全套課件：機械制造基礎(chǔ)

1、第1章毛 坯 制 造 1.1 1.2 焊接1.3鍛壓鍛壓1.1鑄造 離心鑄造 1.1.5 熔模鑄造 1.1.1砂型鑄造 砂型鑄造是將金屬溶液澆入用型砂制成的鑄型型腔中獲得鑄件的方法。砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法。由于砂型鑄造簡便易行，在目前的鑄造生產(chǎn)中仍占主導(dǎo)地位，適用于鐵合金材料及對尺寸精度和表面質(zhì)量要求不高的鑄件生產(chǎn)，如一般機器的底座、機床的床身、發(fā)動機的缸體、各種箱體、泵體、飛輪等。1模樣和芯盒 模樣是由木材、金屬或其他材料制成，用來形成鑄型型腔的工藝裝備。制造砂型時，使用模樣可以獲得與零件外部輪廓相似的型腔。模樣是按照零件圖樣要求繪制的鑄造工藝圖樣制造的。制造型芯所用的裝備稱為芯盒。芯盒的

2、內(nèi)腔與型芯的形狀和尺寸相同。制造模樣時應(yīng)注意以下幾點 （1）適當(dāng)?shù)胤攀湛s余量和加工余量。收縮余量是指為了補償鑄件收縮，模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數(shù)值。收縮余量與鑄件的線收縮率和模樣尺寸有關(guān)。其余量的大小應(yīng)根據(jù)鑄件的加工要求來定，一般小型鑄件的加工余量為26mm。 零件尺寸 + 加工余量 = 鑄件尺寸 鑄件尺寸 + 收縮量 = 模樣尺寸 圖1.1 起模斜度 （2）起模斜度。為使模樣容易從鑄型中取出，凡是和分型面垂直的側(cè)壁上應(yīng)做出一定的斜度，如圖1.1所示。起模斜度一般為0.53。圖1.1 起模斜度圖1.1 起模斜度 （3）鑄造圓角。為造型方便，澆注時防止鑄型夾角被沖壞，防止鑄件因夾角處應(yīng)力集中而產(chǎn)

3、生裂紋，凡相鄰兩表面的交角應(yīng)做成圓角，如圖1.2所示。 （4）選擇合適的分型面。分型面是指鑄型組元間的接合面，也就是砂箱與砂箱間的分界面，如圖1.3所示。分型面應(yīng)選在最大截面處，應(yīng)盡量滿足澆注位置的要求，造型方便，起模容易。 （5）芯頭。芯頭是指模樣上的突出部分，它的作用是定位和支撐型芯，如圖1.3所示。圖1.2 鑄造圓角圖1.3 支座的鑄型 圖1.2 鑄造圓角 圖1.3 支座的鑄型 1上型 2分型面 3型芯 4支座型腔 5芯頭 6砂箱2制備型砂和芯砂 鑄型在澆注凝固過程中要承受液態(tài)金屬的沖刷、靜壓力和高溫的作用，因而型砂和芯砂應(yīng)具備下列性能要求。（1）可塑性?？伤苄院茫壮尚?，能獲得型腔清晰

4、的型砂，從而保證鑄件具有精確的輪廓尺寸。 （2）強度。型砂承受外力作用而不易破壞的性能稱為強度。鑄型必須具有足夠的強度，才能防止塌箱、沖砂，避免鑄件產(chǎn)生夾砂、砂眼等缺陷。 （3）耐火性。型砂在高溫熔融金屬作用下不軟化、不熔融燒結(jié)及不粘附在鑄件表面上的性能稱為耐火性。耐火性差會造成鑄件表面粘砂，使清理和切削困難，嚴重時造成報廢。 （4）透氣性。高溫金屬注入鑄型后，會產(chǎn)生氣體。若型砂的透氣性差，部分氣體來不及排出而留在鑄件內(nèi)部，鑄件會產(chǎn)生氣孔等缺陷。 （5）退讓性。鑄件冷卻收縮時，砂型和芯砂的體積被壓縮的性能，稱為退讓性。退讓性差，會使鑄件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至產(chǎn)生變形或裂紋等缺陷。 用準備好的型

5、砂、模樣等工藝裝備制造鑄型的工藝過程稱為造型。造型可分為手工造型、機器造型和自動化造型。 （1）手工造型。手工造型方法簡便，工藝裝備簡單，適應(yīng)性強，因此在單件或小批量生產(chǎn)，特別是大型鑄件和復(fù)雜鑄件生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。手工造型的方法很多，常見的有砂箱造型、脫箱造型、地坑造型和刮板造型。3造型 （2）機器造型和自動化造型。用機器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。機器造型和自動化造型改善了勞動條件，提高了生產(chǎn)率，而且鑄件尺寸精確，表面光潔，加工余量少，適用于大批量生產(chǎn)。4澆注、落砂、清理 （1）澆注。將熔融金屬從澆包注入鑄型中的操作稱為澆注。澆注時要控制好澆注溫度和澆注速度。 （2）落砂。用手工或機

6、械使鑄件和型砂、砂箱分開的操作。 （3）清理。清理工作主要是去除鑄件上的澆口、澆道、冒口、表面粘砂和粗糙部分。 5鑄件常見缺陷 （一） （1）氣孔。是指鑄件內(nèi)部或表面大小不等、光滑的孔眼，常出現(xiàn)在鑄件最后凝固的部位。大孔常孤立存在，小孔則成群出現(xiàn)。產(chǎn)生氣孔的原因是：鑄型的透氣性差，型砂含水太多，澆注速度太快。 （2）縮孔。內(nèi)壁粗糙，形狀不規(guī)則的孔洞。這是由于鑄件在凝固過程中，補縮不良而引起的。 （3）砂眼。鑄件內(nèi)部或表面帶有砂粒的孔洞。產(chǎn)生的原因是：型砂的強度不夠或緊實度不夠，澆注速度太快等。5鑄件常見缺陷 （二） （4）粘砂。粘砂是鑄件的部分或整個表面上粘附著一層砂粒。粘砂可使鑄件表面粗糙，

7、難以清理，不易加工。產(chǎn)生的原因是：型砂的耐火性差和澆注溫度過高。 （5）裂紋。裂紋是鑄件在凝固收縮時產(chǎn)生較大的應(yīng)力而導(dǎo)致的開裂。產(chǎn)生的原因是：鑄件壁厚相差太大和型砂的退讓性差。 常見的鑄件缺陷如圖1.4所示。圖1.4 常見的鑄件缺陷圖1.4 常見的鑄件缺陷1.1.2 金屬型鑄造 金屬型鑄造是通過重力作用進行澆注，將熔融金屬澆入金屬鑄型內(nèi)獲得鑄件的方法。用金屬材料制成的鑄型稱為金屬型。金屬型常用灰鑄鐵或鑄鋼采用砂型鑄造而成。它的結(jié)構(gòu)主要取決于鑄件的形狀、尺寸，合金的種類及生產(chǎn)批量等。按照分型面的方位，金屬型可分為整體式、垂直分型式、水平分型式和復(fù)合分型式。其中垂直分型式便于開設(shè)澆口和取出鑄件，也

8、易于實現(xiàn)機械化生產(chǎn)，所以應(yīng)用最廣。 圖1.7所示為采用垂直分型方式的金屬型。其中一個半型是固定的，稱為定模；另一個半型可水平移動，稱為動模。生產(chǎn)時兩個半型合起進行澆注，凝固后利用簡單的機械使兩個半型分開，從中取出鑄件。1金屬型鑄造的工藝過程圖1.7 垂直分型式金屬型1底座 2活動半型3定位銷 4固定半型2.金屬型鑄造的特點 （1）金屬型可以澆注幾萬次而不損壞，實現(xiàn)了“一型多鑄”，便于機械化和自動化生產(chǎn)。（2）由于金屬型加工精確，型腔變形小，鑄件的形狀、尺寸精度高。（3）金屬型導(dǎo)熱性好，鑄件冷卻速度快，組織晶粒細，力學(xué)性能好。但凝固速度快，不能鑄造形狀復(fù)雜的薄壁件。（4）金屬型的退讓性差，易產(chǎn)生

9、裂紋，不適用于鐵合金。 金屬型鑄造主要應(yīng)用于形狀不太復(fù)雜、壁厚不是很薄的小型非鐵合金鑄件的大批量生產(chǎn)，如鋁活塞、汽缸蓋、油泵殼體、銅瓦等。3.金屬型鑄造的應(yīng)用 壓力鑄造是指使熔融金屬在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。它所用的鑄型稱為壓型，壓型和垂直分型的金屬型相似，壓型上裝有抽心機構(gòu)和頂出鑄件機構(gòu)。1.1.3 壓力鑄造 壓力鑄造在壓鑄機上進行，壓鑄機主要由壓射裝置和合型機構(gòu)組成。按壓射沖頭的位置可分為立式和臥式兩種，如圖1.8所示為臥式壓鑄機工作原理。定量勺內(nèi)的熔融金屬注入壓室后，壓射沖頭向左推進，將熔融金屬壓入閉合的壓鑄型腔，稍停后，使金屬在壓力下凝固，然后向右退回壓射沖頭，分開壓

10、鑄型，頂桿頂出壓鑄件。1壓力鑄造工藝過程 圖1.8 臥式壓鑄機工作原理圖1.8 臥式壓鑄機工作原理1動型 2定型 3壓射沖頭 4鑄件 5壓室2壓力鑄造的特點 （1）壓力鑄造的鑄型由金屬材料制成，所以保留了金屬型鑄造的特點。 （2）由于在高壓下高速充型，可得到形狀復(fù)雜的薄壁件。 （3）由于在壓力下凝固，鑄件的強度、硬度更高，質(zhì)量更好。 （4）壓鑄機投資大，壓鑄型制造復(fù)雜，成本高。3壓力鑄造的應(yīng)用 壓力鑄造的鑄件表面質(zhì)量較其他鑄造方法均高，實現(xiàn)了零件少切削或不切削，所以廣泛應(yīng)用于各類鐵合金和有色金屬的鑄件生產(chǎn)，如汽缸體、箱體、外殼、支架等。1.1.4 離心鑄造 所謂離心鑄造是指將熔融金屬澆入高速旋

11、轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下，金屬液充填型腔并凝固結(jié)晶成鑄件的方法。離心鑄造的鑄型可以是金屬型，也可以是砂型。1離心鑄造的工藝過程 離心鑄造必須在離心鑄造機上進行。根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸空間位置的不同，離心鑄造機可分為立式和臥式兩大類。 （1）在立式離心鑄造機上鑄造。如圖1.9（a）所示，當(dāng)鑄型繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)時，澆入鑄型中的熔融金屬隨鑄型高速旋轉(zhuǎn)，鑄件壁上下厚度不均勻，冷卻后鑄件表面呈拋物面。這種方法主要用于高度小于直徑的圓盤類鑄件。 （2）在臥式離心鑄造機上鑄造。如圖1.9（b）所示，當(dāng)鑄型澆水平軸線旋轉(zhuǎn)時，鑄件壁厚度是均勻的，因此適用于鑄造長度較大的套筒、管類鑄件，是最常用的離心鑄造方法。圖1.9

12、 離心鑄造過程圖1.9 離心鑄造過程2.離心鑄造的特點 （1）用離心鑄造生產(chǎn)圓筒形鑄件時可省去型芯和澆注系統(tǒng)。 （2）在離心力作用下，鑄件呈方向性結(jié)晶，鑄件結(jié)晶細密，力學(xué)性能好。 （3）依靠自由表面形成的內(nèi)孔尺寸偏差大且表面粗糙，故加工余量大。3離心鑄造的應(yīng)用 離心鑄造適用于制造各種空心回轉(zhuǎn)體的鑄件。是各種鑄鐵管、汽缸套、銅套鑄件的主要生產(chǎn)方法。也可以進行雙層金屬離心鑄造，如機床主軸的封閉式鋼套、鋼套鑲銅軸承等。1.1.5 熔模鑄造 所謂熔模鑄造是指用易熔材料（如蠟料）制成模樣，在模樣上包覆若干耐火涂料，制成型殼，熔出模樣后經(jīng)高溫?zé)缓筮M行澆注的鑄造方法。熔模鑄造又稱失蠟鑄造。1、熔模鑄造的

13、工藝過程 熔模鑄造的工藝過程如圖1.10所示。根據(jù)標(biāo)準鑄件制造壓型，將蠟融化澆入壓型中，待其凝固后得到單個蠟?zāi)?，然后將單個蠟?zāi)ｐず显谙炛频臐沧⑾到y(tǒng)上形成蠟?zāi)＝M，將蠟?zāi)＝M浸入以水玻璃與石英粉配成的涂料中，取出后撒上石英粉，在氧化銨溶液中硬化，重復(fù)多次直到結(jié)成510mm厚的型殼，將型殼中的蠟融化后埋入砂箱中，澆入金屬溶液，冷卻后得到鑄件。圖1.10 熔模鑄造的工藝過程圖1.10 熔模鑄造的工藝過程2熔模鑄造的特點 （1）可以獲得形狀很復(fù)雜的鑄件。 （2）鑄件尺寸精度高，表面光潔，可以實現(xiàn)少切削、無切削。 （3）適應(yīng)性廣，各種高熔點、低熔點的金屬均可用來鑄造。 （4）生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本高

14、，鑄件重量不能太大。3熔模鑄造的應(yīng)用 熔模鑄造主要用于鑄造各種形狀復(fù)雜的精密小型零件的毛坯，如汽車、拖拉機、機床上的小型零件等。1.2 鍛壓 鍛壓就是對坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸、形狀，改善性能，用以制造機器零件、工件或毛坯的加工方法。鍛壓所加工的材料應(yīng)具有良好的塑性，以便在鍛壓時能產(chǎn)生足夠的塑性變形而不被破壞，各類鋼和大多數(shù)有色金屬都具有一定的塑性，它們可以在熱態(tài)或冷態(tài)下進行鍛壓加工，機械制造工業(yè)中常用鍛壓的方法來制造零件的毛坯。鍛壓加工包括鍛造和沖壓。1.2.1 金屬的加熱與鍛件的冷卻 除高塑性金屬外，一般可鍛金屬材料須經(jīng)加熱才能進行鍛造。加熱的目的是為了提高其塑性，降低變形

15、抗力，并使內(nèi)部組織均勻。鍛后鍛件冷卻不當(dāng)，會使應(yīng)力增加和表面過硬，將影響鍛件的后續(xù)加工甚至報廢。金屬的加熱和鍛件的冷卻都是鍛造工藝過程中的重要環(huán)節(jié)。1金屬的加熱 金屬的加熱是整個鍛造工藝過程的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響鍛件的質(zhì)量和生產(chǎn)率。 （1）始鍛溫度。始鍛溫度是指開始鍛造的溫度。 （2）終鍛溫度。終鍛溫度是指終止鍛造的溫度。 （3）鍛造溫度范圍。鍛造溫度范圍是指合理的始鍛溫度和合理的終鍛溫度之間的溫度間隔。 （4）加熱速度.加熱速度是指單位時間內(nèi)坯料表面溫度升高的度數(shù)（/h）。 圖1.11 碳素鋼的鍛造溫度范圍圖1.11 碳素鋼的鍛造溫度范圍2鍛件的冷卻方法 鍛件的冷卻也是鍛造工藝過程中的一個

16、重要環(huán)節(jié)，如果鍛后鍛件冷卻不當(dāng)，會使應(yīng)力增加和表面過硬，影響鍛件的后續(xù)加工，嚴重的還會產(chǎn)生翹曲變形、裂紋，使鍛件報廢。常用的冷卻方法有如下三種。 （1）空冷。將熱態(tài)鍛料放在空氣中冷卻的方法稱為空冷?？绽涞睦鋮s速度快，適用于中、低碳鋼的小型鍛件。 （2）坑冷。將熱態(tài)鍛件放在地坑（或鐵箱）中緩慢冷卻的方法稱為坑冷。坑冷的冷卻速度適用于低合金鋼及截面尺寸較大的鍛件。 （3）爐冷。將熱態(tài)鍛件放在一定溫度的爐中，隨爐冷卻的方法稱為爐冷，該方法適用于高合金及大型鍛件。1.2.2 自由鍛 自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬坯料在上、下砧之間產(chǎn)生變形，從而得到所需要的形狀及尺寸的鍛件。自由鍛對鍛工的技術(shù)水平要求高

17、，勞動條件差，生產(chǎn)效率低。主要用于單件或小批量的生產(chǎn)和大型、特大型鍛件的制造。1自由鍛造的設(shè)備 自由鍛造的設(shè)備包括空氣錘和水壓機。 （1）空氣錘。圖1.12所示為空氣錘的示意圖。 空氣錘的噸位以錘頭落下部分的質(zhì)量表示，通常為0.150.75t，適用于中小型鍛件的生產(chǎn)。 （2）水壓機。圖1.13所示為水壓機的示意圖。水壓機的噸位以上砧鐵的最大工作總壓力表示，常用水壓機的噸位為50012 000t，適用于大型鍛件的生產(chǎn)。水壓機的鍛造能力強，鍛透深度大，鍛造時坯料變形速度低，無振動，是目前鍛造大型鍛件理想的鍛壓設(shè)備。圖1.12 空氣錘的示意圖圖1.12 空氣錘的示意圖1砧座 2砧墊 3下砧塊 4上砧

18、塊 5錘頭 6、15工作缸7、16旋閥 8、17壓縮缸 9手柄 10減速機構(gòu) 11電動機12踏桿 13錘桿 14、18活塞 19連桿 20曲柄圖1.13 水壓機的示意圖1下橫梁 2立柱 3活動橫梁 4上橫梁 5工作柱塞 6工作缸 7、8管道9回程柱塞 10回程缸 11上砧塊 12下砧塊 13回程橫梁 14拉桿2自由鍛方法 自由鍛生產(chǎn)中可分為基本工序、輔助工序和精整工序三大類。基本工序有鐓粗、撥長、沖孔、彎曲、切割等；輔助工序是為基本工序操作面進行的預(yù)先變形工序，如壓鉗口、壓鋼錠棱邊、切肩等；精整工序是用以減少鍛件表面缺陷而進行的工序，如清除鍛件表面凸凹不平及整形等。（1）鐓粗和局部鐓粗。 使毛

19、坯高度減小、橫斷面積增大的鍛造工序稱為鐓粗，如圖1.14（a）所示。在坯料上某一部分進行的鐓粗稱為局部鐓粗，如圖1.14（b）所示。為了防止坯料在鐓粗時產(chǎn)生彎曲，坯料鐓粗部分的高度不大于坯料直徑的2.53倍。這種方法用來鍛造高度小、截面大的工件，如齒輪、圓盤等類型的鍛件。圖1.14 鐓粗和局部鐓粗圖1.14 鐓粗和局部鐓粗（2）拔長和芯軸拔長 使毛坯橫斷面積減小、長度增加的鍛造工序稱為拔長，如圖1.15（a）所示。拔長時需用夾鉗將坯料鉗牢，錘擊時將坯料繞其軸線不斷翻轉(zhuǎn)。常用的翻轉(zhuǎn)方法有兩種：一種是反復(fù)90翻轉(zhuǎn)，如圖1.15（b）所示，該法操作方便，但變形不均勻；另一種是沿螺旋線翻轉(zhuǎn)，如圖1.1

20、5（c）所示，該法變形均勻，但操作不方便。拔長主要用來制造軸類、連桿等較長的鍛件。圖1.15 拔長 圖1.15 拔長 圖1.16 心軸拔長 圖1.16 心軸拔長 （3）沖孔、擴孔和心軸擴孔 沖孔。在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序稱為沖孔。 沖孔常用于帶孔的齒輪、套筒等空心鍛件。沖孔的方法分為雙面沖孔和單面沖孔兩種。雙面沖孔主要用于較厚的坯料，如圖1.17所示為雙面沖孔的過程示意圖。單面沖孔的方法如圖1.18所示。沖孔時將坯料2放在墊環(huán)3上，沖子1的大端向下，位置正確后直接將孔沖穿。單面沖孔主要用于較薄的坯料。 圖1.17 雙面沖孔圖1.18 單面沖孔 圖1.17 雙面沖孔 1沖子 2坯料 圖

21、1.18 單面沖孔 1沖子 2坯料 3墊環(huán) 圖1.19 擴孔 擴孔。擴孔是減小空心毛坯壁厚而增加內(nèi)孔尺寸的工序，它是利用沖頭錐面引起的徑向分力進行擴孔，如圖1.19所示。圖1.19 擴孔 1墊環(huán) 2坯料 3擴孔沖子 圖1.20 心軸擴孔 心軸擴孔。心軸擴孔是減小空心毛坯壁厚而增加內(nèi)孔和外徑的工序，如圖1.20所示，它主要用于壁厚很薄的圓環(huán)類鍛件。圖1.20 心軸擴孔 1坯料 2上砧 3芯軸 4馬架 （5）彎形 采用一定的工模具將毛坯彎成所需要的外形的鍛造工序稱為彎形。彎形分為自由彎形和成形彎形兩種。自由彎形，如圖1.22（a）所示，直接將坯料彎成所需要的形狀，用于精度要求不高的鍛件加工。成形彎

22、形，如圖1.22（b）所示，將坯料放在成形墊鐵中彎曲成形，主要用于成形要求較高的鍛件加工。 圖1.21 切割 1坯料 2剁刀 3克子 圖1.22 彎形 1成形壓鐵 2坯料 3成形墊鐵 3自由鍛常見的缺陷 自由鍛常見的缺陷有裂紋、末端凹陷、軸心裂紋、折疊等。 （1）裂紋。產(chǎn)生裂紋的原因主要有：坯料質(zhì)量不好，加熱不充分、鍛造溫度過低，鍛件冷卻不當(dāng)和鍛造方法有錯誤等。 （2）末端凹陷和軸心裂紋。如圖1.24所示，產(chǎn)生末端凹陷和軸心裂紋的原因主要是由于鍛造時坯料內(nèi)部未熱透或整個截面未鍛透，變形只產(chǎn)生在坯料表面造成的。 （3）折疊。如圖1.25所示，產(chǎn)生折疊的原因主要是坯料在鍛壓時送進量小于單面壓下量。

23、圖1.24 末端凹陷和軸心裂紋圖1.25 折疊 圖1.24 末端凹陷和軸心裂紋 圖1.25 折疊 1.2.3 模鍛 利用模具使毛坯變形而獲得鍛件的鍛造方法稱為模鍛。與自由鍛比較，模鍛具有生產(chǎn)率高、鍛件尺寸精確、加工余量小、形狀復(fù)雜、質(zhì)量好、節(jié)省金屬等優(yōu)點。在大批量生產(chǎn)時，模鍛件的生產(chǎn)成本低，但設(shè)備投資大，鍛件質(zhì)量小，工藝靈活性不如自由鍛。 模鍛分為胎模鍛和模型鍛兩類。1胎模鍛 胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。胎模不固定在錘頭或砧座上，只在使用時才放到下砧上。胎模鍛前，通常先用自由鍛制坯，再在胎模中最終成形，既有自由鍛簡單、靈活的特點，又有模型鍛能制造形狀復(fù)雜、尺寸

24、準確的鍛件的優(yōu)點。 胎模分為以下五種。（1）摔模 （1）摔模。如圖1.26所示，摔模用于回轉(zhuǎn)體鍛件成形前的整形、拔長、制坯和校正。用摔模鍛造時，必須不斷旋轉(zhuǎn)鍛件，因此，適用于鍛制回轉(zhuǎn)體鍛件，如光軸、階臺軸等。 （2）扣模。如圖1.27所示，扣模由上扣和下扣組成，或只有下扣，而以上砧鐵代替上扣?？勰＜饶苤婆鳎材艹尚?；鍛造時，鍛件不轉(zhuǎn)動，可移動。扣模用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的制坯、彎行或終鍛成形。（3）套模。如圖1.28所示，套模分為開式和閉式兩種：開式套模只有下模，上模由上砧鐵代替，鍛造時易產(chǎn)生小飛邊，適用于回轉(zhuǎn)體鍛件的制坯或成形；閉式套模在鍛造時，坯料在封閉的模膛內(nèi)變形，無飛邊，但產(chǎn)生縱向毛刺，除能

25、完成制坯或成形外，還可以沖孔。圖1.27 扣模 圖1.28 套模 圖1.28 套模 圖1.27 扣模 （4）合模。如圖1.29所示，合模一般由上、下模和導(dǎo)向裝置組成，用于形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件的成形。 （5）切邊模。如圖1.30所示，切邊模用于切除飛邊。圖1.29 合模圖1.30 切邊模 圖1.29 合模 圖1.30 切邊模 2模型鍛 模型鍛是在專用的模鍛設(shè)備上進行鍛壓。常用的模鍛設(shè)備有模鍛空氣錘、螺旋壓力機、平鍛機、模鍛水壓機等。鍛模緊固在錘頭（或滑塊）與（或）工作臺上，錘頭沿導(dǎo)向性好的導(dǎo)軌運動。工件在鍛模的多個模膛中逐步成形。 （1）制坯模膛。對于形狀復(fù)雜的鍛件，為了使坯料形狀接近模鍛件形

26、狀，使金屬能合理分布和很好地充滿模膛，就必須先在制坯模膛內(nèi)制坯。常用的制坯模膛有拔長模膛、滾擠模膛、彎曲模膛、切斷模膛等。圖1.31 連桿彎形的鍛模圖1.31 連桿彎形的鍛模1彎形模膛 2預(yù)鍛模膛 3滾擠模膛 4拔長模膛 5終鍛模膛 6滾擠模膛斷面（2）模鍛模膛。模鍛模膛分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛兩種。 預(yù)鍛模膛。預(yù)鍛模膛的作用是使坯料變形到接近于鍛件的形狀與尺寸，為下一步的終鍛做準備。 終鍛模膛。終鍛模膛的作用是使坯料變形到鍛件所要求的形狀與尺寸，因此它的形狀應(yīng)和鍛件的形狀相同。但因鍛件冷卻時要收縮，所以要適當(dāng)?shù)胤乓粋€收縮量。1.2.4 沖壓 所謂沖壓是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。這

27、種加工方法通常是在冷態(tài)下進行的，所以又叫冷沖壓。幾乎在一切有關(guān)制造金屬成品的工業(yè)部門中，都廣泛地應(yīng)用著板料沖壓。特別是在汽車、拖拉機、航空、電器、儀表及國防等工業(yè)中，板料沖壓占有極其重要的地位。沖壓生產(chǎn)可以進行很多種工序，其基本工序有分離工序和成形工序兩大類。1沖壓設(shè)備 沖壓最常用的設(shè)備有沖床和剪床機。 （1）沖床。除剪切工作外，板料沖壓的基本工序都是在沖床上進行的。沖床分為單柱式和雙柱式兩種。如圖1.32所示為開式雙柱式?jīng)_床的外形和傳動示意圖。圖1.32 開式雙柱式?jīng)_床圖1.32 開式雙柱式?jīng)_床1工作臺 2滑塊 3導(dǎo)軌 4連桿 5制動器 6曲柄7離合器 8飛輪 9電動機 10拉桿 11踏板

28、（2）剪床。 剪床的用途是把板料切成一定寬度的條料，可以為沖壓準備毛坯或做切斷之用。圖1.33所示為常用龍門剪床的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1.33 龍門剪床的結(jié)構(gòu)示意圖圖1.33 龍門剪床的結(jié)構(gòu)示意圖1下刀刃 2上刀刃 3導(dǎo)軌 4電動機 5帶輪 6制動器7曲柄 8滑塊 9齒輪 10離合器 11板料2沖壓的基本工序 板料沖壓的基本工序可分為分離工序和成形工序兩大類。 （1）分離工序。分離工序是使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離的沖壓工序。如沖裁、切斷。 沖裁。利用沖模將板料以封閉的輪廓線與坯料分離的一種沖壓方法。常見的沖裁有落料和沖孔。圖1.34 落料圖1.35 沖孔 圖1.34 落料1板料 2凹模 3

29、凸模 4沖壓制件 5余料圖1.35 沖孔 切斷 切斷。將材料沿不封閉的曲線分離的一種沖壓方法。沿不封閉的曲線部分地分離，其分離部分的材料發(fā)生彎曲，這種沖壓方法稱為切口。 圖1.36 切口 （2）成形工序 成形工序是使板料發(fā)生塑性變形，以獲得規(guī)定形狀工件的工序。如彎形、拉深。 彎形。彎形是將板料在彎矩作用下彎成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。如圖1.37所示。圖1.38所示為板料經(jīng)多次彎形后制成圓筒狀制件的成形過程。圖1.37 彎形圖1.38 圓筒狀制件的成形過程 圖1.37 彎形 圖1.38 圓筒狀制件的成形過程 拉深 拉深是變形區(qū)在一拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)作用下，使板料成形為空心件而厚度基本不

30、變的加工方法。拉深過程如圖1.39所示，坯料在凸模的作用下被壓入凹模。為減小坯料被壓裂的可能性，凸模和凹模轉(zhuǎn)角處都應(yīng)制成圓角，并且凸模和凹模之間留有略大于板料厚度的間隙。1.1 焊接 焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接的實質(zhì)是通過加熱或加壓兩者并用，并使用（或不用）填充材料，使工件達到結(jié)合的一種方法。焊接的方法很多，按焊接過程中被焊金屬所處狀態(tài)不同，可分為熔焊、壓焊和釬焊3大類。焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，在船舶、化工容器、建筑構(gòu)件、橋梁、動力鍋爐、大型發(fā)電機和汽輪機等產(chǎn)品的制造中都要應(yīng)用焊接，在航空、航天、原子能、電子等領(lǐng)域也離不開焊接。1.3.1 焊條電弧焊 焊條電弧焊又

31、稱手弧焊，是用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。它利用焊條與焊件間產(chǎn)生的電弧熱將金屬加熱并熔化而實現(xiàn)焊接。焊條電弧焊具有電弧溫度較高、熱量集中，設(shè)備簡單，操作方便、靈活，能適應(yīng)在各種條件下焊接等特點，是焊接生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的一種方法。圖1.39 拉深圖1.39 拉深1板料 2凸模 3壓板 4工件 5凹模 6拉深制件1.3 焊接 焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接的實質(zhì)是通過加熱或加壓兩者并用，并使用（或不用）填充材料，使工件達到結(jié)合的一種方法。焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，在船舶、化工容器、建筑構(gòu)件、橋梁、動力鍋爐、大型發(fā)電機和汽輪機等產(chǎn)品的制造中都要應(yīng)用焊接，在航空、航天、原子

32、能、電子等領(lǐng)域也離不開焊接。1.3.1 焊條電弧焊 焊條電弧焊又稱手弧焊，是用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。它利用焊條與焊件間產(chǎn)生的電弧熱將金屬加熱并熔化而實現(xiàn)焊接。焊條電弧焊具有電弧溫度較高、熱量集中，設(shè)備簡單，操作方便、靈活，能適應(yīng)在各種條件下焊接等特點，是焊接生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的一種方法。1焊條電弧焊的焊接過程 如圖1.40所示，焊接前，把焊鉗3和焊件1分別接到電焊機4輸出的兩極，并用焊鉗夾持焊條2。焊接時，在焊條和焊件之間引燃焊接電弧5，電弧的熱量將焊條和焊件被焊部位熔化，形成熔池6。隨著焊條沿焊接方向移動，新的熔池不斷形成，而原先的熔池液態(tài)金屬不斷冷卻凝固，構(gòu)成焊縫7，使焊件連接在一

33、起。圖1.40 焊條電弧焊的焊接過程 圖1.40 焊條電弧焊的焊接過程 1焊件 2焊條 3焊鉗 4電焊機 5焊接電弧 6熔池 7焊縫 2焊接電弧 由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩電源間產(chǎn)生的，強烈而持久的放電現(xiàn)象稱為焊接電弧。 （1）引弧。電弧焊時，引燃焊接電弧的過程稱為引弧。焊接電弧由陰極區(qū)、弧柱和陽極區(qū)組成。如圖1.41所示，用鋼焊條焊接時，陽極區(qū)的溫度可達2 600左右，放出的熱量占總熱量的42%，溫度較高。陰極區(qū)的溫度可達2 400左右，占總熱量的38%，溫度較低。圖1.41 焊接電弧的組成 圖1.41 焊接電弧的組成 1陰極區(qū) 2弧柱 3陽極區(qū) 3焊接設(shè)備 （1）直流弧焊發(fā)電機。圖

34、1.42所示為直流弧焊發(fā)電機外形圖，它由一臺交流電動機和一臺直流發(fā)電機組成，電動機帶動發(fā)電機而形成直流焊接電源。 弧焊發(fā)電機能獲得穩(wěn)定的直流電，因此引弧容易，電弧穩(wěn)定，但運轉(zhuǎn)時噪聲大，空載損耗大，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、易損壞、維修較困難，因此，已逐漸被弧焊整流器所替代。圖1.42 直流弧焊發(fā)電機圖1.42 直流弧焊發(fā)電機 1交流電動機 2細調(diào)電流手柄 3直流發(fā)電機 4粗調(diào)電流手柄 圖1.43 交流弧焊變壓器圖1.43 交流弧焊變壓器 1焊接電纜連接螺釘 2接線柱（粗調(diào)電流） 3調(diào)節(jié)手柄（細調(diào)電流） 4接地螺釘 （2）交流弧焊變壓器。交流弧焊變壓器輸出的焊接電流為交流電。它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便

35、、成本低廉、使用可靠和維修方便等優(yōu)點，因而應(yīng)用普遍，是焊接低碳鋼焊件最常用的焊接設(shè)備。圖1.43所示為交流弧焊變壓器外形圖。 （3）弧焊整流器?；『刚髌魇且环N將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾姾笝C，其重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、無噪聲、制造維修較為方便，而且電弧較穩(wěn)定，選用低氫型焊條及不銹鋼或有色金屬焊條，可焊接合金結(jié)構(gòu)鋼及有色金屬。圖1.44所示為弧焊整流器外形圖。圖1.44 弧焊整流器 圖1.44 弧焊整流器 （4）焊接用具。焊接用具有焊鉗（見圖1.45）、面罩（見圖1.46）、焊接電纜、焊條保溫筒、敲渣錘、鋼絲刷和鏨子等。 另外，焊工必須戴皮革手套，穿帆布工作服，戴護腳及穿絕緣膠鞋，以防觸電和燒傷。圖1.4

36、5 焊鉗圖1.46 面罩 圖1.45 焊鉗 圖1.46 面罩 4焊條 焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。 （1）焊芯。主要起傳導(dǎo)電流和填充焊縫的作用，焊芯金屬的化學(xué)成分直接影響焊縫的質(zhì)量。焊芯直徑常用的為1.66mm，長度為300450mm。 （2）藥皮。主要作用是使電弧容易引燃并且穩(wěn)定燃燒，保護焊接區(qū)金屬不被氧化，保證焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能。藥皮的化學(xué)成分較為復(fù)雜，一般由礦石粉、鐵合金粉和水玻璃配制而成，粘涂在焊芯的外面。5焊條電弧焊工藝參數(shù)的選擇 （1）焊條直徑。焊條直徑的選擇主要取決于焊件的厚度，其次應(yīng)考慮接頭形式、焊接位置、焊工技術(shù)熟練程度等因素。 （2）焊接電流。焊接電流的大小對焊接

37、質(zhì)量影響很大，焊接電流太大，容易造成咬邊等缺陷，電流太小，容易造成焊不透等質(zhì)量問題。 （3）焊接速度。焊接速度就是焊條沿焊接方向移動的速度。焊接速度太快，容易產(chǎn)生焊不透，速度太慢則容易燒穿。6焊條電弧焊的操作方法 （1）引弧。有敲擊法和劃擦法兩種。敲擊法是將焊條垂直地接觸焊件表面，當(dāng)形成短路后，立即將焊條提起；劃擦法與擦火柴相似，將焊條在焊件表面劃動一下，即可引燃電弧。 （2）控制弧長。電弧太長，容易使焊縫吸收有害氣體，還會發(fā)生焊不透的現(xiàn)象；電弧太短，又會使焊條碰到焊件。一般規(guī)定正常的電弧長度L=(0.31.1)d，d為焊條直徑。 （3）運條。焊接時，焊條還要沿焊接方向移動，移動的速度即焊接速

38、度，應(yīng)掌握適當(dāng)，速度太快焊不透，速度太慢使焊縫過高，甚至發(fā)生焊穿等缺陷。7焊條電弧焊的應(yīng)用 焊條電弧焊的適應(yīng)性廣，廣泛應(yīng)用于碳素鋼、合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高強度鋼、鑄鐵等金屬材料的不同厚度及不同位置的焊接，也可用于銅合金、鎳合金的焊接。8焊接缺陷（1）未焊透。焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象稱為未焊透。造成未焊透的原因有：焊接電流太小，坡口角度太小，鈍邊太大，間隙太小，焊條角度不當(dāng)?shù)?。?）夾渣。夾渣是指焊后在焊縫中殘留焊渣。焊接電流太小，焊接速度過快，焊件邊緣及焊層或焊道之間清理不干凈等均會造成夾渣。（3）氣孔。焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴稱為氣孔。（4）咬邊。

39、咬邊是由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)或操作方法不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷。（5）焊瘤。焊瘤是在焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。（6）焊接裂紋。裂紋是指存在于焊縫、熱影響區(qū)內(nèi)部或表面的縫隙。裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中危險性最大的焊接缺陷。1.3.2 氣焊與氣割 氣焊是利用氣體火焰作熱源的焊接方法。氣焊的火焰溫度低，熱量不夠集中，故生產(chǎn)效率低。此外，氣焊的熱影響區(qū)大，易使焊件產(chǎn)生較大的變形。工業(yè)上氣焊常用于焊接厚度小于23mm的薄板、有色金屬及其合金，以及焊補鑄鐵零件等。氣割是利用氣體火焰的熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度，然后噴出高速切割氧流，使其燃燒并放出熱量，從而實現(xiàn)

40、切割的方法。1氣焊、氣割所用的氣體、設(shè)備和工具 （1）氧氣和氧氣瓶。氧氣是助燃劑，與乙炔混合燃燒時，能產(chǎn)生大量的熱。氧氣瓶是儲存高壓氧氣的圓柱形容器（見圖1.47），外表漆成天藍色作為標(biāo)志，最高壓力為14.7MPa，容積約40L，儲氣量約6m3。氧氣瓶屬高壓容器，有爆炸的危險，使用中必須注意安全。搬運時應(yīng)避免劇烈震動和撞擊。焊接操作中氧氣瓶距明火或熱源應(yīng)在5m以上。 （2）乙炔和溶解乙炔氣瓶。乙炔是可燃氣體，無色，工業(yè)用乙炔因混有硫化氫、磷化氫等雜質(zhì)而有刺鼻的臭味。乙炔與氧混合燃燒時，火焰溫度可高達3 300，較其他可燃氣體燃燒時的溫度高。 圖1.47 氧氣瓶圖1.48 溶解乙炔氣瓶 圖1.4

41、7 氧氣瓶 圖1.48 溶解乙炔氣瓶 1瓶底 2瓶體 3瓶箍 4氧氣瓶閥 5瓶帽 6瓶頭 1瓶帽 2瓶閥 3瓶體 4多孔性填料 5防震圈 6瓶座 圖1.49 乙炔發(fā)生器 乙炔也可通過乙炔發(fā)生器提供。乙炔發(fā)生器是能使水與電石進行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生一定壓力的乙炔氣體的裝置，如圖1.49所示。 l、14水位開關(guān) 2儲氣筒 3出渣口 4內(nèi)層錐形罩 5乙炔壓力指示器 6開蓋手柄 7壓板環(huán) 8安全閥 9蓋 10電石籃 11一移位調(diào)節(jié)桿 12一回火保險器 13一外殼 （3）減壓器。減壓器是將高壓氣體降為低壓氣體的調(diào)節(jié)裝置，其作用是將氣瓶中流出的高壓氣體的壓力降低到需要的工作壓力，并保持壓力的穩(wěn)定。圖1.50所示

42、為一種單級減壓器的結(jié)構(gòu)原理圖。 圖1.50 減壓器 圖1.50 減壓器 1調(diào)節(jié)螺釘 2工作彈簧 3彈性薄膜 4傳動桿 5高壓表 6副彈簧 7高壓室 8減壓活門 9安全閥 10低壓表 11出氣口 12低壓室2氧乙炔焰 氧乙炔焰是可燃氣體乙炔和助燃氣體氧氣混合燃燒的火焰。氧乙炔焰可分為中性焰、碳化焰和氧化焰3種。 （1）中性焰。氧氣和乙炔的混合比為1.11.2。這種火焰氧氣和乙炔充分燃燒，沒有多余的氧氣和乙炔，所以對焊縫沒有氧化和滲碳作用。中性焰適用于中低碳鋼、純銅及低合金鋼的焊接。 （2）碳化焰。氧氣和乙炔的混合比小于1.2。有多余的乙炔，對焊縫有滲碳作用。碳化焰適用于高碳鋼、鑄鐵及硬質(zhì)合金等材

43、料。 （3）氧化焰。氧氣和乙炔的混合比大于1.2，有多余的氧氣，對焊縫有氧化作用，影響焊縫質(zhì)量。氧化焰只適用于黃銅的焊接。圖1.53 氧乙炔焰圖1.53 氧乙炔焰3氣焊 氣焊炬是氣焊時用于控制火焰進行焊接的工具。圖1.51所示為常用的氣焊炬，混合氣體從焊嘴噴出，點燃后形成火焰。氣焊時，根據(jù)焊炬的運作方向，可分為左焊法和右焊法兩種。 左焊時，焊炬火焰指向焊件未焊接部分，熱量失散大，焊縫易氧化，冷卻較快，熱量利用率低。這種方法適用于薄板和低熔點金屬的焊接，如圖1.54（a）所示。右焊時，焊炬火焰指向焊件已焊接部分，熱量集中，焊速快，熔深大，熱量利用率高。這種方法適用于較厚板的焊接 。圖1.54 左

44、焊法和右焊法圖1.54 左焊法和右焊法4氣割 氣割是用氣體火焰的熱能將工件切割處預(yù)熱到燃點后，噴出高速切割氧氣流，使其燃燒并放出熱量，實現(xiàn)切割的方法。 （1）氣割的金屬應(yīng)滿足下列條件。 金屬的燃點必須低于熔點。 金屬氧化物的熔點應(yīng)低于金屬本身的熔點。 金屬氧化燃燒時產(chǎn)生的熱量要大，且金屬本身導(dǎo)熱性小。 圖1.55 焊嘴傾角與焊件厚度的關(guān)系圖1.56 氣割示意圖 圖1.55 焊嘴傾角與焊件厚度的關(guān)系 圖1.56 氣割示意圖 1預(yù)熱嘴 2預(yù)熱焰 3工件 4割縫 5熔渣 6切割氧 7切割嘴 （2）氣割適用范圍。根據(jù)氣割金屬的條件，氣割主要用于碳素鋼和低合金鋼，如低碳鋼、高錳鋼、低鉻、低鉻鉬及鉻鎳合金

45、鋼、鈦合金等。對高碳鋼和強度高的低合金鋼，氣割一般比較困難；鑄鐵、不銹鋼、銅、鋁等材料則不能氣割。1.3.3 其他焊接方法 隨著焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，目前焊接方法已有幾十種之多，與焊條電弧焊相比，它們或因設(shè)備投資大、或因適應(yīng)性差應(yīng)用范圍較小，但它們大多焊接質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，正逐步被推廣使用。下面簡單介紹幾種較為常用的焊接方法。1埋弧焊 （1）埋弧焊的焊接方法。埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。埋弧焊分為自動和半自動兩種，常用的是自動埋弧焊。圖1.57所示為自動埋弧焊的示意圖，焊接時，電弧在焊絲和焊件之間燃燒，形成熔池和熔渣，由于電弧被埋在焊劑層下燃燒，所以稱為埋弧焊。圖1.57 自動埋弧

46、焊的示意圖 圖1.57 自動埋弧焊的示意圖 （2）埋弧焊的特點。由于埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的，熔池金屬不受空氣的影響，所以電弧穩(wěn)定、焊接質(zhì)量好；生產(chǎn)效率高，成本低，焊接過程實現(xiàn)機械化、自動化；無可見光，勞動條件好。但埋弧焊的適應(yīng)性差，只適應(yīng)于水平位置的長焊縫的焊接。2氣體保護電弧焊 氣體保護電弧焊是利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊。 （1）二氧化碳氣體氣體保護焊。二氧化碳氣體保護焊是用廉價的二氧化碳氣體作為保護氣體，由于二氧化碳氣體焊成本低、生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好，已普遍用于汽車、機車、造船及航空等工業(yè)部門，用來焊接低碳鋼低、合金結(jié)構(gòu)鋼。 圖1.58 二氧化碳氣體

47、氣體保護焊 圖1.58 二氧化碳氣體氣體保護焊 1焊件 2噴嘴 3氣體 4流量計 5減壓器 6氣瓶 7焊絲 8送絲機構(gòu) 9軟管 10導(dǎo)電嘴11電源 12熔池 13焊縫 （2）氬弧焊。 氬弧焊由惰性氣體氬氣作為保護氣體，既能保護熔池不被氧化，本身也不和熔化金屬起作用。 熔化極氬弧焊用可熔化的金屬焊絲作電極，并兼作焊接時的填充材料。熔化極氬弧焊允許使用較大的電流，適用于較厚板的焊接。鎢極氬弧焊用鎢或鎢合金作電極，鎢極和焊件間產(chǎn)生電弧，焊接時鎢極不熔化，外加焊絲熔入熔池作為填充材料。鎢極允許使用的電流較小，適用于較薄板的焊接，如圖1.59（b）所示。 圖1.59 氬弧焊1焊絲 2噴嘴 3氣體 4鎢極

48、 5熔池 6焊縫3電阻焊 電阻焊是工件組合后通過向電極施加壓力，同時利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域時產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法。電阻焊分為對焊、點焊和縫焊三種： （1）電阻對焊的工件裝配成對接形式，并使其端面緊密接觸。焊接時電阻熱將其加熱，再迅速施加壓力，使其相互結(jié)合，形成焊接接頭。電阻對焊常用于刀具、型鋼、管材等的焊接。 （2）電阻點焊的工件裝配成搭接形式，壓緊在兩電極之間。焊接時電阻熱將其加熱，再迅速施加壓力，使其相互結(jié)合，形成焊點。電阻點焊已廣泛應(yīng)用于汽車、車廂、飛機等薄壁件的焊接。 （3）電阻縫焊的電極是一對滾輪，滾輪在加壓工作的同時轉(zhuǎn)動，電阻熱使其產(chǎn)生一連串的連續(xù)焊點，形成焊縫。

49、電阻縫焊主要用于3mm以下有密封性要求的薄板容器或構(gòu)件的焊接。 與其他焊接方法相比，電阻焊具有生產(chǎn)率高，熱影響區(qū)小，接頭不用開坡口，不用填充金屬，勞動條件好，易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于飛機、汽車、儀表、建筑等工業(yè)部門。圖1.60 電阻焊圖1.60 電阻焊第2章 切削加工基礎(chǔ)知識切削運動和切削用量切削運動和切削用量2.1刀具幾何形狀和材料2.2切削力與切削溫度2.3切削液切削液2.4機床型號2.6加工精度和加工表面質(zhì)量2.52.1切削運動和切削用量切削運動切削用量2.1.1 切削運動 在切削過程中，為了切除多余的金屬，是通過各種機床上的工件和刀具作相對運動，實現(xiàn)零件表面所需的各種形狀。

50、工件和刀具之間作各種不同的相對運動，形成了各種切削加工方法，稱為切削運動。切削運動包括主運動和進給運動。 主運動是切除工件表面多余材料所需的最基本的運動。 進給運動是使工件切削層材料相繼投入切削從而加工出完整表面所需的運動。圖2.1所示為幾種常見的切削加工方法的主運動和進給運動。圖2.1 常見切削加工方法的切削運動1主運動 2進給運動 3待加工表面 4過渡表面 5已加工表面在切削運動中，通常主運動的運動速度（線速度）較高，所消耗的功率也較大。在圖2.1中，車外圓時工件的回轉(zhuǎn)運動、銑平面時銑刀的回轉(zhuǎn)運動、刨平面時刨刀的往復(fù)直線運動都是主運動；車外圓時車刀的縱向移動、銑平面時工件的縱向移動、刨平面

51、時工件的橫向間歇移動等屬于進給運動。在切削過程中，工件上會形成3種表面（見圖2.2）。（1）待加工表面工件上有待切除的表面。（2）已加工表面工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面。（3）過渡表面工件上由切削刃切削的那部分表面，它在下一切削行程，刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里被切除，或者被下一切削刃切除。圖2.2 車外圓時的切削用量1待加工表面 2已加工表面 3過渡表面 4切削橫截面2.1.2 切削用量切削用量是在切削加工過程中的切削速度、進給量和背吃刀量的總稱。切削用量直接影響工件加工質(zhì)量、刀具的磨損和壽命、機床的動力消耗及生產(chǎn)率，因此，必須合理地選擇切削用量。圖2.2所示為車外圓時的切削用量示意圖。1切削速度c

52、切削速度是切削加工時刀具切削刃上的某一點相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度，即切削刃選定點相對于工件的主運動的瞬時速度（線速度）。切削速度的單位為m/min或m/s。通常選定點為線速度最大的點，如車外圓時的切削速度為式中：d工件待加工表面的直徑，mm； n工件轉(zhuǎn)速，r/min。c(m/min)dnc(m/s)dn2進給量f進給量是刀具在進給運動方向上相對工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述和度量。車削外圓時的進給量為工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具沿進給運動方向所移動的距離，單位為mm/r；刨削時的進給量為刀具（或工件）每往復(fù)一次，工件（或刀具）沿進給運動方向所移動的距離，單位為mm/

53、str（毫米/往復(fù)行程）。3背吃刀量ap背吃刀量一般指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。例如，車外圓時的背吃刀量為式中：dw工件待加工表面的直徑，mm； dm工件已加工表面的直徑，mm。wmp2dda4粗車時切削用量選擇的原則及步驟粗車時選擇切削用量的原則是：首先選擇一個盡量大的背吃刀量，然后選擇一個較大的進給量，最后選擇一個合理的切削速度。選擇被吃刀量時，盡量將粗加工余量一次切完。當(dāng)余量過大或工藝系統(tǒng)剛性差時，可分兩次切除余量，第一次切除余量的2/33/4。選擇進給量時，應(yīng)不超過刀具的刀片和刀桿強度，不大于機床進給機構(gòu)強度，在不產(chǎn)生振動的條件下，選取一個最大的進給量。背吃刀

54、量和進給量確定后，按刀具壽命確定切削速度，計算工件轉(zhuǎn)速，選擇車床相近的較低檔的車床轉(zhuǎn)速。粗車時被吃刀量、進給量和切削速度確定后，還需要校驗車床功率。5精車時切削用量選擇的原則及步驟精車時，工件的加工余量不大，加工精度要求較高，表面粗糙度值要求較小，應(yīng)以提高加工質(zhì)量作為選擇切削用量的主要依據(jù)，然后盡可能提高生產(chǎn)率。半精加工、精加工的背吃刀量較小，原則上一次進給切除全部余量。半精加工、精加工的進給量主要受表面粗糙度的限制，可在預(yù)定的切削速度、刀尖圓弧半徑的情況下，查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，確定進給量。切削速度：用硬質(zhì)合金車刀，選用較高的切削速度，vc80m/min；用高速鋼車刀，選用較低的切削速度，vc5m/

55、min。2.2 刀具幾何形狀和材料刀具切削部分的幾何形狀刀具切削部分的材料2.2.1 刀具切削部分的幾何形狀各種刀具都是由切削部分和刀體（或刀柄）兩部分組成的。切削部分（俗稱刀頭）是刀具中起切削作用的部分，由切削刃、前面及后面等產(chǎn)生切削的各要素所組成。刀體是固定在刀架上的被夾持部分。1刀具切削部分的組成（見圖2.4） 圖2.4 普通外圓車刀切削部分的組成1前面 2主后面 3主切削刃 4副后面 5副切削刃 6刀尖 7刀體（1）前面（前刀面）A刀具上切屑流過的表面。（2）主后面A：切削時刀具上與工件過渡表面相對的表面。（3）副后面A：切削時刀具上與工件已加工表面相對的表面。（4）主切削刃S：前面與

56、主后面的交線，切削時起主要切削作用。（5）副切削刃S：前面與副后面的交線，切削時起輔助切削作用。（6）刀尖：指主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)少的一部分切削刃。刀尖有修圓刀尖和倒角刀尖。2參考系參考系是用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準坐標(biāo)平面。參考系有刀具靜止參考系和刀具工作參考系。前者用于定義刀具設(shè)計、制造、刃磨和測量時的幾何參數(shù)；后者用于確定刀具切削時的幾何參數(shù)。刀具靜止參考系的主要基準坐標(biāo)平面（見圖2.5）如下。圖2.5 刀具靜止參考系1假定主運動方向 2假定進給運動方向 3切削刃選定點（1）基面Pr：通過切削刃選定點的平面，它平行或垂直于刀具，在制造、刃磨及測量時適合于安裝或定位的一個平面

57、或軸線，一般來說其方位要垂直于假定的主運動方向。（2）假定工作平面Pf：通過切削刃選定點并垂直于基面，它平行或垂直于刀具，在制造、刃磨及測量時適合于安裝或定位的一個平面或軸線，一般來說其方位要平行于假定的進給運動方向。（3）主切削平面Ps：通過主切削刃選定點與主切削刃相切并垂直于基面的平面。（4）副切削平面Ps：通過副切削刃選定點與副切削刃相切并垂直于基面的平面。（5）正交平面Po：通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面。3刀具切削部分的主要角度 車刀的切削部分共有6個獨立的基本角度（見圖2.6）。（1）前角o：前面與基面間的夾角，在正交平面中測量。前角表示刀具前面的傾斜程度，它可以

58、是正值、負值或為零，根據(jù)工件材料、刀具切削部分材料及加工要求選擇。 （2）主后角o：主后面與主切削平面間的夾角，在主正交平面中測量。主后角表示刀具主后面傾斜的程度。（2）副后角o：副后面與副切削平面間的夾角，在副正交平面中測量。副后角表示刀具副后面傾斜的程度。（3）主偏角r：主切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。（4）副偏角r：副切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。（5）刃傾角s：主切削刃與基面間的夾角，在主切削平面中測量。圖2.6 刀具切削部分的主要角度4刀具主要角度的選擇原則（1）主偏角：選擇主偏角應(yīng)首先考慮工件的形狀，如加工工件的臺階時，必須選取r90；加工中間切入的

59、工件表面時，一般選用r = 4560。（2）副偏角：一般采用 = 68，精車時，如果在副切削刃上刃磨修光刃，則取 = 0，加工中間切入的工件表面時，副偏角應(yīng)取 = 4560。（3）刀尖角：其計算公式為rrr180() （4）前角：一般選擇o = 535。車削中碳鋼（如45鋼）工件，用高速鋼車刀時選取o = 2025；用硬質(zhì)合金車刀粗車時選取o = 1015；精車時選取o = 1318。（5）主后角：一般選擇o = 412。車削中碳鋼工件，用高速鋼車刀時，粗車選取o = 68，精車選取o = 812；用硬質(zhì)合金車刀時，粗車選取o = 57，精車選取o = 69。（6）楔角：其計算公式為o = 9

60、0 (o + o)（7）副后角：一般磨成與后角o相等。2.2.2 刀具切削部分的材料刀具的切削部分和刀體可以采用同種材料制成一體，也可以采用不同材料分別制造，然后用焊接或機械夾持的方法將兩者連接成一體。常用的刀具切削部分材料有優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、硬質(zhì)合金等。1對刀具切削部分材料的基本要求刀具切削部分在切削過程中，要承受很大的切削力和沖擊力，并且在很高的溫度下進行工作，經(jīng)受連續(xù)和強烈的摩擦，因此，刀具切削部分材料必須具備以下基本要求。（1）高的硬度。刀具切削部分材料硬度必須高于工件材料硬度，其常溫硬度一般要求在60HRC以上。（2）良好的耐磨性。耐磨性是指抵抗磨損的能力。耐磨