《金属加工技术》课件

金属加工技术欢迎来到《金属加工技术》课件！本课件旨在为学习者提供关于金属加工技术的全面概述，涵盖从基本原理到最新技术的各个方面。课程大纲金属加工概述介绍金属加工的定义、目的、分类和特点。金属切削加工探讨切削加工的基本原理、常见工艺、切削参数的选择和优化。锻造加工深入了解锻造加工的基本概念、常见工艺和参数控制。焊接加工介绍焊接加工的基本原理、常见工艺和设备，以及质量控制方法。课程大纲（续）铸造加工阐述铸造加工的基本概念、常见工艺和模具，以及缺陷的预防和控制。塑性成形加工探讨塑性成形的基本原理、常见工艺，以及参数的设计和应用。表面处理与改性介绍表面处理的目的、分类、常见工艺，以及工艺选择的方法。先进金属加工技术深入了解激光加工、电火花加工、化学机械抛光等先进技术。课程大纲（续）金属加工工艺的自动化探讨数控加工、机器人加工、智能制造与工业4.0等自动化技术。课程总结总结金属加工技术的发展趋势，并探讨其在实际生产中的应用。1.金属加工概述金属加工是指对金属材料进行加工处理，使其符合设计要求，从而制造出各种金属制品的过程。金属加工技术是现代工业生产的重要组成部分，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、电子、建筑等领域。1.1金属加工的定义和目的金属加工的定义是指对金属材料进行形状、尺寸、表面质量等方面的改变，使其符合设计要求并满足使用功能的过程。金属加工的目的主要包括以下几个方面：1.制造金属零件和产品；2.改善金属材料的性能；3.对金属材料进行表面处理和保护。1.2金属加工的分类和特点切削加工通过刀具切除金属材料，形成所需形状和尺寸的加工方法。锻造加工利用锤击或压力使金属材料变形，从而获得所需形状的加工方法。焊接加工利用热量和压力将两件金属材料熔接在一起的加工方法。铸造加工将熔化的金属材料浇入模具中冷却凝固，从而获得所需形状的加工方法。1.2金属加工的分类和特点（续）塑性成形加工利用金属材料的塑性变形特性，使其在压力下改变形状的加工方法。表面处理加工对金属材料表面进行处理，以改善其性能或保护其不受腐蚀的加工方法。先进加工技术包括激光加工、电火花加工、化学机械抛光等新兴加工技术。2.金属切削加工切削加工是指利用刀具切除金属材料，形成所需形状和尺寸的加工方法。它是最常用的金属加工方法之一，具有加工精度高、表面质量好、适用范围广等特点。2.1切削加工的基本原理切削加工的基本原理是利用刀具的刃口与工件表面之间的相对运动，使刀具切除金属材料形成切屑，从而改变工件的形状和尺寸。切削加工过程主要包括以下几个阶段：1.切削刃与工件表面接触；2.切削刃切入工件材料；3.形成切屑并排出；4.加工表面形成。2.2常见切削加工工艺车削利用车刀在旋转的工件上切削，形成圆柱形、圆锥形或其他形状的零件。铣削利用铣刀在工件上切削，形成平面、槽、齿轮等形状的零件。钻削利用钻头在工件上切削，形成圆孔的加工方法。磨削利用砂轮在工件上磨削，以提高表面光洁度和尺寸精度。2.3切削参数的选择和优化切削参数的选择和优化是切削加工的关键环节，它直接影响加工效率、加工质量和刀具寿命。主要参数包括：1.切削速度；2.进给量；3.切削深度；4.刀具选择；5.切削液选择。合理的切削参数选择可以提高加工效率，降低生产成本，延长刀具寿命，并保证加工质量。3.锻造加工锻造加工是指利用锤击或压力使金属材料变形，从而获得所需形状的加工方法。它是一种古老而重要的金属加工方法，具有强度高、韧性好、耐磨损等特点，广泛应用于制造各种机械零件和工具。3.1锻造加工的基本概念锻造加工的基本原理是利用锤击或压力使金属材料发生塑性变形，从而改变其形状和尺寸。锻造过程主要包括以下几个步骤：1.加热金属材料；2.将金属材料放置在锻造模具中；3.利用锤击或压力使金属材料变形；4.冷却金属材料。3.2常见锻造加工工艺1自由锻在没有模具的情况下，直接利用锤击或压力使金属材料变形，适用于形状比较简单的零件。2模锻利用模具限制金属材料的变形，可以生产形状复杂、尺寸精确的零件。3冷锻在常温下进行的锻造加工，可以获得更高精度和更好的表面质量。4热锻在高温下进行的锻造加工，可以提高金属材料的塑性，适用于形状复杂、尺寸较大的零件。3.3锻造参数的控制锻造参数的控制是保证锻造质量的关键因素，主要包括：1.锻造温度；2.锻造力；3.锻造速度；4.锻造次数。合理的锻造参数选择可以提高锻造效率，降低生产成本，并保证锻造质量。4.焊接加工焊接加工是指利用热量和压力将两件金属材料熔接在一起的加工方法。它是一种重要的金属连接方法，具有连接强度高、成本低、适用范围广等特点，广泛应用于各种结构和设备的制造。4.1焊接加工的基本原理焊接加工的基本原理是利用热量使金属材料熔化，并使熔化的金属相互融合在一起，冷却后形成牢固的连接。焊接过程主要包括以下几个阶段：1.将两件金属材料对接；2.利用焊接热源加热金属材料；3.金属材料熔化并形成熔池；4.熔池冷却凝固并形成焊缝。4.2常见焊接工艺和设备手工电弧焊利用电弧产生的高温熔化金属材料，适用于各种金属材料的焊接。气体保护焊利用惰性气体或活性气体保护熔池，防止氧化和气孔，适用于各种金属材料的焊接。埋弧焊利用埋弧焊机，在焊缝表面覆盖焊剂，适用于厚板的焊接。激光焊利用激光束的高能量密度熔化金属材料，适用于高精度、薄壁材料的焊接。4.3焊接质量的控制焊接质量的控制是焊接加工的关键环节，它直接影响焊接接头的强度、可靠性和使用寿命。主要控制方法包括：1.焊接材料的选择；2.焊接工艺参数的控制；3.焊接过程的监控；4.焊接接头的检验。5.铸造加工铸造加工是指将熔化的金属材料浇入模具中冷却凝固，从而获得所需形状的加工方法。它是一种重要的金属成形方法，具有生产效率高、成本低、适用范围广等特点，广泛应用于制造各种机械零件和产品。5.1铸造加工的基本概念铸造加工的基本原理是利用金属材料的熔化和凝固特性，将熔化的金属材料浇入模具中，使其冷却凝固，形成与模具形状相同的铸件。铸造过程主要包括以下几个步骤：1.制备熔化的金属材料；2.将熔化的金属材料浇入模具中；3.金属材料在模具中冷却凝固；4.从模具中取出铸件。5.2常见铸造工艺和模具砂型铸造利用砂型作为模具，适用于形状比较简单的铸件。金属型铸造利用金属型作为模具，适用于形状复杂、尺寸精确的铸件。消失模铸造利用可熔性模具，适用于形状复杂、表面光洁度要求高的铸件。精密铸造利用蜡模或塑料模，适用于形状复杂、尺寸精确、表面光洁度要求高的铸件。5.3铸造缺陷的预防和控制铸造缺陷是指铸件在生产过程中产生的各种缺陷，如气孔、缩孔、冷隔、夹渣等。铸造缺陷会降低铸件的质量和强度，因此需要采取措施进行预防和控制。常见的预防和控制措施包括：1.控制熔化温度；2.优化浇注系统设计；3.选择合适的铸造工艺；4.严格控制铸造过程。6.塑性成形加工塑性成形加工是指利用金属材料的塑性变形特性，使其在压力下改变形状的加工方法。它是一种重要的金属成形方法，具有生产效率高、成本低、适用范围广等特点，广泛应用于制造各种金属制品。6.1塑性成形的基本原理塑性成形加工的基本原理是利用金属材料的塑性变形特性，在压力作用下使其发生永久变形，从而改变形状和尺寸。塑性成形加工过程主要包括以下几个步骤：1.将金属材料放置在模具中；2.利用压力使金属材料变形；3.金属材料在模具中冷却定型。6.2常见塑性成形工艺冲压加工利用冲压机对金属板材进行冲压，使其形成各种形状的零件。拉伸加工利用拉伸机将金属板材拉伸成各种形状的零件。弯曲加工利用弯曲机将金属板材弯曲成各种形状的零件。深拉加工利用深拉机将金属板材拉伸成各种形状的深腔零件。6.3塑性成形的参数设计塑性成形参数的设计是保证塑性成形质量的关键因素，主要包括：1.模具设计；2.压力大小；3.压力方向；4.成形温度；5.材料选择。合理的参数设计可以提高成形效率，降低生产成本，并保证成形质量。7.表面处理与改性表面处理是指对金属材料表面进行处理，以改善其性能或保护其不受腐蚀的加工方法。表面处理是金属加工的重要组成部分，可以提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀性、装饰性、导电性、导热性等性能。7.1表面处理的目的和分类表面处理的目的主要包括以下几个方面：1.改善金属材料的表面性能；2.保护金属材料不受腐蚀；3.增加金属材料的装饰性。表面处理方法可以分为以下几类：1.机械表面处理；2.化学表面处理；3.电化学表面处理；4.热处理。7.2常见表面处理工艺抛光利用磨料或抛光膏对金属表面进行抛光，以提高其表面光洁度和镜面效果。喷砂利用压缩空气将磨料喷射到金属表面，以清除氧化皮、毛刺等表面缺陷。镀层在金属表面镀上一层其他金属或合金，以提高其耐腐蚀性、耐磨性或装饰性。氧化在金属表面形成一层氧化膜，以提高其耐腐蚀性或装饰性。7.3表面处理工艺的选择表面处理工艺的选择取决于金属材料的种类、使用环境、性能要求等因素。需要根据具体情况进行综合考虑，选择合适的表面处理工艺，以满足实际需求。8.先进金属加工技术先进金属加工技术是指近年来发展起来的，具有更高效率、更高精度、更高自动化水平的新型金属加工技术。它们在传统加工技术的基礎上，利用新材料、新工艺、新设备，不断提升加工效率、加工精度和加工质量。8.1激光加工技术激光加工技术是指利用激光束的高能量密度对金属材料进行加工处理的技术。它具有加工精度高、加工效率高、热影响区小、自动化程度高等特点，广泛应用于金属材料的切割、焊接、表面处理、打孔等方面。8.2电火花加工技术电火花加工技术是指利用电极间放电产生的火花能量对金属材料进行加工处理的技术。它具有加工精度高、加工效率高、加工硬度高、加工复杂形状等特点，广泛应用于制造各种模具、刀具、精密零件等。8.3化学机械抛光技术化学机械抛光技术是指利用化学腐蚀和机械研磨的综合作用对金属材料表面进行抛光处理的技术。它具有加工精度高、表面光洁度高、加工效率高等特点，广泛应用于半导体制造、精密仪器制造等领域。9.金属加工工艺的自动化金属加工工艺的自动化是指利用自动化设备和技术对金属加工过程进行控制和管理，从而提高加工效率、降低生产成本、保证加工质量、提高生产安全性。9.1数控加工技术数控加工技术是指利用计算机控制加工设备进行加工的技术。它具有加工精度高、加工效率高、加工复杂形状、自动化程度高等特点，广泛应用于各种机械零件的加工制造。9.2机器人加工技术机器人加工技术是指利用工业机器人对金属材料进行加工处理的技术。它具有灵活性高、作业范围广、安全性高等特点，广泛应用于各种金属加工过程，如焊接、喷涂、装配、搬运等。9.3智能制造与工业4.0智能制造是指利用