机械制造基本工艺基础教案

绪论一、机械制造工艺机械制造工艺是各种机械制造办法和过程总称。制造办法：热加工办法铸、锻、焊冷加工办法机床切削组装实验钳工装配、实验学习本课就是理解整个机械制造中各种机械加工办法工艺过程。二、课程性质和任务本课性质是技校机械类专业一门专业基本课。重要内容涉及：毛坯制造工艺（俗称热加工工艺）零件切削加工工艺（俗称冷加工工艺）机械加工工艺规程制定（编写工艺文献：依照零件图样进行工艺分析，制定加工工序、工步。）装配（将合格零件装配成成品工艺过程）学习本课基本规定：（1）以机械制造工艺过程为主线，理解毛坯制造（铸、锻、焊）零件切削加工（车、铣、刨、磨）各重要工种工作内容、工作特点、工艺装备和应用范畴等基本知识。（2）普通理解各工种重要设备（涉及附件、工具）基本工作原理和使用范畴。（3）初步掌握选取毛坯和零件加工办法基本知识。（形状复杂宜选用铸件毛坯，强度规定高宜选用锻件毛坯）初步掌握拟定常用典型零件加工工艺过程基本知识。（典型零件：轴类、套类、齿轮、箱体等）理解装配基本知识和典型机械、部件装配办法。三、生产过程概述1、生产过程与工艺过程（1）生产过程将原材料转变为成品全过程叫生产过程。金属材料铸、锻、焊毛坯切削、热解决零件装配、实验机械（成品）生产过程涉及：生产准备过程（设计、编写工艺规程、制定材料设备采购筹划、制定生产筹划等）工艺过程（需要各工种工序工艺过程）生产辅助过程（原材料购买、运送保管、成本核算、销售服务）（2）工艺过程变化生产对象形状、尺寸及相对位置和性质，使其成为成品或半成品过程。涉及：毛坯制造、零件加工、产品组装。（工艺过程实际就是零件及产品制造过程，它是直接作用于生产对象加工过程，在整个生产过程中，它是一种重要某些）2、工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作办法工艺文献。1）工艺规程中惯用文献形式：（有如下两种）机械加工工艺过程卡片零件从毛坯到成品需安排工艺过程。机械加工工序卡片某一工艺过程加工工序（粗、精加工工序）2）工艺规程作用：（见P3、）3）工艺规程重要性：工艺规程是工艺过程书面文献，在生产中有着极其重要作用。在正常条件下，必要按照工艺规程组织生产，以建立和保持正常生产秩序。工艺规程是各项生产组织和管理工作基本根据，是全体关于生产人员必要认真贯彻和严格执行纪律性文献。第一章、锻造§1—1、概述将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能铸件办法称为锻造。锻造所得到金属工件或毛坯称为铸件。一、锻造分类依照生产办法不同，锻造可分为砂型锻造和特种锻造两大类。1、砂型锻造用型砂紧实成形锻造办法。湿砂型锻造（潮模锻造）干砂型锻造（干模锻造）挂图解析砂型锻造工艺过程。2、特种锻造普通称砂型锻造以外其他锻造办法为特种锻造。金属型锻造：将熔融金属浇入金属铸型获得铸件办法。压力锻造：使熔融金属在高压下充型、凝固锻造办法。离心锻造：运用离心力浇铸铸件办法溶模锻造：（蜡模锻造、失蜡锻造）运用蜡料制成模样，再在模样上包覆耐火材料浸入水玻璃石英粉涂料，撒上石英砂，浸入氧化铵溶液中硬化，如此重复，制成型壳，再将型壳加热，熔出蜡模，得到空腔型壳然后进行浇铸办法。二、锻造特点（P5）长处：可获得各种复杂外形及内腔铸件。（各种箱体、床身、机架、汽缸体等）铸件尺寸与质量几乎不受限制。（小至几毫米、几克金银饰品，大至十几米、几百吨铸件均可锻造）可锻造任何金属和合金铸件。（4）铸件成本低廉。（指普通锻造：原材料来源广泛、生产设备简朴）（5）铸件形状、尺寸与零件接近，可减小切削加工工作量，并可节约大量金属材料。（以齿轮加工为例解析：圆钢毛坯、铸件毛坯）由于锻造具备上述长处，因此，锻造工艺被广泛应用于机械零件毛坯制造，在各种机械和设备中，铸件所占比重是非常大。铸件在各种机械设备中质量比：（1）各种农业机械达40％～70％（2）普通机床、内燃机达70％～80％（3）重型机械设备高达90％由此可见锻造在机械制造中地位是非常显赫，素有“机械之母”称号。缺陷：锻造生产工艺繁多，工艺过程较难控制，铸件易产生缺陷。尺寸均一性差，精度低。（给毛坯加工带来一定困难，需找正基准）内在质量差，承载能力不及锻件。工作环境差，温度高，粉尘多，劳动强度大。小结：作业布置：§1—2、砂型制作一、造型材料和砂型1．造型材料造型材料是制作砂型和砂芯基本材料。普通由如下材料配制而成：砂硅砂：经筛洗目数符合规定（粒度为0.075～1mm）硅砂。旧砂：使用过型砂。黏土颗粒不大于2um黏性粉土。黏结剂无机黏结剂：水玻璃、澎润土等。有机黏结剂：干性油（桐油）淀粉、纸浆残液等。黏结剂作用：使型砂、芯砂具备一定强度和可塑性。附加物烟煤粉、锯末屑等。烟煤粉作用：可防止铸件表面粘砂保证铸件表面光洁。锯木屑作用：可改进砂型和砂芯透气性和退让性，保证锻造工艺性。将以上材料按一定比例，经搅拌碾压混制而成。2．型砂和芯砂型砂按一定比例配合造型材料，通过混制，符合造型规定混合料称为型砂。（用于制作砂型砂料）芯砂按一定比例配合造型材料，通过混制，符合造芯规定混合料称为芯砂。（用于制作芯型砂料）由于砂型在浇注和凝固过程中要经受熔融金属冲刷、静压力和高温作用，型芯则还要承受凝固收缩时压力，因而规定型砂在物理上应具备如下几方面规定：可塑性好，易于成形。（有助于型腔清晰）强度高。（能承受铁水冲击压力，不致砂型毁坏，避免铸件产生夹砂、结疤、砂眼等缺陷。）耐火性好（不易软化，熔融烧结；避免铸件表面粘砂，导致清理、切削困难。）透气性好（能使浇注时产气愤体迅速排出。）退让性好（能使铸件收缩时产生内应力得到一定释放，避免铸件产生变形和裂纹。）在以上特性中，芯砂比型砂规定更高。（以芯砂工作条件解析）3．砂型定义：用型砂制成，涉及形成铸件形状空腔、型芯和浇冒口系统组合整体称为砂型。砂型制作是砂型锻造工艺工程中重要工序。（俗称造型工序）砂型制作材料及工艺装备：造型材料（型砂）：面砂、背砂、用于潮模造型。配制砂用于干模造型。砂箱：由生铁铸成，用于支撑砂型。模样：木制模样、铝制模样、用于造型。芯盒：木制芯盒、铝制芯盒、用于造芯。二、模样、芯盒1．模样与芯盒模样用木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔工艺装备。（金属模样惯用于大批量生产中铸件）芯盒制造型芯或其他耐火材料芯所用装备（依照铸件内部形状尺寸设计制造）2．制造模样与芯盒注意要点：（P7）（1）分型面（分型面是指铸型组元之间结合面。图例示意）选取分型面时，应使分型面具备最大水平投影尺寸（这样便于铸型组合）并应尽量满足浇注位置规定（便于浇注）同步应考虑造型时起模以便，简化造型工艺。要点：分型面应尽量为平面，不用或少用曲面。（这样可以简化造型工艺，便于造型和铸型组合）分型面数量应尽量少。（分型面过多会使铸型不紧凑，影响浇注工艺性）分型面应能使整个铸件或铸件重要表面、基准面都在铸型同一组元内（最佳将整个铸件都设立在下型之内，这样能保证铸件尺寸和形状完整性和精确性。）分型面选取应避开活块、减少型芯或使型芯安顿以便、稳固（2）收缩余量：依照金属收缩率，恰当增大铸件体积尺寸。（3）加工余量：依照零件公差尺寸恰当增大加工尺寸。（普通指铸件加工面尺寸，普通小型铸件加工余量为2~6mm）（4）起模斜度：便于造型时模样取出。普通α=0.50～30（见P8、图1-5）（5）锻造圆角：重要为以便取模或脱模设立（见P8、图1-6）（6）设立芯头：模样上突出某些，造型后形成芯座，用于放置砂芯。三、造型定义：用造型混合料（型砂或石英耐火材料）及模样等工艺装备制造铸型工艺过程称为造型。造型分为：手工造型、机器造型和自动化造型。1、手工造型所有用手工或手动工具完毕造型工序。特点：造型办法简便，工艺装备简朴（简朴修型工具、杵砂杆等）适应性强（适应各种锻造生产，特别是大型、复杂铸件生产）缺陷：生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳定。手工造型涉及：有箱造型（干砂型）整体模造型：模样无分面模（合用于形状简朴铸件）分开模造型：模样有分面模（合用于形状复杂铸件）（据P9、图1-9、1-10、解析）脱箱造型（见P10、图1-11）特点：可用一种砂箱造出许多铸型。（普通用于批量较大小型铸件锻造，可节约砂箱制作且造型以便。）地坑造型（见P10、图1-12）特点：运用地坑造型，主体铸型不用砂箱，（只用上砂箱）且铸件形体尺寸不受限制。（重要用于大、中型铸件单间生产。）刮板造型（见P11、图1-13）特点：可以节约制作模样材料和工时，缩短生产准备时间。（重要用于尺寸较大回转体铸件生产。如：带轮、齿轮、飞轮等。）手工造型工艺过程：安放模样、下砂箱填砂杵砂刮平翻箱修整分型面、（注意撒上隔离干砂）安放浇口棒和上砂箱填砂杵砂刮平、打定位销孔、取出浇、冒口棒、分型脱模修模涂料烘干。2、机器造型和自动化造型机器造型用机器完毕紧砂和起模或至少完毕紧砂操作造型工序。自动化造型所有造型工序基本不需人力完毕造型过程。特点：生产效率高，可改进劳动条件。提高铸件精度和表面质量。（因采用精度较高金属模样）适应大批量生产和流水线生产。但是，其设备、工艺装备投资较大，且锻造适应范畴小。四、造芯制造型芯过程称造芯。型芯是为获得铸件内孔或局部外形，用芯砂或其她耐火材料制成安放在铸型内部铸型组元。造芯可分为手工造芯和机器造芯手工造芯运用芯盒造芯，型芯质量不稳定。适应单件、小批量生产。（普通与手工造型配合）机器造芯造芯机造芯，型芯质量好，适应于大批量生产。（普通与机器造型配合）手工造芯工艺过程：紧固芯盒填砂置入芯骨杵紧型砂撤芯盒修型涂料烘干。五、浇注系统1、浇注系统简称浇口。作用：（1）保证熔融金属平稳、均匀、持续地布满型腔。（2）制止熔渣、气体和砂粒随熔融金属进入型腔。（3）控制铸件凝固顺序。浇注系统构成：浇口杯漏斗形外浇口。能缓和熔融金属对铸型冲击，并使熔渣、杂质上浮，起挡渣作用。直浇道浇注系统中垂直通道。可调节铁水流入型腔速度和压力，直浇道越高，浇注流速越快压力越大。横浇道浇注系统中水平通道。其截面多为梯形，用以分派熔融金属流入内浇道。内浇道浇注系统中，引导液态金属进入型腔通道，用以控制熔融金属流动速度和方向。开设浇注系统规定：普通情形下，直浇道截面应不不大于横浇道截面，横浇道截面应不不大于内浇道截面这样能形成压差，以保证熔融金属布满浇道，并使熔渣浮集在浇道上部，起挡渣作用。2、冒口冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属空腔。除补缩外，还起排气和集渣作用。普通设立在铸件最高处和最厚处。（设立在高处是为了便于浇注时能顺利排气、排渣；设立在最厚处有助于冒口清理时避免损伤铸件体。）六、合型将铸型各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一种完整铸型操作过程称为合型。合型时应注意：1）合型时应对砂型和型芯质量进行检查，若有损坏，需要进行修理；为检查型腔顶面与型芯顶面之间距离，需要进行试合型（也叫验型）。2）合型时，要保证铸型型腔几何形状和尺寸精确及型芯稳固。3）合型后，上、下型应用夹具夹紧或在铸型上放置压铁，以防止浇注时上型被熔融金属顶起，导致抬箱、射箱（熔融金属流出箱外）或跑火（着火气体逸出箱外）等事故合型工艺过程：补型安顿型芯试合型检查调节清洁型腔合型夹装或放置压铁小结：作业布置：§1—3、浇注、落砂和清理一、浇注定义：将熔融金属从浇包注入铸型操作称为浇注。1．浇包浇包是用来容纳、输送和浇注熔融金属用容器。构造：由钢板焊制或铆制，内衬耐火材料而成。（挂图简介几种惯用浇包：P14、图1-19）a)握包用手掌握小型浇包，用于小型铸件浇注。b)抬包双人或多人抬浇浇包，用于小型或中型铸件浇注。c)吊包用起重行车吊浇大型浇包，用于大型铸件浇注或输送熔融金属供抬包浇注。为了获得优质铸件，除对的造型，熔炼合格锻造合金溶液外；浇注温度高低以及浇注速度快慢也是影响铸件质量重要因素。2．浇注温度和浇注速度浇注温度熔融金属浇入铸型时所测得温度。（举例解析温度影响）灰铸铁浇注温度普通在13400黄铜10600青铜12000浇注速度单位时间浇入铸型中金属液质量。（用kg/s表达）普通依照铸件大小，凭感觉控制。浇注要点：（1）除渣将金属液表面熔渣除尽。（2）浇注时，须使浇口杯保持布满，不容许半途浇注中断。（3）防止飞溅和漫溢。（规定浇注精确，收水及时）二、落砂和清理1、落砂（清砂）用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开操作。手工落砂机械落砂注意：落砂应在铸件充分冷却后进行，过早落砂，会因铸件冷却太快而使其内应力增长，导致变形开裂。干砂型（特别是大型）浇注，冷却时间需长些；湿砂型浇注，所需冷却时间短些。2、清理（清产）落砂后从铸件表面清除粘砂、型砂、多余金属（冒口、飞翅、氧化皮）过程。浇冒口清理铸铁件：可用铁锤敲除；铸钢件：可用气割切除；有色金属：可用锯除法。2）飞翅（飞边）清理垂直于铸件表面上厚薄不均薄片状突起物。（普通出当前铸件分型面和芯头部位）较大飞翅和毛刺可用錾子或移动式砂轮机清理；较小飞翅和毛刺可用铁锤直接敲除。3）粘砂清理：大型铸件可采用水力清砂、喷砂清理；小型大批量铸件普通用专用清理设备清理。4）精整：将清理后铸件进行打磨、矫正、上底漆。三、铸件外观检查及缺陷铸件经落砂、清理后应进行质量检查。普通铸件均需进行外观质量检查，重要铸件还需进行内在质量检查和使用质量检查。铸件外观质量表面粗糙度：应达到图样上给定用不去除材料获得表面粗糙度规定。表面缺陷：夹砂、结疤、皱皮、缩陷应不影响切削工艺。尺寸公差、形状偏差、质量偏差等应符合技术规定。铸件内在质量化学成分：铁、硅、锰、硫、磷含量与否符合规定；力学性能：强度、塑性、硬度、韧性以及抗疲劳强度与否符合规定；金相组织：灰铸铁中石墨以片状形态存在，断口呈灰色；球墨铸铁石墨呈球状。（内在质量普通通过实验和金相分析检测）内部孔洞、裂纹、夹杂物缺陷：通过无损探伤法检测。使用质量在强力、高速、磨耗、腐蚀、高热等不同条件下工作性能；切削性能、焊接性能、运转性能。铸件缺陷（挂图解析）（1）气孔特点：存在于铸件内部（接近上表面）孔壁较光滑，呈梨形、圆形或椭圆形；大孔孤立存在，小孔则成群浮现。因素：砂型中水分过多、发气性物质配比过高、浇注速度过快（型腔中气体来不及排出）（2）缩孔特点：出当前铸件最后凝固部位（中间部位）其孔壁形状不规则，孔壁粗糙并带有枝状晶。因素：浇注时补缩不良导致。（铸件断面浮现分散而微小缩孔称为缩松；有缩松缺陷部位，在气密性实验时也许浮现渗漏现象。）（3）砂眼特点：铸件内部或表面带有砂粒孔洞。因素：型砂强度不够、砂型紧实度局限性、浇注速度太快。（4）粘砂特点：铸件某些或整个表面粘附一层砂粒和金属机械混合物（芯骨材料）或由金属氧化物、砂子和黏土互相作用而生成低熔点化合物。因素：型砂耐火性差或浇注温度过高。（5）裂纹特点：铸件表面或内部形成开裂。因素：铸件壁厚相差大；（应缓慢冷却，避免过早落砂）浇注系统开设不当；（应开设在铸件较厚处）砂型与砂芯退让性差。（增强型砂或芯砂退让性）这些缺陷使铸件在收缩时产生较大应力从而导致开裂。小结：作业布置：§1—4、特种锻造简介一、金属型锻造定义：通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获得铸件办法。金属型普通用灰铸铁或铸钢制成，尺寸精度高。型心可用：砂芯（因砂芯耐火性好惯用于高熔点合金铸件）金属芯（惯用于有色金属铸件）与砂型锻造比较，金属型锻造有如下特点：可多次使用，浇注次数可达数万次而不损坏。尺寸精度高（IT12～IT10），表面粗糙度Ra可达（12.5～6.3）可使铸件形状，尺寸精确、表面光洁。传热迅速，铸件冷却速度快，因而铸件结晶晶粒细，力学性能好。（此特性只适合非铁合金铸件，有细化组织作用。锻造灰铸铁则易出白口）白口铁一种断口呈银白色，性能既脆又硬，切削性能极差铸铁。生产率高，无粉尘，劳动条件比砂型锻造好。但设计、制造、使用及维护规定高，制导致本高；生产准备时间长。（这是金属型比较砂型成本高地方）金属型重要应用于非铁合金铸件大批量生产，其铸件不适当过大，形状不能太复杂，壁不能太薄；因此金属型锻造有一定局限性。二、压力锻造（压铸）定义：使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固锻造办法。重要由压铸机完毕压铸充型过程。（据图解析压铸机工作原理）压铸机重要由压射装置和合型机构构成。（P17、图）类型按铸型与否预热分为：冷室压铸机适应于非铁合金压铸。（如：锌、铝、镁、铜等有色金属）热室压铸机适应于铁合金压铸。（如：铸铁、碳素钢、合金钢等）按压射冲头位置分为：立式、卧式两种。压铸特点：可以锻造形状复杂薄壁铸件。因铸件在高压下充型、凝固、可消除铸件在凝固收缩时应力作用。铸件质量高，强度和硬度都较砂型和金属型铸件高。尺寸精度可达IT12～IT10，Ra可达3.2～0.8。（这也是压铸收缩影响小原故）生产率高，成本低，容易实现自动化生产。但压铸机投资大，铸型制造复杂，生产周期长，费用高。压力锻造是实现少切削或无切削锻造工艺，压铸产品可一次成型不必加工。重要用于锌、铝、镁、铜等有色金属中、小型薄壁铸件大批量生产。三、离心锻造定义：使熔融金属浇入绕水平轴、倾斜轴或立轴旋转铸型，在惯性力作用下，凝固成形铸件轴线与旋转铸型轴线重叠。这种锻造办法称为离心锻造。特点：用金属型或砂型，在离心作用下浇注成型。铸件组织细密，无气孔、缩孔、夹渣等缺陷。设备简朴，成本低，生产率高。但内表层余量大，机械加工量大。（这是由于在离心力作用下，金属液中熔渣、杂质都积聚在铸件内表面，因而，内表层加工余量普通都比较大。）应用：重要用于空心回转体铸件单件、成批、大量生产。（例：轴套、珐琅套等）还可进行双金属衬套（铜、铝合金衬套）轴瓦锻造。四、熔模锻造定义：用易熔材料制成摸样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，然后进行浇注锻造办法称为熔摸锻造。也称失蜡锻造。（据图解析熔模锻造法工艺过程）熔模锻造特点：可以制造形状很复杂铸件。由于形状复杂整体蜡模可以由若干形状简朴蜡模单元组合而成。铸件尺寸精度高（IT12～IT9）Ra值可达（12.5～1.6）适应性广，既可浇注低熔点有色合金铸件，也可生产高熔点金属铸件。因型壳由石英耐火材料构成，耐火性比普通型砂要好。但生产工艺复杂，生产周期长，成本较高，且铸件质量不能太大。应用：重要用于锻造各种形状复杂精密小型零件毛坯。小结：作业布置：P191、2、10、任务二锻造锻造是指在加压设备及工（模）具作用下，使坯料或铸锭产生局部或所有塑性变形，以便获得一定几何尺寸、形状和质量锻件加工办法。锻件则是指金属材料经锻造变形而得到工件毛坯。锻造从本质上讲就是运用固态金属塑性变形能力实现成形加工。锻造特点和分类1、特点：锻件组织性能好。（通过锻造可以改进金属内部组织，提高金属力学性能。经锻造金属其内部结晶组织晶粒更加细密）成形困难且适应性差（这是由于锻造时金属塑性流动类似于锻造时熔融金属流动，但固态金属塑性流动必要在施加外力条件下，采用加热等工艺办法才干实现。因而，塑性差金属材料（如灰铸铁）是不能进行锻造，并且形状较复杂锻件也难以锻导致形。特别是不能锻造内部形状复杂锻件。）成本较高（由于锻导致形相对锻造来说困难得多，锻件毛坯与零件形状相差较大，材料运用率较低；并且锻造设备投资成本较高，故锻件成本普通比铸件要高。2、分类：依照成形方式不同分为（1）自由锻（按工件所受作用力来源不同又分为）手工自由锻应用铁砧、手锤等简易工具手工锻造，效率低，劳动强度大。机器自由锻应用锻造设备气锤等进行自由锻造，效率高，劳动强度改进。（机器自由锻是自由锻重要生产办法。）（2）模型锻（模锻）（按使用锻造设备不同又分为）胎膜锻使用自由锻设备进行锻造。模具不与设备装在一起，只在使用时才将模具放在设备下砧上。模锻使用专门模锻设备进行锻造。（如：模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机、模锻水压机等；）模具是分别装在锤头和砧座上。一、自由锻自由锻定义：自由锻是指运用冲击力或压力使高温金属坯料在上、下两个铁砧之间受力向各个方向自由流动产生变形，从而得到所需要形状、尺寸锻件一种工艺办法。自由锻特点：锻件精度不高，形状简朴。（重要锻造杆类零件毛坯和盘饼类零件毛坯）其形状和尺寸普通通过操作者使用通用工具来保证。重要用于多品种，或单件、小批量锻件生产。对于大型及特大型锻件，自由锻也是唯一有效办法。由于模锻有一定局限性。可以说：在锻造工艺中，自由锻是应用最多和最普遍锻造办法。1．自由锻设备1、空气锤以压缩空气为工作介质，驱动锤头上下运动打击锻件，使其获得塑性变形锻锤。（椐图解析气锤构造及工作原理）空气锤吨位以落下某些质量表达：惯用吨位有：0.15～0.75t（150～750kg）尚有1～5t重要合用于中小型锻件生产。在空气锤上进行自由锻时，应依照锻件体积大小和质量，合理选用锻造设备。设备吨位太小会导致锻不透，生产效率低。吨位太大则导致动力挥霍，增长锻导致本。2、水压机以水作为工作介质传递能量机器。工作时以静压力作用在锻件上，使其发生变形。水压机吨位是以上砧块最大工作压力来表达。惯用吨位有500～1t重要用于大型和特大型锻件生产。（椐图解析水压机工作原理见：P21、图2—6）2．自由锻工序自由锻工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序三大类1）基本工序有：镦粗、拔长、冲孔、切割等。（1）镦粗和局部镦粗定义：使毛坯高度减小，横断面积增大锻造工序称为镦粗。镦粗普通用来制造齿轮毛坯或盘饼类毛坯。为防止坯料镦粗时产生轴弯曲，镦粗某些高度应不不不大于坯料直径2.5～3倍。50＜150在坯料上某一某些进行镦粗叫局部镦粗。局部镦粗只需加热需镦粗某些，然后运用垫环锻压镦粗某些。（见P9表1.1图）（2）拔长、芯棒拔长和扩孔使毛坯横断面积减小、长度增长锻造工序为拔长。减小空心毛坯壁厚，而增长其内外径锻造工序为扩孔。（挂图解析）拔长重要用于锻造杆轴类零件或空心轴类零件拔长，扩孔则用于空心类零件孔径扩大。（3）冲孔在坯料上冲出透孔或不透孔锻造工序。双面冲孔单面冲孔（P23、图2—11、12）用于锻造环套类零件和齿轮坯件轴孔冲制。（4）弯形采用一定工模具，将锻件弯制成所需形状变形工序自由弯形成形弯形（P23、图2—13）适应于锻造吊钩，弯板、角尺等零件（5）切割运用剁子将坯料切断或某些割开锻造工序单面切割双面切割（P23～24、图2—15）用于切除锻件料头、分段、劈缝或切割成所需形状等。（6）错移以坯料轴线为基准，将坯料一某些相对另一某些平移错开锻造工序。用于锻造曲轴类零件（7）扭转将坯料一某些相对另一某些绕其轴线旋转一定角度锻造工序。用于锻造相错轴连杆类零件或扭曲类零件。2）辅助工序是指协助基本工序操作时所采用某些工序办法。如压钳口、（锻造时由助手压制钳口位置避免打偏）压肩、钢锭倒棱等。3）精整工序是以减少锻件锻件表面缺陷而进行工序。例如用整形模对锻件校正整形等。小结：作业布置：二、模锻模锻是使金属坯料在锻模模膛内一次或多次承受冲击力或压力作用，而被迫流动成形锻造办法。由于模膛对金属坯料流动限制，最后被锻成与模膛形状相符锻件。模锻重要特点：（见P10、共六点，逐条解析）模锻按使用设备不同分为锤上模锻和胎模锻两种。1．锤上模锻定义：用专用模锻设备进行锻造办法。锤上模锻所使用专用模锻设备有：模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机、模锻水压力等。锤上模锻最大特点就是其锻模是紧固在锤头（或滑块）与砧座（或工作台）上，（见P11、图1.13）锤头沿导向性良好导轨运动，砧座普通与模锻设备机架连接成整体。锤上模锻所使用锻模较普通胎模更复杂、精密。（见P11、图1.14）锻模模膛分为：制坯模膛完毕坯料拔长、滚挤、弯形。模锻模膛完毕预缎和终锻。2．胎模锻定义：在自由锻设备上使用可移动胎模具生产模锻件一种锻造办法。胎模锻所使用坯料必要先经自由锻制成粗坯，再在模锻中终锻成形。由于胎模可以移动，一台自由锻设备可用各种不同形状胎模锻造各种不同形状尺寸模锻件。因而，胎模锻既具备自由锻简朴、灵活特点又具备模锻能锻造形状复杂，尺寸精确锻件长处。合用于小批量生产中用自由锻成形困难，模锻又不经济复杂形状锻件锻造。胎模锻特点：（见P11、共六点）逐条解析2）胎模分类：制坯整形模（摔模）用于回转体轴类坯件制坯、整形、拔长、校正。成形模：扣模用于非回转体杆料制坯、弯形或终锻成形（三棱条等）套模分为开式、（只有下模）闭式（由凸模凹模构成）用于回转体齿轮坯件制坯成形。合模由上下模及导向装置（定位销）构成用于形状复杂非回转体锻件成形。切边冲孔模由冲头、垫环构成。用于切除坯件飞边或坯件冲孔。任务三板料冲压板料冲压是指运用冲压设备使板料经分离或成形而得到制件加工办法。一、冲压设备最常用冲压设备有机械压力机和剪切机。1、机械压力机（冲床）2、剪切机（剪扳机）挂图解析其工作原理二、冲压基本工序1、分离工序：使板料一某些和另一某些分开工序。（涉及冲裁和切断）冲裁运用冲模将板料以封闭轮廓与坯料分离一种冲压办法。涉及落料和冲孔落料是运用冲裁获取制件或坯料办法，其冲落某些为制件或坯料。冲孔是将冲压坯内材料以封闭轮廓分离出来，得到带孔制件冲压办法，其冲落某些为废料。冲裁时，板料变形过程分为三个阶段：（见P13、图1.16所示）（1）弹性变形阶段就是在凸模接触板料时，板料产生弹性压缩及弯曲变形。此时凹模上板料会向上翘起，凸凹模间隙越大，上翘现象会越严重。（冲裁效果也会越差）塑性变形阶段凸模继续压入，当材料应力达到屈服点时开始产生塑性变形。随着凸模压入深度增长，塑性变形限度愈大，此时，凸凹模刃口处材料硬化加剧，产生微裂状态。断裂分离阶段刃口处上、下微裂纹在凸模继续施压下，向材料内部扩展并重叠，使板料被剪切分离。2、成形工序：使板料发生塑性变形，以获得规定形状工件工序。（涉及弯形和拉深）弯形将板料在弯矩作用下弯成具备一定曲率和角度制件成形办法。弯形工艺特点：（P13）弯形时，坯料内侧受压缩，处在压应力状态，外侧受拉伸，处在拉应力状态。当外侧拉应力超过材料抗拉强度时，将产生弯裂现象。坯料越厚且弯形半径越小，坯料承受压缩和拉伸应力越大，坯料越容易弯裂。为防止坯料弯形时产生弯裂，应采用三个方面工艺办法：=1\*GB3①控制相对弯形半径r/t（即：弯形件内表面圆角半径与材料厚度比值）弯形半径愈小，弯形变形限度愈大，弯形件外侧愈易弯裂。为防止弯裂，普通规定弯曲模弯形半径要不不大于限定最小弯形半径rmin普通取（0.25～1）t（材料越厚相对弯形半径应大些，反之可小些；塑性好热轧板或经退火材料，弯形半径可小些；塑性差冷轧板弯形半径应大些。）=2\*GB3②对的截取弯形用板料裁料时，板料纤维方向与弯形时拉、压应力方向应尽量一致。即：板料弯形曲线应与板料纤维方向垂直或成450（画图例解析）若弯曲线与纤维方向平行，则规定该处弯形半径应比正常值大一倍以上。例：2mm钢板正常最小弯形半径为2.5，若弯曲线与纤维方向平行，则其最小弯形半径应≥5=3\*GB3③凸模和凹模工作部位应设计合理圆角（普通按弯形半径合理设立）弯形后零件还容易产生回弹和偏移。回弹是指弯形时，当外力去除后，由于弹性变形回答，会使零件弯曲角增大，此现象称为回弹。（弯形零件回弹势必影响零件尺寸和形状精度。）为防止回弹影响弯形零件尺寸和形状精度，在设计模具时应考虑其曲率角度应比零件角度小一种回弹角。普通回弹角为0～100偏移是指坯料沿凹模圆角变形时，由于坯料受到不同摩擦阻力影响而产生向左或向右偏移现象。普通可运用零件上工艺孔进行压延定位，或运用压料装置进行限位消除偏移现象。（3）拉深变形区在一拉一压应力状态作用下，使板料成形为空心件，而厚度基本不变加工办法。拉深工艺特点分析：（P13、14）=1\*GB3①拉深模与冲裁模不同，拉深模具备一定圆角而不是锋利刃口，且凸凹模之间单边间隙普通都稍不不大于板料厚度。（可保证板料拉深成形而不被剪切）=2\*GB3②拉深件容易产生起皱和拉裂缺陷拉裂普通发生在拉深件侧壁和底部过渡圆角处；起皱多发生在拉深件顶部环口法兰面。重要是由于拉深过程拉应力超过材料抗拉强度引起拉裂，或因法兰某些受切向压应力挤压作用引起波纹皱褶现象。防止拉深件缺陷，应采用如下工艺办法：（见P14、共六点）对的选取拉深系数。（拉深系数是指拉深件直径与坯料直径比值）普通不应不大于0.5～0.8塑性好坯料可取下限值。对于变形量大拉深件应采用多次拉深（防止一次拉深引起变形过大导致拉伤）合理设计凸凹模圆角半径。（钢制拉深件凹模取：r凹=10t(t为板料厚度)凸模取凹模0.6～1倍圆角半径r凸=（0.6～1）r凹凸模与凹模之间应留有略不不大于板料厚度间歇。普通取Z=（1.1～1.2）t拉深前应对模具进行润滑。以减少拉伸应力作用同步减少模具磨损。为防止拉深中浮现起皱现象，可通过设立压力圈办法解决。小结：作业布置：任务五焊接焊接是指通过加热或加压或两者并用，并使用（或不使用）填充材料，使连接件达到原子间结合一种加工办法。焊接是一种不可拆永久性连接金属工艺办法，它不但可以连接各种同质金属，也可以连接不同质金属。由焊接办法连接组件称为焊件。焊接长处：（与其她金属连接办法（如铆接）比较，焊接具备如下长处）（1）可以节约材料和工时，减轻构造重量。（依照铆接与焊接方式解析）（2）焊接接头致密性好，可以制造密封容器，以及双金属构造件（可将不同金属焊合一起）（3）生产率高，便于机械化。自动化生产（如特种焊接：埋弧焊、电阻焊等）但是，由于焊接过程是局部加热与冷却过程，焊件容易产生焊接应力，形成变形及有关焊接缺陷，有些金属焊接，还规定有比较复杂工艺办法才干保证其焊接质量（例如铝金属普通焊接工艺是不能保证其焊接质量）焊接应用：焊接在当代工业生产中有着广泛应用。如：船舶、化工容器、建筑构件、桥梁以及航空、航天、电子工业等领域都离不开焊接。焊接分类按焊接过程中被焊金属所处状态不同分为：熔焊是将待焊处母材金属熔化以形成焊缝焊接办法。常用有：气焊运用气体火焰作热源熔焊办法。电弧焊运用电弧作热源熔焊办法。压焊是焊接过程中必要对焊件施加压力（加热或不加热）以完毕焊接办法。如：电阻点焊、对焊、锻焊等。钎焊采用比母材熔点低金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点温度，运用液态钎料浸润母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现连接焊件办法。如：烙铁钎焊、火焰钎焊等。本教材重要简介手工电弧焊和某些特种焊接方面基本知识一、手工电弧焊（焊条电弧焊）手工电弧焊是以药皮焊条为熔化电极，被焊件为另一电极，靠手工操作电弧焊办法。手工电弧焊又称手弧焊。它具备电弧温度较高、热量集中，设备简朴，操作以便、灵活，能适应在各种条件下焊接等特点。手工电弧焊缺陷是生产效率低，劳动强度大，焊接质量取决于工人操作技术水平。电弧焊是运用电弧作为焊接热源，下面咱们理解一下焊接电弧1．焊接电弧由焊接电源供应具备一定电压两电极间或电极与焊件间，通过气体介质产生强烈而持久放电现象称为焊接电弧。1、焊接电弧基本构造焊接电弧形成：（引燃焊接电弧过程称为引弧）焊接进行时，先使焊条与焊件瞬时接触，由于短路而产生高热，使接触处金属不久熔化，产生金属蒸汽。当焊条迅速提起离开焊件2～4mm时，焊条与焊件之间布满了高热气体与金属蒸汽，由于质点热碰撞及焊接电压作用，高温金属从阴极表面发射出电子并撞击气体，从而使气体介质电离成为正、负离子，于是正离子流向阴极，负离子流向阳极，这就形成了焊接电弧。焊接电弧构成：（见P17图1.26）焊接电弧可分为三个不同区域，即由电弧阳极区、阴极区和弧柱构成。焊接电弧阳极区产生热量约占电弧总热量42﹪，温度较高，可达2600～4200K；阴极区产生热量占电弧总热量38﹪左右，温度较低，可达2400～3500K。（K求0C—273.150C椐P17、图1.26解析由于焊接电弧发出热量在阳极区和阴极区有差别，因此在使用直流电焊机时就有两种不同接线法。2、焊接电源极性选用（正接与反接）焊件接电源正极、电极（焊条）接电源负极接线法称为正接。此时，阳极区接近焊件，焊接温度较高，适应于熔点较高钢材和厚板料焊接。焊件接电源负极、电极（焊条）接电源正极接线法称为反接。此时，阴极区接近焊件，焊接温度较低，适应于铸铁、有色金属极其合金或薄钢板焊接当使用交流电焊接时，由于极性是交替变化，因而，阴极区与阳极区热量分布和温度基本相等，没有正接与反接之分。2．电焊条焊条由药皮和焊芯两某些构成。1）焊芯焊芯是一根不同材质金属丝，依照用途分有：钢丝、有色金属丝和锻造线材等。作用：作为电极传导电流，产生电弧。作为填充材料与焊件熔合在一起，形成焊缝。2）药皮由各种不同矿石粉、铁合金粉、有机物和化工原料等按一定比例配制而成。药皮作用：（1）机械保护作用（造气、造渣）药皮熔化时放出大量气体并形成熔渣。气体在电弧周边形成气层，隔绝空气，保护熔化金属不受空气影响；熔渣覆盖在熔池金属表面也起隔离空气保护作用。（2）冶金解决（脱氧、脱硫、脱磷、掺入合金）通过熔渣与熔化金属冶金反映，除去有害杂质、渗入有益合金元素，使焊缝获得良好机械力学性能。（3）改进焊接工艺条件（稳弧：改进成形、脱渣：减少飞溅）药皮使焊接电弧容易引燃和燃烧稳定，焊缝成形好；并能减少焊接时金属颗粒飞溅，以及能使脱渣容易。3）焊条种类、型号和牌号（1）种类按熔渣化学特性不同分为：酸性和碱性两类熔渣中以酸性氧化物为主称为酸性焊条，反之为碱性焊条。酸性焊条特点：电弧燃烧稳定性较好，交流焊机和直流焊机均可使用。碱性焊条特点：脱硫脱磷能力强，焊缝质量好，但稳弧性较差，只适合直流焊机焊接。（2）型号焊条型号是以国标统一制定型号内容涉及：焊条类别、特点、强度、药皮类型及焊接电源等。（见P17图例）（3）牌号焊条牌号则是依照焊条重要用途及性能特点编制。其牌号前用代号“H”注明，其后表达办法与纲号表达办法相似。例：H08（碳素纲焊条）H08Mn2Si（硅锰合金焊条）H00Cr19Ni9（镍铬合金焊条）（不锈钢焊条）选用时应依照不同焊件材料和焊接技术规定选用不同型号或牌号焊条，以保证焊接质量。附加：焊接工艺参数选取（1）焊条直径选取：焊条直径选取重要取决于焊件厚度、另一方面应考虑接头形式、焊接位置等要素。焊件厚度不不不大于4mm焊件厚度不不大于4mm时，焊条直径普通取3.2～6mm平焊、平角焊时，焊条直径可取大些；横焊、立焊、仰焊时，为防止熔池过大引起液态金属下滴，应选取直径较小焊条。（2）焊接电流选取：焊接电流大小对焊接质量影响很大，增大焊接电流能提高生产率，增长熔深，适于焊接厚度大焊件。但焊接电流过大易导致咬边、增长飞溅、且药皮易脱落；焊接电流过小则电弧不稳定，易导致未焊透等质量问题。焊接电流大小取决于焊条直径，焊条直径越大，焊接电流越大。普通可按下式选用：I=Kd见P37、表3—1φ1.6K、15～25I、24～40Aφ2～2.5K、20～30I、40～75Aφ3.2K、30～40I、96～128Aφ4～6K、40～50I、160～300A（3）焊接速度选取在保证接头质量前提下，应尽量采用较大焊接速度以提高生产率，减小过热区和焊件变形。3．手弧焊件焊接质量手弧焊件焊接质量与焊接接头组织性能和焊接应力与焊接变形有很直接关系。（1）焊接接头组织与性能分析焊接接头涉及焊缝及其附近热影响区（即焊接时热扩散区域）焊缝是由熔池结晶而成，其组织为铸态柱状晶组织，（有液态金属凝固而成）其力学性能普通不会低于被焊金属。热影响区是指焊缝两侧受热影响而发生组织和力学性能变化被焊金属区。依照与熔池距离远近和受热限度不同热影响区可分为：熔化区、过热区、正火区、不完全相变区和再结晶区。其中熔化区和过热区因靠熔池近来受了影响最大，某些或所有都形成了过热组织，使其塑性和韧性减少，冷却时容易产生裂纹。这两个区域是焊接接头最薄弱区域。因而，在焊接过程中应尽量控制热影响区范畴，减小半熔化区和过热区宽度，减少其对焊接接头不利影响。（重要与焊接参数选取关于）（2）焊接应力与焊接变形焊接应力是指焊接接头与别的部位金属之间由于受热膨胀和冷却收缩不一致而形成一种互相作用应力，这种应力在释放过程中会使焊件产生焊接变形。减小焊接应力和防止焊接变形基本途径就是要合理设计焊接构造（如焊接接头形式、焊缝类型等）和采用合理焊接工艺。（3）常用焊接缺陷常用焊接缺陷有：未焊透因素：焊接电流太小，坡口角度太小、钝边太大、间隙太小、焊条角度不当。夹渣因素：焊接电流太小、焊接速度过快，焊件边沿及焊层或焊道之间清理不干净均会导致夹渣。气孔因素：焊件边沿上留有水、锈等杂质，以及焊接电弧过长等均是形成气孔因素。咬边因素：焊接参数选取不当或操作办法不对的。焊瘤因素：焊接参数选取不当或操作办法不对的。焊接裂纹因素：焊接参数选取不当或操作办法不对的。小结任务五、二其她焊接办法简介1．气体保护电弧焊（气体保护焊）气体保护焊是运用某种特定气体（如氩气、二氧化碳气体等）作为保护介质一种电弧焊办法。其原理就是以电弧为热源，使保护气体喷入焊接熔化区，将熔池金属与空气隔开，达到保护熔化金属一种焊接办法。常用气体保护焊有：氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。氩弧焊（见P19、图1.28所示）它是以氩气作为保护气体一种电弧焊办法。（氩气是一种惰性气体，其特性不熔于液态金属。）其原理是运用从焊枪喷嘴中喷出氩气流，在焊接区形成持续封闭气层来保护电极（焊丝）和熔池金属，避免空气中氧对熔池液态金属形成氧化作用，从而保证焊缝焊接质量。氩弧焊依照所使用电极不同分为两种熔化极氩弧焊是用与母材金属相近可熔化金属焊丝做电极，焊接时电极熔化兼作填充材料。特点：焊接时容许使用较大焊接电流，形成熔深大，因而熔化极氩弧焊合用于较厚焊件焊接。钨极氩弧焊是用钨或钨合金材料作电极，焊接时钨极与焊件之间产生电弧，钨极不熔化。因此又叫非熔化极氩弧焊。特点：焊接时需要外加焊丝作为填充材料熔入熔池（操作办法类似气焊），由于钨极载流能力有限（承载电流性能有限）因而，焊接时使用焊接电流小，形成熔深小，只合用于薄件焊接。（椐图解析各原理）由于氩气具备不与金属发生化学反映特性，能有效地防止空气对熔池有害影响，因此氩弧焊质量较好。但由于氩气价格较高，因而氩弧焊重要用于不锈钢和易氧化有色金属及合金焊接。对于低碳钢和低合金钢重要采用二氧化碳气体保护焊。二氧化碳气体保护焊是以二氧化碳作为保护气体焊接办法。其焊接原理（见P19、图例所示）二氧化碳气体保护焊是以焊丝作为电极，（使用盘焊丝）。焊接时，焊丝由送丝机构控制，经送丝软管从焊炬头部导电嘴中自动送出，（此时焊丝既是电极也是填充材料）当焊丝电极与焊件电极相触时便引燃电弧。此时，二氧化碳气体由气瓶经减压器、流量计等装置从喷嘴以一定速度喷入焊接区，将电弧、熔池与空气隔开形成气体保护焊接。特点：焊接成本较氩弧焊成本低廉，且焊接效果好、生产率高、操作以便。但二氧化碳毕竟不是完全惰性气体，高温状态下会某些分解，产生氧化性，并且表面成形较差，焊接时形成飞溅多，焊缝质量不及氩弧焊。2．电阻焊电阻焊是直接运用电阻热，在焊接处将母材金属熔化，并在压力下使工件融合焊接办法。电阻焊分为：电阻点焊、电阻缝焊和电阻对焊三种。（1）点焊点焊由点焊机完毕。（见P20、图例所示）其焊接原理是：点焊时，将工件紧压在两电极之间，然后接通电源，此时两电极之间工件因电阻高热瞬时形成熔核，再切断电源，熔核在压力状态下凝固结晶形成一种焊点。完毕对工件局部一种点焊。点焊惯用于金属薄板材料非密封性焊接，如汽车车体、车门等。（2）缝焊缝焊由缝焊机完毕。其焊接原理基本和点焊相似。区别在于它是运用滚轮电极取代电焊机柱状电极来滚压焊件，当滚轮电极持续在焊接表面滚压时，通过脉冲供电方式，使焊点互相重叠而形成持续致密焊缝。惯用于有密封性规定薄壁容器焊接。（如油箱等）（3）对焊由对焊机完毕。对焊依照操作办法不同分为：电阻对焊和闪光对焊两种。电阻对焊原理类似于点焊，焊接时，将工件装配成对接形式，（一工件装夹在固定电极上，另一工件装夹在活动电极上）然后压紧工件，接通电源，运用电阻热将工件瞬时加热至塑性状态（软化状态）再通过活动电极施加顶锻力使焊件完全熔合，形成焊接接头。特点：操作简朴、接头表面光洁，但接头内部容易存留杂质（因接头处金属没有熔化，接头表层金属杂质不易去除）因而，焊接质量不高，抗拉强度较差。闪光对焊特点在于：在对焊之前是先接通电源，然后使工件接头逐渐靠合，通过工件两电极间瞬时短路产生强大局部接触点电流，使端面金属瞬时熔化，然后断电，再通过活动电极顶锻力将工件焊接在一起。特点：较之电阻对焊接头内部杂质少，焊接质量高，接头抗拉强度较好。对焊惯用于刀具、型材、管材等焊接。3．等离子弧焊和切割咱们懂得，普通电弧焊所产生电弧由于没有受到外界约束，称之为自由电弧。自由电弧特点就是其电弧区内气体是不能完全电离，电弧能量也不能完全高度集中。因而普通焊接电弧形成焊接温度十分有限，故焊接效率不高。如果运用某种装置使自由电弧弧柱受到压缩限制，由于压缩效应作用就能使电弧中气体完全电离，这就产生了温度比自由电弧高得多等离子电弧。等离子电弧形成原理（见P20、图例所示）即：在等离子发生装置钨电极与工件之间加一高压，经高频振荡器使喷嘴中气体电离形成电弧，由于喷嘴构造限制，电弧在“机械压缩效应”“热压缩效用”和“电磁效应”作用下形成高能量等离子弧等离子弧特性：能量高度集中，其能量密度可达105～106W/cm2，温度可达0～50000K。因而，等离子弧能迅速熔化金属材料，既可以用来焊接还可以用来对金属切割。等离子弧焊接特点：（1）由于等离子弧具备小孔效应（弧柱高度集中）且穿透能力强，故10～12mm厚度焊件不需要开坡口，并能实现单面焊双面自由成形。（一面焊透）（2）采用微缩等离子弧焊可以焊接很薄箔材。等离子弧焊接重要用于尖端技术领域特殊金属材料焊接。等离子弧切割等离子弧切割原理与与氧气切割原理不同，（普通金属切割都是采用氧气切割，气割原理是：运用气体火焰热能将工件切割处金属预热至燃点，然后打开切割氧调节阀，喷出高速切割氧流，使金属产生氧化燃烧生成氧化熔渣，并将熔渣从切口处吹掉，从而实现对金属切割。这就规定被气割金属要具备：其燃点要低于其熔点条件，故诸多金属是不能进行气割，如：铸铁、不锈钢、铜、铝等。）而等离子弧切割则是运用能量密度很高高温高速等离子流，将切割金属局部熔化并随后吹去，使切割金属表面形成整洁切口。其切割效率比气割高1～3倍，并能切割不锈钢、有色金属及其合金和某些难熔金属材料；还可以用来切割花岗岩、碳化硅、耐火砖、混凝土等非金属材料。应用十分广泛。4．摩擦焊接摩擦焊接顾名思义就是运用工件间互相摩擦产生热量同步加压而进行焊接办法。其焊接原理（P21、图例所示）焊接时，先将两焊件装夹在焊机上，然后加压使焊件紧密接触，再启动焊机使主轴带动一端焊件高速旋转，两焊件端面由于摩擦产生高热，待端面加热到塑性状态时停止旋转，并迅即在另一端焊件施加大压力，使两焊件焊合一起。特点：（1）接头质量好，性质稳定。（这是由于焊接接头在摩掠过程中，接触面氧化膜及杂质被清除掉，焊接后接头处金属组织致密，不易形成缺陷。）（2）焊接生产率高，且不需焊接材料，容易实现自动化。（3）焊接适应金属材料范畴广，特别适应于焊接异种金属材料。（如碳素钢、不锈钢、高速工具钢、镍基合金之间焊接，以及铜与不锈钢、铝与钢之间焊接等。）（4）设备简朴，电能消耗少。（可用车床改装摩擦焊接设备，只是对设备刹车和加压装置技术规定较高。要能及时刹车和加压）摩擦焊接重要用于等截面杆状工件焊接，如石油钻探用钻头、机械切削用杆状刀具以及某些重要轴承零部件等。也可用于不等截面零件焊接，但规定有一种零件必要是圆形和管状回转体形状。以保证摩擦均衡性。小结：作业布置：模块五机械加工工艺规程工艺规程概念与作用定义：工艺规程是在详细生产条件下阐明并规定工艺过程工艺文献。普通依照生产过程中工艺性质不同，工艺规程有毛坯制造、零件机械加工、热解决、表面解决以及装配等不同工艺规程。其中规定零件制造工艺过程和操作办法等工艺文献称为机械加工工艺规程；用于规定产品或部件装配工艺过程和装配办法工艺文献称为机械装配工艺规程。作用：重要用于指引和组织生产，保证生产正常秩序。作为一名机械专业技术工人一定要懂得，工艺规程是生产工艺过程中技术指引性书面文献，在生产中有着极其重要作用。在机械加工中，咱们应当遵循如何规程，才干把图样上零件加工出来，并满足图样规定？这就规定要制定对的工艺规程，用于指引和组织零件加工生产。这也就是本模块重要学习内容。2．本模块知识点：（见P172）（1）认知机器产品生产过程，理解机械加工工艺过程基本概念。（2）掌握机械加工工艺规程制定原则和办法。（3）理解零件构造工艺性。（4）掌握零件机械加工工艺路线拟定办法。（5）掌握加工余量、工序尺寸及公差拟定办法和环节。任务一生产过程与工艺过程一、生产过程1．生产过程将原材料转变为成品全过程叫生产过程。金属材料铸、锻、焊毛坯切削、热解决零件装配、实验机械（成品）生产过程涉及：（1）原材料、半成品和成品（产品）运送和保管。（2）生产和技术准备工作。（涉及产品开发、设计，工艺设计、工艺装备设计制造、以及生产资料准备和生产筹划制定等）（3）毛坯制造。（组织对毛坯零件加工，如锻造、锻造或冲压焊接加工等）（4）零件机械加工、热解决和其她表面解决等。（5）部件和产品装配、调节、检查、实验、油漆和包装等。由于机械产品生产过程是一种很复杂过程，与生产每一种工艺环节均有着十分重要关系，其中只要某一加工环节技术薄弱，就会导致机械产品先天性缺陷，影响产品制造质量。因而，当代机械工业发展趋势是组织专业化生产。（即一种产品生产是分散在若干个专业化生产厂家进行，最后集中由一种工厂制成完整机械产品。）专业化生产有助于零部件原则化、通用化和产品系列化，从而能在保证质量前提下，提高劳动生产率和减少成本。也优化了工艺规程制定项目。2．生产系统是指用系统工程学原理和办法组织生产和指引生产，使工厂生产和管理科学化，使生产各个环节形成一种完整工艺链构成一种科学生产体系。而工艺规程就是公司生产系统最基本资料和技术根据。二、机械加工工艺过程及构成1．工艺过程变化生产对象形状、尺寸及相对位置和性质，使其成为成品或半成品过程。涉及：毛坯制造、零件加工、产品组装。（工艺过程实际就是零件及产品制造过程，由于工艺过程是直接作用于生产对象加工过程，因此说工艺过程是生产过程重要某些）采用机械加工办法，直接变化毛坯零件形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件过程称为机械加工工艺过程。（简称工艺过程）2．工艺过程构成机械加工工艺过程由一系列按顺序排列工序所构成。工序是工艺过程基本单元，也是编制生产筹划和进行成本核算基本根据。1）工序定义：工序是一种或一组工人在一种工作地对同一种或同步对几种工件所持续完毕那一某些工艺过程。划分工序重要根据是工件加工过程中工作地与否变动和加工过程与否持续。例如：加工一根阶台轴从毛坯到成品，需通过：下料、车削、热解决、磨削、铣削、检查等诸多加工工序。而每一种工序都必要更换一种工作场地，这样，整个机械加工工艺过程必要划分5道工序。单件生产阶台轴加工工艺过程：工序号工序名称工序内容工作地（设备）0毛坯下料φ65×205锯床1车削车两端面及钻中心孔，车所有外圆、切槽倒角、车螺纹车床2热解决调质28～32HRC热解决车间3磨削磨各外圆至图示尺寸规定外圆磨床4铣削铣键槽、去毛刺立式铣床5检查按图示规定检查检查台以上单件生产中所有车削与磨削内容可分别集中在一台车床和一台磨床上完毕，车、磨分别为一道工序。但批量生产时，为提高生产效率，简化工件装夹，重要加工某些往往分别由多台设备协调完毕同一工序不同部位加工，由于工作地发生变化，工序也随之细化增长。如车削：安排一台车床车削端面钻中心孔，一台车床车车削右端三个外圆及切槽倒角，一台车床车左端一种外圆及切槽倒角。这样车削就扩展了两个工序。随生产类型不同，选用机床设备不同，工序划分也不同。例：批量生产中，为提高零件加工质量，提高生产效率，可增长某些专用设备完毕某一特定部位加工，工序又可细划（如：使用中心孔机床车两端面钻中心孔、使用钻床研磨中心孔、使用螺纹铣床铣螺纹、专门安排钳工去毛刺等。）2）工步与走刀工步是工序一某些。它是指加工表面、切削工具和切削用量中切削速度与进给量均不变状况下所持续完毕那一某些工艺过程。一种工序中可以只有一种工步，也可以有若干个工步。构成工步任一因素（加工表面、刀具或切削用量中切削速度和进给量）。变化任意一种要素，即成为另一种工步。例：P173、阶梯轴有四个圆柱面（解析：表面位置变化、工步变化状况。）在同一表面钻孔，孔径不同，需要更换钻头（工具变化）那么工步亦变化。如果用同一工具持续加工工件上形状、尺寸完全相似几种表面时，习惯上视为一种工步。（P174图5.2）当采用多刀多刃或复合刀具同步对工件上几种表面进行加工工步称为复合工步。例：用多头钻床、组合机床加工工件，工件几种表面被同步一次加工，这种加工为复合工步加工。复合工步亦视为一种工步。3）安装与工位安装工件在加工之前在机床或夹具上先占据一对的位置（定位）然后在予以夹紧过程称为安装。在实际加工中，依照工件构造复杂限度不同，每一种工序可以有一种或数个安装。（用加工光轴和阶台轴举例阐明）在实际生产中，为保证工件位置精度，应尽量减少工序中安装个数。工序中包括安装个数越多，既增长了装卸工件辅助时间，又由于重复定位误差影响工件位置精度。因而，为了减少工序中安装数量，在成批生产中常采用各种转位（或移位）夹具，使工件经一次装夹后，在加工中可获得几种不同加工位置。如铣削相对两个表面梯台（图示解析）这种为了完毕一定工序某些，一次装夹工件后，工件在机床上占据每一种加工位置称为工位。加工时，当一种工位加工完后只需将夹具转动一定角度又可进行另一种工位加工，这种加工也叫多工位加工。如：运用回转工作台在一次安装中顺序完毕工件装卸、钻孔、扩孔和铰孔四个工位加工。（见P175图示）三、生产大纲、生产类型及工艺特点1．生产大纲公司在筹划期内应当生产产品产量和进度筹划称为生产大纲。生产大纲中产品产量普通就是产品年产量。生产大纲大小对零件加工过程和生产组织起着十分重要作用，它决定了各工序所需专业化和自动化限度，决定了所选用工艺办法和工艺装备。由于生产大纲不同，生产规模也不同，各工作地专业化限度、采用工艺办法、机床设备、工艺装备均不相似。生产大纲计算：零件年生产大纲N=Qn（1+α%+b%）Q机械产品年产量（台/年）n每台产品中该零件数量（件/台）α%备品百分率b%废品百分率2．生产大纲和生产类型关系在生产中，普通按照生产大纲大小选用相应规模生产类型，而生产大纲和生产类型关系则随零件大小及复杂限度有所不同。（P175表5.3表白了生产大纲与生产类型大体关系）制定工艺规程时可予以参照。生产类型普通分为：单件生产、成批生产和大量生产三种类型。其中，成批生产依照批量大小又提成：小批生产、中批生产、大批生产1）单件生产单件生产基本特点是：（1）生产产品品种繁多，每种产品仅制造一种或少数几种，并且很少再重复生产。（例如：重型机械产品制造、（如万吨水压机，应用少数量少、投资大）尚有模具和新产品试制等都属于单件生产。）（2）采用通用机床和原则附件（即随机附件：通用工装夹具）很少采用专用机床和夹具。（没必要增长专用设备研制费用）（3）对工人个人技术规定较高。（由于使用通用设备加工零件，零件加工质量和生产率取决于工人对设备操作技术纯熟限度。）2）成批生产特点：（1）生产产品种类比较少，而同一产品产量比较大（即零件种类不多但数量多）一年中产品周期性成批量投入生产。（工作地加工对象周期性更换）（2）生产中即采用通用机床和原则附件，也某些采用专用机床和专用工艺装备。（3）对工人个人技术水平较单件生产规定低。成批生产依照批量大小又分为小批、中批、大批生产三种类型。（详细批量大小见P176、表5.3）3）大量生产大量生产是指在机床上长期重复地进行某一零件某一工序加工。（产品产量很大。如：汽车、拖拉机、轴承和自行车等制造，普通都属于大量生产类型。）特点：产品产量很大，生产中广泛采用专业机床、自动机床、自动生产线和专用工艺装备。由于工艺过程自动化限度较高对操作工人技术水平规定较低，但对设备调节工人（保钳工）技术水平规定较高。3）生产类型和生产组织形式拟定生产类型拟定重要依照生产大纲大小（即零件年生产量）参照表5.3中有关参数范畴拟定相应生产类型。生产类型拟定后来，就可以依照不同生产类型工艺特性拟定相应生产组织形式。如：毛坯零件制造：大量生产时，锻件广泛采用模锻，铸件广泛采用金属模和机器造型；成批生产时，则某些锻件采用模锻某些用自由锻；铸件：某些用金属模机器造型某些用砂型锻造；单件小批量生产时，锻件用自由锻铸件采用木模砂型锻造小结：任务二机械加工工艺规程制定（P176）本节教学内容重要简介机械加工工艺规程制定原则、办法和环节，通过本节知识内容学习，规定同窗们理解工艺规程内容和作用，掌握在生产中设计和编制工艺规程环节和办法。一、工艺规程内容和作用对的工艺规程是在总结长期生产实践和科学实践基本上，根据科学理论和必要工艺实践并考虑详细生产条件而制定。是反映比较合理工艺过程技术文献。1．机械加工工艺规程内容：涉及（1）工件加工工艺路线。（通过加工工艺路线可以明确零件各表面加工办法和加工顺序）（2）工件加工每一工序所通过车间和工段。（明确工件加工流程）（3）各工序加工内容和加工所采用机床及工艺装备。（明确加工内容、办法和技术规定。）（4）工件检查项目及检查办法以及切削用量和工时定额等。2．装配工艺规程内容则涉及：装配工艺路线、装配办法以及各工序详细装配内容和所用工艺装备、技术规定及检查办法等。3．工艺规程作用（1）工艺规程是指引生产重要技术文献由于工艺规程是在总结生产实践基本上，根据工艺理论和必要工艺实验而制定，它具备严密科学性，是保证产品质量与经济效益指引性文献。因此，在生产中应严格按照工艺规程进行生产，以保证产品质量和生产效率。同步，还应不断总结生产中革新创造，及时吸取先进工艺技术，不断改进和完善工艺规程内容，更好地指引和组织生产。（2）工艺规程是生产组织和管理工作基本根据由于，在产品投产前可以依照工艺规程进行原材料和毛坯供应、机床负荷调节、专用工艺装备设计和制造，以及生产作业筹划编排、劳动力组织和生产成本核算等。所有这些工作都是以工艺规程作为基本根据进行。（3）工艺规程是新建或扩建工厂和车间基本资料由于，在新建或扩建工厂或车间时，只有根据工艺规程和生产大纲才干对的拟定生产所需要机床和其她设备种类、规格和数量，拟定车间面积、机床布置、生产工人工种、级别及数量以及辅助部门安排等。（4）工艺规程是进行技术交流重要文献由于，先进工艺规程起着交流和推广先进经验作用，能用于指引同类产品生产，可以缩短同行业工厂摸索和试制（固然，有些保密性质工艺规程还是不能随便用于交流和推广。）工艺规程制定原则、原始资料和环节1．制定工艺规程原则制定工艺规程原则是：在一定生产条件下，应以至少劳动量和最低成本，在规定期间内，可靠加工符合图样及技术规定零件。而要遵循这一原则，在制定工艺规程时，应当注意如下三个方面问题：（1）要保证制定工艺规程具备（技术上先进性）板书括号里面内容这就规定在制定工艺规程时，要理解当前国内外本行业工艺技术发展水平，并通过必要工艺实验，积极采用先进工艺和工艺装备。（2）要符合（经济上合理性）由于在一定生产条件下，也许会浮现几种能保证零件技术规定工艺方案，那么以哪种方案来制定相应工艺规程呢？此时应通过核算或互相比对，选取经济上最合理方案，这样，能使产品能源、原材料消耗和成本最低。（3）要（有良好劳动条件）也就是：在制定工艺规程时，要注意保证工人在操作时，具备良好而安全劳动条件。因而在制定工艺方案时，应尽量地采用机械化限度或自动化限度较高工艺办法，减轻劳动强度，提高生产率。2．制定工艺规程原始资料制定工艺规程应具备如下原始资料：（1）（要有）产品全套装配图和零件工作图通过对产品图纸资料分析，理解零件在装配中位置及技术规定，便于对零件核心部位制定相应加工工艺规定。（2）（要有）产品验收质量原则普通应以国家产品质量原则为根据，制定相应产品检查原则和产品合格工艺原则。（3）（要有本公司）产品生产大纲（年产量）制定工艺规程应依照生产大纲拟定任务、目的，拟定零件生产类型，并依照生产类型工艺特性组织生产。（4）毛坯生产条件和协作关系要理解本公司毛坯零件生产能力与技术水平，掌握各种钢材、型材品种规格，分析毛坯零件构造性能和形状尺寸。以便依照本公司实际毛坯生产条件制定相应毛坯加工办法和相应加工工艺规定。必要时组织外委加工，并制定相应外委加工工艺规程。（5）现场生产条件为了使制定工艺规程可以切实可行，一定要考虑现场生产条件。如：毛坯生产能力及技术水平，机械加工设备和工艺装备规格、性能等。涉及理解工人技术水平以及专用设备及工艺装备制造能力等。便于依照实际生产条件，制定符合本单位加工生产工艺规程。（6）（要有）国内、外同类产品有关工艺资料通过度析研究国内外同类产品有关资料，积极引进先进适应生产工艺技术，不断提高工艺水平，以便在生产中获得最大经济效益。（7）（备有）关于工艺手册和图册以便制定工艺规程时查阅有关技术原则和参数。3．制定工艺规程环节（见178、共八个环节）1）分析零件图样和产品装配图。零件图样和产品装配图是制定工艺规程最基本原始资料，必要认真研究和仔细分析。分析重要内容有：分析理解零件在产品或部件中安装位置、作用，以及该产品用途、性能及工作条件。分析零件构造特点，区别零件重要表面和次要表面，便于设计重要表面加工办法与加工顺序。分析零件重要技术规定，研究并拟定重要技术条件保证办法。2）拟定毛坯类型及成型办法。应依照生产类型拟定毛坯类型或按原则拟定型材规格。在大批和大量生产中，应使毛坯形状和尺寸尽量接近成品，已达到少切削或无切削。在单件和小批生产中，则应尽量选取简朴毛坯制造工艺，容许毛坯有较大加工余量。3）拟定机械加工工艺路线。工艺路线拟定是制定工艺规程总体布局。工艺路线对的与否，不但会影响加工产品质量和效率，还将影响工人劳动强度、设备投资、车间布置和生产成本等方面。因而，在制定工艺路线时应多考虑某些工艺方案并加以比较，从中找出最合理方案。拟定工艺路线重要任务是：选取各表面加工办法；选取定位基准；拟定各表面加工顺序；安排热解决工序及辅助工序；拟定整个工艺过程工序数目等。（然后）4）拟定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差。5）拟定各工序设备、刀、夹、量具和辅助工具。6）拟定切削用量和工时定额。（最后）7）拟定各重要工序技术规定及检查办法。8）填写工艺文献。三、工艺文献形式将工艺规程内容，填入一定格式卡片，即成为生产准备和施工根据工艺文献。工艺文献格式有三种。（见P178～180表格所示）1．工艺过程综合卡片（见图5.4）这种卡片重要列出了整个零件加工所通过工艺路线，对各工序阐明不够详细。普通不能用于指引工人操作，多作为生产部门用于生产管理根据。但在单件小批量生产中可以作为指引生产工艺文献使用。2．机械加工工艺卡片（见图5.5）工艺卡片是以工序为单位详细阐明整个工艺过程工艺文献。重要用于指引工人生产和协助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程一种重要技术文献。用于成批生产零件和小批生产中重要零件生产技术指引。工艺卡片内容涉及：产品型号、名称；零部件图号、名称；材料牌号、毛坯种类及尺寸；以及零件从毛坯到成品各加工工序名称、工序号、工序内容；每一工序所通过车间、工段；使用设备、工艺装备等，都作有明确规定和记载。通过工艺卡片，可以纵观零件整个机械加工工艺过程，掌握和控制零件每一种生产环节，便于生产组织和调度。3．机械加工工序卡片（见图5.6）该卡片是在工艺卡片基本上，按每道工序所编制一种工艺文献。其重要内容涉及：除具备工艺卡片某些内容外还附有工序简图、以及该工序中每一种工步加工内容、工艺参数、操作规定和所使用工艺设备、工艺装备等。重要用于大批量生产中所有零件，中批量生产中复杂产品核心零件以及单件小批量生产中核心工序加工操作指引。（附加解析）4．机械加工工艺规程格式当前，工艺规程还没有统一格式，其表格形式普通由各工厂、公司依照产品复杂限度、生产类型、技术和生产水平自行拟定。但普通工艺文献都应包括如下四个方面内容：（1）原始资料涉及：产品型号、名称；零件图号（代号）、名称；材料牌号、毛坯种类等。（2）工艺过程涉及：工艺路线（即各工序名称、工序号、工序内容等）；机床设备名称、编号；工艺装备（工、夹、量具）；切削用量等。（3）审批内容涉及：编制、校对、审核（审定）、批准以及会签等栏目。（4）更改记录涉及：更改文献号、更改标记、更改人以及更改日期等栏目。小结：任务三零件构造工艺性（P181）零件构造工艺性是指所设计零件在满足使用规定前提下制造可行性和经济性。它涉及零件整个工艺过程工艺性。如锻造、锻造、焊接以及切削加工、热解决等。涉及面很广，具备很大综合性。因而，在对零件进行工艺分析时，必要依照详细生产类型和生产条件，进行全面、详细、综合地分析。（零件构造工艺分析必须以零件图纸资料作为分析根据，一方面应分析审查零件图样）一、零件图审查零件图