制造技术篇材料成型制造技术讲稿().ppt

制造技术及发展 制造技术及发展 1 制造技术与制造系统 2机械工程材料及热处理 3 机械设计技术 4 材料成型制造技术 ④成形是利用局部变形使坯料或半成 品改变形状的工序，主要用于制造刚性的 筋条，或增大半成品的部分内径等。 4.2.3 其它压力加工方法 随着工业的不断发展，对压力加工生 产提出了越来越高的要求，不仅应能生产 各种毛坯，更需要直接生产更多的零件。 近年来，在压力加工生产方面出现了许多 新的工艺方法，并得到迅速发展，如精密 模锻、零件挤压、零件轧制及超塑性成形 等。 （1）精密模锻 精密模锻是在模锻设备上锻造出形状 复杂、高精度锻件的锻造工艺。如精密锻 造锥齿轮，其齿形部分可直接锻出而不必 在切削加工。精密模锻件尺寸精度可达 IT15 ～ IT12、 表面粗糙度值 Ra3.2～1.6μm。 （2）零件挤压 挤压是使坯料在挤压模内受压被挤出 模孔而变形的加工方法。 （3）零件轧制 轧制工艺具有生产率高、质量好、成 本低，并可大量减少金属材料消耗等优 点。根据轧辊轴线与坯料轴线方向的不 同，轧制分为纵轧、横轧、斜轧、楔横轧 等几种。 纵轧是轧辊与坯料轴线互相垂直的轧 制方法。包括各种型材轧制和辊锻轧制 等。 横轧是轧辊轴线与坯料轴线互相平行 的轧制方法。如辗环轧制、齿轮轧制等。 斜轧亦称螺旋轧制。它是轧辊轴线与 坯料轴线相交一定角度的轧制方法。如钢 球轧制、周边轧制、冷轧丝杠等。 带有楔形模具的两（或三个）轧辊， 以相同的方向旋转，棒料在它的作用下反 向旋转的轧制，称为楔横轧。 （4）超塑性成形 超塑性成形是压力加工的一种新工 艺。超塑性是指金属或合金在特定条件 下，其相对伸长率δ超过100%以上的特 性。如钢超过500%、纯钛超过300%、锌 铝合金超过1000%。目前常用的超塑性成 形材料主要是锌铝合金、铝基合金、钛合 金及高温合金。 材料处于超塑性状态下，其变形应力 只有常态下金属变形应力的几分之一至几 十分之一，因此极易成形。它可采用板料 冲压、挤压、模锻等方法制出形状复杂 件。随着超塑性材料的日益发展，超塑性 成形工艺的应用也将随之扩大。 焊接是一种永久性连接金属材料的工 艺方法。焊接过程的实质是利用加热或加 压力等手段，借助金属原子的结合与扩散 作用，使分离的金属材料牢固地连接起 来。 4.3 焊接 4.3.1 焊接的特点与分类 （1）焊接的特点 焊接与铆接等其他加工方法相比，具 有减轻结构重量，节省材料；生产效率 高，易实现机械化和自动化；接头密封性 好，力学性能高；工作过程中无噪音等优 点。其不足之处是会引起焊接接头组织、 性能的变化，同时焊件还会产生较大的应 力和变形。 （２）焊接的应用 焊接主要用于制造各种金属构件，如 建筑结构、船体、车辆、锅炉及各种压力 容器。此外，焊接也常用于制造机械零 件，如重型机械的机架、底座、箱体、 轴、齿轮等。 （３）焊接方法的分类 如图4-15所示。 图4-15 焊接方法的分类 焊条电弧焊是利用电弧产生的热量来 熔化焊条和部分工件，从而使两块金属连 成一体的手工操作的焊接方法。由于它使 用的设备简单，操作灵活方便，能够适应 各种条件下的焊接，因此成为熔焊中应用 最广泛的一种焊接方法。焊条电弧焊适于 高强度钢、铸钢、铸铁、和非铁合金，其 焊接接头可与工件的强度相近，是焊接生 4.3.2 焊条电弧焊 产中应用最广泛的焊接方法。但焊条电弧 焊要求操作者技术水平较高，生产率较 低，劳动条件较差。 （1）焊接过程 焊接电弧是由焊接电源供给的，具有 一定电压的两电极间或电极与母材间，在 气体介质中产生的强烈而持久的放电现 象。 电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高 温，电弧热使工件、焊芯同时熔化，形成 熔池。同时药皮熔化和分解，如图4-16所 示。 图4-16 焊条电弧焊过程 药皮熔化 → 进入熔池发生反应 → 形成熔渣 → 保护熔化金属。 药皮分解 → CO2,CO,H2等气体 → 围绕在电弧周围 → 保护熔化金属。 焊缝质量有很多因数决定，如母材、 金属和焊条质量、焊前的清理程度、焊时 电弧的稳定情况、焊接参数、焊接操作技 术、焊后冷却速度、以及焊后热处理等。