機(jī)械加工技術(shù)短訓(xùn)學(xué)習(xí)心得體會
在培訓(xùn)過程中進(jìn)行了熱加工工藝的學(xué)習(xí)，內(nèi)容主要包含鑄造、鍛壓、焊接以及金屬材料的前沿知識知識。
鑄造是歷史最悠久的制造工藝。通過鑄造，可以得到內(nèi)腔和外形很復(fù)雜的毛坯，可以針對各種合金進(jìn)行鑄造，并且鑄造件的尺寸大小可以在一個很大的范圍內(nèi)波動。但是同時，鑄造也存在一些缺點(diǎn)，比如組織疏松，晶粒粗大，力學(xué)性能較差和難以精確控制等。盡管如此，隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展，特種鑄造工藝的誕生，鑄造的精確度已經(jīng)可以提高到CT4，表面粗糙度最小可以提高到0.8um。各種材料的鑄造性能有很大的差距，這主要由金屬的液態(tài)成形特征決定。
鍛壓是對金屬坯料施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形，以改變其形狀、尺寸，并改善其內(nèi)部組織性能，從而獲得所需毛坯或零件的加工方法。鍛壓包含鍛造和沖壓兩種。鍛壓不同于鑄造的主要是金屬的加工形態(tài)，通常鍛壓的毛坯是由鑄造所得到的。鍛壓件的組織致密，力學(xué)性能明顯好于相同化學(xué)成分的鑄件。鍛造的過程主要是金屬晶粒的變形，金屬晶粒變形的特性和鍛造流線的連貫性決定了所鍛造出來的鍛件的質(zhì)量。鍛造分為自由鍛和模鍛，模鍛的精度要高于自由鍛。自由鍛投資費(fèi)用低，但是只適用于單件及小批量生產(chǎn)。模鍛是整體成形，易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，它只適用于中、小型鍛件的成批或大批量生產(chǎn)，并且需要專門的模鍛設(shè)備，投資較高。沖壓主要是正對金屬板料的加工，低碳鋼、奧氏體不銹鋼以及銅、鋁等有色金屬通常用于沖壓板料。對于板料的沖壓通常有沖裁、彎曲、拉深、脹形等。除此以外，鍛壓還包括精密模鍛、擠壓成形、軋制成形以及精密沖裁等。
焊接通常需要加熱或加壓，使工件的原子互相結(jié)合。由于機(jī)械制造基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的是關(guān)于金屬的知識，因此沒有涉及到高分子材料的焊接。焊接是一種不可替代的制造方法，幾乎所有工業(yè)部門都需要焊接。焊接方法可分為熔焊、壓焊和釬焊三種，主要用于制造金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)器零件和工具等。焊接省料省工并可以簡化工藝，所得焊件質(zhì)量輕而性能好。但是焊接是不可拆卸連接，而且焊縫會存在力學(xué)與結(jié)構(gòu)上的缺陷，因此焊接質(zhì)量存在一定問題。常用的焊接方法有焊條電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、電阻焊、摩擦焊和釬焊等。焊條電弧焊是手工焊接的主要方式，主要適用于單件小批生產(chǎn)；埋弧自動焊主要用于成批生產(chǎn)的平焊和平角焊；氣體保護(hù)焊得到的焊件質(zhì)量較好，并且能對金屬起到保護(hù)作用；等離子弧焊廣泛用于航空航天等軍工和尖端工業(yè)技術(shù)上。不同的材料具有不同的焊接性，通常按照碳當(dāng)量來計算和判斷。
金屬及其合金可分為黑色金屬和有色金屬兩大類，金屬材料的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、人性和疲勞強(qiáng)度等。金屬所具有的性能特性決定了金屬的加工方法以及所使用的場合。除此以外，這一章還介紹了金屬的晶體結(jié)構(gòu)的知識，主要類型有體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三種，通常一種金屬在固態(tài)下存在一種晶格形式，有些金屬在固態(tài)下存在兩種或兩種以上的晶格形式。在金屬里，最重要的是鐵碳合金，鐵碳相圖則是這一章的核心內(nèi)容。鐵碳合金隨著溫度的變化會有不同的結(jié)合方式，從而產(chǎn)生不同的形態(tài)。隨著碳含量的不同以及溫度的不同，鐵碳合金會成為不同的材料，具有不同的特性。對于鋼來說，熱處理包括普通熱處理、表面熱處理和其他熱處理。通過熱處理以后鋼材的力學(xué)性質(zhì)會得到很好的改善，這主要是因為熱處理使得鋼材的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。
熱加工部分主要就是學(xué)習(xí)了這些內(nèi)容，對熱加工的學(xué)習(xí)為冷加工奠定了基礎(chǔ)。冷加工中的坯料都是由熱加工所得到，并且進(jìn)行過冷加工以后通常要進(jìn)行熱加工改善零件的'性能。
在冷加工的學(xué)習(xí)過程中，最先介紹了加工精度以及表面質(zhì)量的知識。每種加工方法有各自的尺寸公差等級范圍和表面粗糙度Ra，不同的構(gòu)件在不同的使用場合具有特定的精度要求。如一半的車削加工，加工精度隨著車削階段的不同變化，粗加工精度可以達(dá)到11級，而超精密的切削加工可以達(dá)到高于3級的精度，表面粗糙度僅為0.012或者更低。
冷加工中最重要的部分就是切削加工，它的本質(zhì)就是將材料從原來的坯料上減去，與鑄造等恰恰相反。切削加工可以分為機(jī)械加工和鉗工加工兩類，機(jī)械加工的方法又有車、鉆、鏜、銑、铇、拉、磨、珩磨和超精加工，鉗工的加工包括劃線、鋸削、鏨削、銼削、鉆孔、擴(kuò)孔等。切削過程中切削速度、進(jìn)給量和吃刀量是切削用量的三要素。
切削加工中最重要的是刀具，不同形狀的刀具有不同的用處，如端頭車刀主要車斷面，車孔刀主要用來車內(nèi)孔，外圓車刀主要用來車外圓等等。金屬的切削過程實際上是金屬塑性變形的過程，在切削力的作用下對金屬進(jìn)行切削。切削過程中會產(chǎn)生積削瘤和切削熱，對刀具造成一定的影響。并且，切削會使物體內(nèi)部具有參與應(yīng)力，不利于優(yōu)化產(chǎn)品。
磨削通常用在對產(chǎn)品的精加工上，磨削的本質(zhì)其實就是無數(shù)個小的切削、刻劃和摩擦拋光過程的結(jié)合，在切削的過程中，磨粒不斷脫落，露出里面新的磨粒。磨削可以分為普通磨削、無心磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂帶磨削等，通常他們都被用來加工高硬度材料，塑性很大的金屬除外。普通刀具的加工中車削加工主要可以加工外圓、孔和平面，鉆削主要是鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和锪孔，孔的加工中第一步通常是通過鉆孔得到的。銑削加工通常用來銑平面和溝槽，刨削也可以加工平面和溝槽，但是兩者比較來說，銑削的效率高于刨削，加工范圍也更廣，但是成本高。
接下來就是精密加工了，精密加工可以使零件的加工精度提高到1~0.1um，表面粗糙度為0.1~0.008um，主要包含研磨、珩磨、超精加工和拋光等。在這些加工方法中，研磨需要很多的時間，而珩磨可以通過機(jī)械化實現(xiàn)，廣泛用于大批大量生產(chǎn)。除此以外，各種不同的加工方法都有自己的加工特點(diǎn)。
特種加工工藝是為了解決前面的加工方法所不能達(dá)到加工目的的問題而探索得到的。特種加工可以直接利用電能、電化學(xué)能、聲能或光能等能量對材料進(jìn)行加工，得到的零件機(jī)械應(yīng)力不明顯，并且可以加工各種材料。
電火花加工是一種運(yùn)用很廣泛的特種加工方法，主要運(yùn)用的是電蝕現(xiàn)象來切割和成形。電火花加工必須提供一個脈沖電源，采用自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置來保證間隙，還要在有一定絕緣度的液體介質(zhì)中進(jìn)行。運(yùn)用這種方法可以加工任何高齊納高度硬度和韌性的導(dǎo)電材料，可以在一臺機(jī)床上進(jìn)行從粗加工到精加工的程序，但是電火花加工有可能導(dǎo)致電極容易損耗。并且效率低精度也不高。電火花可以用來磨削、鏜孔、切割和成形。
電解加工是電化學(xué)加工中的一種重要方法，它主要利用的是金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學(xué)原理來進(jìn)行的。電解加工一個突出的特點(diǎn)是工件陽極和睡不斷消耗而工具陰極和氧化鈉并不消耗。電解加工的生產(chǎn)效率較高，能以簡單的進(jìn)給運(yùn)動一次加工出形狀復(fù)雜的形狀與型面，并且不受材料本身的限制，但是看它需要的附屬設(shè)備多且造價高，加工穩(wěn)定性尚不夠高。電解加工主要用于電解鍛模型腔和整體葉輪，她解決了一直以來葉輪為分體結(jié)構(gòu)最后再連接起來而導(dǎo)致的硬度與剛性不夠的問題。除此以外，電解還用來去毛刺。
超聲波加工主要用于加工型孔型腔、進(jìn)行切削加工、清洗和焊接。它還可以用于測距和無損檢測，并做成超聲手術(shù)刀。激光加工也是特種結(jié)構(gòu)的一種方法，它最大的特點(diǎn)是可以透過透明材料進(jìn)行加工，而且可以反射和折射，具有光的特性。電子束加工和離子束加工的主要區(qū)別是粒子種類的區(qū)別。電子束加工主要靠熱效應(yīng)進(jìn)行加工，可以用于打孔、切割、焊接、蝕刻和光刻等，離子束加工可以用來蝕刻、沉積、鍍膜和注入。
另外，培訓(xùn)還介紹了關(guān)于結(jié)構(gòu)工藝性的知識，例如壁厚原則、拔模斜度原則、圓角原則等。在最后，老師還帶領(lǐng)我們了解了關(guān)于數(shù)控機(jī)床和現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，讓我頗有收益。
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