金属 非金属材料加工(最新版)

1、 1-1-金屬與非金屬金屬與非金屬 2-2-材料成型過程材料成型過程 3-3-加工方法及應用加工方法及應用 4-4-各加工方法介紹各加工方法介紹 5-5-機械加工介紹機械加工介紹 6-6-塑膠成型介紹塑膠成型介紹 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

2、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

3、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、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，凝固成为一定形压射或吸入铸型型腔中，凝固成为一定形 状和性能的铸件。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

4、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、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

5、、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切削运动与切削要素 1).切削运动切削运动各種表面均可視為母線沿軌跡運動而形成的各種表面均可視為母線沿軌跡運動而形成的,因此在機因此在機 床上加工各種表面時床上加工各種表面時,切削机床上刀具与工件切削机床上刀具与工件之間必須有適當之間必須有適當的相的相 对运动。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

6、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

7、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

8、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（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

9、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

10、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（粗糙度可达和良好的表面质量（粗糙度可达Ra0.10.008m）。 1.研磨研磨: 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。施加一定的压力，对工件表面进行光整加工的方法。 研磨工件可获得研磨工件可获得IT6IT4的的 尺寸精度尺寸精度,表面粗糙度为表面粗糙度为 Ra0.10.08 m, -方法：机械研磨方法：机械研磨,手工研磨手工研磨 -研磨剂：研磨剂： 磨料磨料,油脂油脂 -研具：铸铁研具：铸铁,硬木

11、硬木 -研磨不能提高位置精度研磨不能提高位置精度, 但能提高形状精度）但能提高形状精度） 2.珩磨珩磨 珩磨是利用珩磨头对已加工孔进珩磨是利用珩磨头对已加工孔进 行光整加工的行光整加工的 -工艺方法工艺方法: 加工精度可达加工精度可达IT6 IT5，表面粗糙度可达，表面粗糙度可达 Ra0.20.025 m, 珩磨可获得较正珩磨可获得较正 确的几何形状不能纠正孔确的几何形状不能纠正孔 的位置誤差的位置誤差 3.超极光磨超极光磨 超极光磨是在良好润滑和较低压力（超极光磨是在良好润滑和较低压力（520MPa）条件下，利用细）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。这是粒度

12、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。可达一种以提高表面质量为目的的光整加工方法。可达Ra0.025一一 0.008 m 三种运动合成使磨粒在工件表面上形成不重复的轨迹，一三种运动合成使磨粒在工件表面上形成不重复的轨迹，一 般不用以提高尺寸精度，也不能纠正预加工中产生的形位般不用以提高尺寸精度，也不能纠正预加工中产生的形位(特别是特别是 位置位置)误差。误差。 4.4.抛光抛光 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。表

13、面的光整加工方法，其主要目的是降低工件表面粗糙度值。 可达可达Ra0.0250.010。 抛光加工时不但有机械作用而且有化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。差。 超精密砂带抛光 热塑性塑料热塑性塑料受热时呈熔融状态，可反复成型加受热时呈熔融状态，可反复成型加 热固性塑料热固性塑料成型后成为不熔不溶的材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

14、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。 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

15、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。

16、 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

17、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

18、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。