1、机械制造工艺基础机械制造工艺基础机械制造工艺基础第1章 铸造第2章 锻压第3章 焊接第4章 切削加工基础知识第5章 车削第6章 刨削与拉削第7章 钻削与镗削第8章 铣削第9章 磨削第10章 齿面加工第11章 精密加工与特种加工第12章 机械加工工艺过程第13章 典型零件的加工第14章 钳加工与装配第第1章章 铸造铸造铸造的特点及分类1.1砂型铸造1.2特种铸造1.3第第1章章 铸造铸造 1.1.1 铸造的特点1.1 铸造的特点及分类铸造特点成本较低加工方便适应性强组织性能较差第第1章章 铸造铸造 1.1.2 铸造的分类 铸造的工艺方法很多，一般习惯于将铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类，砂型铸造
2、应用较广。如图1-1所示为砂型铸造的生产过程。1.1 铸造的特点及分类图1-1 砂型铸造的生产过程第第1章章 铸造铸造 1.2.1 砂型铸造的工艺过程 砂型铸造的工艺过程如图1-2所示。根据零件图的形状和尺寸，设计制造模样和芯盒；制备型砂和芯砂；用模样制造砂型；用芯盒制造型芯；把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇入铸型；凝固后落砂、清理；检验合格便获得铸件。1.2 砂型铸造图1-2 砂型铸造的工艺过程第第1章章 铸造铸造 1.2.2 造型材料 制造砂型的造型材料包括型砂、芯砂及涂料等。型砂和芯砂是按一定比例配合制成的混合料。1.型砂和芯砂的性能要求 2.型砂的组成 型（芯）砂是由原
3、砂、黏结剂、附加材料、旧砂和水等混合搅拌而成的。1.2 砂型铸造可塑性透气性退让性强度耐火度性能要求第第1章章 铸造铸造 1.2.3 模样与芯盒 模样是形成铸型型腔的模具，芯盒是用来制造型芯以形成具有内腔的铸件。为了保证铸件质量，在制造模样和芯盒时，必须了解加工余量、收缩余量、起模斜度、芯头（其结构见图1-3所示）和铸造圆角（其结构见图1-4所示）这五个工艺参数。1.2 砂型铸造图1-3 芯头结构图1-4 铸造圆角第第1章章 铸造铸造 1.2.4 造型和造芯 用造型材料及模样、芯盒等工艺装备制造砂型和型芯的过程称为造型和造芯。根据机械化程度的不同，造型、造芯可分别由手工或机器完成。1.造型 1
4、.2 砂型铸造整模造型。过程如图1-5所示。分模造型。过程如图1-6所示。挖砂造型刮板造型。如图1-7所示。1）手工造型第第1章章 铸造铸造 1.2.4 造型和造芯 1.造型 1.2 砂型铸造图1-5 整模造型过程第第1章章 铸造铸造 1.2.4 造型和造芯 1.造型 1.2 砂型铸造图1-6 分模造型过程第第1章章 铸造铸造 1.2.4 造型和造芯 1.造型 1.2 砂型铸造图1-7 刮板造型第第1章章 铸造铸造 1.2.4 造型和造芯 1.造型 2）机器造型：机器造型就是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型方法。机器造型使工人的劳动强度降低，生产率提高，铸件质量稳定，便于组织流水线生产。
5、但由于设备投资大，主要用于大批量生产。如图1-8所示为震压式造型机紧砂机构示意图，机构采用先震后压的组合紧砂方法。1.2 砂型铸造图1-8 震压式造型机紧砂机构 1-压实气缸；2-震实气路；3-压实活塞；4-震实活塞；5-工作台；6-砂箱；7-模样；8-压头；9-震实进气口；10-震实排气口2 制订工艺规程的步骤14.在镗削前的工序中应将箱体类工件的基准平面加工好，镗削时用做定位基准。精基准通常优先考虑“基准统一”的原则，使具有相互位置精度要求的加工表面的大部分工序尽可能用一组基准定位。4-平衡块；图2-15 冲压工序平面磨床（见图9-4（b）。（2）总装配执行装配工艺规程所规定的操作步骤，采
6、用工艺规程所规定的装配工具。第14章 钳加工与装配牛头刨床上加工工件的切削用量：切削速度0.工件在铣床上有哪几种装夹方法？第12章 机械加工工艺过程（2）镗削可以方便地加工直径很大的孔。第4章 切削加工基础知识制订工艺规程的步骤如下：在镗床上常用的镗刀一般可分为单刃镗刀和多刃镗刀两大类，分别如图7-11（a）和图7-11（b）所示。（2）以机加工工艺路线作主体。13.第14章 钳加工与装配图11-3 超精加工外圆表面工序集中和工序分散各有特点，在拟定工艺路线时，应针对生产类型、零件的结构特点和技术要求等具体情况作具体分析。铣刀的工作齿数的增减和铣削时每个刀齿的切削厚度的变化，以及刀齿切入和切出
7、时产生的冲击，都会引起切削力和切削面积变化，因此铣削过程不平稳，容易产生振动。第第1章章 铸造铸造 1.2.4 造型和造芯 2.造芯 型芯一般是用芯盒制成的，芯盒的空腔形状和铸件的内腔相适应。如图1-9所示为芯盒造芯方法，图（a）为采用整体芯盒造芯，图（b）为对开芯盒造芯，图（c）为可拆式芯盒造芯。1.2 砂型铸造图1-9 芯盒造芯方法第第1章章 铸造铸造 1.2.5 浇注系统 浇注系统是指为将金属液体注入型腔而在铸型中开设的一系列通道。浇注系统包括冒口在内，统称为浇冒系统。典型的浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等组成，如图1-10所示。1.2 砂型铸造1-10典型的浇注系统 1-浇口
8、杯；2-直浇道；3-横浇道；4-内浇道；5-出气口第第1章章 铸造铸造 1.2.6 铸造后续加工1.2 砂型铸造落砂和清理合型与铸件检查浇注铸造后续加工 浇注位置确定了铸件在浇注时受重力作用的状态，选择时应以保证铸件质量为前提，同时考虑造型和浇注的方便。浇注位置的选择原则如下：（1）铸件的重要表面应朝下或位于侧面。（2）铸件上的大平面应尽可能朝下。（3）铸件的薄壁部位应置于下部。（4）截面较厚的部分放在上部或侧面。（3）刀具材料必须具备足够的强度和韧度，以便承受切削力、冲击和振动时不被破坏。拉刀是一种多齿精加工刀具。轴套类零件的结构特点是什么？4 其他焊接方法简介电阻焊是焊件组合后通过电极施加
9、压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热，将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。1 铣床、铣刀与铣床附件由专用的齿轮加工机床提同一产品的产量很大，在每台机床上长期重复完成某一工件的某道工序。外圆直径之差较小，故壁薄易变第13章 典型零件的加工12.（1）非水溶性切削液，如机械油、轻柴油、煤油、豆油、猪油等。这种方法可节省回程时间和减小丝杠的磨损，但只能用于丝杠螺距是工件螺距的整数倍（不会产生乱牙现象）时。第14章 钳加工与装配1 铣床、铣刀与铣床附件（2）总装配执行装配工艺规程所规定的操作步骤，采用工艺规程所规定的装配工具。第14章 钳加工与装配1 车床、车刀与车床附件2
10、 套筒类零件的加工工艺实例（4）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能。图10-10 插齿运动第第1章章 铸造铸造第第1章章 铸造铸造 砂型铸造的铸件表面粗糙，需留有较大的切削加工余量，废品率较高，生产效率低，劳动条件差。为了克服上述缺点，实践中一些区别于砂型铸造的方法统称为特种铸造。1.3 特种铸造特种铸造熔模铸造压力铸造金属型铸造离心铸造第第1章章 铸造铸造1.什么是铸造？铸造有哪些优点？2.什么是砂型铸造？什么是特种铸造？常用的特种铸造有哪些？3.什么是型砂？什么是芯砂？型（芯）砂应具备哪些主要性能？4.何谓模样？制造模样时需要了解哪些工艺参数？5.常见的手工造型方法有哪几种？6.什么
11、是浇注系统？浇注系统由哪几部分组成？各组成部分的主要作用是什么？7.什么是落砂？什么是清理？8.铸件常见的缺陷有哪些？简述其产生的原因。9.常用的特种铸造有哪几种方法？复习思考第第2章章 锻压锻压锻压的特点及分类2.1锻 造2.2冲 压2.3第第2章章 锻压锻压 2.1.1 锻压的分类 1.锻造 按照成形方式的不同，锻造又可分为自由锻造和模型锻造两大类，如图2-1（a）和（b）所示。2.冲压 利用冲模使金属薄板受力产生分离或变形的工艺称为冲压，如图 2-1（c）所示。2.1 锻压的特点及分类图2-1 锻压分类第第2章章 锻压锻压 2.1.2 锻压的特点 锻压成形加工方法有如下特点：（1）锻压加
12、工后，可使金属获得较细密的晶粒，可以压合铸造组织内部的气孔等缺陷，并能合理控制金属纤维方向，以提高零件的性能。（2）锻压加工后，坯料的形状和尺寸发生改变而其体积基本不变，与切削加工相比，可节约金属材料和加工工时。（3）能加工各种形状、重量的零件，使用范围广。2.1 锻压的特点及分类第第2章章 锻压锻压 2.2.1 锻造加热与冷却 1.锻造加热 在锻造前，对金属进行加热，目的是提高其塑性，降低变形抗力，改善金属的可锻性，使之容易流动成形。锻造时由始锻温度到终锻温度的间隔称为锻造温度范围。确定锻造温度范围的基本原则是金属在确定的锻造温度范围内具有良好的塑性和较低的变形抗力，并能获得优质锻件，不产生
13、各种缺陷；加热次数少，生产效率高，成本低。2.冷却 锻件冷却的方式主要根据材料的化学成分、锻件形状特点和截面尺寸等因素确定。锻件的形状越复杂、尺寸越大，冷却速度越慢。锻后的零件或毛坯要按图样技术要求进行检验。经检验合格的锻件，最后进行热处理。2.2 锻造第第2章章 锻压锻压 2.2.2 自由锻 1.自由锻造设备：包括加热炉和空气锤，其结构分别如图2-2和图2-3所示。2.2 锻造图2-2 红外箱式炉的结构1-踏杆 2-炉门 3-炉膛 4-温度传感器 5-硅碳棒冷端 6-硅碳棒热端 7-耐火砖 8-反射层图2-3 空气锤的结构1-踏杆 2-砧座 3-砧垫 4-下砧铁 5-上砧铁 6-下旋阀 7-
14、上旋阀 8-工作缸 9-压缩缸 10-减速装置 11-电动机第第2章章 锻压锻压 2.2.2 自由锻 2.自由锻的工序：自由锻的工序分为基本工序、辅助工序和精整工序三类。基本工序是使金属塑性变形的主要工序，包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、切割等。1）镦粗 镦粗是使坯料的横截面增大和高度降低的工序，分为整体镦粗和局部镦粗（端部镦粗和中部镦粗），如图2-4所示。2.2 锻造图2-4 镦粗第第2章章 锻压锻压 2.2.2 自由锻 2.自由锻的工序：2）拔长 锻造时使坯料的长度增加、截面减小的工序称为拔长，如图2-5所示。2.2 锻造图2-5 拔长的翻料方案（1）研究产品图样，了解产品结构及零件作用
15、和相互连接关系，掌握其技术要求。零件粗加工采用一顶一夹安装，半精、精加工采用对顶安装，铣键槽采用V形架安装。1 铣床、铣刀与铣床附件1）内孔的技术要求：其直径尺寸精度一般为IT7IT6，内孔表面粗糙度值为Ra2.进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。平面磨床（见图9-4（b）。第12章 机械加工工艺过程图14-9 锉刀的握法4 制订工艺规程的准备与步骤（2）一把齿轮刀具可以加工与它模数相同、齿形角相等的不同齿数的齿轮。切削温度一般是指切削区的平均温度。（2）各种脆性金属材料和非金属材料的加工，如玻璃、陶瓷、半导体、金刚石等。3）孔和平面的位置精度：箱体上支承孔对装配
16、基面应有一定的尺寸精度和平行度要求，对端面应有一定的垂直度要求。14-19（c）所示。1 镗床、镗刀及工件装夹图10-9 插齿机的简图（移位）夹具、回转工作台，使工件试简述车削外圆的方法。试简述车削外圆的方法。第第2章章 锻压锻压 2.2.2 自由锻 2.自由锻的工序：4）弯曲 使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序称为弯曲，如图2-7所示。2.2 锻造图2-7 弯曲第第2章章 锻压锻压2.2 锻造图2-8 自由锻缺陷 自由锻常见的缺陷有裂纹、末端凹陷、轴心裂纹和折叠等。产生裂纹的原因主要有坯料质量不好、加热不充分、锻造温度过低、锻件冷却不当和锻造方法有错误等。末端凹陷和轴心裂纹是由于锻造时坯料
17、内部未热透或坯料整个截面未锻透，变形只产生在坯料表面造成的，如图2-8（a）所示。产生折叠的原因主要是坯料在锻压时送进量小于单面压下量，如图2-8（b）所示。第第2章章 锻压锻压 2.2.3 模锻 1.模锻的主要特点 模锻加工的成形具有如下特点：（1）生产效率高，金属的变形在模膛内进行，锻件成形快，一般比自由锻高数倍。（2）锻件尺寸精度高，加工余量小，从而节约金属材料和切削加工的工时。（3）能锻造形状比较复杂的锻件。（4）热加工流线分布合理，大大提高了零件的力学性能和使用寿命。（5）操作过程简单，易于实现机械化和自动化生产，可以使工人劳动强度降低。2.2 锻造第第2章章 锻压锻压 2.2.3
18、模锻 2.常用的模锻方法 1）锤上模锻 锤上模锻用的锻模是由带燕尾的活动上模2和固定下模4两部分组成，并分别用紧固楔铁6、8、11紧固在锤头1和模座5上。上、下模合模后，中部形成完整的模膛10、分模面9和飞边槽3，如图2-9所示。2.2 锻造图2-9 锻模构造1-锤头；2-活动上模；3-飞边槽；4-固定下模；5-模座；6、8、11-紧固楔铁；7-模垫；9-分模面；10-模膛第第2章章 锻压锻压 2.2.3 模锻 2.常用的模锻方法 2）压力机上模锻 （1）摩擦压力机模锻。摩擦压力机是利用摩擦传动的，故称为摩擦压力机，如图2-11所示。（2）曲柄压力机模锻。曲柄压力机又称为热模锻压力机，其曲柄连
19、杆的运动由离合器控制，使曲柄旋转，通过连杆带动滑块上下往复运动，进行锻造加工。2.2 锻造图2-11 摩擦压力机1-机座；2-机架；3-导轨；4-电动机；5-传动带；6-圆轮；7-飞轮；8-螺杆；9-螺母；10-滑块第第2章章 锻压锻压 2.2.3 模锻 2.常用的模锻方法 3）胎模锻 在自由锻设备上，使用可移动胎模具生产锻件的锻造方法称为胎模锻。按照 胎模的结构形式，常用胎模可分为摔模、扣模、套筒模和合 模，如图2-12所示。2.2 锻造图2-12 胎模种类第第2章章 锻压锻压 2.3.1 常用冲压设备 1.机械压力机：俗称冲床，有很多种类型，常用的开式冲床如图2-13所示。2.剪板机：俗称
20、剪床，用途是将板料剪切成一定宽度的条料，以供冲压使用，外形如图2-14所示。2.3 冲压图2-14 剪板机的外形图2-13 开式冲床1-工作台；2-导轨；3-床身；4-电动机；5-连杆；6-制动器；7-曲轴；8-离合器；9-飞轮；10-V带；11-滑块；12-踏板第第2章章 锻压锻压 2.3.2 冲压工序 1.分离工序 分离工序是使板料的一部分和另一部分分开的工序，包括冲裁和切断，分别如图2-15（a）和2-15（b）所示。2.成形工序 成形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生塑性变形而不破坏的工序，如弯曲和拉深，分别如图2-15（c）和2-15（d）所示。2.3 冲压图2-15 冲压工序1
21、2.2）径向磨削法：如图9-7（b）所示，砂轮的宽度一般大于工件磨削部分的长度，工作台静止，砂轮在磨削过程中径向进给，直至磨削余量全部磨去为止。工作台上按顺序完成工件的装卸、钻套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材料制成。图7-9 卧式镗床的外形图13.什么是自由锻？自由锻的基本工序有哪些？（4）标注工序尺寸公差。车削的加工精度范围为IT13IT6，表面粗糙度值为Ra12.（4）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能。（2）由于靠卡箍传递扭矩，所以车削工件的切削用量要小。11.2 套筒类零件的加工胎模锻与模锻的主要区别是什么？图10-3 齿廓展成原理图（2）切断刀刀尖必须与工件中
22、心等高。图12-6 阶梯轴毛坯粗基准的选择如图1-1所示为砂型铸造的生产过程。2）压板螺栓装夹：较大工件或某些不宜用平口钳装夹的工件可直接用压板和螺栓将其固定在工作台，如图6-5（c）所示。加热次数少，生产效率高，成本低。当零件的加工质量要求较高时，通常将零件及其表面加工的工艺过程划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。第12章 机械加工工艺过程第第2章章 锻压锻压 2.3.3 冲压模具 冲压模具简称冲模，由上模（凸模）和下模（凹模）两部分组成。典型的冲压模具包括冲裁模、弯曲模和拉深模等，如图2-16所示。2.3 冲压图2-16 冲压模具第第2章章 锻压锻压1.什么是锻压？锻压包括哪两种加工方
23、法？2.什么是锻造？什么是冲压？3.什么是始锻温度？什么是终锻温度？4.锻件常用的冷却方法有哪几种？各适用于何种情况？5.什么是自由锻？自由锻的基本工序有哪些？6.胎模锻与模锻的主要区别是什么？7.冲压的基本工序分为哪两类？各有什么特点？8.落料和冲孔有什么异同？9.什么是弯曲？什么是拉深？10.摩擦压力机模锻和曲柄压力机模锻分别适用于哪些情况？复习思考第第3章章 焊接焊接焊接的特点及分类3.1焊条电弧焊3.2气焊与气割3.3其他焊接方法简介3.4第第3章章 焊接焊接 3.1.1 焊接的特点3.1 焊接的特点及分类（1）焊接比其他的连接方法具有更高的强度及更好的密封性，且质量可靠。（2）可减轻
24、结构质量，节约大量金属材料。（3）生产率高，便于机械化、自动化生产。（4）可以制造双金属结构的工件。（5）产品成本低。第第3章章 焊接焊接 3.1.2 焊接的分类3.1 焊接的特点及分类焊接分类钎焊压焊熔焊二是已加工表面作用在后刀面上的正压力Fna和摩擦力Ffa。（6）确定各工序的切削用量。一般的螺纹连接可用普通扳手拧紧。如图1-9所示为芯盒造芯方法，图（a）为采用整体芯盒造芯，图（b）为对开芯盒造芯，图（c）为可拆式芯盒造芯。12.（3）车削对工件的结构、材料、生产批量等有较强的适应性，应用广泛。图12-6 阶梯轴毛坯粗基准的选择铣削的主运动是铣刀的旋转，有利于高速铣削，所以铣削的生产率较高
25、。车削有如下工艺特点：常用的铰杠有固定式和可调节式，以便夹持各种不同尺寸的丝锥。轴承压到轴颈上时应施力于内圈端面，如图14-19（1）精密加工必须在精密机床上进行。主要方法包括：1）经验估计法；为保证滚刀回转与工件回转之间确定的啮合关系实现展成运动，n刀与n工必须保持严格的速比，即图4-6 车刀的主要角度往复振动和慢速纵向进给运动，图12-3 阶梯轴平面的测量基准图3-12 气焊系统（1）刀齿散热条件较好。铣削加工是切削效率较高的一种加工方法。2）外圆的技术要求：其直径尺寸精度一般为IT7IT6；第第3章章 焊接焊接 焊条电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的方法，如图3-1所示。焊接时，焊工手握夹
26、持着焊条的焊钳进行焊接，焊条和工件之间产生的电弧将工件局部加热到熔化状态形成熔池。随着电弧向前移动，熔池尾部液态金属逐步冷却结晶，最终形成焊缝。其焊接过程如图3-2所示。3.2 焊条电弧焊图3-1焊条电弧焊的操作1-焊条；2-工件；3-焊缝；4-绝缘手柄图32焊条电弧焊的焊接过程1-药皮；2-焊芯；3-焊缝弧坑；4-电弧；5-热影响区；6-熔渣；7-熔池；8-保护气体第第3章章 焊接焊接 3.2.1 焊接电源与焊条 1.电源 2.焊接电弧 焊接电弧是由阴极区、阳极区和弧柱区所构成的，如图3-4所示。3.2 焊条电弧焊图3-4中，1-焊条；2-电源；3-弧柱区；4-焊件；5-阳极区；6-阴极区电
27、源交流弧焊电源弧焊整流器直流弧焊电源图3-4 焊接电弧结构示意图第第3章章 焊接焊接 3.2.1 焊接电源与焊条 3.焊条 1）焊条的结构：焊条由焊芯和药皮组成，如图3-6所示。焊条的直径和长度是指焊芯的直径和长度。2）焊芯：焊芯的作用之一是作为电极导电，同时它也是形成焊缝金属的主要材料。3）药皮：药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层，焊接时形成熔渣及气体，药皮对焊接质量的好坏同样起着重要的作用。3.2 焊条电弧焊图3-6 焊条第第3章章 焊接焊接 3.2.2 焊接工艺 1.焊接接头 在焊条电弧焊中，由于产品结构形状、材料厚度和焊缝质量要求不同，需要采用不同形式的接头进行焊接。接头形式有对接、搭接、
28、角接和T形接头，如图3-7所示。3.2 焊条电弧焊图3-7 焊接接头形式第第3章章 焊接焊接 3.2.2 焊接工艺 2.接头的准备工作 接头的准备工作包括坡口、间隙和钝边。坡口的几何形状如图3-8所示，由焊件的厚度决定。3.2 焊条电弧焊图3-8 坡口的几何形状第第3章章 焊接焊接 3.2.2 焊接工艺 3.焊条直径和焊接电流的选择 焊条直径d取决于焊件厚度、接头形式和焊缝空间位置，通常按焊件厚度选取。焊接电流一般按焊条直径选取。增大焊接电流能提高生产率，增加熔深。4.焊缝空间位置的选择 焊缝的空间位置有平焊、横焊、立焊和仰焊，如图3-9所示。3.2 焊条电弧焊图3-9 焊缝的空间位置第第3章
29、章 焊接焊接 3.2.2 焊接工艺 5.操作方法 1）引弧：引弧的方法有敲击法和划擦法两种，如图3-10所示。2）控制弧长：电弧过长容易发生焊不透现象，还会使焊缝吸收有害气体；电弧过短，又会使焊条与着焊件黏附。3.2 焊条电弧焊图3-10 引弧的方法第第3章章 焊接焊接 3.2.2 焊接工艺 5.操作方法 3）运条：为了获得所需宽度的焊缝，焊接时焊条还必须做横向摆动，而且力求均匀一致，以获得同样宽度的整齐焊缝，如图3-11所示为常用的几种焊条横向摆动的形式。3.2 焊条电弧焊图3-11 焊条横向摆动的形式第第3章章 焊接焊接 3.2.2 焊接工艺 5.操作方法 4）焊缝收尾：焊缝收尾时，为了不
30、出现尾坑，焊条应停止向前移动，而采用划圈收尾法或反复断弧法自下而上地慢慢拉断电弧，以保证焊缝尾部成形良好。3.2 焊条电弧焊 焊接结束后，焊缝表面被一层熔渣覆盖着，待焊缝温度降低后，用敲渣锤轻轻敲击除掉；焊件上焊缝两侧的飞溅金属，可用扁铲铲除；使用钢丝刷清理焊缝及其周边。第第3章章 焊接焊接 3.3.1 气焊 1.气焊系统 图3-12所示为气焊系统。气焊设备包括氧气瓶、乙炔瓶、减压器、回火保险器和焊炬，它们通过软管连接组成焊接系统。3.3 气焊与气割图3-12 气焊系统第第3章章 焊接焊接 3.3.1 气焊 2.气焊火焰调节氧气、乙炔气体的不同混合比例可得到三种性质不同的火焰，见表3-1。3.
31、3 气焊与气割第第3章章 焊接焊接 3.3.1 气焊 3.气焊工艺 1）焊丝和气焊熔剂 气焊所用的焊丝是没有药皮的金属丝，其成分与工件基本相同，原则上要求焊缝与工件达到相等的强度。在焊接时，使用适当的气焊熔剂，可与这类氧化物结成低熔点的熔渣，以便浮出熔池。2）焊接参数 气焊的接头形式和焊接空间位置等工艺问题的考虑，与焊条电弧焊基本相同。气焊的焊接参数则主要是确定焊丝的直径、焊嘴的大小以及焊嘴对工件的倾斜角度。3.3 气焊与气割第第3章章 焊接焊接 3.3.2 气割 1.气割过程 氧气切割简称气割，是一种切割金属的常用方法，如图3-14所示。3.3 气焊与气割图3-14 气割1-割缝；2-割嘴；
32、3-氧气流；4-工件；5-金属氧化物；6-预热火焰 金属的性质必须满足两个基本条件才能进行气割：金属的燃烧点应低于其熔点，金属氧化物的熔点应低于金属的熔点。纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢都能满足上述条件，具有良好的气割性能；高碳钢、铸铁、不锈钢，以及铜、铝等有色金属都难以进行氧气切割。第第3章章 焊接焊接 3.3.2 气割 2.气割操作 工作时，先点燃预热火焰，使工件的切割边缘加热到金属的燃烧点，然后开启切割氧气阀门进行切割。气割必须从工件的边缘开始。如果要在工件的中部挖割内腔，则应在开始气割处先钻一个直径大于5 mm的孔，以便气割时排出氧化物，并使氧气流能吹到工件的整个厚度上。在批量生产
33、时，气割工作可在气割机上进行。割炬能沿着一定的导轨自动做直线、圆弧和各种曲线运动，准确地切割出所要求的工件形状。3.3 气焊与气割第第3章章 焊接焊接 3.4.1 埋弧焊 电弧在焊剂层下燃烧所进行焊接的方法称为埋弧焊，其以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。埋弧焊在焊接过程中引燃电弧、焊丝送进和沿焊接方向的移动等全部用机械自动进行。埋弧焊的焊接过程如图3-15所示。3.4 其他焊接方法简介图3-15 埋弧焊的焊接过程1-焊件；2-焊剂；3-焊剂漏斗；4-送丝轮；5-焊丝；6-导电嘴；7-焊渣；8-焊缝工作时，先点燃预热火焰，使工件的切割边缘加热到金属的燃烧点，然后开启切割氧气阀门进行切割。2）空
34、心轴的定位基准（1）注意把握工艺设计总原则。第4章 切削加工基础知识在机械中应用最多的是阶梯轴。（5）一般不需要对被加工工件进行预加工，只需在工件上加工出穿电极丝的穿丝孔即可。型（芯）砂是由原砂、黏结剂、附加材料、旧砂和水等混合搅拌而成的。（2）用头锥攻螺纹。比较滚齿、插齿的工艺特点，并说明各自的应用范围。如果零件的加工精度要求特别高，还需要安排精整、光整加工阶段。总装配过程及注意事项如下：（2）工件和电极之间作用力小。1 铣床、铣刀与铣床附件锯削时站立位置如图14-5所示。在镗削前的工序中应将箱体类工件的基准平面加工好，镗削时用做定位基准。自由锻常见的缺陷有裂纹、末端凹陷、轴心裂纹和折叠等。
35、二是已加工表面作用在后刀面上的正压力Fna和摩擦力Ffa。车削有如下工艺特点：加热次数少，生产效率高，成本低。1-踏杆 2-炉门 3-炉膛 4-温度传感器 5-硅碳棒冷端 6-硅碳棒热端 7-耐火砖 8-反射层图2-8 自由锻缺陷什么是精密加工？常用的精密加工有哪些？精密加工的基本条件有哪些？第第3章章 焊接焊接 3.4.2 气体保护焊 1.钨极气体保护电弧焊：如图3-16所示。2.CO2气体保护焊：如图3-17所示。3.4 其他焊接方法简介图3-16 钨极氩弧焊示意图1-焊丝；2-熔池；3-喷嘴；4-钨极；5-气流；6-焊缝图3-17 CO2气体保护焊的焊接过程1-CO2气瓶；2-预热器；3
36、-高压干燥器；4-减压表；5-流量计；6-低压干燥器；7-电磁气阀；8-工件；9-焊枪；10-送丝机构；11-电源控制箱第第3章章 焊接焊接 3.4.3 电阻焊 电阻焊是焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热，将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。这种焊接不需要外加填充金属和焊剂。根据焊接接头形式可分为对焊、点焊和缝焊三种，如图3-18所示。3.4 其他焊接方法简介图3-18 电阻焊原理示意图1-焊件；2-电极；3-变压器第第3章章 焊接焊接 3.4.4 钎焊 根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两类。1.硬钎焊 钎料熔点在450 以上而低
37、于母材金属的熔点，其接头强度高，可达500 MPa。适用于焊接受力较大或工作温度较高的焊件，属于这类钎料的有铜基、银基、铝基材料等。2.软钎焊 钎料熔点低于450，其接头强度低。主要适用于钎焊受力不大或工作强度较低的焊件，常用的为锡、铅钎料。钎焊时一般需要使用钎剂，钎剂的作用是清除焊件表面的氧化膜及其他杂质，保护钎料和焊件不被氧化。常用的钎剂有松香、硼砂等。3.4 其他焊接方法简介第第3章章 焊接焊接1.什么是焊接？焊接方法分哪几类？2.常用的焊接电源有哪几种？什么是正接法和反接法？3.焊条的组成有哪些？各部分的作用是什么？4.焊接接头的形式有哪些？焊厚板时开坡口的作用是什么？5.简述焊条电弧
38、焊的操作方法。6.气焊的设备由哪几部分组成？7.氧乙炔焰有哪几种？气焊中最常用的是哪一种？8.气焊点火和结束时的正确操作顺序是什么？9.简述气割的过程。10.什么是电阻焊？其特点是什么？电阻焊的种类有哪些？复习思考第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识切削运动与切削用量4.1刀具几何形状与材料4.2切削力、切削热与切削温度4.3加工精度与加工表面质量4.4第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.1.1 切削运动1.表面成形 直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。如图4-1所示为常见工件表面的加工方法及其成形运动。4.1 切削
39、运动与切削用量图4-1 常见工件表面的加工方法及其成形运动第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.1.1 切削运动2.主运动和进给运动 根据切削过程中所起的作用不同，表面成形运动又可分为主运动和进给运动。主运动是直接切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，以形成工件新表面的运动，它是速度最高、消耗功率最多的运动。进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。3.三种表面 在切削加工中，随着工件上多余材料不断地被切除，工件上存在三个处于不断变化的表面，如图4-2所示。4.1 切削运动与切削用量图4-2 常见加工方法中的表面形成第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知
40、识 4.1.2 切削用量 切削用量是切削过程中最基本的操作参数，包括切削速度vc、进给量f和背吃刀量ap，其分别表示切削刃与过渡表面之间的相对运动速度、待加工表面转化为已加工表面的速度、已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。其数值的大小反映了切削运动的快慢以及刀具切入工件的深浅。如图4-3所示为车削加工的切削用量要素。4.1 切削运动与切削用量图4-3 车削加工的切削用量要素第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.2.1 刀具几何形状 2.刀具的角度 为了标注和度量方便，在不考虑进给运动、规定车刀安装时刀尖与工件轴线等高、刀柄中心线垂直进给方向等简化条件下建立一坐标系，如图4-5所示
41、。4.2 刀具几何形状与材料图4-5 正交平面参考系 1-切削平面；2-正交平面；3-底平面；4-车刀；5-基面；6-工件第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.2.1 刀具几何形状 2.刀具的角度 刀具的标注角度是标注在图样上供刀具制造、刃磨的角度。正交平面参考系中刀具的标注角度主要有五个：前角o、后角o、主偏角r、副偏角r、刃倾角s，如图4-6所示。4.2 刀具几何形状与材料图4-6 车刀的主要角度第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.2.2 刀具材料 1.对刀具材料的基本要求（1）刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，否则难以切削。（2）刀具材料应具有良好的耐磨性。
42、（3）刀具材料必须具备足够的强度和韧度，以便承受切削力、冲击和振动时不被破坏。（4）刀具材料在高温条件下应仍能保持高的硬度、高的耐磨性并具有足够的坚韧度，即应具有热硬性。（5）刀具材料应具有较好的化学惰性，保证在切削过程中，随着切削温度的升高而具有不发生黏结磨损和扩散磨损的能力。（6）刀具材料应具有良好的工艺性。2.刀具材料 目前常用的刀具材料一般为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金等金属材料。4.2 刀具几何形状与材料第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.3.1 切削力 1.切削力的来源 切削力来源于两个方面：一是切削层金属和切屑作用在前刀面上的正压力Fnr和摩擦力Ffr；
43、二是已加工表面作用在后刀面上的正压力Fna和摩擦力Ffa。前、后刀面上作用力的合力为F，如图4-7所示。4.3 切削力、切削热与切削温度图4-7 作用在刀具上的力第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.3.1 切削力 2.切削力的分解 实际加工中，前、后刀面上的切削力都不易测定，也没有必要测定，而是根据设计和工艺分析的需要将切削合力分解在三个相互垂直的方向进行研究，如图4-8所示为切削外圆时切削力的分解。4.3 切削力、切削热与切削温度图4-8 切削力的分解第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.3.2 切削热与切削温度 1.切削热与切削温度介绍 切削过程中消耗的能量，除了
44、极少部分以形变能存在于工件表面和切屑中，其余都要转变成热能，所以会产生大量的热，这些热称为切削热。切削温度一般是指切削区的平均温度。切削温度的高低取决于切削热的产生和传出情况，一般可通过观察切屑的颜色大致估计出来。2.减少切削热和降低切削温度的措施 在切削加工过程中应设法减少切削热的产生，改善散热条件，降低切削温度，减小切削热和切削温度对刀具和工件产生的不良影响。为了减小切削热，降低刀具与工件的切削温度，除了合理选择刀具材料、刀具几何角度和切削用量以外，使用切削液是简便有效的方法。4.3 切削力、切削热与切削温度（1）保证使用要求。图8-17 卧式铣床铣削垂直面如图12-3所示为阶梯轴平面的测
45、量基准。（4）比较容易选择和变更加工条件。先用大平锉粗锉，将加工表面基本锉平，采用如图14-10（a）所示的交叉锉法。（2）各种脆性金属材料和非金属材料的加工，如玻璃、陶瓷、半导体、金刚石等。由专用的齿轮加工机床提图2-13 开式冲床锻造时由始锻温度到终锻温度的间隔称为锻造温度范围。1 车床、车刀与车床附件图6-1 牛头刨床 1-横梁；第4章 切削加工基础知识正确的位置关系，并按照一定什么是落砂？什么是清理？14.10.零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。图5-9 常用切槽的方法在机械中应用最多的是阶梯轴。什么是珩磨？珩磨应用在什么场合？第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识
46、4.3 切削力、切削热与切削温度 切削液的品种很多，性能各异，应根据具体加工条件来选择适宜的切削液，才能收到良好的效果。常用的切削液种类及其选用情况如下：（1）非水溶性切削液，如机械油、轻柴油、煤油、豆油、猪油等。普通切削油在低温条件下使用时具有良好的润滑性能，常用于低速精加工。（2）水溶性切削液。主要用于以冷却为主的粗加工和高速切削的精加工。（3）乳化液。高浓度的极压乳化液用于低速切削，既有良好的冷却效果，又有较好的润滑效果。低浓度的乳化液用于需要以冷却为主的硬质合金刀具的高速切削。第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.4.1 加工精度 加工精度就是指零件被加工后尺寸、形状和表面
47、间的相互位置等方面的几何参数与理想几何参数的相符合程度。零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。4.4 加工精度与加工表面质量位置精度尺寸精度形状精度加工精度第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识 4.4.2 加工表面质量 零件的表面质量对零件的耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性、密封程度、接触刚度等都有一定的影响。4.4 加工精度与加工表面质量零件表面微观的凸起与凹陷造成的不平整程度称为表面粗糙度。表面粗糙度是衡量加工表面微观几何形状精度的主要参数。一般零件的工作表面粗糙度值在3.20.4 m 选取。1.表面粗糙度2.表面层组织及力学性能切削加工时，由于切削变形和切削热等的影响，工件表
48、层及其与基体材料的交界处会产生相互平衡的弹性应力，称为表面层残余应力。第第4章章 切削加工基础知识切削加工基础知识1.什么是切削运动？什么是主运动和进给运动？主运动和进给运动有何不同？2.什么是切削用量？3.车刀切削部分有哪几个独立的基本角度？4.对刀具切削部分的材料有哪些基本要求？5.高速工具钢有什么特点？适用于什么场合？6.刀具的切削力可分解为哪三个分力？7.什么是切削热？什么是切削温度？8.什么是加工精度？加工精度包括哪些方面？9.什么是加工表面质量？加工表面质量包括哪几个方面？复习思考第第5章章 车削车削车床、车刀与车床附件5.1车削方法5.2第第5章章 车削车削 车削是机械制造中使用
49、最广泛的一种加工方法。车削加工是在车床上利用工件的旋转和刀具的移动来实现的，主要用于各种回转表面的加工，如内外圆柱面、圆锥面及成形回转表面等，有时还能加工螺纹面，如图5-1所示。图5-1 车削加工范围5.1 车床、车刀与车床附件第第5章章 车削车削 5.1.1 车床 1.车床外形 用于车削的机床，按用途和结构不同主要分为卧式及落地车床，转塔车床，立式车床，仿形及多刀车床，单轴自动车床和多轴自动、半自动车床，数控车床，车削中心，各种专门化车床（如曲轴与凸轮轴车床）及铲齿车床等。在各种车床中，卧式车床应用最普遍，下面以典型的CA6140型卧式车床为例作简要介绍，如图5-2所示。5.1 车床、车刀与
50、车床附件图5-2 CA6140型卧式车床第第5章章 车削车削 5.1.1 车床 2.车床部件 CA6140型卧式车床主要用来加工轴类零件和直径不大的盘类零件，其主要组成部件如下：5.1 车床、车刀与车床附件尾座主轴箱刀架与滑板进给箱床身溜板箱车床部件第第5章章 车削车削 5.1.2 车刀 1.外圆车刀 外圆车刀用于纵向车削外圆，它可分为直头外圆车刀、弯头外圆车刀、宽刃精车刀和曲线刃车刀四种，分别如图5-3中的4、3、9、5所示。5.1 车床、车刀与车床附件图5-3 外圆车刀第第5章章 车削车削 5.1.2 车刀 2.端面车刀 （1）横向端面车刀：（见图5-3中的6、12）可以由外圆向内进给，也
