振动式输送机-本科毕业论文.doc

振动式输送机毕业论文 振动式输送机毕业论文 题 目：振动式螺母输送机机械部分设计 专 业：机械设计制造及其自动化 目录摘要IAbstractII第一章 引言11.1 选题目的11.2 课题的意义11.3 选题的国内外研究现状11.4 选题的研究方法1第二章 振动式输送机概述22.1 振动式输送机的应用22.2 振动式输送机的分类及其特点22.3 电磁振动式输送机的概述32.3.1电振机的组成32.3.2电振机的优缺点32.4 电振机工作原理及物料输送原理42.4.1工作原理42.4.2物料输送原理5第三章 电磁振动式螺母输送机的设计计算93.1 已知原始数据及工作条件93.2 运动学参数的选择和计算10第四章 振动系统分析及弹簧选择124.1 振动系统分析124.2 弹簧的选择13第五章 电振机电磁参数的计算选择145.1电磁铁参数的计算选择14第六章 振动料斗参数选择及设计156.1 料斗的特点156.2 料斗的参数选择156.3 料斗的设计17第七章 电磁振动螺母输送机的调试19结论21参考文献22致谢23附录：外语资料翻译及原文24振动式螺母输送机机械部分设计摘要：本次毕业设计是关于电磁振动式输送机的设计。首先对振动式输送机作了简单的概述；接着分析了电磁振动式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型电磁振动式输送机由三个主要部分组成：槽体部分，激振器部分和减振部分。最后简单的说明了输送机的安装与维护。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：电磁振动式输送机；选型设计；主要部件Vibration type nut conveyor machinery parts designAbstract：The design is a graduation project about the Electromagnetic vibration type nut conveyor. At first, it is introduction about the Electromagnetic vibration type nut conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of Electromagnetic vibration type nut conveyor. After that the Electromagnetic vibration type nut conveyor. abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary Electromagnetic vibration type nut conveyor consists of three main parts: Tank section, a vibrator part and damping parts. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keyword: Electromagnetic vibration type nut conveyor; Lectotype Design; main part第一章 引言1.1 选题的目的目前，在汽车制造业企业中，螺栓和螺母的焊接工作大都是采用固定式点（凸）焊机来完成的。凸焊螺母或螺栓则一般是由操作工人用手放入工件，然后再实施焊接。这种手工放置螺母或螺栓的操作方式存在着3大缺点： (1)安全性差：大家知道，在用固定式点（凸）焊机进行螺母或螺栓的凸焊时，一般焊接时的加压力在300 kg以上。而在用手放置螺母或螺栓时，极有可能因误操作而导致焊机启动，导致上电极迅速往下运动，稍有不慎，就会使手压伤甚至残废。特别是在大批量生产时，操作人员免不了会产生疲劳而思想不集中，每年许多企业都会发生这类安全事故。 (2) 生产效率低：由于存在着安全隐患，操作人员在放置螺母或螺栓时，肯定会格外小心谨慎，这必然就会影响到生产效率。 (3) 无法实现自动化生产。随着螺母国标的普及重视，螺母输送机越来越受欢迎。对于使用点焊机的企业操作工人及企业更是乐意使用，这样的自动化机械，人性化的产品，对于保护企业员工的安全，企业的形象，工作流程的标准制定，消除安全事故隐患及减少不必要的费用开支，起到了积极正面的作用。1.2 课题的意义螺母输送机一般与焊接设备配套使用，例如汽车制造厂需要在钢板上焊接螺母，如果是用人手输送的话，首先效率较低，最重要的是会因操作失误是产生重大的安全事故，如还没完全松开手时就进行焊接，这时很容易把手指打断。为了提高生产效率和杜绝此类的安全隐患，用能快速准确的螺母输送机来代替人手方式装配则是一个很好的解决方案。1.3 选题的国内外研究现状关于螺母输送机，比较成熟的有中国的深利昌(SLC)，韩国的chowell，日本的矢岛（在中国叫 电溶机电），德国的KWOLL，美国的welpart1.4 选题的研究方法选择振动式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。第二章 振动式输送机概述2.1 振动式输送机的应用振动式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。振动式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比（如圆盘给练级，摆动给料机，板式给料机等）相比较，具有产量高，能耗少，尺寸小，结构简单，工作可靠，便于维护检修，易于实现自动控制等一系列优点。近年来，由于生产的发展，研制成功了各种结构形式的振动输送机。大的振动输送机的功率可达10千瓦以上，每小时排料量达千吨以上。而微型振动机，则功率只有十几瓦，每小时排料量小到几公斤。振动式输送机是连续运输机的一种，其运输特点是通过激振器驱动，靠振动物料来完成物流从装载点到卸载点的输送并在此过程中进行筛选。目前在采矿，机械制造，煤炭，化工，建材以及粮食，轻工业等部门获得了广泛的应用。例如；从料仓排料，向带式输送机，斗式提升机，自动点焊机给料，向破碎机，球磨机喂料，在包装机系统中做定量给料等。振动输送机所适应的物料范围很广，对粒度在0.1毫米以上的颗粒状物料，一般的块料和块度达400-500毫米的大块物料，直至块度达一米以上的特大块物料，输送效果都很好；另外它还可以输送粉状物料（对于易飞扬的粉状物料，承载构件应该注意制成密闭结构），在采取适当措施后，还可以输送高温物料和具有强烈腐蚀性的物料。2.2 振动式输送机的分类及特点振动式输送机的形式也也是多种多样。按激振方式来分，主要可分成三类：弹性连杆式。由偏心轴、连杆、连杆端部弹簧和料槽等组成。偏心轴旋转使连杆端部作往复运动，激起料槽作定向振动。促使槽内物料不断地向前移动。一般采用低频率、大振幅或中等频率与中等振幅。 电磁式。由铁芯、线圈、衔铁和料槽等组成。整流后的电流通过线圈时，产生周期变化的电磁吸力，激起料槽产生振动。一般采用高频率、小振幅。 惯性式。由偏心块、主轴、料槽等组成，偏心块旋转时产生的离心惯性力激起料槽振动。一般采用中等频率和振幅。 2.3 电磁振动式输送机的概述电磁振动式输送机又称电振机，目前，轻工业生产中应用的电振机主要有直线料槽往复式和螺旋料槽扭动式两种形式（2-1图）。前者料槽作往复直线运动，适合于不需定向排列的轻小物料的供送；后者简称振动料斗，带有螺旋槽的圆形料斗作扭转振动，适合于不需定向排列的单件物品的供送。图2-1 电磁振动输送机简图 1-料斗 2-衔头 3-主振弹簧 4-振壳体 5-线圈 6-弹簧2.3.1 电振机的组成这两种类型的电振机都有三个主要部分组成：1、槽体部分：包括料槽或料斗1、衔铁2、主振弹簧3。2、电磁激振器部分：暴扣激振器壳体4、铁心及线圈5、配重等。3、减震器部分:包括心座支撑弹簧或悬挂弹簧6。2.3.2 电振机的优缺点电磁振动输送机是利用电磁力驱动和机械共振原理进行工作的，其突出优点是：1、无电动机及变速传到机构，没有摩擦运动部体，不需润滑另外，结构也比较简单，质量也比较轻，维护简便。2、在运行过程中可以很方便的无级调节输送量，还易于实行输送量的自动控制，调整方便。3、靠微小振动使物料单方向运动，无强烈搅拌、撞击、摩擦等现象，故机体不易损坏，使用寿命长。4、电振机是在近共振状态下工作的，所需激振力较小，节能。5、电振机可与智能控制装置联动实行定时定量输送的自动控制。电振机具有下述缺点：1、 不适于处理黏性较大或带有油污、水渍的轻薄片状物料。2、设计或调整不合适时会产生较大振动和噪声2.4 电振机工作原理及物料输送原理2.4.1 工作原理图2-2表示了电振机的工作原理。图2-2 电磁振动输送机工作原理图1-物料 2-供料槽体 3-弹簧 4-衔铁 5-线圈图2-2中物料1放在由主振弹簧3支撑的供料槽体2上，衔铁4与槽体主振弹簧连成一体，绕于铁心上的线圈5中流过的是经过半波整流后的单向脉动电流，电磁铁就产生了相应的脉冲电磁力。右图表示在正半周内线圈有电流流过，铁心便产生一次脉冲电磁力吸引衔铁，使槽体向后运动，主振弹簧因此产生形变，储存了一定的势能；在负半周内线圈中无电流通过，电磁力消失，弹簧就恢复变形，带动槽体向前运动，在达到振幅位置之后又返回向后运动，由于电磁力是一个周期变化的强迫作用力，因此电振机是一个以电磁力为周期干扰力的强迫振动系统。当电振机采用不同的运动参数（振幅、频率、振动角、倾角等）时，物料就在槽体工作面上出现不同形式的运动。物料的基本运动形式有以下4种：1、 相对静止 物料随工作面一起运动。2、 正向滑动 物料与工作面保持接触，同时沿输送方向对工作面有相对运动。3、 反向滑动 物料与工作面保持接触，同事逆输送方向对工作面有相对运动。4、 抛掷运动 物料在工作面上被轻微抛起，腾空沿工作面向前作抛物线运动。上述4种形式中，相对静止不能提供物料，反向滑动对供物料没有直接意义。理论上来说，只有正向滑行和抛掷运动才有实用意义。但是由于运动参数的某些限制，在实际工作中上述几种运动形式可能有各种不同的组合形式。轻工业机械中的电振机一般都是采用抛掷运动形式来工作的，所以下面的分析是以抛掷运动为主。2.4.2 物料输送原理物料在槽体重的输送如图2-3所示。图2-3 物料在槽体中的输送图中为料槽倾角，为激振方向角，槽体在电磁力作用下引S方向作简谐振动，则槽体沿S方向的位移可表示为 S=A sint式中 A槽体沿S方向的单振幅； 振动圆频率将槽体振动位移S分解到x方向（平行于工作面）和y方向（垂直于工作面），便得到槽体在x和y方向的分位移： S1=A cossint S2=A sincost可以做出槽体运动曲线如图2-4所示。图2-4 槽体运动曲线图物料在槽体中受到的力有重力、惯性力、摩擦力（未抛起时），物料的受力状况如图2-5所示。图2-5 物料受力图图中，为主振弹簧与铅垂线夹角，Q为物料颗粒重量，可分解为 Qx=Q*sin Qy=Q*cos F0=-f0*N式中 N为物料对工作面的正压力； F0为槽体对物料的摩擦力； “-”号对应于正向供料； f0为物料与工作面间的静摩擦因数。正向滑动当物料沿x方向滑动，物料沿x方向的合理应为0，即化简整理后得机械指数 K=wA1/g,正向滑行指数 Dk=K*cos（-）/sin(+).当正滑行指数Dk1，满足这一条件时的*t称为正向滑动始角k。当cos（-）和sin（+）均为正值，这时的正向滑动始角k必在0-180范围内，我们称此区间为正向起滑区；同样可推出反向滑动始角在180-360范围内，如图2-6所示。图2-6 正向起滑区和反向起滑区槽体向前向上加速运动时，物料由于惯性对底板的正压力较大，故摩擦力较大，物料不能发生相对运动。当槽体作减速运动时，物料由于惯性减小了对槽体得正压力，致使摩擦力减小，物料就有可能发生正方向相对滑动。当处于滑行运动状态时，为了使物料出现比较良好的滑行运动和获得较大的输送速度，选取的正向滑行指数Dk远大于1，通常Dk=2-3。2. 抛掷运动物料在槽体内出现抛掷运动时，槽体受到的物料的正压力N=0，并且在开始出现抛掷的瞬间相对加速度为0，由此可得下两式:当抛掷指数D1时，*t有解，因此出现抛掷运动的条件是D1,满足此条件的*t称为抛始角p。由于电振机的和均在0-90范围内，因此抛始角p必在 0-180范围内，此范围称为抛始区，如图2-7所示。图2-7 y方向抛掷速度及加速度曲线当激振频率，抛掷指数D以及、都已选定，可利用下式求出槽体单振幅A式中n为电振机振动次数。槽体每个振动周期内物料被抛起一次，则抛离一次的腾空时间与一个振动周期之比称为抛离系数，抛离系数与抛离指数关系有下图2-8确定。图2-8 D i关系曲线当i=0时D=1，抛离角度为0，说明物料没有起跳而是随槽体一起运动的，这种状态无法实现物料供送，所以不可取。当i=1时，D=3.3.可知抛离角度为360，说明物料抛离时间恰与振动周期相等，也即物料刚好落到工作面上同时又被重新抛起。当i=2时，D=6.36，可知抛离角度为720，物料抛起后腾空飞跃了2个振动周期后才落到工作面上，同时又被重新抛起。绝大多数电振输送机通常选取1D3.3，这时工作而每振动一次，物料就出现一次抛掷运动。假设物料落下时与工作面碰撞属非弹性碰撞，则物料落到工作面后有一段随槽运动，然后当经过一短时间物料又被重新抛起，物料就随着振动频率而实现周期性的抛掷运动。这种运动状态对提高电振机的工作效率和减少不必要的能量消耗都是有益的。第三章 电磁振动式螺母输送机的设计计算3.1 已知原始数据及工作条件电磁振动式螺母输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料保证每分钟输送30-40个六角焊接螺母，排列定向一致下图为六角螺母的尺寸图输送的为六角焊接螺母，其规格与六角螺母一样，只是位于螺母下方多了3个焊点此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系扣扣：二五一一三三四零八 另提供全套机械毕业设计下载！此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系扣扣：二五一一三三四零八 另提供全套机械毕业设计下载！料斗侧壁安装一块侧板，侧板上有用螺栓固定一片片弹簧，伸入料斗中，与料斗中的物料相接触，当剩余的物料不多时，片弹簧与侧板距离将变小，侧板上有个小孔上面安装一个微动开关，片弹簧收缩使微动开关开启，开启后自动报警，提醒物料过少，报警数5分钟后，自动停机。第七章 电磁振动螺母输送机的调试7.1 调试内容由于影响振动料斗正常工作的因素较多，因此，实际情况难免与原设计要求有所出入，必须经过适当调试后才能使用。需要调试的内容如下：（1）工件前进速度工件前进速度不均匀、不稳定，出现两边上料速度快慢不同，以及后面工件挤推前面工件现象。这主要是几根板弹簧振幅不等，而使料斗各部分振动加速度不一致的结果，影响振幅不等的因素有：弹簧的材料成分、性能及尺寸不一致；弹簧安装位置不正确；各电磁铁的气隙大小不相等；连接处螺帽、螺钉有松动；如工件只跳不前，主要是振幅或者弹簧倾角过大造成的。（2）工作时噪声较大，其原因有：电磁铁气隙太小，铁心与衔铁发生碰撞；电磁铁结合不良、有漏磁，产生嗡嗡叫声，应重新结合或更换电磁铁；连接处螺钉有松动；（3）供料与机器运行不同步料斗送料率与实际机器产生率不相适应。因送料率与振幅及激振电源频率成正比，故其调节方法可以有以下两种：改变振幅值调节送料率。因振幅与激振力成正比，而激振力与外加电压平方成正比，以及与线圈匝数平方成正比等，故改变外加电压及线圈匝数就能调节振幅值。电压常采用调压器或可变电阻进行调节。改变线圈匝数调节激振力较简单，但不能实现无级调节。此外，振幅的大小还可以通过改变电磁线圈中的电流大小来调节。改变激振电源频率调节送料率。因频率提高后，工件跳跃次数增多，即使在振幅固定的情况下，也能提高料斗送料率。但这种方法比较复杂，用得不多。结论本次设计主要是根据现有的设计标准进行仿形设计，严格依据设计标准和有关规范进行设计与计算。设计的主要成果为：(1) 熟练地掌握了输送机各部分的结构、原理和功能，了解了国内外的发展现状。(2) 掌握了输送机在使用过程中经常出现的问题，并在设计中针对每个问题做了适当的解决。设计解决的问题：熟悉振动式输送机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。重点是电磁铁选取，主振弹簧及弹簧片的选取和料斗的设计。为了能设计出完成预期效果的振动式螺母输送机，我阅读了电磁铁设计手册，弹簧设计手册，以及振动盘设计原理，重新温习了三维仿真软件Solid Edge存在的主要问题：（1） 对部分零件的结构尺寸和安装尺寸掌握的不够准确。（2） 设计中还采用了一部分老旧单一的部件。进一步研究的建议：（1）根据实际情况对输送机整体进行简化，减小输送机的重量和体积。（2）对各个部件进行优化设计，使各部分的功能达到最优。参考文献1 机械设计手册编委会.机械设计手册M.北京:机械工业出版社.20042 范祖尧等.现代机械设备设计手册非标准机械设备设计M.北京:机械工业出版社.20003 唐金松.简明机械设计手册（第二版）M.上海:科学技术出版社.2002.4 闻邦树.振动机械的理论与动态设计方案M.广州:机械工业出版社.20015 张英会 刘辉航主编.弹簧手册M.北京:机械工业出版社.19976 尚久浩主编.自动机械设计M.北京:中国轻工业出版社，20037 李全凤主编.电场数值计算与电磁铁设计M.北京:清华大学出版社，20028 陈立新主编.机械设计课程设计M.北京:中国电力出版社.20029 张钺主编.新型圆管带式输送机设计手册M.北京:化学工业出版社，2007.10 林述温主编.机电装备设计M.北京:机械工业出版社，2002.11 张建民主编.机电一体化系统设计M.北京:高等教育出版社，2007.12 李柱国.机械设计与原理M.北京:科学出版社.2003.13 孔庆华 刘传绍.极限测量与测试技术基础M.上海:同济大学出版社.2002年.15 机械设计手册编写组.机械设计手册M.北京:化学工业出版社.2002年.16 中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图M.上海:上海科技出版社.2000年.致 谢毕业设计是我在大学里的最后一门课程。通过这次毕业设计，我学会了如何查阅现有的技术资料、如何举一反三、如何通过改进并加入自己的想法与观点，使之成为自己的东西。并且结合生产知识，培养理论联系实际以及分析和解决工程实际问题的才能，并使大学四年所学的知识得到进一步巩固、深化和扩展。在此，我对我的毕业设计指导老师毛美姣老师，指导帮助我设计的谭老师表示衷心的感谢，感谢他们对我的严格要求，感谢他们的监督和指导。其次我要感谢这四年里给我授课的所有老师。感谢你们传给我知识。最后还要感谢参考文献中所列书籍、文章及资料的作者。附件1：外文资料翻译译文摘自: 制造工程与技术（机加工）（英文版） Manufacturing Engineering and TechnologyMachining 机械工业出版社 2004年3月第1版 美 s. 卡尔帕基安(Serope kalpakjian) s.r 施密德(Steven R.Schmid) 著20.9 可机加工性一种材料的可机加工性通常以四种因素的方式定义：1、 表面的光洁性和表面完整性。2、刀具的寿命。3、切削力和功率的需求。4、切屑控制。以这种方式，好的可机加工性指的是好的表面光洁性和完整性，长的刀具寿命，低的切削力和功率需求。关于切屑控制，细长的卷曲切屑，如果没有被切割成小片，以在切屑区变的混乱，缠在一起的方式能够严重的介入剪切工序。因为剪切工序的复杂属性，所以很难建立定量地释义材料的可机加工性的关系。在制造厂里，刀具寿命和表面粗糙度通常被认为是可机加工性中最重要的因素。尽管已不再大量的被使用，近乎准确的机加工率在以下的例子中能够被看到。20.9.1 钢的可机加工性因为钢是最重要的工程材料之一（正如第5章所示），所以他们的可机加工性已经被广泛地研究过。通过增加铅和硫磺，钢的可机加工性已经大大地提高了。从而得到了所谓的易切削钢。二次硫化钢和二次磷化钢 硫在钢中形成硫化锰夹杂物（第二相粒子），这些夹杂物在第一剪切区引起应力。其结果是使切屑容易断开而变小，从而改善了可加工性。这些夹杂物的大小、形状、分布和集中程度显著的影响可加工性。化学元素如碲和硒，其化学性质与硫类似，在二次硫化钢中起夹杂物改性作用。钢中的磷有两个主要的影响。它加强铁素体，增加硬度。越硬的钢，形成更好的切屑形成和表面光洁性。需要注意的是软钢不适合用于有积屑瘤形成和很差的表面光洁性的机器。第二个影响是增加的硬度引起短切屑而不是不断的细长的切屑的形成，因此提高可加工性。含铅的钢 钢中高含量的铅在硫化锰夹杂物尖端析出。在非二次硫化钢中，铅呈细小而分散的颗粒。铅在铁、铜、铝和它们的合金中是不能溶解的。因为它的低抗剪强度。因此，铅充当固体润滑剂并且在切削时，被涂在刀具和切屑的接口处。这一特性已经被在机加工铅钢时，在切屑的刀具面表面有高浓度的铅的存在所证实。当温度足够高时例如，在高的切削速度和进刀速度下铅在刀具前直接熔化，并且充当液体润滑剂。除了这个作用，铅降低第一剪切区中的剪应力，减小切削力和功率消耗。铅能用于各种钢号，例如10XX，11XX，12XX，41XX等等。铅钢被第二和第三数码中的字母L所识别（例如，10L45）。（需要注意的是在不锈钢中，字母L的相同用法指的是低碳，提高它们的耐蚀性的条件）。然而，因为铅是有名的毒素和污染物，因此在钢的使用中存在着严重的环境隐患（在钢产品中每年大约有4500吨的铅消耗）。结果，对于估算钢中含铅量的使用存在一个持续的趋势。铋和锡现正作为钢中的铅最可能的替代物而被人们所研究。脱氧钙钢 一个重要的发展是脱氧钙钢，在脱氧钙钢中矽酸钙盐中的氧化物片的形成。这些片状，依次减小第二剪切区中的力量，降低刀具和切屑接口处的摩擦和磨损。温度也相应地降低。结果，这些钢产生更小的月牙洼磨损，特别是在高切削速度时更是如此。不锈钢 奥氏体钢通常很难机加工。振动能成为一个问题，需要有高硬度的机床。然而，铁素体不锈钢有很好的可机加工性。马氏体钢易磨蚀，易于形成积屑瘤，并且要求刀具材料有高的热硬度和耐月牙洼磨损性。经沉淀硬化的不锈钢强度高、磨蚀性强，因此要求刀具材料硬而耐磨。钢中其它元素在可机加工性方面的影响 钢中铝和矽的存在总是有害的，因为这些元素结合氧会生成氧化铝和矽酸盐，而氧化铝和矽酸盐硬且具有磨蚀性。这些化合物增加刀具磨损，降低可机加工性。因此生产和使用净化钢非常必要。根据它们的构成，碳和锰钢在钢的可机加工性方面有不同的影响。低碳素钢（少于0.15%的碳）通过形成一个积屑瘤能生成很差的表面光洁性。尽管铸钢的可机加工性和锻钢的大致相同，但铸钢具有更大的磨蚀性。刀具和模具钢很难用于机加工，他们通常再煅烧后再机加工。大多数钢的可机加工性在冷加工后都有所提高，冷加工能使材料变硬并且减少积屑瘤的形成。其它合金元素，例如镍、铬、钳和钒，能提高钢的特性，减小可机加工性。硼的影响可以忽视。气态元素比如氢和氮在钢的特性方面能有特别的有害影响。氧已经被证明了在硫化锰夹杂物的纵横比方面有很强的影响。越高的含氧量，就产生越低的纵横比和越高的可机加工性。选择各种元素以改善可加工性，我们应该考虑到这些元素对已加工零件在使用中的性能和强度的不利影响。例如，当温度升高时，铝会使钢变脆（液体金属脆化，热脆化，见1.4.3节），尽管其在室温下对力学性能没有影响。因为硫化铁的构成，硫能严重的减少钢的热加工性，除非有足够的锰来防止这种结构的形成。在室温下，二次磷化钢的机械性能依赖于变形的硫化锰夹杂物的定位（各向异性）。二次磷化钢具有更小的延展性，被单独生成来提高机加工性。20.9.2 其它不同金属的机加工性尽管越软的品种易于生成积屑瘤，但铝通常很容易被机加工，导致了很差的表面光洁性。高的切削速度，高的前角和高的后角都被推荐了。有高含量的矽的锻铝合金铸铝合金也许具有磨蚀性，它们要求更硬的刀具材料。尺寸公差控制也许在机加工铝时会成为一个问题，因为它有膨胀的高导热系数和相对低的弹性模数。铍和铸铁相同。因为它更具磨蚀性和毒性，尽管它要求在可控人工环境下进行机加工。灰铸铁普遍地可加工，但也有磨蚀性。铸造无中的游离碳化物降低它们的可机加工性，引起刀具切屑或裂口。它需要具有强韧性的工具。具有坚硬的刀具材料的球墨铸铁和韧性铁是可加工的。钴基合金有磨蚀性且高度加工硬化的。它们要求尖的且具有耐蚀性的刀具材料并且有低的走刀和速度。尽管铸铜合金很容易机加工，但因为锻铜的积屑瘤形成因而锻铜很难机加工。黄铜很容易机加工，特别是有添加的铅更容易。青铜比黄铜更难机加工。镁很容易机加工，镁既有很好的表面光洁性和长久的刀具寿命。然而，因为高的氧化速度和火种的危险（这种元素易燃），因此我们应该特别小心使用它。钳易拉长且加工硬化，因此它生成很差的表面光洁性。尖的刀具是很必要的。镍基合金加工硬化，具有磨蚀性，且在高温下非常坚硬。它的可机加工性和不锈钢相同。钽非常的加工硬化，具有可延性且柔软。它生成很差的表面光洁性且刀具磨损非常大。钛和它的合金导热性(的确，是所有金属中最低的)，因此引起明显的温度升高和积屑瘤。它们是难机加工的。钨易脆，坚硬，且具有磨蚀性，因此尽管它的性能在高温下能大大提高，但它的机加工性仍很低。锆有很好的机加工性。然而，因为有爆炸和火种的危险性，它要求有一个冷却性质好的切削液。20.9.3 各种材料的机加工性石墨具有磨蚀性。它要求硬的、尖的，具有耐蚀性的刀具。塑性塑料通常有低的导热性，低的弹性模数和低的软化温度。因此，机加工热塑性塑料要求有正前角的刀具（以此降低切削力），还要求有大的后角，小的切削和走刀深的，相对高的速度和工件的正确支承。刀具应该很尖。切削区的外部冷却也许很必要，以此来防止切屑变的有黏性且粘在刀具上。有了空气流，汽雾或水溶性油，通常就能实现冷却。在机加工时，残余应力也许能生成并发展。为了解除这些力，已机加工的部分要在（）的温度范围内冷却一段时间，然而慢慢地无变化地冷却到室温。热固性塑料易脆，并且在切削时对热梯度很敏感。它的机加工性和热塑性塑料的相同。因为纤维的存在，加强塑料具有磨蚀性，且很难机加工。纤维的撕裂、拉出和边界分层是非常严重的问题。它们能导致构成要素的承载能力大大下降。而且，这些材料的机加工要求对加工残片仔细切除，以此来避免接触和吸进纤维。随着纳米陶瓷（见8.2.5节）的发展和适当的参数处理的选择，例如塑性切削（见22.4.2节），陶瓷器的可机加工性已大大地提高了。金属基复合材料和陶瓷基复合材料很能机加工，它们依赖于单独的成分的特性，比如说增强纤维或金属须和基体材料。20.9.4 热辅助加工在室温下很难机加工的金属和合金在高温下能更容易地机加工。在热辅助加工时（高温切削），热源一个火把，感应线圈，高能束流（例如雷射或电子束），或等离子弧被集中在切削刀具前的一块区域内。好处是：（a）低的切削力。（b）增加的刀具寿命。（c）便宜的切削刀具材料的使用。（d）更高的材料切除率。（e）减少振动。也许很难在工件内加热和保持一个不变的温度分布。而且，工件的最初微观结构也许被高温影响，且这种影响是相当有害的。尽管实验在进行中，以此来机加工陶瓷器如氮化矽，但高温切削仍大多数应用在高强度金属和高温度合金的车削中。小结通常，零件的可机加工性能是根据以下因素来定义的：表面粗糙度，刀具的寿命，切削力和功率的需求以及切屑的控制。材料的可机加工性能不仅取决于起内在特性和微观结构，而且也依赖于工艺参数的适当选择与控制。附件2：外文资料