金工实习答案.doc

一 什么是金属金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。二.金属的分类金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属包括铁、铬、锰；有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属，大致按其密度、价格、在地壳中的储量及分布情况和被人们发现与使用情况的早晚等可将有色金属分为以下五类。(1)轻有色金属：指密度小于4.5的有色金属。包括铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡。(2)重有色金属：指密度大于4.5的有色金属。包括铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉、铋等。(3)贵金属：指在地壳中含量少，开采和提取都比较困难，对氧和其它试剂稳定，价格比一般金属贵的有色金属。包括金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑。(4)半金属：一般指硅、硒、碲、砷和硼五种元素。其物理化学性质介于金属和非金属之间。如砷是非金属，但它能传热和导电。(5)稀有金属：稀有金属并不是说稀少，只是指在地壳中分布不广，开采冶炼较难，在工业应用较晚，故称为稀有金属。包括锂、铍、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、铼、镓、铟、锗、鉈等。黑色金属和有色金属共同构成现代材料体系，是国民经济和人民日常生活以及国防工业、科学技术发展必不可少的基础材料和重要的战略物资。农业、工业、国防和科学技术现代化都离不开黑色金属和有色金属。例如飞机、导弹、火箭、卫星、核潜艇等尖端武器以及原子能、电视、通讯、雷达、电子计算机等尖端技术所需的构件或部件大都是由有色金属中的轻金属和稀有金属制成的；此外，没有镍、钴、钨、钼、钒、铌等有色金属也就没有合金钢的生产。有色金属在某些用途(如电力工业等)上的用量也是相当可观的。现在世界上许多国家，尤其是工业发达国家，竞相发展有色金属工业，增加有色金属的战略储备。三、.金属的机械物理化学性能1.金属的机械性能金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。 1） 强度 强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标。 2） 塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。 3） 硬度 硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。 常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。 4） 疲劳 前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指标。实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。 5）冲击韧性 以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性2.金属的物理性能1）密度：密度就是某种物质单位体积的质量 2）热性能： 熔 点：金属材料固态转变为液态时的熔化温度 比热容：单位质量的某种物质，在温度升高1时吸收的热量或温度降低1时所放出的热量 热导率：在单位时间内，当沿着热流方向的单位长度上温度降低1时，单位面积容许导过的热量 热胀系数：金属温度每升高1所增加的长度与原来长度的比值 3）电性能： 电阻率：是表示物体导电性能的一个参数。它等于1m长，横截面积为1mm2的导线两端间的电阻。也可用一个单位立方体的两平行端面间的电阻表示 电阻温度系数：温度每升降1，材料电阻的改变量与原电阻率之比，称为电阻温度系数 电导率：电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时，流过单位面积的电流 4）磁性能： 磁导率：是衡量磁性材料磁化难易程度的性能指标，它是磁性材料中的磁感应强度（B）和磁场强度（H）的比值。磁性材料通常分为：软磁材料（值甚高，可达数万）和硬磁材料（值在1左右）两大类 磁感应强度：在磁介质中的磁化过程，可以看作在原先的磁场强度（H）上再加上一个由磁化强度（J）所决定的，数量等于4J的新磁场，因而在磁介质中的磁场B=H+4J的新磁场，叫做磁感应强度 磁场强度：导体中通过电流，其周围就产生磁场。磁场对原磁矩或电流产生作用力的大小为磁场强度的表征 矫顽力：样品磁化到饱和后，由于有磁滞现象，欲使磁感应强度减为零，须施加一定的负磁场Hc，Hc就称为矫顽力 铁损：铁磁材料在动态磁化条件下，由于磁滞和涡流效应所消耗的能量 其它如力学性能，工艺性能，使用性能等。3金属的化学性能三)、化学性能指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 金属的氧化金属的氧化有两种含义，狭义的含义是指金属与环境介质中的氧化合而生成金属氧化物的过程；广义金属氧化就是金属与介质作用失去电子的过程，氧化反应产物不一定是氧化物也可以是硫化物、卤化物、或其他化合物。 四、金属的热处理热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。 加热加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度 ，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异，但一般都是加热到某特性转变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致， 使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。 冷却冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。五、什么是金属的削切加工用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。六金属削切加工的方法材料的切削加工是利用切削刀具从工件上切除多余材料，获得尺寸、形状、位置和表面粗糙度等都符合图纸要求的机械零件。切削加工分机械加工和钳工两大类。机械加工是利用机械力对工件进行切削加工，主要用于制造机械零件。常见的机械加工有车削、钻削、镗削、刨削、铣削和磨削等。钳工一般是通过工人手持工具进行切削加工，其主要工作有锯切、锉削、攻丝、套扣、刮削和研磨等。工件的划线和机器的装配也属于钳工范围。七、铣床的型号铣床主要有立式铣床、卧式铣床和龙门铣床等，以适应不同的加工需要。立式铣床是指铣头主轴与工作台面垂直；卧式铣床是指铣头主轴与工作台台面相平行表示铣床的组别，型别和主参数。例如x6132，x表示铣床，6表示组别(5为立式铣床，6为卧式铣床)，1表示型别（万能升降台铣床型），32指主参数（工作台宽度320mm）.八、铣床的加工范围平面，沟槽，台阶，圆柱孔，花键，圆柱齿轮，伞齿轮，离合器，凸轮，蜗轮蜗杆，螺旋槽，角度槽，球面，特型面等等。九、铣床的组成铣床一般由七个部分组成。1.床身 用来安装和支承机床各部件，是铣床的身体，内部有主传动装置，变速箱、电器箱。床身安装在底座上，底座是铣床的脚，内部还有冷却液等。2.悬梁 安装在床身上方的导轨中，悬梁可根据工作要求沿导轨作前后移动，满足加工需要。悬梁内部的主轴变速箱是由电动机通过一系列齿轮再传递到一对锥齿轮上，最后从铣头主轴传出。3.主轴 用来带动铣刀旋转，其上有7:24的精密锥孔，可以安装刀杆或直接安装带柄铣刀。4.升降台 沿床身的垂直导轨作上下运动，即铣削时的垂直进给运动。5.横向工作台 沿升降台水平导轨作横向进给运动。6.纵向工作台 沿转台的导轨带动固定在台面上的工件作纵向进给运动。7.转台 可随横向工作台移动，并使纵向工作台在水平内按顺或逆时针扳转某一角度，以切削螺旋槽等。十、铣床的附件及刀具的特点1铣床的附件1）平口钳 是一种通用夹具。使用时，先校正平口钳在工作台上的位置，然后再夹紧工件。一般用于小型较规则的零件，如较方正的板块类零件、盘套类零件、轴类零件和小型支架等。平口钳安装工件时，应注意：应使工件被加工面高于钳口，否则应用垫铁垫高工件；应防止工件与垫铁间有间隙；为保护工件的已加工表面，可以在钳口与工件之间垫软金属片。2）压板 是将工件直接放在工作台台面上，用压板压紧并固定。对于一些较大的工件可用压板固定。3）万能分度头 万能分度头是铣床的重要附件。2.刀具的特点1）成型铣刀，一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于铣床加工平面类零件的特定形状(如角度面、凹槽面等)。2）端铣刀，端铣刀是旭正铣床加工中最常用的一种刀具，广泛用于加工平面类零件。端刀除用其端刃铣削外，也常用其侧刃铣削，有时端刃、侧刃同时进行铣削，端刀也可称为圆柱刀。3）盘铣刀，一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面。4）球头铣刀，适用于加工空间曲面零件，也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。5）鼓形铣刀，主要用于对变斜角类零件的变斜角面的近似铣床加工十一、加工平面的方法及步骤 在卧式铣床上铣平面应使用圆柱铣刀。圆柱铣刀分为直齿和螺旋齿两种，由于直齿切削每次只有一个齿进行切削，不如螺旋齿切削平稳，因而多用螺旋齿圆柱铣刀铣削平面。 用圆柱铣刀进行加工时，有两种不同的铣削方式，即逆铣和顺铣。逆铣指铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反，而顺铣则方向相同。两者相比，顺铣更有利于高速切削，更能提高工件表面的加工质量，并有助于工件的夹持；但顺铣对消除工作台进给丝杆和螺母之间的间隙要求较高，并要求工件没有硬皮；因此，在一般情况下，大多采用逆铣进行加工。 圆柱铣刀在选用时应注意铣刀的宽度要大于所铣平面的宽度；螺旋齿圆柱铣刀的螺旋线方向应使铣削时产生的轴向切削力指向主轴承方向。 在立式铣床上铣平面应使用端铣刀。用端铣刀铣平面与用圆柱铣刀铣平面相比，其切削厚度变化较小，同时参与切削的刀齿较多，切削较平稳；端铣刀的主切削刃担负着主要的切削，而副切削刃具有修光的作用，表面加工质量较好；另外端铣刀易于镶装硬质合金刀齿，刀杆比圆柱铣刀的刀杆短，刚性较好，能减少加工中的振动，提高加工质量。因此广泛地用于铣削平面。 铣台阶面 铣床上铣台阶面主要有两种方法。一是在卧式铣床上用三面刃盘铣刀进行铣削；二是在立式铣床上用