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文档简介

1、精选优质文档-倾情为你奉上机加技术培训资料【线割技术培训】 机加部学徒培训教程目录第一章 第一节第二节 001第三节 002第四节 003第五节 004第二章第一节 008第二节 009第三节 012第四节第三章 知识第一节 线切割机床结构及加工原理017第二节 线切割机床的保养及维018第三节 护线切割机床的应用范围及特点019第四节 工、量具的使用方法及保养020第五节 21第四章第一节 工作液的选用022第二节 工件装夹022第三节 穿丝细节及注意事项022第四节 偏移量(间隙补偿量)的计算023第五节 引入、引出线和切割路线的合理选取 023第六节 线切割的编程024第七节第八节 加工

2、过程中影响质量的因素028第九节 34第五章第一节第二节一、 038二、 039三、 040第三节 41一、 041二、 044三、 045第四节一、 6二、 8三、 050第一章 机械识图基础知识 第一节 纸张幅面基本规定幅面代号A0A1A2A3A4宽度×长度(B×L)841×1189594×841420×594297×420210×297留装订边装订边宽a25其他周边宽c105不留装订边周边宽e2010与原值比例1:1说 明缩小的比例1:2   1:5   1:101.比例:图中图

3、形与其实物相应要素的线性尺寸之比2.原值比例:比值为1的比例,即1:13.放大比例:比值大于1的比例,如2:1等4.缩小比例:比值小于1的比例,如1:2等5.当某个视图或剖视图需要采用不同比例时,必须另行标注6. 10n 布局比 n为正整数.7. 带括号的为必要时允许采用的比例.1:2×10n   1:5×10n   1:1×10n(1:1.5)   (1:2.5)   (1:3)(1:4)  (1:6)   (1:1.5×10n)(1:2.5&

4、#215;10n)   (1:3×10n)(1:4×10n)   (1:6×10n)放大的比例5:1   2:1   5×10n:12×10n:1   1×10n:1(4:1)  (2.5:1)  (4×10n:1)(2.5×10n:1) 第二节 剖面符号的种类金材料(已有规定剖面符号者除外)线圈绕组元件转子、电枢、变压器和电抗器等的迭钢片非金属材料(已有规定剖面符号者除外)型砂、填砂、粉末冶金、

5、砂轮、陶瓷刀片、硬质合金刀片等玻璃及供观察用的其他透明材料木质胶合板(不分层数)基础周围的泥土混凝土钢筋混凝土砖格网(筛网、过滤网等)木材(纵剖面)木材(横剖面)液体注: 1. 剖面符号仅表示材料的类别,材料的名称和代号必须另行标注. 2. 迭钢片的剖面线方向应与束装中的迭钢片的方向一致. 3. 液面用细实线绘制. 4. 木材、玻璃、液体、迭钢片、砂轮及硬质合金刀片等剖面符号,也可在外形视图中画出部分或全部作为材料标志 第三节 机械制图用图线图线名称图 线 型 式图线代号图线宽度一 般 应 用粗 实 线A约dA1 可见轮廓线A2 可见过渡线细 实 线B约d/2B1 

6、;尺寸线及尺寸界线B2 剖面线B3 重合剖面的轮廓线B4 螺纹的牙底线及齿轮的齿根线B5 引出线B6 分界线及范围线B7 弯折线B8 辅助线B9 不连续的同一表面的连线B10 成规律分布的相同要素的连线波 浪 线C约d/2C1 断裂处的边界线C2 视图和剖视的分界线双 折 线D约d/2D1 断裂处的边界线虚   线F约d/2F1 不可见轮廓线F2 不可见过渡线细点划线G约d/2G1 轴线G2 对称中心线G3 轨迹线G

7、4 节圆及节线粗点划线JdJ1 有特殊要求的线或表面的表示线双点划线K约d/2K1 相邻辅助零件的轮廓线K2 极限位置的轮廓线K3 坯料的轮廓线或毛坯图中制成品的轮廓线K4 假想投影轮廓线K5 试验或工艺用结构(成品上不存在的轮廓线)K6  中断线注:图线宽度d系列为:0.13、0.18、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4、2.0mm. 第四节 第一视角和第三视角的区分第 一 角 说 明将物体置于投影体系中的第一角内,即将物体处于观察者与投影面之间进行投影,然后按规定展开投影面,六个基本投影面的展开方法见右图各视图的配

8、置,第一角画法的识别请仔细看右图第一视角与第三视角的区别第 三 角 说 明将物体置于投影体系中的第三角内,即将投影面处于观察者与物体之间进行投影,然后按规定展开投影面,六个基本投影面的展开方法见右图,各视图的配置见右图,第三角画法的识别请仔细看右图第一视角与第三视角的区别注:绘制机械制图时,应以采用正投影法为主,以轴侧投影法及透视投影法为辅.第五节 常用视图分类说     明图      例基 本 视 图基本视图 机件向基本投影面投射所得的视图。六个基本视图的名称如下:主视图  由前向后投影所得

9、的视图。左视图  由左向右投影所得的视图。俯视图  由上向下投影所得的视图。右视图  由右向左投影所得的视图。仰视图  由下向上投影所得的视图。后视图  由后向前投影所得的视图。同一图纸内按图a配置视图时标注视图名称向 向视图 可以自由配置的视图。应在视图上方标出视图的名称“×”(“×”为大写拉丁字母),在相应的视图附近用箭头指明投影方向,并注上同样的字母(图b)斜 视 图斜视图 向不平行于任何基本投影面投射所得的视图。画斜视图时,必须在视图的上方标出视图的名称“×”,在相应的视图附近用箭头指明投射方向,并注上同样

10、的字母。斜视图一般按投影关系配置(图c),必要时也可配置在其他适当位置,在不引起误解时,允许将图形旋转,表示该视图名称的大写拉丁字母应靠近旋转符号的箭头端(图d),也允许将旋转角度标注在字母之后(图e)。斜视图的断裂边界应以波浪线表示,当所表示的局部结构是完整的,且外轮廓又成封闭时,波浪线可省略不画局 部 视 图局部视图 将机件的某一部分向基本投影面投射所得的视图为了节省绘图时间和图幅,对称机件的视图可只画一半或四分之一,并在对称中心线的两端画出两条与其垂直的平行 细实线画局部视图时,一般在局部视图上方标出视图的名称“×向”,在相应的视图附近用箭头指明投影方向,并注上同样的字母。当局

11、部视图按投影关系配置,中间又没有其他图形隔开时,可省略标注中俯视图)。局部视图的断裂边界线应以波浪线表示。当所表示的局部结构是完整的,且外轮廓又成封闭时,波浪线可省略不画单一剖切柱面可获得全剖视图、半剖视图和局部剖视图采用几个平行的剖切平面画剖视图时,要着重注意以下几个问题:1.要正确选择剖切平面的位置,在图形内不应出现不完整要素2.当机件上的两个要素在图形上具有公共对称中心线或轴线时,可以各画一半,此时应以对称中心线或轴线为界(AA 剖切平面) 3.采用几个平行的剖切平面剖开机件所绘制的剖视图规定要表示在同一个图形上,所以不能在剖视图中画出各剖切平面的交线。采用几个相交的剖切平面画剖视图时要

12、着重注意以下几个问题:1.几个相交的剖切面必须保证其交线垂直于某一投影面2.绘制剖视图时,应假想按剖切位置剖开机件,然后将被剖切面剖开的结构及有关部分旋转到与选定的投影面平行再进行投射3.绘制剖视图时,在剖切平面后的其他结构一般仍按原4.当剖切后产生不完整要素时,应将此部分按不剖绘制4.当剖切后产生不完整要素时,应将此部分按不剖绘制来的位置投射第二章 材料基础第一节 常见元素表示及金属材料分类(表单)一、 金属材料常用元素表元素氢锰铬镍钴铜钨钼钒钛铝铌钽锂铍镁钙锡铅符号HMnCrNiCoCuWMoVTiAlNbTaLiBeMgCaSnPb元素铋铯钡镧铈钕钐锕硼碳硅硒碲砷硫磷氮氧锆符号BiCsB

13、aLaCeNdSmAcBCSiSeTeAsSPNOBe二、 常用有色金属和合金元素名称及代号表名称黄铜青铜白铜铜铝镁镍钛锌铅锡锑金银镉铁猛硅磷钹鉻元素符号CuALMgNiTiZnPbSnSbAuAgCdFeMnSiPBeCr元素代号HQBTLMNT三、 专用合金名称代号表名称防锈铝锻铝硬铝超硬铝特殊铝无氧铜稀土钨钴钨钛钴锻造碳化钨多用途硬质合金结构硬质合金代号LFLDLYLCLTTUREYGYTYZYWYE名称铸造合金变形镁合金焊接合金印刷合金轴承合金阳极镍合金粉末喷铝粉涂料铝粉细铝粉镁粉铝镁粉代号ZMBHIIChNYFFLPELUFLXFMFLM四、 有色金属材料分类表金属材料黑色金属钢碳素

14、钢普通碳素结构钢金属材料有色金属铜及铜合金纯铜优质碳素结构钢黄铜碳素工具钢青铜合金钢低合金高强度钢白铜合金结构钢铝机铝合金纯铝合金工具钢特殊合金钢防锈铝铸铁 白口铸铁灰铸铁硬铝球墨铸铁可锻铸铁铸铝蠕墨铸铁合金铸铁其他五、 常用材料汇总表牌号名称牌号名称牌号名称A3低碳钢S136不锈铁尼龙尼龙101045#中碳钢S316不锈钢PMMA有机玻璃Cr12工具钢SUS201不锈钢电木酚醛树脂SKD11工具钢SUS304不锈钢ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯塑料SKD61工具钢SUS404不锈钢铁氟龙PTFE 聚四氟乙烯 特氟龙、F4、塑料王D2工具钢AL6061铝环氧树脂板含环氧基因的高分子化合物的统称DC5

15、3H62黄铜合成石白钢HHS高速钢POM赛刚云母板第二节 金属材料基础一、 黑色金属(一) 钢的分类1. 按用途分类 (1)结构钢:工程用钢或构件用钢碳素结构钢(甲、乙、特类)及普通低合金钢;机器零件用钢渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢。 (2)工具钢:刃具钢、模具钢、量具钢。 (3)特殊性能钢:不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工用钢等。2. 按化学成分分类(1)碳素钢低碳钢(0.25%)、中碳钢(0.250.6%);高碳钢(0.6%);(2)合金钢低合金钢(5%)、中合金钢(510%)、高合金钢(10%)合金钢;(3)锰钢、铬钢、铬镍钢、硼钢等3. 按显微组织分类(1)按平衡组织或退火组织分类亚

16、共析、共析、过共析和莱氏体钢。(2)按正火组织分类珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢。(3)按加热冷却时有无相变和室温时的组织铁素体钢、奥氏体钢、复相钢。4. 按品质分类(按钢中的P、S等有害杂质的含量) (1)普通钢P含量0.045%,S含量0.050%; (2)优质钢P含量0.035%,S含量0.035%; (3)高级优质钢P含量0.030%,S含量0.020%; (4)特级优质钢P、S含量分别为0.025%(二) 钢的牌号原则国际化学元素符号和汉语拼音并用化学元素如Si、Mn、Cr、W、Re等。产品名称、用途、冶浇和铸炼方法拼音。1. 普通碳素结构钢(1) 旧国标甲类钢按性能要求供货

17、,用甲YX或AYX表示,X为0、1、2、7。数字越大含碳量越大,强度越高,塑、韧性降低。Y表示冶炼方法。如J、D。如为沸腾钢最后加“F”,半镇静钢加b,镇静钢不加,如A3F,AJ3。乙类钢按成分要求供货,用乙YX或BYX表示,BD3,BJ3b。特类钢按成分和性能要求供货,特YX或CYX表示。(2) 新国标用碳素结构钢取代普通碳素结构钢Q195成分同B1,性能同A1;Q215A同A2,Q215B同C2;Q235AA3,Q235BC3,Q235C焊接;Q255AA4,Q255BC4;Q275不分等级C5Q表示屈服点 数字表示钢的屈服强度(Mpa)A、表示质量等级(可分为A、B、C、D四等2. 优质

18、碳素结构钢两位数字(含碳万分之几)+合金元素(Mn)(质量分子为0.71.0)+专门用途标记。例如20g、50Mn等。3. 碳素工具钢碳(T)+数字(含碳量的千分之几)+合金元素(Mn)(质量分子为0.40.6)+A(表示高级优质),例如:T8A、T10MnA等。4. 合金结构钢数字(含碳量万分之几)+元素(化学元素符号)+数字(合金元素的百分之几)。例如:20MnVBA、36Mn2Si、40CrNiMo等。5. 合金工具钢含碳量+元素+数字,含碳量1.0%时不标,1.0%时用千分之几表示。例如CrMn、9Mn2V等。含铬量低时,用千分之几表示,并在数字前加0,如Cr06。高速钢中不标含碳量,

19、如W18Cr4v,W6Mo5Cr4V2等。6. 铬滚动轴承钢滚或G+Cr+数字(Cr含量的千分之几),例如:GCr157. 不锈钢与耐热钢 数字+元素+数字 第一个数字表示含碳量的千分之几,第二个数字表示合金元素的百分之几。起重要作用的微量元素也要标出。例如:9Cr18,00Cr18Ni10(0.03%), 0Cr18(0.08%) 等。C%结构钢,万分之几; 工具钢、不锈钢,千分之几;Me%一般为百分之几; 含Cr低的合金工具钢和轴承钢,用千分之几。(三) 合金元素对钢性能的影响1. 钢在熔炼过程中加入的合金元素:元素锰硅鉻镍钼钨钒钛铝铜符号MnSiCrNiMoWVTiAlCu2. 添加合金

20、元素的目的: 增加硬度,塑性和韧性,此外还能提高耐磨性、不锈、耐酸等性能,还能减少淬火时产生裂纹现象。锰:超过普通钢含量会使钢具有耐磨性和抗磁性; 硅:超过普通钢含量会使钢具有弹性,略为降低塑性韧性,它的最大特点是使钢具有较高的抗酸性; 鉻:能提高钢的硬度,同时能略为降低塑性韧性,它的最大特点是使钢具有较高的耐热性; 镍:使钢具有很高强度、塑性韧性; 钼:能提高钢的强度硬度,会略为降低塑性韧性,它的最大特点是使钢具有较高的耐热性; 钨:能提高钢的硬度,并不改变其他力学性能; 钒:增加硬度,提高塑性和韧性、,即使加入少量也可以炼得致密没有气泡的钢; 钛:使钢件具有细晶粒组织,当质量不高于0.10

21、.2时可以提高钢的力学性能; 铝:可提高钢的耐热性; 铜:可提高钢的防锈能力与抗酸性.二、 有色金属(一) 有色金属分类分类代号表示方法举例名称代号黄铜普通黄铜用“H”加基元素铜的含量表示,三元以上黄铜墙铁壁用“H”加第二个主添加元素符号及除锌以外的成份数字组表示68黄铜H68901锡黄铜HSn901青铜青铜用汉语拼音字母“Q”加第一个主添加元素符号及除基元素铜外的成份数字组表示6.50.1锡青铜QSn6.50.15锰青铜QMn5白铜镍合金用“B”加镍含量表示,三元以上的白铜用“B”加第二个主添加元素符号及除基元素铜外的成份数字组表示30白铜B30312锰白铜BMn312镍合金镍合金用“N”加

22、第一个主添加元素符号及除基镍元素外的成份数字组表示9镍铬合金NCr9镁合金镁合金用“M”加表示变形加工的汉语拼音字母“B”及顺序号表示二号变形镁合金MB2钛及钛合金钛及钛合金用“T”加表示金属或合金组织类型的字母及顺序号表示字母A、B、C分别表示型、型,+型钛合金一号型钛TA1四号+型钛合金TC4其它 合金除上述合金外的其它合金,用基元素的化学元素符号中第一个主添加元素符号及除基元素外的成份数字表示1.5锌铜合金ZnCu1.513.52.5锡铅合金SnPb13.52.520金镍合金AuN20铜铍中间合金4CuB4变形 铝及 铝合金变形铝及铝合金牌号用四位字符体系表示,牌号的第一、三、四位为阿拉

23、伯数字,第二位为英文大写字母(C、I、L、N、O、P、Q、Z等8个字母除外)。第一位数字表示铝及铝合金的组别,用19表示如右所示;牌号的第二位字母表示纯铝或铝合金的改型情况,如第二位字母为A表示为原始纯铝或原始合金,如果是BY的其他(按字母表顺序),则表示为原始纯铝或原始合金的改型。纯铝牌号的最后两面位数字表示最低铝质量分数,当最低铝质量分数精确到0.01%时,最后两数字就是小数点后的两位数字。铝合金牌号的最后两位数纯铝(Al含量(质量分数)不小于99.00%)1×××以铜为主要合金元素的铝合金2×××以锰为主要合金元素的铝合金3&#

24、215;××以硅为主要合金元素的铝合金4×××以镁为主要合金元素的铝合金5×××以镁、硅为主要合金元素,并6×××以Mg2Si相为强化相的铝合金7×××以锌为主要合金元素的铝合金以其他合金元素为主要元素的铝合金8×××备用合金组9×××第三节 常用材料性能、特点及应用牌号名称特点 性能 用途A3低碳钢别名Q235A 由于含碳适中、综合性能好、强度、塑性和焊接性能得到较好配合用途广泛45#中碳钢别名

25、:S45C、1045、080M46、C45、也有叫油钢 是优质碳素结构用钢,硬度不高易切削,模具周长用来做模板。销子、导柱。热处理硬度最高55度Cr12工具钢广泛应用于冷作模具钢,具有较高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性、但冲击韧性差。主要用作承受冲击负荷较小、要求高耐磨的冷冲冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉伸模和螺纹滚模。SKD11D2 Cr12MOV 工具钢用作冷作模具钢、合金工具钢、精炼钢,钢质纯净、淬透性好、淬火变形量小、良好的淬硬性。淬火硬度62HRC.在525°氮化处理时间20H/30H/60H,氮化层深度0.25/0.3/0.35mm,表面硬度12

26、50HV:在525°氮化处理时间2H,氮化层深度1020um,表面硬度950HV:SKD61H13 4Cr5MoSiV 工具钢具有良好的韧性、抗高温疲劳性,适宜在高温下长期工作,具有良好的切削性能和抛光性能钢质纯净、韧性好适宜做铝、锌、铜合金挤压模,压铸模、热锻模、及热剪切模刀片白钢HHS高速钢具有很高的红硬性和耐磨性、切削速度快、剪边锋利、高韧性、耐冲击性的优良性能、抗弯强度、和冲击韧性与比普通高速钢寿命长两倍。适用于一般车床、半自动及自动车床、刨床的外圆、端面、内孔、螺纹、平面台阶及切断等工序的加工,硬度范围 HRC5862° HRC6365°HRC6870&

27、#176;S136不锈铁塑料模具钢 具有耐腐蚀。耐应变、耐磨性、高光洁度表面 硬度可达到HRC455055°S316不锈钢各性能优越于SUS304SUS201不锈钢各性能烧弱于SUS304SUS304不锈钢良好的耐腐蚀和成型性广泛用于食品、化工、原子能等工业涉及领域广泛 固溶10101150 去应力退火温度250425 腐蚀敏感性处理一般温度不低于850 冷却方式一般是空气中和水中AL6061铝重量轻耐腐蚀熔点660 沸点2327H62黄铜强度该 硬度大 耐化学腐蚀高POM赛刚熔点165175具有机械强度和钢性,自润滑、耐磨,缺点高温下容易起热分解,广泛用于机械零件 齿轮 把手 玩具

28、等PA尼龙1010密度1.15 熔点220260广泛应用在汽车电气设备机械部构纺织造纸等。PMMA有机玻璃具有透明性、化学稳定性和耐候性、易染色、易加工、外观优美、熔点240270 模具温度在3570 密度1.19电木酚醛树脂聚甲基丙烯酸甲酯ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料是塑料中第一个投入工业生产的品种。它具有较高的机械强度、良好的绝缘性、耐热性、耐腐蚀性、因此常用于制造电器材料,如开关、灯头、耳机、电话机壳、仪表壳等,“电木”由此得名铁氟龙PTFE 聚四氟乙烯 特氟龙、F4、塑料王ABS树脂时五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电器性能优良、还具有易加工、制品尺寸

29、稳定、表面光泽性好等特点、容易涂装、着色、还可以进行表面喷镀金属。环氧树脂板含环氧基因的高分子化合物的统称具有优良的化学稳定、耐腐蚀、密封、高润滑不粘、电绝缘和良好的抗老化耐力。能在+250°至180°的温度下长期工作、除熔融金属钠和液氟外,能耐其他一切化学药品,在水中煮沸也不起变化。用作工程塑料、可制成管道、容器、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。合成石是一种绿色环保石材。它是由95%以上的天然石粉,加上少量聚酯及粘合剂、在真空下混合、加压、震动成型而成。云母板云母板是由云母纸与有机硅胶水粘合加温压制而成。云母含量约90%。有机硅胶水含量10%第四节 热处理的介绍

30、热处理结构工艺性:是指零件在热处理过程中,达到预期目的的难易程度;耗费成本的多少和生产周期长短等性能。正确设计热处理结构有效提高热处理工艺生产效率、保证热处理质量和降低生产成本具有重大的意义一、 热处理分类:按照金属材料组织变化特征,主要热处理工艺分为六类:1.退火及正火;2.淬火 3.回火及时效4.表面淬火5.化学热处理6.形变热处理1 退火将钢加热到一定温度并保温一段时间,然后使它慢慢冷却,称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度,经过保温后缓慢冷 却的热处理方法。退火的目的,是为了消除组织缺陷,改善组织使成分均匀化以及细化晶粒,提高钢的力学性能,减少残余应力;同时可降低 硬

31、度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,又为后续工序作好准备,故退火 是属于半成品热处理,又称预先热处理2 正火正火是将钢加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体,对 于亚共析钢正火可细化晶格,提高综合力学性能,对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。3 淬火淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后很快放入淬火剂中,使其温度骤然降低,以大于临界冷却速度的速度急速冷却,而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度,但要减少其塑性。淬火

32、中常用的淬火剂有:水、油、碱水和盐类溶液等。4 钢的回火将已淬火的钢重新加热到一定温度,再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。5 调质处理:淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500650之间进行回火。调质可以使钢的性能,材质得到很大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好,具有良好的综合机械性能。6 时效处理:为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150250)精加工前,把工件重新加热到100150,保持5

33、20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要7 钢的表面热处理表面淬火:是通过快速加热钢件表面到临界温度以上,热量还未来得及传到心部之前迅速冷却,这样就可以把表面层被淬火在马氏体组织,而心部没有发生相变,这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢。化学热处理:是指将化学元素的原子,借助高温时原子扩散的能力,把它渗入到工件的表面层去,来改变工件表面层的化学成分和结构,从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同,化学热处理可分为渗碳、渗氮、氰化和渗金属法等

34、四种。渗碳:渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。渗氮:又称氮化,是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前生产中多采用气体渗氮法。氰化:又称碳氮共渗,是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。渗金属:是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化,以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性,如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅

35、等。二、 钢的常用退火工艺分类及应用1、 扩散退火:主要是起到成分均化,一般工艺是加热至Ac3+(150200),长时间保温后缓慢冷却,主要应用于铸钢件及具有成分偏析的铸扎件等.2、 完全退火: 主要是起到细化组织,一般工艺是降低硬度加热至Ac1+(3050),长时间保温后缓慢冷却, 主要应用于铸、焊件及中碳钢和中碳合金钢锻轧件等.3、 不完全退火: 主要是起到细化组织,一般工艺是降低硬度加热至Ac1+(4060),长时间保温后缓慢冷却, 主要应用于中、高碳合金钢和低合金钢锻轧件等(组织细化程度低于完全退火).4、 等温退火: 主要是起到细化组织,降低硬度,防止产生白点, 一般工艺是加热至Ac

36、3+(3051)(亚共析钢)或Ac3+(3051)(共析钢和过共析钢),保持一定时间,随炉冷至稍低于Ar1进行等温转变,然后空气冷却。(简称空冷,应用于中碳合金钢和某些高合金钢的重型铸锻件及冲压件等,组织与硬度比完全退火更为均匀)5、 球化退火: 主要是起到细化组织,降低硬度,防止产生白点, 一般工艺是加热至Ac1+(2040)Ac1(2030)保温后等温冷却或直接缓慢冷却, 主要应用于工模具及轴承钢件,结构钢冷挤压件等6、 再结金退火或中间退火: 主要是起到消除加工硬化, 一般工艺是加热至Ac1(50150)保温后空冷, 主要应用于冷变形钢材和钢件7、 去应力: 主要是起到消除内应力,一般工

37、艺是加热至Ac1(100200)保温后炉冷至200300,在出炉空冷, 主要应用于铸钢件、焊件及锻轧件.三、 钢的常用正火工艺特点及应用范围1、 工艺特点: 将工件加热到Ac3或Acm以上4060,保温一定时间,然后以稍大于退火的冷却速度,冷却下来。如风冷、空冷、喷雾等,得到片层间距较小的珠光体组织(有的叫正火索氏体).2、 应用范围: (1) 改善切削性能。含碳量低于0.25%的低碳钢和低合金钢,高温正火后可达140190HBS,有利于切削加工; (2) 消除共析钢的网状碳化物,为球化退火做准备; (3) 作为中碳钢,合金钢淬火前的预备热处理,以减少淬火缺陷; (4) 用于淬火返修消除内应力

38、和细化组织,以防重淬火时产生变形与裂纹5.对于大型、重型及形状复杂的零件或性能要求不高的普通结构零件作为最终热处理,以提高力学性能。3、 正火目的:调整钢件硬度,细化晶粒及消除网状碳化物,为淬火作好组织准备或作为最终热处理。四、 淬火及回火1、 淬火的目的:(1) 使钢获得较高的强度和硬度。 淬火后的零件再经中、高温回火,可获得良好的力学性能。淬火还可防止某些沉淀相在饱和固溶体自高温冷却时析出,为下一步冷变形加工或时效强化作好准备,淬火是热处理强化中最重要的工序;(2) 如果工件只需局部提高硬度,则可进行局部淬火或表面淬火,以避免工件其他部位产生变形、开裂; (3) 应根据淬火零件的材料、形状

39、、尺寸和所要求的力学性能,选用不同的淬火方法。2、 淬火的分类及特点(1) 单液淬火: 一般工艺是将工件加热到最淬火温服后,侵入一重淬火介质中,直到工件冷至室温为止, 特点在于此法优点是操作简便,缺点的易使工件产生较大内应力、发生变形和开裂, 适用与形状简单的工件,对于碳钢工件,直径大于5mm的在水中冷却,直径小于5mm的可以在油中冷却,合金钢工件大都在油中冷却(2) 双液淬火: 一般工艺是加热后的工件先放在水中淬火,冷却至接近Ms点(300200)时,从水中取出立即转到油中(或放在空气中冷却), 特点在于利用冷却速度不同的两种介质,先快冷躲过奥氏体最不稳定的温度区间(650550),至接近发

40、生马氏体转变(钢在发生体积变化)时再缓冷,以减小内应力和变形开裂倾向, 主要用于碳钢制成的中型零件和由合金钢制成的大型零件。(3) 分级淬火: 一般工艺是工件加热到淬火温度,保温后,取出置于温度略高(也可稍低)与Ms点的淬火冷却剂(盐浴或碱浴)中停留一定时间,待表里温度基本一致时,在取出置于空气中冷却, 特点有1.减小表里温差,降低了热应力。 2.马氏体转变主要时在空气中进行,降低了组织应力,所以工件的变形与开裂倾向小。 3.便于热校直。 4.比双液淬火容易操作, 此法多用于形状复杂,小尺寸的碳钢和合金钢工件,如各种刀具。对于淬透性较低的碳素钢工件,其直径或厚度应小于10mm.(4) 等温淬火

41、: 一般工艺是工件加热到淬火温度后,侵入一种温度稍高于Ms点的盐浴中,保温足够长时间,使其发生下贝氏体转变后在空气中冷却, 特点在于其他淬火比 1.淬火后得到下贝氏体组织,在相同硬度情况下强度和冲击韧度高 2.一般淬火后礼仪不经回火直接使用,所以也无回火脆性问题,对于要求较高的零件仍需回火 3.下贝氏体质量体积比马氏体小,减小了内应力与变形、开裂 , 1.因变形小适合处理精密结构零件,如冷冲模,轴承,精密齿轮等 2.因组织结构均匀内应力小显微和超显微裂纹产生的可能性小,用于处理各种弹簧可以很大提高其疲劳抗力 3.特别对于有显著的第一类回火脆性的钢,等温淬火优越性更大 4.受等温槽冷却速度限制,

42、工件尺寸不能过大 5.球墨铸铁件也常用等温淬火,以获得高的综合力学性能,一般合金球铁零件等温淬火有效厚度可达100mm高.(5) 喷雾淬火:一般工艺是工件加热到淬火温度后,将压缩空气通过喷嘴使冷却水雾化后喷到工件上进行冷却, 特点在于可通过调节水及空气的流量来任意调节冷却速度,在高温区实现快冷,低温区实现缓冷。可用喷嘴数量、水量实现工件均匀冷却, 适用于对于大型复杂零件或重要轴类零件(如汽轮发电机的轴),可使其旋转以实现均匀冷却.五、 表面淬火的种类(二) 感应加热表面淬火: 工艺过程: 将工件放入感应器中使工件表层产生电流,在极短的时间内加热到淬火温度后,立即喷水冷却,使工件表层淬火,从而获

43、得非常细小的针状马氏体组织。更具电流频率不同可分为: 1.高频淬火101000kHz 2.中频淬火110kHz 3.工频淬火20Hz 特点: 1.表面硬度不普通淬火高23HRC,并具有较低的脆性 2.疲劳强度冲击韧度都有所提高,一般高20%30% 3.变形小 4.淬火层深易于控制 5.淬火时不易氧化和脱碳 6.可采用较便宜的低淬透性钢 7.操作易于实现机械化和自动 8.电流频率愈高淬透层愈薄。高频淬火一般12mm 中频淬火一般35mm 工频淬火1015mm 处理复杂零件比渗碳困难. 应用范围: 常用中碳钢(c0.4%0.5%)和中碳合金结构钢,也可用高碳工具钢和低合金工具钢,以及铸铁。一般工件

44、淬透层深度为半径的1/10左右时,可得到强度、耐疲劳性和韧性的最好配合。对于小直径1020mm的零件,建议用较深的淬透层深度,即可达半径的1/5;对于较大的零件可取较浅的淬透层深度,即小于半径1/10以下。(三) 火焰表面淬火: 工艺过程: 用乙炔氧或煤气氧的混合气体燃烧的火焰,喷射到零件表面上,快速加温,当达到淬火温度后,立即喷水或用乳化液进行冷却。 特点: 淬透层深度一般为26mm,过深往往引起零件表面严重过热,易产生淬火裂纹。表面硬度 钢可达65HRC,非铸铁为4048HRC 合金铸铁为4352HRC。这种方法简便无需特殊设备,但易过热,淬火效果不稳定、因而限制了它的应用。 应用范围:

45、适用与单件或小批量生产的大型零件和需要局部最火的工具或零件,如大型轴类、大模数齿轮等,常用钢材为中碳钢,如35 45 钢及中碳合金钢(合金元素3%)如40Cr 65Mn 等,还可以用于灰铸铁件、合金铸铁件。含碳量过低,淬火后硬度低,而碳和合金元素过高,则易碎裂,因此,以含碳量(质量分子)在0.35%0.5%之间的碳素钢最适宜。(四) 电接触加热表面淬火: 工艺过程: 采用两级铜(铜滚轮或碳棒)向工件表面铜低电压大电流,在电流与工件表面接触处产生接触电阻,长生的热使工件表面温度达到临界点以上,电极移去后冷却淬火 特点: 1.设备简单,操作方便 2.工件变形极小,不需回火。 3.淬硬层薄,仅为0.

46、150.35mm 4.工件淬硬层金相组织,硬度不均匀 应用范围: 适用于机床铸铁导轨表面淬火与维修、气缸套、曲轴、工具等也可应用(五) 脉冲淬火: 工艺过程: 用脉冲能量加热可使工件表面以极快速度(1/1000s)加热的哦临界点以上,然后冷却淬火. 特点: 1.由于加热冷却迅速,工件组织极细,晶粒极小。 2.淬火后不须回火。 3.淬火层硬度高(9501250HV) 4.工件无淬火变形,无氧化膜 应用范围: 适用于导热率高的钢件,高合金钢难于进行这种淬火。用于小型零件,金属切削工具、照相机、钟表等机器易磨损件.(六) 化学热处理:渗入元素工艺方法常用材料渗层组成渗层深度/mm表面硬度作用特点应用

47、举例C渗碳低碳钢、低合金钢、热作模具钢淬火后为碳化物+马氏体+残余奥氏体0.31.65763HRC渗碳淬火后可以提高表面硬度、耐磨性、疲劳强度、能承受重载荷。处理温度较高,变形较大齿轮、轴、活塞销、链条、万向联轴器N渗氮(氮化)含铝低合金钢、中碳含铬低合金钢、含5%Cr的热作模具钢,铁素体、马氏体、奥氏体、沉淀硬化不锈钢合金氮化物+含氮固溶体0.10.6700900HV提高表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗蚀性(不锈钢例外)以及抗回火软化能力,硬度耐磨性比渗碳者高。渗碳温度低,工件变形小。处理时间长,渗层脆性大镗杆、轴、量具、模具、齿轮C、N碳氮共渗低中碳钢,低中碳合金钢软氮化淬火后为碳氮化合物+

48、含氮马氏体+残余奥氏体0.250.65863HRC提高表面硬度、耐磨性、疲劳强度。共渗温度比渗碳低工件变形小,厚层共渗较难。齿轮、轴、链条低温碳氮共渗 0.0070.020 0.30.55068HRC提高表面硬度、耐磨性、疲劳强度。温度低,工件变形小。硬度较一般渗碳低齿轮、轴、工模具、液压件S渗硫碳钢、合金钢、高速钢硫化铁0.0060.0870HV渗层具有良好的减磨性,可提高零件的抗咬合能力。可在200以下低温进行工模具、齿轮、缸套、滑动轴承等S、N硫氮共渗碳钢、合金钢、高速钢硫化物、氮化物硫化物0.01氮化物0.010.033001200HV提高抗咬合能力、耐磨性及疲劳强度。提高高速钢刀具的

49、红硬性和切削能力。渗层抗腐蚀性差工模具、缸套S、C、N硫碳氮共渗碳钢、合金钢、高速钢硫化物、碳氮化合物硫化物0.01碳氮化物0.010.036001200HV作用同上。在溶盐介质中一般含有剧毒的氰盐工模具、缸套B渗硼中高碳钢,中高碳合金钢硼化物0.10.312001800HV渗碳硬度高,抗磨料磨损能力强,减磨性好,红硬性高,抗蚀性有改善。脆性大,盐浴渗硼时,溶盐流动性差易分层渗后的工件难清洗冷作模具钢,阀门第三章 知识第一节 线切割机床结构及加工原理一、 线割机床结构(一) 快走丝机床结构 机床结构 : 控制部分、底座、 丝筒部分、立柱(主轴)、上线臂、下线臂、锥度头、工作台、外置水箱。1、

50、脉冲电源:提供工件和电极丝之间的放电加工能量。线切割加工总是用正极性加工。2、 数控装置: 线切割编程控制系统(计算机 )主要作用是在电火花线切割加工过程中,按加工要求自动控制电极丝相对工件的运动轨迹和进给速度来实现对工件的形状和尺寸加工。常见的控制系统:HL 、YH 常用的编程软件:Autop、AutopCAD、CAXC等3、 底座:底座是整个机台的支撑部分;4、 丝筒部分:工作时丝线运作的主要动力;5、 立柱(主轴):按装于底座上,用做固定上、下线臂,调节上线臂上下运动(Z轴的工作行程);6、 下线臂:固定于立柱上,线臂上装有导轮、导电块及下喷水嘴;7、 上线臂:用导轨、丝杆及拉

51、紧螺栓安装于立柱上,由丝杠控制线臂上下移动,拉紧螺栓固定,线臂上安装有导轮、导电块及锥度头;8、 锥度头:安装于上线臂上,一般用作调整丝线与工件之间的平行度及垂直度及加工锥度时U轴 V轴的控制,锥度头上安装有导轮、上喷水嘴;9、 工作台:安装于底座上,工作台是用作安装工件和控制工件进给运动;10、 水箱:水箱一般都是外置水箱,主要用作装盛工作切削液。二、 线切割的原理   线切割放电加工的过程中,脉冲电路部分给工作台加以直流脉冲高电平,给电极线加以直流脉冲低电平,在高电平和低电平之间形成电场,线切割在加工的过程中是以纯凈水作为工作介质,以纯凈水为冷却液,在水中存在大量的电子

52、和少量的离子,电子在电场力的作用下作高速运动,电子高速运动使它不停地撞击工件,工件在高速运动的电子撞击下产生很大的热能,局部温度可达到100010000度,从而把工件局部熔掉。当然,离子也同样会往负极运动,但由于电子的质量远远轻于离子,所以,在同样的电场力的作用下,电子可以作高速成运动,而离子只能缓慢运动,在放电加工的过程中,工件会被熔解掉,而铜线只会有轻微的损耗,脉冲电路部分不停地提供直流脉冲电源,从完成一个放电加工的过程。第二节  线切割机床保养及安全操作维护一、 一级保养1、 每日上班前对机床进行全面检查,确认机床的状况是否正常;2、 外表、盖罩清扫;3、 导轨上油;4、 检查

53、工作台可靠性,检查电极丝、导轮、导垫块、喷水嘴。二、 二级保养1、 检查电机运转是否正常、通风是否良好,电线有无磨损,接触是否可靠。2、 检查油孔、油管,油路要畅通,油管接头要牢固,无漏水、漏油,窗要明亮,检查油标油位,按设备润滑图表进行注油润滑;3、 检查各手柄转动是否灵活、档位是否在所需位置、开关、旋钮是否灵敏,安全装置是否有效;4、 检查工作台轴向移动是否正常;5、 检查水泵运转是否正常,管道是否畅通,过滤网是否正常;6、 检查机床X、Y、Z、U、V、各方向移动、滑动是否正常。7、 检查导轮、电极丝、导电块是否正常;8、 清洗机床表面及死角,清除切屑泥垢, 清洗水箱更换切削液、清洗切削液管道。9、 台面应干净,表面无毛刺。三、 

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