5汽车金属加工_39;2.pptx

汽车工程材料 第三节 金属切削加工 第四节 焊 接(一)冲压模具 1.冲压模具的类型 2.冲模的结构 3)可获得强度高、刚性好、质量轻的冲压件。4)冲压操作简单，工艺过程便于实现自动化、机械化，生产率高；但冲模制造复杂，要求高。(一)冲压模具(二)冲压工序 三、锻压工艺在汽车上的应用 1.冲压模具的类型(1)单工序模 在压力机的一次冲程中只完成一个工序的模具。(2)级进模 实际上是把两个(或更多个)单工序模联在模板上而成。(3)组合模 冲床每次行程中，坯料在冲模中只经过一次定位，可完成两个以上工序。2.冲模的结构(1)凹模与凸模 图5-46 简单冲模 1模柄 2上模板 3导套 4导柱 5下模板 6压边围 7凹模 8压板 9导料板 10凸模 11定位销 12卸料板 2.冲模的结构(2)导料板与定位销 用以保证凸模与凹模之间具有准确位置的装 置。(3)卸料板 冲压后用来卸除套在凸模上的工件或废料。(4)模架 由上、下模板、导柱和导套组成。(二)冲压工序 1.分离工序 2.变形工序 1.分离工序(1)剪切 用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序叫剪切。(2)落料和冲孔 落料和冲孔都是将板料按封闭轮廓分离的工序。图5-47 落料(冲孔)时金属变形 情况示意图 1凸模 2凹模 1.分离工序 5-47.TIF(3)整修 使落料或冲孔后的成品获得精确轮廓的工序称为整修。2.变形工序(1)弯曲 使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序叫弯曲，图5-48所示为弯曲变形过程简图。(2)拉深 使坯料变形成开口空心零件的工序称为拉深，图5-49所示为拉深过程简图。2.变形工序 图5-48 弯曲时金属变形简图 2.变形工序 图5-49 拉深过程简图 1冲头 2压板 3凹模 2.变形工序(3)翻边 使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序称为翻边。(4)成形 利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。图5-50 翻边简图 2.变形工序 图5-51 鼓肚容器成形简图 三、锻压工艺在汽车上的应用 1.精冲 2.精密锻造 3.挤压铸造 4.粉末注射成形 5.板料无模多点成形 6.塑料增强反应注射成形 7.旋压成形 第三节 金属切削加工 一、金属切削加工基础知识 二、车削加工 三、铣削加工 四、刨削加工 五、磨削加工 六、钻削加工 七、机加工工艺在汽车上的应用 一、金属切削加工基础知识(一)切削运动 图5-52 切削运动 a)车外圆面 b)磨外圆面 c)钻孔 d)车床上镗孔 e)刨平面 f)铣平面 g)车成形面 h)铣成形面 一、金属切削加工基础知识(二)切削用量 图5-53 切削形成的表面 一、金属切削加工基础知识(1)切削速度vc 在切削加工时，切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时速度，即在单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移，单位为ms。1)主运动为旋转运动(车、铣、刨、磨、钻削加工)时，切削速度为加工表面最大线速度：2)主运动为往复直线时，常以往复运动的平均速度作为切削速度：(2)进给量f 在主运动的一个循环内，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。(3)背吃刀量p 待加工表面和已加工表面之间的垂直距离。(三)切削刀具 1.刀具材料 一、金属切削加工基础知识(1)碳素工具钢 这种材料淬火后有较高的硬度(5964HRC)，容易磨得锋利，价格低，但热硬性差，在温度达到200250时，硬度明显下降，因此它允许的切削速度很低(vc小于10mmin)。(2)低合金刃具钢 它比碳素工具钢有较高的热硬性和韧性，其热硬性温度可达300350，故允许的切削速度比碳素工具钢高1040。(3)高速钢 这种钢热处理后硬度可达6265HRC，耐磨性好；它的热硬性温度达550600，允许的切削速度比碳素工具钢高24倍；其抗弯强度和韧性比硬质合金好，能承受较大的冲击力。(4)硬质合金 这种材料具有高的硬度(8792HRA，相当于7075HRC)，热硬性温度高达9001000，因此它允许的切削速度比高速钢又高出410倍。一、金属切削加工基础知识(5)陶瓷材料 主要成分为氧化铝(Al2O3)，刀片硬度可达8696HRA，热硬性温度达1200，能承受高的切削速度。(6)人造金刚石 硬度极高(接近10000HV，硬质合金只有10002000HV)，热硬性温度为700800。一、金属切削加工基础知识 图5-54 车刀的组成 1副后面 2副切削刃 3前面 4刀杆 5主切削刃 6刀头 7主后面 8刀尖 一、金属切削加工基础知识(7)立方氮化硼 是人工合成的高硬度材料，硬度达73009000HV，热硬性温度达13001500，切削性能好，适于难加工材料的加工。2.刀具几何角度(1)车刀的组成 如图5-54所示，车刀由刀头和刀杆组成。1)前面(Ar)为刀具上切屑流过的表面。2)主后面(Aa)为刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。3)副后面(Aa)为刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。4)主切削刃(S)为起始于切削刃上主偏角为零的点，并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。5)副切削刃(S)为切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于主偏角为零的点，但它向背离主切削刃的方向延伸。一、金属切削加工基础知识 6)刀尖为主切削刃和副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。(2)正交平面参考系 为了确定和测量刀具切削刃和切削面的几何形状及在空间的位置，设想以下三个辅助平面作为基准面，如图5-55所示。1)基面(pr)是过切削刃选定点的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线。2)主切削平面(ps)是通过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。3)正交平面(po)是通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。(3)在正交平面内测量的角度 如图5-56所示。一、金属切削加工基础知识 图5-55 车刀上的三个辅助平面 1主切削平面 2正交平面 3底平面 4车刀 5基面 6工件 一、金属切削加工基础知识 图5-56 在正交平面内测量的角度 1正交平面 2主切削刀在基面上的投影 3负前角时的剖面 4正前角时的剖面 一、金属切削加工基础知识 1)前角o为前面与基面间的夹角，在正交平面中测量，表示前面的倾斜程度。2)后角o为后面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量，表示后面的倾斜程度。3)楔角o为前面与后面的夹角，在正交平面中测量。(4)在基面内测量的角度 如图5-57所示。1)主偏角r为主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量，它能改变刀刃与刀头的受力及散热情况。2)副偏角r为副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量，它影响已加工表面 一、金属切削加工基础知识 3)刀尖角r为主切削平面与副切削平面间的夹角，图5-57 在基面内测量的角度 一、金属切削加工基础知识 在基面中测量，它影响刀尖强度及散热性能。(四)切削机床的分类与编号 1.机床的分类 2.机床型号编制方法 二、车削加工 1.车床 图5-58 卧式车床外观图 1进给箱 2交换齿轮箱 3主轴箱 4床身 5尾座 6丝杠 7光杠 8溜板与刀架 9溜板箱 二、车削加工(1)主轴变速箱 用来支承主轴并将电动机的旋转运动传递给主轴。(2)挂轮箱 把主轴的旋转运动传递给进给箱。(3)进给箱 用来实现车刀的进给运动。(4)溜板箱 把丝杠或光杠的旋转运动变为溜板和刀架的直线运动。(5)溜板 分上、中、下三层。(6)刀架 固定在小滑板上，用来装夹刀具并与溜板一起作进给运动。(7)尾座 安放在车床右端的导轨上。(8)光杠与丝杠 将进给箱的运动传递给溜板箱。(9)床身 车床的基础件，上述各种部件都安装在床身上。二、车削加工 2.车床附件(1)卡盘 卡盘是应用最广的夹具，安装在车床主轴上。图5-59 卡盘 a)三爪自定心卡盘 b)四爪单动卡盘 二、车削加工(2)花盘 花盘一般用于装夹一些形状复杂、无法用卡盘装夹的零 件。(3)顶尖 在装夹轴类零件时，顶尖起支承与定位作用。二、车削加工 图5-60 用花盘装夹工件 1工件 2平衡铁 二、车削加工 图5-61 顶尖 a)固定顶尖 b)回转顶尖 二、车削加工 3.车刀种类及车床工作(1)车刀的种类 车刀的种类很多，按用途可分为外圆车刀、左偏刀、右偏刀、车孔刀、切断刀、螺纹车刀、成形刀等，如图5-62所示。(2)车床工作 在车床上能进行多种车削，如车外圆、车端面、钻孔、车孔、车槽、切断、车锥体、车螺纹及车削其他成形表面等，此外还可以滚花、盘绕弹簧等。1)车外圆：这是车床上最基本的一种加工，是由工件的旋转和车刀作纵向移动完成的，如加工光轴和阶梯轴、套筒、圆盘形零件(如带轮、飞轮、齿轮)的外表面。二、车削加工 图5-62 常用车刀 a)45外圆刀 b)75外圆刀 c)左偏刀 d)右偏刀 e)车孔刀 f)切断刀 g)螺纹车刀 h)成形刀 二、车削加工 2)车端面：是由工件的旋转和车刀作横向移动完成的，图5-63所示为常用的两种不同车刀车端面的情况。3)切断及车槽：在车床上切断工件时，是用切断车刀作横向进给来完成的，图5-64所示为切断装在卡盘上的短工件。二、车削加工 图5-63 车断面 二、车削加工 图5-64 切断工件 4)钻孔、车孔：在车床上钻孔时，二、车削加工 通常将钻头装在尾座锥形孔中，用手转动尾座手轮使钻头移动进行加工，如图5-65所示；也可用夹具把钻头装夹在刀架上，或用床鞍拉动车床尾座进行自动进给钻孔。5)车圆锥面：是由工件作旋转运动，车刀作直线进给运动并与工件回转轴线成一定角度来完成的，如图5-66所示。图5-65 用车床钻孔 二、车削加工 6)车螺纹：是由工件作旋转运动，螺纹车刀按规定螺距作纵向进给来完成的，如图5-67所示。图5-66 车圆锥面 二、车削加工 7)车成型面：是由工件作旋转运动，车刀作曲线进给运动来完成的，如图5-68所示。二、车削加工 图5-67 车螺纹 二、车削加工 图5-68 车成型面 三、铣削加工 1.铣床 图5-69 铣削 三、铣削加工(1)卧式铣床 铣床的主轴是水平的，与工作台台面平行。(2)立式铣床 立式铣床与卧式铣床的主要区别是它的主轴是直立的，与工作台成垂直位置，图5-71所示为立式铣床的外形图。图5-70 万能卧式铣床 1床身 2主轴 3刀杆 4悬梁 5工作台 6回转盘 7横滑板 8升降台 三、铣削加工 图5-71 立式铣床 2.铣床附件 三、铣削加工(1)机床用平口虎钳 在铣削工件时，常使用机床用平口虎钳夹紧工件，它通常用T型螺钉固定在铣床工作台上。图5-72 机床用平口虎钳(2)回转工作台 回转工作台用来辅助铣床完成各种曲面和分度零 三、铣削加工 件的铣削加工。图5-73 回转工作台 a)手动回转工作台 b)机动回转工作台 1转盘 2螺钉 3手轮 4挡铁 5传动轴 6手柄 7手动进给手轮的连接方头 三、铣削加工(3)万能铣头 在铣床上，为了扩大工作范围，图5-74 万能铣头 三、铣削加工 可以装上万能铣头，其主轴可以在相互垂直的两个平面内旋转。(4)万能分度头 分度头是万能铣床的重要附件，在铣床上加工某些机器零件(如齿轮、花键轴、离合器、蜗轮、蜗杆等)和切削工具(如铰刀、麻花钻等)时，都要使用分度头。图5-75 分度头外形图 1顶尖 2主轴 3回转体 4螺钉 5壳体 6分度盘 7分度手柄 8分度叉 三、铣削加工 3.铣刀 图5-76 常用铣刀 4.铣削方式(1)铣刀寿命 顺铣时，因机床进给机构和螺母之间存在间隙，而切削力与进给方向一致，在切削力的作用下会引起工件和工作台沿进给方向突然移动，使铣刀受到冲击，甚至出现刀齿崩毁或工件飞出等现象；而逆铣时，铣削力与进给方向相反，丝杠和螺母总是保持紧密接触，不会出现以上的现象。三、铣削加工 图5-77 顺铣 三、铣削加工 图5-78 逆铣(2)工作平稳性 顺铣时的切削力将工件压向工作台导轨，三、铣削加工 使工件装夹牢固，能够提高加工表面的质量；而逆铣时，铣削力有将工件及工作台上抬的趋势，加大了工作台与导轨之间的