清华大学机械制造工艺第1章课件.ppt

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1、机械制造工艺第一章1机械零件制造的方法机械零件制造的方法分为两大类：（1）成形工艺：采用铸造、锻压、焊接等获得所需零件或毛坯的加工方法；（2）机械加工：利用去除多余材料获得所需零件或半成品的加工方法；成形工艺基础理论-铸造1.1.1合金的铸造性能1．铸造：将液态金属浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后．获得毛坯或零件的工艺；1）基本特点：液态成型2）铸造性能：合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能；主要指标：流动性、收缩性、吸气性和偏析。成形工艺基础理论-锻压2．锻压：指固态金属在高温或常温下，通过外力的作用产生塑性变形而获得所需尺寸、形

2、状及力学性能的毛坯或零件的工艺方法。1）基本特点：塑变成型2）锻压性能：合金在锻压过程中所表现出来的工艺性能；主要指标：塑性和变形抗力（相反关系）。成形工艺基础理论-焊接3．焊接：指通过适当的物理、化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力，而连接成一体的连接方法。1）基本特点：连接成型2）焊接性能：合金在焊接过程中所表现出来的工艺性能；主要指标：接合性能和使用性能，用焊接性试验和碳当量估算法评定。成形方法1.2.1铸造成形方法1.3.1锻压成形方法1.4.1焊接成形方法1.5.1板料冲压1.5.2粉末冶金1.6.1塑胶成型工艺铸造成形方法1.2.

3、1铸造成形方法1．生产方法分为：1）砂型铸造：用型砂紧实成型的铸造方法（最广泛的）；2）特种铸造：除砂型铸造以外其他铸造方法。2．砂型铸造工艺过程：1）生产率低、铸件质量较差，生产准备简单及生产成本低等；2）几乎所有的铸铁件和铸钢件是用砂型铸造；砂型铸造工艺过程锻压成形方法－基本概念1.3.1锻压成形方法1．基本概念1）压力加工：包括锻造、冲压、轧制、拉拔、挤压。锻压成形方法－锻压分类2）锻压：锻造和冲压统称，用于生产毛坯或零件；3）轧制、挤压和拉拔：主要用于生产型材、板材和线材等。2．锻压分类：1）自由锻造：将金属坯料一放在铁砧上．用冲击力或压力使其自由变

4、形获得所需形状的成形方法。（1）特点：自由锻时坯料的变形不受模具的限制，锻件的形状和尺寸主要靠锻工的技术来保证。锻压成形方法－锻压分类2）模锻：将加热到锻造温度的金属坯料放在锻模模膛内，在一次或多次冲击力或压力的作用下成形，以获得锻件的成形方法。（1）分类：模锻分锤上模锻与压力机上模锻两种。（2）特点：模锻的生产率高；锻件的尺寸精度高，表面粗糙度值低；不但能锻制形状比较复杂的锻件，而且材料利用率提高50％；易于实现机械化。锻压特点及用途3．锻压特点及用途1）特点：它可改善金属的内部组织，压合原材料内的某些内部缺陷，提高金属力学性能塑变成形方法，是一种少余量、

5、无余量的加工方法。2）用途：承受交变、振动、重大载荷及高速运转的重要结构件，如轴、齿轮、凸轮、叶轮等大都采用锻件。在飞机上，锻件重量占总量的85％．在汽车上占80％；冷（薄板）冲压4．冲压（冷冲压或薄板冲压）（与板料冲压区别）1）冲压：利用模具对板料施压，使之分离或变形的加工方法；常在室温下进行，板料厚度≤4mm，称薄板冲压，2）冲压件：重量轻、刚度好、结构轻巧等。用于电器、仪表和日用品中。3）操作简单，便于实现机械、自功化、生产率极高；焊接成形方法1.4.1焊接成形方法1．分类：分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。1）熔化焊：焊接中将工件接头加热至熔化状态形成

6、共同熔池，不加压力完成的焊接；2）压力焊：焊接中对工件施加压力、摩擦（加热或不加热）完成焊接的方法；3）钎焊：将比母材（被焊接的材料的总称）熔点低的填充金属熔化之后填充工件接头间隙，并与固态母材相互扩散实现连接的焊接方法。主要的焊接方法及分类焊接特点3．特点：1）永久性连接方法，重量轻，连接性能好；2）可连接同类或不同类材料（金属与非金属）；3）焊缝接头气密性好，且具有良好的力学性能、密封性、导电性、耐腐蚀性、耐磨性；；4）生产周期短、生产率高、劳动强度低，易实现自动化5）接头处会产生裂纹、气孔、未焊透、夹渣等缺陷，焊接结构是不可拆卸的，不利于零、部件的更换

7、；板料冲压1.5板料冲压与粉末冶金1.5.1板料冲压1．基本概念1）板料冲压：利用冲模使板料经分离或变形而得到制件的加工方法。（1）它常在常温下进行，板料厚度小于4mm，故又称冷冲压加工，简称冲压。（2）当板料厚度超过8~10mm时，采用热冲压。分离工艺－冲裁2）基本工艺：分离工艺和成形工艺。2．分离工艺1）冲裁：使板料按封闭轮廓分离的一种冲压方法，包括落料与冲孔；分落料和冲孔成形工艺－拉延（拉深）3．成形工艺1）拉延（拉深）使板料成为中空形状零件的一种冲压方法。拉延特点4．特点：（1）制件尺寸精度和表面质量较高、强度和刚度好；（2）结构重量轻且生产效率高、

8、成本低等优点；（3）冲模制造复杂、成本高，用在大批量