【机械加工】从矿到基础材料

1、从矿物到基础材料从矿物到基础材料这是一款新型轿车这是一款新型轿车-尼桑颐达尼桑颐达, ,他在广告中他在广告中的卖点是的卖点是“宽敞的空间宽敞的空间”和和“全铝合金引全铝合金引擎擎”。飞机、火车、汽车、船舶、导弹制造业，使用了各种铝合金，飞机、火车、汽车、船舶、导弹制造业，使用了各种铝合金，如一架超音速飞机如一架超音速飞机铝不仅可以促进科技发展日新月异，又和我铝不仅可以促进科技发展日新月异，又和我们家家户户生活息息相关，它是大自然赐予们家家户户生活息息相关，它是大自然赐予人类的宝物。但是追溯到人类的宝物。但是追溯到19世纪中叶，铝并世纪中叶，铝并不是象现在那样普遍存在。不是象现在那样普遍存在。（

2、一）在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏（一）在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏的的铝制餐具铝制餐具，而大臣们使用的是银制餐具。，而大臣们使用的是银制餐具。（二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英（二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一只国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制铝制奖杯。奖杯。第一单元第一单元从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝地壳中金属元地壳中金属元素的含量：素的含量：alfecana氧氧硅硅铝铝铁铁钙钙钠钠钾钾镁镁氢氢其他其他1、工艺流程：、工艺流程：铝士矿铝士矿 溶解溶解过滤过滤酸化酸化 过滤过滤灼烧灼烧电解电解铝铝 naoh溶液二氧化

3、碳除去杂质从铝土矿制备铝的工艺流程：从铝土矿制备铝的工艺流程：溶解：溶解：过滤：过滤：酸化酸化：过滤：过滤：灼烧灼烧：电解电解：al2o3+2naoh=2naalo2+h2o偏铝酸钠偏铝酸钠naalo2+co2+2h2o=al(oh)3+nahco3保留氢氧化铝2al(oh)3灼烧al2o3+3h2o2al2o3 4al+3o2通电工业炼铝法铝士矿铝士矿 溶解溶解过滤过滤酸化酸化 过滤过滤灼烧灼烧电解电解铝铝 naoh溶液二氧化碳铝合金的特点铝合金的特点1 1、密度小、密度小2 2、强度高、强度高3 3、塑性好、塑性好4 4、制造工艺简单、制造工艺简单5 5、成本低、成本低6 6、抗腐蚀力强、

4、抗腐蚀力强铝的性质铝的性质 取一段铝片，观察其表面的颜色。取一段铝片，观察其表面的颜色。将铝片部分浸入将铝片部分浸入4moll-1氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液中，静置一段时间后取出，观察颜色变化。静置一段时间后取出，观察颜色变化。上述实验现象说明了什么问题？上述实验现象说明了什么问题？观察与思考：观察与思考：探究实验一：探究实验一： 将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入两将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中，再向试管中分别加入浓硝支洁净的试管中，再向试管中分别加入浓硝酸、浓硫酸各酸、浓硫酸各3ml，对比观察实验现象。，对比观察实验现象。实验现象：实验现象：无现象无现象实验结论：实验结论

5、：不反应不反应钝钝 化化编辑本段生产过程和工艺过程生产过程是指从原材料（或半成品）制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。能使企业的管理科学化，使企业更具应变力和竞争力。 在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程，称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。例如毛坯的铸造、锻造和焊接；改变材料性能的热处理1；零件的机械加工等，都属于工艺过程。工艺过

6、程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的。 工序是工艺过程的基本组成单位。所谓工序是指在一个工作地点，对一个或一组工件所连续完成的那部分工艺过程。构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序的内容是连续完成的。例如图32-1中cc1的零件，其工艺过程可以分为以下两个工序： 工序1：在车床上车外圆、车端面、镗孔和内孔倒角； 工序2：在钻床上钻6个小孔。 在同一道工序中，工件可能要经过几次安装。工件在一次装夹中所完成的那部分工序，称为安装。在工序1中，有两次安装。第一次安装：用三爪卡盘夹住 外圆，车端面c，镗内孔，内孔倒角，车外圆。第二次安装：调头用三爪盘夹住外圆，车端面a和b，

7、内孔倒角。编辑本段生产类型生产类型通常分为三类。 1单件生产 单个地生产某个零件，很少重复地生产。 2成批生产 成批地制造相同的零件的生产。 3大量生产 当产品的制造数量很大，大多数工作地点经常是重复进行一种零件的某一工序的生产。 拟定零件的工艺过程时，由于零件的生产类型不同，所采用的加方法、机床设备、工夹量具、毛坯及对工人的技术要求等，都有很大的不同。编辑本段加工余量加工余量概述为了加工出合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属的厚度，称为加工余量。加工余量又可分为工序余量和总余量。某工序中需要切除的那层金属厚度，称为该工序的加工余量。从毛坯到成品总共需要切除的余量，称为总余量，等于相应表面各

8、工序余量之和。 机床在工件上留加工余量的目的是为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，如铸件表面冷硬层、气孔、夹砂层，锻件表面的氧化皮、脱碳层、表面裂纹，切削加工后的内应力层和表面粗糙度等。从而提高工件的精度和表面粗糙度。 加工余量的大小对加工质量和生产效率均有较大影响。加工余量过大，不仅增加了机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加了材料、工具和电力消耗，提高了加工成本。若加工余量过小，则既不能消除上道工序的各种缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时的装夹误差，造成废品。其选取原则是在保证质量的前提下，使余量尽可能小。一般说来，越是精加工，工序余量越小。机械加工余量标准1主题内容与适用范

9、围 本标准规定了磨削加工的加工余量。 本标准适用于磨削各类材料时的加工余量。 机械零件是由若干个表面组成的，研究零件表面的相对关系，必须确定一个基准，基准是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准的不同功能，基准可分为设计基准和工艺基准两类。1设计基准在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。如图32-2所cc2示的轴套零件，各外圆和内孔的设计基准是零件的轴心线，端面a是端面b、c的设计基准，内孔的轴线是外圆径向跳动的基准。2工艺基准零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为装配基准、测量基准及定位基准。 （1）装配基准 装

10、配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。 （2）测量基准 用以检验已加工表面的尺寸及位置的基准，称为测量基准。如图32-2中的零件，内孔轴线是检验外圆径向跳动的测量基准；表面a是检验长度l尺寸l和的测量基准。 （3）定位基准 加工时工件定位所用的基准，称为定位基准。作为定位基准的表面（或线、点），在第一道工序中只能选择未加工的毛坯表面，这种定位表面称粗基准.在以后的各个工序中就可采用已加工表面作为定位基准，这种定位表面称精基准。编辑本段拟定工艺路线的一般原则机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤。首先是拟定零件加工的工艺路线，然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺

11、装备以及切削规范、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。 工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。 拟定工艺路线的一般原则1、先加工基准面零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。2、划分加工阶段加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。3、先面后孔1对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔

12、。这样就可以以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便。4、光整加工 光整加工后的工件独特作用也证实了二者的有机结合，具有肯定的临床疗效。编辑本段东西方医学交融（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）不管是中医学还是西医学，从二者现有的思维方式的发展趋势来看，均是走向现代系统论思维，中医药学理论与现代科学体系（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）之间具有系统同型性，属于本质相同而描述表达方式不同的两种科学形式。可望在现代系统论思维上实现交融或统一，成为中西医在新的发展水平上实现交融或统一的支撑点，希冀籍此能给（df高血压958心脏病

13、983u6糖尿病87fr）中医学以至生命科学带来良好的发展机遇，进而对医学理论带来新的革命。编辑本段现代中医史（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）轴心时代中、西医学的峰巅之作。雅斯贝而斯曾说：“如果历史有一个轴心，那么我们就必须将这轴心作为一系列对全部人类都有意义的事件，发生于公元前800至200年间的这种精神历程似乎构成了这样一个轴心。 本文档下载后可以修改编辑，欢迎下载收藏。探究实验二：探究实验二： 将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中，再向试管中分别加入两支洁净的试管中，再向试管中分别加入6moll-1盐酸、盐酸、 6moll-1氢

14、氧化钠溶液各氢氧化钠溶液各3ml，对比观察实验现象。，对比观察实验现象。实验现象：实验现象： 铝条溶解，产生气泡铝条溶解，产生气泡实验结论：实验结论：2al+6hcl= 2alcl3+3h22al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h21.和你所熟悉的其他金属相比，铝的性质有何不同？和你所熟悉的其他金属相比，铝的性质有何不同？不要错过下面这些对你极具挑战的问题 ： 铝能与碱溶液作用放出氢气；铝放入浓硫酸、铝能与碱溶液作用放出氢气；铝放入浓硫酸、浓硝酸中均未发生明显变化。浓硝酸中均未发生明显变化。2.分析上述反应中铝化合价的变化，标明铝得分析上述反应中铝化合价的变化，标明铝得 失电子的情况

15、。失电子的情况。铝和氢氧化钠溶液反应的实质第一步：第二步：2al+6h2o= 2al(oh)3+3h2al(oh)3+naoh=naalo2+2h2o总方程式：总方程式： 2al+2naoh+6h2o=2naalo2+ 4h2o +3h2失失 6e-得得 6e-铝热反应铝热反应工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物高温高温2al+fe2o3=2fe+ al2o3铝热剂铝热剂：铝粉和某些金属氧化物（：铝粉和某些金属氧化物（fe2o3、feo、fe3o4、v2o5、cr2o3、mno2）组成的混合物。）组成的混合物。习题练习习题练习1、从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反

16、应、从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是：中，属于氧化还原反应的是： （ ）a.铝土矿溶于铝土矿溶于naoh溶液中溶液中b.偏铝酸钠溶液的酸化偏铝酸钠溶液的酸化c.灼烧氢氧化铝固体灼烧氢氧化铝固体d.电解熔融的氧化铝电解熔融的氧化铝dp书67页2、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的况下体积相等时，反应中消耗的hcl和和naoh的物质的量之比为（的物质的量之比为（ ）a.1:1 b.2:1 c.3:1 d1:3习题练习习题练习cp书68页3 3

17、、用铝热法从下列氧化物中还原出物质的、用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少的是（量相同的金属所消耗的铝最少的是（ ）a a、fefe3 3o o4 4 b b、mnomno2 2 c c、v v2 2o o5 5 d d、crcr2 2o o3 3a习题练习习题练习4 4、铝和铍的性质十分相似，下列关于铍的性质推、铝和铍的性质十分相似，下列关于铍的性质推断不正确的是（断不正确的是（ ） a.a.铍能与盐酸或氢氧化钠反应铍能与盐酸或氢氧化钠反应 b. b.氢氧化铍可溶于水氢氧化铍可溶于水c.c.氧化铍能与盐酸或氢氧化钠反应氧化铍能与盐酸或氢氧化钠反应 d. d.氧化铍的化

18、学式为氧化铍的化学式为bebe2 2o o3 3b、d习题练习习题练习不管是中医学还是西医学，从二者现有的思维方式的发展趋势来看，均是走向现代系统论思维，中医药学理论与现代科学体系之间具有系统同型性，属于本质相同而描述表达方式不同的两种科学形式。可望在现代系统论思维上实现交融或统一，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）成为中西医在新的发展水平上实现交融或统一的支撑点，希冀籍此能给中医学以至生命科学带来良好的发展机遇，进而对医学理论带来新的革命。编辑本段现代中医史（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）替了事实认识，决定最终结果劳而无功”，因此，中、西

19、医学应并存共荣而不必强求统一。 （df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）尽管目前中、西医学还不可能融合成为一种统一的医学模式，但可以独立发展，并存共荣，整合互补。（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）缘于现代信息论、（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）系统论和控制论的影响，西医学的发展趋势若仅仅是单纯地重视分析而忽略了整体结构和整体功能，无疑将渐行渐窄。而中医讲究“感悟”，（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）未免夹带有很多主观因素，难以客观地定量，定性。若中医的诊察疾病能参考现代医学的微观分析

20、，将辨证与辨病相结合，实现宏观与微观的统一，使中医诊断客观化，即把分析与综合相结合的方法引入中医理、法、方、药的研究，使二者有机结合，互相借鉴、补充，避免各自的片面性、局限性，这将有利于中西医学的优势互补，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr） “和而不同”，多元发展。近年来，中医药在防治非典、禽流感和艾滋病方面发挥的独特作用也证实了二者的有机结合，具有肯定的临床疗效。编辑本段东西方医学交融（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）不管是中医学还是西医学，从二者现有的思维方式的发展趋势来看，均是走向现代系统论思维，中医药学理论与现代科学体系（45传染病q566丙肝964jo

21、乙肝28jgsx甲肝gh）之间具有系统同型性，属于本质相同而描述表达方式不同的两种科学形式。可望在现代系统论思维上实现交融或统一，成为中西医在新的发展水平上实现交融或统一的支撑点，希冀籍此能给（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）中医学以至生命科学带来良好的发展机遇，进而对医学理论带来新的革命。编辑本段现代中医史（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）轴心时代中、西医学的峰巅之作机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态分为冷加工和热加工。一般在常温下加工，并且不引起工件的化学或物相变化称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工

22、会引起工件的化学或物相变化称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理煅造铸造和焊接。另外装配时常常要用到冷热处理。例如：轴承在装配时往往将内圈放入液氮里冷却使其尺寸收缩，将外圈适当加热使其尺寸放大，然后再将其装配在一起。火车的车轮外圈也是用加热的方法将其套在基体上，冷却时即可保证其结合的牢固性（此种方法现在依旧应用于某些零部件的转配过程中）。 机械加工包括：灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。 机械加工：广意的机械加工就是指能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车

23、床（lathe machine）、铣床(milling machine)、钻床(driling machine)、磨床(grinding machine)、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。1959年，richard p feynman(1965年诺贝尔物理奖获得者)就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世，其后开发出尺寸为50500m的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为6012m的利用硅微型静电机，显示出利用硅微加工工

24、艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。 微型机械在国外已受到政府部门、企业界、高等学校与研究机构的高度重视。美国mit、berkeley、stanfordat&t的15名科学家在上世纪八十年代末提出小机器、大机遇：关于新兴领域-微动力学的报告的国家建议书，声称由于微动力学(微系统)在美国的紧迫性，应在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面，建议中央财政预支费用为五年5000万美元，得到美国领导机构重视，连续大力投资，并把航空航天、信息和mems作为科技发展的三大重点。美国宇航局投资1亿美元着手研制发现号微型卫星，美国国家科学基金会把mems作为一个新崛起的研

25、究领域制定了资助微型电子机械系统的研究的计划，从1998年开始，资助mit，加州大学等8所大学和贝尔实验室从事这一领域的研究与开发，年资助额从100万、200万加到1993年的500万美元。1994年发布的美国国防部技术计划报告，把mems列为关键技术项目。美国国防部高级研究计划局积极领导和支持mems的研究和军事应用，现已建成一条mems标准工艺线以促进新型元件/装置的研究与开发。美国工业主要致力于传感器、位移传感器、应变仪和加速度表等传感器有关领域的研究。很多机构参加了微型机械系统的研究，如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学、威斯康星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。加州大学伯克利传感器和执行器中心(bsac)得到国防部和十几家公司资助1500万元后，建立了1115m2研究开发mems的超净实验室。 日本通产省1991年开始启动一项为期10年、耗资250亿日元的微型大型研究计划，研制两台样机，一台用于医疗、进入人体进行诊断和微型手术，另一台用于工业，