汽车机械基础汽车零件加工基础课件.pptx
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1、金属压力加工焊接加工基础 金属切削加工 技能实训一二三四 技能实训四模块小结五 学习目标(1)了解:金属压力加工、焊接加工、金属切削加工的基础知识。(2)熟悉:金属压力加工、焊接加工、金属切削加工的工艺特点。(3)掌握:金属压力加工的基本原理,锻造、冲压、焊接、气割的基本工序;结构的焊接工艺;金属切削加工的工艺特点及其应用。(1)应知:金属压力加工方法、焊接加工工艺特点、基本原理;自由锻造、模锻、冲压的基本工序;焊接的类型、特点,焊接应力与变形产生的原因,预防和减少焊接应力与变形的措施;金属切削加工的基础知识。(2)应会:金属压力加工、手工电弧焊、气焊与气割、金属切削加工的工艺特点及其应用;分
2、析常用金属材料的焊接性能、焊接变形与防止措施;分析零件的加工的正确方法。1)锻造 2)冲压 3)挤压 4)轧制 5)拉拔a)挤压;b)轧制;c)拉拔;1 1金属压力加工方法 金属压力加工d)锻造 e)冲压(1)改善了金属内部结构组织,提高了金属材料的力学性能。(2)节省材料。压力加工提高了金属材料的力学性能,因此,相对地缩小了同等载荷下的截面尺寸,减轻了零件的质量。(3)具有较高的生产效率。(4)压力加工设备复杂,难以获得形状复杂的制件。(5)制件的尺寸精度、形状精度和表面质量不够高。2 2金属压力加工的工艺特点1)金属的塑性变形 实验证明,晶体在正应力作用下,只能产生弹性变形,只有在切应力作
3、用下才会产生塑性变形。单晶体的塑性变形主要是以滑移的方式进行的,即晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动,如图4-2所示。单晶体的变形方式,有滑移和孪晶两种。a)未变形 b)滑移变形 图 4-2 滑移变形图3 3金属压力加工基本原理1)金属的塑性变形多晶体是由若干微小的单个晶粒杂乱组合而成的,其塑性变形过程可看成是由若干单个晶粒塑性变形的总和。同时,多晶体塑性变形还存在着晶粒与晶粒之间的晶间变形(滑移和转动),如图4-3所示。4-3 多晶体塑性变形示意图 3 3金属压力加工基本原理2)冷变形强化现象 随着金属冷变形程度的增加,金属材料的强度和硬度都有所提高,但塑性有所下降的现象称
4、为冷变形强化。冷变形强化使金属的晶格严重畸变,晶粒被压扁或拉长,形成纤维组织,多晶体晶粒形状变化如图4-4所示。金属的位错密度提高,变形阻力加大。图 4-4 多晶体晶粒形状变化图 a)冷轧前退火状态组织 b)冷轧后的纤维组织3 3金属压力加工基本原理2)冷变形强化现象 对于低碳钢塑性变形时的力学性能变化规律,如图4-5所示。强度、硬度都随变形程度的増大而增加,塑性、韧性随变形程度的增大而下降,使金属的可锻性变差。图 4-4 多晶体晶粒形状变化图 3 3金属压力加工基本原理3)回复与再结晶 对冷变形强化组织进行加热,变形金属将相继发生回复、再结晶和晶粒长大3个阶段的变化,如图4-6所示。图4-6
5、 变形金属加热时组织与性能变化示意图3 3金属压力加工基本原理3)回复与再结晶(1)回复将冷变形后的金属加热至一定的温度,使原子回复到平衡位置,晶粒内残余应力大大减少,但不改变晶粒形状的现象称为回复。(2)再结晶当加热温度较高时,塑性变形后的金属被拉长了的晶粒重新生核,变为细小、均匀等轴晶粒的过程称为再结晶。再结晶恢复了变形金属的可锻性。(3)晶粒长大已形成纤维组织的金属,通过再结晶一般都能得到细小而均匀的等轴晶粒。3 3金属压力加工基本原理1.自由锻造工艺知识自由锻是指只用简单的通用性工具,或在锻造设备的上下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工
6、方法。2.自由锻造的工序采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻是通过局部锻打逐步成型的,它的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。1)镦粗a)完全镦粗 b)一端镦粗 c)中间镦粗图4-2 镦粗2)拔长拔长是指使毛坯横断面积减小、长度增加的锻造工序,如图4-3所示。常用于锻造杆类与轴类锻件。3)冲孔冲孔是指在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序,如图4-4所示。常用于锻造齿轮坯和环套类等空心锻件。图 4-3 拔长 图 4-4 冲孔 4)切割切割是指将坯料分成几部分或部分地割开,或从坯料的外部割掉一部分,或从内部割出一部分的锻造工序,如图4-5所示。5)弯曲弯曲是将坯料弯
7、成所规定的外形的锻造工序,如图4-6所示。常用于锻造角尺、弯板和吊钩等轴线弯曲的零件。a)单面切割;b)双面切割;c)局部切割后再拔长图4-5 切割图4-6 弯曲6)锻接锻接是将两件坯料在炉内加热至高温后用锤快击,使两者在固态结合的锻造工序。锻接的方法有搭接、对接和咬接等,如图4-7所示。锻接后的接缝强度可达被连接材料强度的70%80%。a)咬接;b)搭接图4-7 锻接7)错移错移是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离的锻造工序如图4-8所示。8)扭转扭转是将坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。小型坯料扭转角度不大时,可用锤
8、击方法扭转,如图4-9所示。图 4-8 错移 图4-9 锤击方法扭转1)模锻分类(1)按所用设备不同,模锻可分为锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻等。锤上模锻如图4-10所示。图4-10 锤上模锻(2)根据功用的不同,模膛可分为模锻模膛和制坯模膛两大类。2)模锻的特点2.胎模锻造胎模锻造是在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法。胎模是一种只有一个模膛且不固定在锻造设备上的锻模。胎模不固定在锤头或砧座上,只是在使用时才放上去。胎模的种类较多,常用的胎模有扣模、套模、摔模、弯曲模、合模和冲切模等。如图4-11所示为扣模与套模。a)扣模;b)套模图4-11 胎模锻造冲压是指使板
9、料经成形或分离而得到制件的加工方法。因其通常都是在冷态下进行的,又称为冷冲压。1.冲压成形概述冲压在汽车、航空、电器和仪表等工业中应用广泛。2.冲压的基本工序冲压的基本工序可分为分离和成型两大类。1)分离工序分离工序是指使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序,如剪切、落料和冲孔等。(1)剪切。剪切是指将材料沿不封闭的曲线分离的一种冲压方法。剪切通常都是在剪板机上进行的。(2)冲裁。冲裁是指利用冲模将板料以封闭轮廓与坯料分离的冲压方法。落料和冲孔,都属于冲裁。二者的目的不同:落料是被冲下的部分为成品,周边是废料;冲孔是被冲下的部分为废料,而周边形成的孔是成品。板料的冲裁过程如图4-12所示。图4
10、-12 板料的冲裁过程2)成型工序 成型工序是指使板料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序,如弯曲、拉深等。(1)弯曲。弯曲是指将板料、型材或管材弯成具有一定曲率和角度的成形方法,如图4-13所示。(2)拉深。拉深是使平面板料(或浅的空心杯)成型为空心件(或深的空心件)的加工方法,如图4-14所示。图 4-13 弯曲 图 4-14 拉深 轧制是指在外力作用下进行轧压坯料的加工方法,它主要是生产型材、板材和管料的加工方法。广泛应用于钢材和有色金属生产,如轧制各种圆钢、螺纹钢、钢板、铜板、铜管和钢管等。轧制一般分热轧和冷轧。热轧是将坯料加热至一定温度状态下进行碾压热坯料,使之产生塑性变形。
11、而冷轧是直接以一定压力进行碾压坯料,使之产生塑性变形。焊接是指通过加热或加压,并用(或不用)填充材料,使工件达到不可拆卸联接的加工方法。1.焊接的类型焊接的类型有熔焊、压焊和钎焊3种。1)熔焊。将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接加工方法。2)压焊。在焊接过程中,必须对焊件施加压力(如加热或不 加热)以完成焊接的加工方法。3)钎焊。采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,远低于母材熔化温度,利用液态钎料填充接头间的缝隙,并与母材相互扩散而冷却,达到实现连接焊件的加工方法。焊接加工基础2.焊接的特点1)可以制造双金属结构。2)可减轻结构质量,节省金属材料。与铆接相比可
12、节省15%20%的金属材料,结构自重也减轻。3)能化大为小,以小拼大。4)结构强度高,产品质量好,在多数情况下焊接接头都能达到与母材等强度,甚至接头强度超过母材的强度。5)焊接时的噪音较小,工人劳动强度较低,生产率较高,易于实现机械化与自动化。6)焊接是一个不均匀的加热过程,所以,焊后会产生焊接应力与变形。焊接加工基础1.焊接电弧焊接电弧是在焊条与焊件之间施加有一定的电压,使气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。产生焊接电弧有接触引弧和非接触引弧两种方式,焊条电弧焊采用接触引弧时,其焊接过程如图4-15所示。1电焊机;2焊钳;3焊条;4焊条进给方向;5运条方向;6工件;7焊缝;8熔池;9电弧;
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