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1、 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院第一章 连接概述 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院第一章第一章 连接概述连接概述 目录目录3.1.1 3.1.1 焊焊焊焊 接接接接3.1.2 3.1.2 胶胶胶胶 接接接接( ( ( (粘粘粘粘 接接接接) ) ) )3.1.3 3.1.3 铆铆铆铆 接接接接3.1.4 3.1.4 螺纹连接螺纹连接螺纹连接螺纹连接3.1.5 3.1.5 摩擦连接摩擦连接摩擦连接摩擦连接 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 材料的连接方法可分为：材料的连接方法可分为： 可拆卸式连接可拆卸式连接( (如螺纹联接、摩擦联接
2、等如螺纹联接、摩擦联接等) ); ; 不可拆卸式连接不可拆卸式连接( (如焊接、胶接、铆接等如焊接、胶接、铆接等) )。 焊接是指通过焊接是指通过加热或加压加热或加压( (或两者并用或两者并用) )，并且，并且使用使用或不用填充材料或不用填充材料，并借助，并借助金属原子的扩散与结合金属原子的扩散与结合，使焊，使焊件件永久性永久性永久性永久性连接在一起的连接成形方法。连接在一起的连接成形方法。 1.1 焊焊 接接1.1.1 焊接的定义焊接的定义 材料通过材料通过机械机械( (铆接、螺纹连接、摩擦连接铆接、螺纹连接、摩擦连接) )、物理物理和化学和化学( (胶接胶接) )、冶金冶金( (焊接焊接)
3、 )等方式，由简单型材或零件等方式，由简单型材或零件连接成复杂零件和机器部件的工艺过程称为连接成复杂零件和机器部件的工艺过程称为连接成形连接成形连接成形连接成形。 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 熔化焊熔化焊熔化焊熔化焊 简称简称熔焊熔焊，是将工件焊接处局部加热至熔化状态，是将工件焊接处局部加热至熔化状态，形成熔池形成熔池( (通常还加入填充金属通常还加入填充金属),),不加压力完成焊接的方不加压力完成焊接的方法。常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子法。常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。弧焊、电子束焊、激光焊等。 焊接类型很多焊
4、接类型很多( (如如图图图图1-11-1所示所示) )，根据焊接过程中加，根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，可以分为以下三大类：热程度和工艺特点的不同，可以分为以下三大类：1.1.2 焊接的类型焊接的类型 压力焊压力焊压力焊压力焊 简称简称压焊压焊，在焊接过程中，需要对焊接部位加压，在焊接过程中，需要对焊接部位加压力力( (加热或不加热加热或不加热) )才能完成焊接的方法。才能完成焊接的方法。常见的压焊方常见的压焊方法有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。法有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 优优优优 点点点点 连接性
5、能好。焊接接头具有良好的力学性能及其它性连接性能好。焊接接头具有良好的力学性能及其它性能，均可达到与母材性能一致，尤其密封性好。能，均可达到与母材性能一致，尤其密封性好。 与铆接、螺纹连接比省工省料，成本低，生产率高。与铆接、螺纹连接比省工省料，成本低，生产率高。 结构重量轻，强度高，提高了承载能力。结构重量轻，强度高，提高了承载能力。 制造重型、复杂的机器零部件，可制造重型、复杂的机器零部件，可“以小拼大以小拼大”，简，简化了铸锻及切削加工工艺，被喻为神奇的化了铸锻及切削加工工艺，被喻为神奇的“钢铁裁缝钢铁裁缝钢铁裁缝钢铁裁缝” 。 钎钎钎钎 焊焊焊焊 熔化熔点低于被焊金属的钎料，填充接头间
6、隙，并熔化熔点低于被焊金属的钎料，填充接头间隙，并与被焊金属与被焊金属( (不熔化不熔化) )相互扩散完成焊接的方法。相互扩散完成焊接的方法。1.1.3 焊接的特点及应用焊接的特点及应用 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 焊接技术广泛用于制造金属结构焊接技术广泛用于制造金属结构( (如如图图图图1-21-2所示所示) )，几乎涉及所有工业部门，如压力容器、管道、船舶、车几乎涉及所有工业部门，如压力容器、管道、船舶、车辆、桥梁、建筑、飞机、火箭、石油化工、电器仪表、辆、桥梁、建筑、飞机、火箭、石油化工、电器仪表、日用五金等方面，也用来制造机器零件和工具。日用五金等方面，也用来
7、制造机器零件和工具。 总之，有时候焊接质量会成为一个突出问题。由于总之，有时候焊接质量会成为一个突出问题。由于焊接接头存在各种焊接缺陷，使焊接接头往往成为锅炉焊接接头存在各种焊接缺陷，使焊接接头往往成为锅炉等压力容器和船舶、桥梁等重要结构的薄弱环节，这是等压力容器和船舶、桥梁等重要结构的薄弱环节，这是一个应该特别注意的问题。一个应该特别注意的问题。 缺缺缺缺 点点点点 焊接结构具有不可拆卸性，更换零部件不方便。焊接结构具有不可拆卸性，更换零部件不方便。 局部加热，易产生焊接应力和变形，影响结构。局部加热，易产生焊接应力和变形，影响结构。 焊接接头的组织性能不均匀，会产生各种焊接缺陷。焊接接头的
8、组织性能不均匀，会产生各种焊接缺陷。 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院1.2.1 胶接胶接的定义及特点的定义及特点 胶接是指用胶接是指用胶粘剂胶粘剂胶粘剂胶粘剂把分离的两个零件连成一体，并把分离的两个零件连成一体，并使接合处有足够强度的连接成形方法使接合处有足够强度的连接成形方法( (如如图图图图1-31-3所示所示) )。 优优优优 点点点点 可用于多种不同形状的接头和各种可用于多种不同形状的接头和各种不同材料不同材料( (如各种如各种金属、非金属以及金属与非金属金属、非金属以及金属与非金属) )的连接。的连接。 可实现大面积连接。接头应力分均匀，疲劳性能好。可实现大面积
9、连接。接头应力分均匀，疲劳性能好。 接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。 工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需的机械紧固件的机械紧固件( (如螺钉螺母、垫圈销钉等如螺钉螺母、垫圈销钉等) )，生产率高。生产率高。1.2 胶接胶接( (粘接粘接) ) 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 缺缺缺缺 点点点点 胶接接头的强度不及焊接接头高。胶接接头的强度不及焊接接头高。 接头的耐热性较低接头的耐热性较低( (一般在一般在300以下以下) )。 接头使用时，胶粘层易发生老化，接
10、头强度性能不稳接头使用时，胶粘层易发生老化，接头强度性能不稳定，影响结构使用寿命。定，影响结构使用寿命。 胶接的应用非常广泛，常用于刀片、钻头、丝锥等胶接的应用非常广泛，常用于刀片、钻头、丝锥等量刃具的粘接，模具及机床导轨面的胶接及胶补，汽车、量刃具的粘接，模具及机床导轨面的胶接及胶补，汽车、拖拉机上零件的密封及连接、尺寸恢复等，铸件缩孔、拖拉机上零件的密封及连接、尺寸恢复等，铸件缩孔、气孔、砂眼等缺陷的胶补，飞机及卫星等飞行器上的蜂气孔、砂眼等缺陷的胶补，飞机及卫星等飞行器上的蜂窝夹层结构连接等等，还可以和铆接、螺纹连接及点焊窝夹层结构连接等等，还可以和铆接、螺纹连接及点焊等连接方法结合，提
11、高零件的疲劳强度和密封性。等连接方法结合，提高零件的疲劳强度和密封性。1.2.2 胶接的应用胶接的应用 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 铆接的特点铆接的特点铆接的特点铆接的特点 优优优优 点点点点 一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和性能，一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和性能，无热应力和变形等问题。无热应力和变形等问题。 既可以对同种材料，也可以对异种材料进行连接。既可以对同种材料，也可以对异种材料进行连接。 缺缺缺缺 点点点点 铆接通常要加垫板、铆钉等附件，增加结构自重及钻铆接通常要加垫板、铆钉等附件，增加结构自重及钻孔、装配等工序。孔、装配等工序。 铆
12、接的定义铆接的定义铆接的定义铆接的定义：铆接是指采用：铆接是指采用铆钉铆钉铆钉铆钉将两个分离的零件连将两个分离的零件连接成整体的连接成形方法接成整体的连接成形方法( (如如图图图图1-41-4所示所示) )。1.3 铆铆 接接 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 接头处截面增加，易形成较大的应力集中。接头处截面增加，易形成较大的应力集中。 较难实现接头的密封性连接。较难实现接头的密封性连接。 焊接和粘接在许多领域已取代了铆接。但在某些焊接和粘接在许多领域已取代了铆接。但在某些不便采用焊接和粘接的场合，仍采用铆接连接。不便采用焊接和粘接的场合，仍采用铆接连接。 螺纹连接的定义螺
13、纹连接的定义螺纹连接的定义螺纹连接的定义 螺纹连接是指利用螺纹连接是指利用螺纹压紧力螺纹压紧力螺纹压紧力螺纹压紧力将分离的零件连接成将分离的零件连接成一个整体的连接成形方法一个整体的连接成形方法( (如如图图图图1-51-5所示所示) )。 螺纹连接的特点螺纹连接的特点螺纹连接的特点螺纹连接的特点 具有可拆卸性，连接简单方便，是各种机械、仪器、具有可拆卸性，连接简单方便，是各种机械、仪器、仪表中应用最广泛的可拆卸连接方法。仪表中应用最广泛的可拆卸连接方法。 连接强度根据需要可在较大范围内调整。连接强度根据需要可在较大范围内调整。1.4 螺纹连接螺纹连接 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学
14、工程技术学院 摩擦连接的定义摩擦连接的定义摩擦连接的定义摩擦连接的定义 摩擦连接是指通过摩擦连接是指通过配合表面配合表面配合表面配合表面的的机械摩擦力机械摩擦力机械摩擦力机械摩擦力将两个分将两个分离的零件连接成整体的连接成形方法离的零件连接成整体的连接成形方法( (如如图图图图1-61-6所示所示) )。如轴承内圈与轴颈的连接，轴承外圈与轴承孔的连接，如轴承内圈与轴颈的连接，轴承外圈与轴承孔的连接，钻夹头锥柄与钻床主轴锥孔的连接等均采用摩擦连接。钻夹头锥柄与钻床主轴锥孔的连接等均采用摩擦连接。 摩擦连接的特点摩擦连接的特点摩擦连接的特点摩擦连接的特点 优优优优 点点点点 具有可拆卸性，连接简单
15、方便。具有可拆卸性，连接简单方便。 连接强度可在一定范围内设定。连接强度可在一定范围内设定。 便于在机器工作时实现离、合功能。便于在机器工作时实现离、合功能。 过载时，摩擦副可能产生滑动，可避免设备被破坏。过载时，摩擦副可能产生滑动，可避免设备被破坏。1.5 摩擦连接摩擦连接 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院第3-1章结束请转入第3-2章 缺缺缺缺 点点点点 连接强度不如焊接和铆接高。连接强度不如焊接和铆接高。 摩擦力不足时，可能产生滑动而影响连接的可靠性。摩擦力不足时，可能产生滑动而影响连接的可靠性。 对摩擦副接触面的配合精度和加工要求较高。对摩擦副接触面的配合精度和加工
16、要求较高。 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院图图图图1-1 1-1 焊接的类型焊接的类型焊接的类型焊接的类型 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院钢铁裁缝最大、最重的不锈钢焊最大、最重的不锈钢焊接转轮，直径接转轮，直径10.7m，高高5.4m，重量，重量440t 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院图图图图1-2 1-2 焊接结构焊接结构焊接结构焊接结构 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院世界最大穹顶世界最大穹顶世界最大穹顶世界最大穹顶壳体总重壳体总重壳体总重壳体总重64
17、75t6475t 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院图图图图1-3 1-3 胶接的接头形式胶接的接头形式胶接的接头形式胶接的接头形式板料搭接形式板料搭接形式板料搭接形式板料搭接形式管料套接形式管料套接形式管料套接形式管料套接形式型材对接形式型材对接形式型材对接形式型材对接形式硬质合金铣刀镶接形式硬质合金铣刀镶接形式硬质合金铣刀镶接形式硬质合金铣刀镶接形式 飞机旋翼
18、后段与大梁连接形式飞机旋翼后段与大梁连接形式飞机旋翼后段与大梁连接形式飞机旋翼后段与大梁连接形式 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院图图图图1-4 1-4 铆接的接头形式铆接的接头形式铆接的接头形式铆接的接头形式 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院图图图图1-5 1-5 螺纹连接螺纹连接螺纹连接螺纹连接螺螺螺螺 钉钉钉钉螺螺螺螺 栓栓栓栓双头螺柱双头螺柱双头螺柱双头螺柱内六角螺栓内六角螺栓内六角螺栓内六角螺栓 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院 机械制造基础 第三篇 连接成形 西南大学工程技术学院图图图图1-6 1-6 摩擦连接摩擦连接摩擦连接摩擦连接
