金屬材料及加工

1、 金屬材料及其加工技術(shù)金屬材料及其加工技術(shù)n第一節(jié)第一節(jié) 常用金屬材料及其特性常用金屬材料及其特性n第二節(jié)第二節(jié) 金屬材料成型與工藝性金屬材料成型與工藝性n第三節(jié)第三節(jié) 金屬表面處理與裝飾技術(shù)金屬表面處理與裝飾技術(shù)常用金屬材料及其特性常用金屬材料及其特性n2.1.1 金屬材料的特性及分類金屬材料的特性及分類n2.1.2 鋼鐵材料鋼鐵材料n2.1.3 有色金屬及其合金有色金屬及其合金n良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；n正的電阻溫度系數(shù)；且絕大多數(shù)金屬具有超導(dǎo)性；正的電阻溫度系數(shù)；且絕大多數(shù)金屬具有超導(dǎo)性；n良好的反射能力、不透明性及金屬光澤；良好的反射能力、不透明性及金屬光澤；n良好

2、的塑性變形能力（延展性）良好的塑性變形能力（延展性）：n有特殊光澤有特殊光澤n優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性n是良好的塑性變形固體物質(zhì)是良好的塑性變形固體物質(zhì)2.1.1 金屬材料的特性及分類金屬材料的特性及分類n常用金屬材料的分類常用金屬材料的分類2.1.1 金屬材料的特性及分類金屬材料的特性及分類常用金屬材料及其特性常用金屬材料及其特性n2.1.1 金屬材料的特性及分類金屬材料的特性及分類n2.1.2 鋼鐵材料鋼鐵材料n2.1.3 有色金屬及其合金有色金屬及其合金n2.1.4 造型設(shè)計中金屬材料的選用造型設(shè)計中金屬材料的選用2.1.2 鋼鐵材料鋼鐵材料n鋼鐵材料可分為三大類：鋼鐵材

3、料可分為三大類： (c=0.02%)n 塑性好、強度低，主要用于制造磁鐵塑性好、強度低，主要用于制造磁鐵 (0.02%=c=2.11%)2.1.2 鋼鐵材料鋼鐵材料 (0.02%=c=2.11%)n按碳存在的不同形式按碳存在的不同形式n灰口鑄鐵：碳以石墨形式存在，斷口呈灰色灰口鑄鐵：碳以石墨形式存在，斷口呈灰色n白口鑄鐵：碳以滲碳體形式存在，斷口白色白口鑄鐵：碳以滲碳體形式存在，斷口白色n麻口鑄鐵：按用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼麻口鑄鐵：按用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼n按石墨的形態(tài)：按石墨的形態(tài)：n灰鑄鐵：灰鑄鐵：片狀石墨片狀石墨，強度、塑性、韌性不如鋼，減，強度、塑性、韌性不如鋼，減震性好、

4、缺口敏感性低，適于制各種承受壓力和要震性好、缺口敏感性低，適于制各種承受壓力和要求消震的床身、機架、箱體、缸體、殼體求消震的床身、機架、箱體、缸體、殼體n可鍛可鍛鑄鐵：鑄鐵：團絮狀石墨團絮狀石墨，高強度、塑性、沖擊韌性，高強度、塑性、沖擊韌性，制汽車后橋外殼、管接頭、低壓閥門制汽車后橋外殼、管接頭、低壓閥門n球墨球墨鑄鐵：鑄鐵：球狀石墨球狀石墨，鑄造性優(yōu)良，取代了可鍛鑄，鑄造性優(yōu)良，取代了可鍛鑄鐵，制造受力復(fù)雜、負(fù)荷大、耐磨的鑄件，如曲軸、鐵，制造受力復(fù)雜、負(fù)荷大、耐磨的鑄件，如曲軸、凸輪軸、齒輪、蝸輪蝸桿、活塞、工作缸等凸輪軸、齒輪、蝸輪蝸桿、活塞、工作缸等常用金屬材料及其特性常用金屬材料及

5、其特性n2.1.1 金屬材料的特性及分類金屬材料的特性及分類n2.1.2 鋼鐵材料鋼鐵材料n2.1.3 有色金屬及其合金有色金屬及其合金n2.1.4 造型設(shè)計中金屬材料的選用造型設(shè)計中金屬材料的選用2.1.3 有色金屬及其合金有色金屬及其合金n鋁及鋁合金鋁及鋁合金n銅及銅合金銅及銅合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金純度純度98%99.996%，密度小、導(dǎo)電、密度小、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性優(yōu)良導(dǎo)熱性優(yōu)良；主要用于科研及制造電容器；主要用于科研及制造電容器純鋁強度低，加入合金以提高強度純鋁強度低，加入合金以提高強度n變形鋁合金變形鋁合金n1.防銹鋁合金防銹鋁合金：含錳、鎂等，：含錳、鎂等，不可熱處理強化，耐蝕性好不可

6、熱處理強化，耐蝕性好，用于制造高耐蝕性薄板容器用于制造高耐蝕性薄板容器n2.硬鋁硬鋁：含銅、鎂等，：含銅、鎂等，強度、硬度高（與高強鋼相近），強度、硬度高（與高強鋼相近），塑性低、韌性差塑性低、韌性差，用于制造飛機大梁、螺旋槳、鉚釘?shù)?，用于制造飛機大梁、螺旋槳、鉚釘?shù)萵3.超硬鋁合金超硬鋁合金：含鋅、銅等，：含鋅、銅等，強度接近超高強度鋼強度接近超高強度鋼n4.鍛鋁鍛鋁：含鎂、硅、銅等，：含鎂、硅、銅等，熱塑性、耐蝕性好，適于鍛造熱塑性、耐蝕性好，適于鍛造，用于航空等形狀復(fù)雜、要求強度較高的鍛件用于航空等形狀復(fù)雜、要求強度較高的鍛件n鑄造鋁合金：要求有良好的鑄造性能，分為鋁硅、鑄造鋁合金：要求

7、有良好的鑄造性能，分為鋁硅、鋁銅、鋁鎂、鋁鋅四系。鋁銅、鋁鎂、鋁鋅四系。銅及銅合金銅及銅合金n1.：純度：純度99.5%99.95%, 、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、，用于電工導(dǎo)，用于電工導(dǎo)體和防磁器械體和防磁器械含鋅含鋅50%n普通黃銅：普通黃銅：含鋅含鋅32%：熱加工黃銅熱加工黃銅(含鋅含鋅40%), 強度較高，含銅量強度較高，含銅量少，價格低、用于制作電器上的導(dǎo)電、耐蝕及有一定強度少，價格低、用于制作電器上的導(dǎo)電、耐蝕及有一定強度的結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)件n特殊黃銅：特殊黃銅：加入錫、鉛、鋁等元素加入錫、鉛、鋁等元素n錫青銅：錫青銅：一般含錫一般含錫3%14%, n特殊青銅：特殊青銅：指不含錫的青

8、銅，如鋁青銅、鈹青銅等，指不含錫的青銅，如鋁青銅、鈹青銅等，n2.2.1 鑄造加工鑄造加工及其工藝性及其工藝性n2.2.2 壓力加工壓力加工及其工藝性及其工藝性n2.2.3 焊接技術(shù)焊接技術(shù)及其工藝性及其工藝性n2.2.4 切削加工（機切削加工（機械械加工）加工）及其工藝及其工藝性性n2.2.5 特種加工特種加工及其工藝性及其工藝性金屬材料成型與工藝性金屬材料成型與工藝性后母辛方鼎后母辛方鼎2.2.1 鑄造加工及其工藝性鑄造加工及其工藝性將熔融的金屬液體澆注到與零件形狀相將熔融的金屬液體澆注到與零件形狀相對應(yīng)的鑄造模型腔中，待冷卻后得到實體毛坯或?qū)?yīng)的鑄造模型腔中，待冷卻后得到實體毛坯或零件的

9、工藝過程零件的工藝過程不受零件體積、重量大小、形狀、結(jié)構(gòu)不受零件體積、重量大小、形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，不受合金種類限制復(fù)雜程度的限制，不受合金種類限制原材料消耗及切削加工費低、動力消耗原材料消耗及切削加工費低、動力消耗少、接近成品零件少、接近成品零件：縮孔、疏松、氣孔、沙眼：縮孔、疏松、氣孔、沙眼等導(dǎo)致力學(xué)性能不如鍛件；等導(dǎo)致力學(xué)性能不如鍛件；廢品率較高，工人勞動強度大廢品率較高，工人勞動強度大等等2.2.1 鑄造加工及其工藝性鑄造加工及其工藝性n鑄造方法分類鑄造方法分類n砂型鑄造：用型砂做鑄型的鑄造方法，砂型鑄造：用型砂做鑄型的鑄造方法，使用率使用率90%n特種鑄造：特種鑄造：砂型砂型鑄

10、造以外的其他鑄造方法，包括鑄造以外的其他鑄造方法，包括熔熔模鑄造、模鑄造、金屬型金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、鑄造、陶瓷型陶瓷型鑄造鑄造等等n無論哪種鑄造，其工藝過程中的基本內(nèi)無論哪種鑄造，其工藝過程中的基本內(nèi)容和成型原理都是相同的，只是過程的容和成型原理都是相同的，只是過程的方法依不同鑄造而有所不同。方法依不同鑄造而有所不同。 n各種鑄造的基本過程：各種鑄造的基本過程： 2.2.1 鑄造加工及其工藝性鑄造加工及其工藝性砂型砂型鑄造鑄造造型制芯造型制芯金屬液態(tài)砂型成形最基本的工序，通金屬液態(tài)砂型成形最基本的工序，通常分為：常分為：手工造型：手工造型：機

11、器造型：機器造型：利用簡單的器械進行砂型（芯）的制作利用簡單的器械進行砂型（芯）的制作 利用造型機和制芯機進行砂型（芯）利用造型機和制芯機進行砂型（芯）的制作的制作 砂型成形方法砂型成形方法手工造型的特點：手工造型的特點：u 操作方便靈活，適應(yīng)性強操作方便靈活，適應(yīng)性強u 生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低u 勞動強度大勞動強度大u 鑄件質(zhì)量不易保證鑄件質(zhì)量不易保證 適用于單件小批量生產(chǎn)適用于單件小批量生產(chǎn) 砂型成形方法砂型成形方法機器造型的特點：機器造型的特點：u 生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高u 勞動條件好勞動條件好u 勞動強度低勞動強度低u 鑄件的表面質(zhì)量好、尺寸精度高鑄件的表面質(zhì)量好、尺寸精度高適用于成批大量生產(chǎn)

12、適用于成批大量生產(chǎn) n砂型砂型鑄造鑄造設(shè)計的特點設(shè)計的特點n由鑄造零件的工藝看，產(chǎn)品的外形是由模型的型腔決定的，無論是砂型還是金屬型或蠟型，在澆注需要良好的金屬充型能力要求的前提下，鑄型的型腔不可能做的太復(fù)雜、太有棱角以及太細(xì)小。設(shè)計的特點設(shè)計的特點如：佛像、燈座、紀(jì)念章、青銅器餐具、藝術(shù)品等。如：機床底座、車床床身導(dǎo)軌、汽車小零件等。n2.2.1 鑄造加工及其工藝性鑄造加工及其工藝性n2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性連接技術(shù)及其工藝性n2.2.4 切削加工（機械加工）及其工藝切削加工（機械加工）及其工藝性性n2.2.5 特種加工及其工藝性特種加工及其工藝性第二節(jié)第二節(jié) 金屬材料成型與工藝性金屬

13、材料成型與工藝性2.2.2 壓力加工及其工藝性壓力加工及其工藝性定義：定義： 利用外力使坯料利用外力使坯料的產(chǎn)品（毛的產(chǎn)品（毛坯或零件）成型方法坯或零件）成型方法n壓力加工中作用在金屬坯料上的外力主要有壓力加工中作用在金屬坯料上的外力主要有兩種性能：兩種性能：沖擊力和壓力沖擊力和壓力n錘類設(shè)備產(chǎn)生沖擊力使金屬變形錘類設(shè)備產(chǎn)生沖擊力使金屬變形n軋機與壓力機對金屬坯料施加靜壓力使之變形軋機與壓力機對金屬坯料施加靜壓力使之變形2.2.2 壓力加工及其工藝性壓力加工及其工藝性是一種是一種重要的塑性成型方法重要的塑性成型方法，要求金屬具有良好的塑性要求金屬具有良好的塑性n優(yōu)點：金屬塑性變形后，能優(yōu)點：金

14、屬塑性變形后，能壓合鑄坯的內(nèi)部缺陷壓合鑄坯的內(nèi)部缺陷，提高金屬機械性能提高金屬機械性能，保證強度和韌性保證強度和韌性，節(jié)省金屬節(jié)省金屬材料和加工工時材料和加工工時n缺點：缺點：只適用于塑性金屬材料只適用于塑性金屬材料，不能加工脆性材，不能加工脆性材料如鑄鐵、青銅，料如鑄鐵、青銅，不能加工形狀太復(fù)雜的零件比不能加工形狀太復(fù)雜的零件比如具有復(fù)雜外形和內(nèi)腔的零件如具有復(fù)雜外形和內(nèi)腔的零件壓力加工的種類壓力加工的種類n壓力加工的基本生產(chǎn)方式有壓力加工的基本生產(chǎn)方式有軋制、擠壓、拉撥、鍛造軋制、擠壓、拉撥、鍛造(自自由鍛和模鍛由鍛和模鍛)和板料沖壓。和板料沖壓。n軋制、擠壓、拉撥用于金屬型軋制、擠壓、拉

15、撥用于金屬型材、板材、管材和線材制造材、板材、管材和線材制造n而板料沖壓和鍛造用于毛胚和而板料沖壓和鍛造用于毛胚和零件。零件。鍛造加工鍛造加工 n先將材料預(yù)熱先將材料預(yù)熱，使其塑性增強，然后用汽錘、，使其塑性增強，然后用汽錘、壓力使金屬材料成型的加工方法，最原始的鍛壓力使金屬材料成型的加工方法，最原始的鍛造如鐵匠的小火爐、手錘等。造如鐵匠的小火爐、手錘等。n鍛造要求材料具有兩方面的性能鍛造要求材料具有兩方面的性能n可鍛性可鍛性， 即承受住重錘的鍛打、即承受住重錘的鍛打、 沖擊而不易碎裂，沖擊而不易碎裂，具有良好的韌性。具有良好的韌性。n要求要求定型性好，彈性要適度定型性好，彈性要適度。 若彈性

16、過大，若彈性過大， 則材料則材料在重錘鍛打時承受外力會發(fā)生變形，在重錘鍛打時承受外力會發(fā)生變形， 但外力撤出之但外力撤出之后又恢復(fù)原型，難以成型。預(yù)熱升溫，后又恢復(fù)原型，難以成型。預(yù)熱升溫， 實際上就是實際上就是一種強化定型性能的措施。一種強化定型性能的措施。n鍛造使金屬產(chǎn)生的加工硬化是強化金屬的重要鍛造使金屬產(chǎn)生的加工硬化是強化金屬的重要手段之一手段之一,對于純金屬和奧氏體不銹鋼等不能采對于純金屬和奧氏體不銹鋼等不能采用熱處理強化的合金尤為重要。用熱處理強化的合金尤為重要。鍛造加工鍛造加工n可鍛造的固體坯料可以是鐵碳合金、鋁可鍛造的固體坯料可以是鐵碳合金、鋁合金、銅合金等。合金、銅合金等。n

17、鍛造時金屬需加熱到的溫度鍛造時金屬需加熱到的溫度n鐵碳合金（鋼）鐵碳合金（鋼） 約為約為11501250n鋁合金鋁合金 約為約為430500n銅合金銅合金 約為約為800900鍛造加工鍛造加工 鍛造分為兩種：鍛造分為兩種：n自由鍛：是將近坯料放在上下地鐵之間，自由鍛：是將近坯料放在上下地鐵之間，以沖擊力或壓力使其變形的加工方法。以沖擊力或壓力使其變形的加工方法。n模鍛：金屬坯料在具有一定形狀的鍛模模模鍛：金屬坯料在具有一定形狀的鍛模模膛內(nèi)受沖擊力或壓力的加工方法。膛內(nèi)受沖擊力或壓力的加工方法。 自由鍛 模鍛鍛造加工產(chǎn)品舉例鍛造加工產(chǎn)品舉例鍛造法蘭盤手錘沖壓加工沖壓加工沖壓烤漆飾品沖壓加工n沖壓

18、加工成型是利用沖模使板材產(chǎn)生分離或沖壓加工成型是利用沖模使板材產(chǎn)生分離或變形的加工方法。通常在冷態(tài)下進行，又叫變形的加工方法。通常在冷態(tài)下進行，又叫冷沖壓。冷沖壓。n冷沖壓工藝是產(chǎn)品上外形零件的加工主要的冷沖壓工藝是產(chǎn)品上外形零件的加工主要的手段之一，手段之一，冷沖壓工藝對當(dāng)今的大批量生產(chǎn)冷沖壓工藝對當(dāng)今的大批量生產(chǎn)很有意義很有意義，由于產(chǎn)品需要頻繁的變換造型，由于產(chǎn)品需要頻繁的變換造型，在這種競爭的形勢下，采用冷沖壓工藝具有在這種競爭的形勢下，采用冷沖壓工藝具有特殊的意義。特殊的意義。板料沖壓板料沖壓特點：板料沖壓特點：n（1）可沖壓出形狀復(fù)雜的零件可沖壓出形狀復(fù)雜的零件，廢料較少廢料較少。

19、n（2）產(chǎn)品具有足夠高的精度和較低的表面粗）產(chǎn)品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度，互換性能好。糙度，互換性能好。n（3）能獲得質(zhì)量輕，）能獲得質(zhì)量輕，材料消耗少材料消耗少，強度和剛強度和剛度較高的零件。度較高的零件。n（4）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和自動化，成品率很高，故零件成本低。自動化，成品率很高，故零件成本低。板料沖壓沖壓成品需進行很多工序，其基本工序有分沖壓成品需進行很多工序，其基本工序有分離工序和變形工序兩大類：離工序和變形工序兩大類：n分離工序分離工序 使坯料的一部分與另一部分相互使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序，如落料、沖孔、切

20、斷、修整分離的工序，如落料、沖孔、切斷、修整等。等。n變形工序變形工序 使坯料的一部分相對于另一部分使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序。如拉深、彎曲、產(chǎn)生位移而不破裂的工序。如拉深、彎曲、翻轉(zhuǎn)、成型等翻轉(zhuǎn)、成型等。沖壓材料的合理選擇 n（1）冷沖壓適用的板材厚度一般不超過）冷沖壓適用的板材厚度一般不超過6mm厚。材厚。材料一般用塑性較高的低碳鋼、銅、鋁、及其合金，此料一般用塑性較高的低碳鋼、銅、鋁、及其合金，此外非金屬材料也常用于沖壓加工，如膠木、云母、石外非金屬材料也常用于沖壓加工，如膠木、云母、石棉板、皮革等等。棉板、皮革等等。n（2)在保證工藝的前提下，應(yīng)盡量以廉價材料代

21、替貴在保證工藝的前提下，應(yīng)盡量以廉價材料代替貴重材料，重材料，以薄料代替厚料以薄料代替厚料，以黑色金屬代替有色金屬，以黑色金屬代替有色金屬，這樣，可使占制品成本這樣，可使占制品成本6080的材料費用大大的材料費用大大降低，以利提高產(chǎn)品的市場競爭能力。降低，以利提高產(chǎn)品的市場競爭能力。n（3）設(shè)計零件的外廓尺寸盡量考慮板材的尺寸規(guī)格）設(shè)計零件的外廓尺寸盡量考慮板材的尺寸規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，使毛坯排樣時廢料浪費最少。反之，選擇材料標(biāo)準(zhǔn)，使毛坯排樣時廢料浪費最少。反之，選擇材料尺寸時，應(yīng)考慮盡量為毛坯尺寸的整數(shù)倍為好。尺寸時，應(yīng)考慮盡量為毛坯尺寸的整數(shù)倍為好。沖壓設(shè)備n1.剪切下料設(shè)備剪切下料設(shè)備 是冷沖壓工

22、藝是冷沖壓工藝中準(zhǔn)備工序使用的設(shè)備，手工中準(zhǔn)備工序使用的設(shè)備，手工制作模型時使用更多。分為制作模型時使用更多。分為:n手工剪刀設(shè)備和工具小剪刀手工剪刀設(shè)備和工具小剪刀n中小型剪刀設(shè)備：振動剪刀、斜中小型剪刀設(shè)備：振動剪刀、斜口剪刀、鈑金銑床；口剪刀、鈑金銑床；n大型剪切設(shè)備大型剪切設(shè)備n2、彎曲成型設(shè)備：板料折彎、彎曲成型設(shè)備：板料折彎壓力機、卷板機、拉型機壓力機、卷板機、拉型機n3、壓制設(shè)備、壓制設(shè)備沖壓產(chǎn)品的設(shè)計特點 n產(chǎn)品表面均由上下模具切、拉、擠而成，故產(chǎn)品形狀設(shè)計應(yīng)簡單，符合模具的一端（型腔）或兩端（通模）是開放式的特點，應(yīng)能制造。n形成產(chǎn)品表面的沖壓深度不能過長，過長時是分幾次壓成

23、的，產(chǎn)品的拉、擠成型表面不應(yīng)設(shè)計過長。（如：氧氣瓶）n在型腔內(nèi)可設(shè)計復(fù)合型腔特點的形貌（孔窩、凸臺等）以及通孔等。如：汽車車身n在產(chǎn)品上靈活設(shè)計加強筋、肋、起伏或翻邊（如：盆、鍋等）等以提高其剛性。并且這些在制造時可一次成型，是其他方法難以做到的。n一般不設(shè)計成空間曲面如汽車覆蓋件；工件結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜需多次沖才能壓完成時，可以分解沖壓后焊接，降低模具費用和加工周期n如：小支撐板等沖壓成型產(chǎn)品舉例n沖壓即能制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造像汽沖壓即能制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造像汽車大梁、壓力容器一類的大型零件。尺寸和形狀精度車大梁、壓力容器一類的大型零件。尺寸和形狀精度即可滿足一般要求，

24、也可制造精度在微米級、形狀復(fù)即可滿足一般要求，也可制造精度在微米級、形狀復(fù)雜的零件。雜的零件。n沖壓在汽車（車身、沖壓在汽車（車身、底盤底盤、油箱油箱、散熱器片等）、機、散熱器片等）、機械、家用電器、日用品（水壺、鋁鍋、廚具等）、電械、家用電器、日用品（水壺、鋁鍋、廚具等）、電機、儀表（機、儀表（支架支架、擋板擋板、殼體殼體等）、航空航天、兵器等）、航空航天、兵器制造中具有十分重要的地位。制造中具有十分重要的地位。在罐裝食品、飲品的封在罐裝食品、飲品的封裝等方面裝等方面應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。n藝術(shù)造型上，常做標(biāo)牌、鎖具、燈具、筆、服裝上的藝術(shù)造型上，常做標(biāo)牌、鎖具、燈具、筆、服裝上的裝飾品等。裝

25、飾品等。n以殼體類零件居多以殼體類零件居多,沖壓產(chǎn)品尺寸精確，表面光潔度好，沖壓產(chǎn)品尺寸精確，表面光潔度好，一般沖壓后不再或很少進行機械加工一般沖壓后不再或很少進行機械加工.沖壓殼體沖壓（拉伸）件沖壓飾品n2.2.1 鑄造加工及其工藝性鑄造加工及其工藝性n2.2.2 壓力加工及其工藝性壓力加工及其工藝性n2.2.4 切削加工（機切削加工（機械械加工）及其工藝加工）及其工藝性性n2.2.5 特種加工及其工藝性特種加工及其工藝性金屬材料成型與工藝性金屬材料成型與工藝性2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性n連接分為機械連接、冶金學(xué)的連接、化連接分為機械連接、冶金學(xué)的連接、化學(xué)的連接三種。學(xué)的連接三種。n機

26、械連接機械連接：用螺紋連接、配合連接或者用鉚：用螺紋連接、配合連接或者用鉚釘、鉚接、鉸鏈、卷邊等方法把連接件固定釘、鉚接、鉸鏈、卷邊等方法把連接件固定起來。起來。n冶金學(xué)的連接冶金學(xué)的連接：熔化金屬進行接合，即焊接。：熔化金屬進行接合，即焊接。n化學(xué)的接合化學(xué)的接合：是最近急速發(fā)展起來的，是用：是最近急速發(fā)展起來的，是用粘合劑粘接。粘合劑粘接。2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性連接技術(shù)及其工藝性n（一）機械連接：（一）機械連接： n 機械連接分為可拆卸連接和永久性連接兩種?？蓹C械連接分為可拆卸連接和永久性連接兩種?？刹鹦哆B接有螺栓與螺母連接，雙頭螺柱連接，螺釘拆卸連接有螺栓與螺母連接，雙頭螺柱連接

27、，螺釘連接，銷連接等。永久性連接有鉚釘連接，壓擴、連接，銷連接等。永久性連接有鉚釘連接，壓擴、卷邊，咬縫等接合方法卷邊，咬縫等接合方法 2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性 通過鉚釘和加壓，使兩部分分離的金屬形體形成不可拆連接的連接方法。n鉚釘必須是塑、韌性好，強度高的材料，如鋁及其合金（最常用）、銅等。使用時應(yīng)計算鉚釘所承受的剪切力，使其不超過許用值。n鉚接的特點：n接頭處可見明顯的鉚釘頭突起，不適合需要連接后表面平滑的外形。接頭處可見明顯的鉚釘頭突起，不適合需要連接后表面平滑的外形。接頭處是緊密壓合，密氣和密水性能不好，不適合密閉容器的連接。接頭處是緊密壓合，密氣和密水性能不好，不適合密閉容器的

28、連接。n舉例舉例.日用品日用品: 鋁鍋把和鍋體的連接；工業(yè)鋁鍋把和鍋體的連接；工業(yè): 橋梁行架橋梁行架 發(fā)射塔發(fā)射塔2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性:可拆連接可拆連接n形式：（能使兩個相互連接的物體轉(zhuǎn)動一定形式：（能使兩個相互連接的物體轉(zhuǎn)動一定角度的連接零件）角度的連接零件）n連接方式：用鉸鏈和螺釘連接方式：用鉸鏈和螺釘n主要用于經(jīng)常開啟的連接，如機床儀表箱的主要用于經(jīng)常開啟的連接，如機床儀表箱的外蓋、箱體的外蓋、鐵門、工藝品的外蓋、外蓋、箱體的外蓋、鐵門、工藝品的外蓋、家具等。家具等。2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性 ，屬于可拆連接。有過孔螺紋連接，屬于可拆連接。有過孔螺紋連接, 全螺全螺紋孔連

29、接紋孔連接n特點：可拆連接、拆裝方便，連接件相對位置固定，特點：可拆連接、拆裝方便，連接件相對位置固定，連接強度高。螺孔的設(shè)置：距離和高度應(yīng)能使用工連接強度高。螺孔的設(shè)置：距離和高度應(yīng)能使用工具。具。2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性n形式：形式：一般用在需有相對轉(zhuǎn)動或運動的兩個零件之間。n特點：特點：一般可拆，連接強度大，轉(zhuǎn)動效果好。應(yīng)用方面：軸和軸承、固定物體和回轉(zhuǎn)物體的連接、組合部件的連接等。 2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性n（二）焊接（二）焊接 通過加熱、加壓通過加熱、加壓,或兩者共同作用或兩者共同作用(用或用或不用填充材料不用填充材料)使兩部分分離的金屬形體使兩部分分離的金屬形體形形成原

30、子結(jié)合成原子結(jié)合的一種永久性連接方法。的一種永久性連接方法。n一般情況，一般情況，低碳鋼的焊接性能較好低碳鋼的焊接性能較好，焊接過程中不，焊接過程中不出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣等，焊后接頭強度與母材相出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣等，焊后接頭強度與母材相近，近，高碳鋼，鑄鐵等較差高碳鋼，鑄鐵等較差。在燈飾，金屬家具等產(chǎn)。在燈飾，金屬家具等產(chǎn)品的加工過程中，都會用到。品的加工過程中，都會用到。 2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性連接技術(shù)及其工藝性焊接方法的分類：焊接方法的分類：將工件需要焊接的部位將工件需要焊接的部位加熱至熔化狀態(tài)加熱至熔化狀態(tài)，一般須填充金屬并形成共同的熔池，待冷卻凝一般須填充金屬并形成共同的熔池

31、，待冷卻凝固后，使分離工件連接成整體。最常用有固后，使分離工件連接成整體。最常用有電弧電弧焊焊、氣焊、電子束焊、激光焊氣焊、電子束焊、激光焊。n特點：是特點：是金屬的熔化與結(jié)晶金屬的熔化與結(jié)晶，類似于小型鑄造類似于小型鑄造過程，焊接時填充金屬的目的是過程，焊接時填充金屬的目的是使焊接接頭符使焊接接頭符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸、外形合標(biāo)準(zhǔn)尺寸、外形，滲入有益元素以加強強度滲入有益元素以加強強度，熔焊的能量可以是電能、化學(xué)能和機械能。熔焊的能量可以是電能、化學(xué)能和機械能。：焊接電弧是在電極與工件間的氣體介質(zhì)中長時間而有力的放電現(xiàn)象，即在局部氣體介質(zhì)中有大量電子流通過的導(dǎo)電現(xiàn)象。：利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱，將

32、工件和焊條熔化而進行焊接的n特點：特點：n只適合較大的焊縫，焊接表面有明顯的疤痕，如要美化效果需再進行表面處理。n焊縫密氣、密水性能好，機械強度，力學(xué)性能不低于母材。n主要用在毛坯生產(chǎn)和制造各種金屬結(jié)構(gòu)件（如高爐爐殼、建筑構(gòu)架、鍋爐與受壓容器、汽車車身、橋梁、礦山機械、大型轉(zhuǎn)子軸、缸體等）：在：在壓力（或同時加熱）作用下壓力（或同時加熱）作用下，被焊的分，被焊的分離離金屬結(jié)合面處產(chǎn)生塑性變形金屬結(jié)合面處產(chǎn)生塑性變形（有的伴隨有熔化（有的伴隨有熔化結(jié)晶過程）而使金屬連接成整體。常見的如結(jié)晶過程）而使金屬連接成整體。常見的如電阻電阻焊焊（點焊、縫焊、對焊）。（點焊、縫焊、對焊）。n特點：特點：n金

33、屬待金屬待焊部位發(fā)生塑性變形焊部位發(fā)生塑性變形，擠碎或擠掉結(jié)合面的氧，擠碎或擠掉結(jié)合面的氧化物及其他雜質(zhì)化物及其他雜質(zhì)n純凈的金屬緊密接觸，形成原子間的引力而牢固結(jié)合純凈的金屬緊密接觸，形成原子間的引力而牢固結(jié)合。n加熱的目的：增加原子的動能，以提高塑性和降低頂加熱的目的：增加原子的動能，以提高塑性和降低頂鍛力鍛力壓焊：四個階段，四個階段，加加壓同時加熱壓同時加熱、焊接、維持、停、焊接、維持、停止。止。n特點：特點：n焊接面積很小焊接面積很小，牢固（兩材，牢固（兩材料熔合），料熔合），表面不容易看見表面不容易看見,外觀好。外觀好。n設(shè)備簡單，經(jīng)濟，成本低。設(shè)備簡單，經(jīng)濟，成本低。n大部分用于焊

34、接大部分用于焊接金屬沖壓件金屬沖壓件。釬焊n熔點低于被焊金屬的釬料熔化后，填充到被焊金屬結(jié)合面的空隙之中，釬料凝固而將兩部分金屬連接成整體。常見有：錫焊、銅焊、銀焊。n特點：被焊金屬不熔化，釬料熔化，依靠熔化的釬料對被焊金屬的潤濕性（浸潤與附著能力）和毛細(xì)作用與被焊金屬形成結(jié)合，從而將分離的金屬連接。熱源：火、電加熱。n例，錫焊n設(shè)備簡單（電烙鐵），工業(yè)化生產(chǎn)也有焊機。焊接溫度不高，主要用于電子元器件焊接，銅器焊接。n原理：用比被連接金屬熔點低的釬料（銀、錫等），使其加熱時熔化流入接頭縫中，使焊縫實現(xiàn)原子級的結(jié)合。n為使焊縫結(jié)實，事先用打磨、酸洗、或鈉、鉀、鋰、及硼化物、氟化物、硼酸等處理表面

35、。 粘接金屬材料是近幾年隨著化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)粘接金屬材料是近幾年隨著化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展起來的一種新方法，常用合成樹脂類粘接劑。展起來的一種新方法，常用合成樹脂類粘接劑。粘接劑的粘接力極大，粘接方便易行，在任何位粘接劑的粘接力極大，粘接方便易行，在任何位置都可以粘接，所以應(yīng)用越來越多。粘接的外觀置都可以粘接，所以應(yīng)用越來越多。粘接的外觀質(zhì)量更理想，但是在受熱條件下不能使用質(zhì)量更理想，但是在受熱條件下不能使用.2.2.3 連接技術(shù)及其工藝性第二節(jié)第二節(jié) 金屬材料成型與工藝性金屬材料成型與工藝性n2.2.1 鑄造加工及其工藝性鑄造加工及其工藝性n2.2.2 壓力加工及其工藝性壓力加工及其工藝性n2.

36、2.3 連接技術(shù)及其工藝性連接技術(shù)及其工藝性n2.2.4 切削加工及其工藝性切削加工及其工藝性n2.2.5 特種加工及其工藝性特種加工及其工藝性n2.2.6 新成型工藝新成型工藝n精密模鍛、超塑性成型、高能率成型、金屬精密模鍛、超塑性成型、高能率成型、金屬半固態(tài)成型、快速成型半固態(tài)成型、快速成型2.2.4 切削加工及其工藝性切削加工及其工藝性 用刀具從金屬材料上切去多余的金屬，用刀具從金屬材料上切去多余的金屬，從而獲得符合要求的幾何形狀、尺寸精度和表從而獲得符合要求的幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度的機械零件的加工方法面粗糙度的機械零件的加工方法n主要包括車、鏜、刨、銑、磨、鉗等機床加工主要包括

37、車、鏜、刨、銑、磨、鉗等機床加工和少量的手工工具加工和少量的手工工具加工n車車削主要加工削主要加工回轉(zhuǎn)體表面回轉(zhuǎn)體表面n鏜鏜削主要加工削主要加工內(nèi)圓表面內(nèi)圓表面n刨刨削主要加工削主要加工面積較大的長條平面面積較大的長條平面n銑銑削主要加工削主要加工組合型面組合型面等等車削加工成型原理車削包括粗車、精車車削加工成型原理車削的成型運動：車削的成型運動：主運動：主運動：工件繞卡盤回轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運動；進給運動：進給運動：車刀沿卡盤回轉(zhuǎn)軸線的縱向走刀運動和垂直于卡盤回轉(zhuǎn)軸線的橫向吃刀運動。車削加工特點？n車削主要加工車削主要加工回轉(zhuǎn)體表面回轉(zhuǎn)體表面；n套類零件的內(nèi)圓表面；套類零件的內(nèi)圓表面；n圓錐外（內(nèi)）表面；圓錐外（內(nèi)）表面；n螺紋外（內(nèi)）表面螺紋外（內(nèi)）表面；n內(nèi)、外溝槽；內(nèi)、外溝槽；n成型表面；成型表面；n攻絲；鉆孔等。攻絲；鉆孔等。 銑削加工成型及原理銑削加工成型及原理銑削加工成型及原理銑削加工成型及原理n銑削主要加工小的平面、圓柱面、銑削主要加工小的平面、圓柱面、曲面和復(fù)曲面和復(fù)雜型面等雜型面等。n在