设计工程基础-工业产品设计中的加工工艺

1、加工工艺制作人：13产品设计陆健邦学号：2013174110指导老师：方新国材料目录contents金属金属塑料塑料木材木材冷加工，热加工，表面处理挤出成型，注塑成型，模压成型，吹塑成型，压延成型，浇注成型基本加工技术，功能处理技术，装配技术铸造：砂型铸造铸造：砂型铸造. .熔模铸造熔模铸造. .金属型铸造金属型铸造. .压力铸造压力铸造. .离心铸造离心铸造金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属冲压：冲压：冲裁冲裁. .弯曲弯曲. .拉延拉延. .焊接焊接切削磨削加工：车、铣、刨、磨、钻、镗、拉、铆接、钣金切削磨削加工：车、铣、刨、磨、钻、镗、拉、铆接、钣金冷加冷加工工热加热加工工表 面 处

2、理表面表面涂覆涂覆: :涂漆、油；电镀、热喷涂、化学镀涂漆、油；电镀、热喷涂、化学镀表面改性表面改性: :高频表面热处理、化学热处理、激光热处理、气相沉积高频表面热处理、化学热处理、激光热处理、气相沉积锻造锻造将熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺将熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。方法。优点：生产成本低，工艺灵活性大，适应性强，适合于批量生产。优点：生产成本低，工艺灵活性大，适应性强，适合于批量生产。缺点是公差较大，容易产生内部缺陷，零件表面质量差。缺点是公差较大，容易产生内部缺陷，零件表面质量差。铸造按铸型所用材料及浇注方式分为砂型铸造、金属

3、型铸造、精密铸造按铸型所用材料及浇注方式分为砂型铸造、金属型铸造、精密铸造、压力铸造以及离心铸造铸造、压力铸造以及离心铸造等。等。金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属铸造铸造砂型铸造俗称翻砂，用砂粒制造铸型进行铸造的方法。砂型铸造俗称翻砂，用砂粒制造铸型进行铸造的方法。主要工序有：制造铸模，制造砂铸型主要工序有：制造铸模，制造砂铸型( (即砂型即砂型) )，浇注金属液，落砂，清理等。，浇注金属液，落砂，清理等。砂型铸造适应性强，几乎不受铸件形状、尺寸、重量及所用金属种类的限制，工艺设备砂型铸造适应性强，几乎不受铸件形状、尺寸、重量及所用金属种类的限制，工艺设备简单，成本低，为铸造业广泛使用简单

4、，成本低，为铸造业广泛使用。金属加工工艺：金属加工工艺：铸造铸造砂型砂型铸造铸造金金属属沙模与产品砂型铸造产品金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属铸造铸造熔模铸造又称失蜡铸造，此法浇注所得铸件的形状、尺寸可以达到较高的精度，是常用熔模铸造又称失蜡铸造，此法浇注所得铸件的形状、尺寸可以达到较高的精度，是常用的铸造方法。的铸造方法。精密铸造过程分为：制作母模精密铸造过程分为：制作母模-制作压型制作压型-制作蜡模制作蜡模-制作型壳制作型壳-脱蜡脱蜡-焙烧和焙烧和造型造型-浇注浇注-脱壳。脱壳。熔模熔模铸造铸造 用金属材料制作铸型进行铸造的方法，又称永久型铸造或硬型铸造。铸型常用铸铁、用金属材料制作铸

5、型进行铸造的方法，又称永久型铸造或硬型铸造。铸型常用铸铁、铸钢等材料制成，可反复使用，直至损耗。金属型铸造所得铸件的表面光洁度和尺寸精铸钢等材料制成，可反复使用，直至损耗。金属型铸造所得铸件的表面光洁度和尺寸精度均优于砂型铸件，且铸件的组织结构致密，力学性能较高。适用于中小型有色金属度均优于砂型铸件，且铸件的组织结构致密，力学性能较高。适用于中小型有色金属( (如铝、铜、镁及其合金等如铝、铜、镁及其合金等) )铸件和铸铁铸件的生产。铸件和铸铁铸件的生产。金属金属铸造铸造熔模铸造过程熔模铸造产品将液态金属浇入沿垂直轴或水平轴旋转的铸型中，在离心力作用下金属液附着于铸型内将液态金属浇入沿垂直轴或水

6、平轴旋转的铸型中，在离心力作用下金属液附着于铸型内壁，经冷却凝固成为铸件的铸造方法壁，经冷却凝固成为铸件的铸造方法。离心离心铸造的铸件组织致密，力学性能好，可减少气孔、夹渣等缺陷。常用于制造各种金铸造的铸件组织致密，力学性能好，可减少气孔、夹渣等缺陷。常用于制造各种金属的管形或空心圆筒形铸件，也可制造其他形状的铸件。属的管形或空心圆筒形铸件，也可制造其他形状的铸件。金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属铸造铸造离心离心铸造铸造压力压力铸造铸造离心铸造过程离心铸造产品金属加工工艺：金属加工工艺：锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热的金属坯料施力，锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热

7、的金属坯料施力，为了使金属材料在高塑性下成型，通常锻造是在热态下进行，因此为了使金属材料在高塑性下成型，通常锻造是在热态下进行，因此锻造也祢为热锻。按成型是否用模具通常分为：自由锻，模锻。锻造也祢为热锻。按成型是否用模具通常分为：自由锻，模锻。锻造锻造金金属属自由锻造机械锻造金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属又称板料冲压，在压力作用下利用模具使金属板料分离或产生塑性又称板料冲压，在压力作用下利用模具使金属板料分离或产生塑性变形，以获得所需工件的工艺方法。变形，以获得所需工件的工艺方法。优点：可制复杂零件、废料少，较高的精度和光洁度，操作简便，优点：可制复杂零件、废料少，较高的精度和光洁度，操

8、作简便，工艺易于实现机械化和自动化。工艺易于实现机械化和自动化。冲压的工艺主要有三种：冲裁、弯曲、拉延。冲压的工艺主要有三种：冲裁、弯曲、拉延。冲压冲压水压机冲压产品外圆磨床冲压过程冲裁加工又称分离加工，包括冲孔、落料等。冲裁加工又称分离加工，包括冲孔、落料等。金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属冲压冲压冲裁冲裁弯曲弯曲可以时平直的板状零件毛胚或半成品弯曲成所需形状。弯曲所需的最小半径随材料而已。可以时平直的板状零件毛胚或半成品弯曲成所需形状。弯曲所需的最小半径随材料而已。还应考虑材料的纤维方向，以免弯曲时发生裂纹。还应考虑材料的纤维方向，以免弯曲时发生裂纹。拉延拉延金属冲压加工方法之一。用拉

9、力使大截面的金属坯料强行穿过一定形状的模孔，以获得金属冲压加工方法之一。用拉力使大截面的金属坯料强行穿过一定形状的模孔，以获得所需断面形状和尺寸的小截面毛坯或制品的工艺过程。所需断面形状和尺寸的小截面毛坯或制品的工艺过程。主要用来制造各种细线材、薄壁管、棒材、线材和异型材等。主要用来制造各种细线材、薄壁管、棒材、线材和异型材等。焊接加工是充分利用金属材料在高温作用下易熔化特性，使金属与焊接加工是充分利用金属材料在高温作用下易熔化特性，使金属与金属发生相互连接的工艺，是金属加工的特别手段。金属发生相互连接的工艺，是金属加工的特别手段。1 1、熔化焊通过加热，使被焊金属自身熔化而相互连接，也称为自

10、、熔化焊通过加热，使被焊金属自身熔化而相互连接，也称为自身身焊焊.2.2、压力焊在加热的同时加压，使被焊金属相互、压力焊在加热的同时加压，使被焊金属相互连接连接.3.3、钎焊、钎焊通过加热，利用焊接材料将被焊金属相互通过加热，利用焊接材料将被焊金属相互连接连接. .金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属焊接焊接自动焊接操作机焊接效果利用切削刀具在不同的切削机床上利用切削刀具在不同的切削机床上( (车床、刨床、铣床、钻床、磨车床、刨床、铣床、钻床、磨床、镗床等床、镗床等) )将金属工件的多余加工量切去，以达到规定的形状、将金属工件的多余加工量切去，以达到规定的形状、尺寸和表面质量的工艺过程尺寸和表

11、面质量的工艺过程。按按加工方式分为车削、刨削、铣削、钻削、磨削等，是最常见的金加工方式分为车削、刨削、铣削、钻削、磨削等，是最常见的金属加工方法。属加工方法。金属加工工艺：金属加工工艺：冷加工冷加工金金属属沈阳机床htc100DMG 数控万能车床NEF 400机床车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成型回转面等）以及回转体的车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成型回转面等）以及回转体的端面端面。车床主要使用的刀具为各种车刀，也可用钻头、扩孔钻、绞刀进行孔加工，用丝锥、板车床主要使用的刀具为各种车刀，也可用钻头、扩孔钻、绞刀进行孔加工，用丝锥、板牙加工内外螺纹表面。牙

12、加工内外螺纹表面。金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属车削车削刨削刨削 用于刨削各种平面和沟槽，主要类型有牛头刨床和龙门刨床。用于刨削各种平面和沟槽，主要类型有牛头刨床和龙门刨床。刨削特点刨削特点: :机床机床刀具简单刀具简单, ,通用性通用性好好, ,生产率较低生产率较低, ,加工加工精度较低。精度较低。铣削铣削加工表面加工表面( (水平平面水平平面, ,垂直面等垂直面等),),沟槽沟槽( (键槽键槽,T,T型槽型槽, ,燕尾槽等燕尾槽等).).多齿零件的齿槽多齿零件的齿槽( (齿轮齿轮, ,链链轮轮, ,棘轮棘轮, ,花键轴等花键轴等),),螺纹形表面螺纹形表面( (螺纹和螺旋槽螺纹和螺旋

13、槽) )及各种曲面。及各种曲面。冷加工冷加工机床车削产品钻削是在钻床上用钻头在工件钻削是在钻床上用钻头在工件上加工上加工孔，通常用于加工尺寸较小孔，通常用于加工尺寸较小，精度，精度要求不太高的孔。要求不太高的孔。可钻孔可钻孔，扩孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等。，铰孔及攻螺纹等。金属加工工艺：金属加工工艺：金金属属钻削钻削磨削磨削磨削磨削主要指用砂轮或砂带进行去除材料加工的工艺方法主要指用砂轮或砂带进行去除材料加工的工艺方法通常按工具类型进行分类，可分为使用固定磨粒加工及使用自由磨粒加工两大类。通常按工具类型进行分类，可分为使用固定磨粒加工及使用自由磨粒加工两大类。广泛广泛用于零件的精加工用于零件的精

14、加工, ,尤其是淬硬钢件尤其是淬硬钢件, ,高硬度特殊材料及非金属材料高硬度特殊材料及非金属材料( (如陶瓷如陶瓷) )的精加的精加工。工。冷加工冷加工牛头刨床牛头刨床龙门刨床龙门刨床塑料加工工艺：塑料加工工艺：压 延 成 型压 延 成 型挤 出挤 出 成 型成 型吹 塑 成 型注 塑 成 型注 塑 成 型模 压 成 型浇 注浇 注 成 型成 型塑塑料料塑料加工工艺：塑料加工工艺： 将颗粒或粉末状热塑性塑料加入料斗，在旋转的螺杆作用下塑料沿螺旋槽向前输送。料筒将颗粒或粉末状热塑性塑料加入料斗，在旋转的螺杆作用下塑料沿螺旋槽向前输送。料筒内的塑料在筒传热以及塑料与料筒之间，塑料与螺杆之间的剪切与

15、摩擦下逐渐熔融呈粘流内的塑料在筒传热以及塑料与料筒之间，塑料与螺杆之间的剪切与摩擦下逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料通过一定形状的挤出模具口模而连续成型。态，然后在挤压系统的作用下，塑料通过一定形状的挤出模具口模而连续成型。塑料塑料加工加工挤出成型挤出成型机机器工作原理挤出产品塑塑料料塑料加工工艺：塑料加工工艺：塑料塑料加工加工 将将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入料筒内加热熔融。塑化后，在柱塞或螺杆的加压下粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入料筒内加热熔融。塑化后，在柱塞或螺杆的加压下物料被压缩并向前移动，通过机筒前的喷嘴以很快的速度注入较低温度的闭合模腔内，经物料被压缩并向前移动

16、，通过机筒前的喷嘴以很快的速度注入较低温度的闭合模腔内，经一定时间冷却定型后开启模具取出制品。一定时间冷却定型后开启模具取出制品。注塑成型塑塑料料吹气注塑成型机机器工作原理注塑产品住友注塑成型机塑料加工工艺：塑料加工工艺：塑料塑料加工加工 热固性塑料（热固性塑料（TSTS）将粉状、粒状或纤维状等模塑料加入模具型腔）将粉状、粒状或纤维状等模塑料加入模具型腔 中然后闭模加热加压中然后闭模加热加压使之成型固化，开模取出制品。使之成型固化，开模取出制品。 热塑性塑料（热塑性塑料（TPTP）先将塑料加入模具型腔中，逐渐加热加压，塑料变成粘流态并充满整个）先将塑料加入模具型腔中，逐渐加热加压，塑料变成粘流

17、态并充满整个型腔后停止加热，开启冷却装置，待塑料冷却到热变形温度以下后，开启模具，取出制品型腔后停止加热，开启冷却装置，待塑料冷却到热变形温度以下后，开启模具，取出制品模压成型rtm模压成型压机模压产品模压原理塑塑料料塑料加工工艺：塑料加工工艺：塑料塑料加工加工 用挤出、注射等方法制出管状型坯，然后将压缩空气通入处于热塑用挤出、注射等方法制出管状型坯，然后将压缩空气通入处于热塑 状态的型坯内腔中，使其膨胀成为所需形状的塑料制品。吹塑成型状态的型坯内腔中，使其膨胀成为所需形状的塑料制品。吹塑成型 分为薄膜吹塑成型和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑料分为薄膜吹塑成型和中空吹塑成型。用于制造塑

18、料薄膜、中空塑料 制品制品( (如瓶子、包装桶、油箱等如瓶子、包装桶、油箱等) )吹塑成型75全自动吹塑成型机机器工作原理注塑产品黑河中空吹塑成型设备塑塑料料塑料加工工艺：塑料加工工艺：塑料塑料加工加工 压延成型是利用热的辊筒，将热塑性塑料经连续辊压、塑化和延展成薄膜或薄片的一种成压延成型是利用热的辊筒，将热塑性塑料经连续辊压、塑化和延展成薄膜或薄片的一种成型方法型方法。 压延压延成型生产能力大，产品质量好，易于实现自动化生产，设备投资大。是生产各种大长成型生产能力大，产品质量好，易于实现自动化生产，设备投资大。是生产各种大长塑料薄膜、薄板、片材、人造革和壁纸等的主要方法塑料薄膜、薄板、片材、

19、人造革和壁纸等的主要方法。 适合适合压延成型的塑料有：聚氯乙烯、聚乙烯、压延成型的塑料有：聚氯乙烯、聚乙烯、ABSABS、聚乙烯醇等等。、聚乙烯醇等等。压延成型压延成型机机器工作原理压延产品塑塑料料塑料加工工艺：塑料加工工艺：塑料塑料加工加工 浇铸成型又称为注塑成型。将加有固化剂和其他助剂的液态树脂混合物料倒入成型模具中，浇铸成型又称为注塑成型。将加有固化剂和其他助剂的液态树脂混合物料倒入成型模具中，在常温或加热条件下使其逐渐固化而成为具有一定形状的制品。在常温或加热条件下使其逐渐固化而成为具有一定形状的制品。浇铸成型全自动锡锭浇铸成型机铸棒机机器工作原理浇铸产品塑塑料料木材切削、木材干燥、木

20、材胶合、木材表面装饰木材切削、木材干燥、木材胶合、木材表面装饰木材加工工艺：木材加工工艺：木木材材木材保护木材保护木材木材改性改性功 能功 能 处 理处 理技 术技 术基本基本加工加工技术技术装 配 技 术装 配 技 术榫卯，胶结榫卯，胶结合，螺钉合，螺钉与圆钉与圆钉结合，板材结合，板材拼接拼接木材加工工艺：木材加工工艺：基本基本加工加工 木材切削，是通过刀具作用于木材产生相对运动，以获取一定形状、尺寸和表面状态的木木材切削，是通过刀具作用于木材产生相对运动，以获取一定形状、尺寸和表面状态的木材制品的加工过程。是木材加工中占比重最大的一项基本工艺，其质量对胶合工艺和表面材制品的加工过程。是木材

21、加工中占比重最大的一项基本工艺，其质量对胶合工艺和表面装饰工艺有重要影响。装饰工艺有重要影响。木材切削 木材干燥是为了保证木材与木制品的质量和延长使用寿命，必须采取适当的措施使木材中木材干燥是为了保证木材与木制品的质量和延长使用寿命，必须采取适当的措施使木材中的水分（含水率）降低到一定的程度。的水分（含水率）降低到一定的程度。木材干燥木木材材RZH-L型砖混木材干燥窑示意切削的定义木材切削作用力木材加工工艺：木材加工工艺：基本基本加工加工 将木材与木材或其他材料的表面胶接成为一体的技术。它是木制品部件榫接和钉接方法的将木材与木材或其他材料的表面胶接成为一体的技术。它是木制品部件榫接和钉接方法的

22、发展。发展。木材胶合 木材表面装饰是指对木材及其制品按最终使用要求和视觉要求进行的表面加工处理过程。木材表面装饰是指对木材及其制品按最终使用要求和视觉要求进行的表面加工处理过程。现代木材表面装饰方法主要有涂饰、覆贴和机械加工现代木材表面装饰方法主要有涂饰、覆贴和机械加工3 3种。种。木材表面装饰木木材材木材加工工艺：木材加工工艺：木木材材功能功能处理处理技术技术 木材保护包括木材防腐、防蛀和木材阻燃等，系用相应药剂经涂刷、喷洒、浸注等方法，木材保护包括木材防腐、防蛀和木材阻燃等，系用相应药剂经涂刷、喷洒、浸注等方法，防止真菌、昆虫、海生钻孔动物和其他生物体对木材的侵害；或阻滞火灾的破坏。防止真

23、菌、昆虫、海生钻孔动物和其他生物体对木材的侵害；或阻滞火灾的破坏。木材保护 木材改性是为提高或改善木材的某些物理、力学性质或化学性质而进行的技术处理。木材改性是为提高或改善木材的某些物理、力学性质或化学性质而进行的技术处理。木材改性木材刷油防腐木材真空压力罐木材压力罐木材加工工艺：木材加工工艺：木木材材装配装配技术技术 是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。凸出部分叫榫（或榫头）；凹进部是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。凸出部分叫榫（或榫头）；凹进部分叫卯（或榫眼、榫槽）这是古代中国建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。榫结分叫卯（或榫眼、榫槽）这是古代中国建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。榫结合的优点是传力明确、构造简单，结构外露，便于检查。根据结合部位的尺寸、位置以及合的优点是传力明确、构造简单，结构外露，便于检查。根据结合部位的尺寸、位置以及构件在结构中的作用不同，榫头有各种构件在结构中的作