金属工艺学复习课件

第三章 特种加工
3.1 电火花加工
二、电火花加工的基本工艺规律 1.加工速度和工具损耗速度
当电火花加工时，工具和工件（正、负极）同时遭到不 同程度的电蚀，单位时间内工件的电蚀量称为加工速度， 即生产率；单位时间内工具的电蚀量称为损耗速度，它们 是一个问题的两个方面。 (1)加工速度
一般采用体积加工速度来表示，有时也用质量加工速度 来表示，以方便测量正负极的蚀除速度与单个脉冲能量、 脉冲频率成正比
第三章 特种加工
3.1 电火花加工
三、电火花加工的应用范围 3.电火花线切割加工
电火花线切割加工原理图 1-储丝筒 2-工作台驱动电机 3-导轮 4-电极丝
5-工件 6-脉冲电源
第三章 特种加工
3.1 电火花加工
三、电火花加工的应用范围 3.电火花线切割加工
与成型穿孔加工比较，有如下特点： 1)由于加工表面的轮廓是由CNC控制的复合运动所获得，所
第三章 特种加工
3.1 电火花加工
三、电火花加工的应用范围 3.电火花线切割加工
Dk6825数控旋转电火花机床 加工范围
电火花镗磨
第三章 特种加工
3.2 电解加工
一、电解加工的原理和特点 1.电解加工的原理
电解加工示意图 1-直流电源 2-工具阴极 3-工件阳极
4-电解液泵 5-电解液
电解加工成型原理
3.1 电火花加工
一、电火花加工的原理和特点
2.电火花加工的特点 (1)可加工任何高强度、高硬度、高韧性、高熔点的难切削加工
的导电材料，不受被加工材料的物理机械性能影响 (2)工具的硬度可以低于被加工材料的硬度。 (3)加工时无显著机械切削力，工具电极并不回转，有利于小孔
、窄槽、型孔、曲线孔及薄壁零件加工，也适合于精密细微 加工。 (4)脉冲参数可任意调节，加工中只要更换工具电极或采用阶梯 形工具电极就可以在同一机床上连续进行粗、半精和精加工 。 (5)通常效率低于切削加工，可先用切削加工粗加工，再用电火 花精加工。 (6)放电过程中有一部分能量消耗于工具电极而导致电极消耗，

面状态、环境因素等有关。
金属的化学活性
金属的化学活性是指金属与其他 物质发生化学反应的能力。金属 的化学活性可以用标准电极电位
来表示。
金属材料的力学性质
弹性与塑性
金属材料在外力作用下发生形变，外力消失后能够恢复原状的性质称为弹性；而外力消失后不能恢复 原状，但可以发生永久变形的性质称为塑性。金属的弹性与塑性取决于其内部原子或分子的排列结构 。
04
金属的表面处理技术
电镀技术
总结词
广泛应用的技术
详细描述
电镀技术是一种常用的金属表面处理方法，通过在金属表面电沉积一层金属或 合金，以达到提高耐腐蚀性、美观性和功能性等目的。
电镀技术
总结词：环保性差
详细描述：电镀过程中会产生重金属离子等污染物，对环境造成一定影响，需要 采取相应的环保措施。
电镀技术
机床床身等。
铸造工艺的优点是成本低、适 用范围广，但铸造过程中容易
产生气孔、缩孔等缺陷。
铸造工艺可分为砂型铸造、金 属型铸造、压力铸造等。
锻造工艺
01
锻造工艺是将金属坯料加热至高温后，通过压力机或锤击使其变形， 从而获得所需形状和性能的金属制品的过程。
02
锻造工艺适用于生产各种高强度、高韧性的零件，如齿轮、轴类零件 等。
复合材料
如碳纤维复合材料、金属 基复合材料等，具有优异 的力学性能和轻量化效果 。
新工艺的发展趋势
3D打印技术
可以实现复杂结构零件的快速制造，提高生产效率。
激光加工技术
具有高精度、高效率的特点，在切割、焊接、表面处理等领域有广 泛应用。
精密铸造和锻造技术
可以实现高精度、高质量的零件制造，提高产品的性能和可靠性。
03

铸造的特点
（1）可以铸造出内腔、外形很复杂的毛 坯。
（2）工艺灵活性大、适应性广。铸件重 量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm 到1m左右；铸件材料可用铸铁、铸钢、 碳钢和有色金属等。
（3）铸件成本低。 （4）有铸造缺陷，机械性能不如锻件等。
二、砂型铸造生产工艺流程
三、铸造方法分类
Clasfication of foundry Methods
Pouring Melt in the Mold→Solidification→Casting
优点：complex in shape adaptability in technology cheap in production
缺点：lower mechanical properties unstable quality worse work condition
在铸件上从远离冒口或 浇口到冒口或浇口之 间建立一个递增的温 度梯度，从而实现由 远离冒口的部分向冒 口的方向顺序地凝固。
同时凝固原则：
Simultaneously Solidification
是采取工艺措施保 证铸件结构上各部 分之间没有温差或 温差尽量小，使各 部分同时凝固。如 图所示。
二、金属和合金的铸造性能
体收缩率rate of ＝v0_-v1/v0*100％
volume
Contraction:εv
线收缩率 rate of linear Contraction：
εl=l0-l1/l0*100％
⑵ 收缩的阶段 Contraction Stages
液态收缩 Liquid Contraction 凝固收缩 Solidification Contraction 固态收缩 Solid Contraction 前两个阶段的收缩使合金体积减少，

零件直径较小，但很高。
需要精细清理坯料表面，除净坯料表面的氧化皮、脱碳层及其它缺陷等。
选用超塑性材料可以一次拉深成型，质量很好，零件性能无方向性。
复合挤压 径向挤压 如130汽车差速器行星齿轮，钢坯锻造需用2500～3000kN压力机，粉末锻造只需800kN压力机。
电液成型是利用液体中强电流脉冲放电所产生的强大冲击波对金属进行加工的一种高能高速成型方法。 精密模锻是在模锻设备上锻造出形状复杂、锻件精度高的模锻工艺。
可以加工热塑性差的材料。
如曲柄压力机、摩擦压力机或高速锤等。
锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。
原材料配制→熔炼→浇注→加压成型→脱模→冷却→热处理→检验→入库。
3.5.2 零件的轧制
零件轧制的特点：
ü设备结构简单，吨位小。 ü劳动条件好，易于实现机械化和自动化，生产率高。 ü轧制时模具可用价廉的球墨铸铁或冷硬铸铁来制造， 节约贵重的模具钢材，加工也较容易。 ü锻件质量好。 材料利用率高，可达到90％以上，即达 到少切屑，甚至无切屑。
1．板料冲压
零件直径较小，但很高。选用 超塑性材料可以一次拉深成型，质 量很好，零件性能无方向性。
粉末锻造是粉末冶金成型方法和锻造相结合 的一种金属加工方法。它是将粉末预压成型后， 在充满保护气体的炉子中烧结制坯，将坯料加热 至锻造温度后模锻而成。
粉末锻造的优点（与模锻相比）
Ø材料利用率高，可达90%以上。而模锻的材料 利用率只有50%左右。 Ø机械性能高。材质均匀无各向异性，强度、塑 性和冲击韧性都较高。
Ø锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。
Ø生产率高。每小时产量可达500～1000件。
Ø锻造压力小。如130汽车差速器行星齿轮，钢坯 锻造需用2500～3000kN压力机，粉末锻造只需 800kN压力机。