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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m／s。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αp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(59～64HRC)，容易磨得锋利，价格低，但热硬性差，在温度达到200～250℃时，硬度明显下降，因此它允许的切削速度很低(vc小于10m／min)。(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300～350℃，故允许的切削速度比碳素工具钢高10％～40％。(3)高速钢这种钢热处理后硬度可达62～65HRC，耐磨性好；它的热硬性温度达550～600℃，允许的切削速度比碳素工具钢高2～4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(87～92HRA，相当于70～75HRC)，热硬性温度高达900～1000℃，因此它允许的切削速度比高速钢又高出4～10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86～96HRA，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1000～2000HV)，热硬性温度为700～800℃。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7300～9000HV，热硬性温度达1300～1500℃，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γo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αo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βo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κr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κr′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εr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间隙，引起振动。(3)工作效率顺铣可以提高铣削速度，节省机床动力，较之逆铣的生产效率高。四、刨削加工图5-79刨削与插削a)刨削b)插削1—待加工表面2—过渡表面3—已加工表面四、刨削加工1.刨床(1)牛头刨床主要用来刨削中、小型工件，在工具、机修车间进行单件或小批生产时应用较广泛。图5-80B6065型牛头刨床外观图1—工作台2—刀架3—滑枕4—床