在
金属工艺学中,冷加工是指金属在低于
再结晶温度进行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。
切削加工
切削加工的分类
切削加工是利用切削工具从工件上切去多余材料的加工方法。通过切削加工,使工件变成符合图样规定的形状、尺寸和表面粗糙度等方面要求的零件。切削加工分为机械加工和钳工加工两大类。
机械加工(简称机工)是利用机械力对各种工件进行加工的方法。他一般是通过工人操纵机床设备进行加工的,其方法有车削、钻削、镗削、铣削、
刨削、
拉削、磨削、研磨、超精加工和和抛光等。
钳工加工(简称钳工)是指一般在台上以手工工具为主,对工件进行加工的各种加工方法,钳工的工作内容一般包括划线、锯削、锉削、刮削、研磨、钻孔、扩孔、铰孔,攻螺纹、套螺纹、机械装配和设备修理等。
切削加工的特点和作用
①切削加工的精度和
表面粗糙度的范国广泛,且可获得高的加工精度和低的表面粗糙度。
②切削加工零件的材料、形状、尺寸和重量的范较大。切削加工多用于金属材料的加工,也可用于某些
非金属材料的加工;对于零件的形状和尺存一般不受限制,只要能在机床上实现装夹,大都可进行切削加工,且可加工常见的各种型面。切削加工零件重量的范围很大。
③切削加工的生产率较高。在常规条件下,切削加工的生产率一般高于其他加工方法。只是在在少数特殊场合,其生产率低于精密铸造、精密锻造和粉末治金等方法。
④切削过程中存在切削力,刀具和工件均须具有一定的强度和刚度,且刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度。因此,限制了切削加工在细微结构与高硬高强等特殊材料加工方面的应用,从而给特种加工留下了生存和发展的空间。
切削加工的的发展方向
随着科学技术和现代工业日新月异的的飞速发展,切削加工也正朝着高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化方向发展主要体现在以下三方面:加工设备朝着数字化,精密和超精密化以及高速和超高速方向发展。
目前,普通加工、精密加工和高精度加工的精度已经达到了1微米、0.01微米和0.001微米(毫微米,即纳米),正向原子级加工逼近;刀具材料朝
超硬刀具材料方向发展;生产规模由目前的小批量和单品种大批量向多品种变批量的方向发展,生产方式由目前的手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线自动化向柔性自动化和智能自动化方向发展。
①车削:车削加工是机械零件加工中最常用的一种加工方法。它是利用车刀在车床上完成加工,加工时,工件旋转,车刀在平面内作直线或曲线移动。
②铣削:铣削加工就是用旋转的铣刀作为刀具的切削加工,铣削一般在卧式铣床(简称卧铣)、
立式铣床(简称立铣)、
龙门铣床、工具铣床以及各种专用铣床上或镗床上进行。
③磨削:利用高速旋转的砂轮等磨具,加工工件表面的切削加工称为磨削加工,磨削加工一般在在磨床上进行。
④钻削:用钻头或铰刀、锪刀在工件上加工孔的方法统称钻削加工,主要用来钻孔、扩孔、铰孔、锪孔,钻中心孔、攻丝等加工。
⑤镗削:镗削加工是利用镗刀刀具在镗床上完成的加工,在镗削加工时,床主轴带动镗刀做旋转运动,工件或镗刀做进给运动完成切削加工,是孔加工常用的方法之一。
⑥拉削:用拉刀作为刀具加工工件通孔、平面和成形表面的切削加工方法称为拉削加工,拉削能获得较高的尺寸精度和较小的
表面粗糙度,生产率高,适用于成批大量生产。大多数拉削加工时,拉床只有拉刀做直线拉削的主运动,而没有进给运动。
⑦刨削:用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法称为刨削加工。刨削是平面加工方法之一,可以在
牛头刨床和
龙门刨床上进行。前者适宜加工中小型工件,后者适宜加工大型型工件或同时加工多个中型工件。
优点和限制
冷加工的优点
2. 可以获得很好的尺寸公差和表面粗糙度;
3. 便宜;
4. 有些金属只能进行有限程度的冷加工,因为它们在室温下表现为脆性;
5. 冷加工削弱了延展性、导电性和耐腐蚀性。但因冷加工而导致的导电性减小的程度小于其他强化加工的影响,所以冷加工也被用来强化导电材料,如铜丝;
6. 如果
各向异性的特性和
残余应力控制得当的话,它们也会带来好处。如果控制不当,就会大大削弱材料性能;
7. 由于冷加工的效果会在高温下降低甚至消失,所以对于那些工作在
高温环境下的部件来说,不适用冷加工强化;
冷加工的限制
冷加工会导致一些不需要的效果。比如延展性的降低以及残余应力的增加。由于冷加工或
加工硬化的机制是增加了位错密度,因此任何可以重新排列或消除
位错的处理方法都可以消除冷加工的效果。
加工退火是一种热处理方法,用来消除部分或全部冷加工效果。
加工退火分为三个阶段:恢复(Recovery),
再结晶(Recrystallization)和
晶粒长大(Grain Growth)。恢复发生在较低温度。它可以消除
残余应力而不改变
位错密度。再结晶发生在中等温度。加热超过一定温度后,含有非常低的位错密度的新
晶粒会在
晶界上生成。由于
位错数量大幅减少,再结晶的金属因此会强度降低,延展性升高。加热温度继续升高,就到了晶粒长大阶段。在这个阶段中,所有冷加工的效果都被消除。所以这个阶段是不希望达到的。
参考资料
冷加工.www.baike.com/wiki/冷加工 .2011-06-20