汽车金属加工;课件

汽车工程材料汽车工程材料第三节金属切削加工

第四节焊接第三节金属切削加工

第四节焊接(一)冲压模具1.冲压模具的类型

2.冲模的结构3)可获得强度高、刚性好、质量轻的冲压件。

4)冲压操作简单，工艺过程便于实现自动化、机械化，生产率高；但冲模制造复杂，要求高。

(一)冲压模具

(二)冲压工序

三、锻压工艺在汽车上的应用

(一)冲压模具1.冲压模具的类型

2.冲模的结构1.冲压模具的类型(1)单工序模在压力机的一次冲程中只完成一个工序的模具。

(2)级进模实际上是把两个(或更多个)单工序模联在模板上而成。

(3)组合模冲床每次行程中，坯料在冲模中只经过一次定位，可完成两个以上工序。1.冲压模具的类型(1)单工序模在压力机的一次冲程中只完成2.冲模的结构(1)凹模与凸模图5-46简单冲模

1—模柄2—上模板3—导套4—导柱5—下模板

6—压边围7—凹模8—压板9—导料板

10—凸模11—定位销12—卸料板2.冲模的结构(1)凹模与凸模图5-46简单冲模

1—模柄2.冲模的结构(2)导料板与定位销用以保证凸模与凹模之间具有准确位置的装置。

(3)卸料板冲压后用来卸除套在凸模上的工件或废料。

(4)模架由上、下模板、导柱和导套组成。2.冲模的结构(2)导料板与定位销用以保证凸模与凹模之间具(二)冲压工序1.分离工序

2.变形工序(二)冲压工序1.分离工序

2.变形工序1.分离工序(1)剪切用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序叫剪切。

(2)落料和冲孔落料和冲孔都是将板料按封闭轮廓分离的工序。图5-47落料(冲孔)时金属变形

情况示意图

1—凸模2—凹模1.分离工序(1)剪切用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分1.分离工序5-47.TIF(3)整修使落料或冲孔后的成品获得精确轮廓的工序称为整修。1.分离工序5-47.TIF(3)整修使落料或冲孔后的成品2.变形工序(1)弯曲使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序叫弯曲，图5-48所示为弯曲变形过程简图。

(2)拉深使坯料变形成开口空心零件的工序称为拉深，图5-49所示为拉深过程简图。2.变形工序(1)弯曲使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一2.变形工序图5-48弯曲时金属变形简图2.变形工序图5-48弯曲时金属变形简图2.变形工序图5-49拉深过程简图

1—冲头2—压板3—凹模2.变形工序图5-49拉深过程简图

1—冲头2—压板32.变形工序(3)翻边使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序称为翻边。

(4)成形利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。图5-50翻边简图2.变形工序(3)翻边使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序称为2.变形工序图5-51鼓肚容器成形简图2.变形工序图5-51鼓肚容器成形简图三、锻压工艺在汽车上的应用1.精冲

2.精密锻造

3.挤压铸造

4.粉末注射成形

5.板料无模多点成形

6.塑料增强反应注射成形

7.旋压成形三、锻压工艺在汽车上的应用1.精冲

2.精密锻造

3.挤压铸第三节金属切削加工一、金属切削加工基础知识

二、车削加工

三、铣削加工

四、刨削加工

五、磨削加工

六、钻削加工

七、机加工工艺在汽车上的应用第三节金属切削加工一、金属切削加工基础知识

二、车削加工

一、金属切削加工基础知识(一)切削运动图5-52切削运动

a)车外圆面b)磨外圆面c)钻孔d)车床上镗孔e)刨平面f)铣平面

g)车成形面h)铣成形面一、金属切削加工基础知识(一)切削运动图5-52切削运动

一、金属切削加工基础知识(二)切削用量图5-53切削形成的表面一、金属切削加工基础知识(二)切削用量图5-53切削形成的一、金属切削加工基础知识(1)切削速度vc在切削加工时，切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时速度，即在单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移，单位为m／s。

1)主运动为旋转运动(车、铣、刨、磨、钻削加工)时，切削速度为加工表面最大线速度：

2)主运动为往复直线时，常以往复运动的平均速度作为切削速度：

(2)进给量f在主运动的一个循环内，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。

(3)背吃刀量αp待加工表面和已加工表面之间的垂直距离。

(三)切削刀具

1.刀具材料一、金属切削加工基础知识(1)切削速度vc在切削加工时，切一、金属切削加工基础知识(1)碳素工具钢这种材料淬火后有较高的硬度(59～64HRC)，容易磨得锋利，价格低，但热硬性差，在温度达到200～250℃时，硬度明显下降，因此它允许的切削速度很低(vc小于10m／min)。

(2)低合金刃具钢它比碳素工具钢有较高的热硬性和韧性，其热硬性温度可达300～350℃，故允许的切削速度比碳素工具钢高10％～40％。

(3)高速钢这种钢热处理后硬度可达62～65HRC，耐磨性好；它的热硬性温度达550～600℃，允许的切削速度比碳素工具钢高2～4倍；其抗弯强度和韧性比硬质合金好，能承受较大的冲击力。

(4)硬质合金这种材料具有高的硬度(87～92HRA，相当于70～75HRC)，热硬性温度高达900～1000℃，因此它允许的切削速度比高速钢又高出4～10倍。一、金属切削加工基础知识(1)碳素工具钢这种材料淬火后有较一、金属切削加工基础知识(5)陶瓷材料主要成分为氧化铝(Al2O3)，刀片硬度可达86～96HRA，热硬性温度达1200℃，能承受高的切削速度。

(6)人造金刚石硬度极高(接近10000HV，硬质合金只有1000～2000HV)，热硬性温度为700～800℃。一、金属切削加工基础知识(5)陶瓷材料主要成分为氧化铝(A一、金属切削加工基础知识

图5-54车刀的组成

1—副后面2—副切削刃3—前面

4—刀杆5—主切削刃6—刀头

7—主后面8—刀尖一、金属切削加工基础知识

图5-54车刀的组成

1—副一、金属切削加工基础知识(7)立方氮化硼是人工合成的高硬度材料，硬度达7300～9000HV，热硬性温度达1300～1500℃，切削性能好，适于难加工材料的加工。

2.刀具几何角度

(1)车刀的组成如图5-54所示，车刀由刀头和刀杆组成。

1)前面(Ar)为刀具上切屑流过的表面。

2)主后面(Aa)为刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。

3)副后面(Aa′)为刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。

4)主切削刃(S)为起始于切削刃上主偏角为零的点，并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。

5)副切削刃(S′)为切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于主偏角为零的点，但它向背离主切削刃的方向延伸。一、金属切削加工基础知识(7)立方氮化硼是人工合成的高硬度一、金属切削加工基础知识6)刀尖为主切削刃和副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。

(2)正交平面参考系为了确定和测量刀具切削刃和切削面的几何形状及在空间的位置，设想以下三个辅助平面作为基准面，如图5-55所示。

1)基面(pr)是过切削刃选定点的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线。

2)主切削平面(ps)是通过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。

3)正交平面(po)是通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。

(3)在正交平面内测量的角度如图5-56所示。一、金属切削加工基础知识6)刀尖为主切削刃和副切削刃的连接处一、金属切削加工基础知识图5-55车刀上的三个辅助平面

1—主切削平面2—正交平面3—底平面

4—车刀5—基面6—工件一、金属切削加工基础知识图5-55车刀上的三个辅助平面

1一、金属切削加工基础知识图5-56在正交平面内测量的角度

1—正交平面2—主切削刀在基面上的投影

3—负前角时的剖面4—正前角时的剖面一、金属切削加工基础知识图5-56在正交平面内测量的角度

一、金属切削加工基础知识1)前角γo为前面与基面间的夹角，在正交平面中测量，表示前面的倾斜程度。

2)后角αo为后面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量，表示后面的倾斜程度。

3)楔角βo为前面与后面的夹角，在正交平面中测量。

(4)在基面内测量的角度如图5-57所示。

1)主偏角κr为主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量，它能改变刀刃与刀头的受力及散热情况。

2)副偏角κr′为副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量，它影响已加工表面一、金属切削加工基础知识1)前角γo为前面与基面间的夹角，在一、金属切削加工基础知识3)刀尖角εr为主切削平面与副切削平面间的夹角，图5-57在基面内测量的角度一、金属切削加工基础知识3)刀尖角εr为主切削平面与副切削平一、金属切削加工基础知识在基面中测量，它影响刀尖强度及散热性能。

(四)切削机床的分类与编号

1.机床的分类

2.机床型号编制方法一、金属切削加工基础知识在基面中测量，它影响刀尖强度及散热性二、车削加工1.车床图5-58卧式车床外观图

1—进给箱2—交换齿轮箱3—主轴箱4—床身5—尾座6—丝杠

7—光杠8—溜板与刀架9—溜板箱二、车削加工1.车床图5-58卧式车床外观图

1—进给箱二、车削加工(1)主轴变速箱用来支承主轴并将电动机的旋转运动传递给主轴。

(2)挂轮箱把主轴的旋转运动传递给进给箱。

(3)进给箱用来实现车刀的进给运动。

(4)溜板箱把丝杠或光杠的旋转运动变为溜板和刀架的直线运动。

(5)溜板分上、中、下三层。

(6)刀架固定在小滑板上，用来装夹刀具并与溜板一起作进给运动。

(7)尾座安放在车床右端的导轨上。

(8)光杠与丝杠将进给箱的运动传递给溜板箱。

(9)床身车床的基础件，上述各种部件都安装在床身上。二、车削加工(1)主轴变速箱用来支承主轴并将电动机的旋转运二、车削加工2.车床附件

(1)卡盘卡盘是应用最广的夹具，安装在车床主轴上。图5-59卡盘

a)三爪自定心卡盘b)四爪单动卡盘二、车削加工2.车床附件

(1)卡盘卡盘是应用最广的夹具，二、车削加工(2)花盘花盘一般用于装夹一些形状复杂、无法用卡盘装夹的零件。

(3)顶尖在装夹轴类零件时，顶尖起支承与定位作用。二、车削加工(2)花盘花盘一般用于装夹一些形状复杂、无法用二、车削加工图5-60用花盘装夹工件

1—工件2—平衡铁二、车削加工图5-60用花盘装夹工件

1—工件2—平衡铁二、车削加工图5-61顶尖

a)固定顶尖b)回转顶尖二、车削加工图5-61顶尖

a)固定顶尖b)回转顶尖二、车削加工3.车刀种类及车床工作

(1)车刀的种类车刀的种类很多，按用途可分为外圆车刀、左偏刀、右偏刀、车孔刀、切断刀、螺纹车刀、成形刀等，如图5-62所示。

(2)车床工作在车床上能进行多种车削，如车外圆、车端面、钻孔、车孔、车槽、切断、车锥体、车螺纹及车削其他成形表面等，此外还可以滚花、盘绕弹簧等。

1)车外圆：这是车床上最基本的一种加工，是由工件的旋转和车刀作纵向移动完成的，如加工光轴和阶梯轴、套筒、圆盘形零件(如带轮、飞轮、齿轮)的外表面。二、车削加工3.车刀种类及车床工作

(1)车刀的种类车刀的二、车削加工图5-62常用车刀

a)45°外圆刀b)75°外圆刀c)左偏刀d)右偏刀e)车孔刀f)切断刀

g)螺纹车刀h)成形刀二、车削加工图5-62常用车刀

a)45°外圆刀b)75二、车削加工2)车端面：是由工件的旋转和车刀作横向移动完成的，图5-63所示为常用的两种不同车刀车端面的情况。

3)切断及车槽：在车床上切断工件时，是用切断车刀作横向进给来完成的，图5-64所示为切断装在卡盘上的短工件。二、车削加工2)车端面：是由工件的旋转和车刀作横向移动完成的二、车削加工图5-63车断面二、车削加工图5-63车断面二、车削加工图5-64切断工件4)钻孔、车孔：在车床上钻孔时，二、车削加工图5-64切断工件4)钻孔、车孔：在车床上钻孔二、车削加工通常将钻头装在尾座锥形孔中，用手转动尾座手轮使钻头移动进行加工，如图5-65所示；也可用夹具把钻头装夹在刀架上，或用床鞍拉动车床尾座进行自动进给钻孔。

5)车圆锥面：是由工件作旋转运动，车刀作直线进给运动并与工件回转轴线成一定角度来完成的，如图5-66所示。图5-65用车床钻孔二、车削加工通常将钻头装在尾座锥形孔中，用手转动尾座手轮使钻二、车削加工6)车螺纹：是由工件作旋转运动，螺纹车刀按规定螺距作纵向进给来完成的，如图5-67所示。图5-66车圆锥面二、车削加工6)车螺纹：是由工件作旋转运动，螺纹车刀按规定螺二、车削加工7)车成型面：是由工件作旋转运动，车刀作曲线进给运动来完成的，如图5-68所示。二、车削加工7)车成型面：是由工件作旋转运动，车刀作曲线进给二、车削加工图5-67车螺纹二、车削加工图5-67车螺纹二、车削加工图5-68车成型面二、车削加工图5-68车成型面三、铣削加工1.铣床图5-69铣削三、铣削加工1.铣床图5-69铣削三、铣削加工(1)卧式铣床铣床的主轴是水平的，与工作台台面平行。

(2)立式铣床立式铣床与卧式铣床的主要区别是它的主轴是直立的，与工作台成垂直位置，图5-71所示为立式铣床的外形图。图5-70万能卧式铣床

1—床身2—主轴3—刀杆4—悬梁5—工作台

6—回转盘7—横滑板8—升降台三、铣削加工(1)卧式铣床铣床的主轴是水平的，与工作台台面三、铣削加工图5-71立式铣床2.铣床附件三、铣削加工图5-71立式铣床2.铣床附件三、铣削加工(1)机床用平口虎钳在铣削工件时，常使用机床用平口虎钳夹紧工件，它通常用T型螺钉固定在铣床工作台上。图5-72机床用平口虎钳(2)回转工作台回转工作台用来辅助铣床完成各种曲面和分度零三、铣削加工(1)机床用平口虎钳在铣削工件时，常使用机床用三、铣削加工件的铣削加工。图5-73回转工作台

a)手动回转工作台b)机动回转工作台

1—转盘2—螺钉3—手轮4—挡铁5—传动轴6—手柄7—手动进给手轮的连接方头三、铣削加工件的铣削加工。图5-73回转工作台

a)手动回三、铣削加工(3)万能铣头在铣床上，为了扩大工作范围，图5-74万能铣头三、铣削加工(3)万能铣头在铣床上，为了扩大工作范围，图5三、铣削加工可以装上万能铣头，其主轴可以在相互垂直的两个平面内旋转。

(4)万能分度头分度头是万能铣床的重要附件，在铣床上加工某些机器零件(如齿轮、花键轴、离合器、蜗轮、蜗杆等)和切削工具(如铰刀、麻花钻等)时，都要使用分度头。图5-75分度头外形图

1—顶尖2—主轴3—回转体4—螺钉5—壳体6—分度盘

7—分度手柄8—分度叉三、铣削加工可以装上万能铣头，其主轴可以在相互垂直的两个平面三、铣削加工3.铣刀图5-76常用铣刀4.铣削方式

(1)铣刀寿命顺铣时，因机床进给机构和螺母之间存在间隙，而切削力与进给方向一致，在切削力的作用下会引起工件和工作台沿进给方向突然移动，使铣刀受到冲击，甚至出现刀齿崩毁或工件飞出等现象；而逆铣时，铣削力与进给方向相反，丝杠和螺母总是保持紧密接触，不会出现以上的现象。三、铣削加工3.铣刀图5-76常用铣刀4.铣削方式

(1)三、铣削加工图5-77顺铣三、铣削加工图5-77顺铣三、铣削加工图5-78逆铣(2)工作平稳性顺铣时的切削力将工件压向工作台导轨，三、铣削加工图5-78逆铣(2)工作平稳性顺铣时的切削力三、铣削加工使工件装夹牢固，能够提高加工表面的质量；而逆铣时，铣削力有将工件及工作台上抬的趋势，加大了工作台与导轨之间的间隙，引起振动。

(3)工作效率顺铣可以提高铣削速度，节省机床动力，较之逆铣的生产效率高。三、铣削加工使工件装夹牢固，能够提高加工表面的质量；而逆铣时四、刨削加工图5-79刨削与插削

a)刨削b)插削

1—待加工表面2—过渡表面3—已加工表面四、刨削加工图5-79刨削与插削

a)刨削b)插削

1—四、刨削加工1.刨床

(1)牛头刨床主要用来刨削中、小型工件，在工具、机修车间进行单件或小批生产时应用较广泛。图5-80B6065型牛头刨床外观图

1—工作台2—刀架3—滑枕4—床身5—摆杆

机构6—变速机构7—进给机构8—横梁四、刨削加工1.刨床

(1)牛头刨床主要用来刨削中、小型工四、刨削加工(2)龙门刨床用来加工大型工件，或一次装夹加工几个中、小型工件。图5-81BM2015型龙门刨床外观图

1—床身2—工作台3—侧刀架4—垂直刀架5—顶梁6—立柱

7—横梁8—进给箱9—电动机四、刨削加工(2)龙门刨床用来加工大型工件，或一次装夹加工四、刨削加工(3)插床主要用来插削直线的成形内表面，图5-82所示为B5032型插床。

2.刨刀图5-82B5032型插床外观图

1—滑枕2—床身3—变速箱4—进给箱5—分度盘

6—工作台横向移动手轮7—底座8—工作台

纵向移动手轮9—工作台四、刨削加工(3)插床主要用来插削直线的成形内表面，图5-四、刨削加工图5-83常用刨刀

a)平面刨刀b)偏刀c)刨槽刀d)成形刀

e)弯刨槽刀f)角度刀

四、刨削加工图5-83常用刨刀

a)平面刨刀b)偏刀四、刨削加工四、刨削加工四、刨削加工图5-84刨削所能完成的工作3.刨削加工四、刨削加工图5-84刨削所能完成的工作3.刨削加工五、磨削加工1.磨床

(1)万能外圆磨床万能外圆磨床和普通外圆磨床的主要区别是：万能外圆磨床不仅能磨削圆柱形工件的表面，同时还能磨削圆锥表面和内孔。图5-85M1432A型万能外圆磨床

1—头架2—工作台3—砂轮4—内圆磨具5—砂轮主轴箱6—尾座7—换向撞块

8—床身9—液压操纵箱五、磨削加工1.磨床

(1)万能外圆磨床万能外圆磨床和普通五、磨削加工(2)内圆磨床图5-86所示为M2110A型普通内圆磨床。

(3)平面磨床图5-87所示为M7120A型平面磨床。五、磨削加工(2)内圆磨床图5-86所示为M2110A型普五、磨削加工图5-86M2110A型普通内圆磨床

1—工作台2—换向撞块3—头架

4—砂轮修整器5—内圆磨具6—床身五、磨削加工图5-86M2110A型普通内圆磨床

1—工作五、磨削加工图5-87M7120A型平面磨床

1—驱动工作台手轮2—磨头3—滑鞍4—横向进

给手轮5—砂轮修正器6—立柱7—换向撞块

8—工作台9—垂直进给手轮10—床身五、磨削加工图5-87M7120A型平面磨床

1—驱动工作五、磨削加工图5-88砂轮的组成

1—空隙2—结合剂3—磨料五、磨削加工图5-88砂轮的组成

1—空隙2—结合剂3五、磨削加工2.砂轮

(1)砂轮的特性砂轮是由磨料(砂粒)和特殊结合剂粘结而成的，其构造如图5-88所示。

1)磨料。

2)粒度。

3)结合剂。

4)硬度。

5)组织。

(2)砂轮的形状砂轮的形状根据磨床的类型、加工方法及工件的加工技术要求来确定，常用的砂轮形状如图5-89所示。五、磨削加工2.砂轮

(1)砂轮的特性砂轮是由磨料(砂粒)五、磨削加工图5-89砂轮的形状

a)、b)平形c)、d)、e)碗形f)、g)、h)碟形i)、j)磨内圆用砂轮五、磨削加工图5-89砂轮的形状

a)、b)平形c)、d六、钻削加工1.钻床图5-90台式钻床六、钻削加工1.钻床图5-90台式钻床六、钻削加工(1)台式钻床台式钻床是一种小型钻床，常用来钻直径在13mm以下的孔，一般采用手动进给。

(2)立式钻床立式钻床的主要规格用最大钻孔直径表示，常见的有25mm、35mm、40mm、50mm等几种类型。

(3)摇臂钻床如图5-92所示，钻床的摇臂2可在立柱4上作上下移动和作360°回转，主轴箱1可沿摇臂2上的导轨作水平移动，所以摇臂钻床工作时可以很方便地调整主轴3的位置。图5-91立式钻床

1—工作台2—主轴3—进给箱

4—主轴箱5—立柱6—底座六、钻削加工(1)台式钻床台式钻床是一种小型钻床，常用来钻六、钻削加工图5-92摇臂钻床

1—主轴箱2—摇臂3—主轴

4—立柱六、钻削加工图5-92摇臂钻床

1—主轴箱2—摇臂3—六、钻削加工2.钻头

(1)钻头的组成钻头的种类很多，有麻花钻、扁钻、深孔钻、中心钻等，其中麻花钻是最常用的钻头。六、钻削加工2.钻头

(1)钻头的组成钻头的种类很多，有麻六、钻削加工图5-93标准麻花钻

Ⅰ—工作部分Ⅱ—颈部Ⅲ—柄部Ⅳ—导向部分Ⅴ—切削部分1)钻柄：用以传递动力和夹持定心。六、钻削加工图5-93标准麻花钻

Ⅰ—工作部分Ⅱ—颈部六、钻削加工图5-94钻套和钻夹头

a)钻套b)钻夹头2)颈部：是工作部分和钻柄之间的连接部分。六、钻削加工图5-94钻套和钻夹头

a)钻套b)钻夹头2六、钻削加工(2)钻头的主要角度标准麻花钻的主要切削角度由前角、后角、3)工作部分：是钻头的主要部分，包括导向部分和切削部分。图5-95麻花钻的切削部分

1—横刃2—主切削刃3—棱边4—副后面5—前面

6—副切削刃7—刀尖8—主切削刃9—主后面六、钻削加工(2)钻头的主要角度标准麻花钻的主要切削角度由六、钻削加工顶角等组成。

1)前角。

2)后角。

3)顶角。六、钻削加工顶角等组成。

1)前角。

2)后角。

3)顶角。六、钻削加工图5-96加工钢材的

“群钻”

1—凹圆弧刃2—分屑槽

3—横刃六、钻削加工图5-96加工钢材的

“群钻”

1—凹圆弧刃七、机加工工艺在汽车上的应用1)机械加工工艺流程反映了当代轿车制造业中最先进的水平，生产节拍30～40s，生产线部分采用风冷干式切削加工技术。

2)刀具材料的选用。

3)刀具典型结构与加工工艺。

4)高速专用数控机床。七、机加工工艺在汽车上的应用1)机械加工工艺流程反映了当代轿第四节焊接1)焊接与铆接等不可拆连接相比，可节约金属材料，接头密封性好；

2)可用型材等拼焊成焊接结构件，以代替大型复杂的铸件；

3)焊接容易实现机械化和自动化，使生产周期短，劳动强度低；

4)焊接设备简单，操作方便，产品成本低。

一、焊接的分类及应用

二、常用焊接方法

三、常用金属材料的焊接第四节焊接1)焊接与铆接等不可拆连接相比，可节约金属材一、焊接的分类及应用1.焊接的分类

(1)熔焊焊接过程中将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。

(2)压焊焊接过程中必须对焊件施加压力(加热或不加热)以完成焊接的方法称为压焊。

(3)钎焊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，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散，实现连接焊件的方法称为钎焊。一、焊接的分类及应用1.焊接的分类

(1)熔焊焊接过程中将一、焊接的分类及应用图5-97主要焊接方法分类框图2.焊接的应用一、焊接的分类及应用图5-97主要焊接方法分类框图2.焊接二、常用焊接方法(一)焊条电弧焊图5-98焊条电弧焊焊接过程

1—正极2—焊件3—焊缝4—渣壳5—电弧6—保护

气体7—焊芯8—药皮9—焊条10—焊钳

11—熔滴12—熔池13—工作台14—负极二、常用焊接方法(一)焊条电弧焊图5-98焊条电弧焊焊接过二、常用焊接方法1.焊接电弧(1)电弧的产生焊接电弧是指由焊接电源供给的、具有一定电压的两电极间或电极与焊件间、在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象，如图5-99所示。

(2)电弧的组成焊条电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。

1)阴极区指阴极的端部是向外发射电子的部分，而发射电子需消耗一定的能量，因此阴极区产生的热量不多。

2)阳极区指阳极的端部是接收电子的部分。二、常用焊接方法1.焊接电弧二、常用焊接方法3)弧柱区是位于阳极区与阴极区之间的气体空间区域，图5-99电弧的形成二、常用焊接方法3)弧柱区是位于阳极区与阴极区之间的气体空间二、常用焊接方法长度近似于整个电弧长度，它由电子、正负离子组成，其热量大部分通过对流、辐射散失到周围的空气中。

(3)焊接电弧的极性及应用由于直流电焊时，焊接电弧正、负极上热量不同，所以采用直流电源时有正接和反接之分。

2.焊条电弧焊的电源及工具

(1)弧焊电源按产生电流种类不同，可分为弧焊变压器和弧焊整流器两大类，也常被俗称为交流弧焊机和直流弧焊机。

(2)弧焊工具包括焊钳、焊接电缆、面罩等。

1)焊钳是一种夹持器，焊工用焊钳能夹住和控制焊条，并起着从焊接电缆向焊条传导焊接电流的作用。

2)焊接电缆是焊接回路的一部分，其作用是传导电流，一般用多股纯铜软线制成，外皮的绝缘性好且耐磨和耐擦伤。二、常用焊接方法长度近似于整个电弧长度，它由电子、正负离子组二、常用焊接方法3)面罩的用途是保护焊工面部不受电弧的直接辐射与飞溅物的伤害。

3.焊条

(1)焊条的组成主要由焊芯和药皮组成。

1)焊芯。

2)药皮指压涂在焊芯表面上的涂料层。

(2)焊条的分类和型号焊条的种类繁多，分类方法也很多。表5-10焊条类型和代号(3)焊条的选用一般情况下，酸性焊条的工艺性能较好，二、常用焊接方法3)面罩的用途是保护焊工面部不受电弧的直接辐二、常用焊接方法但焊缝金属的力学性能差；碱性焊条的工艺性能稍差，但焊缝金属的力学性能较好。

4.焊接接头的组织性能

(1)焊缝属于铸态组织。

(2)热影响区焊接过程中由于至焊缝中心的距离不同，因此在焊缝及其附近区域的温度分布就不均匀。

1)过热区是指在影响区中温度接近于AE线，冷却后得到粗大组织的区域。图5-100低碳钢的熔焊接头二、常用焊接方法但焊缝金属的力学性能差；碱性焊条的工艺性能稍二、常用焊接方法2)正火区是指在热影响区中温度接近于Ac3，具有正火组织的区域。

3)部分相变区是指在热影响区中，温度处于Ac1至Ac3之间，部分组织发生相变的区域。

(3)熔合区焊接接头中焊缝向热影响区过渡的区域，该区在焊接时处于半熔化状态，组织成分极不均匀，力学性能不好。

(二)埋弧焊

1.埋弧焊的焊接过程二、常用焊接方法2)正火区是指在热影响区中温度接近于Ac3，二、常用焊接方法2.焊接材料图5-101埋弧焊的纵截面图

1—母材金属2—电弧3—焊丝4—焊剂

5—熔化的焊剂6—渣壳7—焊缝8—熔池二、常用焊接方法2.焊接材料图5-101埋弧焊的纵截面图

二、常用焊接方法表5-11埋弧焊常用焊剂牌号3.埋弧焊工艺二、常用焊接方法表5-11埋弧焊常用焊剂牌号3.埋弧焊工艺二、常用焊接方法图5-102自动焊的引弧板和引出板二、常用焊接方法图5-102自动焊的引弧板和引出板二、常用焊接方法图5-103自动焊的焊剂垫二、常用焊接方法图5-103自动焊的焊剂垫二、常用焊接方法4.埋弧焊的特点和应用图5-104环缝埋弧焊示意图二、常用焊接方法4.埋弧焊的特点和应用图5-104环缝埋弧二、常用焊接方法1)埋弧焊电流比焊条电弧焊高6～8倍，不须更换焊条，没有飞溅，生产率提高5～10倍。

2)埋弧焊焊剂供给充足，保护效果好，冶金过程完善，焊接参数稳定，焊接质量好，而且稳定，对操作者技术要求低，焊缝成形美观。

3)改善了劳动条件，没有弧光，没有飞溅，烟雾也很少，劳动强度较低。

4)埋弧焊适应性差，只焊平焊位置，通常焊接直缝和环缝，不能焊空间位置焊缝和不规则焊缝。

5)设备结构较复杂，投资大，调整等准备工作量较大。二、常用焊接方法1)埋弧焊电流比焊条电弧焊高6～8倍，不须更二、常用焊接方法(三)气焊图5-105氧乙炔焊二、常用焊接方法(三)气焊图5-105氧乙炔焊二、常用焊接方法(1)中性焰在焊炬的混合室内，氧与乙炔的混合体积比为1.1～1.2时所形成的火焰。

(2)碳化焰氧与乙炔的数量混合体积比小于1.1时的火焰。

(3)氧化焰氧与乙炔的混合体积比大于1.2时的火焰，火焰中有过量的氧，在尖形焰芯外面形成一个有氧化性的富氧区。

(四)气体保护焊

1.CO2气体保护焊图5-106C气体保护焊设备示意图

1—C气瓶2—预热器3—高压干燥器4—气体减压阀5—气体流量计6—低压干燥器

7—气阀8—送丝机构9—焊枪10—可调电感11—焊接电源12—工件二、常用焊接方法(1)中性焰在焊炬的混合室内，氧与乙炔的混二、常用焊接方法(1)成本低CO2气体比较便宜，焊接成本仅是埋弧自动焊和焊条电弧焊的40％左右。

(2)生产率高焊丝送进自动化，电流密度大，电弧热量集中，所以焊接速度快。

(3)操作性能好CO2气体保护焊电弧是明弧，可清楚看到焊接过程，如同焊条电弧焊一样灵活，适合全位置焊接。

(4)焊接质量比较好CO2气体保护焊焊缝含氢量低，采用合金钢焊丝易于保证焊缝性能。二、常用焊接方法(1)成本低CO2气体比较便宜，焊接成本仅二、常用焊接方法(5)焊缝成形差，飞溅大烟雾较大，控制不当易产生气孔。

(6)设备使用和维修不便送丝机构容易出故障，需要经常维修。

2.氩弧焊图5-107氩弧焊示意图

a)熔化极b)钨极

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9—钨极10—填充金属丝二、常用焊接方法(5)焊缝成形差，飞溅大烟雾较大，控制不当二、常用焊接方法1)机械保护效果很好，焊缝金属纯净，成形美观，质量优良。

2)电弧稳定，特别是小电流时也很稳定。

3)采用气体保护，电弧可见(称为明弧)，易于实现全位置自动焊接。

4)电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，熔池小，焊速快，热影响区小，焊接变形小。

5)氩气价格较高，因此成本较高。二、常用焊接方法1)机械保护效果很好，焊缝金属纯净，成形美观二、常用焊接方法(五)电渣焊图5-108丝极电渣焊过程示意图

1—工件2—金属熔池3—渣池4—导丝管

5—焊丝6—强制成形装置7—引出极

8—金属熔滴9—焊缝10—引弧板二、常用焊接方法(五)电渣焊图5-108丝极电渣焊过程示意二、常用焊接方法图5-109板极电渣焊示意图

1—工件2—板极

3—强制成形装置

二、常用焊接方法图5-109板极电渣焊示意图

1—工件2二、常用焊接方法图5-110熔嘴电渣焊示意图

1—工件2—熔嘴3—导丝管

4—焊丝5—强制成形装置二、常用焊接方法图5-110熔嘴电渣焊示意图

1—工件2二、常用焊接方法图5-111管极电渣焊示意图

1—工件2—管极(钢管)3—焊丝

4—导电板5—药皮二、常用焊接方法图5-111管极电渣焊示意图

1—工件2二、常用焊接方法1)适合焊接厚件，生产率高成本低。

2)焊缝金属比较纯净，电渣焊机械保护好，空气不易进入。

3)焊接接头组织粗大，焊后要进行正火处理。

(六)电阻焊二、常用焊接方法1)适合焊接厚件，生产率高成本低。

2)焊缝二、常用焊接方法图5-112电阻焊种类

a)点焊b)缝焊c)对焊1.点焊二、常用焊接方法图5-112电阻焊种类

a)点焊b)缝焊二、常用焊接方法表5-12点焊、缝焊接头推荐使用尺寸(单位：mm)二、常用焊接方法表5-12点焊、缝焊接头推荐使用尺寸(单位二、常用焊接方法表5-12点焊、缝焊接头推荐使用尺寸(单位：mm)2.缝焊

3.对焊二、常用焊接方法表5-12点焊、缝焊接头推荐使用尺寸(单位二、常用焊接方法(1)电阻对焊是将两个工件装夹在对焊机电极钳口内，先加预压使两焊件端面压紧，再通电加热，使被焊处达到塑性温度状态后断电并迅速加压顶锻，使高温端面产生一定塑性变形而完成焊接。

(2)闪光对焊是两焊件先不接触，接通电源，再移动焊件使之接触。

(七)钎焊二、常用焊接方法(1)电阻对焊是将两个工件装夹在对焊机电极二、常用焊接方法(1)软钎焊钎料熔点在450℃以下的钎焊叫软钎焊。图5-113对焊接头举例

a)合理b)不合理

Δ—对焊时总缩短量二、常用焊接方法(1)软钎焊钎料熔点在450℃以下的钎焊叫二、常用焊接方法(2)硬钎焊钎料熔点在450℃以上，接头强度较高，都在200MPa以上。图5-114钎焊接头举例二、常用焊接方法(2)硬钎焊钎料熔点在450℃以上，接头强二、常用焊接方法图5-115环状钎料的安置二、常用焊接方法图5-115环状钎料的安置二、常用焊接方法(八)常用焊接方法的比较和选用二、常用焊接方法(八)常用焊接方法的比较和选用二、常用焊接方法表5-13常用焊接方法比较二、常用焊接方法表5-13常用焊接方法比较二、常用焊接方法表5-13常用焊接方法比较二、常用焊接方法表5-13常用焊接方法比较二、常用焊接方法表5-13常用焊接方法比较(1)接头质量和性能要符合结构要求选择焊接方法要考虑金属的焊接性、焊接方法的特点和结构质量要求。

(2)考虑经济性，生产率高成本低单件小批量生产、短焊缝选用手工焊；成批生产长直缝选用自动焊；40mm以上厚板采用电渣焊一次焊成，生产率高。

(3)工艺性焊接方法选用要考虑有没有这种方法的设备和焊接材料，在室外或野外施工有没有电源等条件，焊接工艺能否实现。二、常用焊接方法表5-13常用焊接方法比较(1)接头质量和三、常用金属材料的焊接(一)金属材料的焊接性

1.金属焊接性概念

2.金属焊接性评定

(二)低碳结构钢和低合金高强度结构钢的焊接

1.低碳非合金钢的焊接

2.中碳非合金钢的焊接

3.低合金高强度结构钢的焊接表5-14低合金高强度结构钢及焊接材料三、常用金属材料的焊接(一)金属材料的焊接性

1.金属焊接性三、常用金属材料的焊接表5-14低合金高强度结构钢及焊接材料(三)不锈钢的焊接

(四)铸铁的焊补三、常用金属材料的焊接表5-14低合金高强度结构钢及焊接材三、常用金属材料的焊接(1)热焊法焊前将铸件整体(或局部)加热到500～700℃，然后进行焊接，焊后缓慢冷却。

(2)冷焊法焊接前铸件不预热或只进行400℃以下的预热。

(五)非铁金属的焊接

1.铝及铝合金的焊接

(1)极易氧化铝和氧的亲和力很大，很容易生成氧化铝(Al2O3)，其组织致密，熔点(2050℃)远高于铝的熔点(660℃)，覆盖在金属表面，阻碍熔合。

(2)形成气孔液态铝能吸收大量的氢，而固态铝又几乎不溶解氢，冷却时由于结晶速度快，大量的氢气来不及逸出熔池，产生气孔。三、常用金属材料的焊接(1)热焊法焊前将铸件整体(或局部)三、常用金属材料的焊接(3)热源功率大并易变形铝的导热系数较大，要求使用大功率热源，厚度较大时要预热。

(4)特殊工艺措施铝在高温时强度很低，容易引起焊缝塌陷，常需采用垫板。

2.铜及铜合金的焊接

(1)难熔合铜导热系数大，比铁大7～11倍，热量很容易传导出去，使母材和填充金属难于熔合。

(2)易氧化液态的铜易生成Cu2O，分布在晶界处，且铜的膨胀系数大，凝固系数也大，容易产生较大的焊接应力，极易引起开裂。

(3)产生气孔铜特别容易吸收氢，凝固时来不及逸出，形成气孔。三、常用金属材料的焊接(3)热源功率大并易变形铝的导热系数三、常用金属材料的焊接(4)易变形铜的膨胀系数和收缩系数都大，且铜的导热性强，热影响区宽，焊接变形容易。3.钛及钛合金的焊接三、常用金属材料的焊接(4)易变形铜的膨胀系数和收缩系数都(二)焊接检验方法(1)外观检验用肉眼或放大镜(小于20倍)检查外部缺陷。

(2)无损检验

1)射线检验：借助射线(X射线、γ射线或高能射线等)的穿透作用检查焊缝内部缺陷，通常用照相法。

2)超声波检验:利用频率在2000Hz以上是超声波的反射，探测焊缝内部缺陷的位置、种类和大小。

3)磁粉检验:利用漏磁场吸附磁粉检查焊缝表面或近表面缺陷。

4)着色检验:借助渗透性强的渗透剂和毛细管的作用检查焊缝表面缺陷。

(3)焊后成品强度检验主要是水压试验和气压试验。

(4)致密性检验(二)焊接检验方法(1)外观检验用肉眼或放大镜(小于20倍(二)焊接检验方法1)煤油检验：在被检焊缝的一侧刷上石灰水溶液，另一侧涂煤油，借助煤油的穿透能力，若有裂缝等穿透性缺陷，石灰粉上呈现出煤油的黑色斑痕，据此发现焊接缺陷。

2)吹气检验：在焊缝一侧吹压缩空气，另一侧刷肥皂水，若有穿透性缺陷，该部位便现出气泡，即可发现焊接缺陷。(二)焊接检验方法1)煤油检验：在被检焊缝的一侧刷上石灰水溶(二)焊接检验方法表5-15几种焊缝内部检验方法的比较(二)焊接检验方法表5-15几种焊缝内部检验方法的比较五、焊接新技术简介1.等离子弧焊接和切割

2.真空电子束焊接

3.激光焊接

4.扩散焊接

5.摩擦焊五、焊接新技术简介1.等离子弧焊接和切割

2.真空电子束焊接1.等离子弧焊接和切割图5-116等离子弧发生装置原理图

1—钨极2—喷嘴3—等离子弧4—工件

5—电阻6—高频振荡器7—直流电源1.等离子弧焊接和切割图5-116等离子弧发生装置原理图

1.等离子弧焊接和切割1)大电流等离子弧焊件厚度大于2.5mm，有两种工艺。

2)微束等离子弧焊时电流在30A以下。1.等离子弧焊接和切割1)大电流等离子弧焊件厚度大于2.5m2.真空电子束焊接图5-117真空电子束焊示意图

1—真空室2—焊件3—电子束4—聚焦透镜

5—阳极6—阴极7—灯丝8—交流电源

9—直流高压电源10—直流电源11—排气装置2.真空电子束焊接图5-117真空电子束焊示意图

1—真空2.真空电子束焊接1)在真空环境中施焊，保护效果极佳，焊接质量好。

2)热源能量密度大，熔深大，焊速快，焊缝深而窄，焊缝宽熔比可1∶20，能单缝焊厚件。

3)焊接变形小。

4)焊接工艺参数调节范围广，焊接过程控制灵活，适应性强。

5)焊接设备复杂，造价高，使用与维护要求技术高。2.真空电子束焊接1)在真空环境中施焊，保护效果极佳，焊接质3.激光焊接图5-118激光焊接示意图

1—工件2—工作台3—电源与控制设备

4—激光器5—观察器及聚焦系统3.激光焊接图5-118激光焊接示意图

1—工件2—工作3.激光焊接1)能量密度大且放出极其迅速，适合于高速加工，能避免热损伤和焊接变形，故可进行精密零件、热敏感性材料的加工。

2)激光焊接装置不需要与被焊接工件接触。

3)激光可对绝缘材料直接焊接，对异种金属材料焊接比较容易，甚至能把金属与非金属焊接在一起。3.激光焊接1)能量密度大且放出极其迅速，适合于高速加工，能4.扩散焊接1)扩散焊接头成分、组织和性能基本相同，甚至完全相同，从而减少因组织不均匀引起的局部腐蚀和应力腐蚀开裂的危险。

2)扩散焊接母材不过热、不熔化，几乎在不损坏性能的情况下焊接一切金属和非金属，特别是用一般方法难以焊接的材料，如弥散强化的高温合金、纤维强化的硼-铝复合材料等。

3)可以焊接不同类型的材料，包括异种金属、金属与陶瓷等完全不相溶的材料。

4)可以焊接结构复杂及厚度相差很大的工件。4.扩散焊接1)扩散焊接头成分、组织和性能基本相同，甚至完全5.摩擦焊图5-119摩擦焊示意图1)接头质量好而且稳定，因在摩擦过程中接触面氧化膜及杂质被清除，焊后组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷。5.摩擦焊图5-119摩擦焊示意图1)接头质量好而且稳定，5.摩擦焊2)焊接质量高，如我国蛇形管接头摩擦焊为120件/h，而闪光焊只有20件/h。

3)可焊接的金属范围广，适于焊接异种金属，如碳钢、不锈钢、高速工具钢，镍基合金间焊接、铜与不锈钢焊接、铝与钢焊接等。

4)设备简单(可用车床改装)，电能消耗少(只有闪光对焊的1/15～1/10)，但制动和加压装置要求灵敏。5.摩擦焊2)焊接质量高，如我国蛇形管接头摩擦焊为120件/六、焊接工艺在汽车上的应用(一)汽车工业所用的焊接方法及零部件的应用情况

1.电阻焊

2.电弧焊

3.特种焊

4.氧乙炔焊

5.钎焊

(二)汽车工业中焊接新技术的应用

1.电阻焊的节能及控制技术

2.气体保护焊接技术

3.高能束热源焊接及加工技术

(三)汽车工业中焊接新材料的发展趋势六、焊接工艺在汽车上的应用(一)汽车工业所用的焊接方法及零部六、焊接工艺在汽车上的应用1.镀锌钢板

2.高强度钢板

3.铝合金

4.镁合金

5.高强度纤维复合材料

(四)汽车工业焊接的总体发展趋势

1.发展焊接机器人自动化柔性生产系统

2.发展轻便组合式智能自动焊机

3.发展计算机与信息技术六、焊接工艺在汽车上的应用1.镀锌钢板

2.高强度钢板

3.1.电阻焊(1)点焊主要用于车身总成、地板、车门、侧围、后围、前桥和小零部件等。

(2)多点焊用于车身底板、载货车车厢、车门、发动机盖和行李箱盖等。

(3)凸焊及滚凸焊用于车身零部件、减振器阀杆、制动蹄、螺钉、螺母和小支架等。

(4)缝焊用于车身顶盖雨檐、减振器封头、油箱、消声器和机油盘等。

(5)对焊用于钢圈、排进气阀杆、刀具等。1.电阻焊(1)点焊主要用于车身总成、地板、车门、侧围、后2.电弧焊(1)CO2焊用于车厢、后桥、车架、减振器阀杆、横梁、后桥壳管、传动轴、液压缸和千斤顶等的焊接。

(2)氩弧焊用于机油盘、铝合金零部件的焊接和补焊。

(3)焊条电弧焊用于厚板零部件如支架、备胎架、车架等。

(4)埋弧焊用于半桥套管、法兰、天然气汽车的压力容器等。2.电弧焊(1)CO2焊用于车厢、后桥、车架、减振器阀杆、3.特种焊(1)摩擦焊用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随车工具等。

(2)电子束焊用于齿轮、后桥等。

(3)激光焊割用于车身底板、齿轮、零件下料及修边等。3.特种焊(1)摩擦焊用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随4.氧乙炔焊5.钎焊4.氧乙炔焊5.钎焊(二)汽车工业中焊接新技术的应用

(二)汽车工业中焊接新技术的应用

1.电阻焊的节能及控制技术(1)联体悬挂式点焊机汽车工业中应用最多的是悬挂式点焊机，一个车间往往是几十或上百台，其容量大多在100kVA以上，在汽车薄板的焊接中得到了广泛的应用。

(2)电阻焊机目前电阻焊机大量使用交流50Hz的单相交流电源，其容量大、功率因数低。1.电阻焊的节能及控制技术(1)联体悬挂式点焊机汽车工业中2.气体保护焊接技术(1)表面张力过渡的波形控制法方法的关键是用2个电流脉冲完成1个熔滴过渡，第1个电流脉冲形成熔滴并使之长大，直至熔滴与工件短路；第2个电流脉冲是1个短时窄脉冲并不断检测其di/dt，同时控制电流脉冲值，以产生适当的电磁收缩力，使熔滴颈部收缩变细，最后靠熔池表面张力拉断，完成1个熔滴过渡而不产生飞溅。

(2)逆变电源波形控制利用逆变电源良好的动特性和灵活的可控性，采用波形控制，在短路阶段初期抑制电流上升，以减少电磁力在刚形成小桥时熔滴过渡的阻碍和爆断，减少大颗粒飞溅，并利于熔滴在熔池摊开；当熔滴在熔池摊开后，使电流迅速上升，以加速形成缩颈，以后再慢速上升到一较低峰值，使小桥爆断时飞溅减少。2.气体保护焊接技术(1)表面张力过渡的波形控制法方法的关2.气体保护焊接技术(3)氩弧焊新技术用于汽车工业有色金属和高合金钢焊接中。2.气体保护焊接技术(3)氩弧焊新技术用于汽车工业有色金属3.高能束热源焊接及加工技术(1)激光和电弧复合加热焊接激光焊接可焊出窄而深的焊缝，电弧焊接可焊出宽而浅的焊缝；前者投资大，后者成本低，两者特性组合，会大大提高焊接效率。

(2)等离子焊的应用氩气保护的等离子焊接切割早已在各行业应用，主要用于合金钢和有色金属加工。3.高能束热源焊接及加工技术(1)激光和电弧复合加热焊接激(三)汽车工业中焊接新材料的发展趋势

(三)汽车工业中焊接新材料的发展趋势

2.高强度钢板(1)含磷高强度冷轧钢板具有较高强度、良好的强度和塑性平衡、良好的耐腐蚀性及点焊性能，主要用于侧围、车门、顶篷和行李箱盖。

(2)烘烤硬化冷轧钢板简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一。

(3)冷轧双相钢板主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等。1.镀锌钢板3.铝合金2.高强度钢板(1)含磷高强度冷轧钢板具有较高强度、良好的4.镁合金5.高强度纤维复合材料(四)汽车工业焊接的总体发展趋势1.发展焊接机器人自动化柔性生产系统2.发展轻便组合式智能自动焊机4.镁合金5.高强度纤维复合材料(四)汽车工业焊接的总体发展3.发展计算机与信息技术1.铸造的分类及其各自特点有哪些？

2.绘制砂型铸造的生产流程。

3.影响合金流动性的因素有哪些？

4.说出砂型铸造浇注位置选择原则。

5.图5-120所示的锥齿轮的分型面选取方案哪一个合理？为什么?图5-120锥齿轮分型面方案3.发展计算机与信息技术1.铸造的分类及其各自特点有哪些？

3.发展计算机与信息技术6.砂型铸造工艺参数的选择原则是什么？

7.铸造上可能会出现什么缺陷？试分析原因？

8.铸件质量对铸件结构的要求是什么？

9.试说出汽车上哪些零部件采用铸造工艺。

10.简述自由锻的工艺过程。

11.模锻如何分类？各有何特点？

12.在实践过程中制定出模锻工艺规程。

13.说明冲压模具的分类及其特点。

14.冲压模具组成及其作用是什么？

15.在实践过程中制定出板料冲压的基本工序。

16.试说出汽车工业中多种新型零件的成形工艺。3.发展计算机与信息技术6.砂型铸造工艺参数的选择原则是什么3.发展计算机与信息技术17.何谓切削运动？试分析车、铣、刨、磨、钻切削加工中的切削运动。

18.切削刀具常用的材料有哪些？

19.以外圆车刀为例，试分析刀具切削部分的几何角度？

20.卧式车床的主要组成及各部分的作用是什么？

21.利用车床可以进行哪些加工？

22.常用的铣床附件有哪些？

23.常用的铣削方式有哪些，各自有什么特点？

24.砂轮有哪些特性？

25.说明钻头的组成及其各部分的作用。

26.常用焊接方法如何分类？各自有什么特点？

27.常用金属材料采用什么焊接方法？3.发展计算机与信息技术17.何谓切削运动？试分析车、铣、刨3.发展计算机与信息技术28.试说出汽车上常用的焊接新技术有哪些？3.发展计算机与信息技术28.试说出汽车上常用的焊接新技术有3)可获得强度高、刚性好、质量轻的冲压件。

4)冲压操作简单，工艺过程便于实现自动化、机械化，生产率高；但冲模制造复杂，要求高。

(一)冲压模具

(二)冲压工序

三、锻压工艺在汽车上的应用

3)可获得强度高、刚性好、质量轻的冲压件。

4)冲压操作简单汽车工程材料汽车工程材料第三节金属切削加工

第四节焊接第三节金属切削加工

第四节焊接(一)冲压模具1.冲压模具的类型

2.冲模的结构3)可获得强度高、刚性好、质量轻的冲压件。

4)冲压操作简单，工艺过程便于实现自动化、机械化，生产率高；但冲模制造复杂，要求高。

(一)冲压模具

(二)冲压工序

三、锻压工艺在汽车上的应用

(一)冲压模具1.冲压模具的类型

2.冲模的结构1.冲压模具的类型(1)单工序模在压力机的一次冲程中只完成一个工序的模具。

(2)级进模实际上是把两个(或更多个)单工序模联在模板上而成。

(3)组合模冲床每次行程中，坯料在冲模中只经过一次定位，可完成两个以上工序。1.冲压模具的类型(1)单工序模在压力机的一次冲程中只完成2.冲模的结构(1)凹模与凸模图5-46简单冲模

1—模柄2—上模板3—导套4—导柱5—下模板

6—压边围7—凹模8—压板9—导料板

10—凸模11—定位销12—卸料板2.冲模的结构(1)凹模与凸模图5-46简单冲模

1—模柄2.冲模的结构(2)导料板与定位销用以保证凸模与凹模之间具有准确位置的装置。

(3)卸料板冲压后用来卸除套在凸模上的工件或废料。

(4)模架由上、下模板、导柱和导套组成。2.冲模的结构(2)导料板与定位销用以保证凸模与凹模之间具(二)冲压工序1.分离工序

2.变形工序(二)冲压工序1.分离工序

2.变形工序1.分离工序(1)剪切用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序叫剪切。

(2)落料和冲孔落料和冲孔都是将板料按封闭轮廓分离的工序。图5-47落料(冲孔)时金属变形

情况示意图

1—凸模2—凹模1.分离工序(1)剪切用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分1.分离工序5-47.TIF(3)整修使落料或冲孔后的成品获得精确轮廓的工序称为整修。1.分离工序5-47.TIF(3)整修使落料或冲孔后的成品2.变形工序(1)弯曲使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序叫弯曲，图5-48所示为弯曲变形过程简图。

(2)拉深使坯料变形成开口空心零件的工序称为拉深，图5-49所示为拉深过程简图。2.变形工序(1)弯曲使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一2.变形工序图5-48弯曲时金属变形简图2.变形工序图5-48弯曲时金属变形简图2.变形工序图5-49拉深过程简图

1—冲头2—压板3—凹模2.变形工序图5-49拉深过程简图

1—冲头2—压板32.变形工序(3)翻边使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序称为翻边。

(4)成形利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。图5-50翻边简图2.变形工序(3)翻边使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序称为2.变形工序图5-51鼓肚容器成形简图2.变形工序图5-51鼓肚容器成形简图三、锻压工艺在汽车上的应用1.精冲

2.精密锻造

3.挤压铸造

4.粉末注射成形

5.板料无模多点成形

6.塑料增强反应注射成形

7.旋压成形三、锻压工艺在汽车上的应用1.精冲

2.精密锻造

3.挤压铸第三节金属切削加工一、金属切削加工基础知识

二、车削加工

三、铣削加工

四、刨削加工

五、磨削加工

六、钻削加工

七、机加工工艺在汽车上的应用第三节金属切削加工一、金属切削加工基础知识

二、车削加工

一、金属切削加工基础知识(一)切削运动图5-52切削运动

a)车外圆面b)磨外圆面c)钻孔d)车床上镗孔e)刨平面f)铣平面

g)车成形面h)铣成形面一、金属切削加工基础知识(一)切削运动图5-52切削运动

一、金属切削加工基础知识(二)切削用量图5-53切削形成的表面一、金属切削加工基础知识(二)切削用量图5-53切削形成的一、金属切削加工基础知识(1)切削速度vc在切削加工时，切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时速度，即在单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移，单位为m／s。

1)主运动为旋转运动(车、铣、刨、磨、钻削加工)时，切削速度为加工表面最大线速度：

2)主运动为往复直线时，常以往复运动的平均速度作为切削速度：

(2)进给量f在主运动的一个循环内，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。

(3)背吃刀量αp待加工表面和已加工表面之间的垂直距离。

(三)切削刀具

1.刀具材料一、金属切削加工基础知识(1)切削速度vc在切削加工时，切一、金属切削加工基础知识(1)碳素工具钢这种材料淬火后有较高的硬度(59～64HRC)，容易磨得锋利，价格低，但热硬性差，在温度达到200～250℃时，硬度明显下降，因此它允许的切削速度很低(vc小于10m／min)。

(2)低合金刃具钢它比碳素工具钢有较高的热硬性和韧性，其热硬性温度可达300～350℃，故允许的切削速度比碳素工具钢高10％～40％。

(3)高速钢这种钢热处理后硬度可达62～65HRC，耐磨性好；它的热硬性温度达550～600℃，允许的切削速度比碳素工具钢高2～4倍；其抗弯强度和韧性比硬质合金好，能承受较大的冲击力。

(4)硬质合金这种材料具有高的硬度(87～92HRA，相当于70～75HRC)，热硬性温度高达900～1000℃，因此它允许的切削速度比高速钢又高出4～10倍。一、金属切削加工基础知识(1)碳素工具钢这种材料淬火后有较一、金属切削加工基础知识(5)陶瓷材料主要成分为氧化铝(Al2O3)，刀片硬度可达86～96HRA，热硬性温度达1200℃，能承受高的切削速度。

(6)人造金刚石硬度极高(接近10000HV，硬质合金只有1000～2000HV)，热硬性温度为700～800℃。一、金属切削加工基础知识(5)陶瓷材料主要成分为氧化铝(A一、金属切削加工基础知识

图5-54车刀的组成

1—副后面2—副切削刃3—前面

4—刀杆5—主切削刃6—刀头

7—主后面8—刀尖一、金属切削加工基础知识

图5-54车刀的组成

1—副一、金属切削加工基础知识(7)立方氮化硼是人工合成的高硬度材料，硬度达7300～9000HV，热硬性温度达1300～1500℃，切削性能好，适于难加工材料的加工。

2.刀具几何角度

(1)车刀的组成如图5-54所示，车刀由刀头和刀杆组成。

1)前面(Ar)为刀具上切屑流过的表面。

2)主后面(Aa)为刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。

3)副后面(Aa′)为刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。

4)主切削刃(S)为起始于切削刃上主偏角为零的点，并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。

5)副切削刃(S′)为切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于主偏角为零的点，但它向背离主切削刃的方向延伸。一、金属切削加工基础知识(7)立方氮化硼是人工合成的高硬度一、金属切削加工基础知识6)刀尖为主切削刃和副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。

(2)正交平面参考系为了确定和测量刀具切削刃和切削面的几何形状及在空间的位置，设想以下三个辅助平面作为基准面，如图5-55所示。

1)基面(pr)是过切削刃选定点的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线。

2)主切削平面(ps)是通过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。

3)正交平面(po)是通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。

(3)在正交平面内测量的角度如图5-56所示。一、金属切削加工基础知识6)刀尖为主切削刃和副切削刃的连接处一、金属切削加工基础知识图5-55车刀上的三个辅助平面

1—主切削平面2—正交平面3—底平面

4—车刀5—基面6—工件一、金属切削加工基础知识图5-55车刀上的三个辅助平面

1一、金属切削加工基础知识图5-56在正交平面内测量的角度

1—正交平面2—主切削刀在基面上的投影

3—负前角时的剖面4—正前角时的剖面一、金属切削加工基础知识图5-56在正交平面内测量的角度

一、金属切削加工基础知识1)前角γo为前面与基面间的夹角，在正交平面中测量，表示前面的倾斜程度。

2)后角αo为后面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量，表示后面的倾斜程度。

3)楔角βo为前面与后面的夹角，在正交平面中测量。

(4)在基面内测量的角度如图5-57所示。

1)主偏角κr为主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量，它能改变刀刃与刀头的受力及散热情况。

2)副偏角κr′为副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量，它影响已加工表面一、金属切削加工基础知识1)前角γo为前面与基面间的夹角，在一、金属切削加工基础知识3)刀尖角εr为主切削平面与副切削平面间的夹角，图5-57在基面内测量的角度一、金属切削加工基础知识3)刀尖角εr为主切削平面与副切削平一、金属切削加工基础知识在基面中测量，它影响刀尖强度及散热性能。

(四)切削机床的分类与编号

1.机床的分类

2.机床型号编制方法一、金属切削加工基础知识在基面中测量，它影响刀尖强度及散热性二、车削加工1.车床图5-58卧式车床外观图

1—进给箱2—交换齿轮箱3—主轴箱4—床身5—尾座6—丝杠

7—光杠8—溜板与刀架9—溜板箱二、车削加工1.车床图5-58卧式车床外观图

1—进给箱二、车削加工(1)主轴变速箱用来支承主轴并将电动机的旋转运动传递给主轴。

(2)挂轮箱把主轴的旋转运动传递给进给箱。

(3)进给箱用来实现车刀的进给运动。

(4)溜板箱把丝杠或光杠的旋转运动变为溜板和刀架的直线运动。

(5)溜板分上、中、下三层。

(6)刀架固定在小滑板上，用来装夹刀具并与溜板一起作进给运动。

(7)尾座安放在车床右端的导轨上。

(8)光杠与丝杠将进给箱的运动传递给溜板箱。

(9)床身车床的基础件，上述各种部件都安装在床身上。二、车削加工(1)主轴变速箱用来支承主轴并将电动机的旋转运二、车削加工2.车床附件

(1)卡盘卡盘是应用最广的夹具，安装在车床主轴上。图5-59卡盘

a)三爪自定心卡盘b)四爪单动卡盘二、车削加工2.车床附件

(1)卡盘卡盘是应用最广的夹具，二、车削加工(2)花盘花盘一般用于装夹一些形状复杂、无法用卡盘装夹的零件。

(3)顶尖在装夹轴类零件时，顶尖起支承与定位作用。二、车削加工(2)花盘花盘一般用于装夹一些形状复杂、无法用二、车削加工图5-60用花盘装夹工件

1—工件2—平衡铁二、车削加工图5-60用花盘装夹工件

1—工件2—平衡铁二、车削加工图5-61顶尖

a)固定顶尖b)回转顶尖二、车削加工图5-61顶尖

a)固定顶尖b)回转顶尖二、车削加工3.车刀种类及车床工作

(1)车刀的种类车刀的种类很多，按用途可分为外圆车刀、左偏刀、右偏刀、车孔刀、切断刀、螺纹车刀、成形刀等，如图5-62所示。

(2)车床工作在车床上能进行多种车削，如车外圆、车端面、钻孔、车孔、车槽、切断、车锥体、车螺纹及车削其他成形表面等，此外还可以滚花、盘绕弹簧等。

1)车外圆：这是车床上最基本的一种加工，是由工件的旋转和车刀作纵向移动完成的，如加工光轴和阶梯轴、套筒、圆盘形零件(如带轮、飞轮、齿轮)的外表面。二、车削加工3.车刀种类及车床工作

(1)车刀的种类车刀的二、车削加工图5-62常用车刀

a)45°外圆刀b)75°外圆刀c)左偏刀d)右偏刀e)车孔刀f)切断刀

g)螺纹车刀h)成形刀二、车削加工图5-62常用车刀

a)45°外圆刀b)75二、车削加工2)车端面：是由工件的旋转和车刀作横向移动完成的，图5-63所示为常用的两种不同车刀车端面的情况。

3)切断及车槽：在车床上切断工件时，是用切断车刀作横向进给来完成的，图5-64所示为切断装在卡盘上的短工件。二、车削加工2)车端面：是由工件的旋转和车刀作横向移动完成的二、车削加工图5-63车断面二、车削加工图5-63车断面二、车削加工图5-64切断工件4)钻孔、车孔：在车床上钻孔时，二、车削加工图5-64切断工件4)钻孔、车孔：在车床上钻孔二、车削加工通常将钻头装在尾座锥形孔中，用手转动尾座手轮使钻头移动进行加工，如图5-65所示；也可用夹具把钻头装夹在刀架上，或用床鞍拉动车床尾座进行自动进给钻孔。

5)车圆锥面：是由工件作旋转运动，车刀作直线进给运动并与工件回转轴线成一定角度来完成的，如图5-66所示。图5-65用车床钻孔二、车削加工通常将钻头装在尾座锥形孔中，用手转动尾座手轮使钻二、车削加工6)车螺纹：是由工件作旋转运动，螺纹车刀按规定螺距作纵向进给来完成的，如图5-67所示。图5-66车圆锥面二、车削加工6)车螺纹：是由工件作旋转运动，螺纹车刀按规定螺二、车削加工7)车成型面：是由工件作旋转运动，车刀作曲线进给运动来完成的，如图5-68所示。二、车削加工7)车成型面：是由工件作旋转运动，车刀作曲线进给二、车削加工图5-67车螺纹二、车削加工图5-67车螺纹二、车削加工图5-68车成型面二、车削加工图5-68车成型面三、铣削加工1.铣床图5-69铣削三、铣削加工1.铣床图5-69铣削三、铣削加工(1)卧式铣床铣床的主轴是水平的，与工作台台面平行。

(2)立式铣床立式铣床与卧式铣床的主要区别是它的主轴是直立的，与工作台成垂直位置，图5-71所示为立式铣床的外形图。图5-70万能卧式铣床

1—床身2—主轴3—刀杆4—悬梁5—工作台

6—回转盘7—横滑板8—升降台三、铣削加工(1)卧式铣床铣床的主轴是水平的，与工作台台面三、铣削加工图5-71立式铣床2.铣床附件三、铣削加工图5-71立式铣床2.铣床附件三、铣削加工(1)机床用平口虎钳在铣削工件时，常使用机床用平口虎钳夹紧工件，它通常用T型螺钉固定在铣床工作台上。图5-72机床用平口虎钳(2)回转工作台回转工作台用来辅助铣床完成各种曲面和分度零三、铣削加工(1)机床用平口虎钳在铣削工件时，常使用机床用三、铣削加工件的铣削加工。图5-