【正文】 二、刀具材料 1．對(duì)刀具材料的性能要求： 34 （ 1）較高的硬度。 ④外圓車刀角度的作用 a．前角 r176。 （ 2）坡口形式（等厚） 圖 防止殼體焊接局部塌陷的反變形 圖 X 型坡口焊接次序 圖 梁的焊接次序 圖 機(jī)械矯正法 圖 火焰矯正法 圖 合理選材與減少焊縫 31 ① I 形坡口 ② Y 形坡口 ③帶鈍邊 U 型坡口 ④帶鈍邊單邊 V型坡口 ⑤雙 Y 形坡口 ⑥帶鈍邊雙邊 V型坡口 （ 3）接頭過(guò)渡形式 厚度相差較大的金屬材料焊接時(shí)，接頭處會(huì)造成應(yīng)力集中，而且接頭兩側(cè)受熱不勻，易產(chǎn)生焊不透的缺陷。 ②可以焊接性能差異很大的異種金屬，對(duì)工件厚度的差別沒(méi)有嚴(yán)格的限制。鋼軌和管道的焊接。 ：帶電粒子流自身磁場(chǎng)→磁場(chǎng)力→粒子流互相靠近 特點(diǎn)：（ 1）能量密度大，溫度高（可達(dá) 16000K），穿透能力強(qiáng)，效率高 （ 2）電流很小時(shí)（ ），電弧仍很穩(wěn)定，可焊很薄的箔材 應(yīng)用：銅合金，合金鋼，鎢，鉬，鈷，鈦等金屬焊件 167。其大小視筒體直徑與焊接 速度等而定。 （二）常用焊接方法 一、埋弧焊（熔劑層下焊接） （原理見(jiàn)圖 ）： 在焊縫處堆放焊劑→焊絲送入 電弧區(qū)→選定的弧長(zhǎng)→電弧燃燒→焊機(jī)帶動(dòng)焊絲勻速前移（或工件勻速運(yùn)動(dòng)） 工件 熔化→較大體積熔池→焊縫 焊絲 可達(dá) 20cm3 焊劑熔化→熔渣→保護(hù)焊縫 焊劑蒸發(fā)→熔渣泡→ 隔絕空氣，防止熔滴外濺 減少電弧熱能損失，阻止 弧光四射 焊接 → 圖 埋弧焊原理 26 ： ①生產(chǎn)效率高。盡量提高材料利用率（圖 ） （ 2）彎曲件： ①形狀應(yīng)盡量對(duì)稱， rrmin，并考慮材料纖 維方向 ②彎曲邊的平直部分 H2S，彎曲邊過(guò)短，需先留出適當(dāng)?shù)挠嗔?，以增?H，彎好后在切去多余材料。 ：圖 （ 1）金屬液和模具準(zhǔn)備（ 2）澆注（ 3）合模施壓（ 4）開(kāi)模取件 ： （ 1）液態(tài)金屬自始至終承受等靜壓，在壓力下完成結(jié)晶凝固。 特種塑性加工方法 一．超塑性成形： 超塑性：金屬或合金在特定條 件下，即低的形變速率（ s/10~10 42. ???? ）、一定的變形溫度和均勻的細(xì)晶粒度，晶粒平均直徑 ~5μ m。 軋制成形 一、縱軋 ：軋輥軸線與坯料軸線互相垂直的軋制方法。 Ⅱ應(yīng)用：大型容器制造，石油化工，冶金，造紙等。 ⅳ模具表面精度和潤(rùn)滑條件差，增大摩擦阻力 Ⅱ起皺：多發(fā)生在拉深件的法蘭部分。 落料件：尺寸取決于凹模刃口的尺寸。 （ 2）產(chǎn)品精度高，互換性好 （ 3）產(chǎn)品質(zhì)量小，材料消耗 少，強(qiáng)度、剛度高 （ 4）操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，成本低 沖壓設(shè)備： （ 1）剪床：下料用設(shè)備，將板料剪成一定寬度的條料，以供沖壓之用。 ②確定模鍛工步 主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來(lái)確定 Ⅰ長(zhǎng)軸類模鍛件 （圖 ， ） 鍛件長(zhǎng)度與寬度之比較大，鍛造過(guò)程中錘擊方向垂直于鍛件的軸線。 Ⅱ 滾壓模膛：減少坯料某一部分的橫截面積，以增加另一部分的橫截面積 （圖 ） Ⅲ 彎曲模膛：對(duì)于彎曲的桿類模鍛件進(jìn)行彎曲（圖 ） Ⅳ 切斷模膛：在上模與下模的角上組成一對(duì)刃口，用來(lái)切斷金屬（圖 ） （ 2）制定模鍛工藝規(guī)程 ①繪制模鍛件 圖 Ⅰ分模面 ：上下鍛模在模鍛件上的分界面 表示方法： a— — — — a 確定原則：圖 ⅰ確保模鍛件能從模膛中取出，應(yīng)選在模鍛件最大尺寸的截面上。 精整工序：為減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序 （ 1）繪制鍛件圖：工藝規(guī)程中的核心內(nèi)容。? 增加，金屬內(nèi)部變形 劇烈，晶粒間摩擦加劇，使一部分塑性變形功轉(zhuǎn)化為熱能，使金屬溫度升高，稱為熱效應(yīng)現(xiàn)象，消除了加工硬化現(xiàn)象，導(dǎo)致可鍛性提高。 圖 結(jié)構(gòu)斜度 圖 活塞結(jié)構(gòu)實(shí)例 12 第二章 塑性加工 概述 ： ： 打鐵 → 鍛 壓 → 壓力加工 → 塑性加工 金屬材料 外力 塑性變形 —— 產(chǎn)品 （ 1）金屬材料：主要加工對(duì)象，現(xiàn)包括非金屬材料 （ 2）外力：多數(shù)情況下為壓力，故亦稱壓力加工 （ 3）產(chǎn)品：原材料、毛坯、零件三大類 ： （ 1） 節(jié)省材料：塑性變形 （ 2） 生產(chǎn)率高：幾十件甚至上千件 /分 （ 3） 產(chǎn)品力學(xué)性能好：強(qiáng)度、硬度 （ 4） 產(chǎn)品范圍廣：幾克～上百噸 167。 167。把陶瓷漿由澆口注滿，幾分鐘后陶瓷漿開(kāi)始結(jié)膠變硬，形成陶瓷面層。 （ 2）壓鑄件強(qiáng)度、硬度較高， 力學(xué)性能好 （ 3）可壓鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件，鑲嵌件，最小壁厚 （ 4）生產(chǎn)率很高 （ 5）設(shè)備投資高，鑄型制造周期長(zhǎng) 適合壓鑄的合金種類有限，壓鑄件不能采用熱處理改性，不能承受沖擊載荷 適用范圍：大批量的有色金屬鑄件，缸體、齒輪、箱體、支架等 四．低壓鑄造 低壓鑄造是介于重力鑄造（如砂型、金屬型鑄造）和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。 熱水法：將結(jié)殼后的蠟?zāi)部诔辖菰跓崴校ㄒ话?85～ 95℃），使其中的蠟料熔化，浮在水面； 高壓蒸汽法：將型殼澆口朝下放在高壓 釜內(nèi)，向釜內(nèi)通入 ～ 的高壓蒸汽，使蠟料熔出。生產(chǎn)過(guò)程中模樣主要由蠟質(zhì)材料來(lái)制造，經(jīng)熔化從鑄型中流出，故又稱為“失蠟鑄造”。 ②避免高溫液體金屬直接沖刷金屬型腔表面，減弱液體金屬對(duì)鑄型熱沖擊的作用，延長(zhǎng)鑄型的使用壽命。 圖 車床床身澆注位置 圖 起重機(jī)卷筒澆注位置 圖 大平面鑄件澆注位置 圖 薄件澆注位置 圖 傘齒輪分型面方案 圖 三通鑄件分型面方案 4 三、確定工藝參數(shù) ：鑄造時(shí)在零件的加工表面增加的供切削加工用的余量。 1 《金 屬 工 藝 學(xué)》 授課教案 2 上 編 第一章 鑄 造 鑄造： 液態(tài)金屬 自重或壓力 鑄型 冷卻、凝固 鑄件 鑄造特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 1．具有較強(qiáng)的適應(yīng)性 性材料材質(zhì)：不限，特別是脆結(jié)構(gòu)：復(fù)雜外形、內(nèi)腔～壁厚：尺寸：幾毫米～十幾米重量：幾克～幾百噸mmm 2．鑄件成本低 原材料：來(lái)源廣、價(jià)格低、投資少、易生產(chǎn) 鑄件：機(jī)械加工量相對(duì)較小，成本低 缺點(diǎn)： 1．廢品率較高，生產(chǎn)過(guò)程難以控制； 2．鑄件力學(xué)性能較差， 3．砂型鑄造鑄件精度較差。 為便于把模樣（或型芯）從砂型中（或從芯盒中）取出，鑄件上垂直分型面的各個(gè)側(cè)面應(yīng)具有的斜度。 ③減緩鑄件的冷卻速度，防止鑄件產(chǎn)生裂紋和白口組織等缺陷。 用來(lái)制造模樣的易熔材料有蠟基模料、樹(shù)脂（松香）基模料、含水無(wú)機(jī)鹽模料及水銀模料等。 模樣為樹(shù)脂基時(shí)，無(wú)需脫蠟過(guò)程，而是在焙燒過(guò)程中將模樣燃燒掉。液態(tài)合金在壓力作用下，自下而上地充填型腔，并在壓力下結(jié)晶形成鑄件的工藝過(guò)程。 陶瓷漿由剛玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘結(jié)劑）、氫氧化鈣（催化劑）及雙氧水（透氣劑）等組成。 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先要保證鑄件使用要求，同時(shí)應(yīng)根據(jù)鑄造工藝特點(diǎn)，避免鑄造缺陷，簡(jiǎn)化鑄造工藝，降低鑄 造成本。 鍛造成形 （一）可鍛性 ：衡量材料通過(guò)塑性加工獲得優(yōu)質(zhì)零件難易程度的工藝性能。 通常情況下的塑性加工過(guò)程， 。 以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛工藝特點(diǎn)繪制而成。 ⅱ上下模膛在分模面處輪廓一致，以防止發(fā)生錯(cuò)模 ⅲ選在能使模膛深度最淺的位置處，便于充滿模膛 ⅳ應(yīng)使零件上所加的敷料最少 ⅴ分模面應(yīng)為一個(gè)平面，使模膛深度基本一致，差別不宜過(guò)大，便于制造鍛模 綜合分析，圖 中的 dd面是最合理的分模面。 常采用拔長(zhǎng)、滾壓、彎曲、預(yù)鍛、終鍛等。 （ 2）沖床：實(shí)現(xiàn)沖壓工序，制成所需形狀和尺寸的產(chǎn)品的設(shè)備，最大噸位可達(dá) 40000kN。設(shè)計(jì)落料模時(shí)，取凹模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，然后根據(jù)凸凹模間隙 Z 值確定凸模尺寸（即用縮小凸模刃口尺寸來(lái)保證間隙值）。凹模入口區(qū) 壓邊力過(guò)小，相對(duì)厚度 S/D，拉深系數(shù) m過(guò)小。 （ 4）拉形：（圖 ） Ⅰ原理：在強(qiáng)大的拉力作用下，使坯料緊靠在模型上并產(chǎn)生塑性變形。包括各種型材軋制、輥鍛軋制、輾環(huán)軋制等。延伸率δ超過(guò)100%以上的特性。 （ 2）已凝固金屬在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形，保證尺寸精度。 ③彎曲帶孔件時(shí)，為避免孔的變形， L(~2)S（圖 ）。焊接電流可達(dá) 1000A 以上（是焊條電弧焊的 6～ 8倍），焊接速度快。 二、氣體保護(hù)焊 ：以氬氣（惰性氣體）作為保護(hù)氣體的電弧焊。 其他常用焊接方法 一、電阻焊 利用電流通過(guò)焊件 及其接觸處產(chǎn)生的電阻熱，將焊件局部加熱刀塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。 二、釬焊 ：利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料作填充金屬，加熱時(shí)釬料熔化而將焊件連接起來(lái)的焊接方法。 ③復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率高（可同時(shí)焊接上千條焊縫） ④設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少 ⑤接頭強(qiáng)度尤其是動(dòng)載強(qiáng)度低，耐熱性差，且焊前清理及組裝要求較高。當(dāng)厚度差超過(guò)允許值，過(guò)渡形式有： ①單面斜邊的過(guò)渡形式 圖 ②雙面斜邊的過(guò)渡形式 圖 ③角接、 T 形接頭過(guò)渡 圖 （ 4）其他焊接方法的接頭和坡口形式 ①埋弧焊：接頭形式與焊條電弧焊基本相同，但電流大，熔深大， S12mm 可不開(kāi)坡口單面 焊接（ I 形坡口）；S24mm，可不開(kāi)坡口雙面焊接；焊更厚工件，必須開(kāi)坡口。 ：影響切削刃的鋒利程度。 （ 2）良好的耐磨性。 刀尖與工件軸線： 偏高 等高 偏低 （ 1） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響。— +5186。但不需開(kāi)坡口，焊前準(zhǔn)備簡(jiǎn)便，裝配時(shí)尺寸要求不高，對(duì)于受力不大的平面聯(lián)結(jié)與空間架構(gòu)，采用搭接可以節(jié)省工 時(shí)。接頭光滑平整，工件尺寸精確。 廣泛用于刀具、鋼筋、錨煉、自行車車圈。 ：電弧經(jīng)細(xì)孔噴嘴被強(qiáng)制壓縮 ：氬氣或氮?dú)饬鳎ɡ錃饬鳎┌鼑娀　≈鈬鷱?qiáng)烈冷卻→帶電粒子流向弧柱中心集中。 弧焊工藝： （ 1）工件的下料仔細(xì)、準(zhǔn)備坡口和裝配（點(diǎn)焊固定） （ 2）焊縫兩側(cè) 50～ 60mm 以內(nèi)，去除油污、鐵銹 （ 3）工件厚， S20～ 25mm 時(shí)單面焊， S20～ 25mm 時(shí)，雙面焊（或開(kāi)坡口單面焊接） （ 4）焊接前在焊縫兩端焊上引弧板與引出板，（圖 ）（保證引弧處和斷弧處質(zhì)量） （ 5）防止燒穿和保持焊劑，焊接第一條焊道時(shí)，在焊縫下面放置焊劑墊和墊板（圖 ） （ 6）大直徑（＞ 250mm）筒體環(huán)焊縫時(shí)，防止熔池金屬流失，焊絲位置應(yīng)逆旋轉(zhuǎn)方向偏離焊件中心線一定距離α，（圖 ）。淬硬和冷裂傾向嚴(yán)重，焊接性很差，焊前需要高溫預(yù)熱，焊接時(shí)要采取減少焊接應(yīng)力和防止裂紋的工藝措施，焊后需要進(jìn)行適當(dāng)熱處理等。 ④沖裁件排樣。 （ 5）力學(xué)性能好 三、液態(tài)模鍛 將一定量的液態(tài)金屬直接注入金屬模膛，隨后在壓力的作用下，使處于熔融或半熔融狀態(tài)的金屬液發(fā)生流動(dòng)并凝固成形，同時(shí)伴有少量塑性變形，從而獲得毛坯或零件的加工方法。 167。 167。在強(qiáng)大壓力作用下，板料發(fā)生塑性變形，多面體變成球體。普通低碳鋼板， Rd=（ 6～ 15） S， Rp=（ ～ 1） Rd ⅱ凸凹模間隙不合理，間隙過(guò)小，模具與工件摩擦增大，易拉裂工件，擦傷工件表面，降低模具壽命，一般拉深模間隙 Z＝ （ ～ ） S ⅲ拉深系數(shù)過(guò)小， m值過(guò)小時(shí)，板料變形程度加大，拉深件直壁部分承受的拉力也加大，當(dāng)超出其承載能力時(shí)，即會(huì)被拉斷。設(shè)計(jì)時(shí)，取凸模作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，然后根據(jù)凸凹模間隙 Z 值確定凹模尺寸（即用擴(kuò)大凹模刃口尺寸來(lái)保證間隙值）。 8～ 10mm 以上時(shí)，熱沖壓） 特點(diǎn)：（ 1）零件形狀復(fù)雜，廢料少。 R＝（ 2~3） r R內(nèi)圓角半徑， r外圓角半徑 r＝ ~12mm 模膛深度越深，圓角半徑取值就越大。 有飛邊槽，斜度、圓角小 ②制坯模膛：形狀復(fù)雜的模鍛件，使金屬能合理分布，接近鍛件形狀，更容易地充滿模膛 Ⅰ 拔長(zhǎng)模膛：減少坯料某部分的橫截面積，以增加該部分的長(zhǎng)度（圖 ） 模鍛件沿軸向橫截面積相差較大時(shí)使用。 輔助工序：為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)先變形工序。 時(shí)，變形速度整體上處于較高階段，隨著 。 ①盡可能采用薄壁，均勻結(jié)構(gòu)，最小壁厚可鑄螺紋、孔、齒形、圖案等具體尺寸應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選定 ②非加工表面應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度和圓角 ③發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性，但應(yīng)確保連接牢固，使用可靠。 適用范圍：中、小型鑄鋼件大批量生產(chǎn)。 （ 2）灌漿與膠結(jié)：制造陶瓷面層 將鑄件木模固定于平板上，刷上分型劑，扣上砂套。 圖 待澆注的鑄型 圖 冷室式壓鑄機(jī) 7 （ 2）壓鑄 壓射沖頭向前推進(jìn)，金屬液壓入壓型中，保壓、凝固 （ 3）取出鑄件