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文檔簡介
1、問:熱處理工藝淬火工藝、淬火介質(zhì)及冷卻方法? 淬火工藝是將鋼加熱到AC3或AC1點以上某一溫度,保持一定時間,然后以適當(dāng)速度冷卻獲得馬氏體和(或)貝氏體組織的熱處理工藝。 淬火的目的是提高硬度、強度、耐磨性以滿足零件的使用性能。淬火工藝應(yīng)用最為廣泛,如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鉆探機械、農(nóng)機具、石油機械、化工機械、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。(1) 淬火加熱溫度 淬火加熱溫度根據(jù)鋼的成分、組織和不
2、同的性能要求來確定。亞共析鋼是AC3+(3050);共析鋼和過共析鋼是AC1+(3050)。 亞共析鋼淬火加熱溫度若選用低于AC3的溫度,則此時鋼尚未完全奧氏體化,存在有部分未轉(zhuǎn)變的鐵素體,淬火后鐵素體仍保留在淬火組織中。鐵素體的硬度較低,從而使淬火后的硬度達不到要求,同時也會影響其他力學(xué)性能。若將亞共析鋼加熱到遠高于AC3溫度淬火,則奧氏體晶?;仫@著粗大,而破壞淬火后的性能。所以亞共析鋼淬火加熱溫度選用AC3+(3050),這樣既保證充分奧氏體化,又保持奧氏體晶粒的細(xì)小。 過共析鋼的淬火加熱溫度一般推
3、薦為AC1+(3050)。在實際生產(chǎn)中還根據(jù)情況適當(dāng)提高20左右。在此溫度范圍內(nèi)加熱,其組織為細(xì)小晶粒的奧氏體和部分細(xì)小均勻分布的未溶碳化物。淬火后除極少數(shù)殘余奧氏體外,其組織為片狀馬氏體基體上均勻分布的細(xì)小的碳化物質(zhì)點。這樣的組織硬度高、耐磨性號,并且脆性相對較少。 過共析鋼的淬火加熱溫度不能低于AC1,因為此時鋼材尚未奧氏體化。若加熱到略高于AC1溫度時,珠光體完全轉(zhuǎn)變承奧氏體,并又少量的滲碳體溶入奧氏體。此時奧氏體晶粒細(xì)小,且其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)已稍高與共析成分。如果繼續(xù)升高溫度,則二次滲碳體不斷溶入奧氏體,致使奧氏體晶粒不斷長大,其碳濃度不斷升高
4、,會導(dǎo)致淬火變形傾向增大、淬火組織顯微裂紋增多及脆性增大。同時由于奧氏體含碳量過高,使淬火后殘余奧氏體數(shù)量增多,降低工件的硬度和耐磨性。因此過共析鋼的淬火加熱溫度高于AC1太多是不合適的,加熱到完全奧氏體化的ACm或以上溫度就更不合適。 在生產(chǎn)實踐中選擇工件的淬火加熱溫度時,除了遵守上述一般原則外,還要考慮工件的化學(xué)成分、技術(shù)要求、尺寸形狀、原始組織以及加熱設(shè)備、冷卻介質(zhì)等諸多因素的影響,對加熱溫度予以適當(dāng)調(diào)整。如合金鋼零件,通常取上限,對于形狀復(fù)雜零件取下限。 強韌化新工藝選用的淬火加熱溫度與常用淬火
5、溫度有所區(qū)別。如亞溫淬火是亞共析鋼在略低于AC3的溫度奧氏體化后淬火,這樣可提高韌性,降低脆性轉(zhuǎn)折溫度,并可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2等材料制成的工件亞溫淬火加熱溫度為AC3(510)。 采用高溫淬火可獲得較多的板條狀馬氏體或使全部板條馬氏體提高強度和韌性。如16Mn鋼在940淬火,5CrMnMo鋼在890淬火,20CrMnMo鋼在920淬火,效果較好。 高碳鋼低溫、快速、短時加熱淬火,適當(dāng)降低高碳鋼的淬火加熱溫度,或采用快速加熱及縮短保溫時間的辦法,可減少奧氏體的碳含量,提高鋼的韌性。
6、(2) 保溫時間 為了使工件內(nèi)外各部分均完成組織轉(zhuǎn)變、碳化物溶解及奧氏體的成分均勻化,就必須在淬火加熱溫度保溫一定時間,既保溫時間。(3) 淬火介質(zhì) 工件進行淬火冷卻所使用的介質(zhì)稱為淬火冷卻介質(zhì)(或淬火介質(zhì))。理想的淬火介質(zhì)應(yīng)具備的條件是使工件既能淬成馬氏體,又不致引起太大的淬火應(yīng)力。這就要求在C曲線的“鼻子”以上溫度緩冷,以減小急冷所產(chǎn)生的熱應(yīng)力;在“鼻子”處冷卻速度要大于臨界冷卻速度,以保證過冷奧氏體不發(fā)生非馬氏體轉(zhuǎn)變;在“鼻子”下方,特別使Ms點一下溫度時,冷卻速度應(yīng)盡量小,以減小組織轉(zhuǎn)變的應(yīng)力。
7、常用的淬火介質(zhì)有水、水溶液、礦物油、熔鹽、熔堿等。 水 水是冷卻能力較強的淬火介質(zhì)。來源廣、價格低、成分穩(wěn)定不易變質(zhì)。缺點是在C曲線的“鼻子”區(qū)(500600左右),水處于蒸汽膜階段,冷卻不夠快,會形成“軟點”;而在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)(300100),水處于沸騰階段,冷卻太快,易使馬氏體轉(zhuǎn)變速度過快而產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,致使工件變形甚至開裂。當(dāng)水溫升高,水中含有較多氣體或水中混入不溶雜質(zhì)(如油、肥皂、泥漿等),均會顯著降低其冷卻能力。因此水適用于截面尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件的淬火冷卻。 鹽水和堿水
8、60; 在水中加入適量的食鹽和堿,使高溫工件浸入該冷卻介質(zhì)后,在蒸汽膜階段析出鹽和堿的晶體并立即爆裂,將蒸汽膜破壞,工件表面的氧化皮也被炸碎,這樣可以提高介質(zhì)在高溫區(qū)的冷卻能力。其缺點是介質(zhì)的腐蝕性大。一般情況下,鹽水的濃度為10,苛性鈉水溶液的濃度為1015??捎米魈间摷暗秃辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼工件的淬火介質(zhì),使用溫度不應(yīng)超過60,淬火后應(yīng)及時清洗并進行防銹處理。 油 冷卻介質(zhì)一般采用礦物質(zhì)油(礦物油)。如機油、變壓器油和柴油等。機油一般采用10號、20號、30號機油,油的號越大,黏度越大,閃點越高,冷
9、卻能力越低,使用溫度相應(yīng)提高。 目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油三種。 高速淬火油是在高溫區(qū)冷卻速度得到提高的淬火油。獲得高速淬火油的基本途徑有兩種,一種是選取不同類型和不同黏度的礦物油,以適當(dāng)?shù)呐浔认嗷セ旌?,通過提高特性溫度來提高高溫區(qū)冷卻能力;另一種是在普通淬火油中加入添加劑,在油中形成粉灰狀浮游物。添加劑游磺酸的鋇鹽、鈉鹽、鈣鹽以及磷酸鹽、硬脂酸鹽等。生產(chǎn)實踐表明,高速淬火油在過冷奧氏體不穩(wěn)定區(qū)冷卻速度明顯高于普通淬火油,而在低溫馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)冷速與普通淬火油相接近。這樣
10、既可得到較高的淬透性和淬硬性,又大大減少了變形,適用于形狀復(fù)雜的合金鋼工件的淬火。 光亮淬火油能使工件在淬火后保持光亮表面。在礦物油中加入不同性質(zhì)的高分子添加物,可獲得不同冷卻速度的光亮淬火油。這些添加物的主要成分是光亮劑,其作用是將不溶解于油的老化產(chǎn)物懸浮起來,防止在工件上積聚和沉淀。另外,光亮淬火油添加劑中還含有抗氧化劑、表面活性劑和催冷劑等。 真空淬火油是用于真空熱處理淬火的冷卻介質(zhì)。真空淬火油必須具備低的飽和蒸汽壓,較高而穩(wěn)定的冷卻能力以及良好的光亮性和熱穩(wěn)定性,否則會影響真空熱處理的效果。
11、160; 鹽浴和堿浴淬火介質(zhì)一般用在分級淬火和等溫淬火中。 新型淬火劑 有聚乙烯醇水溶液和三硝水溶液等。 聚乙烯醇常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10.3之間的水溶液,共冷卻能力介于水和油之間。當(dāng)工件淬入該溶液時,工件表面形成一層蒸汽膜和一層凝膠薄膜,兩層膜使加熱工件冷卻。進入沸騰階段后,薄膜破裂,工件冷卻加快,當(dāng)達到低溫時,聚乙烯醇凝膠膜復(fù)又形成,工件冷卻速度又下降,所以這種溶液在高、低溫區(qū)冷卻能力低,在中溫區(qū)冷卻能力高,有良好的冷卻特性。
12、0; 三硝水溶液由25硝酸鈉+20亞硝酸鈉+20硝酸鉀+35水組成。在高溫(650500)時由于鹽晶體析出,破還蒸汽膜形成,冷卻能力接近于水。在低溫(300200)時由于濃度極高,流動性差,冷卻能力接近于油,故其可代替水油雙介質(zhì)淬火。(4) 冷卻方法 生產(chǎn)實踐中應(yīng)用最廣泛的淬火分類是以冷卻方式的不同劃分的。主要有單液淬火、雙液淬火、分級淬火和等溫淬火等。 單液淬火 是將奧氏體化工件浸入某一種淬火介質(zhì)種,一直冷卻到室溫的淬火操作方法。單液淬火介質(zhì)有水、鹽水、堿水
13、、油及專門配制的淬火劑等。一般情況下碳素鋼淬火,合金鋼淬油。 單液淬火操作簡單,有利于實現(xiàn)機械化和自動化。其缺點是冷速受介質(zhì)冷卻特性的限制而影響淬火質(zhì)量。單液淬火對碳素鋼而言只適用于形狀較簡單的工件。 雙液淬火 是將奧氏體化工件先浸入一種冷卻能力強的介質(zhì),在鋼件還未達到該淬火介質(zhì)溫度之間即取出,馬上浸入另一種冷卻能力弱的介質(zhì)中冷卻,如先水后油、先水后空氣等。雙液淬火減少變形和開裂傾向,操作不好掌握,在應(yīng)用方面有一定的局限性。 馬氏體分級淬火
14、0; 是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高或稍低于鋼的馬氏體點的液態(tài)介質(zhì)(鹽浴或堿?。┲?,保持適當(dāng)?shù)臅r間,待鋼件的內(nèi)、外層都達到介質(zhì)溫度后取出空冷,以獲得馬氏體組織的淬火工藝,也稱分級淬火。 分級淬火由于在分級溫度停留到工件內(nèi)外溫度一致后空冷,所以能有效地減少相變應(yīng)力和熱應(yīng)力,減少淬火變形和開裂傾向。分級淬火適用于對于變形要求高的合金鋼和高合金鋼工件,也可用于截面尺寸不大、形狀復(fù)雜地碳素鋼工件。 貝氏體等溫淬火 是將鋼件奧氏體化,使之快冷到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間(260
15、400)等溫保持,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的淬火工藝,有時也叫等溫淬火。一般保溫時間為3060min。 復(fù)合淬火 將工件急冷至Ms以下獲得1020馬氏體,然后在下貝氏體溫度區(qū)等溫。這種冷卻方法可使較大截面地工件獲得組織M+B組織。預(yù)淬時形成的馬氏體可促進貝氏體轉(zhuǎn)變,在等溫時又使馬氏體回火。復(fù)合淬火用于合金工具鋼工件,可避免第一類回火脆性,減少殘余奧氏體量即變形開裂傾向。 特殊工件也采用壓縮空氣淬火、噴霧淬火、噴流淬火。問:金屬切削和磨削過程有哪些摩擦特點?
16、160; 金屬切削過程中,工件坯料受到刀具前刀面的推擠,切削層沿著某一斜面剪切滑移而產(chǎn)生塑性變形,并最終形成切屑。切屑會以較高的速度沿前刀面流出。已經(jīng)加工的表面也需經(jīng)歷一個塑性變形的過程,并伴隨一定的彈性變形,而且以相當(dāng)大的壓力作用在后刀面上。刀具與工件坯料、切屑之間發(fā)生的巨大摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量,使切屑與刀具接觸面溫度升高。 我們需要掌握影響刀具摩擦系數(shù)的因素,因為它不但影響切屑變形;而且對切屑的形成過程 、 切屑力 、 切屑熱 、 表面質(zhì)量以及生成的積屑瘤亦有影響。影響因素主
17、要有: 工件材料:工件強度和硬度越大,摩擦系數(shù)略有減小。 切削厚度:厚度增大,法向力隨之增大,摩擦系數(shù)減小。 刀具前角:一定速度下,前角越大,摩擦系數(shù)越大。 切削速度:切削速度越高,摩擦系數(shù)越大。(切削速度高,切削溫度就高,刀面與切削底層容易黏結(jié),摩擦系數(shù)增大;但當(dāng)速度超過一定數(shù)值,刀屑接觸處的溫度升高,材料塑性增加,切削底層剪應(yīng)力下降,摩擦系數(shù)隨之下降)。 加工時材料的性質(zhì) 、 切削條件 、 刀具形狀有可能不同,這樣會產(chǎn)生不同類型的切屑,它最終會影響到刀具的耐用度和加
18、工表面的粗糙度,也對我們選擇正確的切削液有幫助。 磨削過程中,由大量無定形前角的微小磨粒切出切屑。有一些磨粒只是摩擦推擠工件表面,并不切屑;但推擠的表面會被隨后而來的其他磨粒切削除去。因此,磨削力較小,產(chǎn)生的切屑是細(xì)小的屑末。但是,磨削時的速度很高,能產(chǎn)生很高的高溫,而且溫度不易隨切屑散去。這樣,產(chǎn)生的高溫易使工件發(fā)生磨削燒傷,引起金屬熱應(yīng)力,金屬組織發(fā)生相變而產(chǎn)生裂紋和殘余應(yīng)力,砂輪的磨損和鈍化,砂輪的磨粒及粉末脫落后落到工件表面等問題,影響到了工件表面的尺寸精度。問:金屬切削液在切削過程中有哪些作用?
19、60;金屬切削過程中,正確的選擇液能降低切削力 、 摩擦,及時帶走熱量以降低切削溫度,減小刀具磨損,提高刀具耐用度,改善工件表面粗糙度,保證工件加工精度,達到最佳的經(jīng)濟效果。 切削液主要有以下四個方面作用: 冷卻作用 切削液通過和發(fā)熱的刀具 、 切屑和工件間的對流和汽化作用將切削熱帶走,從而有效地降低切削溫度,減小工件和刀具的熱變形,保持刀具硬度,提高刀具的加工精度和耐用度。 切削液的冷卻性能和它的導(dǎo)熱系數(shù) 、
20、 比熱容 、 汽化熱以及流動性(黏度)有關(guān)。 水基的切削液冷卻性能比油基的要好。 切削液對刀尖切削區(qū)的浸潤性對冷卻效果有較大影響。浸潤性好的切削液能迅速擴散到刀具與工件,或刀具與切屑接觸的縫隙中,將強冷卻效果。加入有效的表面活性劑能使切削液的浸潤性大大提高。此外,切削液的冷卻效果還與其泡沫有關(guān)(因為泡沫內(nèi)是空氣,空氣的導(dǎo)熱性比水差),切削液的泡沫多,其冷卻性能就差。所以,在合成切削液中常添加少量的乳化硅油消泡劑。 另外,改變液體流速和流量等
21、流量條件,能有效地提高切削液的冷卻效果;采用噴霧冷卻方法使液體容易汽化,也能明顯的提高冷卻性能。 潤滑作用 潤滑作用是指:切削液減小前刀面和切屑 、后刀面與已加工表面間的摩擦,形成部分潤滑膜的作用。切削液良好的潤滑作用可減小摩擦和功率消耗刀具磨損,以獲得較好的工件表面質(zhì)量。 通常油基切削液的潤滑性能比水基的好 ,而加入油性和極壓添加劑的油基切削液潤滑性能更好。 油性添加劑的主要成分是帶有極性基
22、的長鏈有機化合物(如高級脂肪酸,高級醇等),通過極性基在金屬表面上形成一層吸附膜,起到隔絕刀具與工件 、 切屑的作用,從而減小摩擦與切削力。對于低速 、 溫度較低 、 精密切削的場合可使用油性添加劑,溫度超過 200 o C 時,吸附膜就會遭到破壞而失去潤滑作用。 極壓添加劑的主要成分是含有硫 、 磷 、 氯等元素的化合物(如氯化石蠟 、 硫化脂肪 、 磷酸酯
23、),它們能在高溫高壓的條件下與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成硫化鐵氯化鐵磷酸鐵等比鐵的剪切強度低的化合物,能防止刀具與工件發(fā)生冷焊顯象,亦降低了刀具和工件 、 切屑間的摩擦,抑制了積屑瘤的形成。 切削液的潤滑作用和其滲透性有關(guān),滲透性好的切削液能及時滲入到刀尖切削區(qū)形成潤滑膜,以降低切削阻力和摩擦系數(shù)。 清洗作用 切削過程中,切屑 、 鐵粉 、 磨屑 、 油污 、 沙粒等常常
24、黏附在工件 、 刀具或砂輪的表面及縫隙中,同時沾污機床和工件,使刀具或砂輪的切削刃口變鈍,影響到切削效果。所以要求切削葉應(yīng)具有良好的清洗作用。 油基切削液黏度越低,清洗能力越強。而含有表面活性劑的水基切削液清洗能力較強。(表面活性劑在工件表面上形成吸附膜,吸附各種污染物粒子,阻止其粘附在工件和刀具上) 防銹作用 切削加工中,工件要和環(huán)境介質(zhì)中的一系列腐蝕性物質(zhì)接觸(如水 、 氧 、 二氧化碳 、
25、60;硫化氫 、 氯離子 、 游離酸堿以及切削液分解或氧化變質(zhì)產(chǎn)生的油泥等)。這需要切削液具有一定的防銹能力,保護工件和機床部件不發(fā)生腐蝕。 除了以上四個主要方面,切削液還應(yīng)具有以下性能: 不能對機床涂漆部件產(chǎn)生不良影響。 穩(wěn)定性良好,貯藏中不應(yīng)產(chǎn)生分層 、 析油等現(xiàn)象。 對細(xì)菌 、 霉菌有一定的抵抗性,不易發(fā)臭 、 變質(zhì)。 對人體和環(huán)境安全,無刺激性氣味,便于回收。 問:金屬切削液應(yīng)該如何選擇和使用?
26、0; 首先要了解到油基和水基切削液的特性。一般來說,油基切削液的潤滑性能好,而水基切削液冷卻性能好,而乳化液即具有一定的潤滑性和防銹性,又有一定的冷卻性和清洗性,但是容易產(chǎn)生微生物而發(fā)生分解變質(zhì)。 主要從下列幾個方面考慮切削液的選擇 根據(jù)工件材料選擇 工件材料的可切削性對切削液的選擇具有重要的意義。切削加工的具體情況和要求不同,切削加工的難易程度就不同。粗加工時,要求刀具的磨損慢和加工生產(chǎn)率高;精加工時,要求工件有高的精度和較小的表面粗糙度。
27、60; 對于難加工的材料應(yīng)選用活性高 、 含抗磨 、 極壓添加劑的切削液;對于容易加工的材料則選用不含極壓添加劑的切削液。 切削有色金屬和輕金屬時,切削力和切削溫度都不高,可選用礦物油和高濃度乳化液。切削合金鋼時,如果切削量較低 、表面粗糙度要求較?。ㄈ缋饕约奥菁y切削),此時需要優(yōu)異潤滑性能的切削液,可選用 極壓切削油和高濃度乳化液。切削鑄鐵與青銅等脆性材料時,切削中常形成崩碎切屑,容易隨切削液到處流動,流入機床導(dǎo)軌之間造成部件損壞,可使用冷
28、卻和清洗性能好的低濃度乳化液。 根據(jù)工件方法選擇 較高切削速度的粗加工中(例如:車削 、 銑削 、 鉆削),要求切削液具有良好的冷卻性能,這時應(yīng)選用水基切削液以及低濃度乳化液。 在一些精密的高強度加工中(例如:拉削 、 攻絲 、深孔 鉆削 、 齒輪加工), 此時需要切削液具有優(yōu)異的潤滑性能,可選用 極壓切削油和高濃度乳化液。 根據(jù)刀具材料選擇
29、 a 工具鋼刀具:此類刀具的耐熱溫度在 200 300 o C ,耐熱性能差,高溫下會失去硬度,因此要求采用冷卻性能好的切削液,以低濃度乳化液為宜。 b 高速鋼刀具:高速粗切削時,切削量大,產(chǎn)生大量的切削熱,為避免工件燒傷而影響加工質(zhì)量,應(yīng)采用冷卻性好的水基切削液;如果用高速鋼刀具進行中 、 低速的精加工時,為減小刀具和工件的摩擦黏結(jié),抑制切削瘤生成,提高加工精度,一般采取油基切
30、削液或高濃度乳化液。 c 硬質(zhì)合金刀具:此類刀具熔點和硬度較高,化學(xué)和熱穩(wěn)定性較好,切削和耐磨性能比高速鋼刀具要好的多。在一般的加工中可使用油基切削液。如果是重切削時,切削溫度很高,容易極快磨損刀具,此時應(yīng)使用流量充足的冷卻潤滑液,以 3% 5% 的乳化液為宜(采用噴霧冷卻,效果更好)。 d 陶瓷刀具 、 金剛石刀具 、 立方氮化硼刀具:這些刀具硬度和耐磨性較高,切削時一般不使用
31、切削液,有時也可使用水基切削液。 根據(jù)機床要求選擇 選擇切削液時,必須要考慮到機床結(jié)構(gòu)是否適應(yīng)。一般要按照機床說明書規(guī)定的切削液品種,如沒有特殊理由不要輕易更改,以免導(dǎo)致機床損壞。 根據(jù)經(jīng)濟效益選擇 選擇切削液必須進行綜合的經(jīng)濟分析,正確的評價切削液的經(jīng)濟效益。費用大致有:購買切削液的費用 、 切削液的管理費用 、 切削刀具的耗損費 、 生產(chǎn)效率的提高 、 切削液的使用周期
32、0;、 切削液的廢棄處理費用等諸多方面。 在加工產(chǎn)品的總費用里,購買切削液的費用只占很小一部分,如果正確地選用了切削液而改善了產(chǎn)品質(zhì)量和操作環(huán)境,提高了加工效率,延長刀具的耐用度,減少了切削液補充 、 管理的費用 . 從而帶來顯著的經(jīng)濟效益。如果選用不當(dāng),會產(chǎn)生相反的效果。所以需要進行綜合的經(jīng)濟分析。 其他方面的考慮 如果選用了油基切削液,就需要強調(diào)防火安全性;如果選用了水基切削液,就應(yīng)考慮切削液的排放問題,企業(yè)應(yīng)具備廢
33、液處理設(shè)施和采取相應(yīng)措施。 另外需要遵循安全衛(wèi)生法 、 消防法 、 污水排放法等法規(guī)。 問:金屬成型加工是怎樣的過程,金屬成型加工潤滑劑在此過程中有哪些作用和要求? 金屬成型加工是:利用壓力加工設(shè)備(如:錘頭 、 沖頭)或模具對坯料施加壓力,使之產(chǎn)生塑性變形而獲得所需形狀和尺寸的制作方法。此過程又稱少“無切削工藝”,不改變金屬工件的質(zhì)量和材料成分,而從一種形狀轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形狀。
34、0; 這種加工方法可以直接做出成品或半產(chǎn)品,方法包括鍛造 、 擠壓 、 沖壓 、 精沖 、 軋制 、 拉拔 、 擠拉等。 大多數(shù)成型加工過程是模具 、 工件和中間的潤滑劑的作用。工件材料在互相接觸的中受壓力作用產(chǎn)生塑性變形,模具表面產(chǎn)生法向應(yīng)力,而工件在與模具相對運動時在界面處產(chǎn)生剪切應(yīng)力,在此系統(tǒng)下產(chǎn)生摩擦和磨損。 成型加工的突出
35、特點是工件變形時表面區(qū)域有實質(zhì)性的增強,暴露出新生的初始表面;潤滑劑要保護原來和新生的表面。潤滑效果對制品的質(zhì)量加工壓力和所需功率以及塑性變形本身的可能性有較大影響。 金屬成型加工潤滑劑有以下幾方面作用: 具有良好的成膜性。膜厚不一定相同,只要能分離模具與工件表面,防止金屬間的接觸,保護表面不受磨損顆粒損耗即可,以提高模具的使用壽命。 降低摩擦,不僅降低對動力的需求,而且能控制整個加工表面的粗糙度,使金屬變形均勻。
36、0;防止冷焊 、 黏著和金屬轉(zhuǎn)移。即使變化的環(huán)境下,分開表面的潤滑膜逐步失去,潤滑劑也應(yīng)能有效的防止冷焊點生成。 控制工件表面溫度:熱加工時,要求潤滑劑應(yīng)具有良好的隔熱性以保持工件溫度;冷加工和高速加工時,潤滑劑則需要有冷卻功能。 金屬成型加工潤滑劑有以下幾方面要求: 應(yīng)具有和模具 、 工件表面的反應(yīng)性。在工件通過變形區(qū)時,潤滑劑應(yīng)有在工件表面較高的反應(yīng)性,使工件容易脫模。如果和工件
37、無反應(yīng),則應(yīng)與模具材料反應(yīng)形成保護性反應(yīng)層,及時修復(fù)膜的損壞。 在貯藏與使用過程中,潤滑劑應(yīng)穩(wěn)定,不受溫度 、 氧化 、 微生物的影響,防止污染。 不應(yīng)對模具和工件 、 機床有腐蝕作用。容易應(yīng)用和除去,殘留在金屬表面的殘渣應(yīng)對后續(xù)工序(如回火 、 焊接 、 涂漆)無害,并易除去。 安全。所使用的潤滑劑應(yīng)不含毒性物質(zhì)和產(chǎn)生有害
38、氣體,對人體無害,不刺激皮膚。廢液易于處理,符合環(huán)保要求。問:金屬成型加工潤滑劑應(yīng)該如何選擇? 金屬成型加工潤滑劑一般有以下選擇方面: 成型工藝的類型 潤滑劑的實用效果明顯手工藝類型所限制,只有適應(yīng)特定工藝條件下的摩擦學(xué)特性,才能發(fā)揮出最佳潤滑效果 成型溫度條件 成型的溫度范圍很大程度決定潤滑劑的選用。潤滑劑的高溫成膜性 、 穩(wěn)定性和隔熱效果,將決定它能否在模具型腔表面形成符合一定要求的致密潤
39、滑膜。如果所用潤滑劑在成型的溫度范圍不能成膜,或形成的膜不能保持一些必備的性能,那么潤滑劑將無法保證成型過程的順利進行。 單位變形壓力 潤滑劑在模具和成型件之間形成的隔離膜,能有效的防止成型表面金屬的轉(zhuǎn)移。但較高的單位變形壓力是破壞隔離膜的主要因素,潤滑劑只有抵御這樣大的壓力,才能防止模具與成型金屬的直接接觸。 變形程度和變形速度 顯然,變形程度大而變形速度快,對潤滑劑的要求就要苛刻。潤滑劑要在幾乎“瞬間”覆蓋好較大的新生面積,才能有效地使模具與成型金屬完全隔
40、離。 良好的性能 成型加工潤滑劑需具有適當(dāng)?shù)酿ざ?#160;、 摩擦系數(shù)和延伸性能,以滿足變形過程而產(chǎn)生新表面的潤滑需要;并且具有良好的油性或極壓性以及附著性,以承受成型加工壓力的擠壓。 熱加工用的潤滑劑要有良好的耐熱性和熱絕緣性,以減少熱加工的熱散失;冷加工用的潤滑劑要有良好的冷卻性和穩(wěn)定性,以使其在加工過程中不易熱分解而失效。 后續(xù)處理工序的要求 潤滑劑必須與后續(xù)處理工序有良好的適應(yīng)性,如
41、噴漆 、 電鍍 、 焊接等工序。 問:金屬加工液應(yīng)如何維護與管理? 有以下幾個方面: A. 乳化液的維護與管理 配置乳化液時,要將水加滿水箱,然后邊攪拌邊加乳化油。避免將水加入油中,或用水稀釋乳化油,這樣會得到油包水型乳液,它不是合格的乳化液。 配置用的水很重要,含礦物質(zhì)和鹽的硬水會妨礙乳化過程。水質(zhì)太硬,乳化液會迅速分層,析出大量不溶于水的油和皂,影響使用效果;
42、水質(zhì)太軟,乳化液的泡沫就會增多。對于過硬的水,可進行預(yù)處理,在水中加入 0.1% 0.3% 的三聚磷酸鈉(或二乙胺四醋酸鈉)能降低水的硬度,但這樣也回導(dǎo)致細(xì)菌 、 霉菌的繁殖。所以最好的方法是使用去離子水。 乳化油含有的脂肪油和不飽和酸很容易被微生物(如細(xì)菌 、 霉菌 、 藻類等)侵蝕,因此乳化油中需要含有殺菌劑。由于添加劑的量會受到油溶解度的限制,這樣會使殺菌作用降低。微生物侵蝕乳化液后,乳液中的不飽和脂肪酸等化合物會被其分解,乳液平
43、衡遭到破壞,將發(fā)生析油 、 析皂以及酸值增大等現(xiàn)象,這會引起乳液的腐敗變質(zhì)。出現(xiàn)以下現(xiàn)象表明乳液開始變質(zhì): 產(chǎn)生腐敗氣味,擴散到車間,使操作環(huán)境惡化。 乳化液顏色從乳白色變成灰褐色。 PH 值 、 防銹 、 切削 、 磨削性能急劇下降。 乳液油水分離,生成沉渣或油泥,堵塞過濾網(wǎng)
44、。 防止乳液腐敗,可采取以下措施: 灌注新液時,必須將車床周圍和供液系統(tǒng)內(nèi)的切屑和油污完全清除,并將新液用殺菌劑消毒。 稀釋乳化液要用自來水或軟水,不要使用大腸桿菌和無機鹽較多的地下水。 乳液變稀薄能助長細(xì)菌的繁殖,因此要進行補給液的管理,使乳液保持在規(guī)定濃度范圍內(nèi)。 乳液的 PH 值應(yīng)保持在 9 左右,這個范圍內(nèi)微
45、生物難以繁殖。當(dāng)發(fā)現(xiàn) PH 值有降低的傾向時,應(yīng)添加 PH 值增高劑(如碳酸納)。 長期停機時,應(yīng)向液箱定期鼓入空氣,防止厭氧菌繁殖,同時疏導(dǎo)和除去臭氣。 安裝一個能迅速除去混入油的裝置,并注意防止漏油混入。再采取有效的排屑方式,避免切屑堆積在液箱內(nèi)。 若已出現(xiàn)腐敗的征兆,須立即加入殺菌劑將菌殺滅。殺菌劑應(yīng)選用毒性較小,對環(huán)境污染較小的試劑,目前常用三丹油,添加量約 0.1% 0.2% (對稀釋后的乳液),對延長乳化液的使用周期效果明顯
46、。 B. 合成切削液的維護與管理 合成切削液屬于單相體系,沒有乳化液成分復(fù)雜, PH 值也較高(一般為 9 9.5 ),并且含有一些抗微生物分解的組分,所以合成液的使用壽命一般比乳化液長,而且不易腐敗變質(zhì)。 使用合成液應(yīng)注意三個問題: 使用合成液要特別重視機床和工件的防銹管理。使用的稀釋水中若含有多量的氯化納 、 硫酸鹽,
47、即會引起切削液的腐敗,也會降低其防銹性能,所以稀釋水要選用好的水質(zhì)。 切削液的防銹性與濃度有密切關(guān)系,防銹性降低時,一般采取補充原液以提高使用液的濃度。切削液使用一段時間后,由于水分蒸發(fā)以及工件 、 切屑帶走一部分切削液,補充水時要按比例加入一定量的原液,定期做濃度檢查,保證切削液在規(guī)定范圍內(nèi)使用。 盡量避免在合成液中混入潤滑油,因為混入的油容易被合成液中的表面活性劑乳化,使合成液逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿榛?,影響其使用性能,也容易引起發(fā)臭變質(zhì)。 &
48、#160; 避免使用硬度過大的水,合成液一般含有硬脂肪酸皂作潤滑劑。水硬度過大時,水中的鈣 、 鎂離子會與脂肪酸反應(yīng)生成不溶于水的皂,使?jié)櫥阅芟陆?,并影響清洗效果。所以要對硬度大的水進行軟化處理,或在組分中加入抗硬劑。 C. 切削液的凈化和廢液處理 A 凈化 切削液的使用過程中,常會混入細(xì)切屑 、 磨屑 、 砂輪末和灰塵雜質(zhì)等污染物,嚴(yán)重影響到工件表面粗糙度,降低刀具
49、和砂輪的使用壽命,并加快機床和循環(huán)泵的磨損。另外,機床的漏油落入水基切削液中,使切削液產(chǎn)生浮油,與切削液中的表面活性劑作用而轉(zhuǎn)變?yōu)槿榛海淖兞饲邢饕旱馁|(zhì)量。 所以需要凈化切削液的裝置,當(dāng)濾網(wǎng)堵塞時,反向通入壓縮空氣沖洗。 B 廢液處理 油基切削液 油基切削液一般不會發(fā)臭變質(zhì),更換的原因主要是由于切削液的化學(xué)變化,由水 、 切屑
50、0;、 機床漏油等混入所致??刹扇∫韵麓胧?#160; 改善切削油的凈化裝置 定期清理切削油箱中的切屑 通過檢修機床防止漏油混入 定期補充切削潤滑添加劑 加熱除去水分,并經(jīng)沉淀過濾后補加潤滑添加劑。 油基切削液最終的廢油處理法一般是燃燒處理 水基切削液 水
51、基切削液的廢液處理可分為以下幾種方法 物理處理:沉降分離,浮游分離,過濾分離,離心分離 生物處理:加菌淤渣法,散水濾床法 化學(xué)處理:凝聚法,離子交換法(離子交換樹脂),吸附法(活性炭,聚丙烯纖維),氧化還原法(電分解,化學(xué)試劑,氧 、 臭氧 、 紫外線) 國家規(guī)定的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn) 項目 指標(biāo)( mg/L )&
52、#160; 油類 5 10 懸浮物 50 200 揮發(fā)酚 0.5 3.0 硫化物 0.5 1.5 氰化物 0.5 COD
53、60;60 200 BOD 30 100 PH 6 9 問:成型加工用潤滑劑工業(yè)清洗劑的清除 對生產(chǎn)工藝或金屬產(chǎn)品的使用有不利影響的所有物質(zhì)和顆粒都要從金屬表面清除。 在生產(chǎn)過程中工件表面要和各種物質(zhì)接觸,這些物質(zhì)一方面會有利于工藝過程,但另一方面會形成殘渣并使后續(xù)加工受影響,甚至還引起磨損。
54、在存貯中金屬表面會不經(jīng)意地有一些污染,也要除掉它們。 接下來要考慮潤滑劑地可清除性及表面清洗方法。根據(jù)實際情況有3種分類:l機械制造中地中間清洗 熱處理和表面鍍層前的清洗ll維修過程中的清洗 還沒有一個公認(rèn)的方法來確定清洗劑的“脫脂”效果。只要不影響后續(xù)工藝操作就可以了。汽車工業(yè)中只要不影響金屬表面的水可浸潤性就行了。(一) 機械制造中的中間清洗處理 在工件尺寸控制工序前通常要除掉工件表面上的污染物。清洗后的金屬表面易于銹蝕。因此在清洗過程中建議對工件進行臨
55、時性防銹保護。強以在清洗劑中加鈍化其活性的物質(zhì)或者清潔后立刻鈍化金屬表面。但許多清洗劑已含有這種抗銹蝕組分,在中間存放階段會保護號工件。 現(xiàn)在純的以及水基切削液都可用于中間清洗。(二) 熱處理和表面鍍層前的清洗處理 金屬表面處理中必須清潔金屬、干凈、無殘渣表面才適于熱化學(xué)處理。熱化學(xué)和鍍層工藝中的要求是不一樣的。由于高溫的原因,烘焙工藝受有機污染物殘留的影響特別大。 分解(有機物分解)會形成“魚鱗”、氣泡、小孔。即使是小的污染也會影響電鍍層的表觀并影響鍍層的
56、穩(wěn)定性。但是另一方面在像鍍鋅、鍍錫和鍍鉛這樣的工藝中少量的表面污染影響不會很大。 在噴漆鉛干凈的金屬表面經(jīng)常要用一層薄鈍化膜(例如磷酸鹽涂層)來形成一個基礎(chǔ)涂層,這樣防銹效果好,涂料或油漆粘接緊。(三) 維護保養(yǎng)過程中的清洗處理 運行中受污染的機器和設(shè)備要經(jīng)常清洗,各種車輛、生產(chǎn)設(shè)備以及各類桶、儲槽和煉油廠都需要清洗。(四) 清洗處理方法及清洗劑 用一種清洗方法很少能從金屬表面清除掉所有污染物。經(jīng)常要聯(lián)用物理法、化學(xué)法和物化法來清洗。除了純機械清洗外(打磨、
57、研磨),經(jīng)常也用由化學(xué)溶劑配制成的清洗劑,其物理或化學(xué)的效果可以用物理過程的方法加以強化,例如超聲波。 中世紀(jì)人們已知道水有清洗功能,水的液體形式使它可以達到表面的任何部位。時至今日,最常用的清潔方法還是用水溶液,其中又以堿溶液清洗最常用。 在這方面,皂化通常不重要。但物理和膠體化學(xué)作用是很重要的,例如吸附、脫附,粒子吸引和排斥,乳液形成和破碎。其中表面活性劑起了控制作用。 這些物質(zhì)中主要是能形成離子的化合物(酸、堿、鹽、皂),它們在水溶液中有活性。在這些溶
58、液中,負(fù)離子顆粒聚集在受污染的表面區(qū)域上使臟的灰塵顆粒帶負(fù)電荷。由于金屬表面也帶負(fù)電荷,它們就相互排斥。 陰離子對污染物的親和性不是惟一的活性因素。硅酸鹽和磷酸鹽能形成相對大的聚合離子(在水溶液中)。它們與銷的離子相比,可以將分散的以及水不溶性的臟顆粒漂浮在清潔液中,而且是以膠體形式漂浮,使分散很細(xì)的臟東西不會聚結(jié)。 除了無機物質(zhì)外,現(xiàn)代的工業(yè)清洗劑有些為有機化合物。其中有些使20世紀(jì)20年代發(fā)現(xiàn)的非離子型表面活性劑。它們有類似肥皂的功能卻不會在硬水中沉淀。在所有的工業(yè)清洗劑和洗滌劑中都能找到它們。
59、160; 表面活性劑分子由不同物質(zhì)組成,遵循“相似相溶”原理。系數(shù)物質(zhì)僅溶于水或油。表面活性劑由一個親水基和一個疏水基組成,因此,既溶于水,又溶于油。溶于水溶液時,即使是極少量的表面活性劑也會降低表面張力,它們會集中在界面處形成很高的局部濃度。因此,清洗劑溶液會浸濕,包圍并滲透到污染物中,可以改進清洗效果,更方便地清除臟東西。局部濃度會較高。在溶液中達到一定濃度時,表面活性劑會形成分子基團(稱為“膠束”),可分散或乳化(分散、使其溶解)水不溶性物質(zhì),如油和潤滑脂。 在現(xiàn)代工業(yè)用清洗劑中,經(jīng)常聯(lián)合試用離子型和非離子型
60、的化學(xué)物質(zhì)。清洗劑地作用就是靠各種相互協(xié)調(diào)地物理和化學(xué)作用來實現(xiàn)的。(五) 清洗劑的系列化 用戶可以根據(jù)需要選擇水溶液型、溶劑型以及乳液型清洗劑。根據(jù)用戶需要選擇清洗劑類型和不同的清洗劑。(1) 水溶液清洗劑 有噴霧型和液體型兩種形式。由于安全性和易使用性,更為常用的是液體型。多數(shù)清洗劑屬于帶有堿性的中性清洗劑,酸性地較少。由于濃度、溫度和應(yīng)用場合不同,它們可在許多不同條件下應(yīng)用。 清潔地成功與否取決于污染物情況。例如要清除已經(jīng)儲放了較長時間地潤滑油時,由于
61、起皮和硬化,其清除難度會大一些。總的來講,污染物清除難度會大一些。 含固體物以及著色深地成型潤滑劑地清除會困難一些。由于具體情況如固體顆粒、尺寸、工件和固體間相互作用、成型工藝負(fù)荷不同,目前還沒有一種標(biāo)準(zhǔn)地清洗劑。 由于清洗地殘余物即使在深度沖洗后還會在化學(xué)表面處理和熱化學(xué)工藝中對鍍層形成有影響,為避免這種影響,要使用特殊用途的清洗劑才行。此外,要進行處理的堿性金屬的天然性質(zhì)(如鐵、鋁、銅、鋅等)也要給予考慮。 根據(jù)堿性清洗液的PH值,可進行如下分類:
62、60; 低PH值堿性清洗劑(PH值為7.010.5); 中PH值堿性清洗劑(PH值為10.511.5); 高PH值堿性清洗劑(PH值大于11.5)。 低PH值堿性清洗劑經(jīng)常被稱為“中性清洗劑”,這是因為它們略有一些皂化天然和合成脂類物質(zhì)的作用,但實際上“中性清洗劑”的標(biāo)準(zhǔn)定義并不存在
63、。 酸性清洗劑(PH值小于7.0)有特殊用途。它們還能去掉鐵銹、鐵斑或其他用堿洗不能去除的物質(zhì)。這種苛性脫脂劑其組成中主要有鹽酸、硫酸或磷酸,并添加有緩蝕劑。 除了脫除潤滑油膜外,磷酸基的酸性清洗劑還用來形成一薄層磷酸鹽(大約0.10.3µm),這就有利于噴涂層的形成,例如,電泳鍍層及/或粉末鍍層。水溶液清洗劑的作用 選擇清洗劑要根據(jù)所用的清洗方法來進行。
64、;浸浴式清洗劑; 噴涂式清洗劑。 特殊用途的清洗劑有: 高壓清洗劑; 蒸汽噴射清洗劑; 機器清洗劑。 浸浴式清洗是一個老的清洗方法。
65、可以容易地溶解油和潤滑脂,分散污物顆粒在清洗小部件或大表面積地平面部件時用這種方法。在浸浴時如還有更多的工序時也可以用浸浴方法,例如電鍍處理。經(jīng)常要根據(jù)要求采用多級清洗方法。 在浸浴式清洗后,部件要在高溫下處理相對長的一段時間。一般要進行多級處理。(2) 浸浴式清洗設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備很容易制造。最簡單的辦法式用薄鐵皮做的可加熱容器,例如高溫下進行浸浴,這種方法如今很少用。這里沸騰液體僅作為一個機械清洗的支持手段?,F(xiàn)代化的設(shè)備已能避免老式設(shè)備的缺陷,例如熱損大、易飛濺、過渡沸騰、蒸汽過多等。
66、160; 清洗效果可以通過循環(huán)清洗劑溶液或溢流來達到,溶液要用泵循環(huán)送到浴液中,中間由很多位置不通的閥來控制。額外安裝一個噴灌系統(tǒng),奶油狀潤滑油就會從浸浴表面沖走,防止已清洗好的部件再被脫乳化的油污染。和“煎”浴相比,這樣的好處式清洗效果好,溫度也低(6090)。有時浸浴液不用泵打而用壓縮空氣。這時,需要清洗劑不容易起泡。(3) 超聲波清洗 另一種浸浴式清洗辦法是超聲波清洗。在有些工業(yè),例如飾品和銀制品工業(yè),光學(xué)玻璃及設(shè)備工業(yè)以及高精度合金鋼、接頭及其他結(jié)構(gòu)組件的制造業(yè)中,對多數(shù)拋過光的表面區(qū)域的清潔度要求極高。所用材料殘渣和
67、金屬碎屑必須要費大力氣才能清除掉,因為顏料和金屬、玻璃表面接合很牢。 因此,僅用水溶液清洗而不用其他機械方法是不夠的,這時用超聲波會有更好效果;超聲波清洗是用通過特殊振動系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻聲波來進行清洗的。 超聲波的作用是在清洗劑溶液中,以縱波的形式沿縱向傳播的,由于壓力變化大,會在溶液中形成許多小的低壓泡,它們很快崩潰并放出能量。表面的微小粗糙度和所積累的粒子形成空腔。這對角落、鉆孔、裝飾性浮雕及其他普通方法難以奏效的地方來說特別有用。在干凈溶液中,我們能觀察到臟顆粒是如何從表面被去除掉的。該方法主要是基
68、于氣泡破裂時產(chǎn)生的壓力,局部壓力超過了100MPa。 聲頻在2040kHz,溫度為5070時會有最佳效果。一般最少的清洗時間不超過2min。 超聲波發(fā)聲器應(yīng)設(shè)定為每升浸浴液的聲波能量為520W。問:金屬加工規(guī)定幾何形狀的刃口加工 車削 借助于車削作業(yè)可生產(chǎn)圓形零件。外圓表面和圓錐體外表面用圓柱形粗坯制成。在車削時,圓柱形粗坯圍繞其縱軸線和朝向切削刀具旋轉(zhuǎn)。 大多數(shù)車削作業(yè)使用單刃刀具。夾具一般有一個具有多刃的分度
69、卡盤。 工件轉(zhuǎn)速、進刀速度和切削深度是對車削作業(yè)的主要技術(shù)要求。粗切削易最高速度切削掉金屬,隨后以較高切削速度、較低進刀速率和較小切削深度進行精切削加工14.70。機械加工條件取決于工件和刀具材質(zhì)、表面光潔度、尺寸精度和機床(工具機)能力。工件與刀具材料的每個組合都有一最佳的刀尖角形狀。刀具幾何形狀將影響切削的流動方向。目標(biāo)是避免長的連續(xù)切屑,因為這種切屑可妨礙工具機操作或損傷零件表面。當(dāng)切屑碰撞工件或刀桿時即斷裂。 在機床上進行的主要車削作業(yè)是直線車削或外圓車削、錐體車削、端面車削和鏜孔。
70、 鏜孔是內(nèi)車削過程,可用于擴大用上述方法鉆削的孔,擴大空心管內(nèi)徑或加工內(nèi)槽。 對車削作業(yè)而言,只有在操作自動機床時才能使用混水型金屬加工液;往往優(yōu)先選用純切削油。鉆削 在成品件上最常見的形狀是圓孔,許多這樣的孔是用鉆削制造的。由于在零件內(nèi)形成鉆屑,排屑槽或溝槽一般有兩種用途。除為移除鉆屑起導(dǎo)管作用以外,排屑槽還使切削液到達刀具工件界面。多數(shù)鉆頭用HSS材質(zhì)制成,需要使用切削液14.71。 為鉆削作業(yè)推薦的冷卻劑壓力取決于幾個
71、因素。最重要因素包括工件硬度、進刀速度、孔徑、孔深度、公差和粗糙度。隨冷卻劑壓力的增加,冷卻劑循環(huán)可能成為問題14.72。 使用帶刀片的內(nèi)冷式鉆頭可縮短鉆削時間。碳化鎢刀片和帶PVD或CVD涂層的刀片一般用于這類用途。高效冷卻劑系統(tǒng)將以適宜壓力和流速供送冷卻劑。低效冷卻劑系統(tǒng)可導(dǎo)致鉆削孔內(nèi)部表面光潔度不良。鉆頭直徑對決定冷卻劑壓力和流速而言是最重要的因素14.73。如果冷卻劑系統(tǒng)低效,鉆屑可堵塞將冷卻劑送至刀片的排屑槽,這種情況可造成刀具損壞。 要求高的冷卻能力時使用混水型金屬加工液。最新的發(fā)展表明,這
72、一作業(yè)亦可用MQL(最低量潤滑)或借助于干切削工藝進行。這種技術(shù)依賴于加工的材質(zhì)和為此用途而設(shè)計的工具機。銑削 在包括端銑削、闊面銑削和端面銑削的場合,可用各種各樣的銑削過程。由于刀具有多個齒和每個齒都產(chǎn)生銑屑,高速銑削掉金屬時可能的。在大多數(shù)應(yīng)用中,工件被送入旋轉(zhuǎn)著的銑刀中。進給運動一般垂直于刀具軸線,切削在刀具的圓周上進行。 在端銑削中,銑刀旋轉(zhuǎn)中心線垂直于被銑削的工件表面。端銑刀通常有二個、三個或四個排屑槽。 平面表面,制造模具時的切削凹槽、溝槽和薄零
73、件廓形是端銑刀的普通作業(yè)。 空心端銑刀用在自動螺紋機床上。內(nèi)銑齒將圓棒料的外圓表面加工至精確直徑。 端面銑削類似于端銑削。但是,端面銑削銑刀的直徑比其長度長。端面銑刀設(shè)計成能加工平面表面。銑刀的幾何形狀和主要用途適于可分度的硬度合金卡盤。由于切削刀具和工件之間的相對運動,和車削作業(yè)一樣,在端面銑削的表面上亦留有刀痕。 銑削中銑刀的旋轉(zhuǎn)方向可產(chǎn)生不同作用。在傳統(tǒng)方法即所謂逆銑或?qū)ο蜚娭?,銑刀朝工件進給方向旋轉(zhuǎn)。在順銑或同向銑中,銑刀旋轉(zhuǎn)方向與進料方向一致。逆銑
74、削產(chǎn)生的銑屑較厚,而順銑削時銑屑則較薄。 逆銑削的主要優(yōu)點是刀具的磨耗不受工件表面狀況的影響。如刀刃銳利,可得較光滑的表面。 在順銑削具有硬表面的材料,如鑄件或熱加工金屬件時,銑刀齒將磨耗較快并可損壞。順銑削的優(yōu)點是零件上刀痕趨于減少,如果刀刃上產(chǎn)生切屑瘤的話,表面光潔度不受其影響。 加工鑄鐵時,多年來干銑削是最現(xiàn)代化方法。高強度鋼和鋁合金用混水型金屬加工液潤滑,但最新的發(fā)展表明,從成本觀點看,在某些情況下MQL可展現(xiàn)更多的優(yōu)點。深孔鉆削
75、0; 深孔鉆削,從前多半僅用在武器裝備工業(yè)(因此,經(jīng)常碰到術(shù)語“槍管鉆削”),目前已發(fā)生變化,在很大程度上集中在民用用途。 這類技術(shù)目前用在汽車、造船、航空器、機器和工具工業(yè)、工業(yè)裝置建造、液壓和氣動設(shè)備。 使用HSS麻花鉆頭的常規(guī)鉆削和使用各種專用鉆頭(例如裝備優(yōu)可分度碳化鎢刀片的深孔鉆削工具或淺孔鉆頭)的常規(guī)鉆削,這兩者之間的分界線最好劃定如下。 如果孔的直徑(d)比深度大23倍,并假定為此目的有大功率多工序自動數(shù)控機床可資使用,則
76、用可分度的碳化鎢刀片進行鉆削大概會成為未來最流行的方法。 與麻花鉆頭相比,此法進刀速度較慢,切削力較小。然而,由于切削速度快(比麻花鉆頭快510倍),相應(yīng)地需要更大功率的傳動裝置。 對孔深大于直徑(d)10倍的孔而言,在要求優(yōu)級表面光潔度、表面缺陷少和尺寸公差精細(xì)的場合下,使用深孔鉆削刀具。 在這兩個用途之間使用特殊設(shè)計的常規(guī)HSS麻花鉆頭。拉削 拉削是機械加工作業(yè)的一種類型,這一作業(yè)的焦點顯然集中在純切削油上。與許多其他切削作業(yè)不同,主要考慮的問題是刀具的磨損或刀具使用壽命。其原因是拉削刀具是非常復(fù)雜的組件,由一個單件制造而成。材料主要是高速鋼,硬質(zhì)合金作為刀具材料僅用于灰鑄鐵的機械加工。在拉削情況下,數(shù)個齒同時嚙合,而且切屑寬度經(jīng)常很大。移除切屑可能是非常成問題的,因而通常也需要低黏度油。從切削液的供送來看,內(nèi)拉削比外拉削更成問題,臥式拉削比立式拉削更困難。 拉
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