmaarcwelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 摩擦焊 是利用工件金属焊接表面相互摩擦产生的热量 将金属局部加热到塑性状态 然后在压力下完成焊接的一种热压焊接方法 摩擦焊用于圆形工件 棒料管子的对接 动画 摩擦焊 69 摩擦焊 Spinwelding 焊接 Welding Shift F5进入动画模拟 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料 将焊件和钎料加热到高于钎料熔点 低于母材熔点的温度 利用液态钎料湿润母材 填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法 钎焊按钎料熔点可分为软钎焊 硬钎焊 钎剂能除去氧化膜和油污等杂质 保护母材接触面和钎料不受氧化 并增加钎料湿润性和毛细流动性 钎料易熔钎料 钎料熔点在450 以下的钎焊 常用锡铅钎料 松香 氯化锌溶液作钎剂 其