口才演讲材料成型技术基础讲稿

口才演讲材料成型技术基础讲稿材料成型技术基础讲稿第一章铸造概述铸造——精品文档放心下载或零件的方法。铸造生产的特点：优点——零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低。缺点——机械性能较低；精度低；效率低；劳动条件差。分类：砂型铸造——90%以上特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高精品文档放心下载铁工具已经相当普遍。泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。精品文档放心下载§1-1金属的铸造性能感谢阅读性来衡量。一、合金的流动性1、流动性概念流动性——液态合金的充型能力。流动性好的合金：易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件；有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除；易于补缩及热裂纹的弥合。合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。试样越长，流动性越好。精品文档放心下载２、影响合金流动性的因素a、合金性质方面谢谢阅读亚、过共晶合金流动性差。b、铸型和浇注条件提高流动性的措施：提高铸型的透气性，降低导热系数；确定合理的浇注温度；提高金属液的压头；浇注系统结构简单。C、铸件结构铸件壁厚>最小允许壁厚二、合金的收缩1、收缩的概念收缩是铸件中的缩孔、缩松、变形和开裂等缺陷产生的原因。谢谢阅读收缩的三个阶段：液态收缩形成缩孔、缩松（体收缩率）凝固收缩固态收缩——产生变形和裂纹（线收缩率）几种铁碳合金的体积收缩率合金种类含碳量浇注温度液态收缩凝固收缩固态收缩总体积收线收缩率感谢阅读（%）（℃）（%）（%）（%）缩（%）（%）精品文档放心下载碳素铸钢0.3516101.63.07.8612.461.38~2.0精品文档放心下载白口铸铁3.014002.44.05.4~6.312~12.91.35~2.0精品文档放心下载灰铸铁3.514003.50.13.3~4.26.9~7.80.8~1.0精品文档放心下载2、铸件的缩孔和缩松缩孔的形成：纯金属或共晶成分的合金易形成缩孔。缩松的形成：结晶温度范围大的合金易形成缩松。缩孔和缩松的防止：定向凝固——谢谢阅读谢谢阅读固。结果——感谢阅读冒口之中3、铸造应力铸造内应力有热应力和机械应力，是铸件产生变形和开裂的基本原因。谢谢阅读热应力的形成——热胀冷缩不均衡机械应力的形成——收缩受阻减少和消除应力的措施：结构上——壁厚均匀，圆角连接，结构对称。工艺上——同时凝固，去应力退火。同时凝固和定向凝固比较定向凝固——精品文档放心下载硅合金等。定向凝固补缩作用好，铸件致密，但铸件成本高，内应力大。感谢阅读同时凝固——用于凝固收缩小的灰铸铁。铸件内应力小，工艺简单，节省金属，组织不致密。4、铸件的变形感谢阅读残余铸造应力超过铸件材料的屈服强度时，产生翘曲变形。精品文档放心下载用反变形法防止箱体、床身导轨的变形。5、铸件的裂纹铸钢件热裂纹（改善型芯的退让性，大的型芯制成中空的或内部填以焦碳）精品文档放心下载轮形铸件的冷裂（减少铸件应力，降低合金的脆性）§1-2砂型铸造一、砂型铸造造型方法套筒的砂型铸造过程：造型方法：手工造型——单件、小批量生产机器造型——中、小件大批量生产机器造芯——中、小件大批量生产柔性造型单元——各种形状与批量生产（一）手工造型手工造型方法和特点造型方法特点整模造型整体模型，分型面为平面分模造型分开模型，分型面多是平面活块造型将模样上有妨碍取摸的部分做成活动的挖沙造型造型时须挖去阻碍取模的型砂刮板造型和铸件截面形状相适应的板状模样三箱造型铸件两端截面尺寸较大，需要三个沙箱（二）机器造型机器造型是将填砂、紧实和起模等主要工序实现了机械化，并组成生产流水线。精品文档放心下载谢谢阅读机器造型方法：振压造型、高压造型、抛砂造型。1、振压造型工作原理a)填砂b)振实c)压实d)起模2、多触头高压造型3、抛砂机（三）机器造芯在大批量生产中，常用型芯制作设备是射芯机和壳（吹）芯机。谢谢阅读射芯机工作原理和壳（吹）芯制造原理（四）柔性制造单元精品文档放心下载控制模板的调运与更换、造型机工作参数、铸型质量的检验等。精品文档放心下载二、砂型铸造工艺设计铸造工艺图包括：铸件的浇注位置铸型分型面铸造工艺参数支座的零件图、铸造工艺图、模样图及合型图（一）浇注位置的选择浇注位置——浇注时铸件在铸型中的空间位置。浇注位置的选择原则：铸件的重要加工面应朝下或位于侧面；铸件的大平面应朝下；面积较大的薄壁部分置于铸型下部或侧面；铸件厚大部分应放在上部或侧面。（二）铸型分型面的选择三通的分型方案：四箱造型、三箱造型、两箱造型分型面的选择原则：便于起模，使造型工艺简化；尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱；尽量使型腔及主要型芯位于下型。（三）工艺参数的确定机械加工余量和最小铸出孔；起模斜度；铸造收缩率；型芯头设计。（四）浇、冒口系统（五）铸造工艺设计的一般程序（五）铸造工艺设计的一般程序项目用途设计程序是制造模样、模底板、芯盒等工装1.产品零件的技术条件和结构工精品文档放心下载以及进行生产准备和验收的依据。艺性分析2.选择造型方法铸造工艺图3.确定分型面和浇注位置4.选用工艺参数5.设计浇冒口、冷铁等6.型芯设计铸件图是铸件验收和机加工夹具设计的依据。7.在完成铸造工艺图的基础上，画出铸件图铸型装配图是生产准备、合型、检验、工艺调整的依据。8.在完成砂箱设计后画出铸造工艺卡片是生产管理的重要依据。9.综合整个设计内容感谢阅读（五）实例分析箱。不会错箱2、支座谢谢阅读件在上、下箱各半。精品文档放心下载凸台必须采用活块或下芯且轴孔难以铸出。3、C6140车床进给箱体谢谢阅读槽C妨碍起模需用活块或型芯。精品文档放心下载台E和槽C妨碍起模，需用活块或型芯。方案Ⅲ，铸件全部置于下型，基准面朝下，铸件最薄处在铸型下部。但凸台EA感谢阅读和槽C都需用活块或型芯，内型芯稳定性差。大批量生产时——选用方案Ⅰ，单件、小批量生产时——选用方案Ⅱ或方案Ⅲ。车床进给箱体铸造工艺图§1-3铸件的结构设计精品文档放心下载感谢阅读和铸造工艺相适应。感谢阅读所设计的铸件尽可能适应现有生产条件。一、合金铸造性能对铸件结构的要求（一）铸件的壁厚1、铸件壁厚应合理2、铸件壁厚应均匀3、致密铸件应符合顺序凝固原则（二）壁的连接1、应有结构圆角2、应避免交叉、锐角接头3、不同壁厚连接应逐渐过渡（三）避免变形和开裂的结构1、结构对称2、合理设置加强肋3、应有利于自由收缩二、铸造工艺对铸件结构的要求（一）铸件的外形1、尽量避免外表面内凹2、尽量示分型面为平面3、尽量减少分型面的数量4、应具有结构斜度（二）铸件的内腔1、不用或少用型芯和活块2、有利于型芯的定位、排气和清理三、组合铸件对于某些大型复杂铸件，在生产条件不允许整体铸造时，可采用组合铸件。谢谢阅读§1-4常用铸件的生产一、铸铁件的生产铸铁是含碳量超过2.11的铁碳合金。工业用铸铁实际上是以Fe、C、Si为主要精品文档放心下载元素的多元合金。铸铁中碳的存在形式：渗碳体——化合状态石墨——游离状态铸铁分类：白口铸铁灰铸铁（片状石墨）灰口铸铁可锻铸铁（团絮状石墨）麻口铸铁球墨铸铁（球状石墨）（一）铸铁的石墨化1、石墨化过程石墨化——铸铁中析出石墨的过程。石墨化形式：缓慢冷却时，L(A)→石墨加热时，Fe3C→石墨因此石墨是稳定相，是亚稳定相。感谢阅读精品文档放心下载常易发展为片状，强度、硬度、塑性极低。2、影响石墨化的因素（1）化学成分碳和硅是强烈促进石墨化元素。碳是石墨的基础，硅促进石墨析出感谢阅读（C:2.7~3.6%,Si:1.1~2.5%感谢阅读因此强度、硬度低。锰是微弱阻止石墨化元素，可促进珠光体基体形成，提高铸铁强度和硬度谢谢阅读(Mn:0.4~1.2%)。硫和磷是有害元素（S≤0.1~0.15%,P≤0.2谢谢阅读碳当量：CE=C+(Si+P)/3%CE=4.28%，共晶成分；CE＜4.28%，亚共晶成分；CE＞4.28%，过共晶成分。（2）冷却速度精品文档放心下载墨化过程的进行。精品文档放心下载形成白口组织（二）灰铸铁1、灰铸铁的组织和性能特点灰铸铁的组织：铁素体灰铸铁铁素体+珠光体灰铸铁珠光体灰铸铁、灰铸铁的性能：（1）机械性能较差——感谢阅读度、硬度与相同基体碳钢相近。（2）（2）其它性能耐磨性好、减震性好、缺口敏感性小、铸造性能感谢阅读和切削加工性能良好。灰铸铁与碳钢机械性能的比较性能指标抗拉强度延伸率冲击韧性硬度δ(%)(HBS)σb(N/mm2)αk(J/cm2)铸造碳钢400~65010~2520~60160~230谢谢阅读灰铸铁100~3500~0.50~5148~298精品文档放心下载2、灰铸铁的牌号与用途HT200——表示灰铸铁，σb≥200N/mm2（壁厚增加，强度降低）精品文档放心下载牌号基体组织用途HT100铁素体低负荷和不重要的零件。如手柄、盖板、重锤等。精品文档放心下载HT150铁素体+珠光体受中等负荷的零件。如机座、支架、箱体、带轮等。精品文档放心下载HT200珠光体感谢阅读轮箱、飞轮等。3、灰铸铁的孕育处理孕育铸铁：HT250、HT300、H350T孕育处理：降低碳、硅含量，以提高铸铁的强度；浇注前向铁水中加入少量的孕育剂（75%谢谢阅读精品文档放心下载产厚大铸件如重型机床、压力机床身、高压液压件、活塞环、齿轮、凸轮等。谢谢阅读（三）球墨铸铁感谢阅读铁。1、球墨铸铁的组织和性能球墨铸铁的组织：铁素体球铁铁素体+珠光体球铁珠光体球铁2、球墨铸铁的牌号与用途QT500-7——表示球墨铸铁，σb≥500N/mm2,δ≥7%谢谢阅读牌号基体组织用途QT450-10铁素体农机具零件、中低压阀门、输气管道。谢谢阅读QT600-3铁素体+珠光体谢谢阅读QT700-2珠光体蜗杆机床蜗杆、蜗轮，轧钢机轧辊、大齿轮。谢谢阅读QT800-2珠光体高强度齿轮。3、球墨铸铁的生产特点（1）严格控制化学成分（C、Si较高，Mn、P、S较低）感谢阅读（2）较高的出铁温度（1400-1420℃）（3）球化处理（获得球状石墨）（4）孕育处理（促进石墨化，细化均匀组织）（5）热处理退火——铁素体+球状石墨QT400-18,正火——索氏体+球状石墨QT600-3,调质——回火索氏体+球状石墨QT800-2等温淬火——下贝氏体+球状石墨QT900-24、球墨铸铁铸造工艺特点（1）流动性比灰铸铁差（2）收缩较灰铸铁大球墨铸铁件多应用冒口和冷铁，采用定向凝固原则。在铸型刚度很好的条件下，感谢阅读也可采用同时凝固原则不用冒口或用小冒口。（四）铸铁的熔炼冲天炉的熔炼过程精品文档放心下载为石灰石和氟石。精品文档放心下载被预热、熔化和过热；冶金反应使铁水发生变化。二、铸钢件的生产铸钢的应用仅次于铸铁，其产量占铸件总产量的15%。铸钢的主要优点是力学性感谢阅读精品文档放心下载重型机械。但铸造性能、减震性和缺口敏感性都比铸铁差。谢谢阅读铸钢主要用于制造承受重载荷及冲击载荷的零件，如铁路车辆上的摇枕、侧架、谢谢阅读车轮及车钩，重型水压机横梁，大型轧钢机机架、齿轮等。谢谢阅读常用铸钢：碳素铸钢、低合金铸钢、高合金铸钢。1、铸钢的铸造工艺特点铸钢的铸造性能差，铸造工艺复杂：（1）对砂型性能如强度、耐火度和透气性感谢阅读要求更高。（2）工艺上大都采用定向凝固原则（3）必须严格掌握浇注温度2、铸钢的热处理感谢阅读正火处理。3、铸钢的熔炼谢谢阅读废钢、生铁和铁合金。其它材料有造渣材料、氧化剂、还原剂和增碳剂等。精品文档放心下载谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读§1-5特种铸造特种铸造的分类：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造特种铸造特点（与砂型铸造相比）：1、铸件精度和表面质量高、铸件内在性能好；2、原材料消耗低、工作环境好等优点；3、铸件的结构、形状、尺寸、重量、材料种类往往受到一定限制。感谢阅读一、熔模铸造感谢阅读中空型壳，经浇注而获得铸件的成形方法。熔模铸造工艺过程：谢谢阅读特点：1、铸件的形状复杂、精度和表面质量较高（IT11~13,Ra1.6~12.5谢谢阅读2、合金种类不受限制，钢铁及有色金属均可适用；3、生产批量不受限制；4、工艺过程较复杂，生产周期长，成本高铸件尺寸不能太大；感谢阅读应用：熔模铸造是一种少、无切削的先进精密成形工艺，最适合25kg以下的高熔点、感谢阅读精品文档放心下载铸件。二、金属型铸造金属型铸造是在重力作用下将液态金属浇入金属铸型的成形方法。精品文档放心下载金属型的结构可分为：水平分型式、垂直分型式及复合分型式等。感谢阅读铸造铝活塞的金属型及金属型芯优点：1、一型多铸，生产效率高2、铸件尺寸精度高，表面质量好(IT12~14,Ra6.3~12.5)感谢阅读3、铸件冷却快，组织致密，机械性能好应用：金属型铸造主要用于铜、铝、镁等有色金属铸件的大批量生产。如内燃机活塞、感谢阅读汽缸盖、油泵壳体、轴瓦、轴套等。三、压力铸造精品文档放心下载获得铸件的方法。压铸工艺过程：注入金属→压铸→抽芯→顶出铸件压力铸造的特点：1、铸件的尺寸精度高（I2、铸件的强度和表面硬度3、生产效率高（一般为50~150次/小时）4、铸件表皮下有气孔，不能多余量加工和热处理5、设备投资大，压铸型制造成本高，适宜大量生产应用：谢谢阅读感谢阅读壳体与支架、管接头、齿轮等。四、低压铸造低压铸造工艺过程：合型→压铸→取出铸件低压铸造的1、浇注2、采用底注式冲型，金属液冲型平稳3、铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰，机械性能高感谢阅读4、浇注系统简单，金属利用率可达90%以上。应用：低压铸造目前广泛应用于铝合金铸件的生产，如汽车发动机缸体、缸盖、活塞、谢谢阅读叶轮等形状复杂的薄壁铸件。五、离心铸造精品文档放心下载方法。图示：卧式离心铸造机、铸铁管的离心铸造、离心铸造离心铸造的特点：1、铸件组织致密，机械性能好2、不用型芯和浇注系统，简化生产，节约金属3、金属液的充型能力强，便于流动性差的合金及薄壁铸件精品文档放心下载4、便于制造双金属结构5、铸件易产生偏析，内孔不准确且内表面粗糙应用：谢谢阅读谢谢阅读到应用。第二章锻压第一节概述锻压——借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、精品文档放心下载尺寸和性能的锻压件。塑性变形金属坯料→锻压件一、锻压加工方法加工方法：自由锻、模锻、板料冲压、挤压、拉拔、轧锻二、锻压加工特点优点：1、能改善金属的组织，提高金属的机械性能；2谢谢阅读3、具有较高的劳动生产率。缺点：1、不能获得形状复杂的锻件；23、生产现场劳动条件差。应用：轧制、挤压、拉拔——金属型材、板材、钢材、线材等；——感谢阅读板料冲压——汽车制造、电器、仪表及日用品。第二节金属塑性变形一、金属塑性变形实质问题：金属材料为什么能产生塑性变形？塑性变形的实质？精品文档放心下载金属→晶体——单晶体（理想金属）——多晶体（实际金属）1、单晶体的塑性变形主要方式——滑移变形单晶体的塑性变形过程：未变形→弹性变形→弹、塑性变形→塑性变形后滑移变形实质：晶体的一部分相对另一部分的移动是位错在切应力作用下沿滑移面的运动。谢谢阅读2、多晶体的塑性变形晶内变形——晶粒内部的滑移变形晶间变形——晶粒间的移动和转动晶粒位向与受力变形关系：通过塑性变形——硬位向→软位向——软位向→硬位向二、塑性变形对金属组织和性能的影响谢谢阅读断。1、冷变形强化（加工硬化）冷变形强化——谢谢阅读精品文档放心下载加工硬化的应用：提高强度、使变形均匀、提高安全性。2、回复和再结晶回复——保持加工硬化，消除内应力。如冷卷弹簧进行去应力退火。感谢阅读再结晶——消除加工硬化，提高塑性。在结晶速度取决于加热温度和变形程度。在结晶是一个形核、长大过程。3、冷变形和热变形冷变形——再结晶温度以下的塑性变形。热变形——再结晶温度以上的塑性变形。冷变形——加工硬化——冲压、冷弯、冷挤、冷轧——塑性材料热变形——加工硬化+再结晶——锻造、热挤、轧制——变形量大，易氧化4、锻造比和锻造流线锻造比——变形程度的大小。镦粗：y=H0/H拔长：y=F0/F金属材料→组织紧密晶粒细化→形成锻造流线（各向异性）感谢阅读→流线的纵向性能高于横向流线的合理分布流线与工件最大拉应力方向一致，与切应力、冲击方向垂直；谢谢阅读沿工件外轮廓连续分布。三、金属的锻造性能金属锻造性能——塑性、变形抗力塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。影响因素：金属的本质——化学成分、金属的组织状态变形条件——变形温度、变形速度、应力状态、表面质量第三节自由锻自由锻——利用冲击力或压力使加热好的金属在上、下抵铁之间产生变形。精品文档放心下载自由锻特点：1、工具简单，不需造价昂贵的模具2、可以锻造各种重量的锻件，对于大型锻件几乎是唯一的锻造方法谢谢阅读3、自由锻所需设备的吨位较小4、锻件的尺寸精度低，加工余量大5、锻件形状简单，生产率低，劳动强度大自由锻应用——单件和小批量生产。一、自由锻设备分类：手工自由锻——铁砧、锻造工具（生产小型锻件、效率低）精品文档放心下载机器自由锻——空气锤、蒸气-空气锤、水压机自由锻设备吨位（T）锻件质量作用力动力空气锤0.05~1100kg冲击力电动机蒸气-空气锤0.5~51500kg冲击力蒸气或压缩空气谢谢阅读0.4~0.9MPa(4~9个大气压)水压机500~150001~300T静压力高压水感谢阅读20MPa(200个大气压)水压机变形量大，锻造深度大，内部质量好，没有振动、噪音小。感谢阅读二、自由锻的工序基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、错移、扭转；辅助工序：倒棱、压肩等；精整工序：修整鼓形、平整端面、校直弯曲。三、自由锻工艺规程的制订1、绘制锻件图锻件图=零件图+加工余量、锻件公差和余块2、坯料的质量及尺寸计算坯料的质量：G坯料=G锻件+G烧损+G切头+G芯子精品文档放心下载（轴类零件——G切头；盘盖类零件——G芯子）坯料的尺寸——锻件的锻造比（轧材:y>1.3钢锭:y=2.5~5）谢谢阅读——采用的变形方式（镦粗(防弯):H/D<2.5）3、确定变形工工步a.齿轮坯自由锻工艺过程：下料→镦粗→垫环局部镦粗→冲孔→冲子扩孔→修整b.半轴自由锻工艺过程锻出头部→拔长→拔长及修整台阶→拔长并留出台阶→锻出凹挡及拔长端部并修整4、制订工艺规程举例(p83)四、自由锻零件的结构工艺性1、尽量避免锥面或斜面2、避免圆柱与圆柱面相交3、避免椭圆形、工字型或其它非规则形状截面及非规则外形谢谢阅读4、避免肋板和凸台第四节模锻模锻——将加热后的坯料放在模膛内受压变形而获得锻件的一种加工方法。感谢阅读特点：1、尺寸精度高；2、锻件形状复杂；3、操作简单，生产效率高；4、流线完整、性能好。应用：中、小型锻件的成批和大量生产（为什么？）一、模锻设备模锻设备锻造力性质锻件精度生产率模锻锤冲击力较低较低曲柄压力机压力较高较高平锻机压力较高较高摩擦压力机冲击力~压力较高较低1、模锻锤可以镦粗、拔长、滚挤、弯曲、成形、预锻、终锻。2、曲柄压力机行程不能调节；不能拔长和滚挤；每个变形工步在一次行程中完成。感谢阅读3、平锻机4、摩擦压锻机螺杆与滑块非刚性连接，承受偏心能力差；滑块行程、打击能量可自动调节。二、锤上模锻工艺1、模锻的变形工步和模锻模膛变形工步——制坯工步（制坯模膛）——初步成形——模锻工步（模锻模膛）——最终成形弯曲连杆的多模膛锻模2、模锻件图的制订模锻件图是制订变形工艺、设计锻模、计算坯料和检验锻件的依据。感谢阅读模锻件图包括的内容：选定分模面；模锻斜度；圆角半径；冲孔连皮。选定分模面的原则：能从模膛中顺利取出；金属易于充满模膛；简化模具制造；能及时发现错模；减少余块节约金属。3、变形工步的确定短轴类锻件：（齿轮坯）——镦粗制坯和终锻成形。长轴类锻件：（弯曲连杆）——拔长、滚挤、弯曲制坯和预锻、终锻成形。谢谢阅读三、模锻件的结构工艺性1、应具有合理的分型面；2、锻件上与分型面垂直的非加工表面应设计有结构斜度；感谢阅读3、在满足使用要求的前提下，锻件形状应力求简化；4、应尽量避免窄沟、深槽和深孔、多孔结构；5、可采用锻-焊组合工艺，简化模锻工艺。问题：小型锻件的中、小批量生产应采用自由锻还是模锻？精品文档放心下载答案：胎膜锻四、胎膜锻胎膜锻——在自由锻设备上使用非固定模具（胎膜）生产模锻件的方法。精品文档放心下载特点：第五节板料冲压板料冲压：金属板料→产生分离、变形→冲压件冲床——冲压设备冲模——冲压工具（分上模和下模）基本工序：冲裁、弯曲、拉深和成形板料冲压的特点：1、可冲压形状复杂的零件，废料少；2、冲件尺寸精度高，质量稳定，互换性好；3、质量轻、强度高、刚性好；4、操作简单，生产率高；5、板料必须具备足够的塑性，冲模制造复杂、费用高。板料冲压的应用：飞机、汽车、电机、仪器、仪表等一、冲裁冲裁——冲孔和落料相同：模具结构；坯料变形过程。1、冲裁过程及受力分析冲裁区——塌角、光亮带、剪裂带、毛刺。精品文档放心下载2、冲裁件的形状和尺寸1）冲裁件形状尽量简化，便于模具加工、热处理；2）应考虑排样，节省材料。3、模具的尺寸冲孔：D凸=D孔,D凹=D凸+2Z落料：D凹=D落料,D凸=D凹-2Z模具间隙Z=(0.05~0.25)tt——板料厚度问题：冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度达不到要求时，如何处理？感谢阅读4、冲裁件的修整间隙为0.006~0.01mm；边切除量0.05~0.2mm；修整后的切面粗糙度Ra=1.25~0.65；尺寸精度IT6~IT7。5、冲裁模二、弯曲弯曲：将平直板料弯成一定的角度和圆弧。弯曲问题：弯裂、回弹1、防止弯裂和回弹措施防止弯裂弯曲半径r>最小弯曲半径rmin回弹的防止变模具尺寸，使弹复后达到零件的尺寸；改变模具的结构；拉弯。2、弯曲件展开尺寸计算弯曲件的弯曲部位边薄，长度变长3、弯曲件结构工艺性弯曲半径不应小于最小弯曲半径，但也不宜过大；弯曲部位与板料边缘及板料上孔的距离有限制；应尽量沿材料纤维方向弯曲，多向弯曲时，应先冲工艺孔或切槽。谢谢阅读4、弯曲模三、拉深拉深：平面板料→开口中空形件拉深过程、拉深的变形和应力：拉深缺陷：皱折、拉穿防止皱折——加压边圈（压边力不宜过大）防止拉穿——模具结构凸凹模加工成圆角R凸<R凹=(3~30)t模具间隙Z=(1.1~1.5)t——限制拉深系数m=d/D=0.5~0.8>mmin否则应多次拉深——涂润滑剂减少摩擦四、成形使板料或半成品改变局部形状的工序。精品文档放心下载形状。精品文档放心下载边、翻孔。第三章金属焊接成形第一节概述焊接——通过加热或加压，使焊件达到原子结合的一种加工方法。感谢阅读焊接的种类：熔化焊——气焊、电弧焊、电渣焊等；压力焊——电阻焊、压力焊；钎焊——软钎焊、硬钎焊。焊接的特点与应用优点：连接性能好省工省料成本低重量轻简化工艺缺点：结构不可拆卸焊接接头的组织、性能变坏产生残余应力和变形易产生焊接缺陷应用：金属结构件——自行车三角架、钢窗、锅炉、压力容器、管道、船舶、车辆等；谢谢阅读机器部件——轴、齿轮、刀具等。第二节熔焊过程和焊接质量33一、熔焊冶金过程和电焊条1、熔焊的冶金过程空气中的O2、N2、H2O在电弧的作用下：O2→2O发生氧化反应，焊缝性能降低；N2→2N高温熔入液态金属，冷却后形成气孔；H2O→2H+O形成气孔，产生氢脆。保证焊缝质量措施：减少有害元素进入熔池消除已进入熔池的有害元素，增加金属元素2、电焊条2.1焊条的组成专用焊接金属丝由多种矿石粉铁合金配成焊芯的作用：作电极传导电流，产生电弧作填充金属（调整成分）药皮的作用：机械保护作用(气体和熔渣)冶金处理（熔渣）改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定）2.2焊条的种类、型号与牌号按用途分：碳钢焊条34低合金钢焊条不锈钢焊条铸铁焊条堆焊焊条镍和镍合金焊条铜和铜合金焊条铝和铝合金焊条按按熔渣性质分：酸性焊条（SiO2、MnO等）碱性焊条（CaO、FeO等）2.3焊条的型号：碳钢焊条(GB5117-85):E4303,E5015,E5016.焊接位置（平、横、立、仰）抗拉强度≥430MPa焊条3、碱性焊条和酸性焊条的特性碱性焊条：焊接工艺性能差；（用直流电）对油污、锈、水敏感性大；（清洗、烘干）35排出有毒烟尘HF酸性焊条与碱性焊条相反4、焊条的选用选用原则：焊缝和母材具有相同水平的使用性能。不绣钢、耐热钢焊条——按相同成分选择焊条结构钢焊条——按等强原则选相同强度等级焊条例：16Mn,抗拉强度520Mpa,可选用E5003(J502),E5015(J507),E5016(J506)精品文档放心下载二、焊接接头的组织和性能1、低碳钢焊接接头的组成低碳钢焊接接头的组织1——焊缝区（熔化区）2——熔合区（半熔化区）3——热影响区4——母材焊缝的组织和性能铸态组织，性能可以达到要求。熔合区的组织和性能成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。热影响区的组织和性能过热区（1100℃）组织粗大，机械性能很低,正火区（Ac3～1100℃）晶粒细小，机械性能高，36部分相变区（Ac1～Ac3）晶粒不均匀，机械性能低。感谢阅读精品文档放心下载质量。三、焊接变形和焊接应力1、焊接变形和残余应力的不利影响造成焊件的尺寸、形状变化；矫正变形会使性能降低，成本增加；焊接应力会降低承载能力；引起焊接裂纹；应力衰减会产生变形。2、焊接变形和残余应力产生原因谢谢阅读平板对接焊缝的应力和变形过程示意图3、焊接变形的基本形式4、减少焊接应力与变形的工艺措施焊前预热及焊后热处理；选择合理的焊接次序；刚性固定法；反变形法；锤击焊缝法；37采用机械矫正和火焰矫正。焊接顺序刚性固定法反变形机械矫正与火焰矫正第三节常用焊接方法一、手工电弧焊1、焊接电弧电弧——气体电离、电极发射电子电弧的温度：阴极区2100℃，弧柱5700~7700℃，阳极区2300℃电弧区热量：阳极占43%,阴极区占36%,弧柱区占21%。正接法:工件接正极,焊条接负极2、焊接过程(1)电弧在焊条与被焊件之间燃烧,电弧热使工件和焊条同时熔化成熔池；(2)电弧使焊条的药皮熔化或燃烧,产生熔渣和38气体,对熔化金属和熔池起保护作用；(3)电弧使焊条的药皮熔化或燃烧,产生熔渣和气体,对熔化金属和熔池起保护作用；3、手工电弧焊的特点手工电弧焊有何特点？使用哪种设备？优点：设备简单，操作灵活，适应性强。缺点：生产效率低，劳动强度大，质量不易保证。电焊机：直流电焊机：引弧容易，电弧稳定，焊接质量好交流电焊机：结构简单，使用可靠，维修方便二、埋弧自动焊1.埋弧自动焊的焊接过程自动焊——焊接动由机械装置自动完成。埋弧焊——电弧在颗粒状焊剂层下燃烧进行焊接。2.埋弧自动焊的特点与应用特点：生产效率高（比手弧焊提高5～10倍）焊接质量好（焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观）成本低（省工、省时、省料）39劳动条件好（无弧光,、飞溅,劳动强度低）适应性差（平焊、长直焊缝和较大直径的环缝）焊接设备复杂，焊前准备工作严格应用：谢谢阅读等。三、气体保护焊保护气体：氩气→氩弧焊CO2→CO2气体保护焊1、氩弧焊及其特点o钨极氩弧焊钨极熔点高，发射电子能力强直流正接：钨极烧损小。直流反接：钨极烧损大，电弧不稳，但有“阴极破碎”作用（焊铝时有利）。感谢阅读应用：焊接电流不能过大，只能焊4mm以下的薄板；焊接钢材板：直流正接法；焊铝、镁合金：直流反接法或交流电源。o熔化极氩弧焊401)以连续送进的金属丝做电极并填充焊缝；2)焊接电流较大,生产效率高，适用焊接较厚的焊件；（板厚为8~25mm）感谢阅读3)采用直流反接，电弧稳定，焊铝时有“阴极破碎”作用；谢谢阅读4)可采用自动焊或半自动焊。o氩弧焊特点1)保护效果好，电弧稳定，焊接质量好；2)电弧热量集中，热影响区小，焊后变形小；3)可全方位焊接，便于观察、易于自动控制；4)氩气成本高，一般情况下不采用。应用：用于焊接易氧化的有色金属、合金钢和不锈钢。2、CO2气体保护焊焊接过程电弧CO2→CO+O使金属氧化，合金元素烧损，不能焊接有色金属和合金钢。应用：用于低碳钢、低合金钢薄板的焊接。必须采用含脱氧剂的焊丝H08Mn2SiA，直流反接。精品文档放心下载特点：1）成本低（为埋弧焊和手弧焊的40%～50%）2）效率高（电流密度大，熔深大，焊接速度快）413）焊接质量好（有气流冷却，热影响区小，变形小）4）采用气体保护，能全位置焊接5）焊缝成形差，飞溅大6）设备使用维修不方便四、电渣焊1.电渣焊工艺过程2.电渣焊的特点生产率高（板厚>40mm的焊接一次焊成）焊缝缺陷少,焊接质量好（不易产生气孔、夹渣和裂纹）成本低（省电和省熔剂）焊件需正火热处理(热影响区较大,组织粗大)五、电阻焊感谢阅读接头的焊接方法。电阻焊分为：点焊、缝焊、对焊。电阻焊特点焊接电压低，电流大，生产率高；不需要填充金属，焊接变形小；劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产；焊接设备复杂，投资大；适用于大批量生产；42对焊件厚度和接头形式有一定限制。1、点焊点焊过程：加压→通电→断电→去除压力形成熔核凝固防止分流：点焊接头形式：点焊主要适用于薄板冲压结构和钢筋构件。2、缝焊缝焊：与点焊相同，只是采用滚轮做电极，边焊边滚。特点：焊点互相重叠，分流现象严重。焊件厚度≤3mm。精品文档放心下载应用：有密封要求的薄壁结构，3、对焊电阻对焊：端面加工要求高，质量不易保证。闪光对焊：对端面加工要求低，质量较高，用于重要零件的焊接。应用：杆状零件的对接，如刀具、管子、钢轨、钢筋、异种金属。谢谢阅读（端面形状尺寸要相同或相近）六、钎焊43精品文档放心下载连接起来的焊接方法。焊前准备：接头形式：清洗表面；搭接装配；放置钎料。1、焊接过程精品文档放心下载钎料熔化，借助毛细管的作用被吸入和充满间隙；被焊金属和钎料在间隙内相互扩散；凝固后，形成钎焊接头。2、钎焊分类种类特点软钎焊硬钎焊（锡、铅钎料）（铜基、银基钎料）钎料熔点≤450℃＞450℃性能特点接头强度≤100Mpa接头强度＞200Mpa谢谢阅读工作温度较低工作温度较高应用用于受力较大的构件、刀具、精品文档放心下载件的焊接。工具的焊接。3、钎焊特点1）加热温度低，变形也小。接头光滑平整，工件尺寸精确；感谢阅读2）钎焊接头强度低；3）可焊接性能差异很大的异种金属,对工件厚度无限制；谢谢阅读444）可整体加热，同时钎焊由多条焊缝组成的复杂形状构件，生产率高；感谢阅读5）钎焊设备简单，生产投资费用少。第四节常用金属材料的焊接一、金属材料的焊接性1、金属材料焊接性的概念金属焊接性：是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。感谢阅读焊接性衡量指标：形成焊接缺陷的敏感性（裂纹）使用性能（机械性能）影响焊接性的因素：金属材料本身性质焊接方法、焊接材料、焊接工艺2、钢的焊接性评价方法——碳当量碳、合金元素含量→焊接性碳当量：碳钢及低合金钢：CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15精品文档放心下载CE＜0.4%时，冷裂纹倾向不明显,焊接性良好；CE＝0.4%～0.6%时，冷裂倾向明显，焊接性较差；谢谢阅读CE＞0.6%时，冷裂倾向很强,焊接性很差。碳当量越高，焊接性越差45二、碳素钢和普低钢的焊接焊接裂纹产生？内部条件：碳当量CE外部条件：环境温度1、碳钢的焊接低碳钢：CE＜0.4%，焊接性良好。各种焊接方法都能获得优质焊接接头。感谢阅读中碳钢：CE＞0.4%，冷裂倾向很强，焊接性较差。焊前预热150℃～250℃，焊后缓冷，采用细E5015焊条、小电流、开坡口、多层多道焊，降低焊缝的含碳量。感谢阅读2、低合金结构钢的焊接焊接方法:a.一般用手工电弧焊、埋弧自动焊b.板厚＞40mm时，用电渣焊c.批量大时，用CO2气体保护焊16Mn的焊接CE=0.4%焊接性良好，不需预热板厚＞32～38mm环境温度低时，需预热重要结构（锅炉、压力容器）焊后应消除应力退火三、不锈钢的焊接不锈钢的种类:马氏体不锈钢（Cr13型）46奥氏体不锈钢（Cr18Ni9型）铁素体不锈钢（Cr17型）马氏体不锈钢：焊接性较差（冷裂纹和淬硬脆化）→焊前预热，焊后缓冷及热处理，谢谢阅读采用奥氏体不锈钢焊条。奥氏体不锈钢：焊接性良好铁素体不锈钢：焊接性较差（过热晶粒引起脆化和裂纹）→低温预热（＜150℃＝减少高温停留时间）四、铸铁的焊补铸铁的焊接性铸铁碳含量高，杂质多，塑性差，故焊接性差。铸铁焊补的问题：易产生白口组织和淬火组织；铸铁强度低、塑性差，易产生裂纹；铸铁碳、硅含量高，易产生气孔和夹渣缺陷；铸铁的焊补：热焊、冷焊1、热焊热焊——铸件预热到600～700℃进行焊接，焊后缓冷。感谢阅读焊接方法：气焊、手工电弧焊（铸铁焊条）特点：焊补质量好，成本高，劳动条件差，生产率低47应用：中等厚度铸件及焊后要加工的复杂、重要的铸件,如：内燃机缸盖、气缸体、机床床身等。2、冷焊冷焊——铸件一般不预热或较低温度预热。特点：依靠焊条来调整焊缝的化学成分，以防止白口组织和裂纹。感谢阅读应用：镍基焊条→补焊质量好，成本高。用于重要铸铁件加工表面焊补谢谢阅读感谢阅读五、铝及铝合金的焊接分类：工业纯铝焊接性好不能热处理强化铝合金热处理强化铝合金——焊接性差（接头软化热裂纹）问题：氧化：形成Al2O3，阻碍融合气孔：铝液大量溶解氢气，结晶时形成气孔焊接方法：电阻焊、钎焊、氩弧焊（保护效果好，有“阴极破碎”作用）精品文档放心下载第五节焊接结构工艺性一、焊接结构材料的选用焊接结构选材原则：谢谢阅读金钢。48影响焊接性的因素：金属材料本身性质焊接方法、焊接材料、焊接工艺常用金属材料的焊接性方法气焊手工埋弧焊CO2氩弧焊电渣焊点焊对焊钎焊精品文档放心下载材料电弧焊保护焊缝焊低碳钢AAAAAAAAA中碳钢AABBAABAA低合金钢BAAAAAAAA不锈钢AABBABAAA铸铁BBCCBBDB铝合金BCCDADAAC二、焊缝的布置1、便于焊接操作2、焊缝要避开应力较大和应力集中部位3、焊缝应避免密集交叉4、焊缝设置应尽量对称（最好能同时施焊）感谢阅读5、尽量减少焊缝长度和焊缝截面（减少变形、成本，提高生产率）谢谢阅读6、焊缝应尽量设置在平焊位置7、焊缝应避开加工部位三、接头设计1、接头形式设计接头基本形式：对接接头、搭接接头、角接接头、T形接头感谢阅读对接接头受力简单、均匀，节省材料；下料尺寸精度要求较高；49用于锅炉、压力容器受力焊缝的焊接。搭接接头受力复杂，接头产生附加弯矩；下料尺寸精度要求低；应用于受力不大的行架结构。角接接头、T形接头用于构成直角或一定角度连接的接头。2、坡口形式设计对接接头、搭接接头、角接接头、T形接头四、典型工艺设计实例结构名称：液化气钢瓶组成：瓶体、瓶嘴材料：20钢（或16Mn）壁厚：3mm生产类型：大量生产设计要点：瓶体要耐压，必须绝对安全。材料的焊接性不存在问题。关键技术是结构的成形和焊接。1、确定焊缝位置a)焊缝多，工作量大，轴向焊缝处于拉应力最高位置b)合理502、焊接接头设计瓶体与瓶嘴的焊缝：角焊缝（不开坡口）瓶体主环缝：衬环对接或缩口对接（V型坡口）3、焊接方法和焊接材料的选择瓶体环缝：埋弧自动焊（生产率高、焊接质量稳定）焊接材料采用H08A、H08MnA,配合HJ431精品文档放心下载瓶嘴焊缝：手工电弧焊焊条采用E4303(20钢)，E5015(16Mn)感谢阅读4、主要工艺过程落料→拉深→再结晶退火→冲孔→除锈→→→焊主谢谢阅读环缝→正火→水压试验→气密试验5、瓶体焊接结构工艺图焊接结构工艺图内容：构成件的形状及其相互关系；各构成件的装配尺寸及板厚、型材规格；焊缝的符号和尺寸；焊接工艺的要求。51第四章机械零件毛坯的选择机械零件在机器中的作用机械零件制造：毛坯成形，切削加工。毛坯选择影响：感谢阅读制造质量，使用性能，生产周期，制造成本。举例：摩托车发动机,机器人汽车感谢阅读焊接生产线一、零件毛坯的类型毛坯类型铸件锻件冲压件焊接件轧材成形特点液态下成形塑性变形塑性变形永久性连接同锻件谢谢阅读结构特征复杂简单轻巧、复杂轻巧简单工艺性要求同锻件感谢阅读缩率低力小小常用材料铸铁、铸钢、中碳钢及合金精品文档放心下载铝合金结构钢等薄板钢等构钢等组织特征晶粒粗大疏拉深时流线有变接头组织不均同锻件谢谢阅读松化匀机械性能较差好好降低较好材料利用率高低高较高较低生产周期长短/长长较短短生产成本较低较高较低中——应用举例机架、床身轴、齿轮油箱车身，船体丝杠、螺栓精品文档放心下载二、毛坯选择的原则和依据1、毛坯选择的原则保证零件的使用要求外部质量：形状精度，尺寸精度，表面质量内部质量：成分、组织，力学性能，物理性能、化学性能降低制造成本制造成本——材料费、消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等精品文档放心下载52问题：采用手工造型的铸件和自由锻锻件毛坯可降低成本3、毛坯选择的依据零件的用途和工作条件零件的结构、形状与外形尺寸生产批量生产条件（设备、人员、技术水平、管理水平等）感谢阅读三、常用机械零件毛坯分类及制造方法1、轴杆类零件主要起支承传动件和传递转矩的作用。传动轴、机床主轴、丝谢谢阅读杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等轴类毛坯应用材料热处理及工艺锻件机床主轴45，40Cr调质处理，轴颈高频