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第一章第一章 机械加工精度与表面质量机械加工精度与表面质量1第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 2第二节第二节 提高加工精度的工艺措施提高加工精度的工艺措施第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量3 1.了解机械加工精度的含义及内容 2.掌握获得机械加工精度的方法 3.掌握加工误差的来源 4.能对典型表面的加工误差作出分析第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 第一章第一章 机械加工精度与表面质量机械加工精度与表面质量学习目标第一章第一章 机械加工精度与表面质量机械加工精度与表面质量第一节第一节 机械加工精度机械加工精度一、机械加工精度的概念一、机械加工精度的概念 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。实际几何参数与理想几何参数的符合程度越高，则加工精度越高，反之，则加工精度越低。实际几何参数通常指零件加工后通过测量得到的几何参数。理想几何参数就是当公差值趋于零时的几何参数。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度二、机械加工精度的内容二、机械加工精度的内容机械加工精度包括尺寸精度和几何精度。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 1 1尺寸精度尺寸精度 尺寸精度是指加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的符合（接近）程度。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 2 2几何精度几何精度（1）形状精度 形状精度指加工后零件的实际几何形状与理想形状的符合（接近）程度。国家标准中规定，用直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等作为评定形状精度的项目。（2）方向精度 方向精度指加工后零件的几何图形的实际方向与理想方向的符合（接近）程度。国家标准中规定，用平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度和面轮廓度等作为评定方向精度的项目。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 （3）位置精度 位置精度指加工后零件的几何图形的实际位置与理想位置的符合（接近）程度。国家标准中规定，用同轴度、对称度、位置度、线轮廓度和面轮廓度等作为评定位置精度的项目。（4）跳动精度 跳动精度指加工后零件的几何图形的实际跳动与理想跳动的符合（接近）程度。国家标准中规定，用圆跳动、全跳动作为评定位置精度的项目。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 3 3尺寸精度、形状精度尺寸精度、形状精度和位置精度的关系和位置精度的关系 在设计机器零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在方向和位置公差内，方向和位置误差又应小于尺寸公差。即精密零件或普通零件的重要表面，其形状精度要求应高于方向和位置精度要求，方向和位置精度要求应高于尺寸精度要求。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 三、达到机械加工精度的方法三、达到机械加工精度的方法 1 1达到尺寸精度的方法达到尺寸精度的方法 （1）试切法 试切法是指操作工人先试切一小段，测量其尺寸是否合适，如不合适，则调整刀具的位置，再试切一小段。如此反复进行试切过程，达到要求的尺寸后，便可切削整个待加工表面。这种方法多用于单件、小批量生产中。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度（2）调整法 调整法是指利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀架，使刀具相对于机床或夹具达到一定位置精度，然后加工一批工件。此方法获得的尺寸精度稳定，生产效率高，广泛用于成批和大量生产中。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度（3）定尺寸刀具法 定尺寸刀具法是指用具有一定尺寸精度的刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）来保证工件被加工部位（如孔）的尺寸精度。该方法加工精度稳定，生产效率高，适用于各种生产类型。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度（4）自动控制法 自动控制法是指利用测量装置、调整装置和控制系统等组成的自动化加工系统，在加工过程中能自动测量、补偿调整，当工件达到尺寸要求时能自动停止加工并退回。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度（5）数字控制法 数字控制法是在机床里装配整套数字控制装置，控制步进电动机实现刀架或工作台的精确移动，尺寸精度的获得是通过预先编制好程序，由数字控制装置来实现的。各种数控机床的加工就是采用数字控制法的范例。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 2 2达到形状精度的方法达到形状精度的方法 （1）轨迹法 轨迹法是指利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。（2）成形法 成形法是指利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度（3）展成法 展成法是指利用刀具与工件的展成切削运动，由切削刃在被加工表面上的包络面来形成成形表面，如用滚刀切削加工齿轮等。3 3达到位置精度的方法达到位置精度的方法（1）一次安装获得法一次安装获得法是指把零件上有相互位置要求的相关表面安排在工件的一次装夹中进行加工，从而保证其相互位置精度。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度第一节第一节 机械加工精度机械加工精度（2）多次安装获得法 该方法是人为地将工件的加工过程分作几次装夹来完成，每次装夹有关表面的位置精度可采用适当的装夹方法（如找正法或夹具）获得，随着装夹加工的次数不断增多，加工表面与定位基准之间的位置精度也不断提高，最终保证工件的位置精度。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 四、加工误差四、加工误差 1 1加工误差的概念加工误差的概念 加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）与理想几何参数的偏离程度。加工误差是表示加工精度高与低的一个数量指标。一个零件的加工误差越大，加工精度越低；加工误差越小，加工精度越高。第一节第一节 机械加工精度机械加工精度2 2加工误差的构成加工误差的构成第一节第一节 机械加工精度机械加工精度 五、典型表面常见的加工误差分析五、典型表面常见的加工误差分析腰鼓形圆柱度误差马鞍形圆柱度误差锥形圆柱度误差第一节第一节 机械加工精度机械加工精度直线度误差直线度误差圆度误差第一节第一节 机械加工精度机械加工精度圆柱度误差垂直度误差平面度误差1.掌握提高加工精度的工艺措施2.掌握直接减少误差法的加工方法 3.掌握误差补偿与抵消的方法 第二节第二节 提高加工精度的工艺措施提高加工精度的工艺措施 4.掌握误差转移法的方法 5.了解误差分组法、误差平均法及就地加工法的方法学习目标第一章第一章 机械加工精度与表面质量机械加工精度与表面质量第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施一、直接减小误差法一、直接减小误差法 直接减小误差法是在生产中应用较广的一种基本方法，它是在查明影响加工精度的主要原始误差因素后，采取各种工艺措施直接将误差消除或减少，从而保证加工精度的方法。通常是通过提高机床的几何精度，提高夹具、刀具及量具的精度，以及控制工艺系统受力、受热变形等，直接减小原始误差对加工精度的影响。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施例如在车削细长轴时，可采取如下措施：(1)采用反向进给的切削方法反向进给时Ff对细长轴起拉伸作用第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施(2)采用反向切削和大的主偏角车刀，增大Ff,工件在强有力的拉伸作用下，还能消除径向的振动，使切削平稳。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 (3)在卡盘一端的工件上车出一个缩颈部分，缩颈直径dD/2（D为工件坯料的直径）。工件在缩颈部分的直径减小后，表现出一定的柔性，减少了由于坯料本身的弯曲而在卡盘强制夹持下轴线随之歪斜的影响。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 二、误差补偿和误差抵消法二、误差补偿和误差抵消法 1 1误差补偿法误差补偿法 误差补偿法是指人为地制造一个大小相等、方向相反的新的误差，去补偿加工、装配或使用过程中出现误差的加工方法。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 2 2误差抵消法误差抵消法 误差抵消法是指利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消另一种原始误差的加工方法。一般在零件变形的敏感方向存在两个方向相反的原始误差时才能选用这种方法。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 三、转移原始误差法三、转移原始误差法 转移原始误差法是指创造一定条件，把工艺系统的原始误差转移到误差的非敏感方向或其他不影响加工精度的方向上去的加工方法。1工件 2镗模架 3刀杆 4主轴第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 四、误差分组法四、误差分组法 误差分组法就是把毛坯或上道工序的尺寸按误差大小分为n组，这样每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n，然后按组分别调整刀具与工件的相对位置或选用合适的定位元件，大大缩小整批工件的尺寸分散范围。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 误差平均法就是利用有密切联系的表面之间的相互比较、相互修正，或者互为基准进行加工，就能让这些局部较大的误差比较均匀地影响到整个加工表面，使传递到工件表面的加工误差较为均匀，因而工件的加工精度也就相应大大提高。五、误差平均法五、误差平均法第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 六、就地加工法六、就地加工法 在加工和装配中，有些精度问题涉及到很多零件间的相互关系，相当复杂。此时如果采用就地加工法可解决这种难题。生产中采用就地加工法，就是对这些重要表面在装配之前不进行精加工，待装配之后，再在自身机床上对这些表面作精加工。如平面磨床的工作台面在装配后作“自磨自”的最终加工。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 1.了解影响机械加工表面质量的原因2.掌握表面粗糙度的控制方法3.掌握影响表层材料物理、力学性能的因素 学习目标第一章第一章 机械加工精度与表面质量机械加工精度与表面质量第三节第三节 机械机械加工表面质量加工表面质量 零件的加工质量一般包含加工精度和表面质量两个方面的内容。表面质量主要有两方面内容：一是表面的微观几何特征：即表面粗糙度。二是表面层物理力学性能：即指表面层加工硬化（冷作硬化）、表面层金相组织的变化和表面层残余应力三个方面。第第三三节节 机械机械加工表面质量加工表面质量 一、表面粗糙度的控制一、表面粗糙度的控制 图所示传动轴，要实现各轴颈不同的表面质量要求，一般需要用车削和磨削的方法。第三节第三节 机械机械加工表面质量加工表面质量 1 1切削加工的表面粗糙度形成与控制切削加工的表面粗糙度形成与控制 （1）切削加工的表面粗糙度形成（2）切削加工的表面粗糙度控制 1）改进刀具的几何形状 2）改善材料切削工艺性能 3）选择合适的切削用量第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 2 2磨削加工的表面粗糙度形成与控制磨削加工的表面粗糙度形成与控制 （1）磨削加工的表面粗糙度形成（2）磨削加工的表面粗糙度控制 1）合理选择砂轮 选择合适的磨料粒度。选择合适的砂轮硬度。选择合适的砂轮材料。及时修整砂轮。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施 。2）改进工艺方法 采用纵磨法加工。如有必要采用精密磨削。采用切削液。第第二二节节 提高提高加工精度加工精度的工艺措施的工艺措施二、影响表层材料物理、力学性能二、影响表层材料物理、力学性能的因素的因素1 1表面冷作硬化表面冷作硬化在加工过程中，零件表层材料在切削力的作用下产生塑性变形，使晶粒间产生剪切滑移，晶格扭曲，并产生晶粒拉长、破碎，从而使加工表面层材料的强度、硬度提高、塑性下降，这种现象称为冷作硬化。第三节第三节 机械机械加工表面质量加工表面质量 2 2表面层金相组织的变化表面层金相组织的变化 在机械加工中会产生很大的切削热，直接影响着零件表层材料的金相组织。3 3加工表面的残余应力加工表面的残余应力 形成残余应力的原因主要有以下三个方面：（1）冷态塑性变形引起的残余应力 （2）热态塑性变形引起的残余应力 （3）金相组织变化引起的残余应力第一章第一章 机械机械加工精度与表面质量加工精度与表面质量 本章小结本章小结机械零件的加工质量包括机械加工精度和表面质两方面的内容。机械加工精度反映零件加工后的实际几何参数与理想值的符合情况。机械加工精度包括尺寸精度和几何精度。提高加工精度的工艺措施有直接减小误差法、误差补偿和误差抵消法、转移原始误差法、误差分组法、误差平均法、就地加工法等六种方法。机械加工的表面质量有表面的微观几何特征和表面层物理力学性能两方面内容。微观几何特征即指表面粗糙度；表面层物理力学性能包括表面层加工硬化、表面层金相组织的变化和表面层残余应力三方面。第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺1第一节第一节 铸造加工铸造加工 2第二节第二节 锻造加工锻造加工第三节第三节 焊接加工焊接加工31.了解铸造加工的类型2.掌握铸造加工的基本工艺第一节第一节 铸造加工铸造加工 3.掌握铸造加工的适用范围第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺学习目标第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺第一节第一节 铸造加工铸造加工 将熔融金属浇注到铸型型腔中，待其凝固后而得到具有一定形状、尺寸和性能的零件毛坯的方法称为铸造，铸造所得到的工件或毛坯称为铸件。第一节第一节 铸造加工铸造加工 通常情况下，铸造方法分为砂型铸造和特种铸造，而特种铸造又包括金属型铸造、压力铸造、离心铸造和熔模铸造等。生产中应用最广泛的是砂型铸造。第一节第一节 铸造加工铸造加工 一、砂型铸造一、砂型铸造1.1.基本概念基本概念 砂型铸造是用型砂紧实成型，将熔融金属浇注入砂型内获得铸件的铸造方法。砂型铸造可分为湿砂型（不经烘干可直接进行浇注的砂型）铸造和干砂型（经烘干的高黏土砂型）铸造两种。第一节第一节 铸造加工铸造加工 2.2.工艺过程工艺过程 砂型铸造的主要工序有制造模样与芯盒、造型、造芯、合型（合箱）、浇注、落砂、清理等。（1）制造模样与芯盒 由木材、铝合金或塑料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样，利用模样可获得铸件外部结构。制造型芯所用的工艺装备称为芯盒，型芯用以获得铸件内腔。第一节第一节 铸造加工铸造加工 第一节第一节 铸造加工铸造加工 （2）造型 用型砂及模样等工艺装备制造砂型的过程，通常分手工造型、机械造型和自动化造型。第一节第一节 铸造加工铸造加工 （3）造芯制造型芯的过程称为造芯。造芯方法分为手工造芯和机械造芯两种。1型芯 2芯盒 3定位销 4夹钳第一节第一节 铸造加工铸造加工（4）合型 将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口杯装配起来的过程称为合型。合型是决定铸型型腔形状与尺寸精度的关键工序，若操作不当，可能造成跑火、错箱和塌箱等缺陷。第一节第一节 铸造加工铸造加工（5）浇注将熔融金属浇入铸型的过程称为浇注 a）浇注系统b）带有浇冒口的铸件1浇杯口2直浇道3横浇道4内浇道5冒口第一节第一节 铸造加工铸造加工（6）落砂 用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作称为落砂。（7）清理与检验 清理是落砂后从铸件上清除表面黏砂、型砂、多余金属等过程的总称。（8）热处理 经过清理的铸件有时要进行热处理，一般是进行去应力退火，以消除铸造应力。第一节第一节 铸造加工铸造加工 3.3.适用范围适用范围 砂型铸造适用于各种铸件材质，常用于尺寸精度要求不高的铸件生产，如一般机器的底座、机床床身、发动机气缸体、各种箱体、泵体、飞轮等。单件、小批量以及难以使用造型机的、形状复杂的大型铸件通常用手工造型，批量生产的中、小铸件常使用机械造型。二、特种铸造二、特种铸造 1 1金属型铸造金属型铸造（1）基本概念 通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型内获得铸件的方法称为金属型铸造。第一节第一节 铸造加工铸造加工 第一节第一节 铸造加工铸造加工 （2）工艺过程 图示为垂直分型式金属型。生产时两个半型合紧进行浇注，待金属凝固后利用简单的机械使两个半型分开取出铸件。1-底座 2-活动半型 3-定位销 4-固定半型 第一节第一节 铸造加工铸造加工 （3）适用范围 金属型铸造主要应用于形状不太复杂、壁厚不是很薄的小型有色金属铸件的小批量或大批量生产。2 2压力铸造压力铸造（1）基本概念 使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称压铸。第一节第一节 铸造加工铸造加工（2）工艺过程1-顶杆机构 2-动型 3-定型 4-液态金属 5-定量勺6-压射冲头 7-压室 8-铸件第一节第一节 铸造加工铸造加工 （3）适用范围 压力铸造是实现少屑加工或无屑加工的有效途径之一，目前已广泛应用于大量生产各种有色合金的中小型薄壁铸件、耐压铸件。第一节第一节 铸造加工铸造加工 3 3离心铸造离心铸造 （1）基本概念 将熔融金属浇入旋转的铸型中，在惯性力的作用下金属液布满型腔并随铸型一起转动，并在转动中凝固形成铸件的铸造方法称为离心铸造。第一节第一节 铸造加工铸造加工（2）工艺过程a）铸型绕垂直轴线旋转 b）铸型绕水平轴线旋转第一节第一节 铸造加工铸造加工 （3）适用范围 离心铸造适用于钢、铸铁、有色金属等小批量到大批量的空心回转体形铸件、各种管件、轴瓦及双金属衬套的铸造。第一节第一节 铸造加工铸造加工 4 4熔模铸造熔模铸造（1）基本概念 用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，然后进行浇注的铸造方法称为熔模铸造。第一节第一节 铸造加工铸造加工（2）工艺过程熔模铸造工艺过程包括压型、压模、压制熔模、制型壳、填砂、浇注等步骤。（3）适用范围 由于型壳的耐火性好，熔模铸造主要用于成批、形状复杂、高熔点以及难加工的合金精密小型铸件的生产。1 1带轮铸件的技术要求带轮铸件的技术要求（1）皮带轮轮缘外表面及上下两端面，轮毂内孔及上下两端面都进行机械加工，不允许有铸造缺陷。（2）皮带轮轮辐表面平整、洁净、无裂纹。（3）材料HT150。（4）生产性质为单件生产。第一节第一节 铸造加工铸造加工 第一节第一节 铸造加工铸造加工 第一节第一节 铸造加工铸造加工 2 2工艺分析工艺分析 带轮铸造采用砂型铸造，其铸造工艺过程分析如下：（1）造型方法和砂型种类：皮带轮生产数量很少，多采用车板造型，干芯、湿型浇注。（2）浇注位置和分型面：分型面设在轮缘上平面，两箱造型。采用顶注式雨淋浇口。（3）砂芯：轮毂的内孔砂芯由芯盒制出，采用黏土芯砂、干芯。第二节第二节 锻造加工锻造加工 1.掌握锻造加工的类型2.了解锻造加工的工艺3.了解锻造加工的适用范围学习目标第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺第二节第二节 锻造加工锻造加工 金属材料在外力作用下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和一定性能的原材料、毛坯或零件的加工方法称为压力加工。压力加工的材料应具有良好的塑性，所以适用于各类钢和大多数有色金属和合金。第二节第二节 锻造加工锻造加工 压力加工的主要方式自由锻拉拔 轧制挤压模锻冲压第二节第二节 锻造加工锻造加工 所谓锻造是将金属坯料放在上下砧铁或锻模之间，使其受到冲击力或压力而变形的加工方法。金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯称为锻件。锻件加工方法分为自由锻、胎模锻和模锻。第二节第二节 锻造加工锻造加工 一、自由锻一、自由锻 1 1基本概念基本概念 自由锻是指用冲击力或压力使金属坯料在上下砧铁之间变形，而获得所需形状和尺寸的锻件的一种加工方法，如图所示。锻造示意图 机器自由锻第二节第二节 锻造加工锻造加工 2 2工艺过程工艺过程 首先将坯料放入加热炉加热至始锻温度，取出放到锻造设备的上、下砧间进行锻压，或使用铁砧、铁锤等简单的通用工具直接打击坯料，经过镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断等工艺，使之产生变形，当坯料温度降至终锻温度时，重新放入加热炉加热，重复以上工艺，直到最后获得所需要的锻件。3 3适用范围适用范围 自由锻主要用于单件、小批量生产和大型及特大型锻件的制造。第二节第二节 锻造加工锻造加工 二、胎模锻二、胎模锻 1 1基本概念基本概念 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。胎模不固定在锤头或砧座上，只在需要使用时才放到下砧上。常用的胎模有：摔模、扣模、套模、合模、切边模，如下图所示。第二节第二节 锻造加工锻造加工 摔模 扣模 套模 合模 切边模第二节第二节 锻造加工锻造加工 2 2工艺过程工艺过程 胎模锻的工艺过程是：坯料加热自由锻制坯在胎模中终锻成形。3 3适用范围适用范围 胎模锻既具有自由锻简单、灵活的特点，又兼有模锻能制造形状复杂、尺寸准确锻件的优点，因此适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又不经济的复杂形状锻件的生产。第二节第二节 锻造加工锻造加工 三、模锻三、模锻 1 1基本概念基本概念 模锻是指在专用的模锻设备上进行的锻造。常用的模锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机、模锻水压机、液压模锻锤等。如图所示为模锻空气锤。第二节第二节 锻造加工锻造加工 2 2工艺过程工艺过程 形状复杂的锻件应先用制坯模膛将坯料经几次变形，逐步锻成与锻件断面形状近似的毛坯，以利于金属均匀变形，并顺利充满模膛，从而获得准确形状的模锻件。模锻模膛是锻件最终成形的模膛，它包括预锻模膛和终锻模膛。3 3适用范围适用范围 模锻主要应用于毛坯精度要求较高、大批量、小件的生产。第二节第二节 锻造加工锻造加工 试分析连杆弯曲成形的加工工艺过程。第二节第二节 锻造加工锻造加工 图中连杆轴线是直线，受压力后连杆的轴线变弯曲，产生了塑性变形从而加工成弯曲连杆，连杆弯曲采用多模膛锻模锻造的加工过程。其工艺过程如下图所示，原始坯料经过拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻得到有毛边的锻件，在去掉毛边后得到最终的锻件。第二节第二节 锻造加工锻造加工 连杆的锻模过程第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺第三节第三节 焊接加工焊接加工 1.掌握焊接加工的类型2.掌握常用焊接加工工艺方法3.了解常用焊接加工的适用范围学习目标第三节第三节 焊接加工焊接加工 焊接就是通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工工艺方法。按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类。第三节第三节 焊接加工焊接加工 一、焊接的分类一、焊接的分类第三节第三节 焊接加工焊接加工 1 1熔焊熔焊 熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。常见的焊条电弧焊、气焊、埋弧焊、氩弧焊等都属于熔焊。第三节第三节 焊接加工焊接加工 2 2钎焊钎焊 钎焊是采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料且低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。常见的钎焊有烙铁钎焊、火焰钎焊等。第三节第三节 焊接加工焊接加工 3 3压焊压焊 压焊是在焊接的同时对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。在施加压力的同时，被焊金属接触处可以加热到熔化状态，如点焊和缝焊；也可以加热到塑性状态，如电阻焊、锻焊和摩擦焊；也可以不加热，如冷压焊和爆炸焊等。第三节第三节 焊接加工焊接加工 二、焊接的特点与应用二、焊接的特点与应用1 1特点特点（1）与铆接相比，焊接可节约金属材料（见图），接头密封性好，容易实现机械化和自动化。第三节第三节 焊接加工焊接加工（2）与铸造、锻造相比，焊接生产程序简单，经济效益高。（3）设备简单，操作方便，产品成本低。（4）焊接接头不仅强度高，而且其他性能（如耐热性能、耐腐蚀性能、密封性能）都能与焊件材料相匹配，焊接质量高；（5）焊接会产生焊接应力与变形，焊接过程中会产生有毒有害的物质等。第三节第三节 焊接加工焊接加工 2 2应用应用 焊接在现代工业生产中有着广泛的应用，目前世界各国年平均生产的焊接结构用钢已占钢产量的45%左右。在船舶、化工容器、建筑构件、桥梁、动力锅炉、大型发电机和汽轮机等产品的制造中，都要应用焊接；在航空、航天、原子能、电子等领域也离不开焊接。第三节第三节 焊接加工焊接加工 三、常用焊接方法三、常用焊接方法 1 1焊条电弧焊焊条电弧焊 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，是熔焊中最基本的一种焊接方法，也是目前焊接生产中使用最广泛的焊接方法。第三节第三节 焊接加工焊接加工 （1）焊条电弧焊的原理和特点 1）焊条电弧焊的原理。焊接时，将焊条与焊件接触短路后立即提起焊条，引燃电弧。电弧的高温将焊条与焊件局部熔化，熔化了的焊芯以熔滴的形式过渡到局部熔化的焊件表面，熔合在一起后形成熔池。第三节第三节 焊接加工焊接加工 2）焊条电弧焊的特点 焊接过程中作为电极的焊条不断熔化，融入熔池，作为形成焊缝的填充材料。电弧温度较高、热量集中，设备简单，操作方便、灵活，能适应在各种条件下焊接。焊条电弧焊是手工操作焊接，生产率较低，劳动强度较大，焊接质量取决于焊工的操作技术水平。第三节第三节 焊接加工焊接加工 （2）焊接电弧及焊缝形式 1）焊接电弧。电弧是电弧焊接的热源，电弧燃烧的稳定性对焊接质量有重要影响。2）焊缝形式。焊缝是构成焊接接头的主体部分，焊缝按不同的分类方法可有以下几种划分。第三节第三节 焊接加工焊接加工 按焊缝在空间位置分类，有平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式，如图所示。第三节第三节 焊接加工焊接加工 按焊缝的结构形式分类，有对接焊缝、角焊缝及塞焊缝三种形式。按焊缝断续情况分类，有定位焊缝、连续焊缝及断续焊缝三种形式。第三节第三节 焊接加工焊接加工 （3）弧焊电源 弧焊电源是焊条电弧焊的供电装置，即通常所说的电焊机。按输出的电流性质不同，分为直流弧焊电源和交流弧焊电源两大类；按结构和原理不同，分为弧焊变压器、弧焊整流器和逆变弧焊电源三类。弧焊变压器 弧焊整流器 逆变弧焊电源第三节第三节 焊接加工焊接加工（4）焊条 1）焊条的组成。焊条由焊芯和药皮组成。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝，焊条药皮则是压涂在焊芯表面上的涂料层。焊条端部有一段没有药皮的夹持端，用焊钳夹住后可以导电，焊条末端的药皮磨成倒角，便于焊接时引弧。第三节第三节 焊接加工焊接加工 2）焊条的分类。按焊条的用途不同，分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和镍及镍合金焊条等。按焊条药皮熔化后的熔渣特性不同，分为酸性焊条和碱性焊条两大类。2 2气焊与气割气焊与气割（1）气焊 1）气焊原理。如图所示，将乙炔和氧气在焊矩中混合均匀后，从焊嘴出燃烧火焰，将焊件和焊丝熔化后形成熔池，待冷却凝固后形成焊缝。第三节第三节 焊接加工焊接加工 第三节第三节 焊接加工焊接加工 2）气焊的特点及应用 火焰对熔池的压力及对焊件的热输入量调节方便。设备简单，移动方便，操作易掌握，但设备占用生产面积较大。焊距尺寸小，使用灵活，焊件有较大的变形，接头质量不高。气焊适于各种位置的焊接。适于焊接在3mm以下的低碳钢、高碳钢薄板、铸铁焊补以及铜、铝等有色金属的焊接。第三节第三节 焊接加工焊接加工 3）气焊设备。气焊所用设备及气路连接，如图所示。气焊所用设备主要有焊炬、乙炔瓶、氧气瓶、回火安全器、减压器等。第三节第三节 焊接加工焊接加工（2）气割 1）气割原理。气割是利用割炬喷出乙炔与氧气混合燃烧的预热火焰，将金属的待切割处预热到它的燃烧点（红热程度），并从割炬的另一喷孔高速喷出纯氧气流，使切割处的金属发生剧烈的氧化，成为熔融的金属氧化物，同时被高压氧气流吹走，从而形成一条狭小整齐的割缝使金属割开。第三节第三节 焊接加工焊接加工 2）气割的特点及应用。与一般机械切割相比较，气割的最大优点是设备简单操作灵活、方便，适应性强。它可以在任意位置，任何方向切割任意形状和任意厚度的工件，生产效率高、切口质量也相当好，如图所示。第三节第三节 焊接加工焊接加工 3）割炬。气割所需的设备中，氧气瓶、乙炔瓶和减压器同气焊一样。所不同的是气焊用焊炬，而气割要用割炬（又称割枪），如图所示。第三节第三节 焊接加工焊接加工 3 3其他常用焊接方法其他常用焊接方法（1）埋弧焊 埋弧焊是利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧所产生的热量来熔化焊丝、焊剂和焊件而形成焊缝的电弧焊方法。埋弧焊分自动和半自动两种，最常用的是埋弧自动焊。第三节第三节 焊接加工焊接加工 1）埋弧焊的原理埋弧自动焊工作原理示意图第三节第三节 焊接加工焊接加工 2）埋弧焊的特点及应用 焊缝质量好。生产率高。成本低。改善劳动条件。埋弧焊的不足是适应性差，应用受到一定的限制。第三节第三节 焊接加工焊接加工（2）二氧化碳气体保护焊 二氧化碳气体保护焊是一种用CO2气体作为保护气体的熔化极气体保护电弧焊方法。第三节第三节 焊接加工焊接加工 1）二氧化碳气体保护焊的原理二氧化碳气体保护焊示意图第三节第三节 焊接加工焊接加工 2）二氧化碳气体保护焊的特点及应用。二氧化碳气体保护焊工艺具有生产率高、焊接成本低、适用范围广、低氢型焊接方法焊缝质量好等优点。其缺点是焊接过程中飞溅较大，焊缝成形不够美观。第三节第三节 焊接加工焊接加工 二氧化碳气体保护焊主要用于焊接低碳钢及低合金高强钢，也可以用于焊接耐热钢和不锈钢，可进行自动焊及半自动焊。目前广泛地用于汽车、轨道客车制造、船舶制造、航空航天、石油化工机械等诸多领域。第三节第三节 焊接加工焊接加工（3）电阻焊 1）电阻焊的原理。电阻焊是焊件组合后通过电极施加压力，将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。2）电阻焊的特点 焊接时须对焊件加压并通电，焊件的内电阻和接触电阻发热而使焊件被焊处达到熔化或热塑性状态，在压力作用下焊合在一起。焊件接头不需要开坡口，不用填充金属。热影响区小，焊件变形小。劳动条件好，生产率高，容易实现自动化。第三节第三节 焊接加工焊接加工 3）电阻焊的分类及应用 电阻对焊 电阻点焊 缝焊第三节第三节 焊接加工焊接加工（4）钎焊 1）钎焊原理及其分类 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、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。钎焊分硬钎焊和软钎焊两种。第三节第三节 焊接加工焊接加工 火焰钎焊示意图第三节第三节 焊接加工焊接加工 2）钎焊的特点及应用 焊接时，母材不熔化，只有钎料熔化。焊件加热温度低，构件变形小，焊件金属组织和性能基本不变。可焊接异种金属、难熔金属。为半永久性连接。钎焊适用于精密零件、复杂结构件及异种金属、难熔金属甚至金属与非金属材料的连接。第三节第三节 焊接加工焊接加工 本章小结本章小结 铸造：1加工方法有砂型铸造、特种铸造。砂型铸造是使用最广泛的一种铸造加工方法。特种铸造有：金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造。2铸造适用范围广，适用于各种尺寸、各种材质的零件及不同厚度、复杂外形、复杂内腔的零件，如箱体、机架、床身、气缸体等。第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺 本章小结本章小结（续）（续）锻造：1加工方法有：自由锻、胎模锻、模锻。2适用于具有一定塑性的各类钢和大多数有色金属及其合金。一般机器中的主轴、齿轮，各种刀具、模具、紧固件等都采用锻造成形。第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺 本章小结本章小结（续）（续）焊接：1按照焊接过程中金属所处的状态不同，焊接可分为熔焊、压焊和钎焊三类。2焊条电弧焊是最基本的一种焊接方法，也是目前焊接生产中使用最广泛的焊接方法。其他的焊接方法有气焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、电阻焊、钎焊。第二章 铸造、锻造、焊接加工的基本工艺第三章第三章 常用常用机械加工设备机械加工设备1第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 2 第二节第二节 齿轮加工机床齿轮加工机床 第三节第三节 数控机床数控机床3第四节第四节 其他机床其他机床4第第三三章章 常用机械加工设备常用机械加工设备 1.了解机床的分类 2.了解常用金属切削机床的结构特点 3.掌握常用金属切削机床的加工范围 4.了解齿轮加工机床、数控机床和其 他机床的功用 学习目标第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床第三章第三章 常用常用机械加工设备机械加工设备 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 金属切削机床是指采用切削（或特种加工）等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器，简称机床。一、机床的分类一、机床的分类 金属切削机床可按加工方式或加工对象、工件大小和机床重量、加工精度、自动化程度、机床的适用范围等进行分类。第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 二、机床的型号二、机床的型号 机床型号是机床的代号，用以表示机床的类别、主要技术参数、结构特性等。机床型号构成如下所示：第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 三、常用金属切削机床 1车床 车床的加工精度可达IT6，表面粗糙度可达Ra3.21.6m，CA6140型是车床比较典型的代表。1主轴箱 2卡盘 3刀架部分 4冷却嘴 5尾座 6床身 7、14床脚 8丝杠 9光杠 10操纵杆 11快移机构 12溜板箱 13进给箱 15交换齿轮箱 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床车床的加工范围a）钻中心孔b）钻孔c）铰孔d）攻螺纹 e）车外圆f）镗孔g）车端面 h）车槽 i）车特型面j）车锥面k）滚花l）车螺纹 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 2磨床磨床（1）外圆磨床 外圆磨床的加工精度较高，用于微量切削的精加工。加工精度可达IT5，表面粗糙度可达Ra1.60.8m。外圆磨床是主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面及轴肩端面的磨床。M1432B型万能外圆磨床 1床身 2头架 3横向进给手轮 4砂轮 5内圆磨头 6砂轮架 7尾座 8工作台 9行程开关 10纵向进给手轮 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 （2 2）平面磨床）平面磨床 平面磨床是磨削加工设备中的一种，一般用于各类平面的精加工，平面磨床的加工精度可达IT7IT6，表面粗糙度Ra值可达0.80.2m，是理想的平面精加工设备。1横向手轮 2立柱床鞍 3磨头 4工作台 5撞块 6纵向手轮 7床身 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床（3）内圆磨床 内圆磨床是主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨床。加工精度可达 IT7，表面粗糙度值可达Ra1.60.4m，常用于淬硬和非淬硬孔、锥孔的精加工。1头架 2床身 3砂轮架 4滑鞍 5工作台 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床磨床的主要加工范围有：a）磨外圆b）磨孔 c）磨平面 d）无心磨削 e）磨成形面 f）磨螺纹 g）磨齿轮 h)磨花键 i）磨导轨 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 3 3铣床铣床 铣床是一种加工范围较广的机械加工设备，分为卧式铣床和立式铣床，铣床的加工精度为IT8IT7，表面粗糙度Ra值为3.21.6m。卧式铣床一般用于平面的加工，立式铣床常用于加工各类沟槽。图示为X6132型卧式万能升降台铣床的外形图。适于加工中小型零件的平面、斜面、沟槽、切断等。1主轴变速机构 2床身 3悬梁 4主轴 5刀杆支架 6工作台 7横向溜板 8升降台 9进给变速机构 10底座 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 图示为X5032型立式升降台铣床，适于加工各种较复杂中小型零件的平面、键槽、螺旋槽、孔加工等。1立铣头 2回转盘 3主轴 4工作台 5滑枕 6升降台 7横向进给手柄 8升降进给手柄 9底座 10进给变速机构 11纵向进给手柄 12主轴变速机构 13床身 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 铣床的基本加工内容 周铣平面 端铣平面 铣直角沟槽 铣键槽铣直角沟槽切断 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床注：vc主运动（铣削）速度，vf进给运动速度，ae铣削宽度，ap铣削深度。铣T形槽铣V形槽铣齿轮 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床 4 4钻床钻床 钻床分为台式钻床、立式钻床和摇臂钻床，是钻孔、扩孔、铰孔的基本设备，并能完成锪孔、锪端面和攻螺纹的任务。钻床的加工精度可达IT13IT11，表面粗糙度Ra值达5012.5m。第一节第一节 常用金属切削机床常用金属切削机床（1）台式钻床 台式钻床是放置在台桌上使用的小型钻床，按最大钻孔直径划分有