金屬加工工藝

金屬加工工藝制作人：汽車材料的組成汽車中的金屬零件汽車金屬零件加工工藝1金屬鑄造2

塑性加工3

切削加工4金屬焊接

5熱處理6表面處理金屬材料是金屬及其合金的總禰。金屬的特性是由金屬結(jié)合鍵的性質(zhì)所決定的。金屬的特性表現(xiàn)在以下幾個方面：①金屬材料幾乎都是具有晶格結(jié)構(gòu)的固體。②金屬材料是電與熱的良導(dǎo)體。③金屬材料表面具有金屬所特有的色彩與光澤④金屬材料具有良好的展延性。

⑤金屬可以制成金屬間化合物，可以與其他金屬或非金屬元素在熔融態(tài)下形成合金，以改善金屬的性能。

⑥除了貴金屬之外，幾乎所有金屬曲化學(xué)性能都較為活潑，易于氧化而生銹。1金屬材料的特性

鑄造是

將熔融態(tài)金屬澆入鑄型后，冷卻凝固成為具有一定形狀鑄件的工藝方法。鑄造按鑄型所用材料及澆注方式分為砂型鑄造、熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造。在汽車制造過程中，采用鑄鐵制成毛坯的零件很多，約占全車重量10％左右，如氣缸體、變速器箱體、轉(zhuǎn)向器殼體、后橋殼體、制動鼓、各種支架等。制造鑄鐵件通常采用砂型。1金屬鑄造汽車壓鑄件

砂型的原料以砂子為主，并與粘結(jié)劑、水等混合而成。砂型材料必須具有一定的粘合強度，以便被塑成所需的形狀并能抵御高溫鐵水的沖刷而不會崩塌。砂型鑄造的生產(chǎn)工序主要包括：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理和檢驗。砂型鑄造

熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，然后再模樣上涂耐火材料，經(jīng)硬化之后，再將模樣熔化，排出型外，獲得無分型面的鑄型，澆注即可獲得鑄件。也稱失蠟鑄造，是發(fā)展較快的一種精密鑄造方法。加熱脫臘

成型澆鑄

撒砂

制造臘模熔模鑄造金屬的塑性加工主要分為兩類：體積成形：坯料一般為棒材或扁坯，坯料經(jīng)受很大的塑性變形，坯料的形狀或橫截面以及表面積與體積之比發(fā)生顯著的變化。板料成形：坯料是各種板材或用板材預(yù)先加工成的中間坯料，板材的形狀發(fā)生顯著變化，但其橫截面形狀基本上不變。2塑性加工

金屬塑性加工分類體積成形板料成形軋制擠壓拉拔鍛造剪切脹形拉深彎曲沖壓應(yīng)用

使板料經(jīng)分離或塑性變形而得到制件的工藝稱為沖壓。凡承受重載荷、工作條件惡劣的機器零件，如發(fā)電機轉(zhuǎn)子、主軸、葉輪、重要齒輪、連桿等，通常均需采用鍛件毛坯，再經(jīng)切削加工制成。冷沖壓或板料沖壓是使金屬板料在沖模中承受壓力而被切離或成形的加工方法。采用冷沖壓加工的汽車零件有：發(fā)動機油底殼，制動器底板，汽車車架以及大多數(shù)車身零件。擠壓應(yīng)用

坯料在壓應(yīng)力作用下從模具的孔口或縫隙擠出，使之橫截面積減小、長度增加，成為所需制品的加工方法稱為擠壓。按擠壓溫度可分為冷擠、溫擠、熱擠，適用于加工有色金屬和低碳鋼等金屬材料。冷擠壓產(chǎn)品自由鍛

只用簡單的通用性工具或在鍛造設(shè)備的上下砧間直接使坯料變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件，這種加工方法稱為自由鍛。自由鍛a)完全鐓粗b)端面鐓粗

c)中間鐓粗d)水壓機用球面板鐓粗模鍛精密鍛造模車架液壓脹形機理示意圖部分零件脹形應(yīng)用3切削加工

制造尺寸、形狀、位置精度要求較高，表面粗糙度較細的零件，通常采用切削加工方法。金屬切削機床就是利用刀具對金屬毛坯進行切削加工的設(shè)備，通常簡稱為機床。

本節(jié)主要涉及到車削，銑削，刨削，鏜削，電火花切割和氣割。車削加工

車床主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成型回轉(zhuǎn)面等）以及回轉(zhuǎn)體的端面。車床主要使用的刀具為各種車刀，也可用鉆頭、擴孔鉆、絞刀進行孔加工，用絲錐、板牙加工內(nèi)外螺紋表面。銑削加工

銑床可以加工水平面、垂直面、T形槽、鍵槽、燕尾槽、螺紋、螺旋槽、分齒零件（齒輪、鏈輪、棘輪、花鍵軸）以及成形面等。刨削加工刨床的加工范圍很廣，主要用來加工平面、各種溝槽及成形表面等。鏜削加工

鏜床主要用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別適用于加工分布在不同位置上，孔距精度、相互位置精度要求很嚴(yán)格的孔系。除鏜孔外，鏜床還可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔，汽車箱體類粗、精鏜孔等工作，大部分鏜床還具有銑削的功能。機夾式盲口鏜刀機夾式通口鏜刀可轉(zhuǎn)位式鏜刀電火花線切割加工

電火花加工是一種利用電火花放電時產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對材料進行加工的方法。電火花線切割加工是指在工具電極(電極絲)和工件間施加脈沖電壓,使電壓擊穿間隙產(chǎn)生火花放電的一種加工方式。

氣割是利用可燃氣體與氧氣混合燃燒的火焰熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬劇烈氧化并放出熱量，利用切割氧流把熔化狀態(tài)的金屬氧化物吹掉，而實現(xiàn)切割的方法。金屬的氣割過程實質(zhì)是鐵在純氧中的燃燒過程，而不是熔化過程。氣割

焊接作為現(xiàn)代機械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中有廣泛的應(yīng)用。汽車的發(fā)動機、變速箱、車橋、車架、車身、車廂六大總成都離不開焊接技術(shù)的應(yīng)用。在汽車零部件的制造中，點焊、凸焊、縫焊、焊條電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氬弧焊、氣焊、釬焊、摩擦焊、電子束焊和激光焊等各種焊接方法中，由于點焊、氣體保護焊、釬焊具有生產(chǎn)量大，自動化程度高，高速、低耗、焊接變形小、易操作等的特點，所以對汽車車身薄板覆蓋零部件特別適合。因此，在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用最多。在投資費用中點焊約占75%，其他焊接方法只占25%。本節(jié)主要介紹焊條電弧焊，電阻焊，氣體保護焊和激光焊在汽車中的應(yīng)用。4

金屬焊接焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過程的實質(zhì)是用加熱或加壓力等手段，借助于金屬原子的結(jié)合與擴散作用，是分離的金屬材料牢固地連接起來。

按焊接過程的特點分：熔化焊、壓力焊、釬焊三大類1熔化焊通過加熱，使被焊金屬自身熔化而相互連接，也稱為自身焊2壓力焊在加熱的同時加壓，使被焊金屬相互連接3焊料焊通過加熱，利用焊接材料將被焊金屬相互連接熔焊主要焊接方法壓焊釬焊等離子弧焊氣焊電弧焊電渣焊電子束焊激光焊硬釬焊軟釬焊冷壓焊超聲波焊擴散焊爆炸焊摩擦焊電阻焊焊條電弧焊埋弧焊氣體保護焊點焊縫焊對焊錫焊銅焊銀焊自動半自動氬弧焊co2焊焊條電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法，它是利用電弧放電（俗稱電弧燃燒）所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。

手工電弧焊必備的焊接用具有焊接電纜、焊鉗、面罩，以及鋼絲刷、尖頭手錘和扁鏨子等。焊鉗和面罩焊接示意圖電弧焊（一）焊條手工電弧焊使用的焊條由焊芯和藥皮組成，如下圖所示。

a.焊芯焊芯是焊接專用的金屬絲，是組成焊縫金屬的主要材料。焊接時焊芯的作用是：一是導(dǎo)電，產(chǎn)生電?。欢侨刍笞鳛樘畛浣饘?，與熔化的母材一起形成焊縫。

b.藥皮焊條藥皮由礦石粉和鐵合金粉等原料按一定比例配制而成。藥皮的作用是保證焊接電弧的穩(wěn)定燃燒，防止空氣進入焊接熔池，添加合金元素，保證焊縫具有良好的力學(xué)性能。（二）焊縫空間位置

按焊縫在空間位置的不同，可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。

(a)平焊；(b)立焊；(c)橫焊；(d)仰焊a.在焊接前清理焊接表面，以免影響電弧引燃和焊縫的質(zhì)量。

b.準(zhǔn)備好接頭形式。坡口的作用是使焊條、焊絲能直接伸入坡口底部以保證焊透，并有利于脫渣和便于焊條在坡口內(nèi)作必要的擺動，以獲得良好的熔合。

（三）手工電弧焊的基本工藝（四）焊接參數(shù)

為了保證焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，必須正確選擇焊接參數(shù)。焊條電弧焊的焊接參數(shù)包括焊條直徑、焊接電流及焊接速度等。

焊條直徑主要根據(jù)焊件厚度來選擇。焊接厚板時應(yīng)選較粗的焊條。焊縫圖坡口形式電阻焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并施以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。電阻焊包括點焊、縫焊、對焊三種，其中點焊和對焊在汽車工業(yè)中大量使用。

a．點焊電阻焊

點焊是將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩柱狀電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊方法。點焊主要用于薄板焊接。

b．對焊

對焊是利用電阻熱將兩工件沿整個端面同時焊接起來的一類電阻焊方法。對焊的生產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)自動化，因而獲得廣泛應(yīng)用。