机械工程训练

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机 械 工 程 训 练,浙江工业大学工程训练中心,周 清,电话：,88320695,手机：,13282133079,铸 造,一、概述,1.,铸造的定义：,是一种液态金属成形的方法，即将金属加热到液态，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中，冷却并凝固成具有型腔形状的铸件的成形方法。,固态液态固态,2.,铸造的方法,砂型铸造,金属型铸造,压力铸造,离心铸造,熔模铸造,3.,优点,状复杂制件：,液态金属流动性复杂外形,型芯 复杂内腔,成本低廉,工艺灵活、适应范围广,4.,缺点,力学性能差,（,铸造组织粗大，有缺陷）,工作条件较差,废品率较高,（,铸造工序繁多）,5.,应用,形状复杂，受力简单的制件,机床：床身、箱体（齿轮箱、变速箱、 进给箱、溜板箱）手轮、方刀架手柄,二、型砂的制备,1.,铸型的组成,2.,型砂的组成,通常型砂是由原砂（其主要成分是,SiO2,，耐火性高达,1730,0,C,）、粘土和水按一定比例混合而成，其中粘土约为,9,，水约为,6,，有时还加入少量如煤粉、木屑等附加物以提高型砂的退让性能。,3.,型砂的性能,透气性,强度,耐火性,可塑性,退让性,三、铸造工艺,1.,造型方法的选择,依据：铸件形状、尺寸、技术要求,原则：保证质量、降低成本、条件可能,2.,确定浇注位置和分型面,（,1,）浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。关系到铸件的质量能否得到保证，也涉及铸件尺寸精度及造型工艺过程。,大平面朝下,薄壁朝下或处于侧面，厚大部位置于上部或侧面,铸件重要面朝下或处于侧面,（,2,）分型面：指两半铸型相互接触的表面。在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。,3.,工艺参数的确定,模样与铸件 铸件与零件,尺寸 铸造收缩余量 加工余量,形状 芯头 起模斜度,不铸孔（铸铁,35,、钢,50,）,铸造圆角,4.,确定浇注系统,浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。,由浇口杯（外浇口）、直浇道、横浇道和内浇道等部分组成。,1,冒口,2,外浇口,3,直浇道,4,横浇道,5,内浇道,直浇道,提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。,横浇道,控制金属液流入型腔的速度和方向，良好的阻渣能力。,内浇道,位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。,在规定的浇注时间内充满型腔。,金属液进入型腔时避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。,四、造型方法,整模两箱造型,五、铸件常见缺陷,书,P46,47,焊 接,一、概述,焊接的定义：,焊接是通过加热或加压（或两者并用），并使用（或不用）填充材料，使焊件形成原子间结合，从而实现永久性（不可拆卸）连接的一种加工方法。,焊接按其不同的方法可分为三大类,熔化焊,压力焊,钎焊,二、手工电弧焊,1.,手工电弧焊的设备,（,1,）电源：,空载,60,70V,、电弧燃烧时的,20,35V,。,（,2,）焊机：,交流弧焊机,直流弧焊机,2.,电焊条,（,1,）,焊条的组成,：焊条由焊条芯和药皮组成,焊芯的作用：电极导电 、形成焊缝金属的主要材料,药皮：,（,1,）保持电弧稳定燃烧，以改善焊接工艺，保证焊接质量。,（,2,）对焊缝进行机械保护，药皮在焊接时产生大量的气体和熔渣，隔绝空气的有害影响，对焊缝金属起到保护。,（,3,）脱去焊缝金属的有害杂质（如氧、氢、硫、磷等）。,（,4,）向焊缝金属渗入有益的合金元素，以改善焊缝质量。,3.,焊接接头、焊缝形式,常见的焊接接头型式,对接接头常见的坡口形状型式,4.,焊缝的空间位置,三、手工电弧焊基本操作,1.,引弧,（,1,）摩擦法：,（,2,）敲击法,：,2.,引弧时需注意如下事项：,（,1,） 引弧处应无油污、水锈，以免产生气孔和夹渣。,（,2,）焊条在与焊件接触后提升速度要适当，太快难以引弧，太慢焊条和焊件粘在一起造成短路。,3.,运条方法与焊条角度,4.,焊缝收尾,(1),划圈收尾法,(2),反复断弧法,5.,焊接缺陷,常见的缺陷有,外部缺陷,：焊缝尺寸和形状不符合要求；,内部缺陷,：咬边、焊瘤、未焊透、夹渣、气孔和裂纹等,（,p64-65,）,6.,焊接检验,外部缺陷：外观检验,内部缺陷：密封性检验、无损探伤,钳 工,一、概述,1.,钳工的定义：钳工是手持工具对金属材料进行切削加工的一种方法。基本操作有划线、錾削、锯削、锉削、攻丝、套扣及刮削等。,2.,主要特点 钳工工具简单，制造刃磨方便，材料来源充足，成本低； 钳工大部分是手持工具进行操作，加工灵活，方便，能够加工形状复杂，质量要求较高的零件； 钳工劳动强度大，生产率低，对工人技术水平要求高。,二、锯削,1.,手锯,手锯是钳工的基本工具之一，由锯弓和锯条两部分组成,。,（,1,）锯弓,锯弓用来夹持和拉紧锯条。其结构有固定式和可调式两种。锯弓由弓架、锯柄、拉杆和蝶形螺母组成。,（,2,）锯条,粗齿,中齿,细齿,常用的锯条长,300,、宽,12,、厚,0.8,3.,安装锯条,4.,锯削方法,（,1,）起锯时，以左手拇指靠住锯条，右手往复推动手柄，起锯角度,（,约,10,0,15,0,），不宜过大，以免崩齿；锯弓往复行程要短，用力要轻，锯条要与工件表面垂直。,（,2,）锯削时，锯弓做直线往复运动，不可摆动。前进时加压，用力要均匀；返回时，手锯稍微抬起，以减少锯齿的磨损。锯削速度不宜太快，一般以每分钟往复,40,次为宜 。锯削中，应使锯条全长参加工作，以免局部过度磨损。,（,3,）快锯断时，速度要慢、用力要小，行程要短，手锯后部抬起略向前倾，以避免锯齿折断和造成事故。,三、锉削,1.,锉刀,（,1,）按其横截面形状可分：平锉（又称板锉）、方锉、三角锉、半圆锉和圆锉,（,2,）按其齿纹的粗细又可分：粗齿锉、中齿锉、细齿锉和最细齿（又称油光锉）,（,3,）按用途还可分：普通锉刀和整形锉刀（又称什锦锉）,锉刀的构造、种类和应用,2.,锉削方法,（,1,）平面锉削方法,顺锉法,交叉锉法,推锉法,（,2,）曲面锉削方法,滚锉法,横锉法,a,）交叉锉法,b,）顺向锉法,c,）推锉法,a,）顺着外圆弧面锉,b,）横着沿外圆弧面锉,磨 削,一、砂轮,1.,砂轮的结构：,砂轮是由许多小而坚硬的磨料和结合剂以适当的比例混合，经压坯、干燥，烧结而成的多孔物体。它由磨粒、结合剂和气孔（空隙）三个要素组成。,磨粒起切削作用；,结合剂起支持磨粒的作用（砂轮的强度）；,气孔有助于排屑和散热的作用,2.,砂轮的选用,一般情况下，粗磨或磨硬材料时，选用较软砂轮；精磨、成形磨或磨软材料时，选用较硬砂轮；在磨削有色金属时，由于砂轮易被堵塞，应选用较软砂轮。,二、平面磨削,1.,平面磨床：,M7120A,M,磨床类；,71,卧轴矩台平面磨床；,20,最大磨削宽度的,1,10,，即最大磨削宽度为,200mm,；,A,经过重大改进,2.,工件装夹,：,电磁吸盘：靠电磁铁的吸力吸紧工件,3.,磨削方法：,周磨法磨削平面,端磨法磨削平面,（,1,）周磨法 ：砂轮与工件的接触面积小，排屑和冷却条件好，加工质量高 ，一般用于精磨 。,（,2,）端磨法 ：砂轮与工件接触面积大，,但发热量大，也不易排屑和冷却，故精度低，一般用于粗磨。,4.,磨削液,苏打水（常用）：苏打水的成分为：无水碳酸钠,(Na2CO3),，即纯碱，又名苏打粉，含,1,；亚硝酸钠,(Na2NO2),含,0.25,；其余为水,乳化液（精磨）：,乳化液的成分为油酸，含,0.5,；硫化蓖麻油，含,1.5,；锭子油，含,8,；及含,1,的碳酸钠的水溶液,90,。,磨削液的主要作用是降低磨削区的温度，起冷却作用；减少砂轮与工件之间的摩擦，起润滑作用；还能冲走脱落的砂粒和磨屑，以防止砂轮堵塞。,三、外圆磨削,1.,外圆磨床,：,M1420A,M-,磨床类。,1-,外圆磨床组。,4,-,万能型。,20,-,最大磨削直径的,1,10,，即最大磨削直径为,200mm,。,A,-,经过一次重大改进,2.,工件装夹,（,1,）一夹一顶,（,2,）双顶尖,铣 削,一、铣 床,1.,铣床的分类：卧室铣床、立式铣床、专用铣床、龙门铣床、数控铣床等。,2.,卧式万能回转头铣床：,XQ6225,X-,铣床类；,Q-,轻型；,6-,卧式铣床；,2-,卧式万能升降台铣床；,25-,工作台宽度的,1,10,；即工作台工作面的 宽度为,250 mm,二、铣刀,带柄铣刀,(a),镶齿面铣刀,(b),立铣刀,(c),键槽铣刀,(d) T,型立铣刀,(e),燕尾槽铣刀,(a),圆柱铣刀,(b),三面刃铣刀,(c),锯片铣刀,(d),模数铣刀,带孔铣刀,三、,铣削运动,1.,主运动：,铣床主轴带动铣刀的旋转运动称为主运动，通常主运动的速度最高，消耗功率也最大。,2.,进给运动,：不断地把金属层投入切削的运动称为进给运动。铣削时，通常有纵向、横向和垂直三个方向。,车 削,一、概述,车工是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸，将其加工成所需零件的一种切削加工方法。,车削加工工件的表面尺寸公差等级一般为,IT10,IT8,，表面粗糙度,Ra,值为,6.3m,1.6m,。,二、车床,1.,卧式车床：,C6136A,C,-,表示车床,(,类代号,),。,61,-,表示卧式车床,(,组、系代号,),。,36,-,表示车床上加工最大回转直径的,1/10(,主参数,),。,A,-,表示此车床的结构经过第一次改选,(,改进顺序号）,2.,工件的安装,（,1,）,用三爪自定心卡盘安装工件,（,a,）结构 （,b),夹持棒料 （,c,）反爪夹持大棒料,三爪自定心卡盘结构和工件安装,（,2,）,用一夹一顶安装工件,（,3,）,用顶尖安装工件,三、车床的基本操作,1.,车端面,2.,车外圆,3.,钻孔,4.,车圆锥面,（,1,）,宽刀法,：车削较短圆锥,（,2,）,转动小刀架法：,加工锥面不长的工件,（,3,）,尾座偏移法,：当车削锥度小，锥形部分较,长的圆锥面,（,4,）,靠模法,：较长的外圆锥和圆锥孔，精度要,求较高而批量又较大,典型零件的加工工艺,一、,加工工艺的内容、路线和原则,1,加工工艺的内容,（,1,） 确定零件的毛坯 ：铸件、锻件、压铸件、焊件及型材（如圆棒、方棒料）等 。,毛坯的加工总余量：手工造型铸件约为,3,6,； 自由锻件约为,3.5,7,；圆钢棒料约为,1.5,2.5,。,（,2,）确定零件的加工工序：车、钳、刨、铣、镗、磨等，通过对零件的工艺分析，确定工种的类型和加工顺序，即选择零件的工艺路线。,（,3,）确定每一工序所用的机床、工件装夹方法、加工方法、度量方法以及加工尺寸（包括为下一道工序所留的加工余量）,单件小批量及中小型零件的工序余量：半精车约为,0.8,1.5,；高速精车约为,0.4,0.5,；低速精车约为,0.1,0.3,；磨削约为,0.15,0.25,。,（,4,）确定所用切削用量和工时定额。单件小批量生产的切削用量一般由工人自行选定，工时定额按经验估计确定。,（,5,）填写工艺卡。采用简要说明及工艺简图表明上述内容。,2.,加工工艺路线的拟定,（,1,）粗加工阶段：切除大部分加工余量，获得较高的生产率 ，为后续工序创造有利的条件 。,（,2,）半精加工阶段 ：为零件主要表面的精加工作好准备，即达到一定的精度、表面粗糙度和精加工余量，并完成一些次要表面的加工，该加工阶段一般在淬火以前进行。,（,3,）精加工阶段：主要为保证工件各表面的精度和减少表面粗糙度值，切除的金属较少，使零件主要表面的加工达到图纸的要求。,（,4,）光整加工阶段：对于精度很高、表面粗糙度值很小的表面（,IT6,及以上，,Ra,为,0.2m,以下），要安排专门的光整加工，以提高加工表面的尺寸精度和表面质量。,3,加工工艺的基本原则,（,1,）先主后次原则：主要表面先加工，次要表面后加工。主要表面指工作表面、装配基准面等；次要表面指非工作表面、键槽、螺钉孔、螺纹孔等。,（,2,）精基面先行原则,：加工孔时，应先车端面、钻中心孔，再以两端的中心孔为精基面进行后续的加工，才能保证各表面之间的位置精度。盘套类零件，以一个端面和外圆为精基面。,（,3,）粗精加工分开原则：消除工件在粗加工时因夹紧力、切削热和内部应力所引起的变形，有利于热处理的安排，也有利于高精度机床的合理使用。,（,4,）,“,一刀活,”,原则：在单件小批量生产中，有位置精度要求的相关表面，应尽可能在一次装夹中完成加工 。,（,5,）热处理工序：,通常安排在切削加工之前进行,但若以提高力学性能为目的，则应放在粗、精加工之间进行。,典型零件加工工艺,1.,阶梯轴的加工工艺,材料：,45,号钢,规格：,30800,件数：,10,件,工序一 下料,C6136,， 三爪装夹 下料规格,30750,（,10,件）,工序二 车,C6136,， 三爪装夹 夹毛坯外圆，伸出,74,；,1,车端面（光出即可），打中心孔；,2,车,26,外圆至,27 68,；,3,车,18,外圆至,1931,；,4,倒角,145,（略大一点）；,5,在长度为,67,处切断工件。,工序三 车,C6136,， 三爪装夹 夹,19 31,外圆,1,车端面，保证总长,66,；打中心孔；,2,倒角,1 45,（略大一点）。,工序四 铣 立式铣床， 平口钳装夹 铣键槽至尺寸,工序五 热处理 调质处理,工序六 车,C6132,， 双顶尖装夹 车,18 32,至尺寸；,车,26,外圆至,26.3.,工序七 磨 外圆磨床，双顶尖装夹 磨,26h7,外圆至尺寸,。,工序八 检验,阶梯轴的工序简图,2.,短台阶轴加工工艺（,HT200,3270,）,工序一 下料，,C6132,， 三爪装夹， 夹,32,毛坯外圆，伸出,80,切断，长度,70,。工序二 车，,C6132,， 三爪装夹， 夹毛坯外圆，伸出,30,车平端面；,粗、精车外圆,28,25,至尺寸（车平台阶面，下同）；,倒角,1,45,。,工序三 车，,C6132,， 三爪装夹 调头夹,28,外圆,(,垫铜皮，台阶面紧贴三爪） 车端面，保证总长,68,，车外圆,26,35,至尺寸； 车外圆,22,20,至尺寸； 车外圆,18,10,至尺寸，倒角,1,45,。 工序四 检验（下附工艺简图）,较长台阶轴（有位置精度要求）的加工工艺,坯料：,45,35124,工序一 下料 锯床 尺寸为,35,124,工序二 车,C6132,三爪卡盘装夹,夹毛坯外圆伸出,40,，车平端面，钻,3,中心孔；,调头车端面，保证总长,120,，钻,3,中心孔。,工序三 粗车,C6132,一夹一顶装夹,夹毛坯,35,8,，后面顶住 车外圆至,33,62,；,车,28,至,30,49,；调头夹,30,8,，后面顶住,车外圆至,28,59,；,24,39,；,18,19,三个台阶轴。,工序四 半精车,C6132,双顶尖装夹,先车左端：车,32,61,至尺寸；,半精车外圆至,28,5,49,；开槽至尺寸。,半精车右端：车外圆至,26,559,；,车外圆至,22,539,；,车外圆至,16,519,；,三个槽车至尺寸,工序五 精车,C6132,双顶尖装夹,先车左端：精车,28,至尺寸；倒角,1.545,。,调头装夹（垫铜皮）车右端；,车,26,至尺寸；车,22,至尺寸；车,16,至尺寸；,倒角,1.545,三处；,进给箱手柄选择螺距等于,2,，车,M16,外螺纹至尺寸。,工序六 检验,4.,轴套的加工工艺,坯料：,45, 锻件 规格：,4828,生产类型：单件生产,工序一 锻,45,48,28,工序二 车,C6132,三爪装夹,夹毛坯外圆,伸出,16,：车平端面,车外圆至,42,14,。,调头夹,42,13,：车端面,保证长度,24,；钻,20,通孔；,车外圆至,42,10.5,；,精车,22,内孔至尺寸、精车端面,；内倒角至尺寸。,调头夹,42,10,：粗车端面,保证长度,22.5,；,内倒角至尺寸。,工序三 磨,M7130,电磁吸盘装夹,以精车好的端面为定位基准，磨另一端面保证长度,22,。,工序四 车,C6132,三爪和芯轴装夹, 三爪夹一段,30,圆钢，伸出,45,；,(,车芯轴如图,),工件以,22,内孔定位夹在芯轴上：精车外圆,40h8,；,倒角至尺寸。,工序五 检验,5.,锥体的加工工艺,锥体的第一种加工工艺：（无法完成）,锥体的第二种加工工艺：,（在第一种的基上）,锥体的第三种加工工艺：,（比较适宜的工艺）,锥体的第四种加工工艺,（最合适的工艺）,同学们再见,