机械工程训练

机械工程训练,浙江工业大学工程训练中心周清电话：88320695手机铸造,一、概述1.铸造的定义：是一种液态金属成形的方法，即将金属加热到液态，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中，冷却并凝固成具有型腔形状的铸件的成形方法。固态液态固态,2.铸造的方法砂型铸造金属型铸造压力铸造离心铸造熔模铸造,3.优点状复杂制件：液态金属流动性复杂外形型芯复杂内腔成本低廉工艺灵活、适应范围广,4.缺点力学性能差（铸造组织粗大，有缺陷）工作条件较差废品率较高（铸造工序繁多）,5.应用形状复杂，受力简单的制件机床：床身、箱体（齿轮箱、变速箱、进给箱、溜板箱）手轮、方刀架手柄,二、型砂的制备,1.铸型的组成,2.型砂的组成通常型砂是由原砂（其主要成分是SiO2，耐火性高达17300C）、粘土和水按一定比例混合而成，其中粘土约为9，水约为6，有时还加入少量如煤粉、木屑等附加物以提高型砂的退让性能。,3.型砂的性能透气性强度耐火性可塑性退让性,三、铸造工艺,1.造型方法的选择依据：铸件形状、尺寸、技术要求原则：保证质量、降低成本、条件可能,2.确定浇注位置和分型面,（1）浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。关系到铸件的质量能否得到保证，也涉及铸件尺寸精度及造型工艺过程。大平面朝下薄壁朝下或处于侧面，厚大部位置于上部或侧面铸件重要面朝下或处于侧面,（2）分型面：指两半铸型相互接触的表面。在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。,3.工艺参数的确定,模样与铸件铸件与零件尺寸铸造收缩余量加工余量形状芯头起模斜度不铸孔（铸铁35、钢50）铸造圆角,4.确定浇注系统,浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。由浇口杯（外浇口）、直浇道、横浇道和内浇道等部分组成。,1冒口2外浇口3直浇道4横浇道5内浇道,直浇道提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。横浇道控制金属液流入型腔的速度和方向，良好的阻渣能力。内浇道位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。在规定的浇注时间内充满型腔。金属液进入型腔时避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。,四、造型方法,整模两箱造型,五、铸件常见缺陷,书P4647,焊接,一、概述,焊接的定义：焊接是通过加热或加压（或两者并用），并使用（或不用）填充材料，使焊件形成原子间结合，从而实现永久性（不可拆卸）连接的一种加工方法。,焊接按其不同的方法可分为三大类熔化焊压力焊钎焊,二、手工电弧焊,1.手工电弧焊的设备（1）电源：空载6070V、电弧燃烧时的2035V。（2）焊机：交流弧焊机直流弧焊机,2.电焊条（1）焊条的组成：焊条由焊条芯和药皮组成,焊芯的作用：电极导电、形成焊缝金属的主要材料药皮：（1）保持电弧稳定燃烧，以改善焊接工艺，保证焊接质量。（2）对焊缝进行机械保护，药皮在焊接时产生大量的气体和熔渣，隔绝空气的有害影响，对焊缝金属起到保护。（3）脱去焊缝金属的有害杂质（如氧、氢、硫、磷等）。（4）向焊缝金属渗入有益的合金元素，以改善焊缝质量。,3.焊接接头、焊缝形式,常见的焊接接头型式,对接接头常见的坡口形状型式,4.焊缝的空间位置,三、手工电弧焊基本操作,1.引弧（1）摩擦法：（2）敲击法：2.引弧时需注意如下事项：（1）引弧处应无油污、水锈，以免产生气孔和夹渣。（2）焊条在与焊件接触后提升速度要适当，太快难以引弧，太慢焊条和焊件粘在一起造成短路。,3.运条方法与焊条角度,4.焊缝收尾(1)划圈收尾法(2)反复断弧法,5.焊接缺陷常见的缺陷有外部缺陷：焊缝尺寸和形状不符合要求；内部缺陷：咬边、焊瘤、未焊透、夹渣、气孔和裂纹等（p64-65）6.焊接检验外部缺陷：外观检验内部缺陷：密封性检验、无损探伤,钳工,一、概述1.钳工的定义：钳工是手持工具对金属材料进行切削加工的一种方法。基本操作有划线、錾削、锯削、锉削、攻丝、套扣及刮削等。2.主要特点钳工工具简单，制造刃磨方便，材料来源充足，成本低；钳工大部分是手持工具进行操作，加工灵活，方便，能够加工形状复杂，质量要求较高的零件；钳工劳动强度大，生产率低，对工人技术水平要求高。,二、锯削,1.手锯手锯是钳工的基本工具之一，由锯弓和锯条两部分组成。（1）锯弓锯弓用来夹持和拉紧锯条。其结构有固定式和可调式两种。锯弓由弓架、锯柄、拉杆和蝶形螺母组成。,（2）锯条粗齿中齿细齿常用的锯条长300、宽12、厚0.8,3.安装锯条,4.锯削方法（1）起锯时，以左手拇指靠住锯条，右手往复推动手柄，起锯角度（约100150），不宜过大，以免崩齿；锯弓往复行程要短，用力要轻，锯条要与工件表面垂直。（2）锯削时，锯弓做直线往复运动，不可摆动。前进时加压，用力要均匀；返回时，手锯稍微抬起，以减少锯齿的磨损。锯削速度不宜太快，一般以每分钟往复40次为宜。锯削中，应使锯条全长参加工作，以免局部过度磨损。,（3）快锯断时，速度要慢、用力要小，行程要短，手锯后部抬起略向前倾，以避免锯齿折断和造成事故。,三、锉削,1.锉刀（1）按其横截面形状可分：平锉（又称板锉）、方锉、三角锉、半圆锉和圆锉（2）按其齿纹的粗细又可分：粗齿锉、中齿锉、细齿锉和最细齿（又称油光锉）（3）按用途还可分：普通锉刀和整形锉刀（又称什锦锉）,锉刀的构造、种类和应用,2.锉削方法（1）平面锉削方法顺锉法交叉锉法推锉法（2）曲面锉削方法滚锉法横锉法,a）交叉锉法b）顺向锉法c）推锉法,a）顺着外圆弧面锉b）横着沿外圆弧面锉,磨削,一、砂轮,1.砂轮的结构：砂轮是由许多小而坚硬的磨料和结合剂以适当的比例混合，经压坯、干燥，烧结而成的多孔物体。它由磨粒、结合剂和气孔（空隙）三个要素组成。磨粒起切削作用；结合剂起支持磨粒的作用（砂轮的强度）；气孔有助于排屑和散热的作用,2.砂轮的选用一般情况下，粗磨或磨硬材料时，选用较软砂轮；精磨、成形磨或磨软材料时，选用较硬砂轮；在磨削有色金属时，由于砂轮易被堵塞，应选用较软砂轮。,二、平面磨削,1.平面磨床：M7120AM磨床类；71卧轴矩台平面磨床；20最大磨削宽度的110，即最大磨削宽度为200mm；A经过重大改进,2.工件装夹：电磁吸盘：靠电磁铁的吸力吸紧工件3.磨削方法：,周磨法磨削平面,端磨法磨削平面,（1）周磨法：砂轮与工件的接触面积小，排屑和冷却条件好，加工质量高，一般用于精磨。（2）端磨法：砂轮与工件接触面积大，但发热量大，也不易排屑和冷却，故精度低，一般用于粗磨。,4.磨削液苏打水（常用）：苏打水的成分为：无水碳酸钠(Na2CO3)，即纯碱，又名苏打粉，含1；亚硝酸钠(Na2NO2)含0.25；其余为水乳化液（精磨）：乳化液的成分为油酸，含0.5；硫化蓖麻油，含1.5；锭子油，含8；及含1的碳酸钠的水溶液90。磨削液的主要作用是降低磨削区的温度，起冷却作用；减少砂轮与工件之间的摩擦，起润滑作用；还能冲走脱落的砂粒和磨屑，以防止砂轮堵塞。,三、外圆磨削,1.外圆磨床：M1420AM-磨床类。1-外圆磨床组。4-万能型。20-最大磨削直径的110，即最大磨削直径为200mm。A-经过一次重大改进,2.工件装夹（1）一夹一顶（2）双顶尖,铣削,一、铣床1.铣床的分类：卧室铣床、立式铣床、专用铣床、龙门铣床、数控铣床等。2.卧式万能回转头铣床：XQ6225X-铣床类；Q-轻型；6-卧式铣床；2-卧式万能升降台铣床；25-工作台宽度的110；即工作台工作面的宽度为250mm,二、铣刀,带柄铣刀,(a)镶齿面铣刀(b)立铣刀(c)键槽铣刀(d)T型立铣刀(e)燕尾槽铣刀,(a)圆柱铣刀(b)三面刃铣刀(c)锯片铣刀(d)模数铣刀,带孔铣刀,三、铣削运动1.主运动：铣床主轴带动铣刀的旋转运动称为主运动，通常主运动的速度最高，消耗功率也最大。2.进给运动：不断地把金属层投入切削的运动称为进给运动。铣削时，通常有纵向、横向和垂直三个方向。,车削,一、概述车工是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸，将其加工成所需零件的一种切削加工方法。车削加工工件的表面尺寸公差等级一般为IT10IT8，表面粗糙度Ra值为6.3m1.6m。,二、车床,1.卧式车床：C6136AC-表示车床(类代号)。61-表示卧式车床(组、系代号)。36-表示车床上加工最大回转直径的1/10(主参数)。A-表示此车床的结构经过第一次改选(改进顺序号）,2.工件的安装（1）用三爪自定心卡盘安装工件,（a）结构（b)夹持棒料（c）反爪夹持大棒料,三爪自定心卡盘结构和工件安装,（2）用一夹一顶安装工件（3）用顶尖安装工件,三、车床的基本操作,1.车端面,2.车外圆,3.钻孔,4.车圆锥面（1）宽刀法：车削较短圆锥（2）转动小刀架法：加工锥面不长的工件（3）尾座偏移法：当车削锥度小，锥形部分较长的圆锥面（4）靠模法：较长的外圆锥和圆锥孔，精度要求较高而批量又较大,典型零件的加工工艺,一、加工工艺的内容、路线和原则1加工工艺的内容（1）确定零件的毛坯：铸件、锻件、压铸件、焊件及型材（如圆棒、方棒料）等。毛坯的加工总余量：手工造型铸件约为36；自由锻件约为3.57；圆钢棒料约为1.52.5。,（2）确定零件的加工工序：车、钳、刨、铣、镗、磨等，通过对零件的工艺分析，确定工种的类型和加工顺序，即选择零件的工艺路线。（3）确定每一工序所用的机床、工件装夹方法、加工方法、度量方法以及加工尺寸（包括为下一道工序所留的加工余量）单件小批量及中小型零件的工序余量：半精车约为0.81.5；高速精车约为0.40.5；低速精车约为0.10.3；磨削约为0.150.25。,（4）确定所用切削用量和工时定额。单件小批量生产的切削用量一般由工人自行选定，工时定额按经验估计确定。（5）填写工艺卡。采用简要说明及工艺简图表明上述内容。,2.加工工艺路线的拟定（1）粗加工阶段：切除大部分加工余量，获得较高的生产率，为后续工序创造有利的条件。（2）半精加工阶段：为零件主要表面的精加工作好准备，即达到一定的精度、表面粗糙度和精加工余量，并完成一些次要表面的加工，该加工阶段一般在淬火以前进行。,（3）精加工阶段：主要为保证工件各表面的精度和减少表面粗糙度值，切除的金属较少，使零件主要表面的加工达到图纸的要求。（4）光整加工阶段：对于精度很高、表面粗糙度值很小的表面（IT6及以上，Ra为0.2m以下），要安排专门的光整加工，以提高加工表面的尺寸精度和表面质量。,3加工工艺的基本原则（1）先主后次原则：主要表面先加工，次要表面后加工。主要表面指工作表面、装配基准面等；次要表面指非工作表面、键槽、螺钉孔、螺纹孔等。（2）精基面先行原则：加工孔时，应先车端面、钻中心孔，再以两端的中心孔为精基面进行后续的加工，才能保证各表面之间的位置精度。盘套类零件，以一个端面和外圆为精基面。,（3）粗精加工分开原则：消除工件在粗加工时因夹紧力、切削热和内部应力所引起的变形，有利于热处理的安排，也有利于高精度机床的合理使用。（4）“一刀活”原则：在单件小批量生产中，有位置精度要求的相关表面，应尽可能在一次装夹中完成加工。（5）热处理工序：通常安排在切削加工之前进行但若以提高力学性能为目的，则应放在粗、精加工之间进行。,典型零件加工工艺,1.阶梯轴的加工工艺材料：45号钢规格：30800件数：10件,工序一下料C6136，三爪装夹下料规格30750（10件）工序二车C6136，三爪装夹夹毛坯外圆，伸出74；1车端面（光出即可），打中心孔；2车26外圆至2768；3车18外圆至1931；4倒角145（略大一点）；5在长度为67处切断工件。工序三车C6136，三爪装夹夹1931外圆1车端面，保证总长66；打中心孔；2倒角145（略大一点）。工序四铣立式铣床，平口钳装夹铣键槽至尺寸工序五热处理调质处理工序六车C6132，双顶尖装夹车1832至尺寸；车26外圆至26.3.工序七磨外圆磨床，双顶尖装夹磨26h7外圆至尺寸。工序八检验,阶梯轴的工序简图,2.短台阶轴加工工艺（HT2003270）,工序一下料，C6132，三爪装夹，夹32毛坯外圆，伸出80切断，长度70。工序二车，C6132，三爪装夹，夹毛坯外圆，伸出30车平端面；粗、精车外圆2825至尺寸（车平台阶面，下同）；倒角145。工序三车，C6132，三爪装夹调头夹28外圆(垫铜皮，台阶面紧贴三爪）车端面，保证总长68，车外圆2635至尺寸；车外圆2220至尺寸；车外圆1810至尺寸，倒角145。工序四检验（下附工艺简图）,较长台阶轴（有位置精度要求）的加工工艺坯料：4535124,工序一下料锯床尺寸为35124工序二车C6132三爪卡盘装夹夹毛坯外圆伸出40，车平端面，钻3中心孔；调头车端面，保证总长120，钻3中心孔。工序三粗车C6132一夹一顶装夹夹毛坯358，后面顶住车外圆至3362；车28至3049；调头夹308，后面顶住车外圆至2859；2439；1819三个台阶轴。工序四半精车C6132双顶尖装夹先车左端：车3261至尺寸；半精车外圆至28549；开槽至尺寸。,半精车右端：车外圆至26559；车外圆至22539；车外圆至16519；三个槽车至尺寸工序五精车C6132双顶尖装夹先车左端：精车28至尺寸；倒角1.545。调头装夹（垫铜皮）车右端；车26至尺寸；车22至尺寸；车16至尺寸；倒角1.545三处；进给箱手柄选择螺距等于2，车M16外螺纹至尺寸。工序六检验,4.轴套的加工工艺坯料：45锻件规格：4828生产类型：单件生产,工序一锻454828工序二车C6132三爪装夹夹毛坯外圆,伸出16：车平端面,车外圆至4214。