金属非金属材料加工(最新版)

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1、 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

2、“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 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

3、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

4、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（ 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

5、4.3%） 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 成 形加 工 方 法 介 紹 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

6、切削加工. -刀具切削加工的主要方式有車削、鑽削、鏜削、銑削、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。6.3 0.8 1.6 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

7、、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 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

8、 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 ，

9、进 给 运 动 可 以 一 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

10、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

11、 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

12、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 （ 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

13、， 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

14、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Ra0.1 0.08m, -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，

15、表 面 粗 糙 度 可 达 Ra0.2 0.025m, 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 超 极 光 磨 是 在 良 好 润 滑 和 较 低 压 力 （ 5 20MPa） 条 件 下 ， 利 用细 粒 度 油 石 高 频 往 复 摆 动 ， 对 工 件 进 行 光 整 加 工 的 工 艺 方 法 。 这是 一 种 以 提 高 表 面 质 量 为 目 的 的 光 整 加 工 方 法 。 可 达 Ra0.025一0.008m 三 种 运 动 合 成 使 磨 粒 在 工 件 表 面 上 形 成 不 重 复 的 轨 迹 ，一 般 不

16、 用 以 提 高 尺 寸 精 度 ， 也 不 能 纠 正 预 加 工 中 产 生 的 形 位 (特 别是 位 置 )误 差 。 4.抛 光 抛 光 是 用 粘 有 抛 光 膏 的 高 速 旋 转 的 弹 性 轮 或 砂 带 来 加 工 工 件表 面 的 光 整 加 工 方 法 ， 其 主 要 目 的 是 降 低 工 件 表 面 粗 糙 度 值 。可 达 Ra0.025 0.010。 抛 光 加 工 时 不 但 有 机 械 作 用 而且 有 化 学 作 用 。 弹 性 轮 抛 光 不 能 纠 正 预 加 工 所 产 生 的 尺 寸 及形 位 误 差 。超 精 密 砂 带 抛 光 热 塑 性 塑

17、料 受 热 时 呈 熔 融 状 态 ， 可 反 复 成 型 加 热 固 性 塑 料 成 型 后 成 为 不 熔 不 溶 的 材 料原 料 来 源 丰 富 ， 产 量 大 ， 应 用 面 广 ， 价 格 便 宜 聚 氯 乙 烯 、 聚 乙 烯 ， 聚 丙 烯 ， 聚 苯 乙 烯 。具 有 较 高 物 理 机 械 性 能 ， 应 用 于 工 程 技 术 领 域 塑 料塑 膠 成 型 介 紹塑 膠 概 述 工 程 塑 料 的 成 型 塑 料 制 品 生 产 系 统 组 成成 型 、 机 械 加 工 、 修 饰 三 个 过 程 组 成 。简单生产流程:工 程 塑 料 的 成 型 粘 度 及 其 影 响

18、 因 素 收 缩 性 吸 湿 性 定 向 作 用 工 程 塑 料 对 各 种成 型 方 法 、 成 型 工艺 及 模 具 结 构 的 适应 能 力 。 将 坯 料 或 粉 状 塑 料 从 注 塑 机 的 料抖 松 紧 加 热 得 料 桶 ， 经 过 加 热 熔 化 至粘 流 太 后 ， 由 注 塞 或 螺 杆 的 推 动 而 通过 料 桶 端 部 的 喷 嘴 并 注 入 温 度 较 低 的闭 合 塑 模 中 ， 从 曼 苏 模 的 熔 料 在 收 压的 情 况 下 ， 经 冷 却 固 化 后 ， 即 可 保 持塑 料 行 腔 所 赋 予 的 形 状 ， 最 后 送 楷 模具 ， 顶 出 制 品

19、 。 又 称 注 塑 模 塑 或 注 射 法 ， 是 热 塑 性 塑 料 的 重 要 成 型方 法 之 一 ， 几 乎 所 有 的 热 塑 性 塑 料 都 可 以 用 注 射 成 型 。 周 期 短 生 产 率 高 能 一 次 成 型 空 间 几 何 形 状 复 杂 、 尺 寸 精 度高 、 带 有 各 种 嵌 件 的 塑 料 制 品 ， 对 多 种 成 型 塑 料 的 适 应 性 强 生 产 过 程 易 于 实 现 自 动 化 应 用 用 于 热 固 性 塑 料 的 成 型 成 型 过 程 特 点 设 备 压 机 模 具 2压制成型成型过程 将 粉 状 、 粒 状 或 纤 维 状 热 固 性

20、 塑 料转 为 熔 融 的 粘 流 态 ， 并 在 这 种 状 态 下 流 满 型 腔而 取 得 型 腔 所 赋 予 的 形 状 ， 随 后 发 生 交 联 反 应 ，分 子 结 构 由 原 子 线 型 分 子 结 构 转 变 为 网 状 分 子结 构 ， 塑 料 也 由 粘 流 态 转 变 为 玻 璃 态 ， 即 硬 化定 型 成 塑 料 制 品 ， 最 后 脱 模 取 出 制 品 。特点设 备 和 模 具 结 构 简 单 ， 投 资 少 ；可 生 产 大 型 制 品 ， 尤 其 是 有 较 大 平 面 的 平板 类 制 品 ， 也 利 用 多 槽 模 具 大 量 生 产 中 、小 型 制

21、品 ， 制 品 强 度 高 ；压 制 成 型 生 产 周 期 长 ， 效 率 低 ， 劳 动 强 度大 ， 难 以 实 现 自 动 化 。 用成叠的、浸有或涂有树脂的片状底材，在加热或加压下制成坚实而又近于均匀的板状、管状、棒状等简单形状塑料制品的成型过程。3 层 压 成 型 螺 杆 式 挤 出 机 挤 出 过 程 连 续拄 塞 式 挤 出 机 挤 出 过 程 是 间 隙 的 生 产 棒 材 、 板 材 、 线 材 、 薄 板 、 连 续 的 塑 料 型 材 。特 點 :成 型 过 程 连 续 生 产 率 高 制 品 内 部 组 织 均 匀 致 密 ， 尺 寸 稳 定 性 高 模 结 构 简

22、单 （ 1） 固 态 塑 料 塑 化 ， 并 在 加 压 情 况 下 使 其 通 过 特 殊 形 状 的 口 模 而 成 为 截 面 峪 口 模 形 状 相 似 的 连 续 体 。（ 2） 用 适 当 的 处 理 方 法 ， 挤 出 具 有 粘 流 态 的 连 续 体 转 变 成 玻 璃 台 连 续 体 ， 得 到 型 材 或 制 品 。 注 射 吹 塑 成 型 挤 出 吹 塑 成 型 注 射 机 挤 出 机 模 具 模 具 中 冷 却 系 统 制 品 壁 厚 均 匀 ， 尺 寸 精 度 高 ， 事 后 加 工 量 小 ； 适 于 多 种 热 塑 性 塑 料 。 是 将 已 加 热 塑 化 的

23、 接 近 粘 流 温 度 的热 塑 性 塑 料 通 过 一 系 列 相 向 旋 转 的 水 平滚 筒 间 隙 ， 并 在 挤 压 和 延 展 作 用 下 ， 成为 规 定 尺 寸 的 连 续 片 状 制 品 的 成 型 方 向 。各 种 薄 膜 （ 农 业 用 保温 、 保 湿 薄 膜 ， 工 业用 包 装 薄 膜录 象 带 基 材各 种 热 成 型 用 片 材 大 多 是 热 敏 性 非 晶态 塑 料 ， 用 得 最 多 ： 聚氯 乙 烯 。 加 工 能 力 大 ， 生 产 速 度 快 ， 产 品 质 量 好 ， 生 产 连 续 ， 可 实 现 自 动 化 ；设 备 庞 大 ， 前 期 投

24、资 高 ， 维 修 复 杂 ， 制 品 宽 度 受 压 延 机 滚 筒 长 度 的 限 制 。 配 制 塑 料 塑 化 塑 料 向 压 延 机 供 料压 延 牵 引 轧 花 冷 却 卷 取切 割压 延 软 质 聚 氯 乙 烯 薄 膜 时 ， 将 布 or纸张 随 同 薄 膜 一 起 压 延 成 型 ， 则 薄 膜 就 会粘 在 布 或 纸 张 上 ， 所 得 制 品 为 涂 层 布 ，也 就 是 人 造 革 or塑 料 墙 纸 ， 这 种 成 型 方法 称 压 延 涂 层 法 。 1） 热 成 型 过 程 3） 特 点 生 产 率 高 ， 设 备 投 资 少 ， 能 生 产 面 积 大 的 塑

25、 料 制 品 ；后 续 加 工 工 序 多 ， 成 本 高 。 利 用 热 塑 性 塑 料 的 片 材 作 为 原 材 料 来制 造 塑 料 制 品 的 一 种 塑 料 成 型 方 法 。 2） 用 途 生 产 内 凹 外 凸 的 半 壳 形 塑 料 制 品 先 将 裁 成 一 定 尺 寸 形 状 的 塑 料 片 材 夹 在框 架 上 ， 塑 料 片 材 被 加 热 至 热 弹 状 态 ， 然 后借 助 施 加 的 压 力 使 塑 料 片 材 贴 近 模 具 型 面 ，得 到 与 模 具 型 面 相 仿 的 形 状 ， 经 冷 却 脱 模 后获 得 制 品 。 浇筑成型 将 已 准 备好 的

26、浇 注 原 料 注 入 模 具 中 ，并 使 其 固 化 ， 从 而 获 得 与模 具 型 腔 相 吻 合 的 塑 料 制品 。嵌铸成型 又 称 封 入成 型 ， 是 将 各 种 物 体 包 封在 塑 料 中 的 一 种 成 型 方 法 。 将 液 态 塑 料注 入 旋 转 的 模 具 中 ， 在 离 心力 作 用 下 ， 使 其 充 满 回 转 体形 的 模 具 ， 在 使 其 固 化 定 型而 获 得 制 品 的 一 种 成 型 方 法 。 滚塑 靠 液 态 塑 料 自 重 作 用 流 动 并 粘 附 于 旋 转 模 具 的 型 腔 壁 上 ， 经 固 化 定 型 获 得 制 品 的 一

27、种 成 型 方 法 。 搪塑 又 涂 凝 成 型 。 它是 在 糊 状 塑 料 制 造 空 心 软制 品 （ 如 玩 具 ） 的 一 种 成型 方 法 。 特点投 资 少成 型 周 期 长制 品 尺 寸 准 确 性 较 低可 生 产 大 型 制 品 塑料的机械加工借 用 切 削 金 属 和木 材 等 加 工 方 法 对 一 次 成 型 的 塑 料 制 品或 半 制 品 进 行 加 工 的 总 称 。目的 完 成 一 次 成 型 时 不 能 完 成 或 完 成不 够 准 确 的 工 作 。 机械加工方法在 一 次 成 型 后 的 制品 或 半 制 品 上 进 行 铣 削 、 钻 孔 、 切 螺

28、纹 、 锯切 、 冲 切 、 粘 合 、 焊 接 、 机 械 连 接 等 。 修饰目的去 除 塑 料 制 品 的 废 边 和 附 生 的 赘 物 、 美 化 塑 料 制 品 的表 面 or 外 观 ， 以 提 高 其 性 能 。修饰方法 锉 削 转 鼓 滚 光 抛 光 磨 削 涂 盖 金 属 溶 浸 增 亮 透 明涂 层 (只 适 用 热 塑 性 塑 料 制 品 的 焊 接 ) 加 热 工 具 焊 接 感 应 焊 接 热 风 焊 接 超 声 波 焊 接 激 光 焊 接其 类 型 应 与 被焊 塑 料 件 的 同或 主 要 化 学 成分 相 同 。截 面 ： 圆 形 OR 三 角 形 用 于 热 塑 性 塑 料 制 品 热 固 性 塑 料 制 品使 简 单 塑 料 部 件 成 为 复 杂 而 完 整 的 大 件or 修 残 补 缺 。 在 进 行 塑 料 制 品 的 结 构 设 计 时 ， 应 保 证 在使 用 的 条 件 下 ， 易 于 成 型 。 内腔形状园角的设计 采用加强筋改善壁厚采 用 加 强 筋 防 止 翘 曲 加 强 筋变 形 方 向加 强 筋缩 孔 加强筋的尺寸 塑件螺纹塑件内螺纹塑 件 外 螺 纹错 误正 确 感 謝 各 位 的聆 聽 與 指 導 !訊 強 電 子 (惠 州 ) 2009/06/30