KRN-C07A型金属工艺学陈列柜
本套陈列柜根据金属加工原理，并制定与之相配的加工方法，通过动作
模拟（模型可电动，手动），系统地展示了金属加工的全过程，以及在加
工中遇到的各种问题。涉及面广，综合性强，使学生对金属加工有了更深
层次的了解。
本陈列展示柜集中反映了金属工艺学中金属切削加工基础的主要内容，分10柜展示内容如下：
目 录
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序号 |
陈列柜名称 |
陈列柜内容 |
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第一柜 |
铁碳合金相图及晶体结构 |
A、铁碳合金相图， B、晶体结构模型。 |
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第二柜 |
钻削、铣削加工应用 |
A、铣钩槽，B、铣削离合器，C、铣削齿轮 D、铣削V型槽，E、铣削T型槽，F、铣削特型面1，G、铣削螺旋键槽，H、铣削轴头键，I、铣削切断工件，J、铣削特型面2，K、铣削阶台 L、铣削燕尾槽，M、钻削，N、扩孔，O、铰孔 P、攻丝，Q、锪孔，R、刮削平面。 |
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第三柜 |
平面加工方法 |
A、铣削平面，B、用45°车刀车削端面，C、用90°车刀车削端面，D、用盘状铣刀，E、横向磨削法，F、深度磨削法，G、阶台磨削法，H、用砂布磨削法，I、刨削垂直平面，J、刨削平面，K、刨削斜面，L、刨削沟槽，M、平面刮刀，N、曲面刮刀。 |
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第四柜 |
内圆加工 |
A、车削外圆，B、车削锥度面，C、用切断刀车削端面，D、用铰刀削内孔，E、磨削外圆，F、无心磨削，G、成型磨削，H、磨削花键，I、用拉刀拉削内花键，J、衍刀衍削内孔，K、镗削内孔的种类。 |
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第五柜 |
螺纹加工 |
A、8种常用螺纹，B、搓丝法，C、滚丝法， D、套丝法，E、丝攻，F、板牙，G、磨削外螺纹，H、车削蜗杆，I、旋风切削加工法。 |
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第六柜 |
零件加工方法 |
A、用砂轮磨削内孔，B、砂轮磨削实例， C、外圆特型面及加工结构，D、内孔加工方法及结构，E、特型零件，F、螺纹加工及结构。 |
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第七柜 |
切削原理 |
A、车刀的主要角度及确定几何角度的辅助平面， B、切削的分解，C、切削种类，D、车削外圆， E、车刀的种类，F、刃倾角的种类，G、车刀刃倾角对车削的影响，H、切削三个变位区， I、切削形成过程。 |
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第八柜 |
轴类加工原理 |
车削、铣削、磨削等加工后的轴类零件共17件 |
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第九柜 |
齿轮加工法 |
A、毛坯，B、车削工件毛坯，C、钻削工件内孔， D、车削工件内孔，E、工件内孔拉矩形花键， F、铣削大齿轮，G、用插刀插削小齿轮，H、工件倒角，I、衍齿轮，J、配上花键轴。 |
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第十柜 |
铸造缺陷 |
A、气孔，B、缩孔，C、缩松，D、砂眼，E、渣孔，F、粘砂，G、夹砂，H、冷隔，I、错箱， J、浇不足，K、偏心，L、抬箱，M、裂纹， N、白口。 |
陈列柜技术要求
（1） 各陈列柜陈列有模型和图表，模型采用铝合金、PVC工程塑料、有机玻璃制作，
陈列柜体用厚度大于1.2mm的冷轧板成型、表面喷塑处理，柜内面板采用豪华铝
塑板制作，柜上部日光灯照明，配置带锁玻璃门。
（2）陈列柜的模型动作和讲解采用先进的单片机技术、VB语言程序控制系统加语音芯片灌制语音及直流电源。讲解词播放效果：100平方米内声音洪亮、清晰。
（3） 可遥控实现顺序动作播音讲解，或单柜任意模型的动作和讲解，或只动作不播音
的控制（我公司率先推出无线遥控应用技术加语音芯片播音，不受场地和时间影
响，性能稳定，可操作性强，使用寿命长等特点）。
（4） 金属件模型表面作防锈处理，非金属件10年不老化。
（5） 陈列柜尺寸：1200（宽）、450（厚）1900（高）。
（6） 输入电压：交流220V 400w
五、提供的文档
1、产品说明书1份；
前 言
本套陈列柜根据金属加工原理，并制定与之相配的加工方法，系统地展示了金属加工的全过程，以及在加工中遇到的各种问题。涉及面广，综合性强，使学生对金属加工有了更深层次的了解。
第一柜、Fe-Fe
钢铁材料是现代工业的基础，是机械制造工业中应用最广泛最多的金属材料，钢和铸铁都是铁碳合金。铁碳合金相图，是研究钢铁的重要工具，了解与掌握铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和使用，各种热加工工艺的制订与分析具有重要的指导意义。
柜中展示的是简化了的铁碳合金相图，它借助于灯光演示，学者不仅要了解、而应熟练的掌握这个铁碳合金相图，这对于应用钢铁材料，创造性选用钢铁材料有着十分重要的意义。
掌握铁碳相图，首先要认清它的三个重要基本相，即：铁素体、奥氏体、和渗碳体，以及由它们基本组成物-珠光体和铁素体。它们的晶体形态不同，表现的性能各异。
其次要弄清相图的点、线的意义，图中两个重要的点：共晶点C和共析点S，两条水平线；共晶线ECF和共析线PSK；三条特性曲线、ES和PQ溶解度曲线及GS的奥氏体与铁素体的相互转变线。
弄清了点线的意义后，还要能分析不同成份合金的平衡结晶过程和室温组织，根据室温的组织特征，铁碳合金划分为七种类型：其工业纯铁、亚共析铁、共析钢过共析钢亚共晶生铁、共晶生铁、过共晶生铁的不同组织，表现出不同的性能、其应用也就各异了。
分析铁碳相图，从相的组成角度看，铁碳合金在室温下的平衡组织皆由铁素体和渗碳体两相所组成，铁素体是软韧相、渗碳体是硬脆相，两者组成机械混合物时，渗碳体成了强化相。当含碳量增加，铁素体量减少，渗碳体增加，组织化生变化，因而引起强度硬度增高，塑性韧性下降。当含碳量接近于1%时，其强度达到最高值，再增高时，强度反而下降，因此工业生产中，钢的含碳量一般都是不超过1.3-1.4%。
Fe-Fe
第二柜、金属切削加工：
切削加工主要用于金属材料的加工，也可用于非金属材料的加工。切削加工是切削工具从毛坯上切去多余的材料，使零件的几何形状、尺寸以及表面粗糙度等方面均符合图纸要求
在切削加工中，刀具是保证加工质量，提高生产效率的一个重要因素。因此，车削、铣削、钻削、镗削等加工方法均需根据不同的加工对象来选择合理的刀具结构、合理的刀具材料及刀具角度。
车削刀具种类很多、形状多种多样、其结构却具有共性。柜中展示的是最基本、最典型的外圆车刀，它是将硬质合金刀片焊在刀体上的焊接式车刀，由刀头和刀体组成，刀头是切削金属材料的部位，，它由“三面两刃一刀尖”组成，车刀的主要角度，借助于主剖面参考系，即基面，切削平面和主剖面，展示确定前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。
刀具材料：目前在切削加工中使用最多的是高速钢和硬质合金。高速钢淬火后硬度可达HRC62-67,车削温度达到500-600时仍然能车削，它的抗弯度和冲击韧性比硬质合金高，所以在复杂刀具中仍占有主要地位，多用来制造钻头、丝锥、铣刀、拉力、齿轮刀具等。硬质合金是具有高的耐磨性和高的耐热性，其切削速度比高速钢高4-10倍，但抗弯强度低，冲击韧性差，只能制成刀片用焊接或加固在刀体上使用，柜中展示了高速钢整体刀具，硬质合金焊接刀具实物。
金属切削过程实质上是一种挤压过程，前切层金属受刀具的挤压而产生变形。柜中展示塑性金属的变形情况，展示三个变形的范畴。金属材料的塑性不同在切削过程中塑性变形的程度不同，会产生不同类型的切屑，柜中展示带状、节状、粒状、崩碎四种类型的切削情况，不同类型的切屑会切削加工产生不同的影响。
金属切削时，刀具切入会产生力，即受力的情况用力的分解组成模型展示。在切削过程中，变形抗力和摩擦阻力所消耗的功绝大部分转变为热能，即切削热来源于三个变区，用模型展示。
切削过程中由于力的作用，刀面会产生磨损，如后刀面磨损，前刀面、前后刀面同时磨损，刀具磨损形态与磨损用曲线展示。
在切削塑性金属时，常发现在刀具前面，靠近刀具的刀刃部位形成积屑瘤，它是一块很硬的金属，远高于被切金属，因此可以替代刀刃进行切削，可起到保护刀刃的磨损作用，但使切削力减少，会使工件产生沟痕。
外圆、内圆和平面是构成机器零件的基本表面，加工方法很多，在机械加工中占有重要地位。
外圆表面加工：
外圆是轴类、盘套类零件的主要表面，加工方法主要是车削、磨削和研磨。车削是外圆加工的主要方法，可以在普通车床、自动车床、立式车床上进行，可用尖刀、偏刀、圆弧刀车外圆。可粗车、半精车、精车。外圆车削应用广泛，生产率高，加工的材料范围广泛。
外圆磨削是外圆精加工的主要方法，一般在半精车后进行，可分粗磨和精磨，可在外圆磨床、万能外圆磨床和无心磨床上进行。柜中展示了纵磨法：磨削轴外圆，它磨削精度高，适应性好；横磨法：磨削小型工件它生产率高但调整复杂，只适应于大批量生产。
外圆研磨是一种高精度、低粗糙的一种光整加工，它有手工研磨和机械研磨两种方式，模型为车床上研磨外圆的方法，工件由车床上轴带动旋转，研磨环内圆涂上研磨膏，用手扶持作往复运动，，它方法简单易行，能保证质量，是用得较为广泛的光整加工。
第四柜、内圆加工：
内圆表面是盘套、支架和箱体零件的重要内表面，常用的加工方法有：
1、钻孔
钻孔是用麻花钻头对工件打孔，常在机床上进行。柜中展示的用麻花钻钻孔，它容易产生偏斜，孔径扩大，孔壁质量差，是一种粗加工。
2、扩孔
扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔进行扩大，扩孔钻刚性好，导向性好切削条件较好，属于半精加工。
3、铰孔
铰孔是用铰孔刀在半精加工的基础上进行，有机铰和手铰两种，柜中展示的是用手铰铰孔，铰刀是定径的精加工刀具。
4、锪孔
加工锥形孔或柱形的沉坑用锪钻加工，柜中展示了用锪钻在钻床上锪锥形、沉头螺钉沉坑。
5、镗孔
镗孔是对有孔的工件作进一步加工的方法，常在车床上和镗床上进行。模型中为车床上镗通孔、不通孔内沟槽的情况。柜中展示了在卧式镗床上主轴旋转进行镗孔的情况，镗削精度高，主要用于镗削大、中型支架和箱体的支承孔内槽。
6、拉孔
拉孔是利用拉刀对已有孔进行的高效率精加工方法，它可拉削圆孔和各种裁面形状的通孔及键槽和平面，模型为在卧式拉床上拉削圆孔的示意。
7、磨孔
磨孔是利用砂轮在磨床上对孔的加工方法，是一种精加工，模型是磨削圆柱内孔，示意用于无法镗削、铰削、拉削淬火硬化的孔，效果特好。
第五柜、平面加工方法：
平面是箱体、机座、机床机身、工作台以及板块状零件的主要表面，可分为水平面、垂直面和斜面，又可联结成各种沟槽、直槽、V形槽、T形槽、燕尾槽等。其加工方法有车、铣、刨、磨、研磨、刮削等。
1、平面车削：
平面车削主要用于车削零件的端面，如柜中模型a是在普通车床的三爪卡盘上车削套盘类零件端面；b是在四爪卡盘上车削方形截面零件的平面。
2、铣削平面：
铣削是平面加工的主要方法，常在专用的铣床上进行。有粗铣精铣之分，铣削方法多应用较灵活广泛，柜中展示的是
① 镶齿端铣刀：铣平面、铣垂直面。
② 圆柱铣刀：铣平面，铣刀为高速钢制作，所以切削速度不宜高
③ 三面刃铣刀：铣平面（铣台前面、铣沟槽）
④ 立铣刀：铣箱体上的凸台面、铣直槽、铣轴端的内凹面。
3、刨削平面：
刨削亦是平面的主要加工方法，常在专门的刨床上进行，亦有粗刨和精刨之分，柜中模型展示的是
牛头刨床上刨水平面
牛头刨床上刨T形槽
牛头刨床上刨燕尾槽
4、插削平面：
插削是在专门插床上进行，用于零件的内表加工，如内键槽、方孔、花键孔等，模型为用键槽插刀插削内键槽。
平面磨削是铣、刨、车削基础上的精加工方法，在特制的磨床上进行，普通平面磨削有周面磨削和端面磨削两种方式，周面磨削的磨削精度高，多适用于批量生产，端面
磨削，它的生产率高，但精度较低。
5、平面刮削：
刮削常在精刨和精铣的基础上进行的光整加工，模型为利用刮刀用手工的方法刮
削平面，它刮削精度高，方法简单，不需要复杂设备，应用较多。
第六柜、齿形加工方法：
圆柱齿轮类型：
齿轮是传递运动和动力的重要零件，它的种类很多，陈列柜上层陈列的为几种圆齿轮
直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮、直齿锥齿轮、齿轮齿条、涡轮蜗杆。
圆柱齿轮齿形加工法
1、铣齿：
有铣刀铣削直齿圆柱齿轮，模数m＜8的齿轮一般用盘状铣刀加工，模数m＞8的齿轮用指状齿轮铣刀，选用的齿轮铣刀模数m,压力角a应与被加工的齿轮的模数m和压力角a一致。
铣削齿条模型为用齿条铣刀铣削长齿条，齿条沿工作台纵向移动的方向安装,利用万能铣头使刀轴与齿条平行，横向移动工作台为进给运动，纵向移动工作台进行分齿。
铣齿在普通铣床上进行，费用较低，但精度、生产率低只宜于单件小批量生产的精度要求不高的齿轮。
2、插齿：
插齿是利用插齿刀在插齿机上进行，属于展成法，它可插削直齿圆柱齿轮、直齿内齿轮、螺旋齿轮、齿条等，插齿的精度可达8-7级精度的齿轮。
3、滚齿：
滚齿是利用滚齿刀在滚齿机上进行的，亦属展成法。模型为滚齿刀滚切齿轮示意图，它可滚切直齿圆柱齿轮，螺旋圆柱齿轮、及涡轮。
滚齿插齿均在特制的机床上、用展成加工、精读基本相同，均为8-7级，但插齿的分齿精度略低于滚齿，而滚齿的齿形精度略低于插齿，滚齿的生产率一般高于插齿，但它们在单件或小批量及大批量生产中均广泛使用。
4、剃齿：
剃齿是用剃齿刀在剃齿机上进行的精加工，加工精度可达7-6级，主要用于经滚齿或插齿的未经淬火的齿轮，模型为用剃齿刀进行剃齿的加工方法。
5、磨齿：
磨齿用砂轮在磨齿机上进行，是高精度的齿形加工方法，加工精度可达6-4级直至达3级，它既可磨未经淬火的齿轮，亦可磨经淬火的高硬度齿轮，模型为用双蝶形砂轮磨齿。
第七柜、螺纹加工方法：
螺纹的应用很广，可作联接、紧固、传动和调节之用，由于牙形不同，种类很多。现陈列常用的六种螺纹，三角螺纹、左右螺纹、双线螺纹、梯形、方牙螺纹、模数螺纹。
螺纹常用的加工方法有：车削是螺纹常用的加工方法，可加工各种类型和直径的螺纹，多用于单件小批量生产，柜中陈列的车三角形外螺纹、车内螺纹、左、右双线螺纹及方牙螺纹的加工方法
攻丝、套扣：用丝锥加工内螺纹，用板牙加工外螺纹，多用手工操作、单件生产、攻丝比套扣用的普遍。
螺纹磨压：滚压是一种无切削加工方法，材料在工具压力下产生塑性变形而形成螺纹，使强度硬度提高，其生产率高，多适用于大批量生产，常用的滚压法是滚丝和搓丝。
螺纹磨削：螺纹量规、丝锥属于精密螺纹，在车削成形后要在专用的螺纹磨床上进行磨削，多用单线砂轮磨削。
螺纹加工方法的选择取决于螺纹种类，精度等级，生产批量。
第八柜、轴加工工艺流程：
轴是常见的一种零件，其种类很多，柜中首先陈列了按结构形状的六种常用轴：光滑轴、锥度心轴、转动轴、凸轮轴、偏心轴、曲轴。
轴的机械加工工艺，以小轴为例，其过程为：锯床下料→粗车、半精车两端面、打中心孔→粗车外圆→热处理调质→钳工修研中心孔→半精车外圆并倒角→钻内孔→粗磨外圆→铣键槽→钻铰通孔→再修研中心孔→半精磨外圆→精磨外圆→检验合格。
第九柜、齿轮加工工艺：
齿轮加工分为齿轮坯加工和齿形加工两个阶段。
齿轮坯加工的关键是保证齿顶圆和两个端面相对孔的轴线的圆跳动要求。
齿轮加工工艺过程如下：
锯床下料→锻造毛坯→热处理正火、细化晶粒→粗车大端面、小端面→半精车大小端面→磨小端面→插齿→齿端倒圆→齿面高频表面淬火（HRC50-55）→磨内孔→磨齿→插键槽→去毛刺→检验合格。
第十柜、锻造缺陷：
锻造生产中，由于锻造设计结构不合理，或造型工艺问题，以及原材料的成份，质量等因素，都会造成锻造缺陷。锻件出现了缺陷尤以不可允许的缺陷，要认真分析，找出原因，加以防止，以不断提高锻件质量，降低锻件成本。
本陈列柜用实物展示了锻造生产中常见的缺陷14种，即：气孔、缩孔、缩松、砂眼、渣孔、粘砂、夹砂、冷隔、错箱、浇不足、偏心、抬箱、裂纹、白口等。
