【正文】 分為鉗工和機(jī)械加工兩大類。輥軋成形：如輥軋、熱軋齒輪、輾環(huán)。由于沖壓模具制作成本高，大批量生產(chǎn)才是合理的。沖壓件重量輕，剛度好、結(jié)構(gòu)輕巧、質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。板料坯料通常是厚度在1~2mm以下的薄板一般不加熱。模鍛生產(chǎn)率高，工件表面光潔，尺寸精度高，材料利用率高，鍛件內(nèi)部，鍛造流線分布更加合理，提高了使用壽命，可鍛軟復(fù)雜零件，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，成本較低，常用于中小型鍛件的批量生產(chǎn)。模鍛模鍛時(shí)將坯料放在鍛模膛內(nèi)，使工件壓力成形。 按使用設(shè)備和鍛造力性質(zhì)不同，自由鍛分為錘上自由鍛和水壓機(jī)上自由鍛，大型鍛件要在水壓機(jī)上進(jìn)行。沖壓加工的對(duì)象是金屬薄板，一般在常溫下進(jìn)行，故又稱為板料沖壓或冷沖壓。（二）鍛壓包括鍛與沖壓，在外力作用下使金屬產(chǎn)生塑性變形，一般要在高溫下進(jìn)行。④低壓鑄造。常用壓鑄比壓為5~150MPa，金屬流速達(dá)5~100m/s。② 金屬型鑄造，模型可反復(fù)使用4萬(wàn)次，鑄件有較好的精度（達(dá)到IT12~IT14），表面光潔，少加工或不加工即可使用，可機(jī)械化生產(chǎn)。⑥按順序凝固原則設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)圖示鑄鋼殼體，將其改成右面的樣子，在殼體底部76mm保持均勻壁厚，往上逐步增加壁厚，直到與法蘭盤(pán)相接，保證了殼體按順序凝固，不再產(chǎn)生縮松缺陷了。但是對(duì)于收縮率較大的合金，因應(yīng)力過(guò)大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋。④為防止鑄件翹曲變形，對(duì)較大的平板鑄件及壁厚不均勻的長(zhǎng)形箱體，應(yīng)將其設(shè)計(jì)成對(duì)稱形狀或增加肋板來(lái)提高其剛度。避免交叉和銳角連接，厚壁與薄壁的銜接要逐步過(guò)渡。進(jìn)行鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要考慮鑄造工藝及金屬鑄造性能的要求，防止產(chǎn)生縮孔、縮松、澆不足，冷隔、變形及裂紋等缺陷，應(yīng)注意以下問(wèn)題： ①鑄件要有合理壁厚及結(jié)構(gòu)斜度，鑄件壁厚盡可能均勻。砂型鑄造目前大部分砂型還是手工制作的。目前還存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差的問(wèn)題。鑄件的缺點(diǎn)是工序繁多，工藝過(guò)程控制難度大。既可單件生產(chǎn)，也可批量生產(chǎn)，使用的材料大部分來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，還可用廢料和廢零件，因此成本低。這是金屬在液態(tài)下的成形方法。下面分別進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。第三章 金屬制造工藝簡(jiǎn)介金屬制造工藝的分類：熱加工包括鑄造、鍛壓和焊接。車制螺紋把本來(lái)表面質(zhì)量較好的棒料車去，金屬纖維也被車去不合理，而滾壓螺紋是利用材料的塑性成形，滾壓后金屬組織緊密，螺紋工作時(shí)力流方向與材料纖維方向一致，其強(qiáng)度比車制螺紋提高40—95%。⑤ 采用合理的制造工藝制造工藝對(duì)螺栓的疲勞強(qiáng)度有很大影響，加工時(shí)螺紋表面層中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力應(yīng)想辦法消除。這些措施的缺點(diǎn)是增加了成本，只在重要聯(lián)接時(shí)使用。其中螺紋牙根的應(yīng)力集中影響很大，可增大牙根的圓角半徑，如將r==，螺栓聯(lián)接強(qiáng)度可提高24~40%。② 減少螺栓應(yīng)力幅受交變載荷的螺栓聯(lián)接來(lái)說(shuō)，增加螺栓長(zhǎng)度、減小螺桿橫截面積或減小螺桿材料的彈性橫量E都可降低螺桿剛度，如采用柔性螺栓。 環(huán)槽螺母，螺母開(kāi)割凹槽，造成螺母部分受拉，作用同設(shè)懸置螺母。的內(nèi)斜角，原受力大的下面幾圈螺紋牙受力點(diǎn)外移，剛性隨之減小，載荷上移，使載荷分布趨于均勻。 用內(nèi)斜螺母，螺母旋入端制成10176。 設(shè)懸置螺母，使母體和螺栓都受拉，減少螺距變化差，使螺紋牙上載荷分布均勻。研究情況表明，從螺母支承面算起第一圈紋牙變形最大，第二圈次之，以后遞減，因此采用圈數(shù)過(guò)多的螺母并不能提高聯(lián)接強(qiáng)度。螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)時(shí)，不論其受什么樣外載荷，均先求出螺栓組受的總合力，然后再進(jìn)行單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算。圖（d）為不考慮受載螺栓預(yù)緊力變化時(shí)，翻轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生應(yīng)力與預(yù)緊力合成后，擠壓應(yīng)力的分布圖。圖（b）為在預(yù)緊力作用下，接合面間的擠壓應(yīng)力分布圖。④ 受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組：翻轉(zhuǎn)趨勢(shì)與M轉(zhuǎn)向相同。② 對(duì)受旋轉(zhuǎn)力矩的螺栓組聯(lián)接，其受力情況與橫向載荷基本相同。對(duì)普通螺栓聯(lián)接，螺栓預(yù)緊后在結(jié)合面間產(chǎn)生壓緊力，靠磨擦力抵抗橫向外載荷。t值大小還要考慮扳手的活動(dòng)空間，因此t值也不能太小。因此相鄰螺栓的中心距t一般應(yīng)小于10d?；蚋挠勉q制孔螺栓，盡量避免螺栓受附加彎曲載荷（如支承面不平，螺母孔不正，被聯(lián)接件剛度小，聯(lián)接機(jī)體孔偏斜等）。② 受力矩作用的螺栓組，螺栓布置盡量遠(yuǎn)離對(duì)稱軸，同一圓周上螺栓數(shù)目應(yīng)采用4，6，8，12……便于劃線和分度。最好有兩個(gè)對(duì)稱軸，加工計(jì)算都方便。③ 利用附加材料防松，如將螺母焊在釘桿上，側(cè)面焊死，或用粘合劑涂在螺紋表面，不僅防松還可密封。178。178。178。178。其作法有：178。鎖緊螺母上端開(kāi)口后徑向收口，擰緊后張開(kāi)，靠螺母彈性鎖緊，簡(jiǎn)單可靠，可多次拆裝，用于較重要場(chǎng)合。還可用雙螺母防松。但是，如果溫度變化大或承受沖擊荷載，或振動(dòng)都會(huì)使螺母逐漸松脫，設(shè)計(jì)時(shí)必須按工作條件及可靠性要求，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)考慮設(shè)置防松裝置。聯(lián)接螺紋標(biāo)準(zhǔn)件都能滿足自鎖條件。實(shí)際應(yīng)用中，絕大多數(shù)聯(lián)接在裝配時(shí)就需要擰緊，此時(shí)螺栓所受的力叫預(yù)緊力。螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松按螺紋聯(lián)接裝配時(shí)是否擰緊，分為松聯(lián)接和緊聯(lián)接。螺母用一個(gè)數(shù)字表示，為。⑥ 墊圈：常用的附件，放在螺母與被聯(lián)接件之間，可以保護(hù)支撐面或防止螺母松脫（彈簧墊圈等）。按其高度不同分為標(biāo)準(zhǔn)螺母，扁螺母及厚螺母。④ 緊定螺釘：其頭部和尾部的形式很多，常用尾部形狀有錐端，平端和圓柱端，一般要求尾端要有足夠的硬度。③ 螺釘：結(jié)構(gòu)形狀與螺栓類似，但螺釘頭部形式較多，其中內(nèi)、外六角頭可施加較大的擰緊力矩。螺栓頭部常用的有標(biāo)準(zhǔn)六角頭，小六角頭、方頭……。它主要用于固定兩零件的相互位置，不宜傳遞很大的力或力矩。雙頭螺柱聯(lián)接常用的緊固方式如下頁(yè)圖所示：其中：（a） 利用過(guò)盈配合螺紋，擰入螺紋孔，構(gòu)成旋合全長(zhǎng)橫向收緊；（b） 利用螺紋收尾部分（不完全螺紋）擠入螺紋孔構(gòu)成局部橫向收緊；（c） 利用擋環(huán)端面抵緊螺紋孔，并使螺柱軸向定位；（d） 利用螺柱頂部結(jié)構(gòu)，抵緊螺紋孔底面，構(gòu)成軸向固緊。設(shè)計(jì)時(shí)注意雙頭螺柱必須緊固。③ 雙頭螺柱聯(lián)接：用于被聯(lián)接件之一較厚而又經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。螺釘擰入深度與螺釘及被聯(lián)接件的材料有關(guān)，按等強(qiáng)度條件決定的最小擰入深度可查有關(guān)手冊(cè)。螺紋聯(lián)接的主要型式，標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接零件螺紋聯(lián)接的主要型式有：① 螺栓聯(lián)接：當(dāng)被聯(lián)接件不太厚時(shí)，用普通螺栓貫穿兩個(gè)（或多個(gè)）被聯(lián)接的孔，再擰緊螺母，此種應(yīng)用最廣。和60176。管螺紋有牙型角55176。細(xì)牙螺紋升角小，自鎖性好。其中最大螺距的螺紋叫粗牙螺紋，其余的都叫細(xì)牙螺紋。以外徑d為公稱直徑。用于聯(lián)接的螺紋主要有：普通螺紋與管螺紋。⑧ 導(dǎo)程S：同一條螺旋線上相鄰兩牙在中線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離，S=nP， 對(duì)單線螺紋而言，因n=1，所以S=P。⑥ 中徑d2：指一個(gè)假想的中徑圓柱的直徑，該圓的母線通過(guò)牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。④ 外徑（大徑）d：與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑叫螺紋外徑（或大徑），亦稱公稱直徑。③ 牙型角α，牙型半角α/2：在螺紋牙型上，連接牙頂和牙底的側(cè)表面稱為牙側(cè)，相鄰牙側(cè)間的夾角α叫牙型角。螺旋線的條數(shù)稱為螺紋的線數(shù)，用n表示。三角形螺紋用于聯(lián)接，后三種螺紋用于傳動(dòng)。螺紋由外螺紋和內(nèi)螺紋組成，按照母體形狀，螺紋分為圓柱螺紋和圓錐螺紋。螺紋及螺紋聯(lián)接的主要參數(shù)螺紋的外表面是圓柱螺旋線。對(duì)接不同厚度鋼板的重要受力接頭時(shí)，若兩板厚度差不超過(guò)下表規(guī)定，坡口形式和尺寸按厚板選取，若板的厚度差超過(guò)表中規(guī)定，在厚板上做單面或雙面削薄弱，其削薄長(zhǎng)度L≥34（δδ1）。178。 坡口型式選擇手弧焊常用坡口有I形、V形、X形及U型四種坡口，可用氣割、切削加工（刨、車削等）等方法加坡口，不同型式適用于不同厚度金屬板焊接。薄板氣焊多采用卷邊接頭。 接頭形式選擇多種形式接頭，要從變形及應(yīng)力狀態(tài)方面進(jìn)行比較和選擇。 焊縫一般應(yīng)避開(kāi)加工部位（或加工表面）。 盡量減少焊縫長(zhǎng)度和數(shù)量。 焊縫設(shè)置應(yīng)盡可能對(duì)稱，以減少?gòu)澢冃巍?焊縫應(yīng)避免過(guò)分集中和交叉。 焊縫應(yīng)避開(kāi)應(yīng)力較大部位，尤其應(yīng)力集中部位（應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角位置）焊縫要避開(kāi)受力點(diǎn)，如焊縫不宜在轉(zhuǎn)角位置。 焊縫位置應(yīng)便于焊接操作，焊條要能伸到焊接部位。不同種類的兩種金屬焊接難度很大，一般應(yīng)盡量避免使用。① 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇材料不同，焊接的難易程度差別很大，應(yīng)選擇焊接性能良好的金屬材料制造焊接結(jié)構(gòu)。一般在爐中加熱到600~650℃，保溫一定時(shí)間后隨爐冷卻（或空冷），可消除80%以上殘余應(yīng)力。（5）消除焊接殘余應(yīng)力的方法：重要焊接結(jié)構(gòu)焊后均應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力處理。④ 加熱適當(dāng)部位，使之伸長(zhǎng)。② 焊前預(yù)熱：減少焊件各部分溫差，降低焊后冷卻速度，減少殘余應(yīng)力。（3）焊接應(yīng)力：由圖看出，焊縫及其附近的壓縮塑性變形區(qū)內(nèi)的σ縱為拉應(yīng)力，其數(shù)值可達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度σ5（焊縫尺寸過(guò)小時(shí)除外）。（2）焊接變形的矯正① 機(jī)械矯正法：適于塑性好的材料，如低碳鋼和普通低合金鋼。（1）預(yù)防焊接變形的工藝措施① 反變形法② 剛性固定法用壓板固定可減少變形，但會(huì)產(chǎn)生較大應(yīng)力。焊接變形和應(yīng)力總是同時(shí)存在，相互聯(lián)系的，一般情況下，若母材塑性較好和結(jié)構(gòu)剛性較小，則變形較大而應(yīng)力較小，反之應(yīng)力大而變形小。堿性焊條脫氧能力強(qiáng)，藥皮中有能起去氫作用的熒石，所堿性焊條焊縫金屬含氫量低，抗裂性好，常用于焊接重要的焊接結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是對(duì)油、銹和水的敏感性大，使用不當(dāng)易產(chǎn)生氣孔，藥皮中CaF2產(chǎn)生的氟阻礙氣體電離，電弧穩(wěn)定性差，一般要求采用直流電，焊接時(shí)有毒煙塵多，應(yīng)注意通風(fēng)和防護(hù)。因此酸性焊條廣泛用于一般結(jié)構(gòu)的焊接。焊條牌號(hào)及意義舉例：表示焊條各大類詳見(jiàn)有關(guān)表格內(nèi)容表示各大類中的若干小類表示藥皮類型和焊接電源種類□ 酸性焊條和堿性焊條的性能差別很大，使用時(shí)不可隨意代替。焊皮按熔渣化學(xué)性質(zhì)分為兩大類：以酸性氧化物（如：SiOTiO2等）為主的焊條稱為酸性焊條；以堿性氧化物（如CaO等）和熒石（CaF2）為主的焊條稱為堿性焊條。藥皮的原材料由礦物、鐵合金、有機(jī)物和化工產(chǎn)品等四類。藥皮是涂在焊絲外面的涂料層。焊芯的質(zhì)量至為重要，一般采用經(jīng)過(guò)特殊冶煉的焊接專用鋼絲（稱焊絲），其化學(xué)成份不同，用途也不同。焊條及其編號(hào)焊條由焊芯和藥皮組成。此外空氣中的水份、焊件、焊絲表面的油、銹、水，使焊縫含氫量增加，引起氫脆性，導(dǎo)致冷裂紋和形成氣孔。和一般冶煉過(guò)程相比較，焊接電弧和熔池溫度比一般冶煉溫度高，金屬元素強(qiáng)烈蒸發(fā)和燒損，又由于熔池體積小，從熔化到凝固的時(shí)間又短，溫度變化快，冶金反應(yīng)的速度和方向變化迅速，如氣體和熔渣不及時(shí)浮出就會(huì)在焊縫中產(chǎn)生氣孔和夾渣的缺陷。焊條藥皮在熔化過(guò)程中，產(chǎn)生一定量的保護(hù)氣體和液態(tài)熔渣，起隔絕空氣的作用。電弧焊和電渣焊簡(jiǎn)介焊件局部被加熱到熔化狀態(tài)，形成金屬熔池，填充金屬以熔滴形式向熔池過(guò)渡。（3） 修補(bǔ)鑄、鍛件的缺陷和局部受損零件。焊接分類熔 焊壓 焊釬 焊氣 焊電弧焊電渣焊弧 焊等 離 子電子束焊激光焊電阻焊摩擦焊爆炸焊擴(kuò)散焊超聲波焊冷壓焊軟釬焊硬釬焊手弧焊埋弧焊保護(hù)焊氣 體點(diǎn) 焊縫 焊對(duì) 焊錫 焊銅 焊銀 焊自 動(dòng)半自動(dòng)氬弧焊CO2 焊 焊接應(yīng)用（1） 制造各種金屬構(gòu)件：房屋房架、橋梁、船體、車輛、飛機(jī)、火箭、壓力、容器、管道、起重機(jī)、鍋爐……。（2） 壓焊：焊接過(guò)程中對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱），如電阻焊、摩擦焊等。焊接方法（1） 熔焊：焊件連接處局部加熱到熔化狀態(tài)，再冷卻凝固成一體，不加壓完成焊接。但其工藝復(fù)雜，用于形狀復(fù)雜、要求變形小的小型耐磨零件，如儀表和縫紉機(jī)零件等。氰化過(guò)程加熱溫度較低（820～840℃），氰化后可直接淬火或冷卻后再加熱淬火。碳氮共滲也叫氰化。滲氮沒(méi)有相變，不需淬火，變形也很小。滲氮也稱氮化。滲碳后，～㎜～%，滲碳后，工件還要進(jìn)行淬火和低溫回火。常見(jiàn)的化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮和碳氮共滲等。這種方法較為先進(jìn)，生產(chǎn)率高，加熱溫度和淬硬層容易控制，淬火質(zhì)量好，但是設(shè)備昂貴，主要適用于大批生產(chǎn)。工件表層可迅速被加熱，幾秒鐘即可使溫度升高800～1000℃，而心部仍接近室溫。感應(yīng)電流在工件截面上的分布是不均勻的，心部電流幾乎等于零，表面電流密度極大，這個(gè)現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)?；鹧婕訜崾怯醚鯕狻胰玻ɑ蜓鯕狻簹猓┗旌蠚怏w燃燒的火焰，噴射加熱工件表面，然后再噴水冷卻，這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，淬硬速度快，成本低，但火焰加熱表面容易過(guò)熱，淬火效果不穩(wěn)定。表面淬火使工件表面具有較好的硬度和耐磨性。表面熱處理僅對(duì)工件表面加熱、冷卻而不改變成分的熱處理稱為表面熱處理。淬火后的工件應(yīng)及時(shí)回火，這是由于淬火馬氏體是不穩(wěn)定的組織，回火促使其組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保持工件使用過(guò)程中不再發(fā)生形狀和尺寸的改變，其次回火可降低淬火工件的脆性，減少和消除內(nèi)應(yīng)力，最后回火可獲得要求的強(qiáng)度，硬度和韌性，以滿足工件使用要求。 鋼件淬火通常用水、油和鹽、堿的水溶液作為淬火介質(zhì)，使用什么介質(zhì)取決于鋼的化學(xué)成分及對(duì)工件的技術(shù)要求，形狀簡(jiǎn)單，截面較大的碳素鋼件多在水中淬火，合金鋼和復(fù)雜的碳素鋼件多在油中淬火 。淬火后的工件再配合適當(dāng)?shù)幕鼗穑菇饘俨牧线_(dá)到使用要求。對(duì)不太重要的工件，目的是細(xì)化晶粒，使組織均勻化，提高機(jī)械性能，可作為工件的最終熱處理。對(duì)低碳鋼或低碳合金鋼，正火目的是提高硬度改善切削加工性能。（2） 球化退火：使鋼中碳化物呈球化，用于過(guò)共析鋼（%﹤C﹤%）和工具鋼，使?jié)B碳體球化，降低硬度提高韌性，改善工件切削加工性能，減少工件淬火時(shí)產(chǎn)生變形和開(kāi)裂。退火將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻），以達(dá)到接近平衡狀態(tài)組織。只有奧氏體狀態(tài)才能通過(guò)不同的冷卻方式轉(zhuǎn)變成不同的組織，從而使鋼獲得所需要的性能。重要的零件要進(jìn)行熱處理，以提高金屬材料的強(qiáng)度和硬度，改善材料的逆性和韌性等，充分發(fā)揮材料的潛力。