机械加工技术短训学习心得

机械加工技术短训学习心得

　　　在培训过程中进行了热加工工艺的学习，内容主要包含铸造、锻压、焊接以及金属材料的前沿知识知识。

　　　铸造是历史最悠久的制造工艺。通过铸造，可以得到内腔和外形很复杂的毛坯，可以针对各种合金进行铸造，并且铸造件的尺寸大小可以在一个很大的范围内波动。但是同时，铸造也存在一些缺点，比如组织疏松，晶粒粗大，力学性能较差和难以精确控制等。尽管如此，随着铸造技术的发展，特种铸造工艺的诞生，铸造的精确度已经可以提高到cT4，表面粗糙度最小可以提高到0.8um。各种材料的铸造性能有很大的差距，这主要由金属的液态成形特征决定。

　　　锻压是对金属坯料施加外力，使之产生塑性变形，以改变其形状、尺寸，并改善其内部组织性能，从而获得所需毛坯或零件的加工方法。锻压包含锻造和冲压两种。锻压不同于铸造的主要是金属的加工形态，通常锻压的毛坯是由铸造所得到的。锻压件的组织致密，力学性能明显好于相同化学成分的铸件。锻造的过程主要是金属晶粒的变形，金属晶粒变形的特性和锻造流线的连贯性决定了所锻造出来的锻件的质量。锻造分为自由锻和模锻，模锻的精度要高于自由锻。自由锻投资费用低，但是只适用于单件及小批量生产。模锻是整体成形，易于实现机械化和自动化，它只适用于中、小型锻件的成批或大批量生产，并且需要专门的模锻设备，投资较高。冲压主要是正对金属板料的加工，低碳钢、奥氏体不锈钢以及铜、铝等有色金属通常用于冲压板料。对于板料的冲压通常有冲裁、弯曲、拉深、胀形等。除此以外，锻压还包括精密模锻、挤压成形、轧制成形以及精密冲裁等。

　　　焊接通常需要加热或加压，使工件的原子互相结合。由于机械制造基础学习的是关于金属的知识，因此没有涉及到高分子材料的焊接。焊接是一种不可替代的制造方法，几乎所有工业部门都需要焊接。焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊三种，主要用于制造金属结构、机器零件和工具等。焊接省料省工并可以简化工艺，所得焊件质量轻而性能好。但是焊接是不可拆卸连接，而且焊缝会存在力学与结构上的缺陷，因此焊接质量存在一定问题。常用的焊接方法有焊条电弧焊、埋弧自动焊、气体保护电弧焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊和钎焊等。焊条电弧焊是手工焊接的主要方式，主要适用于单件小批生产；埋弧自动焊主要用于成批生产的平焊和平角焊；气体保护焊得到的焊件质量较好，并且能对金属起到保护作用；等离子弧焊广泛用于航空航天等军工和尖端工业技术上。不同的材料具有不同的焊接性，通常按照碳当量来计算和判断。

　　　金属及其合金可分为黑色金属和有色金属两大类，金属材料的力学性能包括强度、塑性、硬度、人性和疲劳强度等。金属所具有的性能特性决定了金属的加工方法以及所使用的场合。除此以外，这一章还介绍了金属的晶体结构的知识，主要类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种，通常一种金属在固态下存在一种晶格形式，有些金属在固态下存在两种或两种以上的晶格形式。在金属里，最重要的是铁碳合金，铁碳相图则是这一章的核心内容。铁碳合金随着温度的变化会有不同的结合方式，从而产生不同的形态。随着碳含量的不同以及温度的不同，铁碳合金会成为不同的材料，具有不同的特性。对于钢来说，热处理包括普通热处理、表面热处理和其他热处理。通过热处理以后钢材的力学性质会得到很好的改善，这主要是因为热处理使得钢材的晶体结构发生了变化。

　　　热加工部分主要就是学习了这些内容，对热加工的学习为冷加工奠定了基础。冷加工中的坯料都是由热加工所得到，并且进行过冷加工以后通常要进行热加工改善零件的性能。

　　　在冷加工的学习过程中，最先介绍了加工精度以及表面质量的知识。每种加工方法有各自的尺寸公差等级范围和表面粗糙度Ra，不同的构件在不同的使用场合具有特定的精度要求。如一半的车削加工，加工精度随着车削阶段的不同变化，粗加工精度可以达到11级，而超精密的切削加工可以达到高于3级的精度，表面粗糙度仅为0.012或者更低。

　　　冷加工中最重要的部分就是切削加工，它的本质就是将材料从原来的坯料上减去，与铸造等恰恰相反。切削加工可以分为机械加工和钳工加工两类，机械加工的方法又有车、钻、镗、铣、铇、拉、磨、珩磨和超精加工，钳工的加工包括划线、锯削、錾削、锉削、钻孔、扩孔等。切削过程中切削速度、进给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，不同形状的刀具有不同的用处，如端头车刀主要车断面，车孔刀主要用来车内孔，外圆车刀主要用来车外圆等等。金属的切削过程实际上是金属塑性变形的过程，在切削力的作用下对金属进行切削。切削过程中会产生积削瘤和切削热，对刀具造成一定的影响。并且，切削会使物体内部具有参与应力，不利于优化产品。

　　　磨削通常用在对产品的精加工上，磨削的本质其实就是无数个小的切削、刻划和摩擦抛光过程的结合，在切削的过程中，磨粒不断脱落，露出里面新的磨粒。磨削可以分为普通磨削、无心磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂带磨削等，通常他们都被用来加工高硬度材料，塑性很大的金属除外。普通刀具的加工中车削加工主要可以加工外圆、孔和平面，钻削主要是钻孔、扩孔、铰孔和锪孔，孔的加工中第一步通常是通过钻孔得到的。铣削加工通常用来铣平面和沟槽，刨削也可以加工平面和沟槽，但是两者比较来说，铣削的效率高于刨削，加工范围也更广，但是成本高。

　　　接下来就是精密加工了，精密加工可以使零件的加工精度提高到1~0.1um，表面粗糙度为0.1~0.008um，主要包含研磨、珩磨、超精加工和抛光等。在这些加工方法中，研磨需要很多的时间，而珩磨可以通过机械化实现，广泛用于大批大量生产。除此以外，各种不同的加工方法都有自己的加工特点。

　　　特种加工工艺是为了解决前面的加工方法所不能达到加工目的的问题而探索得到的。特种加工可以直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量对材料进行加工，得到的零件机械应力不明显，并且可以加工各种材料。

　　　电火花加工是一种运用很广泛的特种加工方法，主要运用的是电蚀现象来切割和成形。电火花加工必须提供一个脉冲电源，采用自动进给调节装置来保证间隙，还要在有一定绝缘度的液体介质中进行。运用这种方法可以加工任何高齐纳高度硬度和韧性的导电材料，可以在一台机床上进行从粗加工到精加工的程序，但是电火花加工有可能导致电极容易损耗。并且效率低精度也不高。电火花可以用来磨削、镗孔、切割和成形。

　　　电解加工是电化学加工中的一种重要方法，它主要利用的是金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理来进行的。电解加工一个突出的特点是工件阳极和睡不断消耗而工具阴极和氧化钠并不消耗。电解加工的生产效率较高，能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的形状与型面，并且不受材料本身的限制，但是看它需要的附属设备多且造价高，加工稳定性尚不够高。电解加工主要用于电解锻模型腔和整体叶轮，她解决了一直以来叶轮为分体结构最后再连接起来而导致的硬度与刚性不够的问题。除此以外，电解还用来去毛刺。

　　　超声波加工主要用于加工型孔型腔、进行切削加工、清洗和焊接。它还可以用于测距和无损检测，并做成超声手术刀。激光加工也是特种结构的一种方法，它最大的特点是可以透过透明材料进行加工，而且可以反射和折射，具有光的特性。电子束加工和离子束加工的主要区别是粒子种类的区别。电子束加工主要靠热效应进行加工，可以用于打孔、切割、焊接、蚀刻和光刻等，离子束加工可以用来蚀刻、沉积、镀膜和注入。

　　　另外，培训还介绍了关于结构工艺性的知识，例如壁厚原则、拔模斜度原则、圆角原则等。在最后，老师还带领我们了解了关于数控机床和现代机械制造工业的发展状况，让我颇有收益。