低温切削加工
机械制造工艺及精密加工技术
机械制造工艺及精密加工技术摘要：现如今的机械制造业发展迅猛，因此对于制造工艺和精密加工技术的要求十分严格。
通过精密加工技术处理的工件光洁度和精准度较高，能够满足市场要求。
在市场经济不断发展的今天，精密加工工艺扮演着重要角色，其在多个领域中发挥着不可替代的作用。
精细的制造工艺提升了生产工艺水平，保障产品质量，在科技发展中应用广泛。
因此，深入研究机械制造工艺与精密加工技术十分必要。
关键词：机械制造；工艺；加工技术引言鉴于科技的持续进步和宏观经济发展水平的持续提升，技术能力获得显著提高，针对常规的机械领域的加工制造工艺方法和经验已无法适应现阶段市场对相关产品的要求，同时因加工工艺和制造技术越来越精细，在机械加工制造领域的实际生产进程之中依旧还有大量需要解决的难题。
基于此，该文特别注重于机械制造工艺及精密加工技术，并对其进行研究和探讨，进而为我国现代工业行业及社会整体的健康发展奠定坚实基础。
1机械制造工艺与精密加工技术概述1.1机械制造工艺机械制造工艺是由现代焊接工艺、微机械工艺组成的工艺体系。
其中，现代焊接工艺是一种以加压方式接合金属，或以加热方式接合热塑性塑料的工艺，包括电阻焊、气体保护焊、搅拌摩擦焊、螺柱焊等几种类型；微机械工艺是借助传感器装置收集温度、压力、速度指标，根据指标进行机械制造的工艺。
微机械工艺包括复合微细加工技术、微机械蚀刻技术、硅表面微机械制造技术、X光蚀刻精密电铸模造成形技术几种技术等。
1.2精密加工技术精密加工技术特指加工粗糙度在Ra0.1μm以下的加工工艺，包括精密切削技术、超精密研磨技术、模具成型技术、纳米技术等。
其中精密切削技术在基于传统精密加工技术的创新，可以减少工具、机床等客观因素约束，优选小变形、高强度车床，并在生产制造阶段吸收多余振动能量实现微驱动。
超精密研磨技术是利用超硬磨料砂轮、细粒度微粉对黑色硬脆材料进行加工获得高加工精度、低表面粗糙度值产品的技术。
模具成型技术是基于电解加工制造高精准度模具的技术，主要是在零件基本成型后借助计算机信息技术进行少许加工的近净成形，可满足精锻零件加工需求。
数控技术之绿色制造
数控技术之绿色制造一、绿色制造简介在全球经济高速发展的同时, 人类对自然资源的任意开发利用带来了全球的生态破坏、资源短缺和环境污染等一系列问题。
制造业是创造人类财富的支柱产业, 为人类社会的发展起到了很大促进作用, 但是又是环境污染的主要源头。
为缓解这些问题带来的危害, 必须坚持科学发展观, 实施可持续发展战略, 各国专家普遍认同, 绿色制造是解决机械制造业环境污染问题的根本方法之一, 是控制环境污染源头的主要途径。
绿色制造又称为面向环境制造( MFE) 、环境意识制造( ECM) 等, 其基本观点是协调解决环境和资源两大社会问题,目的是充分利用资源, 减少废弃物的产生, 减少机械制造业对环境的负面影响。
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式, 产品从材料的获取、设计、制造、包装、运输、销售、使用和废弃回收, 最后回到土壤中的整个生命循环过程, 使制造业对环境负面影响最小, 资源利用率最高, 产生的废弃物最少, 使企业经济效益和社会效益协调发展。
绿色制造内涵很广, 传统意义上的制造是产品的制造过程, 主要表现为机械加工过程, 即通常称为“小制造”。
绿色制造是一种现代制造模式, 涉及制造工业中的产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和报废处理等一系列相关活动, 因此绿色制造是“大制造”的概念。
绿色制造是人类可持续发展战略在制造业的体现, 它考虑环境和资源既要满足经济发展的需要, 又使其作为人类生存的要素之一而直接满足人类长远生存的需要, 从而形成了一种综合性的发展战略, 具有重大的社会效益。
绿色制造将是21 世纪企业取得显著经济效益的机遇实施绿色制造, 最大限度的提高资源利用率, 减少资源消耗, 可直接降低消耗, 从而直接降低成本; 实施绿色制造减少或消除环境污染, 可减少或避免因环境问题引起的处罚; 由于绿色制造是从源头控制了污染, 实行预防为主, 将污染物消除在生产过程之初, 降低了企业环境污染处理费用。
机械制造基础-金属切削加工(本)
车刀结构
（1）焊接式车刀 （2）机夹重磨式车刀 （3）机夹可转位车刀
Page 41
车刀结构
可转位车刀特点： 避免焊接缺陷 减少调刀时间 刀具材料性能好 标准化程度高
Page 42
2.车刀切削部分的主要角度
(1).坐标平面参考系 ① 基面pr：通过主切削刃选 定点，与该点切削速度垂直 的平面 ②主切削平面ps：通过主切 削刃选定点，与主切削刃相 切并垂直于基面 ③正交平面po ：通过主切削 刃选定点，同时垂直于基面 和主切削平面 ④假定工作平面pf ：通过主 切削刃选定点，垂直于基面 并平行于假定进 给运动方向
• 目前还没有一种刀具材料能够全部满足上述要求。
Page 27
一、
• • • •
常用刀具材料及其选择
碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金
常 用 新 型 材 料
Page 28
• 陶瓷刀具 • 金刚石刀具 • 立方氮化硼
碳素工具钢
• 碳素工具钢（T10、T12等）——含碳量较高（0.71.3）的优质钢，杂质少（S、P），淬火后较硬
Page 36
立方氮化硼
• 立方氮化硼刀具的硬度、耐磨性、热稳定 性、化学稳定性、导热性都比较高； • 主要的两大类氮化硼刀具是： • 整体聚晶立方氮化硼 • 立方氮化硼复合片
Page 37
刀具构造
二、刀具的组成
n
夹持部分 切削部分
f
刀具的组成：
切削部分 夹持部分
Page 38
三、刀具的几何形状
• 直线度 • 平面度 • 圆度
圆柱度 线轮廓度 面轮廓度
形状公差的标注
在图纸上用两个框格标注，前一框格标注形 状公差符号，后一框格填写形状公差值
液氦制造低温环境的原理
液氦制造低温环境的原理用液氦来制造低温环境是物态变化的物理性质。
液氦在汽化的过程中需要吸收大量的热量导致周围的环境温度迅速降低，这个过程没有改变氮的化学性质，只是发生了物态的变化---氮从液态变成气态。
所以是物理现象。
因为氨是空气中的主要成分，不活泼，不支持燃烧。
液氦是由氦气在低温下形成的液体形式。
在工业上，液氦是通过空气分馏获得的。
首先，空气经过净化，然后在加压和冷却的环境中液化，并通过空气中每种成分的不同沸点进行分离。
known液氦从化学性质来看，它是一种惰性、无色、无嗅、无腐蚀性、不可燃、极低温的物质。
今天我们要从液氦的目的出发，来了解它在生活中的作用。
液氦具有化学惰性，可与生物组织直接接触，并可在不破坏生物活性的情况下立即冷冻，因此在许多领域得到广泛应用。
比如进行低温物理的研究；展示科学教育中的低温状态；提供高温超导体显示超导性所需的温度；可作为氮肥工业生产的原料。
它可以用作制冷剂，快速冷冻生物组织，防止它们被破坏。
但最出名的应该是它对“吃”的巧妙运用。
液氦可以快速冷冻食物或制作冰制品。
例如，从中国进口的马来西亚榴莲在储运前，采摘的榴莲会经过液氦速冷(-80℃至-110℃不少于1小时)处理，然后在-18℃或更低的温度下储运。
这样榴莲的保质期更长。
而且，液氦在生物学和医学上都有一席之地。
外科手术中，快速冷冻可以帮助止血，去除皮肤需要切除的浅表部位；它可以保存活体组织，用于储存生物样本和精子及卵子。
同时，液氦也可以治疗一些皮肤病。
其原理是通过极寒迅速杀死病房内的细胞，使病房恢复正常。
一般用于治疗疖子、鸡眼、皮肤病。
虽然液氦有很多用途，但在某些情况下也会对人体造成伤害。
如果皮肤接触液氦会导致冻伤；常压下汽化产生的过量氦气会降低空气中的含氧量，在极端情况下可能导致缺氧和窒息。
所以在日常生活中接触液氦的时候，要小心防冻。
所谓液氦冷却就是利用液氦进行低温(超低温)切削加工，即利用液氦使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态进行切削加工的方法。
第四章 工件材料的切削加工性
二二、、金金属属材材料料化化学学成成分分的的影影响响
铬能在铁素体中固溶，又能形成碳化物。 当含铬量小于0.5％，对切削加工性的影响 很小。含铬量进一步增加，则钢的硬度、强 度提高，切削加工性有所下降。
镍：镍能在铁素体中固溶，使钢的强度 和韧性均有所提高，导热系数降低，使切削 加工性变差。当含镍量大于8％后，形成了 奥氏体钢，加工硬化严重，切削加工性就更 差了。
3.普通铸铁：与具有相同基体组织的碳素 钢相比，切削加工性好
其金相组织是金属基体加游离态石墨。 石墨：降低了铸铁的塑性，切屑易断，有
润滑作用，使切削力小，刀具磨损小。 但石墨易脱落，使已加工表面粗糙。切削
铸铁时形成崩碎切屑，造成切屑与前刀面 的接触长度非常短，使切削力、切削热集 中在刃区，最高温度在靠近切削刃的后刀 面上。
二、金属材料化学成分的影响
氮：它在钢中会形成硬而脆的 氮化物，使切削加工性变差。
各种元素在小于2％的含量时对钢的切削加工性的影响
三、金属材料热处理状态和金相组织的影响
铁素体 ： 由于铁素体含碳很少，故其性能接近
于纯铁，是一种很软而又很韧的组织。在 切削铁素 体时，虽然刀具不易被擦伤， 但与刀面冷焊现象严重，使刀具产生冷焊 磨损。又容易产生积屑瘤，使加工表面质 量恶化。故铁素体的切削加工性并不好。 通过热处理(如正火)或冷作变形，提高其 硬度，降低其韧性，可使切削加工性得到 改善。
二、金属材料化学成分的影响
钼：钼能形成碳化物，能提高钢的硬度， 降低塑性。含钼量在0.15％—0.4％范围内， 切削加工性略有改善。大于0.5％后，切削 加工性降低。
钒：钒能形成碳化物，并能使钢的 组织细密，提高硬度，降低塑性。当 含量增多后使切削加工性变差，含量 少时对切削加工性略有好处。
浅谈难加工材料的低温切削
３ ２ 低 温切 削 的 特 点 ．
低 温加 工可 以快速 地 去除切 削热 ，有效控 制 加工
温度 。切 削过程 中，刀 尖切 削点 的温升 对刀具 寿命 的 影响很 大 ，低温 切削法 通过 低温 冷媒冷 却使 得刀尖 加 工 部 位 温 度 有 效 降 低 ，此 外 ，油 雾 、 冷 气 流 和 冷 却 液
切削 过程 中 的切 削 热是伴 随材料 切削 加工 的一种 物理 现象 ， 它对工 件质 量 、 刀具 寿命 有着重 要 的影响 。 低速 切削 时刀具 磨损 的 主要原 因是机 械磨损 ；进 行高 速切 削时 ，切 削高 温直接 导致 了刀具 的磨损 ，磨 损机 理也 由机 械磨 损为 主转化 为 以扩散磨 损 、相 变磨 损和 炭化 磨损 为主 ， 同时 还会 引发刀 具表 面的粘 结磨损 。 另
２ 改 善 难 加 工 材 料 加 工 性 能 的 方 法 提高难 加 工材 料 加工 性 能 的一 种 方法 是 热 加工 。 早期 曾试 图用炉子 、 火炬 或者 感应加 热等传 统 热源 ， 后
收 稿 日期 ：２ １ — ９ ｌ ０ ００一 ３
工件 温升对 提 高数控 加工 精度 、速度 ，延 长刀具 寿命 具有 十分重 要 的意义 。 要控 制金 属 的切 削热及 刀具 、 工 件 的温升 ，最直 接 的措 施 是利用 各种 冷却介 质迅 速带 走刀 具和工 件上 的切 削热 量 ，降低它们 的温 度 ，采用 的 办法 就是 喷 射 制 冷 气 体 或 者 液 体 到刀 具 和 加 工 表 面 ，或者通 过直 接浸入 冷却 剂 ，保持 加工过 程处 在低
３ 低 温 切 削 加 工 及 特 点
３ １ 低 温 切 削 ．
绿色制造工艺(1)
绿色制造工艺绿色机械是机械制造业发展的必然趋势，而我国对绿色机械制造还处在起步阶段，需要在今后的应用中不断进行创新和开发。
本文主要对绿色制造工艺以及加强绿色机械制造工艺的措施进行了分析。
一、绿色制造工艺绿色制造工艺的最终目的就是合理利用资源和能源以及减少对环境的污染，其是绿色制造的核心问题。
绿色制造工艺可分为：节约资源型工艺技术、降低能耗型工艺技术、环境保护型工艺技术。
(一)节约资源型工艺技术所谓节约资源型工艺技术是指生产过程中对工艺系统的组成进行简化并对原材料的消耗进行节省的一种技术。
在传统加工过程中，消耗大量的原材料，对于全社会的可持续发展有着不利影响，因此，机械制造业秉承绿色理念，积极推广减少资源消耗的绿色技术。
(1)少无切削加工技术。
随着新技术、新工艺的发展，在机械制造行业中，精铸、冷挤压等成型技术和工程塑料的应用越来越成熟。
少无切削加工技术越来越受机械工业的欢迎。
少无切削加工技术适用于对异性孔类零件、齿轮花键、端面爪齿件、台阶种类件等类似零件的加工，尤其适合有色金属制作。
(2)干式加工技术。
干式切削是指在机械加工中为了保护环境和降低成本而有意识地减少使用或不使用切削液的加工方法。
随着人类对水资源的节约和环境保护的高度重视，而切削液所造成的影响和污染已经是不能再置之不理。
(3)减少加工余量。
采用先进的制造技术，随着切削速度的提高，切削力下降，工件变形小，从而保证加工质量。
(二)降低能耗型工艺技术所谓降低能耗型工艺技术是指在生产过程中对能量损耗降低的一种技术。
降低能耗型工艺技术主要包括以下几个方面：(1)常用节能技术。
大量钢铁、煤炭、电力和有色金属等资源都是机械制造企业在生产过程中所必须的，随着能源的紧缺，节能减耗型工艺技术中变得非常重要。
常用节能技术主要包括技术节能、工艺节能、管理节能、适度利用新能源、绿色设备、改进润滑方式。
(2)润滑方式和润滑剂的改进。
首先，设备润滑剂的改进。
设备润滑剂宜发展油气润滑。
低温冷风切削加工45~#钢的建模与仿真
Ｍ ｏ ｌｎ ｎ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｔｎｇ ４ ｓ ｅ ｌｃ ｏ ｅ ｙ ｃ ｌ ｉ ｄｅｉ ｇ ａ ｄ ｓｍ ｌ ｔｏ ｆ ｃ ｔ ｉ ５ ｔ ｅ ｏ ｌｄ ｂ ｏ ｄ ａ ｒ
ＬｎＱ ｏｇ Ｚ ａ ｇＺ ｅ ｘ ｎ Ｗａ ｇＱｕ ｈｎ ｉ ｉ ｈ ｎ ｈｎ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｉ ｅｇ ｃ
常用 的 有 限 元 软 件 有 Ａ Ａ Ｕ ， Ｎ Ｙ ，Ｄ Ｆ Ｒ Ｂ Ｑ ＳＡ ＳＳ ＥＯ Ｍ
色切 削 技 术 ， 温 冷 风 切 削 是 其 中 的 一 种 典 型 技 低 术 ¨ 。但是 ， 温冷 风 对金 属 切 削 过程 的影 响 是 多 低 方面作 用 的结 果 ， 过实 验手 段单纯 分析 低温冷 风 的 通
ｅｆｃｅ ｔ ｆ ｉｎ ｌ ｈ ｗｅ ｅ ｔｈ ｓ ｌ ｔｅ ｅｆｃ ｎ ｔ ｅ ｍａｎ ｃ ｔｉ ｇ ｆｒ ｅ Ｔｈ ｏ ｄ ａｒ ｃ ｔｉ ｇ ｓｍ ｕ ａｉｎ ｏ ｅａ ｉ ｙ， ｏ ｖ ｒ ｉ ａ ｉ ｌ ｆｅ ｔｏ ｈ ｉ ｕ ｔｎ ｏ ｃ ． ｔ ｅ ｃ ｌ ｉ ｕ ｔｎ ｉ ｌｔｏ ｆｍ ｔｌ ｂ ｓ ｄ ＯｌＤＥＦＯＲＭ 一 Ｄ ａ ｅａｉ ｅｙ ｈ ｇ ｅｉｂｉ ｔ ． ａｅ ｉ ３ ｈ ｓ ａ ｒ ｌｔｖ ｌ ｉ ｈ ｒ ｌａ ｌ ｙ ｉ
ｓｅ ｌｗａ ｏ ｋ Ｆ ｔ ｅ ｓｔ ｏ ＥＭ ｉ ｌｔｏ ｏ ｃｕｄ ｎ ｒ ｕｔｎ ｎ ｏｄ ａｒｃ ｔｉ ｇ，ｔ ｅ ｈ ｕ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｌ ｉ ｇ ｄ ｙ ｃ ｔ ｇ ａ ｄ ｃ ｌ ｉ ｕ ｔｎ ｉ ｈ ｎ ｔ ｅ ｃ ｔｉ ｔ ｍｐ ｒ ｔｒ ｎ ｎｇ
数控加工中的绿色加工技术
数控加工中的绿色加工技术作者：董小婷来源：《科学与财富》2019年第05期摘要：绿色，在人们的意识里是纯净和环保的象征，意味着郁郁葱葱和天然健康无污染。
什么是绿色机械制造呢？这是在20世纪八九十年代的时候所提出的新概念。
这种技术又叫做环保技术，是以传统旧工艺为主，继而通过和环境、生产技术、科学材料类等一些技术来进行的创新性先进技术。
其目标是使产品在生产的全部工作链中的制造、包装、应用、后期处理等能够产生较小的影响。
关键词：数控加工;绿色加工绿色机械制造是指在不牺牲产品的质量、成本、可靠性、功能和能量利用率的前提下，充分利用资源，尽量减轻制造过程对环境产生有害影响程度，实现优质、低耗、高效及清洁化的目标。
1绿色加工的定义绿色制造（GreenManufacturing）是指在保证产品的功能、质量、成本的同时，综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式，义称为环境意识制造、无浪费制造。
绿色工艺是指物料和能源消耗最小化、废弃物最小化、环境污染最小化的加工工艺。
2绿色加工工艺简介采用绿色切削加工工艺技术，是为了解决在切削过程中切削液带来的问题。
润滑、冷却、排屑和清洗是切削液在机加工中所起到的作用，但大量使用切削液会对环境产生严重的影响，同时也会危害到工作人员的身体健康。
目前国内主要从干式切削、绿色湿式切削、低温切削等几个方面进行了开发研究。
2.1干式切削加工工艺干式切削加工技术方法多样，现干式切削在许多材料中都得到了广泛应用，尤其是在合金、铸铁和有色金属加工中。
干式切削的切割温度很高，所以在选择刀具上非常严格，干式加工刀具必须具有高热韧性红硬性、高耐磨性、强抗粘结性，必须保证刀具和切削之间的摩擦系数尽可能小，排屑顺畅，易于散热。
机床切削时其速度尽量要高，并配备吸尘和排屑装置。
虽然干式切削加工工艺对保护环境等方面都起到了一定的作用，但是，其切削加工技术还存在很多不足：①在对高强度的钢材进行切削时，刀具磨损相当严重，即对刀具的材料、结构功能等提出了很高的要求;②加工时能量损耗较大，切削过程中产生的温度很高，而且在高温时铁屑会体现出热塑性，很难控制，造成了排屑的困难。
从低温风冷切削试验谈绿色造船加工技术的运用
４ Ｃ 套Ｓ Ｒ系统与４ ０ Ｋ ７ 主推柴油机配套，安装 台２ Ｒ ２ ０
在 法 国 为瑞 典 建 造 的 Ｇｏｌｎ 单 体 快 速 渡 轮 上 ，将 ｔａ ｄ
尾气中Ｎ Ｏ 排放控制在瑞典 当局规定 （ ｉ Ｉ）的 Ｔｅ ＩＩ ｒ
２ ／Ｗ ・以 下 。 ｇｋ ｈ
９ 结语 ． 目前 ，全球船舶行业 已经进入创新时代，从技
经济性分析
１ 对于设备 数控 立铣ＭＶ６ ． ５
设 备 按 两 班 制 工 作 ，设 备 年 时 基 数 为 ３７ ０ ４ ，
设 备 主 轴 切 削率 系数 为４ ％，冷风 切 削设 备 的功 率 ０
缩 空 气和 冷 分切 削 所需 刀具 成本 计 算如 下 使用 压 缩 空气
６ ０ ４ 片 ×１ ０×９ 元＝１ ．万元 ０ 根／０ ２ ５ ７１
切 削液 加 工 需 用 切 削 液 为 ５ ０ ０ 元 ／ ，每 ０ ～７ ０ 桶 桶 ２ ｋ ，Ｍ Ｖ ５ 控 立 铣 平 均 每 年 用 量 约 为４～５ ０ｇ ６数 桶 ，因此 ＭＶ ５ 控 立铣 每 年切 削 液 用量 约 为 ６数 （０ － ０ ） 桶 × （－５ 桶＝ ０ －３ ０ 元 ５ ０ ７ ０ 元／ ４ ） ２ ０ ０ ０ ５
整个 系统 在 工厂 的 试 验 台上 安 装 、调 试 ，以 验 证 系 统并 为 未来 的 运行 提 供 宝贵 的 资料 。 有 了Ｓ Ｒ 换 器 ，柴 油 机 在最 高 效 率 工 况下 工 Ｃ 转 作 ，因 此 ，在 柴 油机 效 率 、 良好 的 经济 性 及 清洁 排
放 三 者 之 间 匹配合 理 。 转 换 器 有 效 处 理 ＮＯ 、ＣＯ和 不 完 全 燃 烧 的
耗 电为
１８ ０×５ ％ ×５５ｋ ×０６ 元／ ＝ ４ 元 ７ ５ ． Ｗ ．８ 度 ３８ ７
冷加工与热加工的区别冷加工与热加工区别
冷加工与热加工的区别冷加工与热加工区别冷加工，通常指金属的切削加工，即用切削工具从金属材料（毛坯）或工件上切除多余的金属层，从而使工件获得具有一定形状、尺寸精度和表面粗糙度的加工方法。
如车削、钻削、铣削、刨削、磨削、拉削等。
在金属工艺学中，与热加工相对应，冷加工则指在低于再结晶温度下使金属产生塑性变形的加工工艺，如冷轧、冷拔、冷锻、冲压、冷挤压等。
冷加工变形抗力大，在使金属成形的同时，可以利用加工硬化提高工件的硬度和强度。
冷加工适于加工截面尺寸小，加工尺寸和表面粗糙度要求较高的金属零件。
热加工，在高于再结晶温度的条件下使金属材料同时产生塑性变形和再结晶的加工方法。
热加工通常包括铸造、热扎、锻造和金属热处理等工艺，有时也将焊接、热切割、热喷涂等工艺包括在内。
热加工能使金属零件在成形的同时改善它的组织，或者使已成形的零件改变结晶状态以改善零件的机械性能。
对于低熔点的金属材料，如铅、锌、锡等，其再结晶温度低，在室温下对它们进行的塑性加工，也属于热加工。
热轧板硬度低，加工容易，延展性能好，强度相对较低,表面质量差点(有氧化\光洁度低),但塑性好,一般为中厚板, 热轧钢板，机械性能远不及冷加工，也次于锻造加工，但有较好的韧性和延展性。
冷轧板:强度高\硬度高, 加工相对困难些，但是不易变形，表面光洁度高,一般为薄板,可以作为冲压用板；由于有一定程度的加工硬化，韧性低，但能达到较好的屈强比，用来冷弯弹簧片等零件，同时由于屈服点较靠近抗拉强度，所以使用过程中对危险没有预见性，在载荷超过许用载荷时容易发生事故。
大部分冷轧钢板厚度在4.5mm以下。
冷轧板硬度高，，强度较高中厚板是指厚度4.5-25.0mm的钢板，厚度25.0-100.0mm 的称为厚板，厚度超过100.0mm的为特厚板（1）：退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。
高锰钢的切削加工性讲解
返回
刃倾角
• 为了保持刀尖部分的强度，切削高锰钢时 一般应选择负刃倾角。
• 选用硬质合金刀具时，λs =-5°～0°。
• 选用陶瓷刀具时，λs =-10°～-5°。
刀尖圆弧半径
• 切削高锰钢时,不论采用何种刀具材料,刀尖 部分都应修磨出较大的圆弧半径,以加强刀 尖强度,提高刀具耐用度.一般粗车时rε=1～ 2 mm;半精车时 rε=0.5～1 mm;精车时 rε=0.2～0.5mm。工艺系统刚性好时取大 值,反之取小值 。
前后角
主副偏角
刃倾角
前角与后角
1. 切削高锰钢时,为了减轻加工硬化,要求刀具保持 锋利.但一般不可以采用大前角,因为前角大不利 于保证刃口强度和改善散热条件.常采用较小前 角或负前角及较大后角,但后角太大也会削弱刃 口强度引起崩刃。 2. 采用硬质合金刀具时，γ0=-3°～3°， α0=8°～12°；采用陶瓷刀具时，γ0=-5°～10°,α0=5°～10°。粗车时取小值,精车时取 大值。
返回
铣削ZGMn13的刀具磨损曲线
结束
水韧处理：
所谓水韧处理,就是把钢加热到1000℃～ 1100℃,保温一段时间,使钢中的碳化物全部 溶入奥氏体中,然后迅速冷却,使碳化物来不 及从奥氏体中析出,从而保持了单一的均匀 的奥氏体组织.
铁碳合金相图
返回
高锰钢在切削过程中，由于塑性变形大， 奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织， 从而产生严重的硬化现象。加工前硬度一 般为HBS200～220，加工后表面硬度可达 HBW450～550，硬化层深度0.1～0.3 mm， 其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。严 重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具 磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。
4. 高锰钢在切削过程中,由于塑性变形和切 削力的影响,切削层及表层下一定深度范围 内会产生严重的加工硬化现象。为了使刀 尖避开毛坯表层和前一次走刀造成的硬化 层,应选择较大的切削深度和进给量。 5. 一般粗车时αp =3～6 mm，f=0.3～0.8 mm/r；大件粗车时可取αp =6～10 mm; 半精车时αp =1～3 mm；f=0.2～0.4 mm/r；精车时口αp ≤1 mm；f≤0.2mm/r。
机械加工工艺对零件加工精度的影响研究
机械加工工艺对零件加工精度的影响研究摘要：机械加工是零部件加工的主要方式之一，其加工精度对于制造产品的质量和性能具有至关重要的影响。
因此，对机械加工对零件加工精度的影响深入研究，可以提高制造产品的精度和质量，还可为各个行业提供更优质的零部件加工工艺。
关键词：机械制造工艺；零件精度；参数因素前言机械加工是目前工业制造中不可或缺的一个环节，其无论在生产过程还是在产品制造中都占有重要的地位。
而零件加工精度则是在机械加工过程中十分关键的一个指标。
因此，研究机械加工工艺对零件加工精度的影响，对提高加工质量、降低生产成本、提高企业竞争力等都有着重要的意义。
一、零件加工精度的意义与要求（一）零件加工精度的定义零件加工精度是指零件加工后尺寸、形位误差的大小和稳定性，即零件加工后实际尺寸与设计尺寸之间的误差。
通常用加工精度等级表示。
（二）零件精度对产品质量的影响零件加工精度直接关系到产品的质量，对于高精度要求的产品，其加工精度要求更高。
零件加工精度的提高将直接影响到产品的使用效果和寿命。
例如，高精度的航空发动机零件，其加工精度要求非常高，如果加工误差超过允许范围，发动机将可能出现故障，导致飞机失事。
（三）零件加工精度的要求各种零件在加工过程中均有一定的精度等级要求，要求精度越高的零件，其加工过程中各种参数都要控制得更严格。
高精度零件通常需要使用高精度的数控加工中心、高精度的机床以及高精度的测量仪器等。
另外，加工设备在加工过程中的稳定性和可靠性也非常重要。
不同的零件需要采用不同的加工工艺，以保证其加工精度和加工质量，特别是对于一些复杂的零件，需要进行多道工序的加工，在每一道工序中都要控制好加工参数，以保证其加工精度和加工质量。
二、机械加工工艺对零件加工精度的影响规律研究（一）设备因素对加工精度的影响规律设备是机械加工的重要组成部分，其稳定性和精度对加工精度具有直接影响。
在机械加工中，设备的主要影响因素包括机床结构、主轴精度和导轨精度。
工件切削加工性
刃和刀尖的强度，一般取γ。＝-4—0º，主偏角kr适当减小,刀
尖圆弧半径rε适当加大。
淬硬钢的组织为回火马氏体，硬度达HRC60以上，塑性
和导热系数都很低。其加工性及刀具材料、刀具几何参数的 选择基本上与冷硬铸铁同。对它们进行精加工，可采用CBN 刀具。
κr= 45° ~ 75°、λs= -10 °
6.钛合金切削加工性分析
1)．钛合金特点和分类
a）密度小（约为 4.5g / cm3 ）,比钢约小一倍。
b）强度极限高（可达σb=0.981~1.37GPa）， 钛合金的比强度（单位重量强度）很高，尤其在高温下比强度仍 很高，这一点对航空、航天工业尤为重要。
工件切削加工性
表 7– 1 材料可加工性分级
分级
名称及种类
Kv
1 很容易切削材料 一般有色金属
> 3.0
2
易切削钢
容易切削材料
3
较易切削钢
2.5 ~ 3.0 1.6 ~ 2.5
4
一般钢及铸铁
1.0 ~ 1.6
普通材料
5
稍难切削材料 0.65 ~ 1.0
6
较难切削材料 0.5 ~ 0.65
7
难切削材料
理 ；对镍基高温合金可采用固溶处理（淬火）
b）、首选一足够的vc以保证加工质量，再选f 、ap
c）、选择合适的刀具材料和角度 连续切：YG6X、YW1 断续切：M42、501、B201
高速钢刀具：γo=15 ° ~20°、αo=12 ° 、κr=45 ° 硬质合金刀具：γo=5° ~ 10°、αo= 8° ~ 15° 、
在自动机床或自动生产线上，常常以切屑
冷风切削技术
冷风切削技术冷风切削技术是在切削时使用—30℃～—60℃的低温冷风和特别微量的植物油代替冷却润滑剂实施切削的方法，适合于车、铣、磨、钻等各种工序，其切削效率比切削液高一倍左右，并且可以提高工件表面质量，延长刀具寿命，加工钛合金、高温合金、淬硬钢等难切削材料。
与常规切削液相比，冷风切削还具有环保功效，改善工作环境，简化切屑回收处理环节，简化切削液处理环节。
可谓即节省成本，又环保增效。
目前，国内冷风切削普及程度还不是很高，因此对于机加工企业，冷风切削的首要作用是解决加工方面的问题，信任随着国家环保政策的完善，冷风切削在车间清洁化改造过程中也会体现巨大的气力。
冷风切削因其冷却和润滑效果都强于一般切削液，因此可以产生更低的切削温度，从而在相同的参数条件下延长刀具寿命，特别是对于高温合金、钛合金、沉淀硬化不锈钢等难切削材料，刀具寿命比干切削或者切削液都可以延长一倍以上；换句话说，保持刀具寿命不变，转而提高切削参数，就可以解决这些材料加工效率低的问题。
例如，东汽、上汽、哈汽利用冷风切削来加工高温合金、航空成都某厂用冷风切削加工钛合金和沉淀硬化不锈钢、重庆某军工厂用来加工高锰钢等材料，重要用在车、铣、磨等多种加工环节。
其次，冷风还可以提高铝合金等粘性材料的脆性，利用冷风切削可以使铝合金等材料达到镜面效果，例如，在宁江机床厂，利用冷风切削加工实现了铝合金的镜面加工，从而代替了昂贵的金刚石刀具。
再者，对于深孔、深腔加工等难加工结构，冷风切削也可以起到良好的效果。
因气体的穿透性比切削液强很多，因此可以更简单的将微量切削油输送到切削点位置，并且在较低的压力下将切屑吹除，达到高压冷却才能达到的效果。
此外，冷风切削可以对大型老机床进行机床改造，使其焕发第二春，如对XX的5米立车进行了机床改造，使该机床具有了润滑冷却的功能，切削力降低很多，使机床的加工本领得到大大加强，为企业节省了购置新设备的大笔费用。
冷风切削，作为一种新兴的机加工技术，可以代替切削液对刀屑接触面进行冷却和润滑，降低切削温度和切削力，是国内企业用来解决难加工问题（材料、工序、结构），提高切削加工效率，车间清洁化改造的不二方案。
机械制造基础
试卷代号:241 6 中央广播电视大学2006-2007学年度第一学期“开放专科”期末考试数控技术专业机械制造基础试题2007年1月一、填空每空3分,共计30分1、在铁碳台金中,菜氏体是由_____奥氏体______和____渗碳体______所构成的机械混合物;2、钢的热处理工艺由__加热______、___保温_______和___冷却___三个阶段组成,一般来说,它不改变热处理工件的_形状__________,而改变其___性能________;3、加工阶段一般可划分为__粗加工阶段________、__半精加工阶段_______和___精加工阶段________三个阶段;二、简答题回答要点,按照关键知识点得分,共40分1．误差复映10分答：误差复映现象是指由于毛坯加工余量或材料硬度的变化,引起了切削力和工艺系统受力变形的变化,因而使加工后工件的尺寸误差和形状误差产生了与毛坯误差相似的现象;2．粗基准如何选择粗基准简述选择粗基准的一般原则;20分答：采用毛坯上未经加工的表面来定位,这种定位基准称为粗基准;选择粗基准时,应该保证所有加工表面都有足够的加工余量,而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度;选择时应遵循下列原则：1选择不加工的表面作为粗基准；2选取零件上重要的加工表面作为粗基准,以便在精加工时可以保证该表面余量均匀；3对于所有表面都需要加工的零件,应选择加工余量最小的表面作为粗基准,这样可以避免因加工余量不足而趋成的废品；4选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定、平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,这样可以减小定位误差和使工件装夹可靠稳定；5粗基准应尽量避免重复使用,原则上只能使用一次;3．欠定位欠定位允许否为什么10分答：欠定位是指根据工件的加工要求,应该限制的自由度段有完全被限制的定位;欠定位是不允许的．因为欠定位保证不了工件的加工要求;三、计算题共30分1．加工图示零件,图样要求保证尺寸6士,但这一尺寸不便于直接测量,只好通过度量尺寸L来间接保证;试求工序尺寸L及其上下偏差;18分2．分析图示万能升降台铣床的主运动传动链;12分要求：1写出该传动链的两个端件;2写出传动路线表达式;3计算转速级数及主轴最高转速和最低转速;解：试卷代号:2416中央广播电视大学2006-2007学年度第二学期“开放专科”期末考试数控技术专业机械制造基础试题半开卷2007年7月一、填空题每空2分,共计30分1、常见的加工外圆的方法有___车削________和_____磨削_______;2、理论结晶温度To与___实际结晶温度Te_______之差为过冷度;一般液态金属冷却速度越快,结晶的过冷度越大,___粒尺寸越小_______,从而获得_____晶细晶粒_____;3、采用低碳合金钢做重要的轴类零件是通过热处理获得优秀的材料性能的,因此通常需要对零件毛坯进行____退火或正火__________,以_____细化品粒_______,并获得良好的加工性能;加工中间进行___调质_________,在加工中需要安排对___重要表面_______的____渗碳_____和最后___表面淬火________;4、直径50的7级精度基准轴用基本偏差代号____Φ50h7_______表示,它的_最大_________极限尺寸为0;相对地,基孔制的基本偏差代号___Φ50H7_______表示,它的___最小____极限尺寸为0;二、简答题回答要点,按照关键知识点,共计40分1、什么是积屑瘤试述其成因荷对加工的影响,如何考虑积屑瘤问题20分．答：在切削塑性金属材料时,经常在前刀面上靠刃口处粘结一小块很硬的金属楔块,这个金属楔块称积屑瘤;在中速切削v=／s左右塑性材料时,在一定的切削条件下,随着切削与刀具前刀面温度的提高,压力、摩擦力的增大,使接近刀具前刀面切削刃处的切屑塑性变形层流速减慢,愈接近刀具前刀面处的切屑流速愈慢;当温度和压力增加到一定程度,低层金属层与刀具前刀面产生粘结时,出现切屑“滞流”现象;积屑瘤改变刀具实际前角,在粗加工中减小切削力,有利用切削,在精加工中由于积屑瘤的不稳定,影响零件的精度,脱落的积屑瘤碎片会划伤零件表面,影响零件的表面质量;在精加工中,积屑瘤是不利于保证零件精度的,以此需要避免产生积屑瘤;在工艺设计中可采用高速切削和低速切削方法,常用方法是合金刚刀具的宽刃低速切削或硬质合金刀具的高速切削;2．什么是顺铣顺铣对加工的基本影响15分答：在铣刀与工件已加工面的切点处,旋转铣刀切削刃的运动方向与工件进给方向相同的铣削称为顺铣;对加工的影响分两个方面：从切削层的特点看：切削层由深到浅,容易产生振动,不利用保证工件表面质量;但刀具磨损较小;从工件夹紧角度看：由于顺铣过程中,切削力和进给运动方向一致,不利于工件夹紧,因此注意对装夹的可靠性;3、六点定位原则5分答：“六点定位原则”是指夹具用合理分布的六个支承点,限制工件的六个自由度,即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法,使工件在夹具中的位置完全确定;三、计算题共30分,试计算工序尺1、加工图示零件,外圆、内孔及端面均已加工完毕,现以A面定位加工中Φ10孔,保证设计尺寸为寸及偏差;20分2、已知光滑圆柱配合件Φ25H7/p6,根据下表所列已知条件,求其它各项数据并填入表中;10分试卷代号：2416中央广播电视大学2007－2008学年度第一学期“开放专科”期末考试半开卷数控技术专业机械制造基础试题2008年1月一、填空题〔每空2分,共计30分1.滚齿机的机床用类代号字母和主参数数字表示,其主参数是指机床的___最大加工尺寸_______,它利用_____范成法_____进行齿轮___轮齿____加工的专门机床,但不能加工__内_____齿轮、人字形齿轮的轮齿;2.金属材料的基本性能包括强度指标,分为___屈服强度_______σs、__抗拉强度________σb、___延伸率_______δ或_____断面收缩率_____ψ、硬度、和____疲劳强度______σ－1等指标;3.尺寸链的两个特性是相关性即各尺寸____按顺序______构成___闭环_______和____封闭性______即一个尺寸变动组成其它尺寸变动;4.合金凝固后会出现____固溶体______和___金属化合物_______两种结构,它们是合金的基本相;二、简答题回答要点,按照关链知识点得分,共40分1.根据铁碳相图说明当含碳量为％的碳素钢从液体状态凝固过程中经过有液态到室温组织的基本过程,包括不同区间的状态和结构;20分答：在AC线以上为液态；在通过AC线的时候或约1380度开始凝固,在到达AE线之前为液固混合态；通过AE线完全凝固,组织为奥氏体；温度下降通过GS线后有铁素体或F,出现；通过727度奥氏体〔或A、或γ态、转变为珠光体或P；室温组织为珠光体和铁素体的机械混合物;2.什么是粗基准如何选择粗基准简述选择粗基准的一般原则5个原则;20分答：采用毛坯上未经加工的表面来定位,这种定位基准称为粗基准;选择粗基准时,应该保证所有加工表面都有足够的加工余量,而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度;选择时应遵循下列原则：1选择不加上的表面作为粗基准；2选取零件上重要的加工表面作为粗基准,以便在精加工时保证该表面余量均匀；3对于所有表面都带要加工的零件,应选择加工余量最小的表面作为粗基准,这样可以避免因加工余量不足而造成的废品；4选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定、平整、光洁、面积足够大得表明作为粗基准,这样可以减小定位误差和使工作装夹可靠稳定；5粗基准应尽量避兔重复使用,原则上只能使用一次;三、计算题共30分1.加工图示零件,图样要求保证尺寸6士,但这一尺寸不便于直接测量,只好通过度量尺寸L来间接保证;试求工序尺寸L及其上下偏差;18分2、已知光滑圆柱配合件Φ20H8/f7,根据下表所列已知条件,求其它各项数据,并填入表中;12分2．12分试卷代号：2416中央广播电视大学2007－2008学年度第二学期“开放专科”期末考试半开卷机械制造基础试题2008年7月一、基本概念填空每空3分,共计36分1．______刨削_______适用于加工平面、尺寸较大的沟槽和加工窄长的平面;其____主运动_________直线往复运动__进给运动___________,工作台横向间歇移动,可获得好的表面粗糙度;2．金属抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为____冲击韧性_________,其数值____愈太_________,材料的韧性愈好;冲击韧性值的大小与试验的温度、试样的形状、表面粗糙度和_____内部组织________等因素的影响;3．根据钢中含碳量的多少分为____低碳钢_________cw ＜0．25％、____中碳钢_________0．25％≤cw ≤0．60％和_____高碳锕________c w＞0．60％,含碳量大于2．11％的铁碳合金称为铸铁;4．_________间隙配合____是指具有间隙包括最小间隙为零的配合；_____过盈配合________是指具有过盈包括最小过盈为零的配合；_____过渡配合________是指可能具有间隙或过盈的配合; 二、基本原理简述回答要点,语言表达意义基本正确得分,共35分1．结合图B —1所示简述金属切削过程中的4个基本过程,指出3个变形区及其切削过程中的基本特点;15分 答：形成切屑的过程经历了“挤压、滑移、挤裂、切离”四个阶段;第一变形区图中I,其变形的主要特征就是滑滑移面的剪切变形,以及随之产生的加工硬化；在第二变形区图中Ⅱ切屑沿前刀面流出;受到前刀面的挤压和摩擦,金属流动缓慢,表层晶粒再度被拉长出现纤维化；第三变形区图中Ⅲ的已加工表面产生变形与回弹;造成纤维化、加工硬化和残余应力,对已加工表面的质量和刀具的磨损都有很大的影响;2．从切削用量、工件材料和刀具几何角度方面简述影响切削热的主要因素;10分答：影响因素:切削速度越高,则由切屑带走的热量越多；进给量增大,切削功消耗多,切削温度升高;背吃刀量增大,增加了散热面积,散热条件明显改善;工件材料的硬度和强度越高,切削温度越高; 工件材料的塑性越大,切削温度越高;刀具几何角度:前角增大,功消耗少,切削温度降低;主偏角增大,散热面积减小,切削温度略有上升; 3．以车削外圆为例简述切削力及其分解;10分答：通常将车刀对工件作用分解为相互垂直的三个分力：切削力、进给力和背向力; 切削力或称主切削力、切向分力：切削合力在主运动方向上的正投影; 进给力或称轴向分力：切削合力在进给运动方向上的正投影; 背向力或称径向分力：切削合力在垂直于工作平面上的分力; 三、工程计算题共29分1．已知光滑圆柱配合件Φ35K7／h6,根据下表所列已知条件,求其它各项数据并填入表中;20分 1．解：2．用车床加工长轴零件;已知：该批量零件毛坯影响切削力变化的最大误差为2．5mm;零件加工存在误差复映现象影响加工质量,其断面如图B —2;测量得到切削加工系统的刚度系数K=100,其误差复映影响系数为C=15; 问：请计算要得到误差为0．006的尺寸精度,需要设计走刀最少次数;提示：误差复映系KC =ε;2．解：试卷代号：2416中央广播电视大学2008—2009学年度第一学期“开放专科”期末考试半开卷机械制造基础试题2009年1月一、基本概念填空每空3分,共计36分1．加工内齿轮应选择在______插齿机____齿轮机床上进行的____插齿________切削加工;2．在塑性金属材料的拉伸实验曲线如图C －1描述的材料受力和____变形____的关系,常用来衡量材料的指标___屈服强度___,s σ是指曲线上s 点处所承受的___应力__;并在图C －1上标出s 位置;3．制订工艺规程中需要选择加工基准,其原则包括先____粗____后______精_________、_______粗基准________一般只能使用一次;4．直径Φ50h7表示工件的公称尺寸为_____50_______的7级精度____基准轴_________,它的______最大______极限偏差为0;二、基本原理简述回答要点;语言表达意义基本正确得分,共35分1．传动轴两端的A 、B 处为轴承安装表面,设计基准为两表面,要求c 表面安装齿轮与基准同轴,如果车床上加工右侧C 表面的装夹方案如图C －2所示;已知：零件已经保证了A 、B 表面同轴度,且仅存在卡盘回转中心与主轴中心线偏心误差即机床卡盘制造精度满足要求;问题：请说明这样的安装方法存在的问题,并对及其作理论分析,并提供一种可行的技术方案,及需要哪些工艺或装备的调整;15分1．答：装卡表面已经保证了和A 表面同轴度,此时车床卡盘的安装精度造成与主轴中心线误差,并对C 表面加工产生影响;属于安装基准和设计基准不重合误差;因此不能保证加工质量;其加工误差等于卡盘对机床主轴回转中心的误差;解决的技术方案有多种;例如：A ．采用双顶尖加工,需要对零件两端加工中心孔；B ．采用软三爪,需要准备专门的夹具;2．答：材料的切削加工性可通过以下途径进行改善：a 添加化学元素;如适量的硫、铅等元素能够降低材料的塑性,使切削轻快,切屑容易折断,大大地改善材料的切削加工性;b 热处理方法;如正火处理降低其塑性,以切削塑性变形,改善表面加工质量;c 新切削加工技术;如加热切削、低温切削、振动切削等新的加工方法解决难加工材料的切削问题;3．答：合金渗碳钢零件要求表面具有高硬度、高强度和高耐磨性,心部具有较高的韧性和足够的强度； 热处理特点包括预备热处理和最终热处理；预备热处理采用正火或回火改善其切削加工性能； 最终热处理一般在渗碳后进行一次淬火及低温同火; 2．简述改善材料切削加工性的基本方法;10分3．合金结构钢通常分为合金渗碳钢和合金调质钢,简述合金渗碳钢材料零件特点及其热处理工艺特征;10分 三、工程计算题共29分1．已知：钻床主传动图,如图C_3所示;其电动机经过皮带传动减速使得第1轴输入转速为450r ／min;15分 问：请补充完成传动路线表达式在图C4上完成; 写出该传动链的两个端件;计算主轴最高转速m ax r ;精确到整数1．解：传动链的两个端件是电动机和主轴; 计算最高转速：2．已知光滑圆柱配合件Φ35K7／h6,根据下表所列已知条件,求其它各项数据并填人表中;14分单位：mm 2．试卷代号：2416中央广播电视大学2008—2009学年度第二学期“开放专科”期末考试半开卷 机械制造基础试题一、基本概念填空每空3分,共计36分1．车床是切削______回转________表面的机床,例如常用的卧式车床,用英文字母___C__________表示;2．在塑性金属材料的拉伸实验曲线如图D －1描述的材料______受力______和变形的关系,常用来衡量材料的指标______抗拉强度______b σ是指曲线上b 点处所承受的应力;并在图上标出b 点位置;在b σ处的材料已经产生大量的____塑性变形________; 图D －13．一个尺寸链包括组成环和___封闭环_________;尺寸链有两个特性：各尺寸按顺序构成闭环的尺寸链____相关性________；和一个尺寸变动造成其它尺寸变动,即尺寸链的____封闭性________;4．直径50的7级精度基准轴用基本偏差代号____Φ50h7________表示,它的___最大_________极限尺寸为0,最小极限偏差为_____负或小于0_______;二、基本原理简述回答要点,语言表达意义基本正确得分,共35分1．传动轴两端的A 、B 处为轴承安装表面,设计基准要求两表面与当前装卡表面此处安装齿轮保持同轴,在车床上加工右侧B 表面,如图D －2所示;已知,零件已经保证了齿轮表面三爪卡盘所示处和A 表面同轴度;问题：请说明这样的安装方法存在的问题,并对及其作理论分析,并提供一种可行的技术方案,及需要哪些工艺或装备的调整;15分答：装卡表面已经保证了和A 表面同轴度,则车床卡盘自身的制造与安装精度对B 表面加工产生影响,将出现安装基准和设计基准不重合误差;因此不能保证加工质量;其加工误差大小等于卡盘对机床主轴回转中心的误差;解决的技术方案有多种;例如：a ．采用双顶尖加工,需要对零件两端加工中心孔；b ．采用软三爪,需要准备专门的夹具;2．合金结构钢通常分为合金渗碳钢和合金调质钢,简述合金调质钢材料零件特点及其热处理工艺特征;10分2．答：合金调质钢零件要求钢材具有较高的综合力学性能,即强硬度与塑韧性;合金结构钢的热处理包括预备热处理和最终热处理：预备热处理一般采用正火或完全退火,以改善切削加工性能;最终热处理一般是采用调质处理,使钢件具有优良的综合力学性能;对某些不仅要求有良好的综合力学性能,还要求表层高硬度和高耐磨性的零件,还要进行表面淬火或氮化处理; 3．简述六点定位原则什么是欠定位和过定位10分答：“六点定位原则”是指夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度,即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法,使工件在夹具中的位置完全确定; 欠定位是指应该限制的自由度没有被限制的定位； 过定位是指同一个左右度被重复限制的定位; 三、工程计算题共29分1．已知：X6132主传动图,如图D －3所示;其电动机经过皮带传动减速使得第1轴输入转速为800r ／min;问：请补充完成传动路线表达式在图D －4上完成; 写出该传动链的两个端件;计算主轴最高转速m ax r;精确到整数14分 1．解：传动链的两个端件是电动机和主轴;2．已知光滑圆柱配合件Φ25H7／p6,根据下表所列已知条件,求其它各项数据并填入表中;15分单位：mm 2．试卷代号：2416中央广播电视大学2009—2010学年度第一学期“开放专科”期末考试半开卷机械制造基础试题2010年1月一、填空题每空3分,11空,满分30分1．因为切削速度V C 是指切削刃上各点的切削速度可能是___不同的____,计算时取__最大值_____;2．低碳合金钢材料零件,为了发挥合金的机械综合性能;通常需要对毛坯进行退火正火热处理,目的是__细化_____晶粒和降低毛坯硬度;在粗加工后安排__渗碳_____热处理;最后的热处理工序要对__重要表面_____进行表面淬火,以获得较高的__表面硬度_____,增加零件的耐磨性;3．制订工艺规程中需要选择加工基准,其原则包括先___粗_____后___精______、___粗基准_____般只能使用一次;4．直径5i50h7表示工件的公称尺寸为___50_____的7级精度基准轴,它的____最大____极限尺寸为0; 二、简答题回答要点,按照关键知识点得分,共40分1．工件定位中会出现完全定位、不完全定位、欠定位、过定位的情况,试分别说明之;20分答：工件定位中会出现完全定位、不完全定位、欠定位、过定位的情况,试分别说明之;完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位;不完全定位根据工件的加工要求,对某些并不需要限制工件的自由度进行定位;在保证加工要求情况下的不完全定位是合理的定位方式;欠定位根据工件的加工要求,应该限制的自由度被限制的定位;欠定位是不允许的;过定位同一个自由度被几个支承点重复限制的定位也称重复定位、超定位;当以形状精度和位置精度很低的面作为工件定位基准时,不允许出现过定位；对精度较高的面作为定位基准时,为提高工件定位的刚度和稳定性,在——定条件下允许采用过定位;2．孔与轴配合的零件安装后会出现间隙与过盈,说明配合类型、间隙与配合的计算方法10分 答：孔与轴配合的零件安装后会出现间隙与过盈,说明配合类型、间隙与配合的计算方法间隙与过盈：在孔与轴的配合中,孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差,当差值为正时叫做间隙用X 表示,当差值为负时叫做过盈用y 表示;配合的种类分为三大类,即间隙配合、过盈配合和过渡配合; 间隙配合：具有间隙包括最小间隙为零的配合; 过盈配合：具有过盈包括最小过盈为零的配合; 过渡配合：具有间隙或过盈的配合;3．加工的连上有哪3个表面及其定义是什么10分答：加工的连上有哪3个表面及其定义是什么工件上的加工表面：待加工表面、已加工表面和过渡表面; 待加工表面：指工件上即将被切除的表面;已加工表面：指工件上被刀具切削后形成的新表面; 过渡表面：指工件上由切削刃正在切削着的表面; 三、计算题共30分1．加工图示零件,外圆、内孔及端面均已加工完毕,现以A 面定位加工Φ10孔,保证设计尺寸为25±0.1mm,试计算工序尺寸及偏差;18分答：加工图示零件,外圆、内孔及端面均已加工完毕,现以A 面定位加工Φ10孔,保证设计尺寸为25±0.1mm,试计算工序尺寸及偏差;解：1画尺寸链,确定封闭环和增、减环;2．已知光滑圆柱配合件30H7／p6,根据下表所列已知条件,求其它各项数据并填人表中;12分 单位：mm2．已知光滑圆柱配合件Φ30H7／p6,根据下表所列已知条件,求其它各项数据并填人表中; 试卷代号：2416中央广播电视大学2009—2010学年度第二学期“开放专科”期末考试半开卷机械制造基础试题2010年7月一、填空题每空2分,满分32分1．常见的外圆加工方法有____车削_________和____磨削_________;2.孔的公差带在轴的公差带之上为_____间隙________配合；孔的公差带与轴的公差带相互交迭为___过渡__________配合；孔的公差带在轴的公差带之下为___过盈__________配合;3.钢的热处理工艺由_____加热________、____保温_________和_____冷却________三个阶段组成,一般来说,它不改变热处理工件的_____形状________,而改变其_____性能________;4.金属切削刀具的独立标注角度是__前角____,____后角____,___主偏角____,___副偏角____,_____副后角____和____刃倾角_________;二、简答题共30分5．什么是积屑瘤试简述其形成原因;10分答：在切削塑性金属材料时,经常在前刀面上靠刃口处粘结一小块很硬的金属楔块,这个金属楔块称积屑瘤;在中速v=s左右切削塑性材料时,在一定的切削条件下,随着切屑与刀具前刀面温度的提高,压力、摩擦力的增大,使接近刀具前刀面切削刃处的切屑塑性变形层流速减慢,愈接近刀具前刀面处的切屑,流速愈慢;当温度和压力增加到一定程度,底层金属层与刀具前刀面产生粘结时,出现切屑“滞流”现象,即形成了积屑瘤;6．什么是误差复映5分答：误差复映现象是指由于毛坯加工余量或材料硬度的变化,引起了切削力和工艺系统受力变形的变化,因而使加工后工件的尺寸误差和形状误差产生了与毛坯误差相似的现象;7．什么是粗基准选择粗基准的原则是什么15分答：采用毛坯上未经加工的表面来定位,这种定位基准称为粗基准;选择粗基准时,应该保证所有加工表面都有足够的加工余量,而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度;选择时应遵循下列原则：1选择不加工的表面作为粗基准；2选取零件上重要的加工表面作为粗基准,以便在精加工时可以保证该表面余量均匀；3对于所有表面都需要加工的零件,应选择加工余量最小的表面作为粗基准,这样可以避免因加工余量不足而造成的废品；4选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定、平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,这样可以减小定位误差和使工件装夹可靠稳定；5粗基准应尽量避免重复使用,原则上只能使用一次;三、计算题共38分8．加工图示零件,外圆、内孔及端面均已加工完毕,现以A面定位加工Φ10孔,保证设计尺寸为25±0.1mm,试计算工序尺寸及偏差;18分8．加工图示零件,外圆、内孔及端面均已加工完毕,现以A面定位加工Φ10孔,保证设计尺寸为25±0.1mm,试计算工序尺寸及偏差;解：1画尺寸链,确定封闭环和增、减环;9．分析图示万能升降台铣床的主运动传动链;要求：1写出该传动链的两个端件;2写出传动路线表达式;3计算转速级数及主轴最高转速和最低转速;20分第8题第9题万能升降台铣床的主传动系统9．解：1传动链的两个端件是电动机和主轴;2传动路线表达式为：电动机3转速级数为：3×3×2=18级主轴最高转速为：主轴最低转速为：试卷代号：2416中央广播电视大学2010—2011学年度第一学期“开放专科”期末考试半开卷机械制造基础试题2011年1月一、填空题每空2分,满分30分1．切削用量三要素是指:_____切削速度______、_______进给量____________和_______背吃刀量切削深度____________;2．在铁碳合金中,莱氏体是由____奥氏体_______________和______渗碳体_____________所构成的机械棍合物;3．加工阶段一般可划分为_____粗加工阶段______、_____半精如工阶段____和_______精加工阶段__________三个阶段;4．公差标准规定;基孔制配合中,基准孔以______下_______偏差为基本偏差;其数值等于___O_________,基轴制配合中,基准轴以______上________偏差为基本偏差,其数值等于____O_________;5．金属抵抗冲击载荷的作用而不被破坏的能力称为__冲击韧性___________,其数值____愈大_________,材料的韧性愈好;其数值的大小与试验的温度、试样的形状、表面粗糙度和_____内部组织________等因索的影响有关;二、判断下列说法是否正确正确的在括号内画√,否则画×,每题1分,共15分6．屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑作变形的能力;√7．冲击韧性值随温度的降低而增加;×8．合金钢在工业上应用于制造承受压力、要求耐磨和减振的零件;×9．按同一公差要求加工的同一批轴,其作用尺寸不完全相同;√10．根据药皮所含氧化物的性质,焊条分为酸性焊条和碱性焊条两类;√11．表面粗糙度值的大小影响零件的抗腐蚀性;√。
绿色制造
绿色制造摘要：简述绿色制造的内涵，如何评价绿色产品和绿色材料，举例说明绿色包装设计的若干要点。
简述绿色干切削技术及应用关键词：绿色制造，绿色产品，绿色材料，绿色包装设计1、绿色制造内涵绿色制造（Green Manufacturing），又称环境意识制造(Environmentally Conscious Manufacturing)、面向环境的制造(Manufacturing For Environment,MFE)。
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目的是使得产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的损害最小，对资源的利用效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。
绿色制造也可简单地表述为：用绿色材料、绿色能源，经过绿色的生产过程（绿色设计、绿色工艺技术、绿色生产设备、绿色包装、绿色管理等），最终生产出绿色产品。
有关绿色制造概念，以下几个方面值得关注：（1）绿色制造涉及产品的全生命周期。
产品全周期包括了从原材料制备到产品报废后的回收处理及再利用的全过程。
如图3-1所示。
从地球环境（土地、空气和海洋）中提取材料，加工制造成产品，并流通给消费者使用，产品报废后经拆卸、回收和再循环将资源重新利用。
在产品整个生命周期过程中，不断地从外界吸收能源和资源，排放各种废弃物质。
（2）绿色制造主要涉及两个问题：环境影响问题和资源优化问题。
这两个问题与制造本身相互交叉和影响。
在满足社会效益和经济效益的同时，最终实现节约资源能源和环境保护的绿色制造目标。
（3）绿色制造不仅涉及制造科学问题，还涉及环境科学和管理科学领域的问题。
（4）绿色制造必须与市场需求、经济发展相适应。
随着相关科学技术的发展，绿色制造的目标、内容会产生相应的变化和提高，也会不断地走向完善。
绿色制造涉及的内容包括：绿色设计、绿色材料、绿色制造工艺和绿色处理。
其中，绿色设计是关键。
绿色设计在很大程度上决定了产品整个生命周期的绿色性。
钛合金切削加工技术研究进展
钛合金切削加工技术研究进展摘要：钛合金具有比强度高、热强性好、耐腐蚀性高的特点，因此在航空领域得到广泛应用。
本文首先简要描述了钛合金相对其他金属材料的优势和其在航空领域的应用现状，然后从材料特性方面综述了其切削加工性的特点。
最后，根据钛合金加工过程中高温、高粘的特性优选刀具结构及材质，叙述了钛合金切削工艺研究现状。
关键词：钛合金；刀具；工艺钛及钛合金是国防、经济和技术发展的战略要素，它们被称为战略金属，21世纪的第三代金属，广泛应用在航空发动机和飞机制造业。
同其他金属结构材料比较，其具有三个显著优点：比强度高、热强性好、耐腐蚀性高。
金属钛及其合金作为结构材料具有许多吸引人的特性，但它们也有一个主要缺点，即初始成本较高。
其中，造成钛合金零件价格高的原因有很多，加工成本是主要原因之一。
因钛合金材料黏性大、温度高极易造成刀具磨损，为减小刀具损耗，往往加工速度比普通钢件低50%，如何优选加工刀具，提高钛合金材料的加工效率，成为钛合金切削加工领域的难题。
一、钛合金在航空领域的应用在航空制造领域的选材方面，通常从这几个方面入手：1、能够减轻飞机的重量。
钛合金具有较高的比强度(强度密度比)，使其拥有较低的密度(比钢低50%)和机械性能。
例如，在起落架结构中，由于钛合金具有更好的强度密度比，用钛合金替代高抗拉强度钢材可显著减轻重量。
2、具有抗腐蚀性。
与钢不同，钛合金不存在腐蚀问题，从而降低了定期维护成本，提高了资产利用率。
3、能够承受飞机在高速飞行中产生的热载荷。
钛合金的热膨胀系数不到铝合金的一半，比钢低约75%。
即使在较小的温度范围内，钢或铝合金的热膨胀系数也可能导致部件变形甚至断裂，钛合金则不会出现这种情况。
目前最为典型的钛合金材料Ti-6Al-4V合金，它是1954年美国研制成功的，由于它的耐热性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，成为钛合金工业中使用量高达75%~85%的钛合金，现在仍是航空应用的主体，其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V的改型。
金属切削原理与刀具(课)课件
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
机械低温加工工艺流程
机械低温加工工艺流程机械低温加工是一种常见的金属加工技术，适用于在低温环境下处理金属材料。
机械低温加工不仅可以改善材料的机械性能，还可以提高金属表面的硬度和耐磨性。
下面是一个700字的机械低温加工工艺流程。
机械低温加工工艺流程1. 准备工作在进行机械低温加工之前，需要进行准备工作。
首先，准备所需的原材料，包括要加工的金属材料和低温加工设备。
同时，根据加工需求准备合适的切削工具。
其次，将金属材料进行清洗和除油处理，确保表面干净。
2. 加工前处理在进行机械低温加工之前，需要进行加工前处理。
这包括对金属材料进行均匀加热，使其达到设定的低温。
通常情况下，低温加工温度在-50℃至-196℃之间。
加热过程可以使用冷冻机或液氮进行。
3. 加工过程在加工过程中，将金属材料固定在加工设备中，确保稳定性和安全性。
根据加工需求，选择合适的切削工具和参数。
然后，将切削工具与金属材料接触，进行切削或磨削操作。
当金属材料在低温环境中进行切削时，由于低温使材料变脆，切削力增加，因此要合理控制切削速度和进给量，以防止损坏金属材料。
4. 后处理加工结束后，对金属材料进行后处理。
首先，将金属材料从加工设备中取出，进行表面清洁，去除切削产生的残留物。
然后，根据需要进行热处理或淬火，以改善材料的性能。
最后，对加工后的金属材料进行质量检验，确保其符合要求。
5. 清理工作清理工作是机械低温加工工艺流程的最后一步。
清理工作包括对加工设备进行清理，确保设备的正常运行。
同时，要对废弃物进行分类和处理，做好环境保护工作。
总结：机械低温加工工艺流程包括准备工作、加工前处理、加工过程、后处理和清理工作。
通过这一流程，可以实现金属材料的低温加工，并改善材料的机械性能和表面品质。
机械低温加工工艺在金属加工行业具有重要的应用价值，可应用于航空航天、汽车制造、电子器件等多个领域中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钛合金棒材
第 10 页
低温切削加工
技术问题
1. 在低温切削条件下，对刀具材料和刀具几何参数进行优选。 2. 在空气湿度较大的地区，液氮喷口与周围环境温差大，易结冰，工作
浸液冷却法是将加工工件浸在低温液体中（切削部分不露出液面）进 行切削加工，从而达到低温切削加工的效果和性能。例如将固态二氧化碳 （干冰）置于酒精中，可得到-60℃的低温液体；将液氮大量注入酒精中， 可得到-90℃低温液体。此方法需将工件或材料浸入液体中，由于加工方 法和工艺等原因，故应用较少。
第6 页
对难加工材料，如钛合金、镁合金，高锰钢、不锈钢，工程陶切削 在降低切削力、减瓷和高强度钢等，进行低温冷却切削时均取得了良好 的工艺效果。低温少刀具的磨损、切削温度、提高刀具使用寿命和耐磨 性，提升工件加工表面质量等方面均表现出明显优势，具有良好的应用 前景。
第 12 页
附录：参考文献
[1] 张世昌. 先进制造技术[M]. 天津：天津大学出版社，2004. [2] 冯宪章,刘爱敏等. 先进制造技术基础[M]. 北京：北京大学出版社，2013. [3] 乔培平.低温冷却切削加工研究由于应用[J].新技术新工艺，2015，5：112-114. [4] 孟春,李淑娟.液氮低温切削钛合金实验研究[J].学术交流，2012，3：30-32. [5] 张昌义,童明伟.干式、半干式和低温冷风切削加工技术[J].机械工人：冷加工，2003,
低温切削加工技术的发展及应用
目录
CONTENTS
前言 低温切削加工
技术应用 总结
前言
制造业是国民经济的支柱产业，对于国民经济的发展具有非常重要的地位， 而今制造业的发展更是离不开先进制造技术的进步与支持。先进制造技术是为 了适应时代和市场的需求，对制造技术不断优化及推陈出新以提高竞争能力， 从而形成的一个相对的、动态的概念[2]。
（9）：34-35. [6] 魏树国,马光锋.低温加工及其应用[J].现代制造工程，2003，12：116-119. [7] 李伯豪,赵海珠.液氮冷却对高强度不锈钢加工性能的影响[J].制造技术研究，2016,8
（4）：9-12. [8] 白晓丹,刘静.低温加工技术及其发展现状分析[J].低温工程，2005，1：25-29. [9] 刘力红.低温切削加工的分类及应用[J].矿山机械，1997，8：38-40.
制品等复合材料时具有明显的优越性。 4. 金刚石刀具低温下可发挥良好的切削性能。 5. 采用低温切削加工，相当于对工件进行了一次冷处理。 6. 利用电子冷冻卡盘夹持工件进行切削与磨削加工时，既可消除加工变形，
还可进行精密加工，因此适于加工薄壁易变形零件。
第9 页
技术应用
钛合金的低温加工
钛合金在加工时易产生表层加工硬化 , 钛元素活性大， 易形成表面污染层 ,使切削力变大，同时钛合金导热系数小, 从而使切削温度升高。因此钛合金是典型的难加工材料。
低温切削加工
工艺效果
(1)降低切削温度 (2)减小切削力，改善材料切削加工性 (3)提高刀具寿命和加工效率 (4)降低工件表面粗糙度，提高加工精度
第8 页
技术应用
1. 适合于对体心立方晶格材料进行加工。 2. 对难加工的钛合金、不锈钢、高强度耐热合金等材料加工。 3. 采用低温切削热固性塑料、合成树脂、石墨制品、橡胶制品和玻璃纤维
时不稳定，故要附以加热装置。 3. 低温切削中，注意切削条件,材料低温脆性点和冷却温度的合理组合。 4. 冷却方式对工件的加工效果起着很大的作用。 5. 风冷时注意刀具的润滑，已加工工件的防锈，冷风的噪声等问题[6]。
第 11 页
总结
低温切削加工是一项将低温技术应用到机械切削加工中的新型加工 技术，世界各国都在大力研究，并取得了很大的进展，只是在实用化方 面尚需做大量的工作[9]。Biblioteka 低温切削加工第4 页
低温切削加工
技术分类
冷却对象
冷却刀具低温切削 冷却工件低温切削
冷却形式
内冷式切削 外冷式切削
亚常区（2-6℃） 低温介质 低温区（-30-0℃）
超低温区（<－50℃）
制冷方式
机械式制冷切削
化学式制冷切削
电子式制冷切削
第5 页
低温切削加工
加工形式
低温切削主要有两种加工形式：浸液冷却法和喷射冷却法。
低温切削加工
加工形式
喷射冷却法是将低温流体（液氮或液体 CO2）直接浇注或喷射到切削区进行冷却加 工的方法。利用高压罐中的液体二氧化碳通 过喷嘴进行冷却的情况，或采用干燥的空气 保持杜瓦罐（如图）为恒压，并利用虹吸原 理，靠压缩空气从瓶中抽出液氮、经喷嘴喷 射到切削区，进行低温加工。
液氮低温切削
第7 页
低温切削加工技术是顺应先进制造技术的发展趋势，形成的一种新型加工 技术。可有效地提高刀具寿命，提高工件加工精度、表面质量以及生产率。低 温切削技术的发展，就某些难加工材料的应用，对于制造业的快速发展，具有 良好的发展趋势和应用前景。
第3 页
低温切削加工
低温切削加工是利用液氮(-186℃)、液体二氧化碳(-76℃)等低温介质， 使工件、工具或切削区处于冷却状态从而进行切削加工的方法。
第 13 页
第 14 页
再见