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机械加工工艺基础--金属材料及加工
来源: | 作者:pro883306 | 发布时间: 733天前 | 708 次浏览 | 分享到:
一、金属材料及热处理


理解强度、塑性、硬度的概念。


2.了解工程用金属材料的分类,能正确识读常用金属材料的牌号。


2.1金属材料分类及牌号的识读:


2.1.1黑色金属:


(1)定义:通常把以铁及以铁碳为主的合金(钢铁)称为黑色金属。


(2)铸铁:灰铸铁HT抗拉强度(σb)200(MPa)、可锻铸铁KT(H黑心、Z珠光体)抗拉强度(σb)300-伸长率06、球墨铸铁QT抗拉强度(σb)400-伸长率18。


(3)碳钢:


按含碳量分:低、中、高碳钢。


按质量分:普通、优质、高级优质。


按用途分:


普通:Q235A:一般工程用,屈服强度Q数值235等级A。


优质碳素结构钢:45钢:机械零件用,中碳钢,含碳量0.45%);


碳素工具钢:T12:工具钢,用于刃具、量具、模具用钢,含碳量1.2%。


铸造碳钢:铸钢ZG屈服强度不低于270-抗拉强度不低于500。


(4)合金钢:


按用途分:


合金结构钢:40Cr:合金结构钢,含碳量0.40%,合金含量小于1.5%不标。


合金工具钢:9SiCr:合金工具钢,含碳量0.9%,Si、Cr含量小于1.5%;


高速钢(锋钢)W18Cr4V:含碳量0.7-0.8%,钨含量18%,Cr含量4%,V含量小于1.5%。


2.1.2有色金属


(1)有色的定义:除黑色金属以外的金属材料,统称为有色金属。


(2)了解铝及铝合金。


(2)了解铜及铜合金。


3、了解退火、正火、淬火、回火、调质、时效处理的目的、方法及应用。


重点放在应用上。


(1)退火:消除铸件、焊接件、冷作件毛坯的应力。


(2)时效处理:长时间退火,消除毛坯的应力。


(3)正火:消除锻件毛坯的锻造应力。调整硬度,便于加工。


(4)调质:淬火+回火,综合机械性能。一般安排在粗加工后、精加工前。


(5)回火:消除淬火应力。温度越高,钢的强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。


4.了解金属表面处理的一般方法。


(1)表面淬火


(2)(表层)化学处理:电镀


物理处理:防锈漆因在金属表面外处理,不在此列。




二、金属切削和刀具的一般知识


1.了解金属切削运动及其特点,掌握切削用量三要素选用原则,会简单计算。


1.1切削运动:


(1)主运动Vc:


(2)进给运动Vf:


(3)关系:一般主运动一个,进给运动一个或多个。


1.2切削时工件上形成的表面:


(1)待加工表面


(2)过渡表面:正在切削的表面。


(3)已加工表面


1.3切削用量


(1)切削速度Vc:Vc=(PI*d*n)/1000(m/min或m/s)


钻头,切削刃d变化,Vc变化


(2)进给量f:车工:mm/r;铣工:


(3)背吃刀具ap(mm)


2.了解常用刀具材料及其适用范围。


2.1(车)刀具的结构形式:整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位刀片式。


2.2刀具常用材料:


(1)硬质合金:耐温800度以上,不能使用冷却液。常用的有YT(钢件:YT5、YT15、YT30)、YW(YW1、YW2)、YG(铸铁件、有色金属件:YG3、YG6、YG8)三种。


(2)高速钢:耐温550度以上,需要使用冷却液。


2.3刀具钝化:


(1)磨损:刀具后刀面和前刀面磨损。


(2)崩刃:切削刃的脆性破裂。


(3)卷刃:切削刃的塑性变形。


3.了解常用刀具的主要角度及其作用。


(1)前角:增大,切削变形减小,切削热少,切削温度低。


(2)后角:增大,后刀面摩擦少,(工件)切削热少,切削刃强度低,影响刀尖散热。


(3)主偏角:减小,切削刃增加,散热改善,切削温度低。


(4)副编角:增大,副后刀面摩擦少,加工残余面积大,粗糙度降低。


(5)刃倾角:影响刀头强度和排屑方向。


(6)车刀安装对刀具角度的影响:刀尖与工件轴线不等高情况;刀杆轴线与工件旋转轴线不垂直度影响。


4.了解切削液的常用种类及适用范围。


4.1切削液的常用种类:


(1)水基类:水溶液:冷却好,润滑差;乳化液:冷却中,润滑中。


(2)油基类:切削油:冷却差,润滑好。


5.了解常用金属材料的可切削性。


(1)主要指标:相对加工性;与刀具耐用度、切削热、已加工表面质量、切屑控制和断屑情况、切削力有关。


(2)影响因素:强度、硬度、塑性、导热性等


(3)改善方法:适当的热处理,适当调整材料化学成份。


6.了解切削过程中的物理现象,如切屑形成过程及切屑类型、积屑瘤形成机理及控制、切削力、切削热及刀具磨损等。


6.1切削类型:带状(塑性材料如钢件)、挤裂、单元、崩碎(脆性材料如铸铁)切屑。


6.2积屑瘤:


产生条件:中等切削速度,塑性材料。


对加工影响:保护刀具、增大前角、影响表面质量和尺寸精度(积屑瘤不稳定)


控制措施:提高或降低速度。


6.3切削力:


(1)主切削力Fc(消耗机床功率95%);背向力Fp(又称径向力,它使工件弯曲变形进而引起振动,对加工精度和表面粗糙度影响最大);进给力Ff(消耗机床功率5%)。


(2)影响因素:材料的强度、硬度、塑性、韧性;刀具的几何角度(主偏角、前角影响最大);切削用量(吃刀量、进给量影响最大,切削速度影响不大)


6.4切削热


(1)切削热来源:切削层金属变形(主要);切屑与刀具前刀面之间摩擦;切屑与刀具后刀面之间摩擦。


(2)切削热传出:切屑(50-80%);工件(10-40%);刀具(3-9%);周围介质(1%)