第4章 仪器零件的成形工艺基础

第4章仪器零件的成形工艺基础

4.1电子组装技术4.2光学零件加工4.3塑料零件的加工4.4陶瓷零件加工4.5金属零件成形4.6连接工艺4.7刻划工艺4.8表面技术电子组装技术经历了下列几个阶段:①40年代是以电子管为有源器件的手工焊接阶段。②40

年代晶体管和印制电路相继问世，并在50年代至

60年代得到广泛应用后，形成了以晶体管和印制电路板为主的手工焊接阶段。这阶段电子设备的组装和结构产生了很大的变化，提高了组装密度，缩小了设备的体积。③60年代，在集成电路技术与多层印制板的发展的基础上，形成了以集成电路、自动插装和波峰焊为主的组装阶段。④70年代末，由于超大规模集成电路和无引线或短引线片状电子元器件的发展，电子组装进入了表面贴装阶段。⑤80年代中

期，在发展表面安装技术的同时，微焊接技术、高密度多层基板技术的发展，形成了以多芯片模块

(MCM)为特征的第五代微电子组装阶段。其特点是组装密度更高，互连线更短，因此，信号延迟时间短，信息传输速度快微组装技术是90年代以来在半导体集成电路技术、混合集成电路技术和表面组装技术(SMT)的基础上发展起来的新一代电子组装技术。

微组装技术是在高密度多层互连基板上，采用微焊接和封装工艺组装各种微型化片式元器件和半导体集成电路芯片，形成高密度、高速度、高可靠的三维立体机构的高级微电子组件的技术。4.1电子组装技术4.1.1SMT和THT

电子工业不断的高速发展阶段。人们希望电子设备体积小、重量轻、性能好、寿命长以满足各方面的要求。因此促进了电子电路的组装技术的发展朝着高密度组装技术的发展。表面组装技术，“SurfaceMountTechnology”，简称SMT通孔组装技术，“Through-holeTechnology”，简称THT微组装技术，“MicroelectronicsPackingTechnology”，简称MPTTHT与SMT组装比较组装的元器件引线短或无引线电子组装技术的发展主要受元器件类型的支配。与传统的THT相比，SMT有以下特点：1.组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%-60%，重量减轻60%-80%。

2.可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。

3.高频特性好。减少了电磁和射频干扰。

4.易于实现自动化，提高生产效率。

5.降低成本达30%-50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。4.1电子组装技术

THT组装生产线如图4-1所示，采用人工插装、波峰焊接，AOI焊点质量自动检查，主要应用在一些产量大要求较高的产品中（如计算机主板）。图4-1THT组装生产线4.1电子组装技术

SMT组装生产线如图4-2所示。SMT是将表面贴装元件直接贴焊到印制电路板或其他基材表面，使用片式元器件。图4-2SMT组装生产线4.1电子组装技术MPT组装生产线如图4-3所示。MPT实质是高密度组装的SMT，具有工作频率高、焊点尺寸微小等特点。图4-3MPT组装生产线4.1电子组装技术4.1.2电子组装中的焊接技术电子元器件的焊接是指通过熔融的焊料合金与两个被焊接金属表面之间形成金属间合金层（焊缝），从而实现两个被焊接金属之间电气与机械连接的工艺过程，如图4-1所示。4.1电子组装技术常用的焊接技术如下：1）手工锡焊

在生产企业中，焊接SMT元器件主要依靠自动焊接设备，但在维修电子产品或者研究单位制作样机时，检测、焊接SMT元件常使用手工锡焊。图4-4所示为手工锡焊的操作步骤。图4-4手工锡焊的操作步骤4.1电子组装技术2）浸焊

浸焊是最早应用在电子产品批量生产中的焊接方法，现在还在一些小型企业中使用，浸焊设备的焊料槽如图4-5所示。

图4-5浸焊设备的焊料槽

浸焊设备的工作原理是让插好元器件的印制电路板水平接触熔融的铅锡焊料，使整块电路板上的全部元器件同时完成焊接。

印制板上的导线被阻焊层阻隔，不需要焊接的焊点和部位，要用特制的阻焊膜（或胶布）贴住，防止焊锡不必要的堆积。δ≈10~20°操作浸焊机的要点浸焊的缺点：熔融的焊料易氧化，形成的残渣漂浮在表面，影响焊接质量。电路板因为热冲击大易翘曲变形。焊点易产生桥连浸焊的优点：结构简单，由温度、时间与浸焊深度控制焊料，由焊盘的大小和元器件引脚的粗细决定可焊面积而形成焊点。4.1电子组装技术3）波峰焊（WaveSoldering）波峰焊分为两种：单波峰焊和双波峰焊电子产品THT批量生产中的焊接方法是单波峰焊，SMT批量生产中的焊接方法是双波峰焊。波峰焊接技术是由早期的浸焊技术发展而来的。是利用焊锡槽内的机械式或电磁式离心泵，将熔融焊料压向喷嘴，形成一股向上平稳喷涌的焊料波峰。装有元器件的印制电路板以直线平面运动方式通过焊料波峰，在焊接面上形成浸润焊点而完成焊接。波峰焊机焊锡槽示意图工作流程图1增加了电路板焊接面与焊锡波峰接触的长度；有利于焊点内的助焊剂挥发，避免形成夹气焊点，还能让多余的焊锡流下来。

斜坡式波峰焊机

图4-7双波峰焊接图4-6一般单波峰焊接湍流波:

波峰口是2-3排交错排列的小孔或狭长缝，锡流从孔/缝中喷出，形成快速流动的、形如涌泉的波峰；

空心波:

是从倾斜45°的单向峰口喷出，锡流与SMA（表面贴装组件）行走同向或逆向喷出。

层流波：

波峰稳定平稳，可对焊点进行修整，以消除各种不良现象，所以该波又称为平滑修整补充波。由于它们具有窜动现象，在焊接过程中有更多的动能，有利于在紧密间距的片状元器件之间注入焊料，但湍流波与空心波峰形成的焊点是不均匀的，还可能有桥接和毛刺存在。紊乱波宽平波4.1电子组装技术4）再流焊

再流焊目前主要用于表面组装技术中片状元件的焊接。这种焊接技术是预先在印制电路板上的焊盘上施放适量且适当形式的锡铅(Sn/Pb)糊状焊膏，用它将元器件粘在印制电路板上；然后将贴装好元器件的印制板放在再流焊设备的传送带上，利用外部热源使钎料熔化而再次流动，从炉子入口到出口(大约需要4-6分钟)完成干燥、预热、熔化、冷却全部焊接过程。4.1电子组装技术4.1.3电子组装中的检测目前电子产品的微小型化，必然使元器件也不断地朝着微小型化方向发展，引脚间距现朝着0.1mm甚至更小的尺寸发展，布线也越来越密，这一切对用SMT生产的产品质量检测技术提出了非常高的要求。在现代电子组装技术中采用SMT工艺，使用的检测技术主要包括：人工目检(MVl)，自动视觉检测(AVl)，自动光学检测(AOI)，在线电路检测(ICT)，自动X射线检测(AXl)。

在线电路测试即ICT，分为飞针和针床两种方式其工作原理是在设计芯片和PCB板时引入菊花链拓扑结构（菊花链拓扑是用最短的互连传输线把所有的器件连接起来，每个器件最多只能通过两段传输线连接到另外的两个器件上，直至完成所有的器件连接，连接完成后，从首个器开始，所有的器件连接成链状），使得组装后的焊点形成网络，从而通过检测网络通断来判断焊点是否失效。具体的方法是用探针检测设定点的电性能参数。目前生产中选用最多的是单头探针(尖矛型)，一般适用于检测孔和焊盘，若用于管脚会发生侧滑：对通孔元器件的管脚，通常采用三针型和锋利的多面型等。为提高探针耐久性，探针材料通常选高硬度的钢材，检测压力一般在1～20N的范围内；而对于免清洗焊膏，助焊剂残余较少，压力范围可选择低一点，通常取1.1～2.0N。ICT测试一般用于再流焊后，主要用来检测元器件极性贴错、桥接、虚焊、短路等缺陷。在线电路测试仪外形为了适应高密度和细间距组装的检测需要，AOI检测即自动光学检测成为SMT工艺中检测技术的重要技术手段，AOI检测是采用了计算机技术、高速图像处理和识别技术、自动控制技术、精密机械技术和光学技术整合形成的一种检测技术。具有自动化程度高、检测速度快和高分辨率的检测能力，可以减轻劳动强度，提高判别准确性，减少专用夹具，具有良好的通用性，能给组装系统提供实时反馈信息，其设备外形如图右图所示。SAKIAOI外形SMT中应用AOI技术的形式多种多样，但其基本原理是相同的，即用光学手段获取被测物体图形，一般通过一传感器（摄像机）获得检测物体的照明图像并经过数字化处理，然后以某种方法进行比较、分析、检验和判断，相当于将人工目视检测自动化、智能化。AOI系统是涉及多学科的精密设备。AOI系统按技术可划分为精密机械、电气控制、图像处理（CCD摄像或叫视觉系统）系统、软件系统4大部分，在各主要模块中根据需要还可以进行功能划分。AOI与其它测试技术相比，可用于生产线上的多个位置，目前AOI主要用于3个检测工序：

1)锡膏印刷之后检测，及时发现印刷过程中的缺陷，将因为锡膏印刷不良产生的焊接缺陷降到最低，常采用100％的2D和3D检测方法，可以检测焊膏沉积的位置和厚度。

2)贴片之后检测，检查来自锡膏印刷以及贴片过程中产生的缺陷。

3)再流焊后检测，主要检查焊后缺陷。X射线检测是利用X射线具备很強的穿透性，能穿透物体表面的性能，透视被检焊点内部，从而达到检测和分析电子元件各种常见的焊点的焊接品质，如BGA，CSP与FC等封装器件下面的焊点缺陷，如桥接、开路、焊球丢失、移位、钎料不足、空洞、焊球和焊点边缘模糊等，还可检测BGA等封装内部是否有气泡，桥架，虚焊等。图为X射线测试机器外形图。X射线测试机器外形图4.1.4电子组装中的清洗与返修1.清洗2.返修1）接触焊接2）热风焊接3）IR红外焊接图4.8热风焊接与IR红外焊接电子产品组装的基本工艺流程电子产品的装配过程是先将零件、元器件组装成部件，再将部件组装成整机，其核心工作是将元器件组装成具有一定功能的电路板部件或叫组件（

PCBA

）。这里介绍的电子工艺主要是指电路板组件的装配工艺4.2光学零件加工随着近代光学和光电子技术的飞速发展，现代仪器中光学元器件的使用日趋广泛。仪器中所使用的光学元器件的种类繁多，按其功能、结构形式和工艺特点，可分为透镜、棱镜、反射镜、滤光片、光栅，以及激光器件、光纤器件、光存储器件等。4.2光学零件加工图4-9所示为某个望远物镜的光学零件即典型透镜零件工程图样。图4-9典型透镜零件工程图样4.2光学零件加工4.2.1光学零件的基本加工工艺1．光学零件的毛坯成形1）热加工成形2）冷加工成形3）一次成形2．铣磨3．精磨4．抛光5．定心和磨边6．胶合7．镀膜

4.2光学零件加工4.2.2光学零件的现代制造技术随着光学的发展，光学系统中光学零件所应用的光学面越来越复杂，光学面是指在光学零件上和光发生相互作用的表面。球形光学面的光学零件有着悠久的历史，现在还在广泛应用。1．非球面光学零件计算机控制制造技术1）单点金刚石车削2）单点金刚石飞刀铣削3）金刚石磨轮铣磨图4-10金刚石飞刀铣削原理4.2光学零件加工4.2.2光学零件的现代制造技术图4-11金刚石车削飞刀图4-12筒形磨轮铣磨加工原理4.2光学零件加工4.2.2光学零件的现代制造技术2．塑料光学零件注射成形技术塑料光学零件具有质轻、耐冲击、易于实现非球面、便于大批量生产、成本低等优点。塑料光学零件制造方法包括注射成形、浇铸成形和热压成形等。1）光学塑料零件的注射成形过程2）提高质量和精度应注意的因素3．光学玻璃模压成形技术4.2光学零件加工4.2.2光学零件的现代制造技术图4-13GMP-58-7Z移动模芯式玻璃成形工艺过程示意图4.2光学零件加工4.2.3光学零件的镀膜工艺当光线经过未经任何处理的光学零件表面时，将会有百分之几的光线反射。如果在光学零件的表面镀上一层或者多层薄膜，根据所镀膜层的不同，将实现增透、反射、分光、滤光、偏振等功能。常用的光学镀膜如下：（1）减反射膜（增透膜）（2）分束膜（分光膜）（3）其他薄膜除以上外，还有滤光膜、偏振膜、保护膜等。光学薄膜的镀膜方法有真空镀膜、化学镀膜、溅射镀膜等方法4.2.3光学零件的镀膜工艺1．化学镀膜（2）溶液沉淀法化学镀银。（1）酯类水解法镀双层（TiO2+SiO2）增透膜。2．真空镀膜真空镀膜

4.2.3光学零件的镀膜工艺工业生产中常采用的蒸镀方法有电子加热蒸镀法、电子束加热蒸镀法和离子束辅助蒸发技术。（1）电子加热蒸镀法。（2）电子束加热蒸镀法。直型电子枪1—基板；2—灯丝；3—阴极；4—阳极；5—电子束聚焦装置；6—电子束；7—蒸发材料；8—冷却水4.2.3光学零件的镀膜工艺（3）离子束辅助镀膜技术。

e型磁偏转电子枪工作原理 离子束辅助镀膜系统结构示意1—阴极；2—阳极；3—偏转磁极靴；4—电子束流；5—水冷坩埚；6—二次电子；7—收集极；8—励磁线圈4.2.3光学零件的镀膜工艺3．等离子体增强化学气相沉积技术4．溅射镀膜技术图4-18用于光学薄膜沉积的不同PECVD系统原理4.2.3光学零件的镀膜工艺图4-19PECVD沉积工艺流程框4.2.3光学零件的镀膜工艺图4-20磁控溅射基本工艺流程4.3塑料零件的加工塑料的种类繁多，按它受热时所呈现的性质不同，分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。（1）热固性塑料。（2）热塑性塑料。4.3.1塑料零件的成形1．注射成形4.3塑料零件的加工1．注射成形注射成形又称为注塑成形，其原理是将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为黏流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成形塑件。4.3塑料零件的加工1．注射成形图4-21注射成形工作循环4.3塑料零件的加工1．注射成形图4-22螺杆式注射机结构1—注射液压缸；2—料斗；3—螺杆；4—加热器；5—喷嘴；6—定模固定板；7—模具；8—立柱；9—动模固定板；10—合模机构；11—合模液压缸4.3塑料零件的加工2．压塑成形压塑成形又称为压缩成形、模压成形、压制成形等，基本原理是将粉状、粒状或片状塑料放在金属模具中加热软化熔融，在压力下充满模具型腔然后成形，塑料中的高分子产生交联反应而固件转变成具有一定形状和尺寸的塑料制件。4.3塑料零件的加工图4-23压塑成形1—上模座；2—上凸模；3—凹模；4—下凸模；5—下模板；6—下模座4.3塑料零件的加工3．挤出成形挤出成形又称为挤塑成形，它是使加热或未经加热的塑料借助螺杆的旋转推进力通过模孔连续地挤出，经冷却凝固而成为具有恒定截面的连续成形制品的方法。4.3塑料零件的加工图4-24管材挤出成形原理1—螺杆冷却水入口；2—料斗冷却区；3—料斗；4—料筒；5—料筒加热器；6—螺杆；7—多孔板；8—机头（挤出模）；9—机头加热器；10—定径套；11—冷却装置；12—压缩空气堵头；13—牵引装置；14—切断装置；15—管材4.3塑料零件的加工4．压延成形使加热塑化的物料通过一系列相向旋转的辊筒之间，受辊筒的挤压和延展作用成为平面状连续材料的成形方法。4.3塑料零件的加工4.3.2塑料零件的加工4.3.2塑料零件的加工1．机械加工2．连接加工3．表面处理4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性1．形状塑件的内外表面形状应在满足使用要求的情况下尽可能易于成形，避免侧孔与侧凹，防止使用侧抽芯或瓣合模而使模具结构复杂，制造成本提高，增加塑件的修整量。图4-25所示为防止采用侧抽芯或瓣合分型模具的设计。（a）不合理（b）合理图4-25防止采用侧抽芯或瓣合分型模具的设计

4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性2．壁厚塑件的壁厚应适当和均匀壁厚过小的塑件难以满足使用时的强度及刚度要求，熔体充满型腔时流动阻力大，易出现缺料现象，大型复杂塑件难以充满型腔；壁太厚的塑件内部会产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷；塑件壁厚不均将造成收缩不一致，导致塑件变形或翘曲

4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性a不合格结构b合格结构图4-26后壁应适当和均匀1-缩孔2-筋板

4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性3．脱模斜度为了便于脱模和抽芯，防止塑料零件表面在脱模时划伤，零件与脱模方向平行的内、外表面应具有合理的脱模斜度

4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性4．加强筋（a）改进前（b）改进后图4-27塑件的脱模斜度图4-28采用加强筋避免塑件翘曲变形4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性5．薄壁件的底部和边缘薄壳状的宽底容器的底部刚性较差，应设计成球面或拱形面，以增大刚度和减小翘曲变形。对于薄壁容器的边缘，可按照如图4-29所示的设计来增大刚度和减小变形。图4-29容器边缘的增强4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性6．圆角在塑料零件的内外表面转弯处应采用圆角过渡（见图4-30），以减少应力集中，避免在受力或冲击振动时发生破裂。

（a）改进前（b）改进后图4-30塑料零件的圆角4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性6．圆角圆角半径的大小主要取决于塑料零件的壁厚，如图4-31所示。图4-31塑料零件的圆角半径4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性7．孔

塑料零件上常见的孔有通孔、不通孔、异形孔。在设计孔的位置时，应尽量不削弱塑料零件的强度，不增加模具制造的复杂性。4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性8．螺纹塑料零件上的螺纹可以直接用模具成形，也可以用机械加工成形。螺纹直径不宜过小，螺纹的配合长度一般不大于8～10牙。为了增加塑件螺纹的强度，防止螺孔最外圈螺纹崩裂或变形，同时也方便螺纹的拧入，螺纹的始端和末端均不应突然开始和结束，在螺孔始端应留有0..2～0.8mm的凹台，如图4-32所示。4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性（a）塑件阴螺纹的正误形状（b）塑件阳螺纹的正误形状图4-32塑料零件螺纹的加工形状4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性9．镶嵌件利用镶嵌件可以扩大塑料零件的使用范围，还可简化部件的装配，提高生产效率。镶嵌件的固定方法有两种：先嵌固定法与后嵌固定法。4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性9．镶嵌件图4-33先嵌固定法4.3塑料零件的加工4.3.3塑料零件的结构工艺性9．镶嵌件图4-34后嵌固定法1—螺钉兼作扩张器；2—镶嵌件；3—被紧固在塑件上的零件4.4陶瓷零件加工4.4.1陶瓷零件的成形技术制造陶瓷零件的原料大多是粉料，同时陶瓷又是一种硬而脆的材料，因此，仪器中陶瓷零件的制造与普通陶瓷器的制造相似，多采用成形后再烧结的方法。常用的成形方法如下。4.4陶瓷零件加工4.4.1陶瓷零件的成形技术1．干压成形

干压成形又称为金属模压成形，这种方法类似于粉末冶金，是最常用的一种成形方法2．等静压成形

等静压成形是巴斯克原理（静压传递原理）的一种应用。图4-36所示为等静压成形法的原理。4.4陶瓷零件加工4.4.1陶瓷零件的成形技术图4-35热压工艺原理1—下模冲；2—被压制材料；3—模体；4—上模冲；5—隔热板；6—测温热电偶；7—加热器件；8—隔热板；9—下活动板图4-36等静压成形法原理1—上盖；2—排气口；3—高压容器；4—粉末；5—成形橡胶模；6—液体压力介质；7—液体压力介质加入口；8—下盖4.4陶瓷零件加工4.4.1陶瓷零件的成形技术3．注射成形注射成形类似塑料注射成形的方法。首先，在陶瓷粉料中加入约15%～30%质量百分数的热塑性石蜡、热塑性树脂等，用注射成形机把熔化的含蜡料浆在压力下注满金属型中，冷却后脱模得到坯件，之后再排蜡和烧结。4.4陶瓷零件加工4.4.2陶瓷零件的加工技术1．磨削2．研磨和抛光3．其他现代加工方法4.5金属零件成形4.5.1金属零件的液态成形1．熔模铸造（1）蜡模制造。（2）结壳。（3）脱蜡。（4）焙烧和浇注。熔模铸造广泛应用于仪器仪表、航空航天、机械、汽车、武器装备等行业。与其他铸造相比熔模铸造具有以下特点：①熔模铸件精度和表面质量比普通铸造高，尺寸精度一般可达IT11～IT13，表面粗糙度Ra为12.5～1.6μm，熔模铸造是一种近（净）成形的方法，加工余量小，甚至有些场合可以无需再加工。②熔模铸造可铸出形状复杂、并难于用其他方法加工成形的零件。铸件质量可以小至几克，壁厚薄至0.5mm，铸出孔径最小可达1mm。③用于各种合金材料，尤其适用于那些高熔点合金及难切削加工合金的铸造。④生产批量不受限制，单件、小批量、大批量生产均可。⑤但熔模铸造工序繁杂，生产周期长，铸件的尺寸和质量受到铸型（沙壳体）承载能力的限制（一般不超过25kg）。4.5金属零件成形熔模铸造工艺过程4.5金属零件成形4.5.1金属零件的液态成形2．压力铸造压力铸造是在压铸机上将熔融的金属在高压下快速压入金属型，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。4.5金属零件成形4.5.1金属零件的液态成形1）压力铸造的优点（1）压铸件的尺寸比普通铸件精度高，压铸件组织致密，可提高铸件的强度和表面硬度。（3）压铸件中便于嵌铸其他材料的零件，从而简化制造工艺，减少装配工时。（4）由于在高压下充填铸型，提高了液态金属的充型能力，故能压铸出形状较复杂的零件，如锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm，可铸出0.7mm的小孔。必要时用压铸工艺还可铸出螺纹、齿轮、花纹等。（5）生产效率高，4.5金属零件成形图4-39立式压铸机工作过程1—定型；2—压射活塞；3—动型4—下活塞；5—余料；6—压铸件；7—压室4.5金属零件成形4.5.1金属零件的液态成形2）压铸的缺点（1）压铸时，由于充型速度快，型腔中的空气很难完全排出，铸件表面下常有气孔等，所以压铸件不宜进行较大余量的加工，以免气孔暴露出来。同时，内含气孔的压铸件不能进行热处理。用昂贵，故不宜小批量生产。（3）压铸设备和压铸型费（2）压铸的合金种类因模具寿命而受到限制4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形塑性成形是金属材料成形方法之一。它是对金属材料施加外力作用，利用金属的塑性使其产生塑性变形，从而获得具有一定的形状、尺寸、组织和性能的工件的加工方法，也称为塑性加工或压力加工。4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形图4-40塑性成形的基本方法1．锻造锻造是塑性体积成形工艺，近代的精密锻造工艺是在古老的自由锻造的基础上发展起来的。4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形精密锻造具有以下特点：（1）材料利用率高。致性好（2）产品的精度较高，尺寸一（3）锻造可使金属晶粒细化，能提高锻件的力学性能（4）劳动生产率高。（5）由于精密锻造所用模具的制造成本较高，故只有在生产批量较大时，经济上才有利。仪器仪表元器件制造中常用的精密锻造工艺有精密模锻、摆动碾压、液态模锻、粉末锻造、冷挤压、精压、闭塞式模锻等。4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形1）精密模锻（1）工艺过程。（2）精密模锻工艺特点。2）摆动碾压4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形3）液态模锻液态模锻实际上是铸造和锻造工艺的组合，是把液态金属直接浇入金属模内，然后在一定时间内以一定的压力作用于液态（或半液态）金属上，使之成形，并在此压力下结晶和塑性流动。（1）液态模锻的工艺过程。（2）液态模锻工艺的主要特点。4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形（1）液态模 锻的工艺过程。图4-44液态模锻的工艺过程4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形（2）液态模锻工艺的主要特点。①在成形过程中，液态金属在压力下完成结晶凝固。②已凝固的金属在压力作用下，产生塑性变形，使制件外侧壁紧贴模膛壁，液态金属自始至终获得等静压。③液态模锻对材料的选择范围很宽，铝、铜等有色金属，以及黑色金属的液态模锻已大量用于实际生产中。4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形4）粉末锻造（1）粉末锻造的原理。（2）粉末锻造的优点。5）冷挤压6）精压7）闭塞式模锻图4-45粉末锻造的工序图4-46冷挤压的基本类型1—凹模；2—凸模；3—工件4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形2．冲压冲压是通过冲压模具使板料产生分离或变形以获得零件制品的工艺方法。由于冲压通常在冷态下进行，所以也称为冷冲压。4.5金属零件成形4.5.2金属材料的塑性成形精密冲压的基本工序可分为分离工序（主要是精密冲裁）和成形（变形）工序两大类1）精密冲裁2）精密冲压中的成形工序3）精密冲压工艺的新进展（1）精密冲裁复合工艺。（2）FCF工艺。4.5金属零件成形图4-47精压分类和精压原理图4-48锥形齿轮的闭塞式模锻过程图4-49V形环齿圈压板的精密冲裁图4-50小间隙、圆角刃口冲裁4.5金属零件成形图4-51冲裁-压沉孔复合工艺图4-52FCF工艺加工法制作零件4.6连接工艺仪器制造中常用的连接方法有焊接、胶接与机械连接（铆接、螺纹连接）。三种连接可以单独使用，也可以组合使用。不论是哪种连接，连接的目的都是为了使仪器易于制造、装配和修理，并降低制造成本。4.6连接工艺4.6.1焊接工艺焊接工艺作为永久性的连接工艺可以加工制造其他方法难以或无法制造的一些特殊形状的零件。目前，已经发展了多种不同的焊接方法，可以归纳为熔焊、压焊和钎焊三大类。1．熔焊熔焊（熔化焊）是利用外加热源使焊件局部加热至熔化状态（一般还同时熔入填充金属），然后冷却结晶使被焊件连成一体的焊接方法，如手工电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护焊、电渣焊等。熔焊：是焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压完成焊接的方法。在加热的条件下增强了金属的原子动能，促进原子间的相互扩散，当被焊金属加热至溶化状态形成液体熔池时，原子之间可以充分扩散和紧密接触，因此冷却凝固后，即形成牢固的焊接接头（可用冰作比喻）。常见的有气焊、电弧焊、电渣焊、气体保护焊等都属于熔焊的方法。图4-53钨极惰性气体保护电弧焊1—喷嘴；2—钨极；3—电弧；4—焊缝；

5—工件；6—熔池；7—填充焊丝；8—惰性气体熔焊1、气焊：利用氧乙炔或其他气体火焰加热母材和填充金属，达到焊接目的。火焰温度为3000℃左右。适用于较薄工件，小口径管道、有色金属铸铁、钎焊。2、手工电弧焊：利用电弧作为热源熔化焊条与母材形成焊缝的手工操作焊接方法，电弧温度在6000-8000℃左右。适用于黑色金属及某些有色金属焊接，应用范围广，尤其适用于短焊缝，不规则焊缝。3、埋弧焊：(分自