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文檔簡(jiǎn)介
金屬工藝學(xué)本課件旨在介紹金屬工藝學(xué)的相關(guān)知識(shí),涵蓋材料、加工、成型、熱處理、表面處理等重要內(nèi)容。1.課程簡(jiǎn)介金屬工藝學(xué)是一門研究金屬材料加工、成型、處理的學(xué)科,是機(jī)械制造、材料科學(xué)等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。本課程將從金屬材料的基本知識(shí)出發(fā),深入探討切削加工、焊接、鑄造、熱處理等重要工藝,并介紹金屬表面處理的相關(guān)內(nèi)容。2.金屬材料簡(jiǎn)介種類繁多金屬材料種類繁多,包括鐵、鋁、銅、鎂、鈦等,每種金屬都具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。應(yīng)用廣泛金屬材料廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天、建筑、電子等領(lǐng)域,是現(xiàn)代工業(yè)的重要基礎(chǔ)。性能優(yōu)越金屬材料通常具有強(qiáng)度高、韌性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)異等特點(diǎn),在各種應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。3.金屬材料的性能強(qiáng)度金屬材料抵抗外力破壞的能力,包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。韌性金屬材料抵抗沖擊、彎曲等變形的能力,包括沖擊韌性、彎曲韌性等。硬度金屬材料抵抗壓痕的能力,常用的硬度測(cè)試方法包括布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。塑性金屬材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞的能力,包括延伸率、斷面收縮率等。4.金屬材料的分類黑色金屬主要指鐵及其合金,如鋼、鑄鐵等,具有強(qiáng)度高、硬度高、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。有色金屬除鐵以外的其他金屬,包括銅、鋁、鋅、錫、鉛、鎂、鈦等,具有密度低、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好等特點(diǎn)。合金由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合而成,具有優(yōu)異的綜合性能,如不銹鋼、鋁合金等。5.金屬切削加工概述1切削加工是利用刀具去除金屬材料,獲得所需形狀和尺寸的加工方法。2切削加工應(yīng)用廣泛,主要用于機(jī)械零件的加工,包括車削、銑削、鉆削、磨削等。3切削加工的精度和表面質(zhì)量取決于切削加工參數(shù)、刀具材料、工件材料等因素。6.切削加工參數(shù)切削速度刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)速度,影響切削效率和刀具壽命。進(jìn)給量刀具每次切削進(jìn)給的距離,影響切削效率和表面粗糙度。切深刀具切入工件的深度,影響切削效率和刀具磨損。7.切削加工種類1車削利用車刀在旋轉(zhuǎn)的工件上切削加工圓柱形、圓錐形、螺紋等形狀。2銑削利用銑刀在工件上切削加工平面、槽、齒輪等形狀。3鉆削利用鉆頭在工件上鉆孔。4磨削利用砂輪去除工件表面上的微小金屬層,獲得高精度、光滑表面。8.銑削加工1端銑使用端銑刀,適用于加工平面、槽、齒輪等形狀。2面銑使用面銑刀,適用于加工大型平面、槽等形狀。3圓周銑使用圓周銑刀,適用于加工圓周形工件。9.車削加工1外圓車在工件外圓上進(jìn)行車削加工,加工圓柱形、圓錐形等形狀。2內(nèi)圓車在工件內(nèi)孔上進(jìn)行車削加工,加工內(nèi)孔、圓柱形、圓錐形等形狀。3端面車在工件端面上進(jìn)行車削加工,加工平面、槽等形狀。10.鉆削加工螺旋鉆用于加工圓孔,可分為直柄螺旋鉆、錐柄螺旋鉆等。芯鉆用于加工較大的圓孔,通常用于加工深孔或特殊形狀的孔。槍鉆用于加工深孔,可以獲得高精度、光滑的孔。11.磨削加工12.其他加工方法除了切削加工外,還有其他加工方法,如電火花加工、激光加工、超聲波加工等。這些加工方法各有優(yōu)缺點(diǎn),選擇合適的加工方法取決于工件材料、形狀、精度要求等因素。13.焊接概述1焊接是利用熱能或壓力將兩個(gè)或多個(gè)金屬工件熔化或壓接在一起形成不可拆卸的連接。2焊接廣泛應(yīng)用于各種金屬結(jié)構(gòu)的制造,如橋梁、建筑、船舶、汽車、飛機(jī)等。3焊接技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。14.焊接過程準(zhǔn)備清理焊件表面,選擇合適的焊接材料和焊接方法。加熱將焊件加熱至熔化溫度,并使焊絲熔化形成熔池。熔合熔池與焊件熔化金屬相互熔合,形成牢固的連接。冷卻焊接完成后,冷卻焊縫,使其凝固成型。15.焊接工藝1手工電弧焊使用手工電弧焊機(jī),操作簡(jiǎn)單,適用于各種金屬結(jié)構(gòu)的焊接。2氣體保護(hù)焊利用惰性氣體保護(hù)焊縫,提高焊接質(zhì)量,降低焊接缺陷。3埋弧焊在焊縫上覆蓋焊劑,利用埋弧焊機(jī)進(jìn)行焊接,適用于大型金屬結(jié)構(gòu)的焊接。4激光焊接利用激光束進(jìn)行焊接,具有精度高、效率高、熱影響區(qū)小的特點(diǎn),適用于精密零件的焊接。16.焊接接頭1對(duì)接接頭將兩個(gè)工件的端面對(duì)接焊接,是最常見的焊接接頭形式。2搭接接頭將兩個(gè)工件的端面搭接焊接,適用于厚度較小的工件。3角接接頭將兩個(gè)工件的端面成角焊接,適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件。17.焊接缺陷裂紋焊縫中出現(xiàn)的裂縫,會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和韌性。氣孔焊縫中出現(xiàn)的空洞,會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和耐腐蝕性。咬邊焊縫兩側(cè)焊件的金屬熔化不足,形成凹陷,會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度。18.焊接安全佩戴防護(hù)用品佩戴安全眼鏡、手套、工作服等防護(hù)用品,避免焊接過程中產(chǎn)生飛濺傷害。通風(fēng)良好焊接作業(yè)環(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好,避免有害氣體濃度過高,造成人體中毒。遠(yuǎn)離易燃物焊接作業(yè)時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物,避免火花引燃周圍物品,造成火災(zāi)。19.鑄造概述1鑄造是將熔融金屬澆注到模具中,冷卻凝固成所需形狀的加工方法。2鑄造是金屬加工中應(yīng)用最為廣泛的工藝之一,適用于各種形狀和尺寸的金屬零件。3鑄造工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高,可以加工形狀復(fù)雜的零件,缺點(diǎn)是精度較低,表面質(zhì)量較差。20.鑄造工藝制模根據(jù)零件的形狀和尺寸,制作模具。熔煉將金屬材料加熱至熔化狀態(tài)。澆注將熔融金屬澆注到模具中。冷卻使熔融金屬在模具中冷卻凝固。清理將鑄件從模具中取出,清理表面和澆口。21.鑄造缺陷1氣孔鑄件中出現(xiàn)的空洞,會(huì)降低鑄件的強(qiáng)度和耐腐蝕性。2縮孔鑄件中出現(xiàn)的空洞,會(huì)降低鑄件的強(qiáng)度和尺寸精度。3冷隔鑄件中出現(xiàn)的未熔合區(qū)域,會(huì)降低鑄件的強(qiáng)度。4砂眼鑄件中出現(xiàn)的砂粒,會(huì)降低鑄件的表面質(zhì)量。22.鑄造實(shí)例1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄造是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的主要加工方法,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的加工。2船舶螺旋槳鑄造可以加工大型、形狀復(fù)雜的螺旋槳,滿足船舶推進(jìn)的需求。3飛機(jī)機(jī)翼鑄造可以加工輕量化、強(qiáng)度高的飛機(jī)機(jī)翼,提高飛機(jī)的性能。23.金屬成型加工1金屬成型加工是利用外力使金屬材料發(fā)生塑性變形,獲得所需形狀和尺寸的加工方法。2金屬成型加工的特點(diǎn)是材料利用率高,表面質(zhì)量好,適合加工形狀復(fù)雜的零件。3常見的金屬成型加工方法包括鍛造、沖壓、拉伸、彎曲、擠壓等。24.塑性加工工藝鍛造利用錘頭或壓力機(jī)對(duì)金屬材料進(jìn)行錘擊或壓制,使其發(fā)生塑性變形。沖壓利用沖床對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓,使其產(chǎn)生孔洞、凸起、彎曲等形狀。拉伸利用拉伸模具對(duì)金屬板材進(jìn)行拉伸,使其產(chǎn)生杯狀、罐狀等形狀。彎曲利用彎曲模具對(duì)金屬板材進(jìn)行彎曲,使其產(chǎn)生彎角或弧形。擠壓利用擠壓模具對(duì)金屬材料進(jìn)行擠壓,使其產(chǎn)生線材、管材等形狀。25.熱處理概述目的通過加熱、保溫、冷卻等工藝改變金屬材料的組織結(jié)構(gòu),提高其性能。種類常見的熱處理工藝包括退火、正火、淬火、回火等。應(yīng)用熱處理廣泛應(yīng)用于各種金屬材料的加工,提高材料的強(qiáng)度、硬度、韌性等性能。26.熱處理工藝退火將金屬材料加熱至一定溫度,保溫一段時(shí)間后,緩慢冷卻,可以消除金屬內(nèi)部的應(yīng)力,改善材料的塑性和韌性。正火將金屬材料加熱至一定溫度,保溫一段時(shí)間后,在空氣中冷卻,可以細(xì)化晶粒,提高材料的強(qiáng)度和硬度。淬火將金屬材料加熱至一定溫度,保溫一段時(shí)間后,快速冷卻,可以提高材料的硬度和強(qiáng)度?;鼗饘⒋慊鸷蟮慕饘俨牧霞訜嶂恋陀诖慊饻囟鹊臏囟?,保溫一段時(shí)間后,緩慢冷卻,可以降低材料的硬度,提高材料的韌性。27.熱處理案例工具鋼對(duì)工具鋼進(jìn)行淬火和回火處理,可以提高工具的硬度和耐磨性。汽車零件對(duì)汽車零件進(jìn)行熱處理,可以提高零件的強(qiáng)度和韌性,保證汽車的安全性。飛機(jī)零件對(duì)飛機(jī)零件進(jìn)行熱處理,可以提高零件的強(qiáng)度和抗疲勞性,保證飛機(jī)的安全性。28.金屬表面處理目的通過對(duì)金屬表面進(jìn)行處理,提高其耐腐蝕性、耐磨性、裝飾性等性能。方法常見的金屬表面處理方法包括電鍍、噴涂、熱浸鍍、化學(xué)處理等。應(yīng)用金屬表面處理廣泛應(yīng)用于各種金屬制品,提高產(chǎn)品的性能和使用壽命。29.表面處理工藝電鍍是利用電解原理,將金屬或合金鍍覆在金屬表面,提高其耐腐蝕性和裝飾性。噴涂是利用噴槍將涂料噴涂在金屬表面,形成保護(hù)層,提高其耐腐蝕性和
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