《金属加工图解读》课件

《金属加工图解读》课程目标11.掌握金属加工图的基本知识了解金属加工图的组成、阅读方法和绘制规范，并能根据加工图进行实际操作。22.熟悉常见的金属加工工艺深入了解机械加工、铸造、锻造、焊接、金属成型等主要工艺，并能根据具体情况选择合适的工艺进行加工。33.理解金属材料的特性及选择掌握不同金属材料的性能特点，并能根据加工需求选择合适的材料，以达到最佳加工效果。44.提升金属加工图的解读能力培养对金属加工图的分析能力，能够准确理解加工图中的信息，并运用这些信息进行实际操作。金属的基本特性机械性能强度、硬度、韧性、塑性等，决定了金属材料抵抗外力作用的能力，影响其加工和应用性能。物理性能密度、熔点、导电性、导热性等，影响金属材料的加工工艺和应用领域，例如：铝的良好导热性使其适合用于散热器。化学性能耐腐蚀性、氧化性等，决定了金属材料在不同环境中的稳定性和使用寿命。例如：不锈钢的耐腐蚀性使其广泛应用于建筑和工业领域。金属加工的意义制造工业基础金属加工是制造工业的重要组成部分，为各种机械、设备、工具、产品提供基础材料和零部件。满足社会需求金属加工技术的发展，为社会生产生活提供了大量的金属制品，满足了人类在各方面的需求。推动科技进步金属加工技术的不断创新，促进了新材料、新工艺的开发和应用，推动了科技的进步和社会的發展。常见金属加工工艺分类机械加工利用切削、磨削、钻孔等方法，对金属材料进行加工，使其达到所需的形状、尺寸和精度。铸造工艺将金属熔化后倒入模具中，冷却凝固后形成所需的形状的金属制品，适用于形状复杂、尺寸较大的零件。塑性加工工艺利用金属材料的塑性变形能力，通过锻造、轧制等方法，改变金属材料的形状和尺寸。焊接工艺将两个或多个金属部件通过加热和熔化连接在一起，形成一体的结构，适用于大型设备、建筑结构等。材料的选择性能要求根据加工件的性能要求，例如：强度、硬度、耐腐蚀性等，选择合适的金属材料。加工工艺考虑加工工艺的限制，例如：可加工性、成型性等，选择易于加工的材料。成本因素综合考虑材料的采购成本、加工成本等因素，选择经济实惠的材料。机械加工工艺1切削加工利用刀具切削金属材料，去除多余材料，形成所需的形状和尺寸，例如：车削、铣削、钻孔等。2磨削加工利用磨料对金属表面进行加工，以提高其表面光洁度和尺寸精度，例如：平面磨削、圆柱磨削。3其他加工包括：线切割、电火花加工、激光加工等，用于加工复杂形状、高精度零件，或难以用传统方法加工的材料。铸造工艺12345模型制作根据设计图纸，制作出与铸件尺寸和形状相符的模型。型芯制作制作型芯，用于形成铸件的内腔和孔洞，并安装在型腔中。浇注将熔化的金属液浇注到型腔中，金属液在冷却凝固后形成铸件。清理将铸件从模具中取出，并清理铸件表面的砂子和浇口等残留物。检验对铸件进行尺寸、形状、表面质量等方面的检验，确保铸件符合要求。塑性加工工艺1锻造利用金属材料的塑性，通过锤击或压力使金属材料变形，形成所需的形状和尺寸，例如：自由锻、模锻。2轧制利用金属材料的塑性，通过辊轮的滚动使金属材料变形，形成所需的形状和尺寸，例如：板材、带材、管材的生产。3拉拔利用金属材料的塑性，通过拉拔模具使金属材料变形，形成所需的形状和尺寸，例如：钢丝、铜线等。4挤压利用金属材料的塑性，通过挤压模具使金属材料变形，形成所需的形状和尺寸，例如：铝型材、铜管等。焊接工艺熔焊利用高温熔化焊件，使熔化的金属液相互融合，冷却凝固后形成焊缝，例如：电弧焊、气焊。压焊利用压力使焊件相互接触，并在一定温度下发生冶金结合，形成焊缝，例如：电阻焊、摩擦焊。钎焊利用熔点低于焊件的钎料，在压力下将焊件连接在一起，例如：钎焊。金属表面处理工艺1电镀利用电解原理，在金属表面沉积一层金属或合金镀层，以改善其表面性能，例如：防腐蚀、耐磨、装饰等。2喷涂将涂料喷涂在金属表面，形成一层保护膜，以改善其表面性能，例如：防腐蚀、防锈、装饰等。3热处理对金属进行加热和冷却，以改变其内部组织结构，从而改变其机械性能，例如：淬火、回火、正火等。切削加工基础知识1刀具切削加工的核心工具，其几何形状、材料、尺寸、刃磨等对加工质量影响巨大。2工件待加工的金属材料，其材质、硬度、形状、尺寸等影响着切削加工的工艺选择和参数设置。3机床切削加工的设备，其精度、稳定性、功能等直接影响着加工件的质量和效率。4切削液切削加工过程中使用的冷却剂和润滑剂，可以降低切削温度、减少刀具磨损、提高加工效率。车床加工原理利用旋转的工件和移动的刀具，进行切削加工，加工各种轴类、盘类零件。应用车床加工广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域，是金属加工中最基础的工艺之一。铣床加工铣刀铣床的核心工具，有多种类型，例如：立铣刀、端铣刀、面铣刀等，根据加工需求选择合适的铣刀。加工特点铣床加工的特点是效率高、精度高、适应性强，可以加工各种形状的零件。磨床加工钻床加工原理利用旋转的钻头，在工件上钻孔，形成圆形的孔洞，适用于各种金属材料的钻孔加工。应用钻床加工广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域，是金属加工中不可缺少的工艺之一。剪切加工剪切利用剪切机，对金属材料进行剪切加工，形成所需的形状和尺寸，例如：板材、带材的裁剪。1冲压利用冲床，在金属材料上冲出孔洞或形成形状，例如：冲孔、冲压成型。2折弯利用折弯机，对金属板材进行折弯加工，形成所需的形状和尺寸，例如：钣金加工。3折弯加工1折弯机折弯机是进行折弯加工的主要设备，其结构和功能决定着加工的精度和效率。2折弯模具折弯模具是折弯加工的核心工具，根据加工需求选择合适的折弯模具。3加工参数折弯加工的参数设置，例如：折弯角度、折弯深度、折弯速度等，对加工质量影响很大。金属成型加工冷成型在常温下进行的金属成型加工，例如：弯曲、冲压、拉伸等，适用于薄板、带材等金属材料的加工。热成型在高温下进行的金属成型加工，例如：锻造、轧制等，适用于厚板、型材等金属材料的加工。特种成型利用特殊技术进行的金属成型加工，例如：爆炸成型、旋压成型等，适用于特殊形状、特殊尺寸的金属零件的加工。铸造工艺流程模型制作根据设计图纸制作出与铸件尺寸和形状相符的模型，模型材料可以是木材、金属或塑料。型芯制作制作型芯，用于形成铸件的内腔和孔洞，型芯材料可以是砂子、金属或陶瓷。造型将模型和型芯安装在型腔中，并用砂子或其他材料将型腔填满，形成铸造模具。熔炼将金属材料熔化成液体，并控制熔化的温度和成分，以满足铸造的要求。浇注将熔化的金属液浇注到型腔中，金属液在冷却凝固后形成铸件。清理将铸件从模具中取出，并清理铸件表面的砂子和浇口等残留物。检验对铸件进行尺寸、形状、表面质量等方面的检验，确保铸件符合要求。铸件制造注意事项模具设计模具设计要合理，确保铸件能够顺利脱模，避免出现铸件缺陷，例如：粘模、冷隔等。浇注系统浇注系统设计要合理，确保金属液能够均匀、充分地充满型腔，避免出现铸件缺陷，例如：浇口不良、冷隔等。冷却速度控制冷却速度，避免出现铸件缺陷，例如：冷隔、热裂等。金属材料选择合适的金属材料，并控制其成分和熔炼温度，以避免出现铸件缺陷，例如：气孔、夹渣等。铸件的缺陷及其预防气孔铸件内部出现空洞，是由金属液中气体析出或金属液凝固过程中产生气泡所致，可通过改进熔炼工艺、降低浇注温度等方法预防。夹渣铸件内部夹杂着杂质，是由金属液中夹杂物未被完全清除所致，可通过严格控制熔炼工艺、使用高质量的金属材料等方法预防。冷隔铸件内部出现未完全凝固的区域，是由金属液冷却速度过快所致，可通过改进浇注系统、降低冷却速度等方法预防。热裂铸件冷却过程中出现裂纹，是由金属液冷却速度过快、金属内部应力过大所致，可通过改进模具设计、降低冷却速度等方法预防。典型铸件案例分析汽车发动机缸体汽车发动机缸体是典型的铸件，其结构复杂、尺寸较大，对强度、耐磨性要求较高。采用铝合金材料进行铸造，可以减轻重量，提高燃油经济性。机床床身机床床身是典型的铸件，其结构复杂、尺寸较大，对精度、刚性要求较高。采用铸铁材料进行铸造，可以保证机床的稳定性和精度。锻造加工工艺1自由锻利用锤击或压力，对金属材料进行锻造，形成所需的形状和尺寸，操作灵活，但精度较低。2模锻利用锻造模具，对金属材料进行锻造，形成所需的形状和尺寸，精度较高，但生产效率较低。3其他锻造包括：精密锻造、滚锻等，用于加工精度要求高、形状复杂的锻件。锻造工艺设计锻件形状锻件形状要尽可能简单、对称，避免出现过渡、凹陷等复杂结构，以提高成型效率和加工精度。模具设计模具设计要合理，确保锻件能够顺利脱模，避免出现锻件缺陷，例如：冷隔、裂纹等。锻造工艺参数锻造工艺参数，例如：锻造温度、锻造力、锻造次数等，要根据锻件材料、形状、尺寸等因素进行合理设置。锻件缺陷及预防冷隔锻件内部出现未完全凝固的区域，是由金属液冷却速度过快所致，可通过降低冷却速度、增加保温时间等方法预防。裂纹锻件内部出现裂纹，是由金属液冷却速度过快、金属内部应力过大所致，可通过控制冷却速度、降低锻造力等方法预防。偏析锻件内部出现成分不均匀的现象，是由金属液流动不均匀所致，可通过改进锻造工艺、合理控制锻造温度等方法预防。典型锻件案例分析齿轮齿轮是典型的锻件，其结构复杂，对强度、耐磨性要求较高，采用合金钢进行锻造，可以提高齿轮的强度和耐磨性。曲轴曲轴是典型的锻件，其结构复杂，对强度、刚性要求较高，采用合金钢进行锻造，可以保证曲轴的强度和刚性。焊接工艺基础1焊接方法焊接方法是指利用不同能量形式，使焊件连接在一起的方法，例如：电弧焊、气焊、激光焊等。2焊接材料焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂等，其成分、尺寸、性能等对焊缝质量影响很大。3焊接工艺参数焊接工艺参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接角度等，对焊缝质量影响很大。4焊接质量检验对焊缝进行质量检验，以确保焊缝符合要求，例如：外观检验、力学性能检验等。焊接方法及其特点电弧焊利用电弧产生的高温将焊件熔化，形成焊缝，特点是效率高、成本低，适用于各种金属材料的焊接。气焊利用氧气和乙炔燃烧产生的火焰将焊件熔化，形成焊缝，特点是操作简单、便携，适用于薄板金属材料的焊接。激光焊利用激光产生的高温将焊件熔化，形成焊缝，特点是精度高、热影响区小，适用于高精度、薄壁金属材料的焊接。其他焊接包括：电阻焊、摩擦焊、钎焊等，适用于不同类型金属材料的焊接。焊接电弧原理电弧产生当电极与工件之间形成气隙时，在电压作用下，气隙中的空气被电离，形成带电粒子，从而产生电弧。电弧高温电弧具有很高的温度，可以使焊件熔化，形成焊缝。电弧稳定性电弧的稳定性影响着焊接质量，可以通过调整焊接电流、焊接电压、焊接角度等参数来控制电弧的稳定性。焊接参数的选择1焊接电流焊接电流的大小影响着电弧的温度和熔池的深度，根据焊件材料、厚度、焊接方法等选择合适的焊接电流。2焊接电压焊接电压的大小影响着电弧的长度和熔池的宽度，根据焊件材料、厚度、焊接方法等选择合适的焊接电压。3焊接速度焊接速度影响着焊缝的形状、尺寸和冷却速度，根据焊件材料、厚度、焊接方法等选择合适的焊接速度。4焊接角度焊接角度影响着电弧的稳定性和焊缝的形状，根据焊件材料、厚度、焊接方法等选择合适的焊接角度。焊缝质量及其检测外观检验通过肉眼观察焊缝的外观，检查焊缝的形状、尺寸、表面质量等，例如：焊缝是否连续、是否出现气孔、裂纹等。力学性能检验对焊缝进行拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，以检验焊缝的强度、韧性、抗冲击性等。无损检测利用超声波检测、射线检测等方法，对焊缝进行内部缺陷的检测，例如：气孔、夹渣、裂纹等。典型焊接案例分析桥梁建设桥梁建设中，焊接工艺用于连接桥梁的钢梁、钢桁架等结构，焊接工艺的质量直接影响着桥梁的强度和安全性能。船舶制造船舶制造中，焊接工艺用于连接船体的钢板、钢管等结构，焊接工艺的质量直接影响着船舶的强度、防水性能和安全性。表面处理的意义1防腐蚀通过表面处理，可以防止金属材料腐蚀，延长其使用寿命。2耐磨性通过表面处理，可以提高金属材料的耐磨性，延长其使用寿命。3装饰性通过表面处理，可以改变金属材料的外观，使其更加美观，提高其附加值。4功能性通过表面处理，可以赋予金属材料特殊的功能，例如：导电性、绝缘性、抗静电性等。常见表面处理工艺1电镀利用电解原理，在金属表面沉积一层金属或合金镀层，以改善其表面性能，例如：防腐蚀、耐磨、装饰等。2喷涂将涂料喷涂在金属表面，形成一层保护膜，以改善其表面性能，例如：防腐蚀、防锈、装饰等。3热处理对金属进行加热和冷却，以改变其内部组织结构，从而改变其机械性能，例如：淬火、回火、正火等。4其他工艺包括：氧化、磷化、钝化等，用于改善金属材料的表面性能。电镀工艺及应用工艺原理电镀利用电解原理，在金属表面沉积一层金属或合金镀层，以改善其表面性能。应用领域电镀工艺广泛应用于机械制造、电子工业、航空航天等领域，例如：防腐蚀、耐磨、装饰等。喷涂工艺及应用1喷涂原理喷涂将涂料喷涂在金属表面，形成一层保护膜，以改善其表面性能，例如：防腐蚀、防锈、装饰等。2喷涂种类喷涂种类繁多，例如：空气喷涂、无气喷涂、静电喷