《金屬工藝學(xué)》課件

《金屬工藝學(xué)》課程導(dǎo)引金屬工藝學(xué)是什么？定義金屬工藝學(xué)是研究金屬材料的加工工藝原理、工藝方法、工藝裝備、工藝參數(shù)以及工藝控制方法的學(xué)科。核心它以金屬材料的特性和加工過程的物理、化學(xué)變化為基礎(chǔ)，研究如何將金屬材料加工成具有特定形狀、尺寸、性能和表面質(zhì)量的金屬制品。金屬工藝學(xué)的研究對象和內(nèi)容研究對象金屬材料的加工工藝，包括鑄造、鍛造、焊接、切削加工、塑性成形和熱處理等。研究內(nèi)容金屬材料的加工工藝原理、工藝方法、工藝裝備、工藝參數(shù)、工藝控制方法、工藝過程的物理、化學(xué)變化以及金屬材料的性能變化等。金屬工藝學(xué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)械制造汽車、飛機(jī)、船舶、機(jī)床、工具等。建筑工程鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、高層建筑等。電子科技手機(jī)、電腦、芯片等。醫(yī)療器械手術(shù)器械、醫(yī)療設(shè)備等。金屬的基本性質(zhì)導(dǎo)電性金屬具有良好的導(dǎo)電性，可以作為電線、電纜、電極等材料。1導(dǎo)熱性金屬具有良好的導(dǎo)熱性，可以作為鍋、壺、散熱器等材料。2延展性金屬可以被拉成細(xì)絲或壓成薄片，可以制作各種形狀的制品。3可塑性金屬在壓力作用下可以發(fā)生塑性變形，可以制作各種形狀的制品。4硬度金屬抵抗外力壓入或刻劃的能力。5金屬的化學(xué)成分主要元素鐵、銅、鋁、鋅、錫、鉛、金、銀等。合金元素碳、錳、硅、鎳、鉻、鉬、釩等。金屬的物理性質(zhì)1密度金屬的密度是指單位體積的金屬的質(zhì)量，是金屬的重要物理性質(zhì)之一。2熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)是指金屬從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度，是金屬的重要物理性質(zhì)之一。3沸點(diǎn)金屬的沸點(diǎn)是指金屬從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)的溫度，是金屬的重要物理性質(zhì)之一。金屬的機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)度金屬抵抗外力破壞的能力，包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。硬度金屬抵抗外力壓入或刻劃的能力，常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。塑性金屬在承受外力作用后發(fā)生永久變形而不破壞的能力。韌性金屬在斷裂前吸收能量的能力，是金屬抵抗沖擊載荷的能力。金屬的熱學(xué)性質(zhì)熱膨脹系數(shù)金屬在溫度變化時(shí)體積變化的程度，影響金屬制品的尺寸變化。熱導(dǎo)率金屬傳遞熱量的能力，影響金屬的導(dǎo)熱性、散熱性等。比熱容金屬吸收或釋放熱量的能力，影響金屬的溫度變化。金屬的電磁性質(zhì)1電阻率金屬抵抗電流通過的能力，影響金屬的導(dǎo)電性能。2磁導(dǎo)率金屬對磁場的敏感程度，影響金屬的磁性。3磁滯回線金屬磁化和退磁過程的特征曲線，反映金屬的磁化特性。金屬的加工工藝分類1鑄造工藝將熔融金屬澆注到模具中，冷卻凝固成型。2鍛造工藝?yán)缅戝N或壓力機(jī)對金屬坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的金屬制品。3焊接工藝?yán)酶邷鼗蚋邏菏菇饘俨牧舷嗷ト酆匣蜻B接在一起的工藝。4切削加工工藝用刀具切削金屬材料，使之去除多余的金屬，從而獲得所需形狀、尺寸和表面質(zhì)量的金屬制品。5塑性成形工藝?yán)媒饘俚乃苄宰冃蝸砀淖兤湫螤詈统叽绲墓に嚒?熱處理工藝通過對金屬材料進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的工藝。鑄造工藝概述1定義鑄造是將熔融金屬澆注到模具中，冷卻凝固成型的一種加工工藝。2特點(diǎn)形狀復(fù)雜、尺寸較大、重量較重、生產(chǎn)效率高。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航空、航天等領(lǐng)域。鑄造的原理與工藝特點(diǎn)原理利用金屬液體的流動性和凝固性，將金屬液澆注到模具中，冷卻凝固成型。特點(diǎn)鑄造工藝的特點(diǎn)是形狀復(fù)雜、尺寸較大、重量較重、生產(chǎn)效率高，但精度較低、表面質(zhì)量較差。鑄造的主要工藝流程1熔煉將金屬原料加熱到熔點(diǎn)以上，使其成為熔融狀態(tài)。2澆注將熔融金屬澆注到模具中。3凝固熔融金屬在模具中冷卻凝固，形成鑄件。4清理將鑄件從模具中取出，去除澆口、冒口等余料。5檢驗(yàn)對鑄件進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其符合質(zhì)量要求。鑄造的主要方法及特點(diǎn)砂型鑄造使用砂型作為模具的鑄造方法，特點(diǎn)是工藝簡單、成本低廉、適用范圍廣。金屬型鑄造使用金屬型作為模具的鑄造方法，特點(diǎn)是精度高、表面質(zhì)量好，但成本較高。離心鑄造利用離心力使熔融金屬充滿模具，特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、尺寸精度高。鍛造工藝概述1定義鍛造是利用鍛錘或壓力機(jī)對金屬坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的金屬制品。2特點(diǎn)強(qiáng)度高、塑性好、尺寸精度高、表面質(zhì)量好，但生產(chǎn)效率低、成本較高。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī)械等領(lǐng)域。鍛造的原理與工藝特點(diǎn)原理利用金屬的塑性變形能力，通過外力作用，使金屬坯料發(fā)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的金屬制品。特點(diǎn)鍛造工藝的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、塑性好、尺寸精度高、表面質(zhì)量好，但生產(chǎn)效率低、成本較高。鍛造的主要工藝流程1下料根據(jù)產(chǎn)品圖紙要求，將金屬材料切割成所需的坯料。2預(yù)熱將坯料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，以降低其抗力，提高其塑性?成形利用鍛錘或壓力機(jī)對坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的金屬制品。4冷卻將成形的金屬制品冷卻到室溫，以保持其形狀和尺寸。5檢驗(yàn)對鍛件進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其符合質(zhì)量要求。鍛造的主要方法及特點(diǎn)自由鍛造利用鍛錘或壓力機(jī)對坯料進(jìn)行鍛造，沒有固定的模具，特點(diǎn)是工藝簡單、成本低廉，但形狀精度低、表面質(zhì)量差。模鍛利用模具對坯料進(jìn)行鍛造，特點(diǎn)是形狀精度高、表面質(zhì)量好，但成本較高。沖壓利用沖床或壓力機(jī)對金屬板料進(jìn)行沖壓，特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、成本低廉，但形狀精度低、表面質(zhì)量差。焊接工藝概述1定義焊接是利用高溫或高壓使金屬材料相互熔合或連接在一起的工藝。2特點(diǎn)連接牢固、成本低廉、生產(chǎn)效率高，但焊接質(zhì)量受多種因素影響，需要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑工程、航空航天等領(lǐng)域。焊接的原理與工藝特點(diǎn)原理利用高溫或高壓使金屬材料相互熔合或連接在一起，形成牢固的連接。特點(diǎn)焊接工藝的特點(diǎn)是連接牢固、成本低廉、生產(chǎn)效率高，但焊接質(zhì)量受多種因素影響，需要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)。焊接的主要工藝流程1準(zhǔn)備對焊接部位進(jìn)行清理，并選擇合適的焊接材料。2焊接利用焊接設(shè)備對焊接部位進(jìn)行加熱或施加壓力，使金屬材料相互熔合。3冷卻將焊接部位冷卻到室溫，使焊縫凝固。4檢驗(yàn)對焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其符合質(zhì)量要求。焊接的主要方法及特點(diǎn)電弧焊利用電弧產(chǎn)生的高溫使金屬材料熔化，特點(diǎn)是適用范圍廣、成本低廉。氣焊利用氧氣和乙炔燃燒產(chǎn)生的高溫使金屬材料熔化，特點(diǎn)是適用范圍廣、操作方便。激光焊接利用激光束產(chǎn)生的高溫使金屬材料熔化，特點(diǎn)是精度高、熱影響區(qū)小、變形小。切削加工工藝概述1定義切削加工是使用刀具切削金屬材料，使之去除多余的金屬，從而獲得所需形狀、尺寸和表面質(zhì)量的金屬制品的一種加工工藝。2特點(diǎn)精度高、表面質(zhì)量好，但生產(chǎn)效率低、成本較高。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、工具制造、航空航天等領(lǐng)域。切削加工的原理與工藝特點(diǎn)原理利用刀具的鋒利刃口，在切削力的作用下，將金屬材料從工件上切除，從而獲得所需形狀、尺寸和表面質(zhì)量的金屬制品。特點(diǎn)切削加工的特點(diǎn)是精度高、表面質(zhì)量好，但生產(chǎn)效率低、成本較高。切削加工的主要工藝流程1裝夾將工件固定在機(jī)床上，并調(diào)整好工件的位置。2切削利用刀具對工件進(jìn)行切削加工，去除多余的金屬。3測量對加工后的工件進(jìn)行測量，確保其符合尺寸精度要求。4檢驗(yàn)對工件進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其符合表面質(zhì)量要求。切削加工的主要方法及特點(diǎn)車削利用車刀在旋轉(zhuǎn)的工件上切削金屬材料，特點(diǎn)是適用范圍廣、精度高、表面質(zhì)量好。銑削利用銑刀在工件上切削金屬材料，特點(diǎn)是加工效率高、表面質(zhì)量好。鉆削利用鉆頭在工件上鉆孔，特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、成本低廉。塑性成形工藝概述1定義塑性成形是指利用金屬的塑性變形來改變其形狀和尺寸的加工工藝。2特點(diǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精度高、表面質(zhì)量好，但生產(chǎn)效率低、成本較高。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。塑性成形的原理與工藝特點(diǎn)原理利用金屬的塑性變形能力，通過外力作用，使金屬材料發(fā)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的金屬制品。特點(diǎn)塑性成形工藝的特點(diǎn)是形狀復(fù)雜、尺寸精度高、表面質(zhì)量好，但生產(chǎn)效率低、成本較高。塑性成形的主要工藝流程1準(zhǔn)備對金屬材料進(jìn)行預(yù)處理，使其具有良好的塑性變形能力。2成形利用模具對金屬材料進(jìn)行成形，使其獲得所需的形狀和尺寸。3冷卻將成形的金屬制品冷卻到室溫，以保持其形狀和尺寸。4檢驗(yàn)對成形的金屬制品進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其符合質(zhì)量要求。塑性成形的主要方法及特點(diǎn)沖壓利用沖床或壓力機(jī)對金屬板料進(jìn)行沖壓，特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、成本低廉，但形狀精度低、表面質(zhì)量差。拉伸利用拉伸模具對金屬板料進(jìn)行拉伸，特點(diǎn)是形狀精度高、表面質(zhì)量好，但成本較高。彎曲利用彎曲模具對金屬板料進(jìn)行彎曲，特點(diǎn)是形狀精度高、表面質(zhì)量好，但成本較高。熱處理工藝概述1定義熱處理是指通過對金屬材料進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的工藝。2特點(diǎn)可以提高金屬材料的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性等性能。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天、工具制造等領(lǐng)域。熱處理的原理與工藝特點(diǎn)原理利用金屬材料在不同溫度下組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的原理，通過控制加熱、保溫和冷卻的工藝參數(shù)，改變金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能。特點(diǎn)熱處理工藝的特點(diǎn)是可以提高金屬材料的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性等性能。熱處理的主要工藝流程1加熱將金屬材料加熱到一定的溫度，使其組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。2保溫將金屬材料在一定的溫度下保溫一段時(shí)間，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生穩(wěn)定的變化。