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机械模具类专业术语及加工方法详解

 赫堇轩 2013-05-05
机械模具类专业术语及加工方法详解
发布时间:2010-10-13      点击次数:4569     

1 多点成形技术

多点成形技术是金属板料三维曲面成形的一种柔性加工方法,其基本思想是将传统的整体模具离散成一系列规则排列、高度可调的基本体(或称冲头)。在整体模具成形中,板材由模具曲面来成形,而多点成形中则由基本体群(或称冲头群)所构成的包络面(或称成形曲面)来完成。多点成形中各基本体的行程可以分别调节,改变各基本体的位置就改变了成形曲面,也就相当于重新构造了成形模具,由此体现了多点成形的柔性特点。该技术利用多点成形设备的柔性特点,无需换模就可进行不同三维曲面件的成形,并且多点成形技术利用计算机辅助设计、辅助制造和辅助测试技术,将柔性制造技术和计算机技术结合为一体,从而实现无模、快速、数字化制造。相对于传统的模具成形方法,多点成形实现了一机多用的构想,既可节省模具设计与制造所需的大量时间和费用,又可大大降低产品的成本,加速产品的更新换代,适应小批量生产的要求。板料多点成形技术可以应用于造船、汽车、医学工程、大型体育场馆建设等领域。

2 分段多点成形技术

分段成形是相对整体成形而言的,是当工件的毛坯轮廓尺寸大于成形设备有效成形尺寸时所采用的分段压制的成形方法。在分段多点成形中,大尺寸板材一部分一部分地被压制,当板材的一部分被成形后,多点模将会被调形,然后随着板料的进给按次序地成形其它部分。

分段多点成形技术的出现为大型板材加工开辟了一条新的道路。采用这种技术可以在较小的设备上实现大型板材的加工,从而可以大大减小设备吨位,充分利用现有设备,节省巨额的新设备开支。而且由于分段成形中工件各部分不需分离,又属于冷成形,可以保证板材的性能。所以对于大型板材成形,分段多点成形方式的优势非常明显。利用分段多点成形技术可以成形过去不得不通过手工方式来完成的大尺寸工件。

3机床

金属切削机床是用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装备。它提供刀具与工件之间的相对运动,提供加工过程中所需的动力,经济地完成一定的机械加工工艺。机床的质量和性能直接影响机械产品的加工质量和经济加工的适用范围,而且它总是随着机械工业工艺水平的提高和科学技术的进步而发展。现代金属切削机床大量采用机械、电气、电子、液压、气动装置来实现运动和循环。机床由传动装置、工作循环机构、辅助机构和控制系统联合在一起,形成统一的工艺综合体。金属切削机床的功用、结构、规格和精度是各式各样的,按加工性质和所用刀具的不同可分为:车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和其它机床。按通用性程度分为:通用机床即万能机床、专门化机床、专用机床。按机床重量分为:轻型机床、中型机床、重型机床。按加工精度分为普通精度级、精密和超精密级机床。按自动化程度分为手动、机动、半自动化和自动化机床。

4数控机床

数控机床是指采用数字化信息控制的机床。国际信息处理联盟第五技术委员会对数控机床作了如下定义:数控机床是一个装有数控系统的机床,该系统能够逻辑地处理具有使用号码,或其它符号编码指令规定的程序。数控机床是近代发展起来的、具有广阔发展前景的新型自动化机床,是高度机电一体化的产品。它较好地解决了形状复杂、高精密、生产批量不大且生产周期短及产品更换频繁的多品种小批量产品的制造问题,是一种灵活的、高效的自动化机床,是计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、群控(DNC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)等柔性加工的最重要的装置和柔性制造系统的基础。常用的有数控车床、数控钻床、数控镗床、数控铣床、数控磨床、加工中心等。

5刀具

金属切削刀具是完成切削加工的重要工具,它直接参与切削过程,从工件上切除多余的金属层。因为刀具变化灵活、收效显著,所以它是切削加工中影响生产率、加工质量与成本的最活跃的因素。在机床的自身技术性能不断提高的情况下,刀具的性能直接决定机床性能的发挥。根据用途和加工方法不同,刀具分为切刀类、孔加工刀具、拉刀类、铣刀类、螺纹刀具、齿轮刀具、磨具类、组合刀具、自动线刀具、数控机床刀具及特种加工刀具等。金属切削刀具包含刀柄和切削部分。刀柄是指刀具上的夹持部分,切削部分是刀具上直接参加切削工作的部分。

6夹具

    机械加工过程中,用以确定工件相对于刀具和机床的正确位置,并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动的工艺装备,称为机床夹具,即机床夹具是用以使工件定位和夹紧的机床附加装置。在机床上确定工件相对于刀具的正确加工位置,以保证其被加工表面达到所规定的各项技术要求的过程称为定位。在已定好的位置上将工件固定下来可靠地夹住,防止在加工时工件因受到切削力、惯性力、离心力、重力及冲击和振动等的影响,发生位置移动而破坏定位的过程叫夹紧。工件在夹具在的装夹包括定位和夹紧两方面的工作。按适用工件的范围和特点分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和可调夹具;按适用的机床分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具及数控机床夹具;按动力源又分为手动、气动、液压、气液压、电磁、自紧等夹具。

7车削加工

    车削加工是机械加工方法中应用最为广泛的方法之一,是加工轴类、盘套类零件的主要方法。应用车削加工方法可以加工各种回转体内外表面,如内外圆柱面、圆锥面、成形回转表面等。采用特殊的装置或技术后,在车床上还可以车削非圆零件表面,如凸轮、端面螺纹等。借助于标准或专用夹具,还可以完成非回转体零件上的回转体表面的加工。在一般机械制造企业中,车床占机床总数的20%~35%,因此,车削加工在机械加工方法中占有重要的地位。车削加工是在由车床、车刀、车床、夹具和工件共同构成的车削工艺系统中完成的。 一般情况下,车削加工是以主轴带动工件做回转运动为主运动,以刀具的直线运动为进给运动。根据所用机床的精度不同,车削加工可以达到的加工精度等级别也不相同。

8铣削加工

铣削加工是应用相切法成形原理,用多刃回转体刀具在铣床上对平面、台阶面、沟槽、成形表面、型腔表面、螺旋表面进行加工的一种切削加工方法。它是目前应用最广泛的加工方法之一。铣削加工时,铣刀的旋转是主运动,铣刀或工件沿坐标方向的直线运动或回转运动是进给运动。不同坐标方向运动的配合联动和不同形状刀具相配合,可以实现不同类型表面的加工。铣削加工可以对工件进行粗加工和半精加工。

9铰削加工

铰削是一种对中小直径孔进行半精和精加工的方法。铰削时用铰刀从工件的孔壁上切除微量的金属层,使被加工孔的精度和表面质量得到提高。在铰孔之前,被加工孔一般需经过钻孔或经过钻、扩孔加工。根据铰刀的结构不同,铰削可以加工圆柱孔、圆锥孔。即可以用手操作,也可以在车床、钻床、镗床、数控机床等多种机床上进行。铰削加工的加工质量较高,生产效率也比其它精加工方法高,但是其适应性较差,一种铰刀只能用于加工一种尺寸的孔、台阶孔和盲孔。此外,铰削对孔径也有所限制,一般应小于80mm。

10镗削加工

镗削是一种用镗刀对已有孔进一步加工的精加工方法。常用来加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件上的直径较大的孔,特别是有位置精度要求的孔和孔系。镗削加工灵活性大,适应性强,可以用于不同生产类型、不同精度要求的孔加工。但镗削加工操作技术要求高,生产率低。要保证工件的尺寸精度和表面粗糙度,除取决于所用的设备外,更主要的是与工人的技术水平有关,同时机床、刀具调整时间亦较多。使用镗模可以提高生产率,但成本增加,一般用于大批量生产。

11磨削加工

   磨削加工是用磨料磨具(如砂轮、砂带、油石、研磨料等)为工具在磨床上进行切削的一种加工方法,是零件精加工的主要方法之一。它的应用范围很广,不仅能加工一般材料,如钢、铸铁等,还可加工一般刀具难以加工的材料,如淬火钢、硬质合金、玻璃及陶瓷等。磨床加工的工艺范围很宽,可磨削内外圆柱面、圆锥面、平面、齿轮齿廓面、螺旋面及各种成形面等,还可刃磨刀具和切断等。随着磨料磨具的不断发展,机床结构和性能的不断改进,以及高速磨削、强力磨削等高效磨削工艺的采用,磨削已逐步扩大到粗加工领域。选用小切削余量的毛坯,以磨代车(或镗、铣、刨),即节省原料,又节省工时,为机械加工的方向之一。

12刨削加工

刨削加工是平面加工的方法之一,可加工平面、沟槽。刨削可分为粗刨和精刨。刨削加工是在刨床上进行的。常用的刨床有牛头刨床和龙门刨床。牛头刨床主要用于加工中小型零件,龙门刨床则用于加工大型零件或同时加工多个中型零件。刨削加工的精度、表面粗糙度与铣削大致相当,但刨削主运动为往复直线运动,只能采用中低速切削。刨削加工范围不如铣削加工广泛,铣削的许多加工内容是刨削无法替代的,例如加工内凹平面、型腔、封闭形沟槽以及有分度要求的平面沟槽等。但对于V形槽、T形槽和燕尾槽的加工,铣削一般适宜加工小型的工件,而刨削可以加工大型的工件。刨削生产率一般低于铣削,但对于加工窄长平面,刨削的生产率则高于铣削,因此窄平面如机床导轨等的加工多采用刨削。刨削的成本一般比铣削低。

13钳工

钳工是采用以手工操作为主的方法进行工件加工、产品装配及零件(或机器)修理的一个工种。钳工常用的设备包括钳工工作台、台虎钳、钻床等。其基本操作有划线、锯切、錾削、锉削、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、刮削、研磨等,也包括机器的装配、调试与修理及矫正、弯曲、铆接、简单热处理等操作。钳工在机械制造及修理工作中起着十分重要的作用:完成加工前的准备工作,如毛坯表面的清理、工件上划线(单件小批生产时)等;某些精密零件的加工,如制作样板及工具、夹具、量具、模具用的有关零件,刮配、研磨有关表面;产品的组装、调整、试车及设备的维修;零件在装配前进行的钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹及装配时对零件的修整等;单件、小批生产中某些普通零件的加工。一些采用机械设备不能加工或不适于用机械加工的零件,也常用钳工来完成。钳工的主要工艺特点是:工具简单,制造、刃磨方便;大部分是手持工具进行操作,加工灵活、方便;能完成机加工不方便或难以完成的工作;劳动强度大,生产率低,对工人技术水平要求较高。

14铸造

铸造生产是指熔炼金属,制造铸型,并将熔融(或液态)金属浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。铸件通常作为毛坯,经机械加工制成零件。铸造方法一般分为砂型铸造和特种铸造。其中砂型铸造应用最为普遍。铸造生产在机械制造中占有很重要的地位,具有一系列的优点:1)铸造可以生产形状复杂,特别是内腔复杂的铸件。2)铸造可用各种合金来生产铸件。如:铸铁、铸钢、合金钢、铜合金、铝合金等各种金属材料都能用于铸造,成其对于脆性金属材料如灰铸铁和难以锻造和切削加工的合金材料,都可用铸造方法来生产零件和毛坯。3)铸造即可用于单件生产,也可用于批量生产。4)铸件与零件的的形状、尺寸很接近,因而铸件的加工余量小,可以节约金属材料和加工工时。5)铸件的成本低。但是,铸造生产工艺过程复杂,工序多,一些工艺过程难以控制,易出现铸造缺陷,铸件质量不够稳定,废品率较高,铸件力学性能不如同类材料的锻件高。此外,铸造生产还存在劳动强度大,劳动条件差等问题。

15焊接

焊接是通过加热或加压,或两者并用(用或不用填充材料)使两部分分离的金属形成原子结合的一种永久性连接方法。与铆接比较,焊接具有节省材料、减轻重量;连接质量好、接头的密封性好、可承受高压;简化加工与装配工序、缩短生产周期,易于实现机械化和自动化生产等优点。但它不可拆卸,还会产生焊接变形、裂纹等缺陷。焊接在现代工业中具有十分重要的作用,广泛应用于机械制造中的毛坯生产和制造各种金属结构件,如高炉炉壳、建筑构架、锅炉与受压容器、汽车车身、桥梁、矿山机械、大型转子轴、缸体等。此外,焊接还用于零件的修复焊补等。

16焊熔近终成形

焊熔近终成形技术是一种新发展的快速零件(原型)制造技术。其实质是采用成型熔化制成全部由焊缝组成的零件。通常可采用已经成熟的焊接技术,按照零件的需求连续逐层堆焊,直至达到零件的最终尺寸。这种方法的优越性在于:新制物体尺寸、形状尺寸不受限制;其金属材料利用率高;由于接近净成形,只需少量加工即可;焊接材料用率达80%以上,化学成分均匀,冲击韧变、断裂韧变均显著改善。这种新型焊接成形适用于大型,对材料有特殊要求或对形状有一定要求的场合,特别适用于零件原型的开发,在未来制造业中有一定的位置。

17超声切割

    超声切割是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中,产生磨料的冲击、抛展、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料。特别适合硬脆材料切割。超声切割的特点:(1)适合切割各种硬脆材料,尤其适合不导电非金属硬脆材料。也可加工淬火钢、硬质合金、不锈钢、钛合金等硬质或耐热导电的金属材料,但加工效率较低。(2)工件表面的宏观切削力很小,切割应力、切削热更小,不会产生变形及烧伤,表面粗糙度也较低,也适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。(3)工具可用较软的材料、做成较复杂的形状,且不需要工具和工件做比较复杂的相对运动,便可加工各种复杂的型腔和型面。(4)比用金刚石刀具切割具有切片薄、切口窄、精度高、生产率高、经济性好等优点。

18手工电弧焊

利用电弧作为焊接热源的熔焊方法,称为电弧焊。焊接前将电焊机的两个输出端分别用电缆线与焊钳和焊件相连接,用焊钳夹牢焊条后,使焊条和焊件瞬时接触,随即提起一定的距离,即可引燃电弧。利用电弧高达6000K的高温使母材(焊件)和焊条同时熔化,形成金属熔池。随着母材和焊条的熔化,焊条应向下和向焊接方向同时前移,保证电弧的连续燃烧并同时形成焊缝。焊条上的药皮形成熔渣覆盖熔池表面,对熔池和焊缝起保护作用。手工电弧焊设备简单便宜,操作灵活方便,适应性强,但生产效率低,焊接质量不够稳定,对焊工操作技术要求较高,劳动条件较差。手弧焊多用于单件小批生产和修复,一般适用于2mm以上各种常用金属的各种焊接位置的、短的、不规则的焊缝。

19气焊

气焊是利用可燃气体乙炔(C2H2)和氧气(O2)混合燃烧时所产生的高温火焰使焊件和焊丝局部熔化和填充金属的一种焊接方法。乙炔和氧气在焊炬中混合均匀后,从焊嘴喷出燃烧,将焊件和焊丝熔化形成熔池并填充金属,冷却凝固后形成焊缝。乙炔燃烧时产生大量CO2和CO气体包围熔池,排开空气,对熔池有保护作用。与电弧焊相比,气焊热源的温度较低,热量分散,加热缓慢,生产率低,工件变形严重,接头质量较低,但气焊火焰容易控制,操作简便,灵活性强,不需要电源,可在野外作业。气焊适于焊接厚度在3mm以下的低碳钢薄板、高碳钢、铸铁以及铜、铝等非铁金属及其合金,也可用作焊前预热、焊后缓冷及小型零件热处理的热源。

20电阻焊

电阻焊是利用电流通过焊件的接触面时产生的电阻热对焊件局部迅速加热,使之达到塑性状态或局部熔化状态,并加压而实现连接的一种压焊方法。按照接头形式不同,电阻焊可分为点焊、缝焊和对焊等。

21点焊

    点焊时,待焊的薄板被压紧在两柱状电极之间,通过后使接触处温度迅速升高,将两焊件接触处的金属熔化而形成熔核。熔核周围的金属则处于塑性状态,然后切断电流,保持或增大电极压力,使熔核金属在压力下冷却结晶,形成组织致密的焊点。整个焊缝由若干个焊点组成,每两个焊点之间应有足够的距离,以减少分流的影响。点焊主要用于4mm以下的薄板与薄板的焊接,也可用于圆棒与圆棒(如钢筋网)、圆棒与薄板(如螺母与薄板)的焊接。焊件材料可以是低碳钢、不锈钢、铜合金、铝合金、镁合金等。

22缝焊

    缝焊的焊接过程与点焊相似,只是用转动的圆盘状电极取代点焊时所用的柱状电极。焊接时,圆盘状电极压紧焊件并转动,依靠磨擦力带动焊件向前移动,配合断续通电(或连续通电),形成许多连续并彼此重叠的焊点,称为缝焊焊缝。缝焊主要用于有密封要求的薄壁容器(如水箱)和管道的焊接,焊件厚度一般在2mm以下,低碳钢可达3mm,焊件材料可以是低碳钢、合金钢、铝及其合金等。

23对焊

    对焊是利用电阻热使对接接头的焊件在整个接触面上形成焊接头的电阻焊方法,可分为电阻对焊和闪光对焊两种。电阻对焊适用于形状简单、小断面的金属型材的对接。闪光对焊接头质量高,焊前清理工作要求低,目前应用比电阻对焊广泛。它适用于受力要求高的重要对焊件。焊件可以是同种金属,也可以是异种金属;焊件截面可以小至0.01mm2(如金属丝),也可以大至1×105mm2(如金属棒和金属板)。

24钎焊

钎焊是采用熔点比母材低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热至高于钎料熔点、低于焊件熔点的温度,利用钎料润湿母材,填充接头间间隙并与母材相互扩散而实现连接的焊接方法。根据钎料的熔点不同,钎焊分为硬钎焊与软钎焊两种。钎料熔点高于450℃的钎焊称为硬钎焊,适用于钎焊受力较大、工作温度较高的焊件,如工具、刀具等。钎料熔点低于450℃的钎焊称为软钎焊。适用于钎焊受力不大、工作温度较低的焊件,如各种电子元器件和导线的连接。钎焊在电机、机械、无线电、仪表等部门都得到了广泛的应用,特别是在航空、导弹、空间技术中发挥着重要的作用,成为一种不可取代的工艺方法。

25光敏液相固化法(SLA,Stereolithgraphy Apparatus)

光敏液相固化法又称为立体印刷和立体光刻。在液槽内盛有液态的光敏树脂,在紫外光照射下产生固化,工作平台位于液面之下。成形作业时,聚焦后的激光束或紫外光光点在液面上按计算机指令由点到线,由线到面的逐点扫描,扫描到的地方光敏树脂液被固化,未被扫描的地方仍然是液态树脂。当一个层面扫描完成后,升降台下降一个层片厚度的距离,重新覆盖一层液态光敏树脂,再次进行第二层扫描,新固化的一层牢固地粘接在前一层上,如此重复直至整个三维零件制作完毕。SLA方法是最早出现的一种快速原型制造技术。SLA法的工艺特点是:1)可成形任意复杂形状的零件;2)成形精度高,可达±0.1mm左右的制造精度;3)材料利用率高,性能可靠。SLA法工艺适用于产品外形评估、功能试验、快速制造电极和各种快速经济模具;不足之处是所需设备及材料价格昂贵,光敏树脂有一定毒性,不符合绿色制造趋势。

26物体分层制造法(LOM, Laminated Object Manufacturing)

LOM法是利用背面带有粘胶的箔材或纸材通过相互粘结成形的。工作过程如下:单面涂有热熔胶的纸卷套在纸辊上,并跨过支撑辊缠绕在收纸辊上,伺服电动机带动收纸辊转动,使纸卷沿特定的方向移动一定距离,工作台上升至与纸面接触,热压辊沿纸面自右向左滚压,加热纸背面的热熔胶,并使这一层纸与基板上的前一层纸粘合。CO2激光器发射的激光束跟踪零件的二维截面轮廓数据进行切割,并将轮廓外的废纸余料切割掉,以便于成形完成后的剥离,每切割完一个截面,工作台连同被切出的轮廓层自动下降一定高度,重复下一次工作循环,直至形成由一层层横截面粘叠的立体纸质原型零件。然后剥离废纸,即可得到性能似硬木或“塑料的纸质模样产品”。LOM工艺成形速度快,成形材料便宜,无相变,无热应力,形状和尺寸精度稳定,但成形后废料剥离费时。适用于航空、汽车等行业中体积较大的制件。

27选择性激光烧结法(SLS,Selective Laser Sintering)

    SLS工艺是在一个充满氮气的惰性气体加工室中作业。先将一层很薄的可熔性粉末沉积到成形桶的底板上,该底板可在成形桶内作上下垂直运动。然后按CAD数据控制CO2激光束的运动轨迹,对可熔粉末进行扫描融化,并调整激光束强度正好能将层高为0.125~0.25的粉末烧结成形。这样,当激光束按照给定的路径扫描移动后就能将所经过区域的粉末进行烧结,从而生成零件原型的一个个截面。如同SLA工艺方法一样,SLS每层烧结都是在前一层顶部进行,这样所烧结的当前层能够与前一层牢固的粘接。在零件原型烧结完成后,可用刷子或压缩空气将未烧结的粉末去除。SLS工艺的特点是取材广泛,不需要另外的支撑材料。所用的材料包括石蜡粉、尼龙粉和其他熔点较低的粉末材料。

28熔丝沉积成形法(FDM,Fused Deposition Modeling)

    熔丝沉积成形法工艺使用一个外观很像二维平面绘图仪的装置,只是笔头被一个挤压头代替。通过挤出一束非常细的热熔塑料丝的方法来成形堆积由切片软件所给出的二维切片薄层。同样,制造原型从底层开始,一层一层进行。由于热熔塑料冷却很快,这样形成了一个由二维薄层轮廓堆积并粘结成的立体原型。FDM工艺无需激光系统,因而设备简单,运行费用便宜,尺寸精度高,表面光洁度好,特别适合薄壁零件;但需要支撑,这是其不足之处。用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。由于以FDM工艺为代表的熔融材料堆积成形具有一些显著优点,该工艺发展极为迅速。

29计算机辅助设计技术

计算机辅助设计(Computer Aided Design, CAD)是20世纪50年代末发展起来的综合性计算机应用技术。它是以计算机为工具,处理产品设计过程中的图形和数据信息,辅助完成产品设计过程的技术。CAD技术包含的内容有:1)利用计算机进行产品的造型、装配、工程图绘制以及相关文档的设计;2)进行产品渲染、动态显示;3)对产品进行工程分析,如有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动学及动力学仿真等。与传统设计方法相比,无论在提高设计效率、改善设计质量方面,还是在降低成本、减轻劳动强度方面,CAD技术都有着巨大的优越性,CAD技术正在逐步地取代传统的产品设计方法,已成为新产品开发的重要手段。

30注射成形

注射成形又称为注塑成形,是热塑性塑料成形的主要方法。注射成形时,将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗,在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态,然后在一定压力下注入闭合的模具,经冷却定型后,熔融的塑料就固化成为所需的塑件。注射过程一般包括:加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却和脱模等步骤。注射成形是热塑性塑料成形的一种主要方法。它能一次成形形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑件。注射成形的成形周期短、生产率高、易实现自动化生产。到目前为止,除氟塑料以外,几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成形的方法成形,一些流动性好的热固性塑料也可以用注射方法成形。注射成形的缺点是所用的注射设备价格较高,注射模具的结构复杂,生产成本高,不适合单件小批量塑件的生产。

31挤出成型

    挤出成形是热塑性塑料常用的成形方法之一。首先将粒状或粉状的塑料加入到料斗中,在挤出机螺杆的作用下,塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送,在此过程中,由于受热的作用,塑料逐渐熔融,然后在螺杆的压缩和推进作用下,塑料熔体通过挤出模具而得到截面一致的塑件。热塑性塑料的挤出成形过程为:原料的准备、挤出、定型与冷却、牵引、卷取和切割。挤出成形所得塑件均为具有恒定截面形状的连续型材。挤出成形工艺还可用于塑料的着色、造粒和共混改性等。这种成形方法有以下特点:(1)连续成形,生产率高,成本低,经济效益显著。(2)模具结构简单,制造维修方便。(3)塑件内部组织均衡紧密,尺寸稳定准确。(4)适应性强,除氟塑料外,所有的热塑性塑料都可采用挤出成形,部分热固性塑料也可采用挤出成形。变更机头口模,可生产出不同规格的各种塑件。

32压缩成形

压缩成形又称为压制成形或压塑成形,是塑料加工中最传统的工艺方法,目前仍是热固性塑料的主要加工手段。成形时,将粉状(或粒状、碎屑状及纤维状)的热固性塑料放入敞开的模具加料室中;然后合模加热使其熔化,并在压力作用下使原料充满模腔;这时高分子塑料产生化学交联反应,逐步硬化定型成为塑件,最后脱模将其取出。一般压缩成形过程可以分为加料、合模、排气、固化和脱模等几个阶段。压缩成形工艺与注射成形相比有以下特点:压缩成形没有浇注系统,节省原料;生产过程的控制、使用的设备及模具简单;成形压力直接作用于塑件,所以塑件质量均衡,内应力小,尺寸稳定性好;易成形大型塑件。但压缩成形周期长,效率低,劳动强度大,不易成形复杂形状塑件,较难实现自动化。常见压缩成形的塑件有:仪表壳、电闸板、电器开关、插座等。

33表面工程技术

    表面工程技术是一项通过改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和组织结构,以获得所需要表面性能的系统工程。广义地说是直接与各种表面现象或过程有关的,能为人类造福或被人们利用的技术集成,是一个涉及面极广泛的综合性边缘学科。表面工程技术采用的方法包括:(1)施加各种覆盖层的技术。包括电镀、电刷镀、化学镀、涂装、粘结、堆焊、熔结、热喷涂、塑料汾末涂敷、热浸涂、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸镀、溅射镀、离子镀、化学气相沉积、分子束外延制膜、离子束合成薄膜技术等。(2)用机械、物理、化学等方法。改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态、或应力状态,即采用各种表面改性技术。(3)综合运用两种或更多种的表面技术的复合表面处理,如等离子喷涂与激光辐射复合、热喷涂与喷丸复合、化学热处理与电镀复合、激光淬火与化学热处理复合、化学热处理与气相沉积复合等,是表面技术的重要趋向。

34表面覆层技术

    表面覆层技术是指利用表面工程技术的各种手段,在产品表面制备各种特殊功能覆层,用极少量的材料就能起到大量的、昂贵的整体材料所能起到或难以起到的作用,同时极大地降低了制件的加工制造成本。通过综合应用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学、材料学、机械等多种科学的最新知识,对产品(材料)表面进行处理,赋予其减磨、耐磨、耐蚀、耐(隔)热、抗疲劳、耐辐射以及光、热、磁、电等特殊功能,从而达到提高产品质量、延长使用寿命、改善环境目的的新技术,统称为表面功能覆层技术。该技术的主要特点是具有很强的实用性,无论采用哪一种方法,哪种材料,都是在工作部件表面产生一层符合要求的功能材料,这层表面材料与工件相比,厚度薄,数量少,仅占工件整体厚度的几百分之一或几分之一,却承担着工作部件的主要功能。此外,该技术还可广泛用于修复。

35热喷涂技术

    热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源,使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,通常用高速气流使其雾化,然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面,从而形成附着牢固的表面层的加工方法。如果将喷涂层再加热重熔,则产生冶金结合。这种方法称为热喷涂方法。采用热喷涂技术不仅能使零件表面获得各种不同的性能,如耐磨、耐热、耐腐蚀、抗氧化和润滑等性能,而且在许多材料(金属、合金、陶瓷、水泥、塑料、石膏、木材等)表面上都能进行喷涂。喷涂工艺灵活,喷涂层厚度达0.5~5mm,而且对基体材料的组织和性能的影响很小。目前,热喷涂技术已广泛应用于宇航、国防、机械、冶金、石油、化工、机车车辆和电力等部门。

36辊锻技术

    辊锻是将轧制工艺应用到锻造生产中的一种锻造新工艺。其特点就在于通过一对反向旋转的模具使毛坯连续地产生局部变形,从而得到锻件所要求的形状和尺寸。辊锻工艺适用于减小坯料截面的锻造成形加工,如杆件的拔长,板坯的辗片以及沿杆件轴向分配金属体积的变形过程。辊锻变形是一个连续的静压过程,没有冲击和震动。与锤上锻造比较,具有以下特点:(1)所需设备吨位小。(2)生产率高。(3)公害小,劳动条件好。(4)模具制造费用低,且寿命高。(5)材料消耗少,辊锻件尺寸稳定。(6)易于实现机械化与自动化。(7)辊锻成的锻件形状和尺寸与模具相应部位的形状和尺寸不可能完全一致,往往出现畸形、充填不足等缺陷。因此,成形辊锻后,一般需要在压力机上进行整形工序。辊锻工艺按其用途可分为制坯辊锻和成形辊锻两类。制坯辊锻用于长轴类锻件模锻前的制坯,或作为成形辊锻前的制坯工步。常用于连杆、扳手、操纵杆等长轴类零件的模锻前或成形辊锻前的制坯。成形辊锻用于以下两种锻件:(1)扁料面的长杆件,如扳手、活动扳手和链环等。(2)带有头部而且沿长度方向横断面变化的锻件,例如叶片。

37楔横轧技术

    轧件轴线与轧辊轴线平行,两个带楔形凸棱的轧辊,以相同的方向旋转并带动圆形轧件反向旋转,轧件在楔形孔型的作用下,轧制成各种形状的台阶轴。楔横轧工艺与一般锻造工艺相比,产品质量好,尺寸形状精度高;材料利用率高;振动小,噪音低,劳动条件好,劳动强度低;易于实现机械化与自动化;模具成本低,比锻造一般低30%,且模具寿命长;设备重量轻,地基浅,投资少。楔横轧广泛应用于汽车、拖拉机、摩托车、内燃机等轴类零件毛坯的生产。如汽车变速箱轴、拖拉机变速箱轴、汽车差速器主动伞齿轮坯、羊角预制坯、凸轮轴以及空心的阶梯轴类。还可以用它为模锻件提供比其他锻造方法更精确的预制毛坯,例如连杆、扳手等。

38特种铸造

特种铸造是指有别于普通砂型铸造的其他铸造方法。以金属模取代砂型模,以非重力浇注取代重力浇注,可使铸件尺寸精确,表面光洁,内部致密,铸件可实现少切削或无切削加工。特种铸造方法很多,各有其特点和适用范围,它们从各个不同的侧面来弥补普通砂型铸造的不同。常用的特种铸造有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。但每一种特种铸造方法都有其自身的特点,应用场合都有一定的局限性,一般仅适用于中、小型铸件的生产,除熔模铸造适用于铸钢件外,大多数特种铸造方法仅局限于有色合金铸件。

39金属型铸造

金属型铸造是依靠重力将熔融金属浇入金属铸型而获得铸件的方法。其特点如下:金属铸型不同于砂型铸型,可“一型多铸”,一般可浇注几百次到几万次,故亦称为“永久型铸造”;铸件精度较高,表面质量较好;铸件冷却速度快,晶粒细,故铸件力学性能好;金属铸型制造成本高、周期长,不适合单件、小批量生产;铸件冷却快,不适合于浇注薄壁铸件,铸件形状不宜太复杂。目前,金属型铸造主要用于中、小型有色合金铸件的大批量生产,如铝活塞、气缸体、缸盖、油泵壳体、轴瓦、衬套等,有时也用于生产一些铸铁件和铸钢件。

40挤压铸造

    挤压铸造的实质是浇入金属型中的液态金属,在通过冲头传递的压力作用下,进行充填、成形和凝固结晶,从而获得铸件。由于液态金属的充填、成形和凝固都是在压力作用下完成的。因此,该工艺具有如下优点:铸件尺寸精度高且表面粗糙度低;铸件在凝固过程中能得到有效补缩,故铸件无缩孔、缩松及气孔等铸造缺陷,且组织致密,晶粒细化,力学性能可达到同类合金的铸件水平;此外,不必设置浇冒口系统,减少液态金属的消耗,提高了工艺实收率。目前,我国挤压铸造的主要产品有:摩托车、汽车铝合金轮、铝合金活塞和复合材料活塞、汽车及摩托车制动器、减震器、压力机连杆、摩托车发动机及传动箱铝件、铝压力锅及炊具、汽车空调压缩机铝件、自行车铝接头、曲柄件、铝合金光学镜架、仪表壳体件、各种铝合金泵体、铜合金轴套以及军品零件。

41体微机械加工技术

体微机械加工就是一种对硅衬底的某些部位用腐蚀技术有选择地除去一部分以形成微机械结构的工艺,常用的主要有湿法腐蚀和干法腐蚀两种。湿法腐蚀是应用化学腐蚀的方法对硅片进行加工的技术,一般用各向同性化学腐蚀、异性化学腐蚀和电化学腐蚀。干法腐蚀是另一种体微机械加工技术。它是利用粒子轰击对材料的某些部位进行选择性地腐蚀的方法,即采用等离子体腐蚀、离子束和溅射腐蚀、反应离子束腐蚀等工艺来腐蚀多晶硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜以形成微机械结构。目前,随着干法腐蚀技术的发展,已形成以干法为主,干、湿法结合的刻蚀工艺。

42表面微机械加工技术

表面微机械加工技术是在硅表面根据需要可生长多层薄膜,如二氧化硅(SiO2)、多晶硅、氮化硅、磷硅玻璃膜层(PSG);采用选择性腐蚀技术,去除部分不需要的膜层,在硅平面上形成所需要的形状,甚至是可动部件,去除的部分膜层一般称为“牺牲层”,整个加工过程都在硅片表面层上进行,其核心技术是“牺牲层”技术。表面微机械加工技术的优点在于:在制造过程中所使用的材料和工艺与常规集成电路生产有很强的兼容性,这就保证了从事经常性生产和研究所需的费用,而不必另外投资;再者,只要在制膜时略加改动,就可以用同样的方法制造出大量不同结构。其最大优势在于把机械结构与电子电路集成一起的能力,从而使微产品具有更好的性能和更高稳定性。

43微型机械加工技术

    微型机械加工技术是指制作微机械或微型装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展是最早是与大规模集成电路密切相关的,集成电路要求在微小面积的半导体材料上能容纳更多的电子元件,以形成功能复杂而完善的电路,电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术和标志,微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄膜图形的先进制造技术。目前微型机械加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工工艺和体加工工艺,80年代中期以后在LIGA(光刻电铸)加工、准LIGA加工、超微细机械加工、微细电火花加工、等离子体加工、激光加工、离子束加工、电子束加工、快速原型制造(RPM)以及键合技术等微细加工工艺方面取得了相当大的进展。微型机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要又非常活跃的技术领域。

44半导体加工技术

半导体加工技术即半导体的表面和立体的微细加工,指在以硅为主要材料的基片上,进行沉积、光刻与腐蚀的工艺过程。半导体加工技术使MEMS(微型机电系统)的制作具有低成本、大批量生产的潜力。

45光刻加工技术

    光刻加工是用照相复印的方法将光刻掩模上的图形印制在涂有光致抗蚀剂(光刻胶)的薄膜或基材表面,然后进行选择性腐蚀,刻蚀出规定的图形。所用的基材有各种金属、半导体和介质材料。光致抗蚀剂是一类经光照后能发生交联、分解或聚合等光化学反应的高分子溶液。光刻工艺的基本过程通常包括涂胶、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等步骤。在制造大规模、超大规模集成电路等场合、需采用CAD技术,把集成电路设计和制版结合起来,即进行自动制版。光刻质量与光致抗蚀剂种类、光刻工艺及掩膜版质量直接相关。

46超精密切削加工

    超精密切削加工主要指金刚石刀具超精密车削,主要用于加工软金属材料,如铜、铝等非铁金属及其合金,以及光学玻璃、大理石和碳素纤维等非金属材料,主要加工对象是精度要求很高的镜面零件。目前,超精密切削刀具用的金刚石为大颗粒、无杂质、无缺陷、浅色透明的优质天然单晶金刚石。天然单晶金刚石虽然价值昂贵,但被一致公认为是理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料。超精密切削实际能达到的最小切削厚度是与金刚石刀具的锋锐度、使用的超精密机床的性能状态、切削时的环境条件等直接有关。

47超精密磨削加工

    超精密磨削加工是利用细粒度的磨粒和微粉主要对黑色金属、硬脆材料等进行加工。对于铜、铝及其合金等软金属,用金刚石刀具进行超精密车削是十分有效的;而对于黑色金属、硬脆材料等,用超精密磨削加工在当前是最主要的精密加工手段。超精密磨削可分为固结磨料和游离磨料两大类加工方式。其中固结磨料加工主要有:超精密砂轮磨削和超硬材料微粉砂轮磨削、超精密砂带磨削、ELID磨削、双端面精密磨削以及电泳磨削等。

48柔性制造技术

    柔性制造技术(Flexible Manufacturing Technology-FMT)就是一种主要用于多品种中小批量或变批量生产的制造自动化技术,它是对各种不同形状加工对象进行有效地且适应性转化为成品的各种技术总称。FMT的根本特征即“柔性”,是指制造系统(企业)对系统内部及外部环境的一种适应能力,也是指制造系统能够适应产品变化的能力,可分为瞬时、短期和长期柔性三种。FMT是电子计算机技术在生产过程及其装备上的应用,是将微电子技术、智能化技术与传统加工技术融合在一起,具有先进性、柔性化、自动化、效率高的制造技术,FMT是从机械转换、刀具更换、夹具可调、模具转位等硬件柔性化的基础上发展,已成为自动变换、人机对话转换、智能化任意变化地对不同加工对象实现程序化柔性制造加工的一种崭新技术,是自动化制造系统的基本单元技术。

49 LIGA(光刻电铸)技术

    LIGA技术是一种由半导体光刻工艺派生出来的采用光刻方法一次生成三维空间微机械构件的方法。LIGA技术的机理是由深层X射线光刻、电铸成形及塑注成形三个工艺组成。在用LIGA技术进行光刻过程中,一张预先制作的模板上的图形被映射到一层光刻掩膜上,掩膜中被光照部分的性质发生变化,在随后的冲洗过程被熔解,剩余的掩膜即是待生成的微结构的负体,在接下来的电镀成形过程中,从电解液中析出的金属填充到光刻出的空间而形成金属微结构。LIGA技术的主要工艺过程由X光光刻掩膜板的制作、X光深光刻、光刻胶显影、电铸成形、塑模制作、塑膜胶模成形等组成。LIGA技术具有平面内几何图形的任意性、高深度比、高精度小粗糙度、原材料的多元性等突出优点。

50高能束加工技术

    高能束(high energy density beam, HEDB)加工技术是利用高能量密度的束流(激光束、电子束、离子束)作为热源,对材料或构件进行加工的先进的特种加工技术。高能束加工技术包括焊接、切割、打孔、喷涂、表面改性、刻蚀和精细加工等各类工艺方法,并已扩展到新型材料制备领域。高能束加工技术利用高能束热源、高能量密度、可精密控制微焦点和高速扫描的技术特性,实现对材料和构件的深穿透、高速加热和高速冷却的全方位加工,具有常规加工方法无可比拟的特点。高能束加工技术正朝着高精度、大功率、高速度及自动控制的方向发展。高能束加工主要包括激光加工、电子束加工、离子束加工。高能速加工方法为实现产品元件的微细加工、精密和超精密加工提供了有利的手段,并在机械工业的某些领域中得到广泛的应用。除应用在焊接、切割、打孔和涂覆加工领域外,高能束加工技术在表面改性、微细加工和新材料制备等技术领域的开拓和应用也方兴未艾。

51表面工程技术

    表面工程技术是通过运用各种物理、化学或机械工艺过程,来改变基体表面状态、化学成分、组织结构和应力状态等,使基体表面具有不同于基体的某种特殊性能,从而达到特定使用要求的一项应用技术。随着电子束、离子束、激光束技术达到实用化并进入材料表面加工技术领域,极大地促进、丰富和发展了表面技术。表面工程具有学科的综合性、手段的多样性、广泛的功能性、潜在的创新性、环境的保护性、很强的实用性和巨大的增效性,可以节约原材料,提高新产品性能,延长产品使用寿命,它不仅用于维修业,还用于制造业,是先进制造技术的重要组成部分,包括表面改性、表面薄膜制备和表面涂层等。专家预言,表面工程技术将成为21世纪主导技术之一。

52表面改性技术

    表面改性是指采用某种工艺手段使在零件表面获得与基体的组织结构和性能不同的技术。材料经表面改性处理后,既能发挥基体的力学性能,又能使材料表面获得各种如耐磨、耐腐蚀、耐高温等特殊性能;可以掩盖基体表面的缺陷,延长材料和构件的使用寿命。表面改性对节约稀贵材料、节约能源、改善环境有着重要的作用。金属表面改性技术种类繁多,除了传统的喷丸强化处理、表面淬火、化学热处理等表面改性技术之外,近十年来激光束、电子束、离子束等高能束表面改性处理技术也得到了大量的应用。

53激光表面改性

    激光具有高辐射亮度、高方向性和高单色性三大特点,可实现材料表面的快速加热和冷却。在激光加热过程中,其热影响区的范围很窄,几乎不影响周围基体的组织。若将激光作用在金属表面上,控制合适的工艺参数,可显著改善其表面性能,如提高金属表面硬度、强度、耐磨性、耐蚀性等多种性能。目前激光表面改性技术在金属材料中得到大量应用,除表面淬火外,已经应用或正在开发的还有激光表面非晶化、合金化和脉冲硬化等表面改性工艺。

54电子束表面改性

    高速运动的电子具有波的性质。当高速电子束照射到金属表面时,电子能深入金属表面一定深度,与基体金属的原子核及电子发生相互作用。电子与原子核的碰撞可看作为弹性碰撞,因此能量传递主要是通过电子束的电子与金属表层电子碰撞而完成的。所传递的能量立即以热能形式传于金属表层原子,从而使被处理金属的表层温度迅速升高。电子束表面处理主要有以下的特点:1加热或冷却速度快。2)与激光处理相比,使用成本低。3)结构简单。4)电子束与金属表面偶合性好。5)电子束是在真空中工作的,可保证在表面处理时工件表面不被氧化,但这也带来许多不便。6)电子束能量的控制比激光束控制方便,通过灯丝电源和加速电压很容易实现准确控制。7)电子束辐射与激光辐射的主要区别在于产生最高温度的位置和最小熔化层的厚度。电子束加热时能量沉积范围较宽,而且约有一半电子作用区几乎同时熔化。电子束加热的液相温度低于激光,因而温度梯度较小,激光加热温度梯度高且能保持较长时间。

55离子注入表面改性

    离子注入属于物理气相沉积范围,是将所需物质的离子在电场中加速后高速轰击工件表面,并使之注入工件表面一定深度的真空处理工艺。离子注入将引起材料表层成分和结构发生变化,以及原子环境和电子组态等微观状态的扰动,因而导致了材料的各种物理、化学和力学性能的变化。离子注入表面改性特征如下:1)采用离子注入法可能获得不同于平衡结构的特殊物质,是开发新型材料的非常独特的方法。2)离子注入温度和注入后的温度可以任意控制,且在真空中进行,不发生氧化,不变形,不产生退火软化现象,表面粗糙度一般无变化,可作为最终处理工艺。3)可控性和重复性好。4)可获得两层或两层以上性能不同的复合材料,复合层不易脱落,注入层薄,工件尺寸基本不变。目前离子注入工艺已应用于许多工业部门,尤其是在工具模具制造业效益突出。

56表面覆层技术

    表面覆层技术是指通过应用物理、化学、电学、光学、材料学、机械学等各种工艺手段,用极少量的材料,在产品表面制备一层保护层、强化层或装饰层,达到耐磨、耐蚀、耐(隔)热、抗疲劳、耐辐射、提高产品质量、延长使用寿命的目的。表面覆层技术有许多工艺方法,除电镀、化学镀、电刷镀、热浸镀、涂装、搪瓷涂敷等各种传统的工艺方法之外,近年来还发展如热喷涂、电火花喷敷、气相沉积、塑料粉末涂敷等新工艺技术。

57热喷涂技术

热喷涂技术是采用气体、液体或电弧、等离子、激光等作为热源,使金属、合金、陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及其复合材料加热到熔融或半熔融状态,通过高速气流使其雾化,然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面,从而形成附着牢靠的表面层。热喷涂有很多工艺方法,比较常用的有火焰喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂等。

58火焰喷涂

   火焰喷涂的主要工具为氧---乙炔喷枪,借助高速气流将喷涂的粉末吸入火焰区,加热到熔融或高塑性状态后喷射到粗糙的基体表面形成涂层。或将线材或棒材送入氧---乙炔火焰区加热熔化,借助压缩空气使其雾化成颗粒,再喷向粗糙的基体表面形成涂层。火焰喷涂工艺设备简单、成本低、手工操作灵活,可以喷涂各种金属、合金和陶瓷粉末,广泛应用于曲轴、柱塞、轴颈、桥梁、钢结构防护架等;其缺点是喷射速度低、结合强度不高,仅能用于一般场合。

59等离子喷涂

    等离子喷涂是利用等离子焰流,将喷涂材料加热到熔融或高塑性状态,在高速等离子焰流引导下高速撞击基体表面,并沉积在经过粗糙处理的关键表面形成很薄的涂层。等离子焰流温度高达10000℃以上,可喷涂几乎所有固态工程材料,包括各种金属和合金、陶瓷、非金属矿物及复合粉末材料等。等离子焰流速度达到1000 m/s以上,喷出的粉粒速度可达180~600m/s,得到的涂层致密性和结合强度均比火焰喷涂高。等离子喷涂有大气等离子喷涂、可控气氛等离子喷涂和液体稳定等离子喷涂等方法。

60爆炸喷涂

    爆炸喷涂是将燃气和助燃气体按一定比例进行混合后送入燃爆室内,点燃爆炸产生的高温、高速气流将粉末喷射到工件表面形成涂层的方法。爆炸喷涂产生的温度可达3300℃,流速可达700~760m/s,爆炸频率达4~8次/s,形成的涂层具有高结合强度和高致密度。爆炸喷涂主要用于金属陶瓷、氧化物及特种金属合金,在航空产品上得到广泛的应用。

61气相沉积技术

    气相沉积技术是近30年来迅速发展的一种表面制膜新技术,它是利用气相之间的反应,在各种材料表面沉积单层或多层薄膜,从而使材料获得所需的各种优异性能。气相沉积技术可分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。物理气相沉积是在真空条件下,利用各种物理方法将镀料气化成原子、分子或离子,直接沉积在基体表面的方法。它又分为真空蒸镀、溅射镀、离子镀等。化学气相沉积是把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物或单质气体供给基体,借助气相作用或在基体表面上的化学反应生成所要求的薄膜。

62真空蒸镀

    真空蒸镀是将工件放入真空室内,并用一定的方法加热使镀膜材料蒸发或升华,飞至工件表面凝聚成膜。按加热方式及蒸发源,真空蒸镀有电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、高频加热蒸镀、激光加热蒸镀等。

63溅射镀

    用几十电子伏或更高动能的荷能粒子轰击材料表面,使其原子获得足够的能量而产生飞溅,并变为气相。这种飞溅出的粒子散射过程称为溅射,被轰击的材料称为靶。溅射镀膜是利用溅射现象来达到制取各种薄膜的目的,即在真空室中利用荷能离子轰击靶表面,把被轰击飞溅出的粒子在基体表面上沉积。溅射镀膜的致密性好,结合强度高,基片温度较低,但成本较高。

64离子镀

    离子镀是在真空条件下,利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离子化,在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用下同时把蒸发物沉积在基体上成膜。离子镀兼具蒸发镀的沉积速度快和溅射镀的离子轰击清洁表面的特点,特别具有膜层附着力强、绕射性好、可镀材料广泛等特点,因此这一技术获得了迅速的发展。

65化学气相沉积

    化学气相沉积是借助空间气相反应,在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。其物质源可以是气态、液态和固态,其沉积过程包括:(1)反应气体到达基材表面;(2)反应气体分子被基体表面吸附;(3)在基体表面产生化学反应;(4)化学反应生成物从基体表面扩散。所采用的化学反应有多种类型,如热分解、氢还原、金属还原、化学输送反应、等离子体激发反应、氧化反应等。工件加热方式有电阻、高频感应、红外线加热等。主要设备有气体发生、净化、混合、输运装置,以及工件加热、反应室、排气装置等。主要方法有热化学气相沉积、低压化学气相沉积、等离子化学气相沉积、金属有机化合物气相沉积、激光诱导化学气相沉积等。   

66复合表面处理技术

    单一的表面处理技术往往具有一定的局限性,不能满足人们对材料越来越高的使用要求。若将两种或两种以上的表面处理工艺用于同一工件的处理,不仅可以发挥各种表面处理技术的各自特点,而且更能显示组合使用的突出效果。通常包括复合热处理技术、表面覆层技术与其他表面处理技术的复合、离子辅助涂覆、离子注入与气相沉积复合表面技术等。

67工业机器人

    工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机,是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。机器人的研究和应用水平也是衡量一个国家制造业及其工业自动化水平的标志之一。工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统及位置检测机构等几个部分组成。机器人的分类方法很多,按系统功能分类分为:专用机器人、通用机器人、示教再现式机器人、智能机器人。按驱动方式分类分为:气压传动机器人、液压传动机器人、电气传动机器人。按结构形式分可分为:直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人。工业机器人的性能特征影响着机器人的工作效率和可靠性,在机器人设计和选用时应考虑如下几个性能指标:自由度、工作空间、提取重力、运动速度、位置精度。

68专用机器人

    在固定地点以固定程序工作的机器人,其结构简单、工作对象单一、无独立控制系统、造价低廉,如附设在加工中心机床上的自动换刀机械手。

69通用机器人

    具有独立控制系统,通过改变控制程序能完成多种作业的机器人。其结构复杂,工作范围大,定位精度高,通用性强,适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。

70示教再现式机器人

    具有记忆功能,在操作者的示教操作后,能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。

71智能机器人

    采用计算机控制,具有视觉、听觉、触觉等多种感觉功能和识别功能的机器人,通过比较和识别,自主作出决策和规划,自动进行信息反馈,完成预定的动作。

72气压传动机器人

    以压缩空气作为动力源驱动执行机构运动的机器人,具有动作迅速、结构简单、成本低廉的特点,适用于高速轻载、高温和粉尘大的环境作业。

73液压传动机器人

    采用液压元器件驱动,具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏的特点,适用于重载、低速驱动场合。

74电气传动机器人

    用交流或直流伺服电动机驱动的机器人,不需要中间转换机构,机械结构简单、响应速度快、控制精度高,是近年来常用的机器人传动机构。

75直角坐标机器人

   由三个相互正交的平移坐标轴组成,各个坐标轴运动独立,具有控制简单、定位精度高的特点。

76圆柱坐标机器人

由立柱和一个安装在立柱上的水平臂组成,其立柱安装在回转机座上,水平臂可以自由伸缩,并可沿立柱上下移动。该类机器人具有一个旋转轴和两个平移轴。

77球坐标机器人

    由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成,具有两个旋转轴和一个平移轴。可伸缩摇臂的运动结构与坦克的转塔类似,可实现旋转和俯仰运动。

78关节机器人

    关节机器人的运动类似人的手臂,由大小两臂和立柱等机构组成。大小臂之间用铰链联接形成肘关节,大臂和立柱联接形成肩关节,可实现三个方向旋转运动。它能抓取靠近机座的物件,也能绕过机体和目标间的障碍物去抓取物件,具有较高的运动速度和极好的灵活性,成为最通用的机器人。

79柔性制造模块

    柔性制造模块(Flexible Manufacturing Module, FMM)是指一台扩展了自动化功能的数控机床,如刀具库、自动换刀装置、托盘交换器等,FMM相当于功能齐全的加工中心。

80水合抛光

    水合抛光法是一种利用在工件界面上生成水合化学反应的研磨方法,其主要特点是不使用磨粒和加工液,而加工装置又与当前使用的研磨盘或抛光机相似,只是在水蒸气环境中进行加工。因此,要极力避免使用能与工件产生固相反应的材料作研具。

81悬浮抛光

    悬浮抛光技术旨在进行电子材料无畸变的超精密加工而开发的,是应用于高密度磁性薄膜及磁性材料加工的唯一途径。悬浮抛光加工具有以下特点:研具平面可采用超精密金刚石切削;有极高的平面度、最光滑的表面和无加工变质层的表面;加工面无污染;生产效率高;操作简单,易于生产管理。

82激光打孔

    激光打孔是基于聚焦后的激光具有极高的功率密度而使工件材料瞬时气化蚀除。许多高精尖产品的关键零部件都设计有许多微小孔。微小孔的优质、高效、低成本加工已成为现代制造技术的关键问题之一。激光打孔是激光加工的主要应用领域之一,主要用于小孔、窄缝的微细加工。目前已应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴、飞机机翼、航空发动机燃烧室、涡轮叶片、化学纤维喷丝板、宝石轴承、印刷电路板、过滤器、金刚石拉丝模、硬质合金、不锈钢等金属和非金属材料小孔的加工。另外已成功地用于集成电路陶瓷衬套和手术针的小孔加工。激光打孔主要特点是:1)可加工精度高、深径比大的微小孔。2)能加工小至几微米的小孔,而一般机械加工钻孔只能加工直径大于几十微米的孔。3)可加工各种异型孔。4)能在所有金属和非金属材料上打孔。5)容易实现自动化,加工效率高。

83激光切割

激光切割的原理和激光打孔原理基本相同,都是基于聚焦后的激光具有极高的功率密度而使工件材料瞬时气化蚀除。所不同的是工件与激光束要相对移动,一般都是移动工件。激光切割可分为脉冲激光切割和连续激光切割两大类。脉冲激光适用于切割金属材料,连续激光切割适用于非金属材料切割。与传统切割方法相比,激光切割具有下列特征:1)激光束聚焦后功率密度高,能够切割任何难加工的高熔点材料、耐高温材料和硬脆材料等。2)切割精度高。3)非接触切割,被切割工件不受机械作用力、变形极小。适宜于切割玻璃、陶瓷和半导体等硬脆材料及蜂窝结构和薄板等刚性差的零件。4)切割速度高。5)切割的深度大。6)切口质量优良。7)可与计算机数控技术结合,实现加工过程自动化,改善劳动条件。

84激光焊接

激光焊接与激光打孔的原理稍有不同,焊接时不需要很高的能量密度使工件材料气化蚀除,而只是将工件的加工区“烧熔”,使其粘合在一起。因此激光焊接所需的能量密度较低。激光焊接有如下优点:1)激光照射时间短,焊接过程极为迅速。2)具有熔化净化效应,能纯净焊缝金属。3)激光能量密度高,对高熔点、高导热率材料的焊接特别有利。4)激光可透过透明体进行焊接,以防止杂质污染和腐蚀,适宜于精密仪表和真空仪器元件的焊接。5)能以简单的措施实现光束偏转,比电子束更适用于焊接复杂零件。目前,在航空航天工业中,激光焊接广泛应用于涡轮发动机叶片、火箭壳体的加强筋、导弹发射架、仪器壳体等零部件。在汽车工业中已有许多零部件,如齿轮箱、汽车底盘、车轮钢圈采用全自动激光焊接生产线焊接。在电子和微电子工业中,激光焊接已广泛应用于仪表和电器,如仪表壳体、显橡管、微电机齿轮轴、微型接插件、测量仪器的弹簧、军用锂电池、微型雷管和热敏元件。激光焊接还广泛用于导线连接,能有效地焊接绝缘线而无需预先剥除绝缘层。

85激光热处理

    激光热处理是利用大功率连续波激光器对材料表面进行激光扫描,使金属表层材料产生相变甚至熔化。随着激光束离开工件表面,工件表面的热量迅速向内部传递而形成极高的冷却速度,使表面硬化,从而提高零件表面的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。激光热处理采用的激光器有CO2激光器和YAG激光器。激光热处理有多种形式,如激光相变硬化、激光表面合金化、激光非晶化等,其中以激光相变硬化和激光表面合金化应用最为广泛。

86电子束焊接

    电子束焊接是电子束加工中开发较早且应用较广的技术。电子束焊接是通过材料的熔融和气化使材料牢固地结合。由于电子束的能量密度高,焊接速度快,所以电子束焊接的焊缝深而窄,焊接热影响区小、变形小。电子束焊一般不用焊条,焊接过程在真空中进行,因此焊缝化学成分纯净,焊接接头的强度往往高于母材。电子束焊接可应用在核反应堆和火箭技术上,来解决高熔点金属和活泼金属及其合金的焊接。在电气技术中对极薄薄膜的精密焊接,将极细的金属丝连接于正确的位置上,或是将薄膜连结于厚钢板上等这些技术要求,采用电子束焊接特别容易解决。另外,在某些有特殊要求的结构中采用电子束穿透焊,在穿透时熔融材料的强度不变。

87电子束光刻

    用低功率密度的电子束照射工件表面虽不能引起表面的温升,但入射电子与高分子材料的碰撞,会导致它们的分子链的切断或重新聚合,从而使高分子材料的化学性质和分子量产生变化,这种现象叫电子束的化学效应,也称为电子束曝光。利用这种效应进行加工的方法叫电子束光刻。

88离子镀覆

    离子镀覆是将一定能量的离子束轰击某种材料制成的靶,离子将靶材粒子击出,使其镀覆到靶材附近的工件表面上。离子镀所利用的也是溅射效应,但是目的不是加工而是镀膜,以改善工件材料表面的性能。镀覆时将镀膜材料置于靶上,一般使靶面与离子束方向成一角度接受离子束的轰击,被镀工件表面应与溅射粒子运动方向相垂直。离子镀的膜层附着力强,镀层组织致密,可镀材料广泛,各种金属、半导体、高熔点材料和某些合成材料均可镀覆。离子镀工艺用于对工件表面镀覆耐磨材料、抗腐蚀材料、耐热材料、润滑材料以及镀覆装饰膜层等。

89离子注入

    用离子束轰击工件表面,使离子钻入被加工材料表面层,以改变表面层性能的方法称为离子注入。离子注入技术主要应用在半导体参杂方面,即把磷或硼等“杂质”注入单晶硅中规定的区域及深度后,可以得到不同导电型的P型或N型和制造P-N结。也可以用来制造一些通常用热扩散难以获得的各种特殊要求的半导体器件。离子注入的优点在于注入元素数量和注入深度可以精确控制,注入元素的选配不受限制,注入元素的数量也不受材料溶解度的限制,注入工件表面元素的均匀性好、纯度高,注入元素不受温度限制。但是,离子注入设备昂贵、成本高、生产率低,而且还要求较高的安全性、可靠性。因此,在使用价值很高的半导体器件方面宜采用离子注入技术。

90离子刻蚀加工

    离子刻蚀加工是通过撞击从工件上去除材料的过程。当离子束轰击工件,入射离子的动能传递到靶原子,传递的能量超过原子间的键合力时,靶原子就从工件表面溅射出来,达到刻蚀的目的。为了避免入射离子与工件材料发生化学反应,必须用惰性元素的离子,氩气的原子序数高,而且价格便宜,所以通常用氩离子进行轰击刻蚀。离子束刻蚀可以加工任何材料,如金属、半导体、橡胶、塑料、陶瓷等。由于离子刻蚀是在真空中进行的,所以对被加工材料的污染少。此外,被加工表面无应力,并且可以消除普通方法抛光产生的表面应力。

91机械复合加工

    机械复合加工以常规机械加工(切削和磨料加工)为主,辅助其他加工方法,应用机械、化学、光学、电力、磁力、流体力学和声波等多种能量进行综合加工。这类复合加工中主要有机械—超声、机械—激光、机械—磁力、机械—化学、机械—超声—电火花、机械—电化学—电火花等多种组合方式,相应形成了电解在线修整磨削、磁力研磨、机械化学研磨和抛光、超声电火花磨削以及电解电火花磨削等复合加工工艺。

92加热切削

    加热切削方法是在机械加工过程中引入热能的复合加工方法。在切削或磨削过程中,用热源加热工件的待加工区,以改善材料的切削加工性,使难加工材料的切削得以顺利进行。利用加热切削法,不但可减小切削力,提高切削速度,减少刀具磨损,而且还可以降低表面粗糙度,提高加工表面的质量。加热切削的热源种类很多,其中通电加热、焊炬加热、整体加热、火焰和感应局部加热及导电加热,通称为一般热源。但这些热源都存在加热区过大、热效率低、温控困难、加工质量难以保证等问题,使加热切削不理想,因而难以应用到生产实际中去。此外,还有等离子弧和激光束热源。目前,加热切削的加热方式主要有用于毛坯预加工的整体加热和用于粗加工的等离子弧感应加热,以及用于半精加工和精加工的导电加热和激光加热。

93超声电火花磨削

    超声电火花磨削是超声加工和电火花加工同时作用于磨削过程的复合加工方法。这种方法仅仅适用于导电材料加工,采用超声电火花磨削时,磨削抗力的变化与其他加工方法大不相同。随着磨削距离增加,普通磨削时,磨削抗力急剧上升,很快使砂轮失效;电火花磨削或超声磨削时,磨削抗力上升的幅度有所降低;而超声电火花磨削加工时,磨削抗力增加极小。由于超声电火花磨削的磨削抗力明显减小,砂轮锋利度保持性好,从而发挥出极好的磨削效果。超声电火花磨削法最适宜于各种导电性陶瓷材料和超硬材料的磨削加工。

94电解电火花机械磨削

   电解电火花机械磨削方法的技术关键是使用外圈上均匀分布着8~16个导电区的特制树脂结合剂砂轮,在特殊导电砂轮和被加工零件之间施加25~30V的直流电压,并注入具有导电性的低浓度电解液作为磨削液,使砂轮在进行机械磨削的同时,还通过电脉冲进行电解、电火花加工。对于非导电材料,在磨削区附近设置了电极,甚至以喷嘴作为电极,通过电解液形成电解和放电回路。在电解电火花机械磨削加工过程中,磨削、电解、电火花放电三者共同作用,大大提高了加工效率和极大改善了加工表面质量。

95电化学复合加工

电化学复合加工以电化学加工为主,辅助其它加工方法,应用机械、电力、磁力、流体力学和声波等多种能量进行综合加工。这类复合加工中主要有:电化学---机械、电化学---电火花、电化学---电弧、电化学---超声、电化学---磁力、电化学---机械超声等多种组合方式 ,其中电化学的阳极溶解作用和硬质刀具或磨料的机械作用结合起来形成的复合加工工艺包括电解钻孔、电解铣削、电解磨削、电解珩磨、电解研磨和抛光等。此外,与其他加工方法组合形成的复合加工工艺还包括电解电火花加工、电解电弧加工、电解超声加工、磁场电化学加工以及电解超声磨削等。

96电解磨削

    电解磨削是靠阳极金属电化学腐蚀作用和机械磨削作用相结合进行加工的,比电解加工有更好的加工精度和表面质量,比机械磨削有更高的生产率。与普通机械磨削相比,电解磨削的特点为:(1)加工范围广,加工效率高。(2)磨削力小,磨削热很少,消耗功率也小,不会产生磨削烧伤、裂纹和毛刺,能获得比电解加工更高的加工精度和更好的表面质量。(3)砂轮磨损量小,电解磨削硬质合金时金刚石砂轮的损耗速度仅为普通磨削的1/10~1/5,可显著降低加工成本。电解磨削所存在的主要问题是需要增加一些辅助设备(如直流电源、电解液循环过滤系统等);另外,机床还应有防腐措施及防护和抽风吸雾装置。电解磨削可用于磨削外圆、内圆、平面及成形表面。目前,电解磨削主要用来磨削一些高硬度的零件,如硬质合金刀具、量具、挤压拉丝模、轧辊等。此外,电解磨削还适宜于加工易产生硬化现象及热敏感性材料的零件。

97电解电火花加工

    电解电火花复合加工是电化学腐蚀作用和电火花蚀除作用同时进行的加工方法。加工过程中电极(工件阳极和工具阴极)对接低压直流电源,以实现电解加工,同时由脉冲发生器供给脉冲电压,以保证电火花作用。在电解液中,去除金属是阳极电化学溶解和电火花蚀除综合作用的结果。应用电解电火花复合加工金属合金等导电材料时,合理选择工艺参数可使其达到加工效率高、表面质量好、电极损耗小以及加工精度好的工艺效果。由于电解电火花复合加工与通常的电加工一样,不受工件材料强度、硬度等物理机械性能的影响,并可加工传统机械加工方法无法获得的异形孔及复杂形状零件,因此,这一加工方法将在非导电超硬及硬脆材料的加工中发挥重要作用。

98电解超声加工

    电解超声加工是把电化学阳极溶解与超声振动磨粒的机械作用结合起来的复合加工方法。工作时,工件接正极,工具接负极,电解液中加入一定比例微小磨粒形成悬浮液,工具电极的超声波振动供给微小磨粒的动能。加工时,被加工表面在电解液中产生阳极溶解,电解产物阳极钝化膜被超声振动的工具和磨粒刮除。超声振动引起的空化作用加速了钝化膜的破坏和含磨粒电解液的循环更新,促使阳极溶解过程的进行,从而大大提高加工速度和质量。采用超声电解复合加工比单纯用超声波加工难加工材料时加工速度高,工具损耗小。

99电解超声磨削

    电解超声磨削是在电解磨削的基础上,引入超声振动,以超声频振动的工具(砂轮)破坏电解产物阳极钝化膜,同时超声振动引起的空化作用加速了钝化膜的破坏和电解液的循环,促进了阳极熔解过程的进行。从而可以大大提高加工速度和改善加工表面质量。

100电火花复合加工

    电火花复合加工是以电火花的蚀除作用为主,结合不同的机械运动方式或结合超声等作用形成的加工方法。实际生产中,工具电极相对于工件采用不同的运动方式组合成形不同的加工方法,如电火花铣削、电火花磨削、电火花切断、电火花共轭回转加工、电火花展成加工等;电火花作用与超声作用结合形成电火花超声加工等

101电火花磨削

电火花磨削加工时,工件与电极的运动方式与普通磨削加工时工件与砂轮的运动方式类似。电火花磨削加工依靠火花放电的能量来实现,不存在机械切削作用。按成形运动和功用常可分为电火花平面磨削、电火花内圆磨削、电火花成形磨削和电火花小孔磨削等。电火花磨削主要用于硬质合、高温难加工材料和双金属复合材料的加工。与机械磨削相比,电火花磨削可提高生产率1~2倍。

102电火花超声加工

    电火花超声加工是综合利用电火花加工和超声波加工的优点而进行的复合加工。在电火花加工时引入超声波,使电极工具端面作超声振动能强化加工过程,促使电腐蚀产物的排除,并能使间隙稳定;当输入到液体中的超声能量足够大时,就会产生空蚀现象,空蚀现象会进一步强化加工过程;工具超声振动可有效地提高电火花放电脉冲的利用率。当不加超声振动时,电火花精加工的放电脉冲利用率仅为3%~5%;而加上超声振动后,电火花精加工的放电脉冲利用率可提高到50%以上。因此采用电火花超声加工可使生产率提高几倍,甚至几十倍。电火花超声加工主要用于加工硬质合金、聚晶金刚石和导电陶瓷等硬脆材料,在加工小孔、深孔、窄缝及异型孔时,可获得较好的工艺效果。

103超声复合加工

    超声加工是靠磨粒和液体分子的连续冲击、抛磨和空化作用去除被加工材料。与电火花加工、电解加工等其他特征加工方法相比,具有精度高、表面粗糙度低,不受工件材料的电、化学特征限制,工件无热损伤和残余应力等优点。它是加工玻璃、陶瓷、石英、宝石以及半导体等硬脆材料工件的有效方法。但是超声加工也有明显的缺点:工具磨损严重,加工效率低,加工过程中由于工具质量变化所造成的共振频率的游移使加工速度和加工质量受到影响等。而超声复合加工是以超声加工为主,辅助其他加工方法,应用机械、电力、磁力、流体力学等多种能量进行的综合加工,可以提高加工效率,减小工具磨损。

104超声旋转加工

超声旋转加工方法是在近40年中逐步发展起来的以超声作用为主,结合不同的机械运动方式和不同的机械切削作用形成的复合加工方法。超声旋转加工方法按其工艺特征,大致可分为两类:一类是采用离散磨料和固结磨料磨具的超声旋转磨料加工;另一类主要是采用切削工具(如铣刀、钻头等),冲头、压头之类工具,或利用超声高频振动特征,与其他机械加工方法相结合的超声旋转加工。超声旋转加工实质上是将超声振动工具的锤击运动和工具旋转运动的磨削作用结合在一起的复合加工。此种加工方法适应的材料较广,可用于脆性材料(例如玻璃、石英、陶瓷、YAG激光晶体、碳纤维复合材料等)的钻孔、套料、端铣、内外圆磨削及螺纹加工等。特别适用于深小孔的加工和细长棒的套料加工。

105超声数控分层仿铣加工

    对于三维曲面的型腔,采用成形工具进行超声成形加工时,由于工具损耗严重、加工间隙中悬浮磨料不均匀,从而影响复杂型面的加工精度,而采用超声旋转加工只能加工圆形孔和简单型腔。目前出现了借鉴快速成形技术中分层制造思想和利用数控铣削运动的超声数控分层仿铣加工方法,简称超声仿铣。超声数按分层仿铣采用简单工具分层加工,由于每层厚度很小,使工具磨损只产生在端面,极大地简化了工艺过程,使工艺规律的建模简单可行。同时由于工具损耗的补偿是在每一平面层的加工过程中进行的,简化了数控工具补偿的难度,从而能保证加工过程的可控性以及被加工工件的精度。这种技术可以用于加工那些传统成形加工有困难、甚至无法加工的工件,特别是具有三维型腔的零件。为陶瓷等硬脆材料的推广应用提供有力的技术支持,交是硬脆材料加工的新发展方向。

106化学机械抛光

     化学机械抛光(chemical mechanical polishing, CMP)指化学作用和机械作用复合的加工方法。所谓化学作用是利用酸、碱和盐等化学溶液对金属或某些非金属工件表面产生化学反应,通过腐蚀或溶解而改变工件尺寸和形状,或者在工件表面产生化学反应膜。如果仅进行局部有选择性的加工,则需对工件上的非加工表面用耐腐蚀性涂层覆盖保护起来。机械作用是磨粒和抛光垫对工件表面的研磨和摩擦作用。化学机械抛光时,旋转的工件以一定的压力压在旋转的抛光垫上,而由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在工件与抛光垫之间流动,在工件、抛光液和抛光垫之间产生化学反应,形成化学反应膜,然后由磨粒和抛光垫的机械摩擦作用去除工件表面形成的化学反应膜,即加工过程在化学成膜和机械去膜的交替过程中进行。在CMP过程中,只有化学与机械作用相互配合,化学反应与机械作用达到平衡时,才能使反应能继续下去,实现超光滑低损伤高平整度表面的加工。  

107CAM技术

    CAM是计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)技术的简称。CAM是指任何在计算机控制下的自动化控制过程。目前认为CAM技术主要集中在数字化控制、生产计划、机器人和工厂管理四个方面。典型的CAM技术包括:计算机数控制造和编程、计算机控制的机器人制造和装配、柔性制造系统。CAM的应用可分为CAM直接应用和CAM的间接应用。CAM直接应用是指计算机直接与制造过程连接并对它进行监视和控制,这类应用分为两种系统:计算机过程监视系统和计算机过程控制系统。CAM间接应用是计算机并不直接与制造过程连接,只是用计算机对制造过程进行支持,此时,计算机是“离线”的,它只是用来提供生产计划、作业调度计划、发出指令及有关信息,以便使生产资源的管理更有效。

108CAPP技术

    CAPP是计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning)的简称。工艺设计是生产准备工作的第一步,也是连接产品设计和产品制造之间的桥梁。工艺设计必须分析和处理大量的信息,既要考虑产品设计图上有关结构形状、尺寸公差、材料及热处理以及批量等方面的信息,又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额,甚至传统习惯等方面的信息。工艺设计包括查阅资料和手册,确定零件的加工方法,安排加工路线,选择设备、工装、切削参数,计算工序尺寸,绘制工序图,填写工艺卡片和表格文件等工作。高速发展的计算机技术为工艺设计的自动化奠定了基础。CAPP是利用计算机技术,在工艺人员较少的参与下,完成过去完全由人工进行的工艺规程设计工作的一项技术。CAPP系统不但能利用工艺人员的经验知识和各种工艺数据进行科学的决策,自动生成工艺规程,还能自动计算工艺尺寸,绘制工序图,选择切削参数,对工艺设计结果进行优化,从而设计出一致性良好、高质量的工艺规程。另外,由于计算机中存储的信息可以反复利用,从而大大提高了工艺设计的效率。

109CAD/CAPP/CAM集成技术

    CAD/CAPP/CAM集成是指将计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)以及零件加工等有关信息实现自动传递和转换的技术。CAD 、CAPP、CAM分别在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化方面起到了重要作用。但是,这些各自独立的系统,不能实现系统之间信息的自动传递和交换。CAD/CAPP/CAM集成技术能够解决这一问题。CAD/CAPP/CAM的集成使产品设计和制造紧密结合,其目标是产品设计、工程分析、工程模拟直至产品制造过程中的数据一致性,且数据直接在计算机间传递,从而跨越由图纸、语言、编码造成的信息传递的“鸿沟”,减少信息传递差和编辑出错的可能性。

110CAE技术

    CAE技术即计算机仿真技术,是以计算机为工具,对工程过程进行仿真建模、数据模拟、结果显示与处理的技术。对于机械产品的设计来说,仿真建模主要是用现代力学的理论和方法对产品的使用过程、生产过程及事故过程等进行数学描述,并根据数值模拟方法的要求将所涉及的工程过程的几何、物理等参数进行量化。数值模拟是根据仿真模型的特点选择合适的数值求解技术,对仿真过程进行求解;目前应用最广泛的方法包括有限无法(FEM)、有限差分法(FDM)等。结果显示与处理就是将数值模拟的结果可视化处理得出工程上有意义的量和结论。仿真技术的本质是对真实的物理、化学系统或其他系统在某一层次上的抽象,在这个抽象出来的模型上,可以更高级、更灵活、更安全地对系统进行设计和了解。

111离线检测

    离线检测时,零件或产品脱离制造过程,检测在距生产线一定距离的检测工作站上进行。这种检测方式必然存在制造和检测的延时,大多数手工检测都属于离线检测。离线检测适合于下列场合: 1)制造的过程能力能满足设计目标要求的公差范围。2)高生产率。3)生产时间短而生产过程输出状况稳定,超差的风险小。4)在线检测成本相对较高。离线检测方式的主要缺点是:不能及时发现输出的质量问题,质量检测的反馈信息有相当长的时间滞后。

112在线检测

    在线检测是指检测器具、装置、系统或检测工作站在空间上被集成在制造系统中,控制过程与检测过程没有时间上的滞后或只有很短的时间滞后,而不是指检出时间与故障缺陷发生时间无时间滞后。因此,按检测是否与控制过程有时间滞后,在线检测分为在线过程中检测和在线过程后检测。在线过程中检测是在制造过程中完成,检测活动与工件的加工或者产品的装配同时进行,制造时间与检测时间重合。在线过程后检测是在制造过程刚一完成就立即进行测量,可采用手工方式或者自动化方式完成,但一般都希望进行100%检测。

113计算机辅助测试(computer aided test, CAT)

   计算机辅助测试系统是利用自动化测试装备和装置(ATE)进行过程或最终的质量检测和质量保证的试验。CAT系统通常是带标准通信接口总线的智能仪器、计算机及其外围设备等,并在测试分析处理等软件的支持下所组成的自动测试分析系统。典型的CAT系统通常以一台微型计算机为核心,配置相应的检测仪器、数据采集单元、终端、打印机和绘图机等外部设备以及测试应用软件。采用CAT技术可以大幅度提高测试精度、测试效率以及测试结果的可靠性和一致性。CAT主要应用于制造过程设计、确定制造过程技术条件以及生产装备的布置与安装,已在产品性能测试、结构和性能改进以及产品动态性能预测等方面广泛应用,常用于复杂、贵重和大批量的产品,如航空发动机、汽车发动机、集成电路等的测试。CAT技术不仅在产品性能测试中广为应用,而且在产品的结构和性能改进以及误差补偿等方面有广阔的应用前景。

114虚拟仪器

     虚拟仪器(virtual instrument, VI)就是利用计算机,加上特殊设计的仪器硬件和专用软件,形成既有普通仪器和基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。也有专家认为,虚拟仪器是“将传统测量仪器中的公共部分(如电源、操作面板、显示屏幕、通信总线和相关测量功能)集中起来共享,利用计算机及网络技术,通过软件与硬件的结合实现多种物理仪器的共享”。虚拟仪器的突出优点在于设备利用率高、维护方便、能够获得较高的经济效益。用户购买虚拟仪器后,可以根据实际生产环境变化的需要,通过对软件的开发,拓展VI功能,以便适应实际生产的需要。虚拟仪器的另外一个突出的优点是能够和网络技术结合,能够借助OLE、DDE技术与企业内部网联接。与外界进行数据通信时,将虚拟仪器实时测量的数据输送到Internet, 实现远程虚拟测试。 

115虚拟轴机床技术

    虚拟轴机床突破了传统机床的工作轴线的概念,这类机床由并联杆系构成,其典型结构是通过可以伸缩的6条“腿”连接定平台和动平台,每条“腿”各自单独驱动。控制6条“腿”的长度就可以控制装有主轴头的动平台在空间中的位置和姿态,以满足刀具运动轨迹的要求,实现具有6自由度运动的复杂曲面的加工。虚拟轴机床实质上是机器人技术和机床技术结合的产物。由于虚拟轴机床采用闭环并联机构,形成全对称布局,故具有模块化程度高、重量轻、出力大、精度高、速度快和造价低等优点。在机床动平台装备机械手腕、电主轴、激光器或CCD摄像机等末端执行机构,在一定范围内可实现多坐标数控加工、装配与测量等多种功能。特别适合于复杂型腔、三元叶轮、叶片及异性零件等复杂三维空间曲面的加工,具有广阔的应用前景。

116三维印刷成形法(3DP,Three Dimension Printing)

    三维印刷(3DP)工艺与SLS工艺类似,采用粉末材料成形,如陶瓷粉末、金属粉末。所不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来的,而是通过喷头用粘接剂(如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接剂粘接的零件强度较低,还需后处理。先烧掉粘接剂,然后在高温下渗入金属,使零件致密化,提高强度。目前,该工艺已被美国的Soligen公司以DSPC (Direct Shell Production Casting)名义商品化,用以制造铸造用的陶瓷壳体和芯子。

117车床

车床是车削加工所必需的工艺装备。它提供车削加工所需的成形运动、辅助运动和切削动力,保证加工过程中工件、夹具与刀具的相对正确位置。传统的机械传动式车床有许多类型,根据结构布局、用途和加工对象的不同,主要可分为卧式车床,落地车床、立式车床和转塔车床。除上述较常见的几类车床外,还有机械式自动与半自动车床、液压仿形车床及多刀半自动车床等,近几年来,数控车床和数据车削中心的应用得到迅速普及,已经逐步在车削加工设备中处于主导地位。车床尽管类型很多,结构布局各不相同,但其基本组成大致相同,包手基础件(如床身、立柱、横梁等)、主轴箱、刀架(如方刀架、转塔刀架、回轮刀架等)、进给箱、尾座、溜板箱几部分。

118卧式车床

    卧式车床是一种品种较多的车床,主轴水平布置,主轴车速和进给量调整范围大,主要由工人手式操作,用于车削圆柱面、圆锥面、端面、螺纹、成形面和切断等。其使用范围广,生产效率低,适于单件小批生产和修配车间。

119立式车床

    主轴垂直布置,工件装夹在水平面内旋转的工作台上,刀架在横梁或立柱上移动,适于加工回转直径较大、较重、难于在卧式车床上安装的工件。

120回轮车床

    机床上有回转轴与主轴线平行的多工位回轮刀架,刀架上可安装多把刀具,并能纵向移动。在工件一次装夹中,由工人依次用不同刀具完成多种车削工序,适用于成批生产中加工尺寸不大且形状较复杂的工件。

121转塔车床

    转塔车床也叫六角车床。机床上具有回转轴线与主轴轴线垂直或倾斜的转塔刀架,另外还带有横刀架。刀架上安装多把刀具,在工件一次装夹中,由工人依次使用不同刀具完成多种车削工序。它适用于成批生产中加工形状较复杂的工件。

122单轴自动车床

    机床只有一根主轴,经调整和装料后,能按一定程序自动上下料、自动完成工件的多工序加工循环,重复加工一批同样的工件。它主要用于对棒料或盘状线材进行加工,适用于大批量生产。

123车削加工中心

    机床具有刀库。它对一次装夹的工件,能按加工要求预先编制的程序,由控制系统发出数字信息指令,自动选择更换刀具,自动改变车削切削用量和刀具相对工件的运动轨迹以及其他辅助机能,依次完成多工序的车削加工。它适用于工件形状较复杂、精度要求高、工件品种更换频繁的中小批量生产。

124车刀

车刀是完成车削加工所必需的工具。它直接参与从工件上切除余量的车削加工过程。车刀的性能取决于刀具的材料、结构和几何参数。刀具性能的优劣对车削加工的质量、生产率有决定性的影响。尤其是随着车床性能的提高和高速主轴的应用,刀具的性能直接影响机床性能的发挥。车刀有许多种类,按用途可分为:外圆车刀、端面车刀、切断刀、螺纹车刀等。按刀具材料有:高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀、金刚石车刀等。按结构可分为:整体式、焊接式、机夹式和可转位式车刀等。

125整体式高速钢车刀

选用一定形状的整体高速钢刀条,在其一端刃磨出所需的切削部分形状就形成了整体式高速钢车刀。这种车刀刃磨方便,可以根据需要刃磨成不同用途的车刀,尤其是适宜于刃磨各种刃形的成形车刀,如切槽刀、螺纹车刀等。刀具磨损后可以多次重磨。但刀杆也为高速钢材料,造成刀具材料的浪费。且刀杆强度低,当切削力较大时,会造成破坏。一般用于较复杂成形表面的低速精车。

126硬质合金焊接式车刀

    硬质合金焊接式车刀是把一定形状的硬质合金刀片钎焊在刀杆的刀槽内制成的。其结构简单、制造刃磨方便,刀具材料利用充分,在一般的中小批量生产和修配生产中应用较多。但其切削性能受工人的刃磨技术水平影响和焊接质量的影响,不适应现代制造技术发展的要求,且刀杆不能重复使用,材料浪费。

127可转位式车刀

可转位式车刀是采用一定的机械夹固方式把一定形状的可转位刀片夹固在刀杆上形成的。它包括刀杆、刀片、刀垫、夹固元件几部分。这种车刀用钝后,只需将刀片转过一个位置,即可使新的刀刃投入切削。当几个刀刃都用钝后,再更换新的刀片。

    可转位车刀的刀具几何参数由刀片和刀片槽保证,使用中不需要刃磨,不受工人技术水平的影响,切削性能稳定,适于大批量生产和数控车床使用。节省了刀具的刃磨、装卸、调整时间。同时避免了由于刀片的焊接、重磨造成的缺陷。这种刀具的刀片由专业化厂家生产,刀片性能稳定,刀具几何参数可以得到优化,并有利于新型刀具材料的推广应用,目前已经在生产实践中推广应用。

128成形车刀

    成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具。它的刃形根据被加工零件表面的廓形进行设计。工件的廓形取决于刀刃的形状,质量稳定,不受操作者的技术水平影响。其中,平体成形车刀只能用来加工外成形表面,重磨次数少。主要用于加工宽度不大,成形表面比较简单的工件。装夹方式与普通车刀相同。棱体成形车刀也只能用来加工外成形表面,但重磨次数较多。圆体成形车刀可用于内外回转体成形表面的加工,重磨次数最多,制造比较容易,应用较多。

129车削夹具

    车削夹具的基本组成包括夹具体、定位元件、夹紧装置、辅助装置几部分。前三者是各种夹具所共有的。在车床夹具中,夹具体一般为回转体形状。并通过一定的结构与车床主轴定位连接。根据定位和夹紧方案设计的定位元件和夹紧装置安装在夹具体上。辅助装置包括用于消除偏心力的平衡块和用于高效快速操作的气动、液动和电动操作机构。典型车削夹具包括角铁式夹具、定心夹紧夹具、组合夹具、自动车削夹具。

130升降台式铣床

    这种铣床的工作台安装在垂直升降台上,使工作台可在相互垂直的三个方向上调整位置或完成进给运动,升降台结构刚性较差,工作台上不能安装过重的工件,故该类铣床只适宜于加工中小型工件。这是一类应用较广的一类铣床。分为卧式升降台铣床、卧式万能铣床、立式铣床等。卧式升降台铣床具有水平的安装铣刀杆的主轴,可用圆柱铣刀、盘铣刀、成形铣刀和组合铣刀等加工平面、具有直导线的曲面和各种沟槽。卧式万能铣床结构与卧式铣床基本相同,只是在工作台下面增加了回转盘,使工作台可绕回转盘轴线作用±450范围的偏转,改变工作台移动方向,从而可加工斜槽、螺旋槽等。此外,还可换用立式铣刀、插头等附件,扩大机床的加工范围。立式铣床与卧式铣床的区别是安装铣刀的主轴垂直于工作台面,主要用端铣刀或立铣刀进行铣削。

131工作台不升降式铣床

    这种铣床的工作台只能在固定的台座上作纵、横向移动(矩形工作台)或绕垂直轴线转动(圆形工作台),垂直方向的调整和进给运动由机床主轴箱完成。它的刚性和抗振性比升降台式铣床好,适用于较大切削量工件的加工。

132龙门铣床

    龙门铣床是由床身两侧有立柱和横梁组成的门式框架而得名。工作台在床身水平导轨上作纵向进给运动,在立柱和横梁上都装有立铣头,每个立铣头都是独立的部件,由各自的电动机驱动主轴作主运动。横梁可沿立柱上的导轨作垂直位置调整,横梁上的立铣头可沿横梁上水平的导轨作位置调整,有些龙门铣床上的立铣头主轴可以作倾斜调节,以便铣斜面。各铣刀的切深运动,均由立铣头主轴移动来实现。龙门铣床的刚性和精度都很好,可用几把铣刀同时铣削,所以生产率和加工精度都较高。适宜加工大中型或重型工件。

133仿形铣床

    仿形铣床是以一定方式控制铣刀按照模型或样板形状作进给运动,铣出工件的成形面。在模具制造中常用的小型立体仿形铣床的构造与立式铣床相似,一般在立铣头的一侧设有一个仿形头,仿形触头端部与指形立铣刀头部形状相同,并与工件装在同一工作台上的模型接触,利用电气或液压等方式控制铣刀按照模型的形状进给作仿形铣削。大的立体型仿形铣床的仿形触头铣刀一般水平布置。

134镗铣加工中心

    镗铣加工中心是一种带有刀库和自动换刀装置的数控铣床。通过自动换刀,可使工件在一次装夹后,自动连续完成铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻螺纹、切槽等加工,如果加工中心带有自动分度回转台,则还可使工件在一次装夹后自动完成多个平面的多工序加工。因此,加工中心除可加工各种复杂曲面外,特别适用于各种箱体类和板类等复杂零件的加工。与传统的机床比较,采用加工中心在提高加工质量和生产效率,减少加工成本等方面,效果显著。

135磨床

    磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工,少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工,如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。磨床能加工硬度较高的材料,如淬硬钢、硬质合金等;也能加工脆性材料,如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削,也能进行高效率的磨削,如强力磨削等。随着高精度、高硬度机械零件数量的增加,以及精密铸造和精密锻造工艺的发展,磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。目前也有少数用于粗加工的高效磨床。磨床可以加工各种表面,凡是车床、钻床、镗床、铣床、齿轮和螺纹加工机床等加工的零件表面,都能够在相应的磨床上进行磨削精加工。此外,还可以刃磨刀具和进行切断等,工艺范围十分广泛,磨床是各类金属切削机床中品种最多的一类,主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床等。

136外圆磨床

   外圆磨床是使用的最广泛的,能加工各种圆柱形和圆锥形外表面及轴肩端面的磨床。万能外圆磨床还带有内圆磨削附件,可磨削内孔和锥度较大的内、外锥面。基本的磨削方法有两种:纵磨法和横磨法。前者在磨削时,工件作圆周进给运动,并随工作台作往复纵向进给,横向进给运动为周期性间歇进给,当每次纵向行程或往复行程结束后,砂轮作一次横向进给,磨削余量经多次进给后被磨去。纵磨削的磨削效率低,但能获得较小的表面粗糙度;而横磨削又称切入磨法,磨削时,工件作圆周进给运动,工作台不作纵向进给运动,横向进给运动为连续进给。砂轮的宽度大于磨削表面,并作慢速横向进给,直至磨到要求的尺寸。横磨削的磨削效率高,但磨削力大,磨削温度高,必须供给充足的冷却液。不过外圆磨床的自动化程度较低,只适用于中小批单件生产和修配工作。

137内圆磨床

   内圆磨床主要用于磨削工件的内孔,也能磨削端面。机床的主参数为最大磨孔直径。内圆磨削可以分普通内圆磨削、无心内圆磨削和砂轮作行星运动的磨床。与外圆磨削相比,内圆磨削所用的砂轮和砂轮轴的直径都较小,为了获得所要求的砂轮线速度,就必须提高砂轮主轴的转速,故容易发生振动,影响工件的表面质量。此外,由于 内圆磨削时砂轮与工件的接触面积大,发热量集中,冷却条件差以及工件热变形大,特别是砂轮主轴刚性差,易弯曲变形,所以内圆磨削不如外圆磨削的加工精度高。普通内圆磨床仅适于单件、小批生产。自动和半自动内圆磨床除工作循环自动进行外,还可在加工中自动测量,大多用于大批量的生产中。

138无心外圆磨床

无心外圆磨床是一种生产率很高的精加工机床。无心外圆磨床进行磨削时,工件不是支承在顶尖上或夹持在卡盘中,而是直接置于砂轮和导轮之间的托板上,以工件自身外圆为定准基准,其中心略高于砂轮和导轮的中心连线。磨削时,导轮速度与砂轮速度相比较低,由于工件和导轮之间的摩擦较大,所以工件接近于导轮转速回转。从而在砂轮工件间形成很大的速度差,据此产生磨削作用。无心磨床所磨削的工件,尺寸精度和几何精度都较高,且有很高的生产率。如果配备自动上下料机构,很容易实现单机自动化,适用于大批量生产。无心磨床通常指无心外圆磨床,即工件不用顶尖或卡盘定心和支承,而以工件被磨削外圆面作定位面,工件位于砂轮和导轮之间,由托板支承,这种磨床的生产效率较高,易于实现自动化,多用在大批量生产中。

139平面磨床

   平面磨床的工件一般是夹紧在工作台上,或靠电磁吸力固定在电磁工作台上,然后用砂轮的周边或端面磨削工件平面的磨床。用砂轮的周边磨削时,砂轮与工件的接触面积小,磨削力小,排屑及冷却条件好,工件受热变形小,且砂轮磨损均匀,所以加工精度较高。但砂轮主轴承刚性较差,只能采用较小的磨削用量,生产率较低,故常用于精密和磨削较薄的工件。用砂轮的端面磨削时,砂轮与工件的接触面积大,同时参加磨削的磨粒多,另外磨床工作时主轴受压力,刚性较好,允许采用较大的磨削用量,故生产率高。但是,在磨削过程中,磨削力大,发热量大,冷却条件差,排屑不畅,造成工件的热变形较大,且砂轮端面沿径向各点的线速度不等;使砂轮磨损不均匀,所以这种磨削方法的加工精度不高,故多用于粗磨。

工具磨床

工具磨床是专门用于工具制造和刀具刃磨的磨床,有万能工具磨床、钻头刃磨床、拉刀刃磨床、工具曲线磨床等,多用于工具制造厂和机械制造厂的工具车间。

砂带磨床

砂带磨床是以快速运动的砂带作为磨具,工件由输送带支承,效率比其他磨床高数倍,功率消耗仅为其他磨床的几分之一,主要用于加工大尺寸板材、耐热难加工材料和大量生产的平面零件等。

专门化磨床

专门化磨床是专门磨削某一类零件,如曲轴、凸轮轴、花键轴、导轨、叶片、轴承滚道及齿轮和螺纹等的磨床。除以上几类外,还有珩磨机、研磨机、坐标磨床和钢坯磨床等多种类型。

140加工中心

    加工中心是一种备有刀库并自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。加工中心与普通数控机床的区别主要在于一台加工中心能完成几台普通数控机床或者一台普通数控机床需经多次装夹和换刀才能完成的工作。目前加工中心具有以下特点:(1)加工中心是在数控铣床或数控镗床的基础上增加了自动换刀装置,使工件在一次装夹后,可以连续完成对工件表面自动进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工步的加工,工序高度集中。(2)加工中心一般带有自动分度回转工作台或主轴可自动转动,从而使工件一次装夹后,自动完成多个或多个角度位置的加工。(3)加工中心能自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能。(4)加工中心若带有交换工作台,工件在工作位置的工作台上进行加工的同时,另外的工件在装卸位置的工作台上进行装卸,不影响正常加工工件。因此使用加工中心可以大大提高生产率。

141高速切削加工

    概括地说,高速加工技术是指采用超硬材料的刀具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。高速切削加工的速度比常规加工速度几乎高出一个数量级,在切削原理上是对传统切削认识的突破。它有以下优越特征:切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序。高速切削加工目前主要用于汽车工业大批生产、难加工材料、超精密微细切削、复杂曲面加工等不同领域。航空工业是高速切削加工的主要应用行业,飞机制造通常需切削加工长铝合金零件等,直接采用毛坯高速切削加工,可不再采用铆接工艺,从而降低飞机重量。模具制造也是高速切削加工技术的主要受益者,无论是在减少加工准备时间,缩短工艺流程,还是缩短切削加工时间方面都具有极大的优热。

142超高速加工技术

    超高速加工技术是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备,以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。它是提高切削和磨削效果以及提高加工质量、加工精度和降低加工成本的重要手段。其显著标志是使被加工塑性金属材料在切除过程中的剪切滑移速度达到或超过某一域限值,开始趋向最佳切除条件,使得被加工材料切除所消耗的能量、切削力、工件表面温度、刀具磨具磨损、加工表面质量等明显优于传统切削速度下的指标,而加工效率则大大高于传统切削速度下的加工效率。

143电火花表面涂敷

电火花涂敷是直接利用电能的高密度能量对金属表面进行涂敷处理的工艺。它是通过电极材料与金属零件表面的火花放电作用,把作为火花放电电极的导电材料熔渗进金属工件的表面,从而形成含电极材料的合金化的表面涂敷层,使工件表面的物理性能、化学性能和力学性能得到改善,而其心部的组织和力学性能不发生变化。除被处理零件表面因电极材料的沉积有规律地胀大外,不存在变形问题。电火花涂敷可有效提高零件表面耐磨性、耐蚀性和高温抗氧化性等。但电火花涂敷会加大表面粗糙度和影响材料的疲劳性能。电火花涂敷特别适合于模具和大型机械零件的局部处理,是一种简单经济又有前途的表面涂敷手段。

144砂型铸造

    砂型铸造应用最为普遍,是以砂型作为造型材料,用人工或机械方法在砂箱内制造出型腔及浇注系统的铸造方法。砂型在取出铸件后便已损坏,所以砂型铸造亦称为一次型铸造。砂型铸造的工艺过程主要包括:制造模样和型芯盒;制备型砂和型芯砂;造型、造型芯;砂型和型芯的烘干;合箱;金属的熔炼及浇注;落砂,清理,检验等。

145自硬砂精确砂型铸造

    在通常的铸造生产中,主要采用粘土砂造型,其铸件质量差、生产效率低、劳动强度大、环境污染严重。随着对铸件的尺寸精度、表面质量要求的提高,以自硬树脂砂造型、造芯工艺得到普遍的使用。自硬树脂砂具有高强度、高精度、高溃散性和低的造型造芯劳动强度,是一种适合各种复杂中、小型铸件型芯制作的高效工艺。近年来采用冷芯盒树脂砂芯发展起来的“精确砂芯造型”技术,可以生产壁厚仅有2.5mm的缸体、缸盖、排气歧管等复杂铸件。

146高紧实砂型铸造

    铸型的高紧实率是当代造型机的发展方向,高紧实率及其均匀性可提高铸型强度、刚度、硬度和精度,可减少金属液浇注和凝固时型壁的移动,提高工艺的出品率,降低金属消耗,减少缺陷和废品。高紧实率铸型的获得,可通过真空吸, 砂、气流吹砂、气动压实、液动挤压和气冲等工艺手段。由于紧实度提高,铸件的精度、表面粗糙度可提高2~3级,适用于大批量铸件的生产。

147金属塑性成形

    金属塑性成形是指将具有塑性的金属,在热态或冷态下借助锻锤的冲击力或压力机的压力,使其产生塑性变形,以获得所需形状、尺寸及力学性能的毛坯或零件的加工方法。各种钢和大多数有色金属及其合金都具有不同程度的塑性,均可在冷态或热态下进行塑性加工成形。按其成形方式不同,可分为轧制、拉丝、挤压、自由锻造、模型锻造、板料冲压及新的塑性加工技术。

148锻压

锻压是利用外力使坯料(金属)产生塑性变形,获得所需尺寸、形状及性能的毛坯或零件的加工方法,是机械制造中毛坯生产的主要方法之一。锻压包括锻造和冲压两类。锻造按成型方式分为自由锻造和模型锻造。金属材料经锻造后,内部组织更加致密、均匀,可用于加工承受载荷大、转速高的重要零件。冲压则具有强度高、刚度大、重量轻、精度较高、表面精糙度值较小等优点;广泛用于汽车、电器、仪表等零件的加工。

149自由锻造

自由锻造是利用冲击力式压力,使加热的金属坯料在上、下砧块之间产生塑性变形,以获得所需锻件的加工方法。由于金属坯料在砧块平面之间能够自由流动,故称为自由锻造。自由锻造分手工自由锻造和机器自由锻造两种。手工自由锻造只能生产小型锻件,效率低。机器自由锻造能生产各种大小的锻件,效率较高,是目前工厂普遍采用的自由锻造方法。自由锻使用通用工具和设备,可锻造各种质量的锻件,小到不足1kg,大到几百吨。由于自由锻是局部变形,变形抗力小,特别适用于生产大型锻件。但自由锻锻件尺寸精度低,形状简单,生产效率低,故只适用于单件小批量生产。自由锻造工序可分为基本工序、辅助工序及精整工序。基本工序是使金属于产生一定程度的塑性变形,以达到所需形状和尺寸的工艺过程,如镦粗、拔长、冲孔、弯曲和扭转等。辅助工序是在基本工序前进行的预先变形工序,如压钳口、切肩等。精整工序是用以减少锻件表面缺陷而进行的工序。

150模型锻造

    模锻(模型锻造)是利用压力或冲击力使金属坯料在一定形状的锻模模膛内受压变形,以获得锻件的方法。模锻按所用设备不同,可分为锤上模锻、胎模锻、压力机上模锻等。模锻与自由锻相比,可锻造出各种形状比较复杂的轴类和盘类锻件。优点是尺寸精确,加工余量小,生产效率高。但由于受模锻设备吨位的限制,且制造锻模成本高,故只适用于小型锻件的大批量生产。

151锤上模锻

模锻是将加热后的坯料放入具有一定形状和尺寸的锻模模腔内,施加冲击力或压力,使其在有限制的空间内产生塑性变形,从而获得与锻模形状相同的锻件的加工方法。模锻按使用设备不同,可分为锤上模锻和压力机模锻两种。在模锻锤上进行模锻生产锻件的方法称为锤上模锻。锤上模锻因其工艺适应性较强,且模锻锤的价格低于其他模锻设备,是目前应用最广泛的模锻工艺。

152胎模锻

胎模锻造是介于自由锻和模锻之间的一种锻造方法,它是在自由锻锤上使用简单模具(称为胎模)生产锻件的一种常用锻造方法。胎模锻造时,胎模自由地放在锤头和下砧块之间,先采用自由锻造方法将坯料预锻成近似锻件的形状,然后放入胎模模膛中,用锻锤打至上、下模紧密接触时,坯料便会在模膛内压成与模膛形状一致的锻件。胎模锻造生产的锻件,其精度和形状的复杂程度较自由锻造高,加工余量小,生产率较高,而且胎模结构简单,制造方便,无需昂贵的模锻设备,是一种既经济又简便的锻造方法,广泛用于小型锻件的中小批量生产。

153液态模锻

    液态模锻是将一定量的液态金属浇入金属模内,然后在一定时间内加压,使液态金属充满型腔并在压力下结晶凝固和塑性流动,使之成形的工艺方法。液态模锻实际上是铸造和锻造的组合工艺,它兼有二者的优点,工艺简单、成本低,可获得形状复杂、力学性能良好的锻件,是一种很有前途的新工艺。液态模锻主要适用于生产批量较大、形状较复杂、壁厚且要求强度高、致密性好的中小型零件,如汽车油泵壳、压力表壳体、衬套、柴油机活塞、摩托车零件等铝合金零件;齿轮、蜗轮、高压阀等铜合金零件;法兰、弹头、缸体等碳钢及合金钢件。

154精密模锻

    精密模锻是在一般模锻基础上发展起来的一种少及无切削的加工工艺。与一般模锻相比,它能获得表面质量好,机械加工余量小和尺寸精度较高的锻件。精密模锻的锻件精度主要取决于锻模的加工精度。一般要求精锻模膛的加工精度高于锻件的尺寸精度2~3级,且有导向结构来保证合模精度。另外,选好坯料和加热方法也很重要,如选择高质量的坯料,下料尺寸准确和采用少氧化或无氧化加热以及良好的润滑条件等。目前,精密模锻主要用于精化毛坯和精锻零件,所用设备为刚度大、精度高的曲柄压力机、摩擦压力机和高速锻锤。

155高速锤锻造

    高速锤锻是以高压气体(14 MPa空气或氮气)为介质,借助一种触发机构,使高压气体突然膨胀以推动锤头系统和框架系统作高速相对运动而锤击工件的。高速锤锻造的主要特点是:锤击速度高,约为20 m/s,是一般模锻锤的3倍,金属流动速度快,变形热效应大,有利于金属充满模膛。由于锤击速度快,变形较均匀,有利于低塑性材料的锻造,如高强度钢、耐热钢以及钼、钨等高熔点难变形合金的锻造。另外,当采用少氧化或无氧化加热并正确选用锻模润滑剂时,锻件的精度可达IT8~IT9,表面粗糙度Ra 达3.2~0.8 。高速锤结构简单,质量轻,能量大,可一次成形。适用于叶片、齿轮的挤压和模锻、整形以及高速钢刀具锻造等。

156超塑性挤压成形

    挤压是高效压力加工生产方法,但对锌铝合金、铝基合金、钛合金及高温合金等高强度金属,即使在高温下,要获得复杂的成形件也是困难的,而利用超塑性等温挤压,可以加工出形状复杂的精密零件。这种成形方法变形抗力小,所需设备吨位小,制品轮廓清晰、精度高。而且比压铸件有更高的强度和优良的组织,比切削加工件省材料;比焊接件省工时、省工序,工艺过程简单。适用于飞机上的摇臂、接头、支座和难加工的筒形件等铝合金及钛合金制品。

157气体切割

    气体切割是利用气体火焰的热能,将工件切割处预热到一定温度后,喷出高速切割气流,使金属燃烧并放出热量而实现切割的方法。按火焰切割所用气体的不同可分为氧---乙炔气体切割,液化石油气切割等。按操作方法不同又可分为手工气割、半自动气割和数控自动气割。

158等离子切割

    等离子切割原理与氧气切割不同,它是利用高能量密度、高温、高速等离子射流,瞬间将切割金属或非金属局部熔化并随即吹除,形成狭窄整齐的切口而完成切割。因此,其切割效率比氧气切割高3倍以上,切割厚度可达150~200mm,能切割一般氧气所不能切割的不锈钢、高速钢、铝、铜、镍、钛、铸铁及其他难熔金属,也可用于切割花岗石、碳化硅、耐火砖和混凝土等非金属材料。

159激光切割

    激光切割是一种将激光束和气体束同时聚焦在工件表面上对材料进行切割的方法。根据激光在切割过程中的机理和作用,可将其分为蒸发汽化切割、熔化吹气切割和反应气体切割等多种切割方法。根据工件材料的性质,也可采用吹氮、氢、二氧化碳、氩或压缩空气等辅助气流排除切口液态金属,并保护切割表面。精确控制光斑尺寸和焦点离切割表面的距离,可获得光整的切缝。

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。

180电刻蚀  

又称电解刻蚀。应用电化学阳极溶解的原理在金属表面蚀刻出所需的图形或文字。其基本加工原理与电解加工相同。由于电刻蚀所去除的金属量较少,因而无需用高速流动的电解液来冲走由工件上溶解出的产物。加工时,阴极固定不动。电刻蚀有以下四种加工方法:①按要刻的图形或文字,用金属材料加工出凸模作为阴极,被加工的金属工件作为阳极,两者一起放入电解液中。接通电源后,被加工件的表面就会溶解出与凸模上相同的图形或文字。

②将导电纸(或金属箔)裁剪或用刀刻出所需加工的图形或文字,然后粘贴在绝缘板材上,并设法将图形中各个不相连的线条用导线在绝缘板背面相连,作为阴极。适于图形简单,精度要求不高的工件。 ③对于图形复杂的工件,可采用制印刷电路板的技术,即在双面敷铜板的一面形成所需加工的正的图形,并设法将图形中各孤立线条与敷铜板的另一面相连,作为阴极。不适于加工精细且不相连的图形。 ④在待加工的金属表面涂一层感光胶,再将要刻的图形或文字制成负的照相底片覆在感光胶上,采用光刻技术将要刻除的部分暴露出来。这时阳极仍是待加工的工件,而阴极可用金属平板制成。

181电解冶炼  

利用电解原理,对有色和稀有金属进行提炼和精炼。分为水溶液电解冶炼和焙盐电解冶炼两种。水溶液电解冶炼在冶金工业中广泛用于提取和精炼铜、锌、铅、 镍等金属。 例如铜的电解提纯:将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极,纯铜制成薄片作阴极,以硫酸和硫酸铜的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称电解铜)。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子。由于这些离子与铜离子相比不易析出,所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。焙盐电解冶炼用于提取和精炼活泼金属(如钠、镁、钙、铝等)。例如,工业上提取铝:将含氧化铝的矿石进行净化处理,将获得的氧化铝放入熔融的冰晶石中,使其成为熔融状的电解体。

182超精密加工

超精密加工是20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级。到20世纪80年代,加工尺寸精度可达10纳米(1×10-8米),表面粗糙度达1纳米。超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求,需要综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统、计算机控制以及其他先进技术。超精密加工包括:①超精密切削加工。如超精密车削、镜面磨削、研磨等,常用于加工有色金属材料的球面、非球面和平面的反射镜等高精度、表面高度光洁的零件。②超精密特种加工。如机械化学抛光、离子溅射和离子注入、电子束曝射、激光束加工、金属蒸镀、分子束外延等,其原理是应用化学能、电化学能、热能或电能等,使这些能量超越原子间的结合能,从而去除工件表面的部分原子间的附着、结合或晶格变形等,以达到超精密加工的目的。

183传感器

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。 根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。 有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。

184旋压

旋压是将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上,在坯料随机床主轴转动的同时,用旋轮或赶棒加压于坯料,使之产生局部的塑性变形。在旋轮的进给运动和坯料的旋转运动共同作用下,使局部的塑性变形逐步地扩展到坯料的全部表面,并紧贴于模具,完成零件的旋压加工。旋压加工的优点是设备和模具都比较简单(没有专用的旋压机时可用车床代替),除可成形如圆筒形、锥形、抛物面形成或其它各种曲线构成的旋转体外,还可加工相当复杂形状的旋转体零件。缺点是生产率较低,劳动强度较大,比较适用于试制和小批量生产。随着飞机、火箭和导弹的生产需要,在普通旋压的基础上,又发展了变薄旋压(也称强力旋压)。

185爆炸焊

利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法。爆炸焊接时,通常把炸药直接敷在覆板表面,或在炸药与覆板之间垫以塑料、橡皮作为缓冲层。覆板与基板之间一般留有平行间隙或带角度的间隙,在基板下垫以厚砧座。炸药引爆后的冲击波压力高达几百万兆帕,使覆板撞向基板,两板接触面产生塑性流动和高速射流,结合面的氧化膜在高速射流作用下喷射出来,同时使工件连接在一起。爆炸焊分点焊、线焊和面焊。接头有板和板、管和管、管和管板等形式。所使用炸药的爆轰速度、用药量、被焊板的间隙和角度、缓冲材料的种类、厚度、被焊材料的声速、起爆位置等,均对焊接质量有重要影响。爆炸焊所需装置简单,操作方便,成本低廉,适用于野外作业。爆炸焊对工件表面清理要求不太严,而结合强度却比较高,适合于焊接异种金属,如铝、铜、钛、镍、钽、不锈钢与碳钢的焊接,铝与铜的焊接等。爆炸焊已广泛用于导电母线过渡接头、换热器管与管板的焊接和制造大面积复合板。

186精密锻压

在精度高、刚性好的锻压设备上使用精密模具制造无切削余量或少切削余量锻件的工艺技术。精密锻压与普通模锻相比,锻件的模锻斜度小、表面光洁、凹凸圆角半径小、主要尺寸容差小。精密锻压工艺在航空航天工业中用于制造形状复杂、壁薄、要求金属流线分布合理和难切削材料的锻件,例如,整体叶轮、叶片、钛合金和高温合金零件等。采用精密锻压可以节约贵重材料和切削工时,减轻毛坯重量和提高产品性能。航空航天工业中常用的精密锻压方法有精密模锻、等温模锻、超塑性等温模锻和多向模锻等。

187精密模锻 

在压力机上使用精密模具和模座进行模锻的工艺技术。适用于制造中、小尺寸的钛、不锈钢压气机叶片。型面尺寸精度可控制在0.13毫米以内,模锻后再经化学铣切、磨削和振动光饰、拉榫头等加工工序即可制成叶片。

188等温模锻 

将金属毛坯与模具一起加热到模锻温度,在保持等温状态下使毛坯慢速变形的模锻工艺。它所需的设备功率仅是普通模锻的1/3至1/10,适于制造要求严格控制变形温度范围的高温合金零件和钛合金整体叶轮、压气机盘和飞机结构件等。

189超塑性等温模锻 

将具有超塑性的金属毛坯与模具一起加热并保持在材料的超塑性温度范围内,以蠕变方式使之模锻成形。钛合金和高温合金等用于超塑性等温模锻的毛坯应具有超细晶粒。这种毛坯可以用合金的超细粉末经热等静压方法制成。超塑性等温模锻因变形抗力小,需要设备的功率仅为普通模锻的1/5至1/10。锻件尺寸精确,组织均匀,适用于制造发动机涡轮盘和压气机盘等零件。

190多向模锻 

利用可分模具在水压机一次行程的作用下锻出形状复杂、无毛边、无模锻斜度或小模锻斜度的锻件。它是一种挤、锻相结合的综合工艺。与普通模锻相比,只需一次加热,能减少工序和节约能源,提高锻件的性能,适用于制造飞机的起落架、桨毂、导弹的喷管、阀门等零件。

191锻压机械

锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备。锻压机械包括成形用的锻锤、机械压力机、液压机、螺旋压力机和平锻机,以及开卷机、矫正机、剪切机、锻造操作机等辅助机械。锻压机械主要用于金属成形,所以又称为金属成形机床。锻压机械是通过对金属施加压力使之成形的,力大是其基本特点,故多为重型设备,设备上多设有安全防护装置,以保障设备和人身安全。锻压机械主要包括各种锻锤、各种压力机和其他辅助机械。

192锻锤

锻锤是由重锤落下或强迫高速运动产生的动能,对坯料做功,使之塑性变形的机械。锻锤是最常见、历史最悠久的锻压机械。它结构简单、工作灵活、使用面广、易于维修,适用于自由锻和模锻。但震动较大,较难实现自动化生产。

193机械压力机

机械压力机是用曲柄连杆或肘杆机构、凸轮机构、螺杆机构传动,工作平稳、工作精度高、操作条件好、生产率高,易于实现机械化、自动化,适于在自动线上工作。机械压力机在数量上居各类锻压机械之首。

194液压机

液压机是以高压液体(油、乳化液等)传送工作压力的锻压机械。液压机的行程是可变的,能够在任意位置发出最大的工作力。液压机工作平稳,没有震动,容易达到较大的锻造深度,最适合于大锻件的锻造和大规格板料的拉深、打包和压块等工作。液压机主要包括水压机和油压机。某些弯曲、矫正、剪切机械也属于液压机一类。

195旋转锻压机

旋转锻压机是锻造与轧制相结合的锻压机械。在旋转锻压机上,变形过程是由局部变形逐渐扩展而完成的,所以变形抗力小、机器质量小、工作平稳、无震动,易实现自动化生产。辊锻机、成形轧制机、卷板机、多辊矫直机、辗扩机、旋压机等都属于旋转锻压机。

196超精加工

用细粒度的磨条以一定的压力压在旋转的工件上,并在轴向作往复振荡进行微量切削的光整加工方法。超精加工一般安排在精磨工序之后进行,其加工余量很小(一般为5~8微米),常用于加工各种内外圆柱面、圆锥面、平面、球面等,如曲轴、轧辊、滚动轴承套圈和各种精密零件等。工件经超精加工后,表面粗糙度可达R0.08~0.01微米,表面加工纹路由波纹曲线相互交叉形成,从而易于形成油膜,提高润滑效果,因此耐磨性较好。由于切削区温度较低,表面层有轻度塑性变形,所以表面带有低残余压应力。若需要提高零件的形状精度及去掉磨削变质层,必须去掉余量0.03毫米左右,此时采取将超精加工分为粗精两阶段,粗加工时用较粗粒度的磨条、较大转速和磨条压力,精加工时取较小的值。

197控制轧制

控制轧制是在热轧过程中,通过对金属加热、轧制和冷却的合理控制,使范性形变与固态相变过程相结合,以获得良好的晶粒组织,使钢材具有优异的综合性能的轧制技术。控制轧制是在热轧过程中把金属范性形变和固态相变结合起来而省去轧后的热处理工序。这是既能生产出强度、韧性兼优的钢材,而又能节约能耗的一项新工艺。控制轧制工艺主要用于含有微量元素的低碳钢种,钢中常含有铌、钒、钛,其总量一般小于0.1%。控制轧制技术已在生产中取得成效,应用范围不断扩大。除含微量铌、钒、钛的钢外,含锰钢和硅锰钢的控制轧制也取得成效。把控制轧制的原理应用于各种钢材(如不锈钢、轴承钢等)生产中,改进轧制工艺制度,以提高钢材的综合性能,就形成了“广义的”控制轧制的概念。中国蕴藏着丰富的含铌、钒、钛矿物,为应用、发展控制轧制技术提供了良好的资源条件。

198机械合金化

机械合金化是一个通过高能球磨使粉末经受反复的变形、冷焊、破碎,从而达到元素间原子水平合金化的复杂物理化学过程。在球磨初期,反复地挤压变形,经过破碎、焊合、再挤压,形成层状的复合颗粒。复合颗粒在球磨机械力的不断作用下,产生新生原子面,层状结构不断细化。在机械合金化过程中,层状结构的形成标志着元素间合金化的开始,层片间距的减小缩短了固态原子间的扩散路径,使元素间合金化过程加速。机械合金化技术是制备新型高性能材料的重要途径之一。采用机械合金化工艺制备的材料具有均匀细小的显微组织和弥散的强化相,力学性能往往优于传统工艺制备的同类材料。机械合金化也是一种合成细晶合金粉末材料的有效方法。

199拉拔机

拉拔机是对金属材料进行拉拔的设备。通过拉拔使金属材料的直径发生改变,以达到所需的直径要求。通过空拉,游头拉等各种拉拔方式及改变模具可拉制各种不同规格直径的棒材和管材。

200退火

将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却,有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化,改善塑性和韧性,使化学成分均匀化,去除残余应力,或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种,如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火,以及稳定化退火、磁场退火等等。

201重结晶退火

 应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度。加热和冷却都是缓慢的。合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶,故称为重结晶退火,常被简称为退火。这种退火方法,相当普遍地应用于钢。重结晶退火也用于非铁合金。

202等温退火

 等温退火是应用于钢和某些非铁合金如钛合金的一种控制冷却的退火方法。钢的等温退火的目的,与重结晶退火基本相同,但工艺操作和所需设备都比较复杂,所以通常主要是应用于过冷奥氏体在珠光体型相变温度区间转变相当缓慢的合金钢。等温退火也可在钢的热加工的不同阶段来用。例如,若让空冷淬硬性合金钢由高温空冷到室温时,当心部转变为马氏体之时,在已发生了马氏体相变的外层就会出现裂纹;若将该类钢的热钢锭或钢坯在冷却过程中放入700℃左右的等温炉内,保持等温直到珠光体相变完成后,再出炉空冷,则可免生裂纹。含β相稳定化元素较高的钛合金,其β相相当稳定,容易被过冷,为了缩短重结晶退火的生产周期并获得更细、更均匀的组织,亦可采用等温退火。

203均匀化退火

亦称扩散退火。是应用于钢及非铁合金(如锡青铜、硅青铜、白铜、镁合金等)的铸锭或铸件的一种退火方法。将铸锭或铸件加热到各该合金的固相线温度以下的某一较高温度,长时间保温,然后缓慢冷却下来。均匀化退火是使合金中的元素发生固态扩散,来减轻化学成分不均匀性(偏析),主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性(晶内偏析或称枝晶偏析)。均匀化退火温度所以如此之高,是为了加快合金元素扩散,尽可能缩短保温时间。合金钢的均匀化退火温度通常是1050~1200℃。非铁合金锭进行均匀化退火的温度一般是“0.95×固相线温度(K)”,均匀化退火因加热温度高,保温时间长,所以热能消耗量大。

204球化退火

球化退火是只应用于钢的一种退火方法。退火目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状,均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、被切削性好、冷形变能力大。对工具钢来说,这种组织是淬火前最好的原始组织。

205再结晶退火

    再结晶退火是应用于经过冷变形加工的金属及合金的一种退火方法。目的为使金属内部组织变为细小的等轴晶粒,消除形变硬化,恢复金属或合金的塑性和形变能力(回复和再结晶)。若欲保持金属或合金表面光亮,则可在可控气氛的炉中或真空炉中进行再结晶退火。

206去除应力退火

铸、锻、焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力,金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除,常导致工件变形甚至形成裂纹。去除应力退火是将工件缓慢加热到较低温度(例如,灰口铸铁是500~550℃,钢是500~650℃),保温一段时间,使金属内部发生弛豫,然后缓冷下来。应该指出,去除应力退火并不能将内应力完全去除,而只是部分去除,从而消除它的有害作用。

207等温成形

    等温成形是指将坯料、模具都加热到变形温度,并在成形过程中,坯料和模具温度基本上保持不变的成形方法。常见的等温成形方法有:等温锻造、等温挤压、超塑性等温锻造、超塑性等温挤压等。

208扩散焊

    扩散焊是一种可以连接物理、化学性能差别很大的异种材料的固态连接方法。如陶瓷与金属,并可连接截面形状和尺寸差异大的材料,以及连接经过精密加工的零部件而不影响其原有精度。

209粉末冶金

    粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。由于粉末治金的生产工艺和陶瓷的生产工艺在形式上类似,因此也称为金属陶瓷法。粉末冶金工艺的基本工序是:(1)原料粉末的制取和准备。(2)将金属粉末制成所需形状的坯块。(3)将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结,使制品具有最终的物理、化学和力学性能。烧结是粉末冶金工艺中的关键工序。一些新的工艺,如轧制、锻造、挤压可应用于粉末冶金材料烧结后的处理。

210冲压

板料冲压是利用模具,借助冲床的冲击力使板料产生分离或变形,获得所需形状和尺寸的制件的加工方法。这种方法通常是在冷态下进行的,所以又称为冷冲压。用于冲压加工的材料应具有较高的塑性。常用的有低碳钢、铜、铝及其合金,此外非金属板料也常用于冲压加工,如胶木、云母、石棉板和皮革等。冲压件尺寸精确,表面光洁,重量轻,刚性好,一般不再进行机械加工。而且冲压工作也很容易实现自动化,生产率很高。冲压生产包括切断、冲裁、弯曲、拉深几种基本工序。

冲床

211冲压模具

冲压模具(简称冲模)是使坯料分离或变形的工艺装备。冲模有简单冲模、连续冲模和复合冲模三类。在冲床滑块一次行程中只完成一道工序的冲模叫简单冲模。在滑块一次行程中,能够同时在模具的不同部位上完成数道冲压工序的冲模称为连续冲模。在滑块一次行程中,可在模具的同一部位同时完成若干冲压工序的冲模称为复合冲模。

212挤压

挤压是使金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而成形的加工方法。按照金属坯料受挤压时温度的高低,挤压又可分为冷挤压、热挤压和温挤压三种。冷挤压是在室温下进行的;热挤压温度与锻造温度相同;而温挤压则是将金属加热到100~800℃后进行挤压。挤压常用于生产各种形状复杂、深孔、薄壁、异型断面的零件。

213轧制

轧制是使金属坯料通过一对回转轧辊的空隙,使之受压产生塑性变形,从而获得所需产品的加工方法。轧制主要用于生产各种金属型材、板材和管材,以及其他各种(如连杆、钻头、齿轮、轮箍、轴类等)零件。

214拉拔

拉拔是利用金属坯料通过拉拔模的模孔产生塑性变形而获得产品的加工方法。拉拔主要用于生产各种细线材、薄壁管及各种特殊几何形状的型材。

215磁力研磨

    所谓磁力研磨,就是指磁性磨料(必须兼有可磁化及能进行研磨两种性能的颗粒状物)在磁场中形成的磁性刷子,对工件表面进行精加工的一种方法。磁力研磨适用于零件表面的光整加工、棱边倒角和去毛刺。既可用于加工外圆表面,也可用于平面或内表面,甚至齿轮表面、螺纹和钻头等复杂表面的研磨抛光。利用磁力研磨方法去除精密机械零件的毛刺,通常用于液压元件和精密耦合件的去毛刺,效率高、质量好,这是其他工艺方法难以实现的。

216砂轮

    砂轮是磨削加工的主要工具,它是由磨料和结合剂构成的疏松多孔物体。磨粒、结合剂和空隙是构成砂轮的三要素。随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺的不同,砂轮特性差别很大,对磨削加工的精度及生产率等有着重要的影响,必须根据具体情况选用。砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度及组织等五个方面的因素决定。磨料是制造砂轮的主要原料,在磨削中担负主要的切削工作。磨料必须具备高硬度、高耐热性、耐磨性和一定的韧性。砂轮的粒度对磨削加工生产率和工件表面质量影响较大,粗磨时,应选用粗粒度砂轮,精磨时,应选用细粒度砂轮。结合剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性和使用寿命。砂轮的硬度是指在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。砂轮硬度的选择,对磨削质量、磨削效率和砂轮损耗都有很大影响。

217珩磨加工

    珩磨是一种低速磨削,将珩磨油石用黏结剂黏结或用机械方法装夹在特制的珩磨头上,由珩磨机床主轴带动珩磨头作旋转和上下往复运动,通过珩磨头中的进给胀锥使油石胀出,并向孔壁施加一定的压力以作进给运动,实现珩磨加工。珩磨加工广泛应用于汽车、拖拉机和轴承制造业中的大批量生产,也适用于各类机械制造中的批量生产。如珩磨缸套、连杆孔、油泵油嘴与液压阀体孔、轴套、齿轮孔、汽车制动分泵、总泵缸孔等。此项技术可大量应用于各种形状的孔的光整或精加工,外圆、球面及内外环形曲面加工。

218拉削加工

拉削是一种高效率的加工方法。拉削可以加工各种截面形状的内孔表面及一定形状的外表面。拉削的孔径一般为8~125mm,孔的深径比一般不超过5。但拉削不能加工台阶孔和盲孔。由于拉床工作的特点,复杂形状零件的孔(如箱体上的孔)也不宜进行拉削。采用拉削加工方法,可以获得较高的生产率和加工质量。而且拉刀耐用度高,使用寿命长。但拉刀制造复杂,成本高。而且拉削属于封闭式切削,容屑、排屑和散热均较困难,需重视对切屑的妥善处理。

219插削加工

    插削加工可以认为是立式刨削加工。主要用于单件小批生产中加工零件的内表面,例如孔内键槽、方孔、多边形孔和花键孔等。也可以加工某些不便于铣削或刨削的外表面(平面或成形面)。其中用得最多的是插削各种盘类零件的内键槽。插削是在插床上进行的。工件安装在工件台上,插刀装在滑枕的刀架上。滑枕带动刀具在垂直方向的往复直线运动为主切削运动,工作台带动工件沿垂直于主运动方向的间歇运动为进给运动,圆工件台还可绕垂直轴线回转,实现圆周进给和分度。滑枕导轨座可绕水平轴线在前后小范围内调整角度,以便加工斜面和沟槽。

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