項目1金屬成型方法全套可編輯PPT課件項目一金屬成型方法項目二金屬切削基礎知識項目三掌握機床夾具原理項目四認識金屬切削方法項目五機械加工工藝規程項目六認識現代制造工藝技術任務1探究鑄造成型01任務目標任務目標掌握鑄造成型的定義及特點。掌握鑄造成型的種類及其優、缺點。熟悉鑄造工藝設計的內容及原則。熟悉鑄件結構設計的原則。了解鑄造成型工藝的基礎理論知識。圖1-1任務導入示例1圖1-2任務導入示例2任務導入1.觀察圖1-1和圖1-2,你能說出圖中物體的名字嗎?2.你知道它們是怎么制造出來的嗎?觀察與思考知識鏈接1鍛造成型

鑄造是指將液態的合金澆注到已制造好的鑄型空腔中,凝固后獲得一定形狀、尺寸和性能的金屬鑄件的成型方法。圖1-3所示為鑄造成型的構件。當工件采用其他制造方法不經濟或不可能時,或當鑄件材料的某些特性需充分利用時,便采用鑄造方法制造工件。圖1-3鑄造成型的構件知識鏈接1鍛造成型

1.鑄造的特點1)具有較強的適應性鑄造較強的適應性主要體現在三個方面:鑄造材料方面,工業生產中常用的金屬材料如各種鑄鐵、非合金鋼、低合金鋼等均可用于鑄造;鑄件形狀方面,鑄造可生產出形狀復雜的鑄件,特別是能夠制造具有復雜內腔的鑄件,如發動機的氣缸曲軸箱體、變速箱箱體、曲軸支架等;鑄件的尺寸、質量和生產批量方面,用鑄造方法可以生產出質量從幾克到數百噸、壁厚大于0.5mm的各種鑄件。知識鏈接1鍛造成型

2)具有良好的經濟性一般鑄造生產不需要復雜、精密、昂貴的設備。鑄件的形狀和尺寸接近于零件,能夠節省金屬材料和切削加工的費用。鑄造所用的原材料來源方便,價格低廉,而且可以回收使用,型砂等鑄型材料還可以回收處理多次使用。因此,總體來說鑄件的生產成本較低,經濟性好。3)實現了少或無切削加工鑄件的形狀和尺寸與零件非常接近,鑄型精密,型腔表面極為光潔,鑄件的公差可達CT7~CT5級,表面粗糙度Ra可達25~3.2μm,能實現少切削和無切削加工。知識鏈接1鍛造成型

4)鑄件力學性能較差鑄造生產工藝的特點是液態成型,鑄造的工序多,鑄件在澆注、凝固和固態冷卻過程中受到許多因素影響,因此鑄件缺陷往往較多,如晶粒粗大、成分偏析、冷隔或澆不足、縮孔、氣孔、夾渣等,廢品率較高,質量不夠穩定。所以,同種材料鑄件的力學性能比鍛件差,其應用范圍也受到一定的限制。2.鑄造材料除滿足對所鑄工件提出的要求外,如強度和抗振性能要求,鑄造材料還必須具有其他多種性能。鑄造材料必須可以低成本熔化,易加工并具有良好的液態流動性。知識鏈接1鍛造成型

3.鑄造缺陷鑄造過程中,造型、澆注和冷卻時都可能出現缺陷知識鏈接1鍛造成型

1)造型缺陷(1)鑄疤。鑄疤是鑄件表面粗糙并且呈凸瘤狀的隆起。它產生的原因是型砂殘余濕氣的蒸發。這些蒸發的濕氣稍后冷凝在砂層底部,導致砂箱壁變軟。變軟的部分可能會脫落,而脫落的部分將導致型砂被包裹在鑄件之內,如圖1-4所示。圖1-4鑄疤的形成原理知識鏈接1鍛造成型

(2)錯型。錯型又稱錯箱,其產生的原因是砂箱銷扣得不緊,導致上、下砂箱之間木模脫模后形成空腔錯位,澆注后便產生錯型。錯型件如圖1-5所示。圖1-6

縮孔缺陷示意圖2)澆注和冷卻時的缺陷(1)夾渣。夾渣在鑄件上形成平坦光滑的表面凹穴。形成夾渣的原因有澆注熔液除渣9不徹底以及澆口系統不合理等。(2)氣體空腔(氣孔)。氣孔是冷卻在金屬內部的氣體無法逸出所致。嚴格遵照正確的溫度澆注可以在很大程度上避免氣孔。知識鏈接1鍛造成型

知識鏈接1鍛造成型

(3)縮孔?？s孔是在冷卻和凝固過程中,冒口內的鑄件材料已冷卻而使內部液態金屬無法繼續通過冒口得到補償而導致的收縮空腔(圖1-6)。圖1-6

縮孔缺陷示意圖知識鏈接1鍛造成型

(4)偏析。偏析是熔液的分解。它產生的原因是多方面的,主要為合金元素的密度差別過大。偏析將導致在一個鑄件內出現各種材料特性。(5)鑄件應力。鑄件壁厚的差異、銳角過渡段以及阻礙收縮的設計結構等原因都可能在鑄件內形成應力。鑄件應力的表現形式主要是鑄件扭曲以及裂紋(圖1-7)。圖1-7裂紋缺陷示意圖知識鏈接1鍛造成型

4.鑄造的分類鑄造成型的方法有很多,主要方法如圖1-8所示。圖1-8鑄造成型的方法知識鏈接2砂型鑄造砂型鑄造是傳統的鑄造方法,以型砂作為造型原料,用人工或機器在砂箱內造出所需的型腔及必要的澆注系統。這種鑄造方法適用于各種形狀、尺寸及各類合金的鑄件生產。砂型鑄造的基本工藝過程如圖1-9所示。知識鏈接2砂型鑄造用型砂及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型。它是砂型鑄造的最基本程序,通常分為手工造型和機器造型。實際生產中,造型方法的選擇具有較大的靈活性,一個鑄件往往可用多種方法造型,應根據鑄件的結構特點、形狀和尺寸、生產批量、使用要求及車間具體條件等進行分析比較,以確定最佳方案。1.手工造型全部由手工或手動工具完成的造型工序稱為手工造型。手工造型時,填砂、緊實和起模都由手工來完成。手工造型操作方便靈活,適應性強,模樣生產準備時間短,但生產率低,勞動強度大,鑄件質量不易保證,故只適用于單件或小批量生產。知識鏈接2砂型鑄造知識鏈接2砂型鑄造常用的手工造型方法的特點及其適用范圍見表1-1。知識鏈接2砂型鑄造知識鏈接2砂型鑄造2.機器造型機器造型是指用機器來完成填砂、緊實和起模等造型操作,是現代化鑄造車間的基本造型方法。與手工造型相比,機器造型可以提高生產率和鑄件質量,降低勞動強度。但設備及工裝模具投資較大,生產準備周期較長,因此,機器造型主要用于大批量生產。按緊實方式不同,機器造型可分為壓實造型、振壓造型、拋砂造型和射砂造型。知識鏈接2砂型鑄造3.制芯當鑄件有空心、鑄件的外壁內凹,或鑄件具有影響起模的外凸時,造型經常要用到型芯。制作型芯的工藝過程稱為制芯。澆注時,型芯被高溫熔融的液態金屬包圍,所受的沖刷及烘烤強度比鑄型高,因此型芯應具有比鑄型更高的強度、耐火度與退讓性。芯砂的組成與配比也比型砂要求嚴格。為提高型芯的剛度和強度,須在型芯中放入芯骨;為提高型芯的透氣性,須在型芯的內部制作通氣孔;為提高型芯的強度和透氣性,一般型芯須烘干使用。型芯可用手工制造,也可用機器制造。在單件、小批量生產中多用手工制芯;在大批量生產中廣泛應用機器制芯。常用的制芯機有振動制芯機、射芯機,制造大型型芯時也可用拋砂機。知識拓展

特種鑄造砂型鑄造雖然應用廣泛,但鑄件質量差,生產率低。為克服砂型鑄造的缺點,人們在砂型鑄造的基礎上,通過改變鑄型材料(如金屬型鑄造、陶瓷鑄造)、模樣材料(如熔模鑄造、實型鑄造)、澆注方法(如離心鑄造、壓力鑄造)、液態金屬充填鑄型的形式或鑄件凝固的條件(如壓鑄、低壓鑄造)等創造了許多其他的鑄造方法。通常把這些不同于普通砂型鑄造的鑄造方法統稱為特種鑄造。任務實施1金屬型鑄造金屬型鑄造是將液態金屬澆注到金屬型中從而獲得鑄件的鑄造方法,也稱為硬模鑄造或鐵模鑄造。由于金屬型可以使用多次,故又稱為永久型鑄造。1.金屬型的結構與材料根據分型面位置不同,金屬型可分為垂直分型式、水平分型式和復合分型式三種結構,垂直分型式金屬型開設澆注系統和取出鑄件比較方便,易實現機械化,應用較廣泛。任務實施1金屬型鑄造鑄造鋁合金活塞用的垂直分型式金屬型的結構如圖1-10所示。它由兩個半型3、7組成,上面的大金屬芯由分塊金屬型芯4、5、6組成。這種型芯構造方便從鑄件中取出。當鑄件冷卻后,首先取出中間型芯5及銷孔金屬型芯2和8,然后將兩個分塊金屬型芯4和5沿水平方向向中心靠攏,再向上拔出。制造金屬型所用材料的熔點應高于澆注合金的熔點,如澆注錫、鋅、鎂等低熔點合金,可用灰鑄鐵制造金屬型;澆注鋁、銅等合金,則要用合金鑄鐵或鋼制造金屬型。金屬型用的型芯有砂芯和金屬芯兩種。有色金屬鑄件常用金屬芯。任務實施1金屬型鑄造圖1-10鑄造鋁合金活塞用的垂直分型式金屬型的結構任務實施1金屬型鑄造2.金屬型鑄造工藝措施由于金屬型導熱速度快,沒有退讓性和透氣性,為了確保獲得優質鑄件和延長金屬型的使用壽命,應該采取下列工藝措施:(1)加強金屬型的排氣。加強排氣的方法有在金屬型腔上部設排氣孔、通氣塞和在分型面上開通氣槽等。(2)在工作表面噴涂耐火涂料。金屬型與高溫液態金屬直接接觸的工作表面上應噴涂耐火涂料,澆注一次就噴涂一次,以產生隔熱氣膜用以保護金屬型,并可調節鑄件各部分的冷卻速度,提高鑄件質量。耐火涂料一般由耐火材料、水玻璃黏結劑和水組成,涂料層厚度為0.1~0.5mm。任務實施1金屬型鑄造(3)預熱金屬型。金屬型在澆注前須預熱,預熱溫度一般為200~350℃,目的是防止因液態金屬冷卻過快而造成澆不到、產生冷隔和氣孔等缺陷。(4)及時開型。因金屬型無退讓性,在澆注時應正確選擇澆注溫度和澆注速度。澆注后如果鑄件在鑄型中停留時間過長,易引起過大的鑄造應力而導致鑄件開裂。因此,鑄件冷凝后應及時從鑄型中取出。通常鑄鐵件的開型溫度為780~950℃,開型時間為10~60s。任務實施1金屬型鑄造3.金屬型鑄造的優、缺點及應用范圍1)金屬型鑄造的優點(1)鑄件尺寸精度高,尺寸公差等級為IT14~IT12,表面質量好,表面粗糙度Ra為12.5~6.3μm,機械加工余量小。(2)鑄件的晶粒較細,力學性能好。(3)金屬型鑄造可實現一型多鑄,提高了生產率,且節約造型材料。任務實施1金屬型鑄造2)金屬型鑄造的缺點(1)金屬型的制造成本高,不宜生產大型、形狀復雜和薄壁鑄件。(2)由于冷卻速度快,鑄鐵件表面易產生白口組織,切削加工困難。(3)受金屬型材料熔點的限制,熔點高的合金不適于金屬型鑄造。3)金屬型鑄造的應用范圍金屬型鑄造主要用于銅合金、鋁合金等鑄件的大批量生產,如活塞、連桿、氣缸蓋等。鑄鐵件的金屬型鑄造目前也有所發展,但其尺寸限制在300mm以內,質量不超過8kg,如電熨斗底板等。熔模鑄造是使用易熔材料制造模樣,用造型材料將其包裹若干層后形成型殼,再將模樣熔化倒出,烘干后澆入液態金屬而獲得鑄件的方法,又稱為精密鑄造或失蠟鑄造。1.熔模鑄造的工藝過程熔模鑄造的工藝過程如圖1-11所示。熔模鑄造與砂型鑄造的根本區別是熔模鑄造用蠟模代替木模(或金屬模)。任務實施2熔模鑄造任務實施2熔模鑄造圖1-11熔模鑄造的工藝過程任務實施2熔模鑄造(1)制造壓型。壓型是用于壓制蠟模的專用模具,如圖1-11(b)所示。它是用根據鑄件的形狀和尺寸制作的母模來制造的。壓型尺寸精度和表面質量要求高,而且型腔尺寸必須考慮蠟料和鑄造合金的雙重收縮率。當鑄件精度要求高或大批量生產時,壓型一般用鋼、銅合金或鋁合金經切削加工制成;當鑄件精度要求不高或小批量生產時,壓型可采用易熔合金(錫、鉛等組成的合金)、塑料或石膏直接向母模上澆注制成。(2)壓制蠟模。蠟模材料常用50%石蠟和硬脂酸配制而成。將蠟料加熱至糊狀[圖1-11(c)],在一定的壓力下壓入型腔內[圖1-11(d)],待冷卻后從壓型中取出,便得到一個蠟模[圖1-11(e)]。為提高生產率,常把數個蠟模熔焊在蠟棒上組成蠟模組,如圖1-11(f)所示。任務實施2熔模鑄造任務實施2熔模鑄造(3)結殼和脫蠟。在蠟模組表面浸掛一層用水玻璃和石英粉配制的涂料,然后在上面撒一層較細的硅砂并放入固化劑中硬化,使蠟模組外面形成由多層(一般為4~10層)耐火材料組成的堅硬型殼,型殼的總厚度為5~12mm。將結殼后的蠟模組浸入80~90℃的熱水中,使蠟模熔化而流出,從而形成中空的型殼[圖1-11(g)]。然后將型殼放入加熱爐中加熱到800~950℃,保溫0.5~2h,燒去型殼內的殘蠟和水分。(4)填砂、澆注和清理。為進一步提高型殼強度,可將型殼置于干型砂箱中,砂箱周圍用粗砂填緊并趁熱澆注[圖1-11(h)]。最后去掉型殼,清理涂料、毛刺,即可得到所需鑄件。任務實施2熔模鑄造任務實施2熔模鑄造2.熔模鑄造的特點和應用范圍與普通砂型鑄造相比,熔模鑄造具有以下優點:(1)熔模鑄造的鑄型無分型面,不需要起模斜度,也不必另裝型芯,其型腔光滑,所以鑄件精度高(IT14~IT11),表面粗糙度低(Ra為12.5~1.6μm)。熔模鑄造是重要的無切削加工方法。(2)由于液態金屬是在鑄型處于高溫時澆注的,這樣提高了液態金屬的流動性,故可鑄出輪廓清晰的薄壁鑄件。(3)型殼經過硬化、焙燒后發氣性小,透氣性、退讓性和出砂性較好,鑄件廢品率低。(4)熔模鑄造可用于鑄造各種合金鑄件,包括鋁、銅等有色金屬,合金鋼及熔點高、難加工的特種合金等。對于耐熱合金的復雜件鑄造,熔模鑄造幾乎是唯一的生產方法。任務實施2熔模鑄造任務實施2熔模鑄造熔模鑄造由于具有上述優點,因此被廣泛用于各類合金的鑄造。但熔模鑄造工藝復雜,生產周期長,工藝控制要求嚴格,所用材料昂貴,設備造價高,且鑄件不宜過大,故應用具有局限性,主要用于生產形狀復雜、精度要求高以及高熔點且難以切削加工的小型鑄件,如汽輪機、燃氣輪機和渦輪發動機的葉片,汽車、拖拉機、紡織機械和機床小型零件以及切削刀具、風動工具等。任務實施3離心鑄造任務實施3離心鑄造離心鑄造是將液態金屬澆注到高速旋轉的鑄型中,使其在離心力的作用下充型并且凝固成鑄件的鑄造方法。1.離心鑄造的類型離心鑄造常采用金屬型或砂型。為使鑄型旋轉,離心鑄造必須在離心鑄造機上進行。任務實施3離心鑄造根據鑄型旋轉空間位置的不同,離心鑄造機通?？煞譃榱⑹诫x心鑄造機和臥式離心鑄造機兩類。離心鑄造機的工作原理如圖1-12所示。臥式離心鑄造的鑄型繞水平軸旋轉[圖1-12(a)],適合澆注長徑比較大的各種管件;立式離心鑄造的鑄型繞垂直軸旋轉[圖1-12(b)],適合澆注各種盤、環類鑄件。離心鑄造的鑄型轉速是根據鑄件直徑確定的,一般為250~1500r/min。任務實施3離心鑄造任務實施3離心鑄造2.離心鑄造的特點及應用由于液態金屬是在離心力作用下充型和結晶的,因而鑄件組織緊密,無縮孔、氣孔、夾渣等缺陷,鑄件質量好,力學性能好。離心鑄造不用澆注系統,從而節省了金屬材料,此外鑄造空心鑄件和套筒不需要型芯,節省了工時和材料。對于流動性差、收縮大、易產生分散縮孔的合金,離心鑄造更有利于保證鑄件質量。利用離心鑄造還能制造出雙層金屬鑄件,如軸瓦、常用鋼套銅襯。其制法是將預熱好的鋼套置于鑄型中,再澆注銅合金熔液,凝固后便制得雙層金屬鑄件。但這種方法制造出的鑄件內孔尺寸不準確,內表面質量差,易發生比重偏析的合金(如鉛青銅)不宜采用此法,因為離心作用會使鑄件內、外層成分不均勻,性能不佳。目前離心鑄造主要用于制造鑄鐵管、氣缸套及滑動軸承等,也可用來澆注雙層金屬鑄件。任務實施3離心鑄造壓力鑄造是在高壓作用下,使液態或半液態金屬以較高的速度充填金屬型型腔,并在壓力作用下成型和凝固從而獲得鑄件的方法,簡稱為壓鑄。1.壓鑄機和壓鑄工藝過程壓鑄是在壓鑄機上完成的。根據壓室工作條件不同,壓鑄機可分為冷壓室式和熱壓室式兩類。熱壓室壓鑄機的壓室與坩堝連成一體,而冷壓室壓鑄機的壓室是與坩堝分開的。任務實施4壓力鑄造任務實施4壓力鑄造冷壓室壓鑄機又可分為立式冷壓室壓鑄機和臥式冷壓室壓鑄機兩種,目前臥式冷壓室壓鑄機應用較多,其工作原理如圖1-13所示。冷壓室壓鑄機可用于壓鑄熔點較高的非鐵金屬,如銅、鋁和鎂合金等。圖1-13臥式冷壓室壓鑄機的工作原理壓鑄型是壓鑄生產鑄件的模具,可分為定型和動型。將定量液態金屬澆入壓室,活塞向前推進,液態金屬經澆道被壓入壓鑄型型腔中,經冷凝后開型,再由推桿將鑄件推出,完成壓鑄過程。任務實施4壓力鑄造任務實施4壓力鑄造2.壓力鑄造的特點及應用(1)壓鑄件尺寸精度高,表面質量好,尺寸公差等級為IT13~IT11,表面粗糙度Ra為6.3~1.6μm,可不經機械加工直接使用,而且互換性好。(2)壓力鑄造可以壓鑄壁薄、形狀復雜以及具有很小的孔和螺紋的鑄件,如鋅合金的壓鑄件最小壁厚可達0.8mm,最小鑄出孔徑可達0.8mm,最小可鑄螺距達0.75mm,還能壓鑄鑲嵌件。(3)壓鑄件的強度和表面硬度較高。由于金屬在壓力作用下結晶且冷卻速度快,因而鑄件表層晶粒細密,其抗拉強度比砂型鑄件高25%~40%。任務實施4壓力鑄造(4)壓力鑄造生產率高,可實現半自動化及自動化生產。壓力鑄造也存在一些不足。例如,由于充型速度快,型腔中的氣體難以排出,在壓鑄件內部易產生氣孔,故壓鑄件不能進行熱處理,也不宜在高溫下工作,否則氣孔中氣體產生的熱膨脹壓力可能使鑄件開裂;液態金屬凝固快,厚壁處來不及補縮,易產生縮孔和縮松;壓力鑄造設備投資大,鑄型制造周期長、造價高,不宜用于小批量生產。任務實施4壓力鑄造任務實施4壓力鑄造壓力鑄造應用廣泛,可用于生產鋁合金、鋅合金、銅合金和鎂合金等鑄件。鋁合金鑄件是產量最大的壓鑄件,占30%~50%;其次為鋅合金壓鑄件;銅合金和鎂合金鑄件產量很小。應用壓鑄件最多的是汽車、拖拉機制造業,其次是儀表和電子儀器工業。此外,在農業機械、國防工業、計算機、醫療器械等制造業中,壓鑄件也用得較多。鑄造方法的比較見表1-2。砂型鑄造盡管有許多缺點,但其適應性最強,且設備比較簡單,因此仍然是當前生產中最基本的鑄造方法。特種鑄造僅在一定條件下才能顯示其優越性。任務實施4壓力鑄造任務2認知塑性加工02任務目標任務目標掌握塑性加工的定義及種類。掌握塑性加工的理論基礎。熟悉自由鍛的工藝過程及常見自由鍛工序,以及自由鍛件的結構工藝性。熟悉模鍛的特點、鍛模的結構及模鍛件的結構工藝性。熟悉沖壓的基本工序、沖模的結構及沖壓件的結構工藝性。了解塑性成型新工藝。任務導入工業革命之前,鍛造是最普遍的金屬加工工藝,通過反復將金屬加熱錘擊淬火,直到得到想要的形狀,如兵器的形成就是金屬鍛打的過程,將鐵變成刀劍。圖1-14任務導入示例1圖1-15任務導入示例21.觀察圖1-14和圖1-15,你知道它們是怎么生產出來的嗎?你能說出它們的生產工藝嗎?2.比較一下本任務的生產工藝與任務1的鑄造成型有什么區別。觀察與思考金屬塑性加工是使金屬在外力(通常是壓力)的作用下產生塑性變形,以此獲得所需形狀、尺寸和組織的制品的一種基本金屬加工技術,也稱壓力加工。如果不計加工時切頭、切尾、切邊和氧化燒損等的損失,可以認為變形前后金屬的質量相等;如果忽略變形中金屬的密度變化也可認為變形前后金屬的體積不變(鑄錠在開始幾道變形時例外)。所以,也把塑性加工稱為無屑加工。知識鏈接

塑性加工金屬塑性加工的種類有很多,按加工時的工件溫度特征可分為熱加工、冷加工和溫加工。熱加工是指在進行充分再結晶的溫度以上所完成的加工。冷加工是指在不產生回復和再結晶的溫度以下進行的加工。溫加工是指在介于冷、熱加工之間的溫度進行的加工。知識鏈接

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塑性加工熱加工時為了改善產品的組織性能,常常要控制加熱溫度、變形終了溫度和加工后產品的冷卻速度,從而提高產品的韌性。冷加工的實質是冷加工—退火—冷加工,反復循環直至成品退火的過程,可得到表面光潔、尺寸精確、組織性能良好的產品。溫加工的目的有的是降低金屬的變形抗力(如奧氏體不銹鋼溫軋),有的是改善金屬的塑性(如高速鋼溫拔和溫軋),也有的是在韌性不顯著降低的情況下提高金屬的強度,如合金結構鋼在低溫過冷的不穩定奧氏體區進行溫軋,然而冷卻下來可獲得微細結構的馬氏體,并進行回火,從而可得到具有一定韌性的高強度鋼材。知識鏈接

塑性加工根據加工時工件的受力和變形方式,塑性加工的基本加工方法如表1-3所示。其中,鍛造、軋制和擠壓依靠壓力作用使金屬發生塑性變形;拉拔和拉深依靠拉力作用使金屬發生塑性變形;彎曲依靠彎矩作用使金屬發生彎曲變形;剪切依靠剪力作用使金屬發生剪切變形或剪斷。鍛造、擠壓和一部分軋制多在熱態下進行;拉拔、拉深和一部分軋制,以及彎曲和剪切是在室溫下進行的。知識鏈接

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塑性加工1.鍛造鍛造是指靠鍛壓機的鍛錘錘擊工件使之產生壓縮變形的一種加工方法,有自由鍛和模鍛兩種方式。(1)自由鍛。自由鍛不需要專用模具,靠平錘和平砧間工件的壓縮變形使工件鐓粗或拔長,其加工精度低,生產率也不高,主要用于軸類、曲柄和連桿等的單件、小批量生產。(2)模鍛。模鍛通過上、下鍛模模腔壓制工件使之變形,可加工形狀復雜和尺寸精度較高的零件,適于大批量生產,生產率也較高,是機械零件制造中實現少切削或無切削加工的重要途徑。知識鏈接

塑性加工2.軋制軋制是指通過軋件在兩個或兩個以上旋轉軋輥間的壓縮變形,使其橫斷面面積減小與形狀改變,而縱向長度增加的一種加工方法。根據軋輥與軋件的運動關系,軋制有縱軋、橫軋和斜軋三種方式。(1)縱軋?？v軋時兩軋輥旋轉方向相反,軋件軸線與軋輥軸線垂直。金屬無論在熱態還是冷態都可以進行縱軋?？v軋是生產矩形斷面的板、帶、箔材,以及斷面復雜的型材常用的金屬材料加工方法,具有很高的生產率,能加工長度很大和質量較高的產品,是鋼鐵和有色金屬板、帶、箔材以及型鋼的主要加工方法。(2)橫軋。橫軋時兩軋輥旋轉方向相同,軋件軸線與軋輥軸線平行,軋件獲得繞其軸線的旋轉運動。橫軋可加工回轉體工件,如變斷面軸、絲杠、周期斷面型材以及鋼球等。知識鏈接

塑性加工(3)斜軋。斜軋兩軋輥旋轉方向相同,軋件軸線與軋輥軸線成一定角度,軋件在軋制的過程中,除有繞其軸線旋轉的運動外,還有前進運動。斜軋是生產無縫鋼管的基本方法。知識鏈接

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塑性加工3.擠壓擠壓是在擠壓筒后端擠壓軸的推力作用下,使金屬從擠壓筒前端的?？琢鞒?而獲得與擠壓?？仔螤?、尺寸相同的產品的一種加工方法。擠壓有正擠壓和反擠壓兩種基本方式。正擠壓時擠壓軸的運動方向與從?？字袛D出的金屬流動方向一致;反擠壓時,擠壓軸的運動方向與從模孔中擠出的金屬流動方向相反。擠壓法可加工各種復雜斷面實心型材和空心型材,它是有色金屬型材、管材的主要生產方法。知識鏈接

塑性加工4.拉拔拉拔是靠拉拔機的鉗口夾住穿過拉拔模孔的金屬坯料,將其從?？字欣?從而獲得與模孔形狀、尺寸相同的產品的一種加工方法。拉拔一般在冷態下進行,可拉拔斷面尺寸很小的線材和管材,如直徑為0.015mm的金屬線和直徑為0.25mm的管材等。拉拔制品的尺寸精度高,表面質量極高,金屬的強度高(因冷加工硬化強烈)。拉拔可生產各種斷面的線材、管材和型材,廣泛應用于電線、電纜、金屬網線和各種管材的生產。知識鏈接

塑性加工5.拉深拉深又稱為沖壓,是依靠沖頭將金屬板料頂入凹模中產生拉延變形,而獲得各種杯形件、桶形件和殼體的一種加工方法。沖壓一般在室溫下進行,其產品主要為各種殼體零件,如飛機蒙皮、汽車覆蓋件、儀表零件及日用器皿等。6.彎曲彎曲是在彎矩作用下使板料發生彎曲變形或使板料或管、棒材得到矯直的一種加工方法。知識鏈接

塑性加工7.剪切剪切是坯料在剪力的作用下產生剪切,使板材、板料和型材切斷的一種常用加工方法。為了擴大加工產品品種,提高生產率,隨著科學技術的進步,相繼研究開發了多種由基本加工方式相組合而成的新型塑性加工方法,如軋制與鑄造相結合的連鑄連軋法、鍛造與軋制相結合的輥鍛法、軋制與彎曲相結合的輥變成型法、軋制與剪切相結合的搓軋法(異步軋制法)、拉深與軋制相結合的旋壓法等。在鍛錘或水壓機上,利用簡單的工具將加熱后的金屬坯料鍛造成所需形狀和尺寸的鍛件的加工方法稱為自由鍛。自由鍛過程中,金屬坯料在上、下砧鐵間受壓變形時可朝各個方向自由流動而不受限制,其形狀和尺寸主要由操作者的技術控制。任務實施1自由鍛

任務實施1自由鍛

自由鍛分為手工鍛造和機器鍛造兩種,手工鍛造只適合單件生產小型鍛件,機器鍛造則是自由鍛的主要生產方法。自由鍛所使用的設備可分為鍛錘和液壓機兩大類。鍛錘依靠產生的沖擊力使金屬坯料變形,只能用來鍛造中、小型鍛件。液壓機依靠產生的壓力使金屬坯料變形。其中,水壓機可產生很大的作用力,能鍛造質量達300t的鍛件,是重型機械廠鍛造生產的主要設備。任務實施1自由鍛

1.自由鍛的工序自由鍛的工序可分為基本工序、輔助工序和精整工序三大類。其中,基本工序是使金屬坯料實現變形的主要工序,主要有以下幾個。(1)鐓粗。鐓粗是使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。(2)拔長。拔長是使坯料橫截面積減小、長度增大的工序。(3)沖孔。沖孔是使坯料具有通孔或不通孔的工序。(4)彎曲。彎曲是使坯料軸線產生一定曲率的工序。(5)扭轉。扭轉是使坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉一定角度的工序。(6)錯移。錯移是使坯料的一部分相對于另一部分平移錯開的工序。(7)切割。切割是分割坯料或去除鍛件余量的工序。任務實施1自由鍛

任務實施1自由鍛

2.自由鍛的特點及應用(1)自由鍛工藝靈活,工具簡單,設備和工具的通用性強,成本低。(2)自由鍛應用范圍較為廣泛,可鍛造的鍛件質量范圍為1~300000kg。在重型機械中,自由鍛是生產大型和特大型鍛件的唯一成型方法。(3)自由鍛件精度較低,加工余量較大,生產率低,故一般只適合于單件小批量生產。模鍛是將金屬坯料放在與成品形狀、尺寸相同的模膛中使其產生塑性變形,從而獲得與模腔形狀、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。按使用的設備不同,模鍛可分為錘上模鍛、曲柄壓力機上模鍛、摩擦壓力機上模鍛、胎模鍛等。任務實施2模鍛

任務實施2模鍛

1.模鍛的特點與自由鍛相比,模鍛有以下特點。(1)模鍛用模膛控制金屬的流動,可生產形狀較復雜的鍛件。(2)模鍛件力學性能高,鍛件內部的鍛造流線比較完整。(3)模鍛件質量較高,表面質量好,尺寸精度高,節約材料與機加工工時。(4)模鍛生產率較高,操作簡單,易于實現機械化,生產批量越大成本越低。(5)模鍛設備及模具費用高,設備噸位大,鍛模加工工藝復雜,制造周期長。(6)模鍛件不能太大(一般不超過150kg),因此模鍛只適合中、小型鍛件批量或大批量生產。2.鍛模結構錘上模鍛生產所用的鍛模如圖1-16所示。帶有燕尾的上模2和下模4分別用楔鐵10和7固定在錘頭1和模墊5上,模墊用楔鐵6固定在砧座上。上模2隨錘頭做上下往復運動。任務實施2模鍛

任務實施2模鍛

圖1-17所示為一般常用的蒸汽-空氣模鍛錘的錘上模鍛鍛模的工作示意圖。它的砧座3比相同噸位自由鍛錘的砧座增大約一倍,并與錘身2連成一個剛性整體,錘頭7與導軌之間的配合也比自由鍛精密,因錘頭的運動精度較高,使上模6與下模5在錘擊時對位準確。任務實施2模鍛

任務實施2模鍛

3.模膛的類型根據作用的不同,模膛可分為制坯模膛和模鍛模膛兩種。1)制坯模膛對于形狀復雜的模鍛件,為了使坯料形狀基本接近模鍛件形狀,使金屬能合理分布和很好地充滿模膛,就必須預先在制坯模膛內制坯。常見的制坯模膛如圖1-18所示。任務實施2模鍛

(1)拔長模膛。拔長模膛用來減小坯料某部分的橫截面積,以增加該部分的長度,如圖1-18(a)所示。(2)滾壓模膛。在坯料長度基本不變的前提下,用滾壓模膛可減小坯料某部分的橫截面積,以增大另一部分的橫截面積,如圖1-18(b)所示。(3)彎曲模膛。對于彎曲的桿類模鍛件,須采用彎曲模膛來彎曲坯料,如圖1-18(c)所示。(4)切斷模膛。切斷模膛在上模與下模的角部組成一對刀口,用來切斷金屬,如圖1-18(d)所示。任務實施2模鍛

2)模鍛模膛由于金屬在模鍛模膛中發生整體變形,故作用在鍛模上的抗力較大。模鍛模膛又分為終鍛模膛和預鍛模膛兩種。(1)終鍛模膛。終鍛模膛的作用是使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸,因此它的形狀應和鍛件的形狀相同?？紤]到收縮,終鍛模膛的尺寸應比鍛件尺寸放大一個收縮量,如鋼件收縮率取1.5%。此外,模膛四周有飛邊槽,用以增加金屬從模膛中流出的阻力,使金屬更好地充滿模膛,同時容納多余的金屬。任務實施2模鍛

對于具有通孔的鍛件,由于不可能靠上、下模的突起部分把金屬完全擠壓到旁邊去,故終鍛后在孔內留有一薄層金屬,稱為沖孔連皮,如圖1-19所示。把沖孔連皮和飛邊沖掉后,才能得到具有通孔的模鍛件。(2)預鍛模膛。預鍛模膛的作用是使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸,然后進入終鍛模膛。預鍛模膛與終鍛模膛的主要區別是前者的圓角和斜度較大,沒有飛邊槽。對于形狀簡單或批量不夠大的模鍛件也可以不設預鍛模膛。根據模鍛件的復雜程度不同,所需變形的模膛數量不等,可將鍛模設計成單膛鍛模或多膛鍛模。任務實施2模鍛

任務實施2模鍛

多膛鍛模是在一副鍛模上具有兩個以上模膛的鍛模,如彎曲連桿模鍛件的鍛模即為多膛鍛模,如圖1-20所示。任務實施2模鍛

4.其他設備模鍛錘上模鍛具有工藝適應性好的特點,目前依然在鍛造生產中廣泛應用。但是它的振動和噪聲大、勞動條件差、生產率低、能耗大等不足難以克服。因此,近年來大噸位模鍛錘逐漸被壓力機取代。(1)曲柄壓力機上模鍛。曲柄壓力機上模鍛具有錘擊力近似靜壓力、鍛件精度高、振動及噪聲小、機身剛度大、導軌與滑塊間歇小、易于保證上下模對準等優點,但不適宜于拔長和滾壓等工步,設備造價高,適合于大批量生產。任務實施2模鍛

(2)平鍛機上模鍛。平鍛機上模鍛可鍛出錘上模鍛和曲柄壓力機上模鍛無法鍛出的鍛件,還可進行切飛邊、切斷、彎曲和熱精壓等工步。其生產率高,每小時可生產400~900件;鍛件尺寸精度較高,表面質量好;節省材料,材料利用率可達89%~95%;但對非回轉體及中心不對稱的鍛件難以鍛造。任務實施2模鍛

(3)胎模鍛。在自由鍛設備上使用可移動模具生產模鍛件的鍛造方法稱為胎模鍛。它是一種介于自由鍛和模鍛之間的鍛造方法。胎模鍛一般用自由鍛方法制坯,在胎模中最后成型。胎模不固定在錘頭或砧座上,需要時放在下砧鐵上進行鍛造。與自由鍛相比,胎模鍛具有生產率高、鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小、余塊少、節約金屬、成本低等優點。與模鍛相比,胎模鍛具有胎模制造簡單、不需要貴重的模鍛設備、成本低、使用方便等優點;但胎模鍛鍛件尺寸精度和生產率不如錘上模鍛高,工人勞動強度大,胎模使用壽命短。胎模鍛適于中、小批量生產,在缺少模鍛設備的中、小型工廠中應用較廣。知識拓展

板料沖壓(3)胎模鍛。在自由鍛設備上使用可移動模具生產模鍛件的鍛造方法稱為胎模鍛。它是一種介于自由鍛和模鍛之間的鍛造方法。胎模鍛一般用自由鍛方法制坯,在胎模中最后成型。胎模不固定在錘頭或砧座上,需要時放在下砧鐵上進行鍛造。與自由鍛相比,胎模鍛具有生產率高、鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小、余塊少、節約金屬、成本低等優點。與模鍛相比,胎模鍛具有胎模制造簡單、不需要貴重的模鍛設備、成本低、使用方便等優點;但胎模鍛鍛件尺寸精度和生產率不如錘上模鍛高,工人勞動強度大,胎模使用壽命短。胎模鍛適于中、小批量生產,在缺少模鍛設備的中、小型工廠中應用較廣。知識拓展

板料沖壓板料沖壓是金屬塑性加工的基本方法之一,它是通過裝在壓力機上的模具對板料施壓使之產生分離或變形,從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件或毛坯的加工方法。板料沖壓通常是在常溫或低于板料再結晶溫度的條件下進行的,因而又稱為冷沖壓。只有當板料厚度超過8mm或材料塑性較差時才采用熱沖壓。板料沖壓與其他加工方法相比具有以下特點。(1)板料沖壓所用原材料必須有足夠的塑性,如低碳鋼、高塑性的合金鋼、不銹鋼和銅、鋁、鎂及其合金等。(2)板料沖壓件尺寸精度高,表面質量好,質量穩定,互換性好,一般不需要進行機械加工,可直接裝配使用。知識拓展

板料沖壓(3)板料沖壓可加工形狀復雜的薄壁零件。(4)板料沖壓生產率高,操作簡便,成本低,工藝過程易實現機械化和自動化。(5)板料沖壓可利用塑性變形的加工硬化提高零件的力學性能,在材料消耗少的情況下獲得強度高、剛度大、質量好的零件。(6)板料沖壓模具結構復雜,加工精度要求高,制造費用高,因此,板料沖壓只適合大批量生產。板料沖壓廣泛應用于汽車、拖拉機、家用電器、儀器儀表、飛機及日用品等領域的生產。1.沖壓設備板料沖壓常用的設備有剪床和沖床。剪床用于剪切板料,為下一步沖壓工序做準備。沖床用于沖壓已剪切好的板料,并將板料制成所需形狀和尺寸的成品零件。(1)剪床。剪床由電動機經帶輪、齒輪、牙嵌離合器使曲軸轉動并帶動滑塊上下運動,裝在滑塊上的刀片與裝在工作臺上的刀片相互運動而實現剪切。知識拓展

板料沖壓知識拓展

板料沖壓圖1-21所示為剪床的外形及其結構簡圖。知識拓展

板料沖壓(2)沖床。沖床的傳動機構多為曲柄連桿滑塊機構。工作臺三個方向敞開的沖床稱為開式沖床。工作臺前后敞開、左右有立柱的沖床稱為閉式沖床。圖1-22所示為可傾斜式開式沖床的外形及其結構簡圖。知識拓展

板料沖壓2.沖裁沖裁是使坯料沿封閉輪廓分離的工序,包括落料和沖孔。落料時,沖落的部分為成品,余料為廢料;沖孔時,沖落的部分是廢料。(1)變形與斷裂分離過程。使板料變形與斷裂分離的沖裁過程如圖1-23所示,包括以下三個階段。知識拓展

板料沖壓①彈性變形階段。沖頭(凸模)接觸板料并繼續向下運動的初始階段,將使板料產生彈性壓縮、拉伸與彎曲等變形[圖1-23(a)]。②塑性變形階段。沖頭繼續向下運動,板料中的應力達到屈服極限,板料金屬產生塑性變形[圖1-23(b)]。變形達到一定程度時,在凸凹模刃口處出現微裂紋。③斷裂分離階段。沖頭繼續向下運動,已形成的微裂紋逐漸擴展,上下裂紋相遇重合后,板料被剪斷分離[圖1-23(c)]。知識拓展

板料沖壓(2)沖裁間隙。沖裁間隙不僅嚴重影響沖裁件的斷面質量,也影響模具使用壽命。當沖裁間隙合理時,上下剪裂紋會基本重合,獲得的沖裁件斷面質量好,毛刺最小;當沖裁間隙過小時,上下剪裂紋比正常間隙時向外錯開一段距離,在沖裁件斷面會形成毛刺和夾層;當沖裁間隙過大時,材料中拉應力增大,塑性變形階段過早結束,剪裂紋向里錯開,光亮帶小,毛刺和剪裂帶均較大。沖裁間隙的大小一般為板料厚度的3%~8%。從以上分析可以看出,合理的間隙值對沖裁生產是非常重要的。當對沖裁件斷面質量要求較高時,應選取較小的間隙值;當對沖裁件斷面質量無嚴格要求時,應盡可能選用較大的間隙值,以延長沖模的使用壽命。知識拓展

板料沖壓(3)刃口尺寸。凸模和凹模刃口的尺寸取決于沖裁件尺寸和沖裁間隙。①設計落料模時,以凹模尺寸(落料件尺寸)為設計基準,然后根據沖裁間隙確定凸模尺寸,即縮小凸模刃口尺寸來保證沖裁間隙值;設計沖孔模時,以凸模尺寸(沖孔件尺寸)為設計基準,然后根據沖裁間隙確定凹模尺寸,即用擴大凹模刃口尺寸來保證沖裁間隙值。②考慮沖模的磨損,落料件外形尺寸會隨凹模刃口的磨損而增大,而沖孔件內孔尺寸則隨凸模的磨損而減小。為了保證零件的尺寸精度,并提高模具的使用壽命,落料凹模的公稱尺寸應取工件的最小工藝極限尺寸;沖孔時,凸模公稱尺寸應取工件的最大工藝極限尺寸。(4)沖裁力。沖裁力是選用沖床噸位和校驗模具強度的重要依據。平刃沖模的沖裁力的計算公式為F=KLtτ式中,F為沖裁力(N);L為沖裁件周邊長度(m);t為板料厚度(m);τ為材料剪切強度(MPa);K為系數,一般取1.3。知識拓展

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板料沖壓(5)排樣。排樣是指落料件在板料上進行合理布置的方法,可以提高材料利用率。落料件的排樣有兩種,即有搭邊排樣和無搭邊排樣,如圖1-24所示。有搭邊排樣就是在各個落料件之間均留一定尺寸的邊料,其優點是毛刺小,切口光潔,沖裁件尺寸準確,但材料消耗量大。只有對工件的質量要求不高時,為了節省材料才采用無搭邊排樣法。(6)修整。修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內孔刮削一薄層金屬,以切掉沖裁件上的剪裂帶和毛刺。修整的原理與切削加工相似。對于大間隙沖裁件,單邊修整量一般為板料厚度的10%;對于小間隙沖裁件,單邊修整量在板料厚度的8%以下。知識拓展

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板料沖壓3.拉深拉深是利用模具沖壓坯料使平板沖裁坯料變形成開口空心零件的工序,也稱為拉延,如圖1-25所示。(1)拉深系數。拉深件直徑d與坯料直徑D的比值稱為拉深系數,用m表示。拉深系數是衡量拉深變形程度的指標。拉深系數越小,表明拉深件直徑越小,變形程度越大,坯料越難被拉入凹模,易產生拉穿而成為廢品。(2)拉深缺陷及預防措施。拉深過程中最常見的問題是起皺和拉裂。由于凸緣受切向壓應力作用,厚度的增加使其容易起皺。在筒形件底部圓角附近拉應力最大,壁厚減薄最嚴重,易產生破裂而被拉穿。為防止拉深時起皺和拉裂,主要采取以下措施。知識拓展

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板料沖壓①進行拉深時,應限制拉深系數m(m≥0.5~0.8)。②拉深模具的工作部分必須加工成圓角,凹模圓角半徑Rd=(5~10)t(t為板料厚度),凸模圓角半徑Rp<Rd。③進行拉深時,應控制凸模和凹模之間的間隙Z[Z=(1.1~1.5)t,t為板料厚度]。④進行拉深時,應使用壓邊圈,可有效防止起皺。⑤進行拉深時,應涂潤滑劑,減少摩擦,降低內應力,以延長模具的使用壽命。知識拓展

板料沖壓4.彎曲彎曲是利用模具或其他工具將坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定的角度和圓弧的變形工序。彎曲過程及典型彎曲件如圖1-26所示。坯料彎曲時,其變形區僅限于曲率發生變化的部分,且變形區內側受壓,外側受拉,位于板料的中心部位有一層材料不產生應力和應變,稱為中性層。彎曲變形區最外層金屬受切向拉應力和切向伸長變形最大。當最大拉應力超過材料的抗拉強度時,則會造成彎裂。內側金屬也會因受壓應力過大而使彎曲角內側失穩起皺。知識拓展

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板料沖壓彎曲過程中須注意以下幾個問題。(1)考慮彎曲的最小半徑rmin。坯料的彎曲半徑越小,變形程度越大。為防止材料彎裂,應使rmin不小于板料厚度的25%。如材料塑性好,相對彎曲半徑可小些。(2)考慮材料的纖維方向。彎曲時應盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直,使彎曲時的拉應力方向與纖維方向一致,如圖1-27所示。知識拓展

板料沖壓5.板料沖壓件的結構工藝性在設計板料沖壓件時,不僅應使其具有良好的使用性能,還必須考慮沖壓加工的工藝特點。影響沖壓件工藝性的主要因素有沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度和表面質量等。(1)沖壓件的幾何形狀。①沖壓件的形狀應力求簡單、對稱,盡可能采用圓形、矩形等規則形狀,以便于沖壓模具的制造、坯料受力和變形的均勻。②沖壓件的形狀應便于排樣,以提高材料的利用率。③在設計板料沖壓件時,可用加強肋提高剛度,以實現用薄板材料代替厚板材料。④為簡化沖壓工藝,節約材料,對形狀復雜的沖壓件可先分別沖成若干個簡單件,再焊成整體件,即采用沖-焊結構。知識拓展

板料沖壓知識拓展

板料沖壓(2)沖壓件的尺寸。①沖壓件上的轉角應采用圓角,避免造成工件的應力集中和模具的破壞。②沖壓件應避免過長的槽和懸臂結構,避免凸模過細而在沖壓時折斷,孔與孔之間的距離或孔與零件邊緣間的距離不能太小。③彎曲件的彎曲半徑應大于材料許用的最小彎曲半徑,彎曲件上孔的位置應位于彎曲變形區之外。④注意拉深件的最小允許半徑。(3)沖壓件的精度和表面質量。對沖壓件的精度要求不應超過工藝所能達到的一般精度。沖壓工藝的一般精度如下:落料不超過IT10,沖孔不超過IT9,彎曲不超過IT10~IT9,拉深件的高度尺寸精度為IT10~IT8(經整形工序后精度可達IT7~IT6)。知識拓展

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板料沖壓6.沖模沖模是使板料分離或變形的工具。沖模的結構和質量直接決定產品的質量和成本。好的沖模應結構簡單,零部件精度和表面粗糙度要求合理,使用安全可靠和操作簡便。按工序復合程序不同,沖?？煞譃楹唵螞_模、復合沖模和連續沖模。知識拓展

板料沖壓(1)簡單沖模。在沖床的一次沖程中只完成一道工序的沖模稱為簡單沖模,如圖1-28所示,它適用于小批量生產。知識拓展

板料沖壓(2)復合沖模。在沖床的一次沖程中,在模具的同一部位上同時完成數道沖壓工序的模具稱為復合沖模。圖1-29所示為落料及拉深復合沖模。凸凹模的外圓是落料凸模1,內孔為拉深凹模3。當滑塊帶著凸凹模向下沖壓時,條料先被落料凸模1沖下,落料進入落料凹模6,然后由下面的拉深凸模7將落下的坯料頂入拉深凹模3中進行拉深。頂出器8和卸料器5在滑塊回升時將拉深件(成品)推出模具。知識拓展

板料沖壓(3)連續沖模。連續沖模實際上是把兩個以上的簡單沖模安裝在一塊模板上,如圖1-30所示,以便在一次沖壓中連續完成兩個以上的基本工序。沖壓時定位銷6對準預先沖好的定位孔,落料凸模7進行落料,沖孔凸模1進行沖孔。當上?；厣龝r,卸料器(壓板)2從凸模上推下條料,然后將條料向前送進。如此不斷進行,每次送進距離由擋料銷定位。知識拓展

板料沖壓知識拓展

板料沖壓塑性加工一般強調的是金屬材料的成型工藝,是在工具及模具的外力作用下來加工制件的少切削或無切削的工藝方法。塑性加工除了自由鍛、模鍛、沖壓等工藝外,新工藝、新方法層出不窮。任務三：研習焊接成型03任務目標任務目標掌握焊接成型的定義及種類。掌握焊接成型的理論基礎、焊接應力產生的原因及控制措施。熟悉焊接結構的特點、接頭的設計原則。了解焊接成型新工藝。任務導入圖1-1任務導入示例1圖1-2任務導入示例21.觀察圖1-31、圖1-32,思考焊接成型的原理是什么。2.比較本任務的生產工藝與鑄造成型、塑性成型有什么區別。觀察與思考焊接是指兩個或兩個以上的零件(同種或異種材料),通過局部加熱或加壓達到原子間的結合,造成永久性連接的工藝過程。焊接的種類很多,按照焊接過程的特點,可分為熔焊、壓焊和釬焊。知識鏈接1焊接成型知識鏈接1焊接成型(1)熔焊。熔焊是利用局部加熱的方法,將工件的焊接處加熱到熔化狀態形成熔池,然后冷卻結晶形成焊縫的焊接方法。熔焊是應用最廣泛的焊接方法,如氣焊(氣體火焰為熱源)、電弧焊(電弧為熱源)、電渣焊(熔渣電阻熱為熱源)、激光焊(激光束為熱源)、電子束焊(電子束為熱源)、等離子弧焊(壓縮電弧為熱源)等。知識鏈接1焊接成型(2)壓焊。壓焊是在焊接過程中需要對焊件施加壓力(加熱或不加熱)的一類焊接方法,如電阻焊、摩擦焊、擴散焊以及爆炸焊等。(3)釬焊。釬焊是利用熔點比焊件低的釬料作填充金屬,適當加熱后使釬料熔化而母材并不熔化,熔化的釬料依靠潤濕和毛細作用填充母材的間隙,液態釬料與固態母材之間相互擴散,冷凝后形成牢固接頭的焊接方法。知識鏈接2氣體保護焊知識鏈接2氣體保護焊氣體保護焊是用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區的電弧焊。按保護氣體的不同,氣體保護焊可分為兩類:使用惰性氣體作為保護氣體的稱為惰性氣體保護焊,包括氬弧焊、氦弧焊、混合氣體保護焊等;使用二氧化碳氣體作為保護氣體的稱為二氧化碳氣體保護焊。知識鏈接2氣體保護焊1.氬弧焊氬弧焊是以氬氣作為保護氣體的電弧焊。氬氣是惰性氣體,可保護電極和熔化金屬不受空氣的有害作用,在高溫條件下,氬氣既不與金屬發生反應,也不溶入金屬中。1)氬弧焊的種類根據所用電極的不同,氬弧焊可分為非熔化極氬弧焊和熔化極氬弧焊兩種,如圖1-33所示。知識鏈接2氣體保護焊2)氬弧焊的特點(1)氬弧焊焊縫質量高。氬氣是惰性氣體,保護性能優良。氬氣導熱慢,高溫下不吸熱、不分解,熱量損失小。電弧受氬氣流的冷卻導致電弧熱量集中,熱影響區小,故焊件變形小,應力小,焊縫質量高。(2)氬弧焊焊接過程簡單,明弧焊接容易觀察。氬弧焊可進行任何空間位置的焊接,并易實現自動化。(3)氬氣價格高,設備較復雜,焊接成本高。目前氬弧焊主要適用于焊接不銹鋼及容易氧化的鋁、鎂、鈦、銅等有色金屬。知識鏈接2氣體保護焊2.二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊是以CO2作為保護氣體的電弧焊,簡稱為CO2焊。CO2焊的焊接過程如圖1-34所示。1—電焊機;2—噴嘴;3—導電嘴;4—流量計;5—減壓器;6—CO2氣瓶;7—焊絲盤;8—送絲滾輪;9—送絲軟管圖1-34CO2焊的焊接過程示意圖知識鏈接2氣體保護焊CO2氣體經焊槍的噴嘴沿焊絲周圍噴射,形成保護層,使電弧、熔滴和熔池與空氣隔絕。由于CO2氣體是氧化性氣體,在高溫下能使金屬氧化,燒損合金元素,所以不能焊接易氧化的非鐵金屬和不銹鋼。因CO2氣體冷卻能力強,熔池凝固快,焊縫中易產生氣孔。若焊絲中含碳量高,則飛濺較大。因此,要使用焊接化學冶金過程中能產生脫氧和滲合金的特殊焊絲來完成CO2焊。常用的CO2焊的焊絲型號是H08Mn2SiA,適于焊接抗拉強度小于600MPa的低碳鋼和普通低合金結構鋼。為了穩定電弧和減少飛濺,CO2焊采用直流反接。知識鏈接2氣體保護焊CO2焊的特點及應用如下。(1)CO2焊電流大,焊絲熔敷速度快,焊件熔深大,易于實現自動化,生產率比焊條電弧焊提高1~4倍。(2)CO2氣體價廉,焊接時不需要焊條和焊劑,總成本僅為焊條電弧焊和埋弧焊的45%左右。(3)CO2焊電弧熱量集中,加上CO2氣流的強冷卻,焊接熱影響區小,焊后變形小,采用合金焊絲,焊縫中氫含量低,焊接接頭抗裂性好,焊接質量較好。(4)CO2焊適應性強,焊縫操作位置不受限制,能全位置焊接。(5)由于CO2是氧化性保護氣體,不宜焊接非鐵金屬和不銹鋼。(6)CO2焊焊縫成型稍差,飛濺較大。(7)CO2焊焊接設備較復雜,使用和維修不方便。CO2焊主要適用于焊接低碳鋼和強度級別不高的普通低合金結構鋼焊件,焊件厚度大厚可達50mm(對接形式)。知識鏈接2氣體保護焊知識鏈接3電阻焊電阻焊是將焊件組合后通過電極施加壓力,利用電流通過焊件及其接觸處所產生的電阻熱,將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態,然后在壓力作用下形成焊接接頭的焊接方法。由于工件的總電阻很小,為使工件在極短時間內迅速加熱,電阻焊必須采用很大的焊接電流。知識鏈接3電阻焊知識鏈接3電阻焊與其他焊接方法相比,電阻焊具有生產率高、焊接變形小、不需要另加焊接材料、勞動條件好、操作簡便、易實現機械化等優點;但其設備較一般熔焊復雜、耗電量大、可焊工件厚度(或斷面尺寸)及接頭形式受到限制。按工件接頭形式和電極形狀不同,電阻焊可分為點焊、縫焊和對焊三種形式。知識鏈接3電阻焊1.點焊點焊是利用柱狀銅合金電極,在搭接工件接觸面之間形成焊點,從而將工件連接在一起的焊接方法。點焊示意圖如圖1-35所示。知識鏈接3電阻焊點焊時,將表面清理好的工件搭接后置于點焊機的兩電極之間,先預加壓力使工件緊密接觸電極,然后接通電流。因為工件接觸面的接觸電阻較大,產生的電阻熱使該處溫度迅速升高,金屬熔化,形成液態熔核。斷電后,應繼續保持或加大壓力,使熔核在壓力下凝固結晶,形成組織致密的焊點。在電極和工件接觸處,因為銅合金的導熱性好,又通水冷卻,所以溫度較低,不會焊合。焊完一點后,移動焊件到下一個焊點時,部分電流會流經已焊好的焊點或工件的其他部位,這種現象稱為分流。分流使焊接處的電流減小,影響焊接質量,因此,焊點之間應有一定的距離(稱為點距)。工件厚度越大,材料導電性越好,分流現象越嚴重,點距應越大。在進35行點焊接頭設計時,應在保證接頭強度的前提下盡量加大點距。低碳鋼點焊時的點距一般為20~30mm。知識鏈接3電阻焊焊件的表面狀態對點焊質量的影響很大。工件表面存在的氧化膜、油污等污垢,將影響實際的導電截面,使工件間的接觸電阻顯著增大,從而影響點焊的質量。因此,點焊前必須對工件進行機械清理或化學清洗。知識鏈接3電阻焊知識鏈接3電阻焊點焊的特點決定了點焊接頭必須采用搭接形式。幾種典型的點焊接頭形式如圖1-36所示。目前,點焊常用于厚度4mm以下的薄板沖壓結構及鋼筋的焊接,廣泛應用于電子、儀表等工業,也大量應用于汽車、飛機等制造業中,可焊接低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁鎂合金等。知識鏈接3電阻焊知識鏈接3電阻焊2.縫焊縫焊的工作原理如圖1-37所示。從圖中可以看出,縫焊是將焊件裝配成搭接或對接的接頭形式,并置于兩滾輪電極之間,電極壓緊焊件并轉動,配合連續或斷續送電,以形成連續焊縫的焊接方法。縫焊焊縫的密封性好,主要用于制造有密封性要求的薄壁結構,如油箱、小型容器與管道等。但因縫焊過程中分流嚴重,焊相同板厚的工件時,焊接電流為點焊的1.5~2倍,因此,縫焊需要使用大功率的焊機。知識鏈接3電阻焊3.對焊對焊是利用電阻熱使兩個工件沿整個接觸面焊合的一種焊接方法,可分為電阻對焊和閃光對焊,焊件裝配成對接接頭形式。對焊主要用于刀具、鋼筋、鋼軌、鏈條等的焊接。知識鏈接3電阻焊知識鏈接3電阻焊(1)電阻對焊。將兩個工件夾在對焊機的電極鉗口中,施加預壓力使兩個工件端面接觸并被壓緊,然后通電,當電流通過工件和接觸端面時產生電阻熱,將工件接觸處迅速加熱到塑性狀態(碳鋼為1000~1250℃),再對工件施加較大的頂鍛力并同時斷電,使接頭在高溫下產生一定的塑性變形而焊合,這種焊接方法稱為電阻對焊。電阻對焊操作簡單,接頭比較光滑,一般用于焊接截面形狀簡單、直徑(或邊長)小于20mm和強度要求不高的桿件。知識鏈接3電阻焊(2)閃光對焊。兩個待焊工件先不接觸,接通電源后使兩工件輕微接觸,因為工件表面不平,所以首先只是某些點接觸,當強電流通過時,這些接觸點處的金屬即被迅速加熱熔化、蒸發、爆破,高溫顆粒以火花形式從接觸處飛出而形成“閃光”。此時應保持一定的閃光時間,待焊件接觸端面全部被加熱熔化時,迅速對焊件施加頂鍛力并切斷電源,焊件在壓力的作用下產生塑性變形而焊合,這種焊接方法稱為閃光對焊。在閃光對焊的焊接過程中,工件端面的氧化物和雜質在最后加壓時隨液態金屬擠出,因此,接頭中夾渣少,質量好,強度高。閃光對焊的缺點是金屬損耗較大,閃光火花易污染其他設備與環境,接頭處有毛刺。閃光對焊常用于重要工件的焊接,還可焊接一些異種金屬,如鋁與銅、鋁與鋼等,被焊工件可以是直徑小到0.01mm的金屬絲,也可以是截面面積大到20mm2的金屬棒和金屬型材。知識鏈接3電阻焊知識鏈接4釬焊根據釬料熔點的不同,釬焊一般分為軟釬焊和硬釬焊。(1)軟釬焊。軟釬焊的釬料熔點低于450℃,接頭強度較低,一般低于70MPa,所以只用于受力不大、工作溫度較低的工件的焊接。常用的釬料是錫鉛合金,俗稱為焊錫。這類釬料熔點低,液態釬料滲入接頭間隙的能力較強,具有較好的焊接工藝性。此外,錫鉛合金還有良好的導電性,因此軟釬焊廣泛用于印制電路板與電子元器件等的焊接。(2)硬釬焊。硬釬焊的釬料熔點高于450℃,接頭強度較高。常用的釬料有鎳基、銀基、銅基釬料等。硬釬焊主要用于受力相對較大或工作溫度較高的鋼鐵、銅合金以及異種材料工件的焊接,如車刀上硬質合金刀片和刀桿的焊接。知識鏈接4釬焊釬焊過程中,為消除焊件表面的金屬氧化膜和其他雜質,改善液態釬料的潤濕能力,保護釬料和焊件不被氧化,一般使用釬劑(又稱為溶劑)?，F代的釬劑已經發展成為多組分的復雜系統。軟釬焊時,常用的釬劑是松香或氯化鋅溶液。硬釬焊的釬劑種類較多,主要有硼砂、硼酸、氟化物和氯化物,通常根據釬料種類選擇應用。知識鏈接4釬焊知識鏈接4釬焊釬焊接頭的承載能力與接頭連接表面的大小有關。常見的釬焊接頭形式如圖1-38所示,常用搭接形式,以增大釬接面積,彌補釬料強度的不足,提高承載能力。根據所用的熱源不同,釬焊可分為烙鐵釬焊、火焰釬焊、電阻釬焊、感應釬焊、鹽浴釬焊、爐中釬焊、氣相釬焊、紅外釬焊、激光釬焊等?？筛鶕F料種類、工件形狀與尺寸、接頭數量、質量要求與生產批量等綜合考慮選擇釬焊所用熱源。知識鏈接4釬焊知識鏈接4釬焊與熔焊和壓焊相比,釬焊具有以下特點。(1)釬焊加熱溫度較低,一般遠低于母材的熔點,因而母材的組織和力學性能變化很小,引起的應力和變形也很小,接頭光滑平整,容易保證工件的尺寸精度。(2)釬焊可用于結構復雜、開敞性差的工件,并可一次完成多縫、多零件的連接。(3)釬焊容易實現異種金屬、金屬與非金屬材料的連接。(4)釬焊對熱源要求較低,工藝過程簡單。知識鏈接4釬焊知識鏈接4釬焊(5)釬焊接頭強度一般比較低,尤其動載強度較低,允許的工作溫度較低。焊前裝配要求較高,且釬料價格較高。因此,釬焊不適用于一般鋼結構和重載、動載構件的焊接,主要用于制造精密儀表、電器零部件、印制電路板與金屬導線、異種金屬構件及某些復雜結構,如夾層結構、蜂窩結構等。知識拓展

激光焊焊激光焊是20世紀70年代發展起來的焊接技術,它以高能量密度的激光作為熱源,對金屬進行熔化形成焊接接頭。激光產生的基本理論是受激輻射,即使激光材料受激產生光束,光束經聚焦后具有極高的能量密度,在極短時間內光能可轉變成熱能,其溫度可達數萬攝氏度,足以使被焊材料達到熔化和氣化。利用激光束可進行焊接、切割和打孔等加工。知識拓展

激光焊焊激光焊的速度快,熱影響區和變形極小,被焊材料不易氧化。與電子束焊相比,激光焊不產生X射線,不需要真空室,適合結構形狀復雜和精密零部件的施焊。激光能反射、透射,甚至可用光導纖維傳輸,所以激光焊可進行遠距離焊接,還可對已密封的電子管內部導線接頭實現異種金屬的焊接。目前,激光焊主要應用于半導體、通信器材、無線電工程、精密儀器儀表領域小型或微型件的焊接。小結任務1介紹了各種鑄造成型方法,其各有優、缺點和適用范圍。因此,必須綜合考慮鑄件的形狀、大小、合金種類、生產批量、精度和質量要求,以及車間現有設備和技術條件等,通過全面分析和比較,正確選擇合適的鑄造方法。任務2介紹了塑性加工。塑性加工一般強調的是金屬材料在工具及模具的外力作用下實現少切削或無切削成型的工藝。除了自由鍛、模鍛、沖壓等工藝外,新工藝、新方法層出不窮。小結任務3介紹了焊接成型。焊接成型工藝與鑄造成型工藝相比,不需要制作木模和砂型,不需要熔煉、澆注等環節,生產率高,能耗小,能加工異種材質,加工柔性高,適應性強;但對員工的操作技能要求高。與鑄造和鍛壓等常規加工方法相比,焊接后的焊縫強度相對較小。焊接方法的選擇受材料的焊接性、焊接結構的特點、焊件的生產批量和經濟性等因素影響。一般優先采用的普通焊接方法包括氣體保護焊、電阻焊、釬焊等,可采用的焊接新技術包括激光焊、超聲波焊等。思考與練習一、填空題1.焊接是指兩個或兩個以上的零件(同種或異種材料),通過局部或達到原子間的結合,造成永久性連接的工藝過程。2.通常把鑄造分為和兩大類。二、選擇題1.鑄件的縮孔常出現在鑄件的()。A.上部B.最后凝固部位C.底部D.厚部2.下列各鑄鐵中,鑄造性最好的是()。A.普通灰鑄鐵B.孕育鑄鐵C.可鍛鑄鐵D.球墨鑄鐵3.采取()措施對提高鑄鐵的流動性最有效。A.降低澆注溫度B.減少直澆道高度C.提高碳、硅含量D.降低碳、硅含量思考與練習4.凡結晶時先生成初晶的合金()。A.流動性必定好B.收縮率必定小C.不易產生澆不足缺陷D.不易產生縮孔缺陷5.金屬在壓力加工時,承受的壓應力數目越多,則其()。A.塑性越好,變形抗力越小B.塑性越差,變形抗力越小C.塑性越好,變形抗力越大D.塑性越差,變形抗力越大6.某鍛件經檢驗發現其晶粒粗大,其原因可能是()。A.始鍛溫度太高B.始鍛溫度太低C.終鍛溫度太高D.終鍛溫度太低7.為防止拉深件被拉穿,采取()措施最有效。A.增大拉深系數B.減小拉深系數C.采用壓邊圈D.減小沖裁間隙8.較大的模鍛件和合金鋼鍛件在模鍛后應立即切邊和沖孔是因為()。A.切斷力小B.不易變形C.被切表面整齊D.切斷力較大思考與練習9.用于胎模鍛的設備是()。A.平鍛機B.曲柄壓力機C.空氣錘式水壓機D.蒸汽-空氣模鍛錘10.平鍛機用模具共有()分模面。A.1個B.2個C.3個D.4個11.金屬的冷變形產生加工硬化現象,使強度、硬度增加,而()。A.塑性、脆性下降B.韌性、脆性下降C.塑性、韌性下降D.彈性、韌性下降12.綜合評定金屬可鍛性的指標是()。A.強度及硬度B.韌性及塑性C.塑性及變形抗力D.韌性及硬度13.對薄壁件進行焊接時,宜采用()方法。A.手工電弧焊B.電焊C.氬弧焊D.電阻焊思考與練習14.下列焊接方法中,焊接變形最大的是()。A.焊條電弧焊B.氣體保護焊C.埋弧焊D.電阻焊15.用直流手工焊機焊接下列工件時,()不宜采用反接法。A.厚板工件B.薄板工件C.鑄鐵工件D.有色金屬及其合金16.焊條電弧焊焊接薄板時,為防止燒穿常用的工藝措施是()。A.氬氣保護B.CO2保護C.直流正接D.直流反接17.酸性焊條用得比較廣泛的原因之一是()。A.焊接質量好B.焊縫抗裂性好C.焊接工藝性能較好D.焊縫含氫量少18.堿性焊條常用直流電源是為了()。A.穩定電弧B.增加焊條的熔化量C.減少焊件的熱變形D.減少焊縫含氫量思考與練習19.焊條藥皮的作用是()。A.防止焊芯生銹B.穩定電弧燃燒C.增加焊接電流D.降低焊接溫度三、判斷題1.垂直安放的型芯都要有上、下型芯頭。()2.熔模鑄造不需要分型面。()3.型芯烘干的目的主要是提高其強度。()4.確定鑄件的澆注位置的重要原則是使其重要受力面朝上。()5.鑄件的所有表面都應留有機械加工余量。()6.凝固溫度范圍大的合金鑄造時鑄件中容易產生縮松。()7.自由鍛只能生產中、小型鍛件。()8.模鍛只適合生產中、小型鍛件。()9.對板材進行拉深時,拉深系數越大,則越不容易拉穿。()思考與練習10.選擇錘上模鍛件分模面時,若最大截面有一個在端面,則應選此面為分模面以簡化鍛模制造。()11.由于曲柄熱模鍛壓力機行程一定,所以不宜在其上進行滾壓和引伸工序。()12.纖維組織越明顯,金屬沿縱向的塑性和韌性提高越明顯,而橫向則較差,這種差異不能通過熱處理方法消除。()13.沖裁時,沖裁間隙越小,沖裁件的尺寸精度越高,但模具越容易磨損,所需沖裁力也越大。()14.直流正接時,焊件的溫度較高,適于焊接厚板。()15.用交流焊機進行焊條電弧焊時,焊件的溫度總比焊條端部的溫度高。()16.酸性焊條因氧化性較強,故對油、水和鐵銹產生氣孔的敏感性較小。()思考與練習17.焊接結構鋼時,焊條的選用原則是焊縫成分與焊件成分一致。()18.氣焊火焰的溫度較電弧溫度低,所以焊接低碳鋼時,焊接接頭的熱影響區較小。()19.任何鋼材的焊接熱影響區內部都存在再結晶區。()20.焊接過程中,若工藝選擇不當,在焊接結構內會同時達到應力與變形最大值。()21.增加焊接結構的剛性可以減小焊接應力。()思考與練習四、思考題1.金屬型鑄造為何能改善鑄件的力學性能?灰鑄鐵在用金屬型鑄造時,可能會遇到哪些問題?2.壓力鑄造與低壓鑄造的工藝特點和應用范圍有什么不同?3.錘上模鍛能否直接鍛出通孔?為什么?4.沖模的種類有哪些?指出其各自的特點及應用場合。5.現代塑性加工有哪些新技術?6.焊縫形成過程對焊接質量有什么影響?為什么?7.熔焊、壓焊、釬焊的主要區別是什么?其中哪種最常用?謝謝觀看項目2金屬切削基礎知識任務1認識金屬切削加工01任務目標任務目標掌握切削加工的概念和分類。理解切削過程中工件的表面及其成型方法。掌握切削用量的概念、計算公式及其選用原則。任務導入觀察圖2-1,思考生產制造企業如何將圖紙變為實物。觀察與思考知識鏈接1切削加工概述1.切削加工的概念切削加工是利用切削工具從毛坯上切去多余的部分,從而獲得幾何形狀、尺寸和表面粗糙度等方面符合圖紙要求的零件的加工方法。2.切削加工的分類切削加工分為機械加工和鉗工兩部分。(1)機械加工。各種機械加工的方法如圖2-2所示。(2)鉗工。鉗工是利用虎鉗、各種手動工具和一些機械工具完成工件的加工,部件、機器的裝配和調試,以及各類機械設備的維護、修理等的加工方法。其一般由工人手持工具進行。鉗工的工作內容主要包括劃線、鏨削、鋸割、銼削、刮削、鉆孔和鉸孔、攻螺紋和套螺紋、矯正、彎曲、鉚接以及打標記等,機械裝配和修理一般也屬于鉗工范圍。知識鏈接1切削加工概述知識鏈接2表面成型的原理及方法1.表面成型的原理機械零件的表面形狀千變萬化,但大多是由幾種常見的表面組合而成的。這些表面包括平面、圓柱面、圓錐面、球面、螺旋面、圓環面以及成型曲面等(圖2-3),由這些表面組成各種類型的零件(圖2-4)。知識鏈接2表面成型的原理及方法知識鏈接2表面成型的原理及方法圖2-3所示的表面都可以看成由一條母線沿一條導線運動而形成。例如,平面可以看成以一條直線為母線,以另一條直線為導線做平移運動所形成的;外圓柱表面可以看成以一條直線為母線,以圓為導線做旋轉運動所形成的。各種切削加工都是為了形成合乎要求的工件表面,因此,表面成型問題是切削加工的基本問題。知識鏈接2表面成型的原理及方法2.表面成型的方法切削加工中,工件表面是由工件與刀具之間的相對運動和刀具切削刃的形狀共同實現的。相同的表面,切削刃不同,工件和刀具之間的相對運動也不相同,這是形成各種加工方法的基礎。一般來說,常用的工件表面的成型方法有軌跡法、成型法、相切法、展成法,如圖2-5所示。知識鏈接2表面成型的原理及方法(1)軌跡法。軌跡法是指刀具切削刃與工件表面之間為近似點接觸,通過刀具與工件之間的相對運動,由刀具刀尖的運動軌跡來實現表面的成型。(2)成型法。成型法是指刀具切削刃與工件表面之間為線接觸,切削刃的形狀與形成工件表面的一條發生線完全相同,另一條發生線由刀具與工件的相對運動來實現。知識鏈接2表面成型的原理及方法(3)相切法。相切法是指刀具做旋轉運動,在垂直于刀具旋轉軸線的截面內,切削刃可以看作點,當切削點繞刀具軸線做旋轉運動,同時刀具中心按運動軌跡運動時,切削點運動軌跡的包絡線便是所需表面的發生線。(4)展成法。展成法是指對各種齒形表面進行加工時,刀具的切削刃與工件表面之間為線接觸,刀具與工件之間做展成運動(或稱嚙合運動),齒形表面的母線是切削刃各瞬時位置的包絡線。知識鏈接3表面成型切削運動與切削用量1.表面成型的切削運動切削運動是切削加工時,刀具與工件之間的相對運動。按作用情況不同,切削運動可分為主運動和進給運動,如圖2-6所示。知識鏈接3表面成型切削運動與切削用量(1)主運動。主運動是指刀具與工件之間的主要的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件,切除工件上的被切削金屬層,使之轉變為切屑,同時獲得工件上的新表面,完成切削加工。(2)進給運動。進給運動是指配合主運動實現依次連續不斷地切除多余金屬層,同時形成具有所需幾何特性的已加工表面的刀具與工件之間的相對運動。此外還有輔助運動。輔助運動是指為表面成型創造條件所完成的各種輔助動作,包括切入運動、切出運動、調整運動、分度運動以及其他各種空行程運動等。知識鏈接3表面成型切削運動與切削用量2.切削加工中的工件表面在切削運動和輔助運動的作用下,工件表面的一層金屬不斷地被切下來,在形成切屑的同時,也獲得工件上的新表面。在這個過程中,工件上有三個不斷變化著的表面,如圖2-7所示。(1)已加工表面。工件上經刀具切削后產生的表面。(2)待加工表面。工件上有待切除的表面。(3)過渡表面。工件上由切削刃形成的那部分表面,它是上述兩表面之間的過渡表面。知識鏈接3表面成型切削運動與切削用量3.切削用量三要素切削用量三要素是指切削速度、進給量