金屬工藝學(xué)-5.ppt

1、,-5,主講：朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師 高級(jí)技能專(zhuān)業(yè)技術(shù)教師 汽車(chē)維修高級(jí)考評(píng)員,第五章 毛坯選用,毛坯的選用在工廠(chǎng)是一個(gè)很實(shí)際的問(wèn)題，選錯(cuò)毛坯真的是一個(gè)“初級(jí)錯(cuò)誤”，經(jīng)典的有選錯(cuò)材料，拿了不能淬火的鋼材去作調(diào)質(zhì)、也有選錯(cuò)型號(hào)造成機(jī)械性能不足、更有選了不宜進(jìn)行焊接的材料去焊接等，操作者知識(shí)上的不足造成了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。 一、機(jī)械零件毛坯選擇的原則 1.適用性原則；2.經(jīng)濟(jì)性原則；3.可行性原則；4.環(huán)保性原則。 上述四項(xiàng)原則是互相聯(lián)系的，考慮是應(yīng)在保證第一項(xiàng)原則的前提下，力求做到質(zhì)量好、成本低、制造周期短和環(huán)保的原則。,二、常用機(jī)械零件的毛坯種類(lèi)和選擇 （一）毛坯的種類(lèi)：1.鑄件、2.型

2、材件、3.焊接件。 （二）毛坯選擇應(yīng)考慮的因素 1.生產(chǎn)批量生產(chǎn)量大，采用和生產(chǎn)率高的加工方法；生產(chǎn)量小，采用和生產(chǎn)率低的加工方法。 2.零件對(duì)材料組織和性能以及材料得了工藝性能的要求材料為鑄鐵時(shí)，只能選鑄件；重要的受力復(fù)雜的鋼質(zhì)零件不宜用型材而應(yīng)選用鑄鋼。 3.結(jié)構(gòu)、形狀與尺寸軸類(lèi)零件各段臺(tái)階直徑相差不大可用型材，否則宜用鍛件；大型零件只能采用自由鍛件、砂型鑄件或焊接件。 4.生產(chǎn)條件應(yīng)考慮加工方法 實(shí)際工藝水平以及外協(xié)加工的可能性與經(jīng)濟(jì)性。,（三）典型機(jī)械零件與結(jié)構(gòu)件毛坯的選擇 1.軸桿類(lèi)零件 常見(jiàn)的有實(shí)心軸、空心軸、直軸、曲軸和桿件零件等。根據(jù)承載條件的不同，軸又可分為：轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心

3、軸三大類(lèi)。 中等載荷或一般的軸，主要選用中碳調(diào)質(zhì)鋼；重載、沖擊及耐磨的軸，主要選合金結(jié)構(gòu)鋼，還要采用鍛造成形加工方法；異性斷面或彎曲凸輪軸、曲軸等，材料采用球墨鑄鐵，其毛坯選用鑄造，如排氣閥，則可將合金耐熱鋼膽囊閥帽與普通碳素鋼的閥桿焊成一體；超大的零件還可以采用先鑄造后焊接的拼裝的工藝來(lái)成形，如大型水壓機(jī)的立柱。,2.盆套類(lèi)零件 常見(jiàn)的有齒輪、飛輪、法蘭、套環(huán)、墊圈等。例如：齒輪，根據(jù)齒輪的齒面和齒根以及齒輪本體的受力要求不同，一般中小型齒輪應(yīng)選用中碳結(jié)構(gòu)鋼，重要的齒輪應(yīng)選用合金滲碳鋼；結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型齒輪可用鑄鋼、球鐵為材料，可以焊接甚至拼接的工藝來(lái)生產(chǎn)；至于低速運(yùn)轉(zhuǎn)受力不大的可用灰鐵甚至尼

4、龍為材料。,3.箱座、支架類(lèi)零件 常見(jiàn)的有各種機(jī)械的機(jī)身、機(jī)架、機(jī)座、工作臺(tái)以及齒輪箱、軸承座、閥體、泵體等?？紤]到這類(lèi)零件的工作條件相差很大，更有壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、沖擊載荷的復(fù)合作用以及要求耐磨密封等使用條件，最好采用鑄造工藝，極端情況下，也可以采用焊接工藝。,按力學(xué)性能選材的基本步驟,機(jī)械零件選材的一般步驟：,表7-1 幾種常見(jiàn)零件工作條件、失效形式及要求的力學(xué)性能,零件失效形式分類(lèi),導(dǎo)致零件失效的主要原因示意圖,第六章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí),金屬切削加工是利用切削刀具從毛坯上切除多余的金屬，以獲得要求的形狀、尺寸和表面粗糙度的零件的加工方法。它包括車(chē)、鉆、刨、銑、磨以及齒輪加工

5、等。 本章主要介紹金屬切削的基本概念、刀具材料、切削變形、刀具磨損，以及刀具耐用度、工件材料切削加工性、切削液、切削用量的選擇、刀具幾何參數(shù)的選擇等內(nèi)容。 按機(jī)床的加工性質(zhì)和所用刀具來(lái)分類(lèi)，分成為12大類(lèi)：車(chē)床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床和其它機(jī)床。每一類(lèi)機(jī)床，又可按其結(jié)構(gòu)、性能和工藝特點(diǎn)的不同細(xì)分為若干組。,一、金屬切削的基本概念 （一）切削運(yùn)動(dòng)： 1.主運(yùn)動(dòng)對(duì)切削起主要作用的工作運(yùn)動(dòng)，消耗機(jī)床的主要功率。機(jī)床主運(yùn)動(dòng)只有1個(gè)。 主要形式： 工件或刀具作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用轉(zhuǎn)速（r.p.m）表示；工件或刀具作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，用速度（m/s）或行程次數(shù)

6、（dst/min）表示； 復(fù)合運(yùn)動(dòng)。 2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使工件不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)。機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)。 A.兩種形式：連續(xù)進(jìn)給和間歇進(jìn)給。 B.表示方法：mm/s，mm/r，mm/dst。,主運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：,（二）切削要素 1.工件的加工表面 待加工表面工件上將要被切去的表面； 已加工表面刀具切削后形成的新表面； 切削表面刀刃正在切削的表面。它總是處在待加工表面與已加工表面之間，所以也叫“過(guò)渡表面”。,2.切削用量 切削用量是切削速度、進(jìn)給量和切削深度三個(gè)切削要素的總稱(chēng)。 .當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)（如車(chē)削） 切削速度v： vdn(100060) 式中：d完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或工件的最

7、大直徑； n工件或刀具主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速。 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（如刨削） 切削速度v： v2Lnr(100060) 式中：L往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度； nr主運(yùn)動(dòng)每分鐘的往復(fù)次數(shù)。,進(jìn)給量f是指主運(yùn)動(dòng)一個(gè)循環(huán)內(nèi)，刀具或工件沿著進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，習(xí)慣上也稱(chēng)“走刀量”。 如車(chē)削時(shí)用mm/r表示；刨削時(shí)用mm/dst表示。 切削深度是指待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，也稱(chēng)“背吃刀量”。 如車(chē)削外圓時(shí)： d待d已2 式中： d待工件待加工表面的直徑； d已工件已加工表面的直徑。,3.切削層幾何參數(shù) 刀刃在一次走刀中，從工件待加工表面切下的金屬層， 稱(chēng)為“切削層”。切削層的截面尺寸稱(chēng)為切削層參數(shù)。

8、它決定了刀具切削部分所承受的負(fù)荷和切屑尺寸的大小。,切削寬度,切削厚度,切削面積切削寬度切削厚度,4.金屬切除率ZW 金屬切除率是指單位時(shí)間切下工件材料的體積。 ZW1000切削速度進(jìn)給量切削深度,二、金屬切削刀具,（一）金屬切削的刀具的幾何參數(shù) 1.車(chē)刀的組成示意圖：,所謂的“三面、兩刃、一尖”：,2.刀具靜止參考系 刀具的基面、切削平面和主剖面（正交平面）的示意圖：,3.刀具幾何角度定義： 前角o；后角o；主偏角r；副偏角r； 刃傾角s；楔角o； 刀尖角r。,前角,后角,副偏角,主偏角,刃傾角,楔角,刀尖角,前角的作用,后角的作用,主偏角對(duì)切屑的形狀和刀具壽命的影響 主偏角?。呵行紝捛冶。?/p>

9、（散熱好，刀具壽命提高）； 主偏角大：切屑窄且厚。,副偏角對(duì)表面粗糙度的影響：,刃傾角對(duì)排屑方向的影響：,4.刀具的工作角度 刀具在實(shí)際工作過(guò)程中會(huì)改變“刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)等高、刀桿與進(jìn)給方向垂直”的標(biāo)準(zhǔn)條件，這時(shí)刀具的角度稱(chēng)為“工作角度”。 車(chē)刀安裝高度對(duì)前角和后角的影響：,車(chē)刀安裝偏斜對(duì)主、副偏角的影響：,（二）切削刀具材料 1.刀具材料應(yīng)具備的基本性能： 高的硬度； 高的耐磨性； 足夠的強(qiáng)度與沖擊韌度； 高的耐熱性（紅硬性）； 良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。,2.常用刀具材料的性能和用途 碳素工具鋼 含碳量0.71.2，淬火后的硬度可達(dá)HRC6165，且價(jià)格低。但它的耐熱性不好，在200250后

10、它的硬度急劇下降。切削速度不超過(guò)8mmin，且在淬火時(shí)容易變形和裂紋。用于銼刀、鋸條和刮刀的牌號(hào)為T(mén)10、T10A、T12、T12A等。,高速鋼 高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。特點(diǎn)：1）強(qiáng)度高，抗彎強(qiáng)度為硬質(zhì)合金的23倍；2）韌性高，比硬質(zhì)合金高幾十倍；3）硬度HRc63以上，且有較好的耐熱性；4）可加工性好，熱處理變形較小。應(yīng)用：常用于制造各種復(fù)雜刀具（如鉆頭、絲錐、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等）。,索尼,各種生產(chǎn)類(lèi)型的工藝特征,第七章 車(chē)、鉆、鏜加工,車(chē)床及常用夾具,立式鉆床和搖臂鉆床示意圖：,立式鉆床,搖臂鉆床,臥式鏜床,第八章 銑、刨、插、拉加工,萬(wàn)能臥

11、式升降臺(tái)銑床及常用夾具： （1底座 2床身 3懸梁 4主軸 5支架 6工作臺(tái) 7回轉(zhuǎn)盤(pán) 8床鞍 9升降臺(tái)）,萬(wàn)向平口鉗,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),分度頭,(一)、桑塔納轎車(chē)的主減速器,主動(dòng)錐齒輪,從動(dòng)錐齒輪,差速器齒輪,行星齒輪軸,行星齒輪,差速器殼,圓錐軸承,雙曲面錐齒輪,螺旋錐齒輪,雙曲面錐齒輪的嚙合齒面的相對(duì)滑動(dòng)速度大， 齒面壓力大，齒面油膜易被破壞。應(yīng)采用含極壓劑的專(zhuān)用雙曲面齒輪油。,雙曲面錐齒輪的主從動(dòng)錐齒輪軸線(xiàn)不相交，軸線(xiàn)低于或高于從動(dòng)錐齒輪。同時(shí)嚙合齒數(shù)多，傳動(dòng)平穩(wěn)，承載強(qiáng)度大。,第九章 磨削及光整加工,第十章 典型表面的加工,第十一章 零件結(jié)構(gòu)的工藝性,常見(jiàn)的特種加工方法有： 電火花加工、電解加工、激光加工、超聲波加工、電子束加工、離子束加工、電磁加工、爆炸成型、水力切削等等。 特點(diǎn)： 1.屬于非接觸式加工，能以柔克剛，刀具硬度可低于工件的硬度。加工時(shí)不存在顯著的機(jī)械力。 2.不是依靠機(jī)械力和機(jī)械能，而是利用電能、電化學(xué)能、光能、熱能等切除材料，能量密度高。