材料與工藝培訓課程-預覽頁

　

【正文】 會使原來的碳鋼變得性能優異，這樣的碳鋼被稱為合金鋼。鑄鐵可用將白口鐵進行改造等方法獲得。有色金屬的產量和用量遠不及黑色金屬，但由于其獨特的性能，而成為現代工業技術中不可缺少的重要金屬材料，用量最大的有色金屬是銅和鋁。純鋁的強度較低，工業中多用鋁的合金。2）鍛煉過程:將某形狀經過一定的加溫，使原材料軟化，然后經機械鍛打形成塊體。第二節 金屬材料工藝在制作產品的時候還需要對材料進行進一步的加工，這一過程也就是工藝過程。一般分為砂型鑄造和特種鑄造，其中砂型鑄造應用最為普遍，其工藝過程參見圖。參見圖。焊接因焊件材料和焊接原理的不同，形成了不同的焊接方法。一般的電焊都采用手工操作，因此焊接的質量與操作者的技術水平有很大的關系。比如不銹鋼的焊接，用普通電焊雖然也可以進行焊接，但在焊接時產生的高溫影響下，各種有害氣體極容易侵入焊縫，使焊接部位產生脆化從而影響焊接質量。因乙炔和氧氣均帶有壓力，焊接時發出呼呼如風的聲響故也稱為風焊，又因為所用填充焊料多為銅質（這種焊接方法對于銅質材料比較合適），故又稱為銅焊。利用某些金屬能在純氧環境下燃燒的特點，通過調節焊槍的氣量等技術（一般是換用專門的叫做“割炬”的工具），可將氣焊變為氣割。這種方法對薄壁、網狀零件的焊接特別合適，但對較大的零件焊接時要注意焊接的順序，要從中間朝四面展開，因為當焊點多的時候，焊接時會使材料變形延伸，如果不按順序焊接，最后材料會延伸后無法焊接。電烙鐵內部的電熱絲將電能轉變為熱能，由烙鐵頭提供給釬料和被焊接件；所用的焊錫絲就是所謂的釬料，其熔點比作為母材的被焊接件要低，借助烙鐵頭提供的熱量熔化，然后潤濕母材、填充間隙從而實現焊接；此時所用的松香或焊膏叫做釬劑，釬劑用來保證焊接的順利進行和獲得致密的接頭。1）傳統的切削加工所用的機床一般分為通用機床和專用機床兩大類，針對不同機床所能完成的工藝特點，習慣上把某種機床簡稱為(床，如車床，刨床，磨床等；我國規定各類機床的代號可用其漢語拼音的第一個字母來表示，如車床位 C ，刨床為 B,磨床為 M 等等。在金屬材料的冷加工過程中，切削加工是首選的方法之一。這種工藝方法只適用于割斷棒材或窄板材，常用于軸類零件的毛坯準備。車刀使用前必須進行刃磨，根據操作者的習慣和技術，刃磨后可獲得不同外形和不同用途的刀具，從而完成不同內容的加工。車削可用于粗、半精和精加工，主要的工藝范圍參見圖1214。3）刨床是通過刀具的往復直線運動來切除材料，同時夾具帶動工件作橫向移動，使刀尖走過整個被加工表面，從而達到加工平面的要求。1）磨削加工所用設備叫做磨床，因加工表面的不同，可分為平面磨床（圖1218）、內圓磨床、外圓磨床（圖1219）和異形面磨床，按加工后表面光潔的程度，又可分為普通磨床和鏡面磨床。一般粗顆粒的砂輪用于粗、半精加工，而細顆粒的砂輪則用于精加工。此外，砂輪還有一種所謂“自銳”的特點。這一特性使磨削加工具有較高的生產率。大型工件可選用龍門銑床（圖1225）進行加工。參見圖1227。1）鉆削加工所用設備叫做鉆床，鉆床一般都立式布置，小型工件多用臺鉆（圖1228），工廠一般使用搖臂鉆床（圖1229）。3）鉆削的操作較簡單，但鉆孔時由于排屑困難、傳熱不良等原因，很容易把鉆頭別斷；鉆小孔或深孔時還容易引偏，使鉆出的孔與工作表面傾斜。2）加工中心：一種用計算機控制、帶有大型刀庫的現代化的自動加工設備。使用最普遍的特種加工技術是電火花加工，包括電火花成型和電火花線切割。折板工藝：折板工藝是通過折板機將板折成所需形狀（圖1233），折板的角度可以多種多樣。這種拉伸一般不加溫，拉伸較深的工件需要二次或多次拉伸才能最后完成。鉗工工藝在我們的課程設計過程中有十分重要的作用，同學們在制作模型的過程中會大量使用鉗工工藝。劃線工具有平板 、劃針、劃卡、劃規、劃盤、高度游標尺等。3）工件定位：用適當的工具支承工件，將其放平、放穩。圖1238 劃線工藝鋸斷：用手工鋸將材料割開或切除溝槽。圖1239 手工鋸切 圖1240 鋸齒方向2)鋸切方法：按選用鋸條、安裝鋸條、裝夾工件、運鋸的順序進行。鋸弓往復速度應慢、行程要小、壓力要小、運鋸要平穩，鋸條平面與工件表面要垂直，鋸出切口后鋸弓逐漸改為水平方向。快鋸斷時，應減力、減速，直至斷開。銼刀有錯身（工作部分）和銼柄組成，按用途可分為鉗工銼、整形銼和特種銼三種。整形銼：又稱為什錦銼，成組成套供應，用于細小部位及精密工件的加工。1）攻螺紋：攻螺紋又稱為攻絲，用的工具包括絲錐（圖1247）和鉸杠。參見圖1248。0）長度單位制：我國規定長度單位采用公制，其基本單位為米（ m ），采用千進位，向下千分之一米為毫米 (公厘) ，千分之一毫米為微米 (μ m) ，向上為千米（ km,俗稱公里），工程上一般以毫米為基本單位。最短的尺其量程為 200 毫米，最長的尺量程為 1000 毫米。它具有結構簡單、使用方便、測量尺寸范圍較大等特點，可用來測量外徑、內徑、長度、寬度、厚度、度和孔距等。50=。b）放正卡尺：測量內外圓時，卡尺應垂直于軸線；測量內圓時，應使兩量爪處于直徑處。f）勿測毛面：卡尺屬精密量具，不得用來測量毛坯表面。現以使用最多的外徑千分尺加以說明。螺桿的右端通過棘輪與微分筒（活動套筒）相連，微分筒沿圓周刻有 50 格刻度（即游標）。b、千分尺時應注意事項：a）檢查零點：使用前將螺桿與砧座的測量面擦凈并合攏，仔細檢查零點。當測量頭接近工件時，嚴禁再擰微分筒，而應擰動右端棘輪。千分尺使用后應放回盒中，嚴禁與硬物撞擊，以免磕傷或變形。本章作業:做一個自用的工具作業要求:尺寸標準，至少使用三種工藝手段第二章 非金屬材料與工藝現代科學技術中，材料科學已和計算機技術、生物工程一起成為現代科技的三大支柱。本書根據同學們可能用到的材料，選擇木材、陶瓷和高分子材料作簡單的介紹。木材的種類：木材可分為針葉樹材和闊葉樹材兩大類。木材的構造：木材有紋理特征，從不同的方向鋸切木材，就會產生不同紋理特征的切面，我們可以根據這些特點來研究各種不同切面的性質和用途。闊葉樹材主要由導管、木纖維、軸向薄壁組織、木射線等組成，構造較復雜。（ 2 ）木材含水率。木材吸收水分后體積膨脹，喪失水分則收縮。木材的順紋抗拉和抗壓強度均較高，但橫紋抗拉和抗壓強度較低。二、木材的加工木材的加工分為前期（材質）加工和成形加工。人工干燥主要用干燥窯法，亦可用簡易的烘、烤方法。用膠合的方法能將板材膠合成為大構件，用于木結構、木樁等。它是基本原理就是利用鋸齒對木材進行分解，使材料變短、變小、變薄。由于木材的紋理和鋸子加工后表面粗糙不平整，這就需要通過刨的工藝使木材表面光潔、平整，也可使尺寸精確。刨大平面時也采用電刨、壓刨等。鏟削時一般用肩腳部位壓住鏟柄推進鏟子，用手把握切削力和切削方向。砍削又稱劈裂，一般用來粗加工或是追求一種特殊效果的加工，主要工具是斧。6）彎木:運用加熱的手段使實木彎曲做成所需的物體，如提琴、彎木家具等。從出土的文物來看，其精品至今仍不失實用性和藝術性。意大利著名的旅行家馬可波羅將瓷器稱為中國，即是最有力的佐證。一、陶瓷的工藝過程原料處理：主要有原料凈化、配料、粉碎和練泥等工序組成。球磨機是一種專門的粉碎設備，大型球磨機是一個直徑一米以上的水平放置的鋼制圓柱筒，由電動機帶動后能作繞圓柱軸線滾動的裝置。注漿成型所用的漿料不必真空練泥。施釉：一般陶瓷產品的表面有一層光亮、堅硬的材料，是上了一層釉水（釉）的緣故。施釉方式主要有漂釉和噴釉等。二、陶瓷的成形工藝主要有可塑法和注漿法，也可使用濕壓制法。目前在工業化生產中使用不多，但在制作一些具有個性的作品時仍然使用。(二)注漿成型 (也稱澆注法)注型法是用泥漿向一個具有一定吸水能力的模型（一般用石膏制作，并在注漿前烘熱）型腔進行灌注，等上若干時間，當型腔內壁附著的部分泥漿水份被吸干而成一定厚度的外殼時，將剩余的漿料到出型腔，然后打開模具。作為藝術創作，這種方法不失是個好方法，但作為工業批量生產，這種產品缺乏統一性，很少為規模生產所提倡。（五）井片法：把陶土打成薄片狀，然后進行切割、裁剪、拼接做成一定的造型，再作后期加工。在生產生活的使用中己被人們所接受。熱熔性塑料：常溫下呈顆粒狀，加工時用加熱的方法使其熔化，熔化后具有流動性，通過壓力注入成型模具的型腔，形成產品。熱固性塑料的加工過程不可逆，一旦制成產品，就不能通過再加熱的方法來改變它的形狀。例如在普通塑料中加入玻璃纖維，形成玻璃纖維增強塑料，即玻璃鋼。高密度聚乙稀（ EDPE ）又稱低壓聚乙烯，其分子量高，質地堅硬，強度高；低密度聚乙稀（ LDPE ）又稱高壓聚乙烯，分子量較低，質地柔軟。2,聚氯乙稀（ pvc ）：由氯乙烯聚合而得的熱熔性塑料。無度、無味，質輕，化學穩定性和電絕緣性好，但機械強度較低，耐溫性也差，用來制造一般塑料制品。用聚苯乙烯為主材生產的發泡塑料，具有質輕、強度高、隔熱性和電絕緣性良好及抗沖擊等特點，可用作隔熱、隔聲和防震包裝的材料。有機玻璃由于具有良好的熱塑性，可通過熱成形加工成各種形狀，還可采用切削、鉆孔、拋光等機加工手段進行加工，同時也能進行粘接、印刷、熱壓印花、燙金等二次加工制成各種制品。許多產品外殼（如電視機、隨身聽、吸塵器、電冰箱等）都用它制造。可用來制造軸承、齒輪、葉片、密封圈、電纜接頭等，還可制造包裝袋、食品薄膜。聚氨酯也可制造發泡塑料，軟質聚氨酯發泡塑料彈性好，抗沖擊性高，是極好的緩沖材料。特別應該指出的是，聚四氟乙烯不溶于濃酸、濃堿、強氧化劑和有機溶劑，有“塑料王”之稱。除了能制造各種精度高、外形復雜的制品外，還能制造耐熱的食品包裝物，如包裝袋、飲料杯等。1酚醛樹脂：一種用來制造俗稱為“電木”的塑料原料，具有很高的機械強度。三、塑料工藝塑料的原材料大多是顆粒狀或粉末狀的，通過加溫使其變成糊狀，然后經過各種加工機械使之成為所需的產品和部件。由此注射模具的加工難度比一般金屬沖壓模具要大得多、也復雜得多。通常是將粒料或粉料的塑料投入擠出機料斗里，經加熱或其它方法使塑料成為流動狀態，經加熱后在壓力作用下連續擠壓出機頭，冷卻定型后得到連續的型材。壓制成型:模壓成型又稱壓縮模塑或壓制，是一種應用歷史較久的工藝。其過程是先用夾持框將塑料片材夾緊，并固定在模具上方一定距離上，并用加熱器對片材進行加熱，當片材已被熱至足夠溫度時移開加熱器并采取適當的措施使片材貼緊在模面上，同時在片材的兩面造成一定的氣壓差，這時片材即迅速向下彎垂而與模腔粘合，經充分冷卻后從模具底部通入壓縮空氣將己成塑的片材吹出，最后經修整后即可成為制品。作業要求:通過使用工具使產品模型達到尺寸要求、造型及功能能滿足一至二項，表面光潔。機械連接是指采用機械力或機械連接件的方法進行的連接，如螺紋連接、鍵銷連接、鉚接等；膠接等則屬于非機械連接。本章只介紹靜連接。圖311 螺紋聯接螺栓連接螺栓連接是把螺栓一端穿過兩個或兩個以上零件的孔，然后擰緊螺母，把零件連接起來，如圖311所示。這種連接主要用于被連接零件之一的厚度很大，不便鉆削通孔的情況，或經常需要拆卸的場合。 圖312 螺釘連接 圖313 螺釘頭部結構螺釘連接螺釘連接是不用螺母而將螺釘直接旋入機體螺紋孔中的一種連接。這種螺釘除頭部形狀較多外，其螺桿部分與螺栓相同。緊定螺釘的頭部和尾部結構形式較多，如圖315所示。這種螺釘一般裝在電動機或減速器的外殼上，以便于裝配或搬運。這種螺栓專用于各種機器與地基的連接。鉚釘連接：簡稱鉚接。通用機械中常用的鉚釘在鉚接后的型式如圖319所示，它們的材料、結構尺寸等可查有關標準。熱鉚時須將鉚釘加熱至100~1100℃然后進行鉚合，鉚釘冷卻后就把被連接件緊密地連接起來了。每一類又根據主板上鉚釘的排數可分為單排、雙排、多排等，如圖3110所示。圖3112 銷聯接圓柱銷利用微量過盈固定在鉸光的銷孔中，如多次裝拆則有損連接緊固和精確定位。開口銷常與帶槽螺母配有，用于螺紋防松。鉤扣連接：常用的鉤扣式連接的方法是利用材料自身特點（材料的彈性），使上下咬合，同時又開啟方便，如學生用的鉛筆盒就是利用接觸牙的凹凸點進行鉤扣式連接。一般的鉸鏈是金屬材料做的，由兩個金屬板的接口加銷釘連接。其應用實例見圖6－55。4）膠接的密封性能好。此外，耐老化、耐介質（如酸、減等）性能較差，且不穩定。性能：膠粘劑的性能和用途因品種不同而異，可廣泛用于金屬、塑料、橡膠、織物、玻璃、陶瓷、木材及紙品等材料的粘接。涂膠和粘接：1）涂膠：涂膠應力求薄而均勻。A、一般膠接時，在涂膠結束后，應將被膠接面一次放準，使其吻合程度最高。圖321 C形鉗B、對一些溶劑型膠粘劑，可采用針筒注射的方法進行涂膠。也必須注意注入量不能太大，溢出的溶劑不僅不能增加膠接強度，還會破壞其他表面的光整度，使表面形成疤痕狀的溶斑。一旦發生，要立即用清水沖洗并作進一步治療。但加壓、加溫時要注意，不要讓材料變形或融化，一般膠接在常溫下加壓（用臺鉗等加壓）靜置24小時以上也能達到固化效果。市場上出售的百得膠、萬能膠等商品形式的膠粘劑，多為環氧系膠粘劑，可直接使用或配制后使用。所用膠粘劑為酚醛樹脂型的，通過加壓、加溫，膠合成所需的板材。除此以外，還要選擇合適的接頭型式。作業要求:準確使用材料彈性，使連接的方式有一定牢固度，又能較容