金属工艺学课件
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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，
金属工艺学完整ppt课件
（4）工艺方法的综合比较
精选课件
3
产品制造的过程
精选课件
4
课程性质、任务和学习要求
1. 课程性质
2.
技术基础课
2. 学习任务和要求
1）掌握常用金属材料的主要性能；
2）掌握零件的加工工艺知识；
3）培养工艺分析的基本能力。
精选课件
5
第一篇 金属材料导论
工业生产中所使用的材料主要包括金属材料、无机 非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。
一、铸造性能
金属在铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力称为 铸造性能。铸造性能包括流动性、吸气性、收缩性和偏析等。在 金属材料中灰铸铁和青铜的铸造性能较好。
二、
金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度称为锻造性能。锻造 性能的好坏主要同金属的塑性和变形抗力有关。塑性越好，变形 抗力越小，金属的锻造性能越好。
σb=F b/A 0
弹性极限σe：
材料在外力作用下，保持弹性变形的最大应力。
σe=F e/A 0
精选课件
12
中、高碳钢和其他脆 性金属材料无明显屈服 现象，国家标准以产生 0.2%塑性变形的应力 来表示屈服强度，即：
σ0.2=F0.2/A0
精选课件
13
屈服强度和抗拉强度在设计机械和选择、 评定金属材料时有重要意义 。 机械零件多
最常用的合金，有以铁为基础的铁碳合金； 有以铜或铝为基础的铜合金和铝合金。
精选课件
7
第一章 金属材料的主要性能
教学重点：金属材料的力学性能 教学难点：б-ε曲线特点
精选课件
8
第一节 金属材料的力学性能
力学性能是指金属材料在受外力作用时 所反映出来的性能。力学性能指标，是 选择、使用金属材料的重要依据。
金属工艺学课件(PPT45页).pptx
。2020年11月27日星期五下午3时1分51秒15:01:5120.11.27
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年11月下午3时1分20.11.2715:01November 27, 2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年11月27日星期五3时1分51秒15:01:5127 November 2020
（三）型材 型材主要有板材、棒材、线材 等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和 特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热 轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度 较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸 较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较 高的中小型零件。
• （四）焊接件 焊接件主要用于单件小批 生产和大型零件及样机试制。其优点是制 造简单、生产周期短、节省材料、减轻重 量。但其抗振性较差，变形大，需经时效 处理后才能进行机械加工。
《金属工艺学》上、下册 《材料成型工艺基础》
《机械制造学》 《工程材料与热加工工艺》 《机械加工工艺》 《机械加工工艺基础》
《材料成形学》
高等教育出版社
邓文英
华中理工大学出版社 沈其文
机械工业出版社
王贵成
西北工业大学出版社 裴崇斌
西北工业大学出版社 裴崇斌
清华大学出版社
金问楷
机械工业出版社
李新城
网络资源
课程的特点
• 课程是机类专业应掌握的一门重要的专业
基础课，具有很强的综合性和实践性，是
在掌握了工程制图和金工实习课之后开设 的专业基础课。通过本课程的教学，培养 学生把理论与实践结合起来学习的理念， 提高工程实践的意识，并能用所学的基本 原理和方法分析实际生产技术问题，为学 习后续课程并为以后从事机械设计和制造 方面的工作奠定必要的基础。
金属工艺学全套精品课件
屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比(小于 1）。
l
二、塑性（塑性变形)
金属材料在外力作用下产生不可逆转的永久
变形而不发生断裂的能力称为塑性。常用的塑性 指标有断后伸长率δ和断面收缩率ψ，均通过试验 测定。
1、断后伸长率δ：又称延伸率，是指试件被拉 断后，其标距长度的最大伸长量Δl与原始标距l0
的百分比。
5、金属的塑性变形会导致其 提高， 下降，这种现象称为加工硬化。
二、单项选择题：
1、金属材料表现出力学性能的是
()
A. 导电性 B. 抗氧化性 C. 导热性 D. 硬度
2、试件拉断前承受的最大标称拉应力称为
一、强度：
金属材料在外力作用下抵抗永久变形或 断裂的能力称为强度。
按外力性质不同划分，强度有抗拉强度、 抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强 度等。工程指标一般为屈服强度和抗拉强 度。
F S
金属材料的屈服强度、抗拉强度以及塑性指标是 在万能材料试验机上通过对金属材料进行拉伸试验 测定的。
构件在力的作用下，抵抗永久变形或断裂的能力 （强度），既取决于承受的内力大小，又取决于构 件的横截面的大小和形状，因而用应力值来衡量构 件的强度。一般，把单位面积上的抵抗破坏的内力 称为应力，即：
工艺性能是指金属材料在各种加工工艺 过程中所表现出来的性能，包括铸造、锻 造、焊接、热处理性能及切削加工性能等。
金属材料的力学性能又称机械性能，是 指金属材料在外力（即载荷）作用下所表 现出的抵抗变形和破坏的能力。包括强度、 塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等，是 机械零件和构件设计、选材的主要依据。
冲击韧性，简称韧性。导致冲击的因素主要有载荷或速 度突然变化（惯性）。
2、金属疲劳： 金属材料在指定循环基数的交变载荷作用下，不产
l
二、塑性（塑性变形)
金属材料在外力作用下产生不可逆转的永久
变形而不发生断裂的能力称为塑性。常用的塑性 指标有断后伸长率δ和断面收缩率ψ，均通过试验 测定。
1、断后伸长率δ：又称延伸率，是指试件被拉 断后，其标距长度的最大伸长量Δl与原始标距l0
的百分比。
5、金属的塑性变形会导致其 提高， 下降，这种现象称为加工硬化。
二、单项选择题：
1、金属材料表现出力学性能的是
()
A. 导电性 B. 抗氧化性 C. 导热性 D. 硬度
2、试件拉断前承受的最大标称拉应力称为
一、强度：
金属材料在外力作用下抵抗永久变形或 断裂的能力称为强度。
按外力性质不同划分，强度有抗拉强度、 抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强 度等。工程指标一般为屈服强度和抗拉强 度。
F S
金属材料的屈服强度、抗拉强度以及塑性指标是 在万能材料试验机上通过对金属材料进行拉伸试验 测定的。
构件在力的作用下，抵抗永久变形或断裂的能力 （强度），既取决于承受的内力大小，又取决于构 件的横截面的大小和形状，因而用应力值来衡量构 件的强度。一般，把单位面积上的抵抗破坏的内力 称为应力，即：
工艺性能是指金属材料在各种加工工艺 过程中所表现出来的性能，包括铸造、锻 造、焊接、热处理性能及切削加工性能等。
金属材料的力学性能又称机械性能，是 指金属材料在外力（即载荷）作用下所表 现出的抵抗变形和破坏的能力。包括强度、 塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等，是 机械零件和构件设计、选材的主要依据。
冲击韧性，简称韧性。导致冲击的因素主要有载荷或速 度突然变化（惯性）。
2、金属疲劳： 金属材料在指定循环基数的交变载荷作用下，不产
《金属工艺学》课件
金属的加工工艺
金属的铸造工艺
铸造工艺简介：将熔融的金属倒入模具中，冷却后形成所需形状的工艺 铸造方法：砂型铸造、金属型铸造、离心铸造等 铸造材料：铁、钢、铝、铜、锌等 铸造工艺特点：可生产复杂形状的零件，成本低，生产效率高
金属的锻造工艺
锻造方法：自由锻造、模锻、 冲压、挤压等
锻造工艺：将金属加热到一 定温度，通过锤打、挤压等 方式改变其形状和性能
切削工具：包括车刀、铣刀、钻头、 锯片等
切削方法：包括车削、铣削、钻削、 锯削等
切削参数：包括切削速度、进给量、 切削深度等
切削质量：包括表面粗糙度、尺寸精 度、形位精度等
切削效率：包括生产效率、能耗、刀 具寿命等
金属的热处理工艺
热处理的原理和分类
热处理的原理：通过改变金属的微观结构， 提高其力学性能和耐腐蚀性
金属的表面处理技术
表面涂装技术
目的：保护金 属表面，提高 耐腐蚀性、耐
磨性等性能
主要方法：电 镀、喷涂、热
浸镀等
电镀：利用电 解原理，在金 属表面形成一 层金属或合金
镀层
喷涂：利用高 压气流将涂料 喷涂到金属表 面，形成一层
保护层
热浸镀：将金 属加热到一定 温度，使其表 面形成一层金 属或合金镀层
智能化：利用人工智能技术， 实现金属加工的自动化、智 能化
数字化：利用数字化技术， 实现金属加工的精确控制和
优化
绿色化：采用环保技术和材 料，实现金属加工的绿色化
和可持续发展
绿色环保和可持续发展要求
减少能源消耗：提高能源利用效率， 降低生产过程中的能源消耗
循环利用：提高金属材料的回收利 用率，实现资源的循环利用
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金属工艺学第17章课件.ppt
17.2.3 常用机床
2）车床的主要组成部件
1—主轴箱; 2—卡盘; 3—滑板; 4—刀架; 5—冷却管; 6—尾座; 7—丝杠; 8—光杠; 9—床身; 10—操纵杆; 11—溜板箱; 12—盛液箱; 13—进给箱; 14—挂轮箱 CA6140型卧式车床的外形
27
17.2 金属切削机床的基础知识
16M1432B万能外圆磨床 1—床身； 2—头架； 3—工作台； 4—内圆磨装置； 5—砂轮架；
6—尾座； 7—脚踏操纵板
42
17.2 金属切削机床的基础知识
17.2.3 常用机床
1）刨床
牛头刨床 1—工作台; 2—滑枕; 3—刀架; 4—横梁; 5—床身; 6—底座
43
17.2 金属切削机床的基础知识
17.2.3 常用机床
1）车床的工艺范围
卧式车床适用于：加工各种轴类、套类 和盘类零件上的回转表面。其工艺范围非常 广泛，适用性很强。在车床上可进行：钻中 心孔、车外圆、车端面、车锥体、钻孔、铰 孔、车内孔、车成形面、车螺纹、滚花、绕 弹簧、攻螺纹和套螺纹等加工。
26
17.2 金属切削机床的基础知识
1）机床的 组、系代号
每类机床分成若干组、型，其代号用两位阿 拉伯数字组成(第一位数字代表组别，第二位数 字代表型别)，位于类代号或特性代号之后。
23
17.2 金属切削机床的基础知识
17.2.2 机床的型号
2）机床的 主要参数
机床的主参数代号用阿拉伯数字表示(其数 值为主参数的本身 1／10或1／100)，位于组、 型代号之后。
刀具在进给运动方向相对于工件的位移 量，称为进给量。车削加工的刀具进给量常 用工件每转一周刀具的位移量来表述和度量， 用 f 表示，单位为 mm/r。
金属工艺学教学PPT
03
金属加工工艺
铸造工艺
铸造工艺基础
介绍铸造工艺的基本原理、铸 造材料、铸造设备及工装模具
等。
铸造工艺设计
学习铸造工艺方案制定、浇注 系统设计、冒口和冷铁设计等 。
铸造合金材料
了解常用铸造合金材料的性能 特点、应用范围及熔炼技术。
铸造缺陷与质量控制
分析铸造过程中常见的缺陷及 质量控制方法，提高铸造件质
金属工艺学的重要性
金属工艺学在现代工业制造中扮演着至关重要的角色，它涉 及到航空航天、汽车、船舶、能源、建筑、医疗器械等多个 领域，是实现从原材料到最终产品的关键环节。
金属工艺学的历史与发展
金属工艺学的起源
金属工艺学可以追溯到古代，人类最 早使用石头和骨头制作工具和武器， 后来逐渐掌握了炼铁和铜等金属的加 工技术。
VS
安全要求
实验室应配备必要的安全设施和防护用品 ，确保学生的人身安全和健康。学生在实 践过程中应按照指导教师的要求进行操作 ，如遇紧急情况应及时报告并采取相应措 施。
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THANKS
金属工艺的创新与发展趋势
总结词
金属工艺的创新与发展趋势
创新点1
3D打印技术在金属工艺中的应用。
描述1
通过3D打印技术，可以实现金属零件的快速原型 制造，提高设计效率和生产灵活性。
金属工艺的创新与发展趋势
创新点2
01
金属表面处理技术的改进。
描述2
02
采用新型表面处理技术，如电镀、喷涂等，提高金属表面的美
观性和耐久性。
发展趋势1
03
数字化技术在金属工艺中的应用。
金属工艺的创新与发展趋势
01
描述3
利用数字化技术进行金属工艺设 计和优化，实现智能化制造和个 性化定制。
金属工艺学课件
分类
热处理技术可以分为退火、淬火、回火等多种方式。
应用
热处理技术广泛应用于钢铁、有色金属等领域，是提高金属性能和 延长使用寿命的重要手段。
05
金属工艺学的未来发展
新材料的应用
轻质金属材料
随着航空航天、汽车等行业的快速发展，轻质金属材料如 钛合金、铝合金等在金属工艺领域的应用将更加广泛。
高性能金属材料
80%
医疗器械
金属工艺学在医疗器械领域的应 用也十分重要，如人工关节、心 脏起搏器等医疗器械的制造。
02
金属材料的性质
金属材料的物理性质
01
02
03
04
导热性
金属材料具有良好的导热性， 可以用于制造各种散热器、加 热器等。
导电性
金属材料是电的良导体，广泛 用于电线、电缆等电气产品的 制造。
密度
金属材料的密度较大，质地较 重，具有较高的质量感和稳定 性。
智能制造技术
将信息技术与制造技术深度融合，实现生产过程 的智能化和柔性化，提高生产效率和产品质量。
3
精密加工技术
利用高精度机床和加工工具，实现金属零件的高 精度加工，提高产品的稳定性和可靠性。
环保与可持续发展
01
绿色制造技术
通过采用清洁能源、减少废弃物 排放等方式，实现生产过程的环 保和可持续发展。
金属工艺学的重要性
金属工艺学在工业生产、航空航天、交通运输、医疗器械等领域 具有广泛应用，对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。
金属工艺学的历史与发展
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属，如铜、铁等， 用于制造工具和武器。
工业革命时期的金属工艺
随着工业革命的兴起，金属工艺得到了迅速发展， 各种新的加工技术不断涌现。
热处理技术可以分为退火、淬火、回火等多种方式。
应用
热处理技术广泛应用于钢铁、有色金属等领域，是提高金属性能和 延长使用寿命的重要手段。
05
金属工艺学的未来发展
新材料的应用
轻质金属材料
随着航空航天、汽车等行业的快速发展，轻质金属材料如 钛合金、铝合金等在金属工艺领域的应用将更加广泛。
高性能金属材料
80%
医疗器械
金属工艺学在医疗器械领域的应 用也十分重要，如人工关节、心 脏起搏器等医疗器械的制造。
02
金属材料的性质
金属材料的物理性质
01
02
03
04
导热性
金属材料具有良好的导热性， 可以用于制造各种散热器、加 热器等。
导电性
金属材料是电的良导体，广泛 用于电线、电缆等电气产品的 制造。
密度
金属材料的密度较大，质地较 重，具有较高的质量感和稳定 性。
智能制造技术
将信息技术与制造技术深度融合，实现生产过程 的智能化和柔性化，提高生产效率和产品质量。
3
精密加工技术
利用高精度机床和加工工具，实现金属零件的高 精度加工，提高产品的稳定性和可靠性。
环保与可持续发展
01
绿色制造技术
通过采用清洁能源、减少废弃物 排放等方式，实现生产过程的环 保和可持续发展。
金属工艺学的重要性
金属工艺学在工业生产、航空航天、交通运输、医疗器械等领域 具有广泛应用，对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。
金属工艺学的历史与发展
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属，如铜、铁等， 用于制造工具和武器。
工业革命时期的金属工艺
随着工业革命的兴起，金属工艺得到了迅速发展， 各种新的加工技术不断涌现。
《金属工艺学》课件
金属工艺学分类
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学(全套课件512P)
Wc> 0.60%
Ws,Wp ≤ 0.020%
18
第一章 钢铁材料及热处理
第二节 铁碳合金及其状态图
1.2 碳钢的分类、编号、性能和用途 （2）编号
碳素结构钢：以钢材厚度（或直径）不大于 16mm钢的屈服强度数值表示。
Q+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法
Q---钢的屈服强度； A,B,C,D---质量等级； F---沸腾钢； Z---镇静钢；b---半镇静钢；TZ---特殊镇静钢。
19
第一章 钢铁材料及热处理
第二节 铁碳合金及其状态图
沸腾钢（F）为脱氧不完全的钢。 浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出），钢 锭凝固后，蜂窝气泡分布在钢锭中，在轧制过程中这种 气泡空腔会被粘合起来。这类钢的特点是钢中含硅量很 低，通常注成不带保温帽的上小下大的钢锭。
金属工艺学
绪论
• 金属工艺学:
研究金属材料性质及其加工工艺为 主的综合性技术基础课程。 • 主要研究内容：
– 各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系； – 金属机件的加工工艺过程和结构工艺性； – 常用金属材料性能对加工工艺的影响；
– 工艺方法的综合比较等.
2
绪论
在机械制造中需要了解以下内容：
条件。
11
第一章 钢铁材料及热处理
抗其他更硬的物体压入其内的能力。
表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变 形或破断的能力。
布氏硬度
HBS或HBW
洛氏硬度
HRC、HRB、HRA
12
第一章 钢铁材料及热处理
第一节 金属及合金的性能
1.4 冲击韧性：材料抵抗冲击载荷的能力。
金属工艺学教材(PPT 46页)
铸型绕垂直轴旋转。铸件内表面呈抛物线形。用 来铸造高度小于直径的盘、环类或成形铸件。
•34
卧式离心铸造
铸型绕水平轴旋转。铸件壁厚均匀，应用广泛，主 要用来生产圆环类铸件，也用于浇注成形铸件。
•35
离心式实型铸造
离心铸造的生产过程
（1）将金属型型腔清理干净，喷涂料 （2）旋转铸型，浇入定量金属液 （3）凝固后，停止旋转，取出铸件
•38
缺点
• 铸件易产生偏析，铸件内 表面较粗糙。内表面尺寸 不易控制。
•39
第五节 消失模铸造
也称气化模铸造，国际上称EPC工艺。 真空实型铸造， 用泡沫模型代替金属或木模，
造型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样 气化消失而得到铸件。
•40
泡沫塑料模型
•41
预发泡
模型 成型
模型簇 组合
•14
3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状 复杂、不便分型的零件。如带有精细的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件。
4.可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复 杂铸件的生产。
•15
•16
•17
•18
第二节 金属型铸造
金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属 铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方 法。
时，压型寿命低 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的切削加工 压铸件不能用热处理的方法提高性能
适用范围:
主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中、小铸件的 大量生产。
•32
第四节 离心铸造
将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属 液在离心力作用下充填铸型并凝固的铸造方 法。
•33
•34
卧式离心铸造
铸型绕水平轴旋转。铸件壁厚均匀，应用广泛，主 要用来生产圆环类铸件，也用于浇注成形铸件。
•35
离心式实型铸造
离心铸造的生产过程
（1）将金属型型腔清理干净，喷涂料 （2）旋转铸型，浇入定量金属液 （3）凝固后，停止旋转，取出铸件
•38
缺点
• 铸件易产生偏析，铸件内 表面较粗糙。内表面尺寸 不易控制。
•39
第五节 消失模铸造
也称气化模铸造，国际上称EPC工艺。 真空实型铸造， 用泡沫模型代替金属或木模，
造型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样 气化消失而得到铸件。
•40
泡沫塑料模型
•41
预发泡
模型 成型
模型簇 组合
•14
3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状 复杂、不便分型的零件。如带有精细的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件。
4.可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复 杂铸件的生产。
•15
•16
•17
•18
第二节 金属型铸造
金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属 铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方 法。
时，压型寿命低 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的切削加工 压铸件不能用热处理的方法提高性能
适用范围:
主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中、小铸件的 大量生产。
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第四节 离心铸造
将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属 液在离心力作用下充填铸型并凝固的铸造方 法。
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金属工艺学第10章课件.ppt
10.1 高聚物材料
91.02..11.3 硬常质用合热金塑的性性高能聚特物点的性能及应用
1）聚酰胺的基本特性
聚酰胺就是通 常所说的尼龙，有 的也叫锦纶。它的 强度、韧性、耐磨 性、耐腐蚀性、吸 震性、自润滑性、 成形性好，且摩擦 系数小，无毒无味， 可在100℃以下使 用。
10.1 高聚物材料
青等天然树脂很少使用。树脂在塑料中的 质量分数为40％~100％。
10.1.1 塑料组成
（2） 增塑剂
10.1 高聚物材料
（1） 填充剂
（3） 稳定剂
（4） 发泡剂
（6） 润滑剂
（5） 着色剂
（7） 其他添加剂
10.1 高聚物材料
10.1.2 高聚物的分子结构
1. 链状结构
2. 树枝状结构
3. 网状结构
气相
3）
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10.2 陶瓷材料
10.2.1 陶瓷材料的概述
陶瓷的显微组织
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10.2 陶瓷材料
10.2.1 陶瓷材料的概述
1） 力学性能
2） 热性能
3） 化学性能
4） 电性能
5） 加工工艺
性
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10.2.2 工程陶瓷材料
10.2 陶瓷材料
1.强度高
2.耐磨耐腐蚀
3.电绝缘
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10.3.1 复合材料概述
91.02..11.3 硬常质用合热金塑的性性高能聚特物点的性能及应用
1）聚丙烯的基本特性
聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚 乙烯更透明、更轻。密度仅为0.90~0.91 g/cm3，它不吸 水，光泽好，易着色。
聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能、如卓越的介电 性能、耐水性、化学稳定性，宜于成形加工等；还具有 聚乙烯所没有的许多性能，如屈服强度、抗拉强度、抗 压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。
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用多刃刀具（铣刀）加工时，
fz - 每齿进给量mm/z vf - 进给速度mm/s(mm/min) f - 每转进给量mm/r
三者之间关系可用下式表示：
vf = fn / 60 = fz z n / 60(mm/s)
3. 背吃刀量ap 在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削 层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸，称 为背吃刀量，以ap表示，单位为mm。 车外圆时，可用下式计算：
dn
vc 1000
m / s 或m / min
2） 若主运动为往复直线运动（如刨削、插削等），
则常以其平均速度为切削速度。vc按下式计算
vc
2Lnr 1000
m / s 或 m / min
2. 进给量 用单刃刀具（如车刀、刨刀）加工时，进给量可用刀
具或工件每转或每往复行程的位移量来表述和度量。单位为 mm/r（如车削时）或mm/st（如刨削时）。
作用：影响刀头的锋利度和强度。 γo ↑→ 切削刃越锋利→切削越轻快
但会削弱刀头的强度→ 崩刃。
基面 γ
基面 γ
选择： 工件材料的σb、HRC↑→γo↓,反之取大值。 刀具材料：高速钢→γo ↑ ； 硬质合金→γo↓。 粗加工： γo ↓ 精加工： γo↑ 范围：通常γo=-5°～+25°
(2)后角αo 1.影响刀头的强度和锋利度
1. 碳素工具钢（含碳量在0.7%～1.3%） 特点：
1）刃磨性好
2）淬火后硬度为HRC61～64 3）价格便宜 4）耐热性低 200°C丧失原来的硬度，V切↓ 5）热处理性能差：热处理时易变形，产生裂纹。
用途：制造形状简单的低速手动工具。如：锉刀、 钢锯条、手用丝锥等。
牌号： T7、T7A、T8、T8A、… …T13、T13A （角标的数字为含C的千分比，字母A为高级优质）
(4)主切削刃 主要用于切削金属的切削刃。
(5)副切削刃 切削刃上除主切削刃以外的刃，它向背离 主切削刃的方向延伸。
(6)刀尖 主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切 削刃。 2. 车刀的几何角度 三个辅助平面 (1)基面 过切削刃选定点，垂直于该点假定主运动方向的 平面。
(2)切削平面 过切削刃选定点，与切削刃相切，与切削 速度平行，并垂直于基面的平面。
作用： 2.减少刀具主后刀面和工件过渡表面之间的摩擦。
αo↑→摩擦越小→切削刃越锋利； αo↑↑→会削弱刀头的强度，散热条件变差，容易崩刃。
范围： αo=6°～12°。精加工时选得大些，粗加工选小些。 (3)主偏角κr (4)副偏角κr＇ 作用：
主偏角主要影响切削层截面的形状和参数，影响切削分 力的分配，并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度；副偏 角还有减小副后刀面与已加工表面间摩擦的作用。 选择：主副偏角应根据工件的刚度及加工要求选取合理的数值。 范围：一般车刀常用的主偏角有45°、75°、90°等几种，
用途：装配、修理以及在新产品研制中广泛应用。
2） 机械加工（机加工：工人操作机床完成的切削加工） 主要方法有：车削、钻削、刨削、铣削和磨削等。 特点：劳动强度低，生产率高。 用途：加工零件。
第一节 切削运动及切削用量
一、切削运动 切削运动：
1. 主运动 主运动是使刀具和工件之间产生相对运动，促
使刀具前刀面接近工件而实现切削的运动，也是切 削运动中速度最高，消耗功率最多的运动。 特点：1.切削速度最高 2.消耗机床功率最多 3.只有一个 2. 进给运动
二、刀具材料 （一）对刀具材料的基本要求 刀具的工作环境：高压、强烈冲击、强烈摩擦、高温
1.较高的硬度 刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度， 常温硬度一般在HRC60以上。
2.足够的强度和韧性
3.较好的耐磨性 硬度越高的材料耐磨性越好
4.较高的耐热性 耐热性越高的材料允许的切削速度越高 5.良好的工艺性：刀具接受加工的难易程度 （二）常用刀具材料
车削细长轴时取主偏角等于75～90°的车刀；
副偏角为5°～15°。
4. 刀具的工作角度
1)刀尖安装高低对工作角度的影响
刀尖与工件回转中心等高 γ0e = γ0 刀尖高于工件回转中心 γ0e＞γ0 刀尖低于工件回转中心 γ0e＜γ0
α0e = α0 α0e＜α0 α0e＞α0
2)刀杆中心线安装偏斜对工作角度的影响
ap
dw
dm 2Biblioteka 钻孔：ap=D/2 Vc、 f 、ap——统称为切削用量三要素
第二节 刀具的几何形状及刀具材料
一、刀具的几何形状 1. 车刀切削部分的组成 (1)前刀面 刀具上切 屑流过的表面。
(2)主后刀面 刀具上 同前刀面相交形成主切 削刃的后刀面。 (3)副后刀面 刀具上同前刀面 相交形成副切削刃的后刀面。
(3)正交平面 过切削刃选定点，并同时垂直于基面和 切削平面的面。 3. 车刀切削部分的主要角度
刀具的角度：影响切削力的大小、切屑的形状、刀具耐 用度的大小，同时也是刀具刃磨的理论依 据。
车刀的主要角度有前角、后角、主偏角、副偏角和 刃倾角，见图5-1-5 (1)前角γo它反映了前刀面的倾斜程度（正交平面内测量）
进给运动是使刀具与工件之间产生附加的相对运 动，与主运动配合，即可连续地切除切屑，获得具有 所需几何特性的已加工表面。 特点：1.切削速度低 2.消耗机床功率的一小部分
3.可能有一个，也可能有多个。
二、 切削用量
工件上的三表面
已加工表面 待加工表面 过渡表面（加工表面）
1. 切削速度vc 1）若主运动为旋转运动，切削速度一般为其最大线速度， vc可按下式计算：
2. 合金工具钢（在碳素工具钢中加入少量W、 Cr、
Mn等合金元素）
牌号：9Crsi、CrWMn 特点：与“T” 相比
牌号前边的数字为含C的千分 比，〉1%时不标出
1）耐磨性好
2）耐热性仍不太高 250～300°C， V切↓ 3）热处理性好，淬火不易变形
用途：制造形状复杂的低速切削的刀具。如：铰刀、 丝锥、板牙等。
3. 高速钢（合金元素含量较高的一种高合金工具钢）
W（9～20%）、Cr（3～5%）、V（1～3%）
常用牌号：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2
特点： 1）HRC65
牌号中的数字为前边元素含量
的百分比，小于1.5%时不标出