工业设计中的金属加工工艺.pptx

工业设计中的金属加工工艺 铸 造 成 型 铸 造 是 将 金 属 加 热 熔 融 后 浇 注 到 依 据 零 件 形 状 制 作 的 铸 型 中 ， 待金 属 液 体 流 动 凝 固 后 形 成 具 有 一 定 形 状 的 铸 件 的 金 属 成 型 方 法 。 根 据铸 型 制 作 材 料 的 不 同 ， 可 以 分 为 砂 型 铸 造 、 熔 模 铸 造 、 金 属 型 铸 造 。特点： 铸 造 成 型 件 不 受 大 小 、 形 状 及 结 构 复 杂 程 度 的 限 制 ， 它 可 以 生 产 各 种形 状 、 各 种 尺 寸 的 毛 坯 ， 特 别 适 宜 制 造 具 有 复 杂 的 内 腔 零 件 ， 造 型 的 设计 自 由 度 较 大 。 铸 造 成 型 对 材 料 的 适 应 性 强 ， 可 适 应 于 大 多 数 金 属 材 料 的 成 型 ， 对 于 不 易 锻 压 和 焊 接 的 材 料 ， 铸 造 具 有 独 特 的 优 点 。 铸 件 成 本 较 低 ， 铸 件 的 形 状 接 近 于 零 件 ， 可 减 少 切 削 加 工 量 。 铸 模 设 计 制 作 工 艺 较 复 杂 ， 铸 件 制 品 容 易 出 现 铸 造 缺 陷 ， 机 械 性 能 不高 ， 铸 件 一 般 不 适 宜 制 作 受 力 复 杂 和 受 力 大 的 重 要 零 件 ， 而 主 要 用 于 受力 不 大 而 且 简 单 静 载 荷 的 零 件 ， 如 箱 体 、 机 身 、 支 架 和 机 座 等 。 铸 造 成 型砂型铸造： 铸 造 成 型特种铸造 熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、实型铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、连续铸造、低压铸造等。 金属型铸造 熔模铸造 塑 性 成 型 塑 性 成 型 即 在 外 力 作 用 下 金 属 材 料 通 过 塑 性 变 形 ， 获 得 具 有 一 定形 状 、 尺 寸 和 力 学 性 能 的 零 件 或 毛 坯 的 加 工 方 法 。 金 属 塑 性 成 型 在 工业 生 产 中 称 为 压 力 加 工 。 现 代 产 品 中 形 态 较 为 复 杂 的 曲 面 造 型 如 汽 车 、飞 机 外 壳 等 一 般 都 采 用 这 个 加 工 方 法 。特点： 塑 性 成 型 可 在 常 温 下 进 行 塑 性 变 形 ， 直 接 利 用 金 属 板 材 等 加 工 成型 ， 加 工 密 度 较 高 ， 可 冲 制 结 构 和 形 状 较 为 复 杂 的 薄 壁 制 品 ， 机 械 性能 良 好 ， 生 产 效 率 较 高 。 常 用 材 料 有 碳 钢 、 合 金 钢 、 锌 铁 皮 、 镁 合 金 、 铝 合 金 、 铜 合 金 等 金 属 的 板 材 ， 脆 性 材 料 不 能 进 行 此 加 工 。 塑 性 成 型 压 力 加 工 的 基 本 生 产 方 式 有 轧 制 、 挤 压 、 拉 拨 、 锻 造 (自 由 锻 和 模 锻 )和 板 料 冲 压 。轧 制 、 挤 压 、 拉 拨 用 于 金 属 型 材 、 板 材 、 管 材 和 线 材 制 造 ， 而 板 料 冲 压 和 锻 造 用 于 毛胚 和 零 件 。 锻 造 加 工 ： 先 将 材 料 预 热 ， 使 其 塑 性 增 强 ， 然 后 用 汽 锤 、 压 力 使 金 属 材 料 成 型 的 加工 方 法 ， 最 原 始 的 锻 造 如 铁 匠 的 小 火 炉 、 手 锤 等 。 在 产 品 的 艺 术 造 型 上 较 少 应 用 ， 一般 从 功 能 出 发 ， 构 成 产 品 的 外 形 ， 如 汽 车 发 动 机 连 杆 、 日 用 品 小 锁 头 、 农 具 等 。 自 由锻 不 能 加 工 形 状 复 杂 的 锻 件 ； 外 形 复 杂 的 零 件 需 要 用 模 锻 获 得 ； 锻 造 加 工 后 零 件 表 面光 滑 、 内 部 组 织 致 密 均 匀 ， 机 械 强 度 高 ； 锻 造 加 工 后 可 直 接 形 成 产 品 外 形 ， 尺 寸 比 铸造 精 确 ， 一 般 只 做 少 量 切 削 加 工 即 可 。 冲 压 加 工 ： 利 用 冲 模 使 板 材 产 生 分 离 或 变 形 的 加 工 方 法 。 通 常 在 冷 态 下 进 行 ， 又 叫冷 冲 压 。 冲 压 产 品 的 设 计 特 点 有 ： 形 状 简 单 、 对 称 ， 尽 可 能 采 用 圆 形 或 矩 形 ， 受 力 均 匀 ； 避 免 长 槽 或 长 悬 臂 的 结 构 设 计 ； 既 充 分 利 用 冲 压 件 有 薄 、 匀 、 轻 、 强 的 特 点 ， 又要 满 足 冲 压 产 品 需 要 较 强 刚 度 的 要 求 ； 对 拉 伸 件 ， 尽 量 设 计 成 回 转 体 ， 尤 其 是 柱 形 最好 。 挤 压 加 工 ： 用 冲 头 或 凸 模 对 放 置 在 凹 模 中 的 坯 料 加 压 ， 使 金 属 产 生 塑 性 流 动 从 模 具的 型 孔 中 挤 出 ， 从 而 获 得 相 应 于 型 孔 或 凹 凸 模 型 形 状 的 制 件 的 锻 压 方 法 ， 用 于 制 造 具有 特 定 开 放 或 封 闭 截 面 轮 廓 的 型 材 。 塑 性 成 型 产 品 连 接 工 艺 连接工艺是采用物理和化学手段使金属元件形成可拆卸或不可拆卸的整体工艺方法。金属件的连接工艺可以分为机械性连接、金属性连接和化学性连接三种类型。 机 械 连 接 ： 机 械 连 接 分 为 可 拆 卸 连 接 和 永 久 性 连 接 两 种 。 可 拆 卸 连 接有 螺 栓 与 螺 母 连 接 ， 双 头 螺 柱 连 接 ， 螺 钉 连 接 ， 销 连 接 等 。 永 久 性 连 接有 铆 钉 连 接 ， 压 扩 、 卷 边 ， 咬 缝 等 接 合 方 法 。 金 属 性 连 接 ： 主 要 以 焊 接 为 主 ， 通 过 加 热 、 加 压 ,或 两 者 共 同 作 用 (用或 不 用 填 充 材 料 )使 两 部 分 分 离 的 金 属 形 体 形 成 原 子 结 合 的 一 种 永 久 性连 接 方 法 。 化 学 性 连 接 ： 利 用 各 种 合 成 树 脂 类 的 粘 结 剂 进 行 金 属 铰 接 的 新 型 连 接方 法 。 冲 压 加 工 实 例 分析 这 款 播 放 器 外 部 的 保 护壳 采 用 金 属 冲 压 工 艺 制 造而 成 。 采 用 金 属 作 为 外 壳不 仅 能 体 现 出 播 放 器 刚 毅 、耿 直 、 高 贵 的 性 格 特 点 ，还 使 得 播 放 器 耐 磨 、 不 易损 坏 。 冲 压 加 工 实 例 分析 这 是 普 通 的 不 锈 钢 材 质 的 水槽 ， 采 用 金 属 的 冲 压 加 工 工艺 制 成 。 此 工 艺 制 出 的 水 槽轻 薄 、 光 滑 又 不 失 金 属 的 光泽 与 刚 毅 。 产 品 充 分 利 用 冲压 件 有 薄 、 匀 、 轻 、 强 的 特点 ， 又 能 满 足 冲 压 产 品 需 要较 强 刚 度 的 要 求 。 冲 压 加 工 实 例 分析 这 是 一 款 很 特 别的 设 计 ， 用 坚 硬 的 金属 制 作 了 这 只 感 觉 柔软 的 枕 头 。 这 款 设 计充 分 利 用 冲 压 件 有 薄 、匀 、 轻 、 强 的 特 点 ，将 不 锈 钢 冲 压 成 轻 便 、有 光 泽 又 很 特 别 的 产品 。