Manufacturing Processes phần 1 docx

Section 13

Manufacturing Processes

BY

CHUCK FENNELL Program Manager, Dalton Foundries

RAJIV SHIVPURI Professor of Industrial, Welding, and Systems Engineering,

Ohio State University

OMER W. BLODGETT Senior Design Consultant, Lincoln Electric Co.

DUANE K. MILLER Manager, Engineering Services, Lincoln Electric Co.

SEROPE KALPAKJIAN Professor Emeritus of Mechanical and Materials Engineering,

Illinois Institute of Technology

ALI M. SADEGH Professor of Mechanical Engineering, The City College of The City University

of New York

RICHARD W. PERKINS Professor Emeritus of Mechanical, Aerospace, and Manufacturing

Engineering, Syracuse University

CHARLES OSBORN Business Manager, Precision Cleaning Division, PTI Industries, Inc.

13-1

13.1 FOUNDRY PRACTICE AND EQUIPMENT

by Chuck Fennell

Basic Steps in Making Sand Castings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-3

Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-3

Molding Processes and Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-4

Molding Equipment and Mechanization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-6

Molding Sand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-6

Casting Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-7

Melting and Heat Treating Furnaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

Cleaning and Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

Casting Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-9

13.2 PLASTIC WORKING OF METALS

by Rajiv Shivpuri

Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-9

Plasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-10

Material Response in Metal Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-11

Plastic Working Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-11

Rolling Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

Shearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-16

Bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

Bulk Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-23

Equipment for Working Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-26

13.3 WELDING AND CUTTING

by Omer W. Blodgett and Duane K. Miller

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-29

Arc Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-29

Gas Welding and Brazing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-33

Resistance Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-34

Other Welding Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-35

Thermal Cutting Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-35

Design of Welded Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-37

Base Metals for Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-47

Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-49

13.4 MACHINING PROCESSES AND MACHINE TOOLS

by Serope Kalpakjian

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-50

Basic Mechanics of Metal Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-50

Cutting-Tool Materials. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-52

Cutting Fluids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-54

Machine Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-55

Turning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-56

Boring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-59

Drilling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-60

Reaming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-61

Threading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-62

Milling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-62

Gear Manufacturing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-63

Planing and Shaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-65

Broaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-65

Cutting Off . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-66

Abrasive Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-66

Machining and Grinding of Plastics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-69

Machining and Grinding of Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-70

Advanced Machining Processes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-70

13.5 SURFACE TEXTURE DESIGNATION, PRODUCTION,

AND QUALITY CONTROL

by Ali M. Sadegh

Design Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-72

Designation Standards, Symbols, and Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-73

Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-74

Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-75

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