5金属的热加工介绍.pptx

1 1机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 1.铸造、锻造及焊接的种类、铸造、锻造及焊接的种类、方法及应用方法及应用 2.砂型铸造、自由锻及手工电砂型铸造、自由锻及手工电弧焊的特点及应用弧焊的特点及应用【主要内容主要内容】1.铸造铸造 2.锻造锻造 3.焊接焊接【重点掌握重点掌握】课题课题5 金属的热加工金属的热加工2 2机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工热加工热加工压铸模压铸模 锻造锻造 铸造铸造 焊接焊接砂型铸造砂型铸造3 3机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工5.1 铸造铸造生产的特点铸造生产的特点 铸造的成形是由铸造的成形是由液态凝结成固态的过液态凝结成固态的过程，是制造机械零件程，是制造机械零件毛坯或零件的一种重毛坯或零件的一种重要工艺方法。要工艺方法。4 4机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工优点：优点：1)能制造各种尺寸和形状复杂的铸件，特别是内腔复杂的能制造各种尺寸和形状复杂的铸件，特别是内腔复杂的铸件。如各种箱体、床身、机架等零件的毛坯。铸件的轮廓尺铸件。如各种箱体、床身、机架等零件的毛坯。铸件的轮廓尺寸可小至几毫米，大至几十米；质量从几克至数百吨。可以说，寸可小至几毫米，大至几十米；质量从几克至数百吨。可以说，铸造不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制。铸造不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制。2)常用的金属材料均可用铸造方法制成铸件，有些材料常用的金属材料均可用铸造方法制成铸件，有些材料（如铸铁、青铜）只能用铸造方法来制造零件。（如铸铁、青铜）只能用铸造方法来制造零件。5 5机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工优点：优点：3)铸造所用的原材料来源广泛，价格低廉，并可回收利铸造所用的原材料来源广泛，价格低廉，并可回收利用，铸造生产工艺设备费用小，因此铸件生产成本低。用，铸造生产工艺设备费用小，因此铸件生产成本低。5)铸造既可用于单件生产，也可用于批量生产，适应性铸造既可用于单件生产，也可用于批量生产，适应性广。广。4)铸件与零件的形状、尺寸很接近，因而铸件的加工余铸件与零件的形状、尺寸很接近，因而铸件的加工余量小，可以节约金属材料，减少切削加工费用。量小，可以节约金属材料，减少切削加工费用。6 6机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工缺点：缺点：铸造生产过程复杂，工序较多，常因铸造生产过程复杂，工序较多，常因铸型材料、模具、铸造合金、合金的熔炼铸型材料、模具、铸造合金、合金的熔炼与浇注等工艺过程难以综合控制，而出现与浇注等工艺过程难以综合控制，而出现缩孔、缩松、砂眼、冷隔、裂纹等铸造缺缩孔、缩松、砂眼、冷隔、裂纹等铸造缺陷。因此铸件质量不够稳定，铸件的力学陷。因此铸件质量不够稳定，铸件的力学性能不及同类材料的锻件。性能不及同类材料的锻件。7 7机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工铸造的分类铸造的分类 (1)砂型铸造。用型砂紧实成铸型的铸造方法，是目前生产中应用最多、最基本的铸造方法。其生产的铸件约占铸件总产量的80以上。(2)特种铸造。特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。8 8机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工一、砂型铸造的工艺过程：1、根据零件图的形状和尺寸，设计制造模样和芯盒；2、制备型砂和芯砂；3、用模样制造砂型；4、用芯盒制造型芯；5.1.2 砂型铸造 9 9机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 5、把烘干的型芯装入砂型并合型；6、熔炼合金并将金属液浇入铸型；7、凝固后落砂、清理；8、检验。10 10机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工二、造型材料 造型材料：砂、粘结剂和各种附加物。这些材料按一定配比混制成的、符合造型或造芯要求的混合料，分别称为型砂和芯砂。(一)对型砂和芯砂的性能要求 (1)耐火度。型(芯)砂抵抗高温液态金属热作用的能力称耐火度。型(芯)砂的耐火度好，铸件不易产生粘砂缺陷。型(芯)砂中 Si02 越多，砂粒越粗时，耐火度越好。11 11机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 (2)强度。制造的型(芯)砂在起模、搬运、合型和浇注时不易变形和破坏的能力称为强度。若强度不足，铸件易产生形状和砂眼等缺陷。(3)透气性。型(芯)砂允许气体透过的能力称为透气性。透气性差，浇注时产生的气体不易排出，会使铸件产生气孔缺陷。12 12机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 (4)可塑性。型(芯)砂在外力作用下容易获得清晰的模型轮廓，外力去除后仍能完整地保持其形状的性能称为可塑性。可塑性好，造型时能准确地复制出模样的轮廓，铸件质量好。粘结剂含量多，分布均匀，型(芯)砂的可塑性就好。(5)退让性。铸件冷却收缩时，型(芯)砂可被压缩的能力称为退让性。退让性不好，易使铸件收缩时受阻而产生内应力，引起铸件变形和开裂。减少型砂中的粘结剂含量，降低型(芯)砂紧实度，可提高型(芯)砂的退让性。1313机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工(二)型(芯)砂的组成 (1)原砂。原砂是型砂的主体，其主要成分是石英(Si02)。质量高的原砂杂质含量少，粒度均匀，呈圆形。(2)粘结剂。粘结剂的作用是粘结砂粒，使型(芯)砂具有一定的强度和可塑性。常用的粘结剂有粘土、膨润土、桐油、水玻璃等。有条件时，还可用合脂、合成树脂等作为粘结剂，以提高强度和退让性。14 14机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 (3)附加物。常用的附加物有煤粉、木屑等。加煤粉是为了浇注时在铸型与金属液间产生气膜，防止粘砂，提高铸件表面质量。加木屑能改善型(芯)砂的退让性和透气性。三、造型和造芯 用造型材料及模样、芯盒等工艺装备制造砂型和型芯的过程称为造型和造芯。模样和芯盒在单件、小批量生产时通常用木材制造，生产批量较大时，也可用塑料和金属制造。造型、造芯分别可由手工和机器完成。15 15机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工模样和芯盒 模样是用来形成铸型型腔的工艺装备,按组合形式，可分为整体模和分开模。芯盒是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所用的装备。模样和芯盒由木材、金属或其他材料制成。16 16机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工造型材料 制造铸型或型芯用的材料，称为造型材料。一般指砂型铸造用的材料，包括砂、有机或无机粘结剂、水和其他附加物。17 17机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工造型和制芯 造型是指用型砂、模样、砂箱等工艺装备制造砂型的过程。制芯是将芯砂制成符合芯盒形状的砂芯的过程。1、造型（一）手工造型 手工造型的造型过程全部由手工或手动工具完成。其操作灵活，适应性强，模样成本低，生产准备时间短，但铸件质量不稳定，生产率低，且劳动强度大，主要用于单件、小批量生产。18 18机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工(二二)机器造型机器造型 机器造型就是用机器全部地完成或至少完成紧砂操机器造型就是用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型方法。作的造型方法。机器造型主要用于成批、大量生产。机器造型主要用于成批、大量生产。图为震压式造型机紧砂机构示意图，机构采用先震图为震压式造型机紧砂机构示意图，机构采用先震后压的组合紧砂方法。后压的组合紧砂方法。工作时先将压缩空气自震实进气口进入震实活塞的工作时先将压缩空气自震实进气口进入震实活塞的下方，使震实活塞带动工作台及砂箱上升，当震实活下方，使震实活塞带动工作台及砂箱上升，当震实活塞上升至一定高度后，震实排气口即被打开，砂箱连塞上升至一定高度后，震实排气口即被打开，砂箱连同工作台因自重而下落，完成一次震实。如此反复多同工作台因自重而下落，完成一次震实。如此反复多次，便将型砂震实。次，便将型砂震实。19 19机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工机器造型 2020机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工浇注系统浇注系统 为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。作用：作用：保证金属液均匀、平保证金属液均匀、平稳地流入并充满型腔；调节稳地流入并充满型腔；调节浇注速度，防止金属液冲坏浇注速度，防止金属液冲坏型腔；防止熔渣、砂粒或其型腔；防止熔渣、砂粒或其它杂质进入型腔。它杂质进入型腔。组成：组成：由浇口杯、直浇由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组道、横浇道和内浇道组成成。21 21机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工铸造铝合金椅子铸造铝合金椅子铸造汽车排气管铸造汽车排气管机床铸件机床铸件砂型铸件砂型铸件2222机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（2）特种铸造常用的特种铸造方法有：金属型铸造、压力铸造、低常用的特种铸造方法有：金属型铸造、压力铸造、低 压铸造、离心铸造、熔模铸造等。压铸造、离心铸造、熔模铸造等。1）金属型铸造）金属型铸造 将液体金属浇注将液体金属浇注到用金属材料制成到用金属材料制成的铸型中，获得铸的铸型中，获得铸件的铸造方法称为件的铸造方法称为金属型铸造。金属型铸造。2323机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工2）压力铸造）压力铸造2424机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工铝合金压铸件铝合金压铸件低压铸造铝合金低压铸造铝合金金属型铝合金铸造金属型铝合金铸造铸件：铸件：2525机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工3）离心铸造）离心铸造卧式离心铸造卧式离心铸造立式离心铸造立式离心铸造2626机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工4）熔模铸造）熔模铸造（蜡样的铸造）（蜡样的铸造）压型压型蜡样蜡样注蜡注蜡2727机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工精密铸造精密铸造铝镁合金铸件铝镁合金铸件精密铸造（铜件）精密铸造（铜件）离心铸造离心铸造特种铸造件：特种铸造件：2828机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工2.锻造锻压是对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、锻压是对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形方法。它是锻造和冲压的总称。形方法。它是锻造和冲压的总称。（1）锻压特点）锻压特点：力学性能较高力学性能较高；节约材料；生产；节约材料；生产 率较高率较高；适用范围广；适用范围广。（2）锻压基本生产方式：锻压基本生产方式：轧制轧制、挤压、挤压、拉拔、拉拔、自由锻自由锻、模锻、模锻 及板料冲压。及板料冲压。2929机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工1)1)轧制轧制使金属坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性使金属坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，改变其性能，获得所要求的截面形状的加工方法。变形，改变其性能，获得所要求的截面形状的加工方法。2)2)挤压挤压将金属坯料置于挤压筒中加压，使其从挤压模的模孔将金属坯料置于挤压筒中加压，使其从挤压模的模孔中挤出，横截面积减小，获得所需制品的加工方法。中挤出，横截面积减小，获得所需制品的加工方法。3030机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工3)3)拉拔拉拔坯料在牵引力作用下通过拉拔模的模孔拉出，产生塑坯料在牵引力作用下通过拉拔模的模孔拉出，产生塑性变形，得到截面细小、长度增加的制品的加工方法，拉拔一般性变形，得到截面细小、长度增加的制品的加工方法，拉拔一般是在冷态下进行。是在冷态下进行。4)4)自由锻自由锻用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间，用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间，使坯料受冲击力作用而变形，获得所需形状的锻件的加工方法。使坯料受冲击力作用而变形，获得所需形状的锻件的加工方法。3131机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工5)5)模锻模锻利用模具使金属坯料在模膛内受冲击力或压力作用，利用模具使金属坯料在模膛内受冲击力或压力作用，产生塑性变形而获得锻件的加工方法。产生塑性变形而获得锻件的加工方法。6)6)板料冲压板料冲压用冲模使板料经分离或成形得到制件的加工方法。用冲模使板料经分离或成形得到制件的加工方法。在上述的六种金属塑性加工方法中，轧制、挤压和拉拔主要在上述的六种金属塑性加工方法中，轧制、挤压和拉拔主要用于生产型材、板材、线材、带材等；自由锻、模锻和板料冲用于生产型材、板材、线材、带材等；自由锻、模锻和板料冲压总称锻压，主要用于生产毛坯或零件。压总称锻压，主要用于生产毛坯或零件。3232机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（3）应用）应用 金属锻压加工在机械制造、汽车、拖拉金属锻压加工在机械制造、汽车、拖拉机、仪表、造船及国防等工业中有着广泛应用。机、仪表、造船及国防等工业中有着广泛应用。（4）锻造工艺）锻造工艺坯料加热坯料加热 加热的目的是为了提高坯料的塑性和降低变形抗加热的目的是为了提高坯料的塑性和降低变形抗力，以改善金属的锻性能。力，以改善金属的锻性能。加热时，在保证坯料均匀热透条件下，应尽量缩加热时，在保证坯料均匀热透条件下，应尽量缩短加热时间，以减少氧化和脱碳。短加热时间，以减少氧化和脱碳。加热温度过高，超过了某一界限或在高温下保温加热温度过高，超过了某一界限或在高温下保温时间过长，都会引起奥氏体晶粒化，这种现象称为过热。时间过长，都会引起奥氏体晶粒化，这种现象称为过热。3333机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 允许坯料加热的最高温度即开始锻造时坯料的温度，允许坯料加热的最高温度即开始锻造时坯料的温度，称为始锻温度。始锻温度应以出现过热现象为前提尽量称为始锻温度。始锻温度应以出现过热现象为前提尽量提高其温度，以使坯料有最佳的锻压性能，并能减少加提高其温度，以使坯料有最佳的锻压性能，并能减少加热次热次(即火次即火次)和提高生产率。和提高生产率。坯料经过锻造成形，在停锻时锻件的瞬时温度，称坯料经过锻造成形，在停锻时锻件的瞬时温度，称为终锻温度。为终锻温度。锻件的冷却锻件的冷却 锻件冷却是确定锻造工艺必不可少的内容。冷却锻件冷却是确定锻造工艺必不可少的内容。冷却不当会造成锻件表硬度增高，难以切削加工，甚至出现不当会造成锻件表硬度增高，难以切削加工，甚至出现变形和裂纹。一般，锻件中碳及合金元素含量越高，锻变形和裂纹。一般，锻件中碳及合金元素含量越高，锻件尺寸越大，形状越复杂，冷却速度应越慢。件尺寸越大，形状越复杂，冷却速度应越慢。3434机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工锻件的冷却方式主要有以下三种：锻件的冷却方式主要有以下三种：A、空冷：、空冷：是指热态锻件在空气中冷却的方法。是指热态锻件在空气中冷却的方法。B、坑冷：、坑冷：是指热态锻件埋在地坑或铁箱中缓慢冷却是指热态锻件埋在地坑或铁箱中缓慢冷却的方法，常用于碳素工具钢和合金钢锻件的冷却。的方法，常用于碳素工具钢和合金钢锻件的冷却。C、炉冷：、炉冷：是指锻件故人炉中缓慢冷却的方法，常用是指锻件故人炉中缓慢冷却的方法，常用于合金钢大型锻件，含合金元素多的合金钢的重要锻于合金钢大型锻件，含合金元素多的合金钢的重要锻件的冷却。件的冷却。3535机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工锻件的热处理锻件的热处理 一般来说，结构钢锻件采用退火或正火处理。一般来说，结构钢锻件采用退火或正火处理。若正火后硬度仍高，可再进行高温回火处理，回火若正火后硬度仍高，可再进行高温回火处理，回火温度约温度约560660。工具铜锻件采用正火加球化退。工具铜锻件采用正火加球化退火，以消除网状碳化物，获得粒状珠光体组织。对火，以消除网状碳化物，获得粒状珠光体组织。对于切削加工中不再进行最终热处理的中碳钢和低合于切削加工中不再进行最终热处理的中碳钢和低合金钢重要锻件，可进行调质处理。金钢重要锻件，可进行调质处理。3636机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工锻造炉锻造炉热模锻热模锻3737机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（5）锻造分类自由锻和模锻自由锻和模锻3838机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工1 1 自由锻的分类、特点及应用自由锻的分类、特点及应用 自由锻的适应性强，灵活性大，生产周期短，成本低。缺点自由锻的适应性强，灵活性大，生产周期短，成本低。缺点是锻件尺寸精度低，加工余量大，金属材料消耗多，生产率低，是锻件尺寸精度低，加工余量大，金属材料消耗多，生产率低，劳动强度大、条件差，要求操作者的技术水平较高。劳动强度大、条件差，要求操作者的技术水平较高。自由锻适合于单件、小批和大型锻件的生产。自由锻适合于单件、小批和大型锻件的生产。自由锻是只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧自由锻是只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量锻件的方法。间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量锻件的方法。（6）自由锻）自由锻3939机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工2 2 自由锻设备自由锻设备 ）自由锻常用设备 4040机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工2）自由锻常用工具 41 41机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工3 3 自由锻工序自由锻工序 自由锻工序分为基本工序、辅助工序和精整工序。自由锻工序分为基本工序、辅助工序和精整工序。基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割等基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割等 辅助工序包括压钳口、倒棱、压肩等；辅助工序包括压钳口、倒棱、压肩等；精整工序是对已成形的锻件表面进行平整，清除毛刺、校直精整工序是对已成形的锻件表面进行平整，清除毛刺、校直弯曲、修整鼓形等。弯曲、修整鼓形等。4242机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工自自由由锻锻基基本本工工序序简简图图4343机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工锻钩锻钩4444机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工4 4 自由锻工艺规程的制定简介自由锻工艺规程的制定简介 工艺规程是指导生产的基本技术文件。工艺规程是指导生产的基本技术文件。自由锻的工艺规程主要有以下内容：自由锻的工艺规程主要有以下内容：1 1、绘制锻件图、绘制锻件图;2 2、坯料质量和尺寸的计算、坯料质量和尺寸的计算;、选择锻造工序、选择锻造工序;、选择锻造设备、选择锻造设备 ;、选择坯料加热、锻件冷却和热处理方法、选择坯料加热、锻件冷却和热处理方法;、齿轮坯自由锻工艺卡参考示例、齿轮坯自由锻工艺卡参考示例4545机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工4646机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（7）板料冲压）板料冲压 板料冲压是指使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。板料冲压是指使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。板料冲压的坯料通常都是较薄的金属板料，冲压时不需加热，板料冲压的坯料通常都是较薄的金属板料，冲压时不需加热，故又称为薄板冲压或冷冲压，简称冷冲或冲压。只有当板料厚故又称为薄板冲压或冷冲压，简称冷冲或冲压。只有当板料厚度超过度超过8-10mm8-10mm时，才采用热冲压。时，才采用热冲压。与其他加工方法相比，有下列特点：与其他加工方法相比，有下列特点：（1 1）、可制造其他加工方法难以加工或无法加工的形状复杂薄）、可制造其他加工方法难以加工或无法加工的形状复杂薄壁零件；壁零件；（2 2）、冲压件尺寸精度高、表面光洁、质量稳定、互换性好；）、冲压件尺寸精度高、表面光洁、质量稳定、互换性好；4747机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（3 3）、生产率高，操作简便，成本低，工艺过程易实现机械）、生产率高，操作简便，成本低，工艺过程易实现机械化和自动化；化和自动化；（4 4）、在材料消耗少的情况下获得强度高、刚度大、质量小）、在材料消耗少的情况下获得强度高、刚度大、质量小的零件；的零件；（5 5）、冲压模具结构较复杂，加工精度要求高，制造费用大，）、冲压模具结构较复杂，加工精度要求高，制造费用大，因此板料冲压适用于大批量生产。因此板料冲压适用于大批量生产。几乎在一切制造金属成品的工业部门中都广泛采用，尤其几乎在一切制造金属成品的工业部门中都广泛采用，尤其在现代汽车、拖拉机、家用电器、仪器仪表、飞机、导弹、兵在现代汽车、拖拉机、家用电器、仪器仪表、飞机、导弹、兵器以及日用品生产中占有重要地位。器以及日用品生产中占有重要地位。4848机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工1 1、冲压设备、冲压设备 板料冲压设备主要是剪床和冲床。板料冲压设备主要是剪床和冲床。(1)(1)剪床。剪床。剪床的外形及传动机构如图所示。电动机剪床的外形及传动机构如图所示。电动机1 1通过带通过带轮使轴轮使轴2 2转动，再通过齿轮传动及离合器转动，再通过齿轮传动及离合器3 3使曲轴使曲轴4 4转动，于是带有转动，于是带有刀片的滑块刀片的滑块5 5便上下运动，进行剪切工作。便上下运动，进行剪切工作。6 6为工作台，为工作台，7 7为滑块制为滑块制动器。剪床用于将板料切成一定宽度的条料，以供冲压工序使用。动器。剪床用于将板料切成一定宽度的条料，以供冲压工序使用。4949机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工(2)(2)、冲床。、冲床。冲床的种类很多，冲床的种类很多，主要有单柱冲床、双柱冲床、双主要有单柱冲床、双柱冲床、双动冲床等。图是单柱冲床外形及动冲床等。图是单柱冲床外形及传动示意图。电动机传动示意图。电动机5 5带动飞轮带动飞轮4 4通过离合器通过离合器3 3与单拐曲轴与单拐曲轴2 2相接，相接，飞轮可在曲轴上自由转动。曲轴飞轮可在曲轴上自由转动。曲轴的另一端则通过连杆的另一端则通过连杆8 8与滑块与滑块7 7连连接。工作时，踩下踏板接。工作时，踩下踏板6 6离合器将离合器将使飞轮带动曲轴转动，滑块做上使飞轮带动曲轴转动，滑块做上下运动。放松踏板，离合器脱开，下运动。放松踏板，离合器脱开，制动闸制动闸l l立即停止曲轴转动，滑块立即停止曲轴转动，滑块停留在待工作位置。停留在待工作位置。5050机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工2 2、板料冲压的基本工序、板料冲压的基本工序 板料冲压的基本工序很多，一般可分为两大类：分离工序和板料冲压的基本工序很多，一般可分为两大类：分离工序和成形工序成形工序 1 1、冲裁、冲裁 冲裁是使板料沿封闭轮廓线分离的工序，包括落料与冲孔。冲裁是使板料沿封闭轮廓线分离的工序，包括落料与冲孔。这两种工序的板料分离过程和模具结构都是一样的，两者的区别这两种工序的板料分离过程和模具结构都是一样的，两者的区别在于冲孔是为了得到冲压件上的孔，而落料则为了得到片状冲压在于冲孔是为了得到冲压件上的孔，而落料则为了得到片状冲压件的外形。件的外形。（1 1）、冲裁变形过程：冲裁时板料的变形和分离过程，可以分）、冲裁变形过程：冲裁时板料的变形和分离过程，可以分为三个阶段：为三个阶段：弹性变形阶段；弹性变形阶段；塑性变形阶段；塑性变形阶段；断裂分离阶段。断裂分离阶段。51 51机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工板料冲裁变形与分离过程板料冲裁变形与分离过程 1凸模；凸模；2凹模；凹模；3板料板料5252机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（2 2）裁间隙：冲裁间隙是指凸、凹模刃口同位尺寸之缝隙的距）裁间隙：冲裁间隙是指凸、凹模刃口同位尺寸之缝隙的距离，用离，用c c表示单面间隙（下页图所示）。冲裁间隙的大小对冲裁表示单面间隙（下页图所示）。冲裁间隙的大小对冲裁过程及冲裁件断面质量具有重要影响。过程及冲裁件断面质量具有重要影响。冲裁断面明显分为圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部冲裁断面明显分为圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。当冲裁间隙合理时，上下剪裂纹会基本重合，获得工件断分。当冲裁间隙合理时，上下剪裂纹会基本重合，获得工件断面较光洁，毛刺最小；间隙过小，上下剪裂纹向外错开，在冲面较光洁，毛刺最小；间隙过小，上下剪裂纹向外错开，在冲裁件断面上会形成毛刺和迭层；间隙过大，材料中拉应力增大，裁件断面上会形成毛刺和迭层；间隙过大，材料中拉应力增大，塑性变形阶段过早结束，裂纹向里错开，不仅光亮带小，毛刺塑性变形阶段过早结束，裂纹向里错开，不仅光亮带小，毛刺和剪裂带均较大。和剪裂带均较大。此外，冲裁间隙值还影响到模具寿命和冲裁力的大小。冲此外，冲裁间隙值还影响到模具寿命和冲裁力的大小。冲裁间隙越小，不但凸、凹模刃口磨损加剧，模具寿命减小，也裁间隙越小，不但凸、凹模刃口磨损加剧，模具寿命减小，也会使冲裁力增大。会使冲裁力增大。5353机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 冲裁断面的特征冲裁断面的特征 冲裁间隙对断面质量的影响冲裁间隙对断面质量的影响5454机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（3 3）、凸、凹模刃口尺寸的确定：模具的刃口尺寸直接影响冲）、凸、凹模刃口尺寸的确定：模具的刃口尺寸直接影响冲裁件尺寸，合理间隙也要靠它来保证。在计算刃口尺寸时，一裁件尺寸，合理间隙也要靠它来保证。在计算刃口尺寸时，一般遵循以下原则：般遵循以下原则：、考虑到落料件的尺寸取决于凹模尺寸，而冲孔件的尺寸取、考虑到落料件的尺寸取决于凹模尺寸，而冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，故设计落料模时，其凹模刃口尺寸等于工件尺决于凸模尺寸，故设计落料模时，其凹模刃口尺寸等于工件尺寸，而凸模尺寸等于工件尺寸减去合理间隙值寸，而凸模尺寸等于工件尺寸减去合理间隙值2c2c；设计冲孔模；设计冲孔模时，其凸模刃口尺寸等于孔的尺寸，而凹模尺寸等于孔的尺寸时，其凸模刃口尺寸等于孔的尺寸，而凹模尺寸等于孔的尺寸加合理间隙值加合理间隙值2c2c。、考虑到冲裁过程中的磨损会使凹模尺寸增大，凸模尺寸减、考虑到冲裁过程中的磨损会使凹模尺寸增大，凸模尺寸减小，为保证模具寿命，落料凹模的基本尺寸应取工件最小极限小，为保证模具寿命，落料凹模的基本尺寸应取工件最小极限尺寸；冲孔凸模的基本尺寸应取工件最大极限尺寸，并采用最尺寸；冲孔凸模的基本尺寸应取工件最大极限尺寸，并采用最小合理间隙值。小合理间隙值。5555机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工2 2、弯曲、弯曲 弯曲是利用模具或其他工具将坯料一部分相对另一部分弯弯曲是利用模具或其他工具将坯料一部分相对另一部分弯曲成一定的角度和圆弧的变形工序。曲成一定的角度和圆弧的变形工序。弯曲变形区最外层金属受切向拉应力和切向伸长变形最大。弯曲变形区最外层金属受切向拉应力和切向伸长变形最大。弯曲时常用相对弯曲半径（弯曲时常用相对弯曲半径（r/tr/t）来表示弯曲变形程度。）来表示弯曲变形程度。导致弯曲破裂还与材料的纤维方向有关。导致弯曲破裂还与材料的纤维方向有关。显然，回弹现象会影响弯曲件的尺寸精度。影响回弹值大显然，回弹现象会影响弯曲件的尺寸精度。影响回弹值大小的因素很多，主要有材料的力学性能、板料厚度、弯曲形状、小的因素很多，主要有材料的力学性能、板料厚度、弯曲形状、相对弯曲半径以及弯曲力的大小等。相对弯曲半径以及弯曲力的大小等。5656机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（a）弯曲过程；（）弯曲过程；（b）弯曲件）弯曲件1坯料；坯料；2冲头；冲头；3模具（凹模）模具（凹模）5757机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工3.3.拉深拉深 拉深是利用模具将已落料的平面板坯压制成各种开口空拉深是利用模具将已落料的平面板坯压制成各种开口空心零件，或将已制成的开口空心件毛坯，制成其他形状空心零心零件，或将已制成的开口空心件毛坯，制成其他形状空心零件的一种变形工艺，又称拉延。件的一种变形工艺，又称拉延。（1 1）拉深过程：将直径为）拉深过程：将直径为D0D0的板坯拉深成直径为的板坯拉深成直径为d d、高度为、高度为h h的筒形件，其拉深过程如的筒形件，其拉深过程如图图（下页）所示。（下页）所示。（2 2）拉深件的主要质量问题：拉深过程中最常见的质量问题）拉深件的主要质量问题：拉深过程中最常见的质量问题是起皱和拉裂，从而造成次品和废品。是起皱和拉裂，从而造成次品和废品。5858机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（a）拉深过程；（）拉深过程；（b）变形分析）变形分析1凸模；凸模；2压边圈；压边圈；3板料；板料；4凹模凹模5959机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工拉深件废品拉深件废品6060机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工防止拉深出现起皱和拉裂，主要采取以下措施：防止拉深出现起皱和拉裂，主要采取以下措施：、限制拉深系数；、限制拉深系数；、拉深凸、凹模工作部分必须作成圆角；、拉深凸、凹模工作部分必须作成圆角；、控制凸模和凹模之间的间隙；、控制凸模和凹模之间的间隙；、采用有压边圈进行拉深，可有效防止拉深起皱；、采用有压边圈进行拉深，可有效防止拉深起皱；、采用润滑，减少摩擦，以降低拉深件壁部拉应力，同时还、采用润滑，减少摩擦，以降低拉深件壁部拉应力，同时还可减少模具的磨损，提高模具寿命。可减少模具的磨损，提高模具寿命。61 61机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工4 4、成形、成形 成形是使坯料或半成品产生局部拉伸或压缩变形而获得一成形是使坯料或半成品产生局部拉伸或压缩变形而获得一定形状工件的冲压方法，包括翻边、胀形、起伏等。定形状工件的冲压方法，包括翻边、胀形、起伏等。（1 1）翻边：翻边是将工件的内孔或外缘翻成竖立边缘的冲压工）翻边：翻边是将工件的内孔或外缘翻成竖立边缘的冲压工序，如序，如图图（下页）所示。（下页）所示。内孔翻边在生产中应用广泛。内孔翻边在生产中应用广泛。（2 2）胀形：胀形是利用局部变形使半成品部分内径胀大的冲压）胀形：胀形是利用局部变形使半成品部分内径胀大的冲压成形工艺。可以采用刚模胀形、橡皮胀形或液压胀形。成形工艺。可以采用刚模胀形、橡皮胀形或液压胀形。（3 3）起伏：起伏是利用局部变形使坯料压制出各种形状的凸起）起伏：起伏是利用局部变形使坯料压制出各种形状的凸起或凹陷的冲压工艺，多用于薄板零件上制出筋条、文字、花纹或凹陷的冲压工艺，多用于薄板零件上制出筋条、文字、花纹等。等。图图（下页）所示为采用橡胶凸模压筋，获得的与钢制凹模（下页）所示为采用橡胶凸模压筋，获得的与钢制凹模相同的筋条。相同的筋条。6262机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 翻边翻边 内孔翻边过程内孔翻边过程6363机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 刚模胀形刚模胀形 软模胀形软模胀形 6464机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工液压胀形液压胀形（a）倾注液体法；（）倾注液体法；（b）充液橡皮囊法）充液橡皮囊法 6565机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工软模压筋软模压筋 6666机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工3.焊接（1）焊接特点）焊接特点良好的密封性；节约材料良好的密封性；节约材料；化大为小、拼小为大；化大为小、拼小为大；获得特殊性能；焊接接头组织性能不均匀获得特殊性能；焊接接头组织性能不均匀（2）焊接的分类和应用）焊接的分类和应用 分类：分类：熔焊、压焊和钎焊。熔焊、压焊和钎焊。应用：应用：主要用于制造金属结构件，在船舶、桥梁、主要用于制造金属结构件，在船舶、桥梁、压力容器、起重机械、房屋建筑、电视塔、压力容器、起重机械、房屋建筑、电视塔、金属桁架等领域应用广泛。金属桁架等领域应用广泛。6767机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工（3）焊条电弧焊 焊条电弧焊是利焊条电弧焊是利用焊条和焊件间产用焊条和焊件间产生的电弧热，将焊生的电弧热，将焊件和焊条融化而进件和焊条融化而进行焊接的方法行焊接的方法。1）焊接设备：）焊接设备：直流弧焊机直流弧焊机 交流弧焊机交流弧焊机焊条焊条焊条电弧焊示意图焊条电弧焊示意图动画演示动画演示6868机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工交流弧焊机交流弧焊机 手工电弧焊机手工电弧焊机 手工直流弧焊机手工直流弧焊机 常用的焊接设备如下：常用的焊接设备如下：6969机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工2）焊接电弧 直流电焊机的正接与反接直流电焊机的正接与反接焊接电弧的构成焊接电弧的构成7070机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工3）焊接材料 气焊焊条气焊焊条焊条焊条碳钢焊条碳钢焊条铸铁焊条铸铁焊条71 71机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工4）焊条电弧焊焊接工艺规范 焊接接头形式焊接接头形式 对接接头对接接头 角接接头角接接头 T形接头形接头 搭接接头搭接接头7272机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工对焊对焊角焊角焊搭焊搭焊T型焊接型焊接焊接接头实物如下：焊接接头实物如下：7373机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工常用对接接头的坡常用对接接头的坡口形式有口形式有I形坡口、形坡口、V形坡口、形坡口、U形坡形坡口、口、X形坡口形坡口 焊接接头坡口焊接接头坡口 形式的选择：形式的选择：7474机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工交流弧焊机交流弧焊机直流弧焊机直流弧焊机 电弧焊机电弧焊机直流手工电弧焊机直流手工电弧焊机7575机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工平焊平焊横焊横焊立焊立焊仰焊仰焊 焊接空间位置焊接空间位置7676机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工 焊条直径的选择焊条直径的选择平焊时焊接电流的选择平焊时焊接电流的选择焊条直径mm2.02.53.24.05.06.0焊接电流/A40655080100130160210200270260300 焊条直径主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊条直径主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊层焊层(道道)数等因素。数等因素。焊接电流的选择焊接电流的选择 焊接电流大小根据焊条直径来选择焊接电流大小根据焊条直径来选择 7777机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工焊层较厚的焊件焊层较厚的焊件 多采用开坡口多采用开坡口(坡口形式坡口形式见焊接结构设计见焊接结构设计)、多层、多层焊，每层焊缝厚度最好在焊，每层焊缝厚度最好在4mm5mm。每层焊缝。每层焊缝厚度是焊条直径的厚度是焊条直径的0.81.2倍时，生产率较高倍时，生产率较高。7878机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工5）焊条电弧焊的操作引弧、运条、焊条的角度、收弧、焊接清理。引弧、运条、焊条的角度、收弧、焊接清理。7979机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工8080机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工4.零件成形工艺的选择1）依据零件的形状与尺寸来选择）依据零件的形状与尺寸来选择 2）依据生产批量选择）依据生产批量选择 3）依据现有的生产条件选择）依据现有的生产条件选择 麻花钻麻花钻 主轴箱主轴箱 传动轴传动轴81 81机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工8282机械基础机械基础课题课题5 金属的热加工金属的热加工人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。8383机械