金属非金属材料加工(最新版).ppt
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1、金屬 非金屬材料加工品質保證部,課程項目,1-金屬與非金屬2-材料成型過程3-加工方法及應用4-各加工方法介紹5-機械加工介紹6-塑膠成型介紹,1.金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且 其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性 的物质.金属内部原子具有规律性排列的固体(即晶体).,金屬與非金屬,2.非金属:一般说没有金属光泽和延展性、不易导电、传 熱的单质,除溴以外,在常温下都是气体或固体,这就 就是“非金属的定义”,它的范围比较广,像氧、氮、硫、磷等的物质.金属内部原子具有规律性排列的固体(即晶体).,金属组织,合金:一种金属元素与另外一种或几种元素,通过熔化或其他方法
2、结合而成的具有金属特性的物质。相:合金中同一化学成分、同一聚集状态,并以界面相互分开的各个均匀组成部分。固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。金属化合物:合金的组元间以一定比例发生相互作用儿生成的一种新相,通常能以化学式表示其组成。机械混合物:由两种相或两种以上的相机械的混合在一起而得到的多相集合体。铁素体:碳在a-Fe(体心立方结构的铁)中的间隙固溶体。奥氏体:碳在g-Fe(
3、面心立方结构的铁)中的间隙固溶体。渗碳体:碳和铁形成的稳定化合物(Fe3c)。珠光体:铁素体和渗碳体组成的机械混合物(F+Fe3c 含碳0.77%)高温莱氏体:渗碳体和奥氏体组成的机械混合物(含碳4.3%),塑料:以合成树脂或天然树脂为原料,在一定温度和压力条件下可塑制成型的高分子原料.多数以合成树脂为基本成分,一般含有填加剂如:填料、稳定剂,增塑剂、色料或催化剂等.,塑料的特点-比重小,比强度大-耐腐蚀,耐磨,绝缘,减磨,-易成型,易复合等优良的综合性能。,塑料材料,材料成型過程,加工方法及應用,凝固成形:熔炼金属,并将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中,凝固成为一定形状和性能的铸件。,凝固
4、成形,加工方法介紹,塑性成形:利用金属能够产生塑性变形的能力,使金属在外力作用下,加工成一定形状的成形方法。,塑性成形,焊接:通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使焊件达到原子结合的一种加工方法。,焊接成形,金属热处理:是将金属工件放在一定的介质中加热、保温、冷却,通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的工艺方法。,金属热处理原理,金属处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。为
5、使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能,金属热处理作用,機械加工,1.切削加工:金属切削加工是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除,以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法.2.切削加工類別:按其所用切削工具的類型又可分為刀具切削加工和磨料切削加工.-刀具切削加工的主要方式有車削、鑽削、鏜削、銑削、
6、刨削等-磨料切削加工的方式有磨削、珩磨、研磨、超精加工等,切削加工及其分類,切削加工方法,(1)轨迹法(2)成形法(3)相切法(4)展成法,金属切削加工的基础知识,1.加工质量要求,2)表面加工质量以表面粗糙度标记 标记:、数字为Ra(m)。Ra越小,表面愈光洁。,3.2,1)加工精度尺寸精度:分为20级:T00、T01、T1、T2-T18 T7 T6常用于机床、机器、车辆和仪表;T9 T8属于中等精度,用于重型机械。形状精度:直线度、平面度、圆度、圆柱度等。位置精度:平行度、垂直度、同轴度、对称度等。,2 切削运动与切削要素 1).切削运动各種表面均可視為母線沿軌跡運動而形成的,因此在機床上
7、加工各種表面時,切削机床上刀具与工件之間必須有適當的相对运动。,根据其作用不同而分为主运动和进给运动。,车 削,铣 削,主运动 是切下切屑所需要的最基本的運動,速度最高;消耗功率最大;切下金属的主体运动。如车削中工件的旋转运动;铣削中刀具的旋转等。,进给运动(个或多个)是使切削工具不斷切下切屑所需要的運運,维持新的金属层连续投入切削,消耗功率小。如车削中车刀的直线平移(轴向或径向进给)和铣削中工作台带着工件的直线移动。,注释:,1、主运动可以使旋转运动,也可以是往复运动;,2、主运动可以是工件来实现(车外圆),主运动 也可以是刀具来实现(切断、刨、铣加工);,3、主运动只有一个,进给运动可以一
8、个以上。,.切削三要素,切削速度v,进给量f,切削深度a,指在主运动一个循环内,刀具与工件在进给方向上的相对位移,指在单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移,待加工表面到已加工表面间的垂直距离,3.切削层参数,切削厚度:垂直于加工表面度量的切削层尺寸;切削宽度:沿主切削刃度量的切削层尺寸;切削面积:切削层在垂直于切削速度截面内的面积。,4.刀具结构,刀具的结构形式,整体式,焊接式,机夹不重磨式,不需焊接和刃磨,避免了焊接和刃磨引起的缺陷,保持了硬质合金的原有性能,提高了刀具的耐用度,结构简单、紧凑、刚性好,可磨出各种所需角度,应用广泛,多为高速钢车刀,其结构简单,制造、使用都方便,5.金属
9、的切削过程,金属在切削过程中,会出现一系列物理现象,如金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等,这些都是以切屑形成过程为基础而生产中出现的许多问题,如积屑瘤、振动、卷屑、断屑等,都与切削过程密切相关。,切削热和切削液,2)切削热由切屑、工件、刀具及周围介质(空气)传出 以切屑传热为主。散热条件不好,切削温度提高.切削 温度过高会影响工件加工精度和刀具耐用度。,1.切削热 1)切削热来源 切削过程中工件弹、塑性变形直至分离所产生的 热;切削与刀头前刀面的摩擦热;工件与刀头后刀面的摩擦热。,2.切削液 作用:改善润滑条件,减小摩擦热;冷却降 温,改善散热条件;清洗工件等。,3.切削液分类:,1)水溶液
10、(加一定量的防锈剂苏打)主要起冷却降温 作用;用于粗加工。,2)矿物油 同时起润滑和冷却作用,以润滑为主;用于精加 工。(如:錠子油),3)乳化液(乳化油加水稀释,70%98%的水),可用粗、精加工。,加工铸铁一般不用切削液。组织内有石墨能起润滑作用。用硬质合金刀具,也不用切削液。,鑽孔工藝,1.各种零件的孔加工,除去一部分由车、镗、铣等机床完成外,很大一部分是由钳工利用钻床和钻孔工具(钻头、扩孔钻、铰刀等)完成的2.钳工加工孔的方法一般指钻孔、扩孔和铰孔。,攻丝和套丝,攻螺纹(亦称攻丝):用丝锥在工件内圆柱面上加工出内螺纹,套螺纹(或称套丝、套扣):用板牙在圆柱杆上加工外螺纹。,光整加工 工
11、件光整加工后,可获得很高的加工精度(尺寸精度可达IT6IT5)和良好的表面质量(粗糙度可达Ra0.10.008m)。1.研磨:研磨是指在相对运动的研具与工件表面之间添加研磨剂,并施加一定的压力,对工件表面进行光整加工的方法。,研磨工件可获得IT6IT4的尺寸精度,表面粗糙度为Ra0.10.08m,-方法:机械研磨,手工研磨-研磨剂:磨料,油脂-研具:铸铁,硬木-研磨不能提高位置精度,但能提高形状精度),2.珩磨 珩磨是利用珩磨头对已加工孔进行光整加工的-工艺方法:加工精度可达IT6 IT5,表面粗糙度可达 Ra0.20.025m,珩磨可获得较正确的几何形状不能纠正孔 的位置誤差,3.超极光磨
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