机械制造基础 第2版 教学课件 ppt 作者 朱秀琳 10项目十

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1、项目十 毛坯成型方法,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,学习目标： 1了解铸造的工艺过程、特点和应用范围，掌握常用铸造造型方法并熟悉其安全操作规程。了解其他特种铸造方法。 2了解锻造、冲压的特点及应用范围，掌握自由锻、模锻及冲压的生产过程，熟悉锻造的安全操作规程。 3了解焊接工艺、特点及应用范围，掌握常用焊接方法，熟悉焊接的安全操作规程。 4熟悉毛坯的种类，并能根据零件具体要求选择合适毛坯。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,铸造生产是指制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成型方法。,任务一 熟悉铸造及铸工,一、任务引入,项

2、目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,优点：,用铸造方法可以制成形状复杂，特别是有复杂内腔的毛坯或零件。 铸造对材料的适应性广，常用的金属材料如碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金等都可以铸造。 铸件一般不受质量、尺寸的限制。 铸造用材来源广。,二、铸造工艺基础,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,一般铸造设备投资小，所以铸件成本低。 铸造可以生产出与零件形状、尺寸很接近的零件毛坯，所以节约加工工时，节约材料 对一些要求不高的零件，可以直接铸出，不用再切削加工。对一些形状复杂的零件，用精密铸造方法，可直接铸造出合格的零件,优点：,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工

3、业出版社,缺点：,铸造工序繁多，有些工艺过程难以精确控制，使铸件易产生缺陷，造成铸件质量不够稳定，废品率较高。 同样尺寸的铸件，没有锻件承载能力强，这使铸件相对笨重，因而铸造应用受到限制。 铸造生产可以根据金属材料和工艺方法分类。有砂型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造等。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,1.砂型铸造：在砂型中生产铸件的方法,1、砂型铸造,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,手工造型：,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,按砂箱特征分：两箱造型、三箱造型等。 按模样特征分：整模造型、分模造型、活块造型、挖砂造型等。,手工造型方法的

4、分类：,机器造型是紧砂和起摸全部或部分地实现机械化。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,金属液靠重力浇入用金属制成的铸型中以获得铸件的方法。 特点及应用：,实现了“一型多铸”； 冷却快，组织细密，力学性能高； 铸件质量好（达IT12） 周期长、成本高。不宜铸造形状复杂、大型薄壁零件。,三、其它铸造方法简介,1、金属型铸造：,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,2、熔模铸造（失蜡铸造）,用易熔材料（如蜡料）制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，然后浇铸的方法。 特点及应用：,能铸造多种合金，尤适合于高熔点等难铸材料； 适于铸造形状复杂、

5、轮廓清晰、薄壁且无分型面的零件；铸件质量好（达IT11）； 周期长（415天）、成本高。 不受批量限制，可实现机械化流水作业。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,3、压力铸造,在高压下将液态或半液态金属高速压入金属铸型并在高压下凝固成形的铸造方法。 特点及应用：,生产率高，易于实现自动化； 适于铸造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的精密零件；铸件质量好（达IT11）； 铸件强度和表面硬度高，组织细密； 周期长、成本高，只适于大批量生产。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,任务二 熟悉锻压与锻工,一、金属的锻压性能,锻压性能是指金属经受塑性变形而不开裂的能力。 塑性越

6、好，变形抗力越小，则锻压性能越好.,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,二、自由锻,自由锻指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几何形状及内部质量的锻件的加工方法。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,自由锻造可以生产几百克至几百吨重的各种锻件。 自由锻造设备的吨位比模型锻造小得多，而且设备的精度要求低。 自由锻造可打碎钢锭中的粗大铸造组织，锻合内部缺陷，改善大型锻件内部质量，在提高力学性能方面具有独特的作用。,1、特点,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,1、特点,自由锻造只能锻造形状简单的锻件，尺寸、形状精度低，表面粗糙

7、，生产率比模锻低得多，对工人技术水平要求高，劳动强度大。 自由锻造适用于单件、小批量生产，也是大型锻件的唯一锻造方法。 它可以分为手工锻和机器锻两种。手工锻只能生产质量较小的工件，生产率很低；机器锻是在各种锻锤或压力机上进行的。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,2、工序,自由锻的工序分为基本工序、辅助工序和精整工序三大类。 基本工序是使金属坯料产生一定程度的变形并获得预期形状、尺寸的工艺过程。 自由锻的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转和错移等。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,辅助工序是使基本工序变形容易而进行的强变形工序，如切肩、压棱、压钳口等

8、。 精整工序是使锻件成形准确，提高表面质量的最终变形工序，常在终锻温度以下进行，如整平、整形等。 一个锻件往往需要由几个基本工序组合，兼有辅助工序和精整工序，经逐步变形而成。,2、工序,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,镦粗,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,拔长,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,拔长,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,冲孔,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,举例,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,变形过程图, 镦粗, 局部镦粗,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,

9、冲孔, 整形,冲头扩孔,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,三、模锻,模型锻造是使金属坯料在锻模的模膛内承受冲击力或压力而被迫塑性变形充满型腔，而获得所需要的形状和尺寸的锻件的方法。简称为模锻。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,锻造形状比较复杂的锻件，得到较为理想的金属流线，从而得到具有较好的综合性能的锻件。 锻件的形状和尺寸精确，表面质量高，加工余量小、尺寸公差小，因而节约金属材料和加工工时。 生产效率高，一般要比自由锻高10倍以上，大批量生产时，锻件成本比较低。 操作简单，对工人的技术要求低，劳动条件好，易于实现自动化。,模锻优点：,项目十 毛坯成型方法,机

10、械制造基础机械工业出版社,模型结构复杂，制造成本高，使用寿命低。 模锻时金属坯料在模腔中处于三向受压状态下变形，变形抗力大，同样重量的锻件所需要设备的吨位比自由锻要大很多，而且精度要求也较高。因而模锻比自由锻设备投资大。 工艺灵活性不如自由锻。,模锻的不足：,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,模锻的锻模模膛,制坯模膛 （拔长、滚压、成形、弯曲、切断） 模锻模膛（预锻模膛、终锻模膛）,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,四、 板料冲压,项目十 毛坯成型方法,机械制造基

11、础机械工业出版社,任务三 熟悉焊接及焊工,常用于制造金属构件和零部件，也可用作机械零部件及构件的修复。焊接方法很多，根据实现的方式不同可分为三大类：,焊接是使相互分离的材料借助于原子间的结合力连接起来的一种工艺方法。,一、任务引入,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,熔化焊 是将两被焊件的接头处局部加热到熔化状态，并加入填充金属(如焊丝、电焊条等)，冷却凝固后形成一个整体的焊接方法。如电弧焊、气焊、电渣焊及激光焊等。 压力焊 利用压力(或同时加热)使两工件的结合面紧密接触在一起并产生一定的塑性变形，使它们的原子形成新的结晶并结合成焊接接头的方法。如锻焊、摩擦焊、电阻焊等。,二、焊

12、接工艺基础,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,钎焊 将被焊件及作填充金属的低熔点钎料同时加热，被焊件金属不熔化，待低熔点钎料熔化后渗透到工件的接头之间缝隙与固态的被焊件金属相互溶解、扩散，钎料凝固后将两被焊件焊接在一起。 值得一提的是：前两类焊接的接头是不可拆卸的，而后一类焊接接头可根据需要，将钎料重熔、拆开，所以是一种半永久性的连接。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,减轻结构重量，节省大量金属材料。 生产周期短，节约工时，生产率高。 能保证较高的接头气密性。 可以以小拼大或切大为小。 可以制造双金属结构。 便于实现机械化、自动化生产。 但容易产生焊接应力、变

13、形及其他缺陷。,焊接与其他加工方法相比有如下特点：,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,1、焊条电弧焊(welding rod arc welding),利用焊条与工件间产生的电弧热，将焊条与工件局部熔化进行的一种手工操作的焊接方法。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,1）焊接过程,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,2）电焊条,电焊条是手工电弧焊时作为熔化电极的焊接材料，它一般由焊条芯及包覆在外面的焊药皮组成。,焊心 主要传导电流和填充焊缝的作用。焊接时焊条芯熔化后流人熔池中与熔池中金属一起组成焊缝金属，它的化学成分直接影响焊缝质量。 其成分应符合

14、国家标准，并用规定代号表示，如H08(碳钢焊芯)、H08MnSi(合金结构钢焊芯)、,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,药皮,药皮熔化后形成熔渣。按熔渣的化学性质分为酸性焊条和碱性焊条。前者药皮中含较多酸性氧化物，焊接工艺性好，但焊缝韧性差；后者药皮中含有较多碱性氧化物，具有较好的脱氧能力，所以焊缝性能好，特别是冲击韧度大大改善，多用于焊接重要结构，但焊接工艺性不好，一般要求用直流反接法。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,分类及牌号,焊条按性能和用途不同可分成多种规格。 GB511785碳钢焊条标准规定：以字母E开头和四位阿拉伯数字组成焊条的型号。 示例：E5

15、016 E表示电焊条； 前两位数表示熔敷金属抗拉强度的最小值； 第三位表示焊接位置：0及1表示全位置焊接；2表示平焊或角焊；4表示向下立焊； 第三、四位组合表示焊条的药皮类型及适用电源，,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,3）焊接工艺参数,焊条直径选择 焊条直径选择主要取决于焊件的板厚。通常焊件厚度小于4mm时，焊条直径不应超过焊件厚度。如焊件厚度大于4mm时可选较粗焊条。平焊时可选粗些，多层焊时第一层应选用较细焊条，以保证根部焊透。,手工电弧焊的焊接规范主要有：焊条直径、焊接电流、电弧长度和焊接速度等。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,焊接电流的选择 焊接电

16、流应按焊条直径来选择。电流过大易造成焊缝咬边、飞溅、烧穿等缺陷。但电流过小又易造成焊缝夹渣、焊不透等缺陷。 电弧长度和焊接速度 因手工电弧焊完全是由焊工手工操作，所以不作具体规定。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,4)焊接接头型式与坡口的选择,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,坡口型式,为了使焊缝根部能焊透，当焊件板厚大于6mm时应开坡口。 坡口型式有X型、K型、U型等。 开坡口要留有钝边；以防止烧穿。接头间应留一定间隙以保证根部能焊透。 坡口型式的选择主要考虑保证能焊透、坡口容易加工、节省焊条和焊后变形小。,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,5) 焊缝空间位置,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,6)焊接缺陷与检验,焊接缺陷 咬边、气孔、夹渣、未焊透、 焊瘤、焊接裂纹等。 质量检验 焊前检验、焊接过程中检验、成品检验,项目十 毛坯成型方法,机械制造基础机械工业出版社,咬边,气孔,项目十