《机械制造工艺基础》课件-项目3：钳工与特种加工

机械制造工艺基础—钳工概述—目录\CONTENTS钳工的工作特点02钳工基本操作03钳工工作场地04钳工常用设备05钳工安全操作规范06什么是钳工01什么是钳工加工多样灵活操作方便适用面广所用工具简单钳工工作特点劳动强度大生产效率低技工水平要求高钳工基本操作辅助性操作切削性操作装配性操作维修性操作普通钳工使用钳工工具和设备，对工件进行加工、修整和装配的人员。机修钳工使用工量具和辅助设备，对各类设备进行安装、调试和维修的人员。工具钳工是指使用钳工工具及设备，对工装、工具、量具、辅具、检具、模具进行制造、装配、检验和修理的人员。钳工工作场地光线适宜·工作方便距离适当独立工作空间工量具摆放整齐清洁保养钳工工作台一般由木材或钢材制成，主要用来安装台虎钳，存放工量具和夹具，是钳工操作的主要场所。钳工常用设备台虎钳台虎钳一般固定在工作台上，是夹持工具，分为固定式和回转式两类。固定式回转式砂轮机砂轮机是钳工中经常使用的电动工具，主要用来磨去工具、工件和毛胚上的毛刺和锐边，或者用来修整工具等。台钻台钻在钳工中使用的最多，主要用来在小型工件上钻孔，以及扩直径在12毫米以下的孔。钳工安全操作规范不得使用不熟悉的设备和工具按规定使用手提风动工具安全使用手提电动工具，注意用电安全禁止使用无柄锉刀或刮刀及有缺陷工具危险操作要远离人身，避免伤害就地检修模具必须断电不准手拉嘴吹清除切屑大型畸形工件避免坠落钳工高级技师段志勇中国钳工30年磨砺成就细如发丝“匠心”目录\CONTENTS锉削工具01锉削姿势03锉削方法04锉削握法02锉削工具（1）锉刀的构造锉削工具（2）锉刀的种类锉削的握法锉削姿势锉削方法

方文墨是沈飞公司史上最年轻的高级技师，他创造的“0.003毫米加工公差”被命名为“文墨精度”，2018年他又将这一精度提高到0.00068毫米。机械制造工艺基础—锻造—目录\CONTENTS锻造锻造特点02锻件的冷却03锻件常见缺陷040101一、锻造01一、锻造

锻造——是在压力设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。1、锻造概念01图1.1自由锻图1.2模锻一、锻造011.1坯料的加热1．金属材料的始锻温度和终锻温度

始锻温度——允许加热达到的最高温度。

终锻温度——停止止锻造的温度。

2．锻造温度范围

锻造温度范围——锻件的始锻温度到终锻温度的温度间隔。

3．加热速度加热温度——加热时坯料表面温度升高的速度（℃/h）。一、锻造012、自由锻

自由锻——是利用冲击力或压力使金属在上、下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状和尺寸及一定力学性能的锻件的一种加工方法。2.1自由锻分类

自由锻分为手工自由锻和机器自由锻两种。一、锻造01图1.3手工自由锻和机械自由锻一、锻造012.2自由锻的基本工序

（1）镦粗（2）拔长（3）冲孔

（4）弯曲（5）扭转（6）切断一、锻造01

镦粗——是对原坯料沿轴向锻打，使其高度降低、横截面面积增大的操作过程。分为整体镦粗和局部锻粗。图1.4整体镦粗和局部墩粗一、锻造01

拔长——是使坯料长度增加、横截面面积减小的锻造工序。拔长时，每次送进量L应为砧宽B的0.3～0.7倍。若L太大，拔长效率反而下降；若L太小，又易产生夹层。图1.5拔长的送进量a）送进量合适b）送进量太大，拔长效率低c）送进量太小，易产生夹层a）

b）

c）一、锻造01图1.6较重锻件的拔长图1.7较小锻件的拔长一、锻造01图1.8圆形坯料拔长时的过渡截面形状

一、锻造01

冲孔——是用冲子在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。1）单面冲孔：厚度小的坯料

一、锻造图1.9单面冲孔012）双面冲孔

一、锻造预冲凹坑冲至3/4深度翻转坯料冲透坯料图1.10双面冲孔01弯曲——使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序。

a）b）c）

图1.11a），b）角度弯曲c）成形弯曲一、锻造01

扭转——使坯料的一部分相对于另一部分旋转一定角度的锻造工序。一、锻造图1.12扭转01切断——分割坯料或切除料头的锻造工序。

图1.13方形截面切断一、锻造01图1.14圆形截面切断一、锻造012.3自由锻的特点及应用

（1）设备和工具有很大的通用性，且工具简单，通常只能制造形状简单的锻件。（2）自由锻可以锻制质量不足1kg到300t左右的锻件。大型锻件只能采用自由锻，因此自由锻在一般机械制造中具有重要意义。（3）自由锻依靠操作者的技术控制形状和尺寸，锻件精度低，表面质量差，金属消耗多。

一、锻造013、模锻

模锻——将加热后的坯料放在锻模的模腔内，经过锻造，使其在模腔所限制的空间内产生塑性变形，从而获得锻件的锻造方法。图1.16液压模锻锤图1.15模锻件一、锻造013.1模锻工艺过程模锻的锻模结构有单模膛锻模和多模膛锻模。

图1.17单模膛锻模

图1.18锻模过程

一、锻造01图1.19模锻工艺过程

一、锻造013.2模锻的特点及应用

（1）由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂。（2）锻件内部的锻造流线按锻件轮廓分布，从而提高了工件的力学性能和使用寿命。（3）锻件表面光洁、尺寸精度高，可节约材料和切削加工工时。（4）生产率较高。（5）操作简单，易于实现机械化。一、锻造014、胎模锻

胎模锻——是自由锻与模锻相结合的加工方法，即在自由锻设备上使用可移动的模具生产锻件。

图1.20锤子和锤头胎模结构

一、锻造014.1胎模锻的特点及应用模具结构简单、易于制造、不需要专用锻造设备胎模锻件质量没有模锻件高工人劳动强度较大胎模寿命短生产率较低一、锻造02二、锻造特点02二、锻压特点及操作规程工艺类别特点应用场合锻造（1）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能，如能提高工件的强度、塑性和韧性（2）具有较高的劳动生产率（3）采用精密模锻可使锻件尺寸、形状接近成品，因而可大大节约金属材料和减少切削加工工时（1）适应范围广。既可进行单件、小批量生产，又可进行大批量生产（2）不能锻造形状复杂的工件2.1锻造特点03三、锻件的冷却034.1锻件的锻后冷却冷却

方式

定义特点适用场合空冷热态锻件在空气中冷却的方法冷却速度较快的一种冷却方式，锻后置空气中散放，冷速快，晶粒细化低碳、低合金中小型锻件或锻后不直接切削加工件堆冷将热态锻件成堆放在空气中进行冷却的方法冷却速度低于空冷低碳钢、中碳钢的小型锻件坑冷将热态锻件放在地坑（或铁箱）中缓慢冷却的方法锻后置于填有石灰、砂子或炉灰的坑内或箱内堆在一起。冷速稍慢，其冷却速度较堆冷低

低合金钢及截面尺寸较大的锻件，锻后可直接切削加工灰砂冷将热态锻件埋入炉渣、灰或砂中缓慢冷却的冷却方法锻件入灰（砂）温度一般不低于500℃，冷却至150℃左右出灰（砂），周围蓄砂厚度不能小于80mm灰砂冷的冷却速度低于坑冷炉冷锻后锻件放入炉中缓慢冷却的方法锻后置原加热炉中，随炉冷却，冷速极慢，其冷却速度低于灰砂冷高合金钢及中大型锻件锻后可切削加工四、锻件冷却及常见缺陷04四、锻件常见缺陷044.1自由锻的常见缺陷裂纹产生原因：（1）坯料质量不好（2）加热不充分（3）锻造温度过低（4）锻件冷却不当（5）锻造方法有误

四、锻件常见缺陷图4.1裂纹04折叠

产生原因：坯料在锻压时送进量小于单面压下量。

4.1自由锻的常见缺陷四、锻件冷却及常见缺陷图4.2折叠04末端凹陷和轴心裂纹产生原因（1）锻造时坯料内部未热透，变形只产生在坯料表面。（2）坯料整个截面未锻透，变形只产生在坯料表面。4.2自由锻的常见缺陷四、锻件冷却及常见缺陷图4.3末端凹陷和轴心裂纹练习：1、自由锻的基本工序？2、锻件的冷却方式？机械制造工艺基础—焊接技术简介—\CONTENTS国家体育场—鸟巢，总用钢量11万吨，焊缝总长32万米，消耗焊接材料超过2100吨。目录\CONTENTS焊接技术概述0201常用焊接方法介绍焊接的概念通过加热或加压或两者并用，使被焊材料达到原子间结合，形成永久性连接的工艺，就是焊接。焊接是一种不可拆连接，它不仅可以连接各种同质的金属，也可以连接不同质的金属。焊接的分类01熔化焊：将工件的待焊处连同填充金属局部加热到熔化状态，形成熔池，然后冷却结晶成为一体的焊接方法。02压力焊：通过施加压力（或同时加热），使焊件结合面达到塑性变形或熔化状态，以完成连接。03钎焊：采用熔点比母材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，利用液态钎料浸润母材、填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接的焊接方法焊接的分类焊接的特点1.节约材料，接头密封性好

2.程序简单，经济效益高3.可实现拼接，生产周期短，劳动强度低4.设备简单，操作方便，生产成本低5.焊接接头往往是结构的薄弱点焊接的应用“世界第一拱桥”——上海卢浦大桥，黄浦江上第一座钢结构拱桥。全长3900m，跨度550m。为世界跨度最大的全焊钢结构拱桥，用钢量3.5万吨。焊接的应用“神舟”载人飞船和长征系列运载火箭的燃料箱，都是全焊接的铝合金结构。目录\CONTENTS0102常用焊接方法介绍焊接技术概述手工电弧焊特点：1)设备简单，操作灵活方便，适应性强。不受场地和焊接位置的限制。2)可焊金属材料广。3)待焊接头装配要求较低，但对焊工操作技术要求高。4)劳动条件差，熔敷速度慢，生产率低。埋弧焊特点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好；氩弧焊特点：1、焊接接头质量高，致密、无飞溅；2、焊接生产效率高，热影响区窄，焊件应力、变形、裂纹倾向小;3、操作方便、便于观察;4、焊接时无熔剂、涂药层，容易实现机械化和自动化;5、几乎能焊接所有金属，但对于低熔点和易蒸发的金属(如铅、锡。锌)，焊接较困难。6、不受焊件位置限制，可进行全位置焊接。电阻焊特点：1、加热时间短，热量集中，热影响区小，变形与应力也小；3、不需要焊丝、焊条等填充金属，焊接成本低；4、操作简单，易于实现机械化和自动化；5、生产率高，且无噪声及有害气体；6、设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难。钎焊特点：⑴加热温度低，接头光滑平整，变形小，工件尺寸精确；⑵可焊同种金属、异种材料，且对工件厚度差无严格限制；⑶生产率很高；⑷设备简单，生产入少；⑸接头强度低，耐热性差，钎料价格较昂贵。小结焊接技术概述02常用焊接方法介绍01—铸造—机械制造工艺基础目录\CONTENTS铸造及其分类、特点砂型铸造相关概念与材料与设备02砂型铸造的工艺过程03砂型铸造的缺陷0401一、铸造及其分类、特点1.1铸造及其分类将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件。铸造

砂型铸造特种铸造熔模铸造金属型铸造压力铸造离心铸造

图1-1图1-2一、铸造及其分类、特点1.2铸造特点01产品适应性广，工艺灵活性大02生产形状复杂，特别是具有复杂内腔工件毛坯03尺寸精确，可以节约材料和加工工时04原材料来源广泛，价格低廉05力学性能较差、生产工序多、质量不稳定砂型铸造概念：用型砂紧实成型的铸造方法。02二、砂型铸造相关概念与材料与设备2.1砂型铸造相关概念图2-12.2砂型铸造的基本概念2.2.1．收缩余量2.2.2．加工余量为了补偿铸件收缩，模样比图样尺寸增大的数值。

在铸造工艺设计时预先增加，在机械加工时切去的金属层厚度。02二、砂型铸造相关概念与材料与设备2.2.3起模斜度

为使模样容易从铸型中取出或型芯从芯盒中脱出，在模样或芯盒上平行于起模方向所设的斜度。2.2.4铸造圆角相邻两表面的过渡圆角。02二、砂型铸造相关概念与材料与设备图2-2图2-32.2.5芯头在模样上：芯头是模样的凸出部分。在型芯上：芯头是型芯的外伸部分。02二、砂型铸造相关概念与材料与设备图2-42.2.6浇注系统（1）外浇口（2）直浇道（3）横浇道（4）内浇道2.2.7冒口02二、砂型铸造相关概念与材料与设备图2-5浇筑系统中最高的地方。2.3.1型砂与芯砂区别：型砂用来形成铸件的外部形状。芯砂用来形成铸件的内腔或简化造型工艺。型砂：用来制造砂型的材料。芯砂：制造砂芯的材料。02二、砂型铸造相关概念与材料与设备2.3砂型铸造材料与设备2.3.2铸型铸型用于浇注金属液，以获得形状、尺寸和质量符合要求的铸件。

02二、砂型铸造相关概念与材料与设备图2-62.3.3模样用来形成铸型型腔的工艺装备。用来制造型芯的工艺装备。2.3.4芯盒02二、砂型铸造相关概念与材料与设备图2-7图2-83.1混砂将型砂的各种组成原料混合均匀，进而使粘接剂均匀分布在砂粒表面，形成粘土膜。3.2造型利用制备的型砂及模样等制造铸型的过程称为造型。03三、砂型铸造的工艺过程3.2造型3.2.1手工造型利用制备的型砂及模样等制造铸型的过程有箱造型脱箱造型组芯造型地坑造型刮板造型手工造型手工造型机器造型03三、砂型铸造的工艺过程砂箱图3-13.2.1.1有箱造型

型腔全部在半个铸型内，另半个铸型为平箱，分型面为一平面。图3-2整模两箱造型03三、砂型铸造的工艺过程图3-3分模两箱造型模样分成两部分，分别制造上型和下型，型腔则位于上型和下型之间03三、砂型铸造的工艺过程3.2.1.2脱箱造型在可脱砂箱内造型，合型后浇注前脱去砂箱。03三、砂型铸造的工艺过程图3-43.2.1.3挖沙造型下型分型面挖成不平分