《金属加工工艺课件》

金属加工工艺课件本课件旨在系统地介绍金属加工工艺的基础知识，帮助学生掌握金属材料加工的基本原理和方法，为未来从事金属加工相关工作打下坚实基础。by课件大纲概述金属加工工艺概述切削加工车削、铣削、钻孔、磨削塑性成形锻造、冲压、轧制焊接与热处理焊接工艺、热处理工艺1.金属加工工艺概述概念是指将金属材料加工成具有特定形状、尺寸和性能的零件或产品的过程。重要性金属加工是现代工业的重要组成部分，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。分类主要包括切削加工、塑性成形加工、焊接与热处理加工等。1.1金属加工的基本概念加工对象主要指各种金属材料，包括黑色金属、有色金属、贵金属等。加工方法根据加工原理和方法的不同，金属加工可以分为多种类型，如切削、塑性成形、焊接、热处理等。加工精度指加工零件的尺寸、形状和位置精度，是衡量加工质量的重要指标。加工效率指单位时间内加工产品的数量，是衡量加工成本和效益的重要指标。1.2金属加工的基本工艺分类切削加工通过刀具切除材料的方式加工金属，如车削、铣削、钻孔等。塑性成形加工利用金属材料的塑性变形特性，通过压力或模具改变材料形状，如锻造、冲压、轧制等。焊接与热处理加工利用热能将金属材料熔化或加热，实现材料的连接或改变其性能，如焊接、热处理等。其他加工工艺包括铸造、表面处理等。2.金属切削加工1车削利用旋转的刀具切削旋转的工件，加工圆柱、圆锥、螺纹等形状。2铣削利用旋转的多刃刀具切削工件，加工平面、沟槽、齿轮等形状。3钻孔利用旋转的钻头在工件上钻孔，加工圆孔、盲孔、深孔等。4磨削利用旋转的砂轮或磨石去除工件表面的少量材料，加工高精度、光滑的表面。2.1车削工艺刀具车刀种类繁多，根据加工工件的形状和尺寸选择合适的刀具。工件车床加工的工件通常为圆形或轴对称的形状，由夹具固定在车床上。加工原理车床通过刀具的旋转和工件的旋转，使刀具切削工件表面，形成所需的形状。应用车削工艺广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域，加工各种轴类、盘类零件。2.2铣削工艺1铣削铣削是指利用旋转的多刃刀具切削工件表面，加工各种形状的零件。2铣床铣床是进行铣削加工的主要设备，其种类繁多，可根据加工需求进行选择。3铣刀铣刀是铣削加工的刀具，种类繁多，根据加工需求选择不同的铣刀。4工件夹具工件夹具用于固定工件，确保加工过程中的稳定性和精度。5切削参数铣削参数包括主轴转速、进给量、切削深度等，直接影响加工效率和加工质量。2.3钻孔工艺1钻头钻头是钻孔加工的刀具，根据钻孔尺寸和材料选择合适的钻头。2钻床钻床是进行钻孔加工的主要设备，其种类繁多，可根据加工需求进行选择。3加工原理钻孔加工是指利用旋转的钻头在工件上钻孔，形成圆孔、盲孔、深孔等。4应用钻孔工艺广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域，加工各种孔类零件。2.4磨削工艺1精加工磨削工艺可实现高精度、高光洁度的表面加工，常用于精加工。2砂轮磨削加工的刀具是砂轮，由磨料和结合剂组成，根据加工需求选择合适的砂轮。3磨床磨床是进行磨削加工的主要设备，其种类繁多，可根据加工需求进行选择。4应用磨削工艺广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域，加工各种轴类、盘类、齿轮等零件。3.塑性成形加工锻造利用锤头或压力机对金属坯料进行锤击或压制，使其塑性变形，加工各种形状的锻件。冲压利用冲压模具对金属板料进行压力加工，使其塑性变形，加工各种形状的冲压件。轧制利用轧辊对金属坯料进行轧制，使其塑性变形，加工各种形状和尺寸的轧制件。3.1锻造工艺3.2冲压工艺模具冲压模具是冲压工艺的核心，根据加工件的形状和尺寸设计制造。设备冲压机是冲压工艺的主要设备，其种类繁多，可根据加工需求进行选择。材料冲压工艺通常使用薄板材料，如钢板、铝板、铜板等。3.3轧制工艺1轧辊轧辊是轧制工艺的核心部件，其形状和尺寸决定了轧制产品的形状和尺寸。2轧机轧机是进行轧制加工的主要设备，其种类繁多，可根据加工需求进行选择。3产品轧制工艺可生产各种形状和尺寸的轧制件，如钢板、钢管、钢筋等。4.焊接与热处理加工焊接将金属材料熔化或加热至熔点，形成熔池，然后冷却凝固，实现材料的连接。热处理将金属材料加热到一定的温度，保持一段时间，然后以一定速度冷却，改变其性能。4.1焊接工艺种类焊接工艺种类繁多，根据焊接材料、焊接方式和焊接设备等因素进行选择。设备焊接设备包括焊机、焊枪、焊丝等，根据焊接工艺选择合适的焊接设备。应用焊接工艺广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域，连接各种金属材料。4.2热处理工艺1退火降低金属材料的硬度和强度，改善塑性和韧性，消除内应力。2正火获得细小的晶粒组织，提高金属材料的强度、硬度和韧性。3淬火提高金属材料的硬度和强度，增加其耐磨性和抗疲劳性能。4回火降低淬火后的金属材料的脆性，提高其韧性。5表面热处理只改变金属材料表面的组织和性能，提高表面的耐磨性、硬度或抗腐蚀性能。5.其他金属加工工艺1铸造将金属材料熔化后，倒入铸型中，冷却凝固成型，加工各种形状的铸件。2表面处理对金属材料表面进行处理，改变其性能，如电镀、喷涂、氧化等。5.1铸造工艺1熔炼将金属材料加热至熔化状态，形成液态金属。2浇注将液态金属浇注到铸型中，形成铸件的雏形。3冷却凝固铸件在铸型中冷却凝固，形成最终的形状。4清理将铸件从铸型中取出，清除浇口、冒口等，进行清理加工。5.2表面处理工艺电镀利用电解原理，在金属表面沉积一层金属或合金，提高耐腐蚀性、装饰性或其他性能。喷涂将涂料喷涂在金属表面，形成一层保护膜，提高耐腐蚀性、装饰性或其他性能。氧化利用化学或电化学方法，在金属表面形成一层氧化膜，提高耐腐蚀性、装饰性或其他性能。6.工艺选择与应用6.1工艺选择的基本原则经济性选择加工成本最低、效率最高的工艺。技术可行性选择能够满足加工精度、表面质量等技术要求的工艺。适用性选择适合加工对象、加工设备和加工环境的工艺。6.2典型零件的加工工艺1轴类零件车削、磨削、热处理2盘类零件铣削、钻孔、磨削3箱体类零件铣削、钻孔、镗孔、热处理4板类零件冲压、折弯、焊接5铸件铸造、清理、机械加工7.金属加工工艺的发展趋势自动化和数字化采用自动化、数字化生产技术，提高生产效率和产品质量。绿色环保加工采用节能环保的加工技术，减少污染，提高资源利用率。智能制造技术应用人工智能、大数据等技术，实现智能化生产，提高生产效率和产品质量。7.1自动化和数字化数控机床采用数控技术，提高加工精度、效率和自动化程度。机器人采用机器人技术，替代人工进行繁重、危险或重复性的工作，提高生产效率。自动化生产线将多个加工环节整合在一起，形成自动化生产线，提高生产效率和产品质量。7.2绿色环保加工1节能采用节能设备、工艺和材料，降低能源消耗。2减排采用低排放、无污染的加工技术，减少废气、废水和废渣排放。