《金屬工藝學－》課件

金屬工藝學本課件旨在介紹金屬工藝學的相關(guān)知識，涵蓋材料、加工、成型、熱處理、表面處理等重要內(nèi)容。1.課程簡介金屬工藝學是一門研究金屬材料加工、成型、處理的學科，是機械制造、材料科學等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。本課程將從金屬材料的基本知識出發(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，每種金屬都具有獨特的物理化學性質(zhì)。應(yīng)用廣泛金屬材料廣泛應(yīng)用于機械制造、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度高、韌性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)異等特點，在各種應(yīng)用場景中展現(xiàn)出優(yōu)勢。3.金屬材料的性能強度金屬材料抵抗外力破壞的能力，包括抗拉強度、抗壓強度等。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，具有強度高、硬度高、價格低廉等特點。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。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)切削速度刀具相對于工件的運動速度，影響切削效率和刀具壽命。進給量刀具每次切削進給的距離，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，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或多個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、飛機等。3焊接技術(shù)的進步推動了現(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，操作簡單，適用于各種金屬結(jié)構(gòu)的焊接。2氣體保護焊利用惰性氣體保護焊縫，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，利用埋弧焊機進行焊接，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行焊接，具有精度高、效率高、熱影響區(qū)小的特點，適用于精密零件的焊接。16.焊接接頭1對接接頭將兩個工件的端面對接焊接，是最常見的焊接接頭形式。2搭接接頭將兩個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，會降低焊縫的強度和韌性。氣孔焊縫中出現(xiàn)的空洞，會降低焊縫的強度和耐腐蝕性。咬邊焊縫兩側(cè)焊件的金屬熔化不足，形成凹陷，會降低焊縫的強度。18.焊接安全佩戴防護用品佩戴安全眼鏡、手套、工作服等防護用品，避免焊接過程中產(chǎn)生飛濺傷害。通風良好焊接作業(yè)環(huán)境應(yīng)通風良好，避免有害氣體濃度過高，造成人體中毒。遠離易燃物焊接作業(yè)時應(yīng)遠離易燃物，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)點是生產(chǎn)效率高，可以加工形狀復(fù)雜的零件，缺點是精度較低，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，會降低鑄件的強度和耐腐蝕性。2縮孔鑄件中出現(xiàn)的空洞，會降低鑄件的強度和尺寸精度。3冷隔鑄件中出現(xiàn)的未熔合區(qū)域，會降低鑄件的強度。4砂眼鑄件中出現(xiàn)的砂粒，會降低鑄件的表面質(zhì)量。22.鑄造實例1汽車發(fā)動機缸體鑄造是汽車發(fā)動機缸體的主要加工方法，可以實現(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，滿足船舶推進的需求。3飛機機翼鑄造可以加工輕量化、強度高的飛機機翼，提高飛機的性能。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對金屬材料進行錘擊或壓制，使其發(fā)生塑性變形。沖壓利用沖床對金屬板材進行沖壓，使其產(chǎn)生孔洞、凸起、彎曲等形狀。拉伸利用拉伸模具對金屬板材進行拉伸，使其產(chǎn)生杯狀、罐狀等形狀。彎曲利用彎曲模具對金屬板材進行彎曲，使其產(chǎn)生彎角或弧形。擠壓利用擠壓模具對金屬材料進行擠壓，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，保溫一段時間后，在空氣中冷卻，可以細化晶粒，提高材料的強度和硬度。淬火將金屬材料加熱至一定溫度，保溫一段時間后，快速冷卻，可以提高材料的硬度和強度?；鼗饘⒋慊鸷蟮慕饘俨牧霞訜嶂恋陀诖慊饻囟鹊臏囟龋匾欢螘r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工具鋼進行淬火和回火處理，可以提高工具的硬度和耐磨性。汽車零件對汽車零件進行熱處理，可以提高零件的強度和韌性，保證汽車的安全性。飛機零件對飛機零件進行熱處理，可以提高零件的強度和抗疲勞性，保證飛機的安全性。28.金屬表面處理目的通過對金屬表面進行處理，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，形成保護層，提高其耐腐蝕性和