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機械製造 一年乙班 32號 呂其翰 - Coggle Diagram
機械製造
一年乙班
32號 呂其翰
鑄造
熔模鑄造
定義
熔模鑄造又稱失蠟鑄造,包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆鑄金屬液及後處理等工序。
可用熔模鑄造法生產的合金種類
碳素鋼
合金鋼
耐熱合金
不鏽鋼
精密合金
優點
鑄件尺寸精度較高
很高的表面光潔度
可大量節省機床設備和加工工時
大幅度節約金屬原材料
材料
黏接劑
在熔模鑄造中用得最普遍的粘結劑是矽酸膠體溶液(簡稱矽酸溶膠)
耐火材料
模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉,以及矽酸鋁耐火材料
負壓鑄造
優點
鑄件砂眼氣孔少
產品密實度高
表面光潔
輪廓清晰
尺寸準確
V法生產關鍵點在於選中真空抽氣系統,首先要確定真空泵的容量,主要考慮的因素
需同時在真空下工作的砂箱的尺寸和數量
同時澆注的鑄型的數量
澆注的尺寸和形狀
離心鑄造
定義
離心鑄造是將液體金屬注入高速旋轉的鑄型內,使金屬液做離心運動充滿鑄型和形成鑄件的技術和方法。
應用
雙金屬鑄鐵軋輥
加熱爐底耐熱鋼輥道
特殊鋼無縫鋼管
剎車鼓、活塞環毛坯、銅合金蝸輪
異形鑄件如葉輪、金屬假牙、金銀介子、小型閥門和鑄鋁電機轉子
生產量較大的
鐵管
柴油發動機和汽油發動機的汽缸套
各種類型的鋼套和鋼管
雙金屬鋼背銅套,各種合金的軸瓦
造紙機滾筒
優點
幾乎不存在澆注系統和冒口系統的金屬消耗,提高工藝出品率
產中空鑄件時可不用型芯,在生產長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充型能力,降低鑄件壁厚對長度或直徑的比值,簡化套筒和管類鑄件的生產過程
鑄件緻密度高,氣孔、夾渣等缺陷少,力學性能高
便於製造筒、套類複合金屬鑄件
焊接
定義
是一種以加熱或加壓方式接合金屬或其他熱塑性塑料的工藝及技術
種類
氣焊
原理
利用可燃氣體與助燃氣體混合燃燒生成的火焰為熱源,熔化銲件和焊接材料使之達到原子間結合的一種焊接方法。
優點
對鑄鐵及某些有色金屬的焊接有較好的適應性
在電力供應不足的地方需要焊接時,氣焊可以發揮更大的作用
缺點
生產效率較低
焊接後工件變形和熱影響區較大
較難實現自動化
火焰分類
中性焰
氧化焰
碳化焰
電阻焊
原理
是指利用電流通過銲件及接觸處產生的電阻熱作為熱源將銲件局部加熱,同時加壓進行焊接的方法。
優點
不需要填充金属
生產率高
焊接變形小
容易實現自動化
分類
點焊
原理
是將銲件裝配成搭接接頭,並壓緊在兩柱狀電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,形成焊點的電阻焊方法。
縫焊
原理
以旋轉的圓盤狀滾輪電極代替柱狀電極,將銲件裝配成搭接或對接接頭,並置於兩滾輪電極之間,滾輪加壓銲件並轉動,連續或斷續送電,形成一條連續焊縫的電阻焊方法。
對焊
原理
是使銲件沿整個接觸面焊合的電阻焊方法。
凸焊
在一個工件上有預製的凸點,凸焊時,一次可在接頭處形成一個或多個熔核。
特點
在一個工件上有預製的凸點,凸焊時,一次可在接頭處形成一個或多個熔核。
加熱時間短,熱量集中,故熱影響區小,變形與應力也小,通常在焊後不必安排校正和熱處理工序。
雷射焊接
原理
是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法
特性
屬於熔融焊接,以激光束為能源,衝擊在銲件接頭上
激光束可由平面光學元件(如鏡子)導引,隨後再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上
激光焊接屬非接觸式焊接,作業過程不需加壓,但需使用惰性氣體以防熔池氧化,填料金屬偶有使用
電弧焊
定義
電弧焊是利用電弧作為熱源的熔焊方法
原理
是利用電弧是在大電流(10至200A)以及低電壓(10至50V)條件下通過一電離氣體時放電所產生的熱量,來熔化焊條與工件使其在冷凝後形成焊縫。
按其自動化程度可分為
手工電弧焊
半自動電弧焊
自動電弧焊
按工藝可大致分為
鎢極氣體保護電弧焊
定義
是一種以非熔化鎢電極進行焊接的電弧焊接法
焊接時,由傳導通過高度離子化的氣體(即電漿)和金屬蒸氣的電弧,作為恆流焊接電源,提供能量。
*埋弧焊
定義
是指電弧在銲劑層下燃燒進行銲接的方法,為電弧銲的一種。
特點
是在電弧效應的作用下,銲料、焊劑和焊件被熔化形成的一層由熔渣和氣體組成的保護膜,對焊接區起到隔離空氣、絕熱和遮蔽光輻射的作用。
優點
生產率高
焊縫質量好
無弧光輻射和火花飛濺
在室內和室外都可焊接各種鋼結構
氣體遮蔽電弧銲
分類
熔化極活性氣體保護電弧銲
原理
是採用連續等速送進可熔化的焊絲與被焊工件之間的電弧作為熱源來熔化焊絲和母材金屬,形成熔池和焊縫的焊接方法。
特點
由於不同種類的保護氣體及焊絲對電弧狀態、電氣特性、熱效應、冶金反應及焊縫成形等有著不同影響,因此根據保護氣體的種類和焊絲類型分成不同的焊接方法。
適用範圍
MIG焊適用於焊接不銹鋼和鋁、銅等有色金屬。
脈衝MIG焊與脈衝MAG焊類似,可以在低電流區間實現穩定的噴射過渡。
熔化極惰性氣體保護電弧銲
原理
採用熔化極焊絲作為電弧的一極,從焊槍噴嘴中通以惰性氣體對焊接區及電弧進行保護,焊絲熔化金屬從焊絲端部脫落過渡到熔池,與母材熔化金屬共同形成焊縫
特點
與焊條電弧焊、CO2電弧焊、埋弧焊相比,MIG焊可以焊接幾乎所有的金屬
與TIG焊相比,MIG焊焊絲和電弧的電流密度大,焊絲熔化速度快,對母材的熔敷效率高,母材熔深和焊接變形都好於TIG焊,焊接生產率高
與C02電弧焊相比,熔化極氫弧焊電弧狀態穩定,熔滴過渡平穩,幾乎不產生飛濺,熔透也較深。
熔化極氫弧焊直流反接焊接鋁合金,對母材表面的氧化膜有良好的陰極霧化清理作用。
由於惰性氣體本質上不與熔化金屬產生冶金反應,如果保護條件穩妥,可以防止周圍空氣的混入,避免氧化和氮化。
加工
水刀加工
特點
可以對任何材料進行任意曲線的一次性切割加工
切割時產生的熱量會立即被高速流動的水射流帶走,並且不產生有害物質,材料無熱效應
切割後不需要或易於二次加工,安全、環保,速度較快、效率較高,可實現任意曲線的切割加工,方便靈活、用途廣泛。
應用
在金屬切割領域中的應用
裝飾、裝潢中的不銹鋼等金屬切割加工
機器設備外罩殼的製造
在玻璃切割領域的應用
家電玻璃切割
衛浴產品
燈具
汽車玻璃
雷射加工
雷射熱加工
原理
是指利用激光束投射到材料表面產生的熱效應來完成加工過程,包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光鐳射打標、激光鑽孔和微加工
光化學反應加工
原理
是指激光束照射到物體,借助高密度激光高能光子引發或控制光化學反應的加工過程。包括光化學沉積、立體光刻、激光雕刻刻蝕
特點
激光頭與工件不接觸,不存在加工工具磨損問題
激光功率密度大,工件吸收激光後溫度迅速升高而熔化或汽化,即使熔點高、硬度大和質脆的材料也可用激光加工
工件不受應力,不易污染
可以對運動的工件或密封在玻璃殼內的材料加工
優勢
無接觸加工,對工件無直接衝擊,因此無機械變形,並且高能量激光束的能量及其移動速度均可調,因此可以實現多種加工的目的。
超音波加工
原理
是利用超聲頻作小振幅振動的工具,並通過它與工件之間游離於液體中的磨料對被加工表面的捶擊作用,使工件材料表面逐步破碎的特種加工
應用
熔接法
以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下,使二塊塑膠的接合面產生磨擦熱而瞬間熔融接合,焊接強度可與本體媲美,採用合適的工件和合理的接口設計,可達到水密及氣密,並免除採用輔助品所帶來的不便,實現高效清潔的熔接。
卯接法
將超音波超高頻率振動的焊頭,壓著塑膠品突出的梢頭,使其瞬間發熱融成為鉚釘形狀,使不同材質的材料機械鉚合在一起。
埋植
藉著焊頭之傳道及適當之壓力,瞬間將金屬零件(如螺母、螺桿等)擠入預留入塑膠孔內,固定在一定深度,完成後無論拉力、扭力均可媲美傳統模具內成型之強度,可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。
特點
超聲加工主要用於各種硬脆材料
不受材料是否導電的限制
工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小,因而可加工薄壁
鑄模
砂模鑄造法
利用砂作為鑄模材料,依不同成份的砂可再細分為濕砂模鑄造法
性質
透氣性
當金屬溶液澆注入砂模後,熔液的高溫會將模砂中的水分蒸發成氣體。
強度
當金屬熔液流入砂模時,砂模受熱變為乾燥,此時的砂粒結合強度亦需能抵抗金金屬容易的沖刷及壓力。
細密性
為了得到表面光滑度較佳的鑄件,模砂需有適當的細密度以防止金屬熔液滲入模砂之間形成不良的鑄件表面。
崩潰性
模砂的崩潰性性良好,可使鑄件的清理和模砂的回收再處理上較為容易。
耐熱性
模砂在高溫時需能保有原來之物理和化學性質,不致發生變形或熔融的現象。
金屬模鑄造法
原理
是用金屬材料製造鑄件,並在重力下將熔融金屬澆入鑄型獲得鑄件的工藝方法。
優點
金屬型的熱導率和熱容量大,冷卻速度快,鑄件組織緻密,力學性能比砂型鑄件高15%左右。
能獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件,並且質量穩定性好。
因不用和很少用砂芯,改善環境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動強度。
缺點
金屬型本身無透氣性,必須採用一定的措施導出型腔中的空氣和砂芯所產生的氣體。
金屬型無退讓性,鑄件凝固時容易產生裂紋
金屬型製造週期較長,成本較高。因此只有在大量成批生產時,才能顯示出好的經濟效果。