160激光蒸发汽化切割
当激光光束射到金属材料表面,材料沿高能量密度激光束的轨迹,立即被加热到沸点以上产生金属蒸气而急剧汽化,并以蒸气的形式由切口喷出逸散,且在蒸气快速喷出的同时形成切口。由于材料的汽化热一般很大,所以汽化切割则需要很大的功率和功率密度。激光蒸发汽化切割多用于极薄金属材料的切割,也可用于非金属材料的切割,如切割木材、塑料等材料时,它们在加热中几乎不会熔化就直接汽化切割完毕。
161激光熔化吹气切割
当激光光束射到材料表面,材料被迅速加热到熔化,并借与光束同轴的喷嘴喷吹惰性气体,如氩、氦、氮等气体,依靠气体压力将液态金属或其他材料从切缝中吹除形成切口。这种切割方法不需要使材料完全汽化,所需的能量只有汽化切割的1/10,主要用于一些不易氧化的材料,如纸、布、塑料、橡皮及岩石混凝土等非金属材料切割,也可用于不锈钢及易氧化的钛、铝及其合金等活性金属的切割。
162激光反应气体切割
激光反应气体切割类似于氧---乙炔焰切割,只是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。金属材料被激光迅速加热到熔点以上时,喷射的纯氧或压缩空气一方面与熔融金属作用,产生激烈的氧化反应并放出大量的氧化热,另一方面将熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于氧化反应产生了大量的热,所以切割所需要的激光功率只是激光熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光熔化切割和汽化切割。这种激光切割多用于碳钢、钛钢、热处理钢和铝等易氧化金属材料的切割,其切割氧气不仅给金属助燃,提高了切割速度和效率,而且使切口狭小,热影响区小,提高了切割质量和精度,借助氧的作用还可以切割较厚的工件。目前广泛采用大功率CO2 气体激光器切割,可切割钢板、钛板、石英、陶瓷、塑料及木材等,切割金属材料的厚度可达10mm左右,切割非金属材料可达几十毫米。
163冲裁成形
冲裁成形是利用冲模将预先剪切好的金属板条料沿封闭轮廓线分离的加工方法,包括冲孔、落料和修整等工序,是生产各种形状复杂、精度要求较高,以及需要量较多的中、小平面零件和展开毛料的主要加工方法。冲孔和落料工序中,板料变形过程和所有模具结构一样,都是由起上剪刃作用的凸模和起下剪刃作用的凹模相互冲切完成。两者的区别在于落料是从板料上分离出所需的裁件,而冲孔则是从板料上分离出废料,即冲出孔洞。
164等离子弧焊
等离子弧焊实质上是一种具有压缩效应的钨极气体保护焊。按其使用电流大小可分为大电流离子弧焊和微束等离子弧焊。大电流等离子弧焊焊接电流大于30A,是借助小孔效应使焊缝成形的,通常用于焊接厚度为2.5~13mm的材料。微束等离子焊的焊接电流在30A以下,可以焊接厚度为0.02~2.5mm的箔材及薄板。等离子弧焊可用来焊接难熔、易氧化、热敏感性强的材料如Mo、W、Be、Cr、Ta、Ti及其合金、不锈钢等,也能焊接一般钢材或有色金属。12mm左右厚的工件不开坡口、不留间隙,可实现单面焊双面成形。等离子弧焊电弧稳定、热量集中、热影响区小,焊接变形小,生产率高。主要应用于化工、原子能、电子、精密仪器仪表、火箭、航空和空间技术中。
165摩擦焊
摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动(一个焊件固定不动,另一个焊件旋转)、相互摩擦所产生的热量,使工件端面被加热到高温塑性状态,然后使旋转焊件停止转动,并在固定焊件另一端迅速顶锻加压,使两焊件产生塑性变形而焊接起来的压焊工艺。摩擦焊接头组织致密,不易产生气孔、夹渣等缺陷,接头质量好,可焊接同种或异种金属。广泛应用于实心圆形工件、棒料及管子的对接。
166吹塑成型
吹塑成形实际是挤出成形加上压缩空气吹胀。它包括薄膜吹塑及中空吹塑两种。吹塑薄膜方法是在挤出机前端装置口模,把挤出的熔融管坯用压缩空气自由地吹胀成膜管,冷却后折叠卷绕成双层平膜。中空吹塑又分为挤吹成形和注吹成形。注吹时首先在一个周壁带有微孔的空心凸模上打开注射模将型坯连同空心凸模转移到吹塑模中,待吹塑模闭合后将压缩空气通入凸模中心通道,同时经由凸模壁微孔进入型坯,迫使型坯发生吹胀变形并紧贴模腔内壁成形,最后再经保压和冷却后便可排放制品内压缩空气并开模脱取制品。吹塑成形常用的原料是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等,其中以聚乙烯使用最为广泛。常用来成形轿车暖风通道、化学品包装容器、便携式工具提箱和玩具等。
167加工精度
加工精度是指零件加工后,其尺寸、形状、相互位置等参数的实际数值与其理想准确数值相符合的程度。零件要做得绝对准确,既没有必要,也是不可能的。因为切削加工总是有误差的,因此,只需根据其使用要求,把零件的实际参数限制在一定的误差范围之内即可。零件实际参数值与其理想值相符合的程度越高,即加工误差越小,则加工精度就越高。零件实际参数的最大允许变动量,就称为公差。加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度。相应的尺寸误差、形状误差、位置误差的最大允许变动量就分别用尺寸公差、形状公差、位置公差来限制。
168表面质量
任何机械加工方法所得到的零件表面,实际上都不是完全理想的表面。它们的微观几何性质和物理性质都与理想表面有所差异,尽管这些差异值只是在很小的尺寸范围内,却严重影响着机械零件的使用性能(耐磨性、配合质量、抗腐蚀性和疲劳强度等),从而影响着产品的使用性能和寿命。零件经机械加工后的表面质量包括两个方面:表面粗糙度和已加工表面的加工硬度和残余应力。对于一般零件,主要规定其表面粗糙度的数值范围。对于重要零件,则除了限制其表面粗糙度外,还要控制其表面层的加工硬化程度和深度,以及表面层残余应力的性能和大小。
169加工余量
加工余量是指在毛坯加工成零件的过程中从加工表面所切去的金属层厚度。它又有表面加工总余量和工序余量之分。工序余量是指某一工序所切除的金属层总厚度,即相邻两工序的工序尺寸之差;加工总余量(毛坯余量)是指毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。加工余量有双边余量和单边余量之分。对于零件外圆和孔等回转表面,加工余量指双边余量,即以直径方向计算,实际切削的金属层厚度为加工余量的一半。平面的加工余量则是单边余量,它等于实际切削的金属层厚度。合理的确定加工余量,对提高加工质量和降低成本都有十分重要的意义。加工余量过大,不仅增加机械加工的工作量,降低生产率,增加材料、工具和电力的消耗,提高了加工成本,而且对某些精加工来说,加工余量太大也会影响加工质量。若加工余量太小,又不能消除工件表面残留的各种缺陷和误差,会造成废品。
170切削加工
切削加工(或冷加工)是指用切削刀具从坯料或工件上切除多余材料,以获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的零件的加工方法。它是靠刀具和工件之间作相对运动来完成的。包括主运动和进给运动。在现代机器制造中,绝大多数的机械零件,特别是尺寸公差和表面粗糙度的数值要求较小的零件,一般都要经过切削加工而得到。在各种类型的机器制造厂里,切削加工在生产过程中所占用的劳动量均较大,是机械制造业中使用最广泛的加工方法。切削加工分为钳工和机械加工两部分。机械加工主要方式包括车削、铣削、刨削、拉削、磨削、钻削、镗削和齿轮加工等。
171铣床
铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床种类很多,一般是按布局形式和适用范围加以区分,主要的有升降台铣床、龙门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。升降台铣床有万能式、卧式和立式几种,主要用于加工中小型零件,应用最广;龙门铣床包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床,均用于加工大型零件;单柱铣床的水平铣头可沿立柱导轨移动,工作台作纵向进给;单臂铣床的立铣头可沿悬臂导轨水平移动,悬臂也可沿立柱导轨调整高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件。仪表铣床是一种小型的升降台铣床,用于加工仪器仪表和其他小型零件;工具铣床主要用于模具和工具制造,配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件,还可进行钻削、镗削和插削等加工。其他铣床还有键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等,它们都是为加工相应的工件而制造的专用铣床。另外,按控制方式,铣床又可分为仿形铣床、程序控制铣床和数控铣床等。
172铣刀
铣刀形状有很多种,普通铣床和数控铣床加工槽与直线轮廓、铣镗加工中心上加工型腔、型芯、曲面外形/轮廓用。 大体上分为: (1)平头铣刀,进行粗铣,去除大量毛坯,小面积水平平面或者轮廓精铣;(2)球头铣刀,进行曲面半精铣和精铣;小刀可以精铣陡峭面、直壁的小倒角。(3)平头铣刀带倒角,可做粗铣去除大量毛坯,还可精铣细平整面(相对于陡峭面)小倒角。(4)成型铣刀,包括倒角刀,T形铣刀或叫鼓型刀,齿型刀等。(5)倒角刀,倒角刀外形与倒角形状相同,分为铣圆倒角和斜倒角的铣刀。(6)T型刀,可铣T型槽;(7)齿型刀,铣出各种齿型,比如齿轮。 铣刀常见有两种材料:高速钢,硬质合金。后者相对前者硬度高,切削力强,可提高转速和进给率,提高生产率,让刀不明显,并加工不锈钢/钛合金等难加工材料,但是成本更高,而且在切削力快速交变的情况下容易断刀。
173钻床
钻床是孔加工机床。主要用于加工外形复杂、没有对称回转轴线工件上的孔,如箱体、支架、杠杆等零件上的单个孔或孔系。钻床的加工特点是:加工过程中工件固定不动,让刀具移动,将刀具中心对正孔中心,并使刀具做旋转运动(主运动),并沿主轴方向进给,操作可以是手动,也可以是机动。通常钻床可以分为以下三类: (1) 台式钻床:钻孔一般在13毫米以下,最小可加工0.1毫米的孔,其主轴变速是通过改变三角带在塔型带轮上的位置来实现,主轴进给是手动的。(2) 立式钻床:立式钻床的主轴不能在垂直其轴线的平面内移动,转孔时要使钻头与工件孔的中心重合,就必须移动工件。因此,立式钻床只适合加工中小型工件。(3) 摇臂钻床:适用于加工大型工件和多孔工件,有一个能绕立柱作360度回转的摇臂。
174镗床
镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床,通常,镗刀旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。其加工特点为:加工过程中工件不动,让刀具移动,将刀具中心对正孔中心,并使刀具转动(主运动)。镗床主要分为以下三类:(1) 卧式镗床,它是镗床中应用最广泛的一种。它主要是孔加工,镗孔精度可达IT7,表面粗糙度Ra值为1.6-0.8um。卧式镗床的主参数为主轴直径。(2) 坐标镗床,坐标镗床是高精度机床的一种。它的结构特点是有坐标位置的精密测量装置。坐标镗床可分为单柱式坐标镗床、双柱式坐标镗床和卧式坐标镗床。单柱式坐标镗床:主轴带动刀具作旋转主运动,主轴套筒沿轴向作进给运动。特点:结构简单,操作方便,特别适宜加工板状零件的精密孔,但它的刚性较差,所以这种结构只适用于中小型坐标镗床。双柱式坐标镗床:主轴上安装刀具作主运动,工件安装在工作台上随工作台沿床身导轨作纵向直线移动。它的刚性较好,目前大型坐标镗床都采用这种结构。双柱式坐标镗床的主参数为工作台面宽度。 卧式坐标镗床:工作台能在水平面内做旋转运动,进给运动可以由工作台纵向移动或主轴轴向移动来实现。它的加工精度较高。(3)金刚镗床:特点是以很小的进给量和很高的切削速度进行加工,因而加工的工件具有较高的尺寸精度(IT6),表面粗糙度可达到0.2微米。
175麻花钻
麻花钻是通过其相对固定轴线的旋转切削以钻削工件的圆孔的工具。因其容屑槽成螺旋状而形似麻花而得名。螺旋槽有两槽、三槽或更多槽,但以两槽最为常见。麻花钻可被夹持在手动、电动的手持式钻孔工具或钻床、铣床、车床乃至加工中心上使用。钻头材料一般为高速工具钢或硬质合金。
176电化学加工
利用电化学反应(或称电化学腐蚀)对金属材料进行加工的方法。与机械加工相比,电化学加工不受材料硬度、韧性的限制,已广泛用于工业生产中。常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。
177电解加工
电解加工是利用阳极溶解的电化学反应对金属材料进行成型加工的方法。当工具阴极不断向工件推进时,由于两表面之间间隙不等、间隙最小的地方,电流密度最大,工件阳极在此处溶解得最快。因此,金属材料按工具阴极型面的形状不断溶解,同时电解产物被电解液冲走,直至工件表面形成与阴极型面近似相反的形状为止,此时即加工出所需的零件表面。中国在20世纪50年代就开始应用电解加工方法对炮膛进行加工,现已广泛应用于航空发动机的叶片,筒形零件、花键孔、内齿轮、模具、阀片等异形零件的加工。近年来出现的重复加工精度较高的一些电解液以及混气电解加工工艺,大大提高了电解加工的成型精度,简化了工具阴极的设计,促进了电解加工工艺的进一步发展。
178电化学抛光
又称电解抛光。直接应用阳极溶解的电化学反应对机械加工后的零件进行再加工,以提高工件表面的光洁度。电解抛光比机械抛光效率高,精度高,且不受材料的硬度和韧性的影响,有逐渐取代机械抛光的趋势。电解抛光的基本原理与电解加工相同,但电解抛光的阴极是固定的,极间距离大(1.5~200毫米),去除金属量少。电解抛光时,要控制适当的电流密度。电流密度过小时金属表面会产生腐蚀现象,且生产效率低;当电流密度过大时,会发生氢氧根离子或含氧的阴离子的放电现象,且有气态氧析出,从而降低了电流效率。
179电镀
用电解的方法将金属沉积于导体(如金属)或非导体(如塑料、陶瓷、玻璃钢等)表面,从而提高其耐磨性,增加其导电性,并使其具有防腐蚀和装饰功能。对于非导体制品的表面,需经过适当地处理(用石墨、导电漆、化学镀处理,或经气相涂层处理),使其形成导电层后,才能进行电镀。电镀时,将被镀的制品接在阴极上,要镀的金属接在阳极上。电解液是用含有与阳极金属相同离子的溶液。通电后,阳极逐渐溶解成金属正离子,溶液中有相等数目的金属离子在阴极上获得电子随即在被镀制品的表面上析出,形成金属镀层。例如在铜板上镀镍,以含硫酸镍的水溶液作电镀液。通电后,阳极上的镍逐渐溶解成正离子,而在阴极的铜板表面上不断有镍析出。