《金属加工工艺流程介绍》课件

金属加工工艺流程介绍目录1金属加工概述定义、历史、原理2主要加工工艺切削、成形、焊接、铸造3工艺流程详解各工艺步骤、质量控制4新兴技术与趋势金属加工的定义与重要性工业核心技术支撑制造业发展基础决定产品质量精度与性能直接相关推动技术创新新工艺催生新产品金属加工的历史发展1古代手工时期青铜器、铁器制作2工业革命时期蒸汽动力机械加工3现代精密加工数控技术、自动化4智能制造阶段数字化、智能化金属加工的基本原理材料科学基础晶体结构影响加工性能合金相组成决定机械特性力学原理应力分布影响变形行为热力学性质决定加工温度常见金属材料及其特性钢铁强度高价格低易锈蚀铝合金密度小耐腐蚀导热好铜合金导电佳可塑性强抗菌性好钛合金比强度高耐高温生物相容金属加工的分类按加工方式切削加工塑性成形焊接连接铸造成型按加工温度热加工（高温）温加工（中温）冷加工（常温）切削加工概述原理刀具切除多余材料主要设备车床、铣床、钻床基本要素切削力、热量、精度车削加工工艺特点工件旋转，刀具进给精度优势表面质量好，尺寸稳定应用范围轴类、盘类零件加工自动化水平数控化程度高铣削加工高精度成形复杂曲面加工多刃切削效率高，受力小多样性材料适应不同硬度钻削加工1刀具特点螺旋钻头，切屑排出2加工特性轴向进给，径向旋转3应用领域孔加工，套孔定位4技术难点深孔钻削，飞边控制磨削加工微量切削高精度，小余量多刃砂轮磨粒切削，热量分散表面光洁精加工，后处理塑性成形加工概述0.2%塑性变形最小屈服应力1500℃最高温度热成形工艺30%生产占比金属加工中比例锻造冲压冲裁过程分离材料，精确切割弯曲成形改变板材形状，保持完整拉深工艺形成空心件，减薄变形挤压生产效率材料利用率轧制热轧再结晶温度以上加工变形抗力小成形能力强表面质量差冷轧室温下进行轧制精度高表面光洁硬化效应明显焊接加工概述热能熔化金属压力接触结合冶金原子扩散凝固形成连接电弧焊电极准备选择适合焊条引弧稳弧形成熔池送进焊条控制焊缝成形清理检查确保焊接质量气体保护焊焊接类型保护气体适用材料特点TIG焊氩气不锈钢、铝焊缝美观MIG焊氩气、混合气碳钢、低合金钢效率高MAG焊CO2、混合气碳钢成本低电阻焊装夹定位工件间紧密接触电极加压施加适当压力通电加热局部熔化形成熔核保压冷却维持压力直到凝固特种焊接铸造加工概述成形原理液态金属浇注成形适用范围复杂形状，难加工材料工业地位基础成形技术，应用广泛砂型铸造制作模样木质或金属模具造型制芯制作砂型和砂芯熔炼浇注熔化金属并浇入型腔清理热处理落砂、去毛刺、热处理压力铸造汽车零部件电子外壳机械设备建筑五金其他离心铸造离心力原理利用离心力使金属分布组织特点致密性好，无气孔典型产品管状件，回转体精密铸造1高精度尺寸精确，表面光洁复杂结构内腔、薄壁、曲面优质材质合金化均匀，性能稳定热处理加工概述热处理目的改变内部组织提高机械性能消除内应力主要类型退火正火淬火回火退火时间(小时)温度(℃)正火工艺特点空气冷却冷却速度中等操作简便与退火区别冷却速度更快组织更细小强度更高适用场景中碳钢大型铸件锻件预处理淬火加热升温至奥氏体温度保温均匀化组织快速冷却水、油或盐浴冷却马氏体形成获得高硬度组织回火150℃低温回火减少内应力，保持硬度350℃中温回火提高韧性，强度适中550℃高温回火最大韧性，降低硬度表面处理概述防护目的防腐蚀，提高耐磨性装饰目的改善外观，增加价值功能目的特殊性能，电气绝缘主要方法电镀，氧化，涂装电镀前处理清洗、除油、酸洗电镀镀铬、镀锌、镀镍后处理钝化、烘干、封闭检验厚度测试，结合力检查阳极氧化工艺过程电解形成氧化膜膜层结构多孔六角柱状结构染色封闭多彩表面，高耐腐蚀喷涂表面处理打磨、除锈、脱脂涂料喷涂均匀覆盖，控制厚度固化干燥加热固化，形成保护层物理气相沉积（PVD）1真空环境低压腔体，高纯度2靶材蒸发电弧、磁控溅射3气相传输原子级迁移4沉积凝结纳米级薄膜形成化学气相沉积（CVD）特性PVDCVD操作温度低温高温覆盖性线性沉积全面覆盖膜层结合力一般极强典型应用装饰、切削刀具耐磨、半导体特种加工方法概述能量方式电、光、声能加工化学方式化学反应加工适用场景难加工材料，复杂结构电火花加工激光加工激光切割高精度轮廓切割激光雕刻表面图案，浅层加工激光焊接精密焊接，热影响小激光淬火局部硬化，变形小超声波加工工作原理高频振动，磨粒冲击无热、无力、微变形适用材料硬脆材料极佳玻璃陶瓷宝石硬质合金电化学加工加工原理电解反应阳极金属溶解无接触加工工艺特点无热、无力表面光洁度高无工具磨损应用领域复杂型腔硬质合金零件精密小孔金属粉末注射成型（MIM）配料混合金属粉末与粘结剂混合注射成型注入模具，初步成形脱脂去除粘结剂烧结高温致密化，提高强度增材制造（3D打印）选区激光熔化高密度，复杂结构电子束熔融真空环境，高纯度直接金属沉积大型零件，修复应用复合加工技术一次装夹减少定位误差2工艺集成车铣磨复合加工质量提升精度高，一致性好智能制造在金属加工中的应用数据采集传感器实时监测数据分析大数据处理，模型建立智能决策自动优化参数执行控制智能设备执行操作金属加工自动化75%效率提升相比传统工艺85%不良率降低质量一致性提高30%成本节约长期运营成本加工工艺优化分析现状识别问题点1方案设计制定优化计划实施改进执行优化方案3评估效果验证优化成果4质量控制与检测尺寸检测三坐标测量，激光扫描内部缺陷检测X射线，超声波探伤表面质量检测表面粗糙度，涂层厚度性能测试硬度，强度，疲劳寿命环保与节能技术安全生产危险源识别机械伤害高温烫伤粉尘危害噪声污染防护措施安全装置警示标识个人防护安全培训应急处理应急预案急救设备疏散路线演练考核金属加工新材料微纳加工技术微细加工微米级精度微铣削微电火花精密电铸纳米加工纳米级精度原子层沉积纳米压印聚焦离子束绿色加工技术干式加工无切削液，零污染微量润滑油雾冷却，用量少近净成形减少后续加工，节约材料金属加工工艺选择产品分析结构、精度、材料工艺对比可行性、经济性最优方案综合评估，确定路线加工工艺经济性分析材料成本设备折旧人工成本能源费用工具耗材其他费用行业标准与法规标准类型主要内容适用范围国家标准(GB)基本要求全国范围行业标准专业规范特定行业国际标准(ISO)全球统一国际贸易企业标准