1金属加工方法
金属加工方法有：金属塑性加工、金属铸造加工、金属切削加工、焊接等
 
2金属塑性加工
 
 
金属塑性加工的定义
金属塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作用下，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和组织、性能的制品的一种基本的金属加工技术，以往常称压力加工。
金属塑性加工的种类
金属塑性加工的种类很多，根据加工时工件的受力和变形方式，基本的塑性加工方法有锻造、轧制、挤压、拉拔、拉深、弯曲、剪切等几类。其中锻造、轧制和挤压是依靠压力作用使金属发生塑性变形；拉拔和拉深是依靠拉力作用发生塑性变形；弯曲是依靠弯矩作用使金属发生弯曲变形；剪切是依靠剪切力作用产生剪切变形或剪断。锻造、挤压和一部分轧制多半在热态下进行加工；拉拔、拉深和一部分轧制，以及弯曲和剪切是在室温下进行的。
 
1．锻造：靠锻压机的锻锤锤击工件产生压缩变形的一种加工方法，有自由锻和模锻两种方式。自由锻不需专用模具，靠平锤和平砧间工件的压缩变形，使工件镦粗或拔长，其加工精度低，生产率也不高，主要用于轴类、曲柄和连杆等单件的小批生产。模锻通过上、下锻模模腔拉制工作的变形，可加工形状复杂和尺寸精度较高的零件，适于大批量的生产，生产率也较高，是机械零件制造上实现少切削或无切削加工的重要途径。
 
2．轧制：使通过两个或两个以上旋转轧辊间的轧件产生压缩变形，使其横断面面积减小与形状改变，而纵向长度增加的一种加工方法。根据轧辊与轧件的运动关系，轧制有纵轧、横轧和斜轧三种方式。
 
（1）纵孔：两轧辊旋转方向相反，轧件的纵轴线与轧辊轴线垂直，金属不论在热态或冷态都可以进行纵轧，是生产矩形断面的板、带、箔材，以及断面复杂的型材常用的金属材料加工方法，具有很高的生产率，能加工长度很大和质量较高的产品，是钢铁和有色金属板、带、箔材以及型钢的主要加工方法。
 
（2）横轧：两轧辊旋转方向相同，轧件的纵轴线与轧辊轴线平衡，轧件获得绕纵轴的旋转运动。可加工加转体工件，如变断面轴、丝杆、周期断面型材以及钢球等。
 
（3）斜轧：两轧辊旋转方向相同，轧件轴线与轧辊轴线成一定倾斜角度，轧件在轧制过程中，除有绕其轴线旋转运动外，还有前进运动，是生产无缝钢管的基本方法。
 
3．挤压：使装入挤压筒内的坯料，在挤压筒后端挤压轴的推力作用下，使金属从挤压筒前端的模孔流出，而获得与挤压模孔形状、尺寸相同的产品的一种加工方法。挤压有正挤压和反挤压两种基本方式。正挤压时挤压轴的运动方向与从模孔中挤出的金属流动方向一致；反挤压时，挤压轴的运动方向与从模孔中挤出的金属流动方向相反。挤压法可加工各种复杂断面实心型材、棒材、空心型材和管材。它是有色金属型材、管材的主要生产方法。
 
4．拉拔：靠拉拔机的钳口夹住穿过拉拔模孔的金属坯料，从模孔中拉出。而获得与模孔形状、尺寸相同的产品的一种加工方法。拉拔一般在冷态下进行。可拉拔断面尺寸很小的线材和管材。如直径为0.015mm的金属线，直径为0.25mm管材。拉拔制品的尺寸精度高，表面光洁度极高，金属的强度高（因冷加工硬化强烈）。可生产各种断面的线材、管材和型材，广泛用于电线、电缆、金属网线和各种管材生产上。
 
5．拉深（又叫冲压）：依靠冲头将金属板料顶入凹模中产生拉延变形，而获得各种杯形件、桶形件和壳体的一种加工方法。冲压一般在室温下进行，其产品主要用于各种壳体零件，如飞机蒙皮、汽车覆盖件、子弹壳、仪表零件及日用器皿等。
 
6．弯曲：在弯矩作用下，使板料发生弯曲变形或使板料或管、棒材得到矫直的一种加工方法。
 
7．剪切：坯料在剪切力的作用下产生剪切。使板材冲裁，以及板料和型材切断的一种常用加工方法。
 
为了扩大加工产品品种，提高生产率，随着科学技术的进步，相继研究开发了多种由基本加工方式相组合而成的新型塑性加工方法。如轧制与铸造相结合的连铸连轧法、锻造与轧制相结合的辊锻法、轧制与弯曲相结合的辊变成形法、轧制与剪切相结合的搓轧法（异步轧制法）、拉深与轧制相结合的旋压法等等。
金属塑性加工的特点
金属塑性加工与金属铸造、切削、焊接等加工方法相比，有以下特点：
 
（1）金属塑性加工是金属整体性保持的前提下，依靠塑性变形发生物质转移来实现工件形状和尺寸变化的，不会产生切屑，因而材料的利用率高得多。
 
（2）塑性加工过程中，除尺寸和形状发生改变外，金属的组织、性能也能得到改善和提高，尤其对于铸造坯，经过塑性加工将使其结构致密、粗晶破碎细化和均匀，从而使性能提高。此外，塑性流动所产生的流线也能使其性能得到改善。
 
（3）塑性加工过程便于实现生产过程的连续化、自动化，适于大批量生产，如轧制、拉拔加工等，因而劳动生产率高。
 
（4）塑性加工产品的尺寸精度和表面质量高。
 
（5）设备较庞大，能耗较高。
 
金属塑性加工由于具有上述特点，不仅原材料消耗少、生产效率高、产品质量稳定，而且还能有效地改善金属的组织性能。这些技术上和经济上的独到之处和优势，使它成为金属加工中极其重要的手段之一，因而在国民经济中占有十分重要的地位。如在钢铁材料生产中，除了少部分采用铸造方法直接制成零件外，钢总产量的90%以上和有色金属总产量的70%以上，均需经过塑性加工成材，才能满足机械制造、交通运输、电力电讯、化工、建材、仪器仪表、航空航天、国防军工、民用五金和家用电器等部门的需要；而且塑性加工本身也是上述许多部门直接制造零件而经常采用的重要加工方法，如汽车制造、船舶制造、航空航天、民用五金等部门的许多零件都须经塑性加工制造。因此，金属塑性加工在国民经济中占有十分重要的地位。
金属塑性加工理论的发展

金属塑性加工理论由金属塑性加工力学、塑性变形材料学、塑性加工摩擦学三大部分组成。
 
塑性加工力学（也称力学冶金）是塑性力学（也称塑性理论）在金属塑性加工中的应用而发展起来的一个分支。塑性力学的形成可追溯到1864年法国工程师屈雷斯卡（H. Tresca）首次提出{zd0}剪力屈服准则。最早将塑性力学应用于金属塑性加工的是德国学者卡尔曼（Von. Karmam），他在1925年用初等解析法建立了求解轧制压力分布的微分平衡方程，此后不久，萨克斯（G.Sachs）和齐别尔（E.Siebel）在研究拉拔时提出了类似的求解方法——平截面法（Slab法），即通常所谓的工程法或主应力法。此后，人们对塑性加工过程的应力、应变和变形力的求解逐步建立了许多理论求解方法，如20世纪中期滑移线法成了研究平面变形问题的一种重要解析方法，50年代发展起来的变形功平衡法，特别是极值法（含上限法和下限法）70年代后得到了广泛应用。随着电子计算机及计算技术的发展起来，数值计算方（如塑性有限元法）得到了飞跃发展，近年来得到了广泛应用。同时建立了理论解析与实验相结合的方法，如视塑性法、云纹法和光塑性法等。
 
金属塑性加工材料学是运用物理冶金原理对塑性变形过程金属组织性能变化规律研究而形成的一个分支。自20世纪30年代位错（位错是金属晶体中的一种线缺陷）理论的提出，用位错理论科学地解释了金属塑性变形过程的许多现象，如滑移、孪晶、加工硬化、回再结晶和金属的断裂等，使人们对金属塑性变形的微观机理有了科学的认识。同时，对于金属塑性和断裂过程物理本质的研究、认识到金属塑性的状态属性，它不仅取决于金属材料的本身（如温度、速度条件和力学状态条件等），从而加深了对塑性变形过程材料塑性及变形抗力变化规律的认识，了解了不同金属材料的组织结构与性能变化与塑性变形条件的关系；为合理选择塑性加工工艺条件，保证塑性加工的顺利进行，并通过变形手段来改善组织结构，为获得所需使用性能的金属材料提供了理论依据；同时为改进和开发新的塑性加工工艺，提高产品质量指明了方向，开辟了新的途径。
 
塑性加工中接触表面间的相对运动必然引起摩擦，在摩擦过程中运动表面间将发生一系列物理化学和力学变化，这些变化对金属塑性变形过程和产品质量将产生重要的影响。研究塑性加工过程的摩擦、润滑和磨损现象、特点及其规律是金属塑加工摩擦这的重要任务。关于摩擦的研究可追溯到1508年意大利的达•芬奇摩擦{dy}定律（摩擦力与法向载荷成正比）和第二定律（摩擦系数与接触面积无关）的提出，1699年法国的阿蒙顿首先提出了摩擦系数的概念，1780年库仑提出第三摩擦定律（摩擦系数与速度无关），并建立了阿蒙顿——库仑摩擦定律（常摩擦系数定律），这一定律认为摩擦力来源于表面凸凹不平的机械啮合作用，它为一般机械副间的摩擦奠定了理论基础，故也称机械摩擦定律。但塑性加工过程的摩擦比一般机械副间的摩擦还要复杂得多，除了上述常摩擦系数定律外，还需考虑接触表面间的粘着摩擦情况，即所谓“常摩擦力定律”。关于润滑理论的研究则比摩擦理论要晚得多，只是随着近代技术的发展才进行了多方面的研究。
 
3金属切削加工
研磨-
 
研磨是一种用研磨工具和研磨剂从工件上研去一层极薄表面层的光整加工方法。其加工精度可达IT5～IT3，表面粗糙度Ra为0.1～0.008μm。该方法可提高形状精度，但不能提高位置精度，且生产率低。
研磨中需使用研磨剂，它由磨料和研磨液混合而成。磨料一般为氧化铝和碳化硅磨粒或磨粉。研磨液则起调和磨料及润滑作用。一般使用煤油或汽油。研具材料常采用铸件。需要注意的是研磨只能除去很小的余量，一般不超过0.01～0.03μm，要求研磨前工序具有较高的精度和较小的表面粗糙度度。
研磨孔是一种光整加工方法，精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra为0.4～0.025μm，形状精度也有相应的提高，但不能提高位置精度。
珩磨孔时珩磨头对孔施加一定压力，当其旋转及作直线往复运动时，即可切除极小的加工余量，精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra为0.4～0.025μm。
 
-拉削-
 
孔拉削是在拉床上进行的孔的精度加工方法，精度可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra为0.8～0.4μm。加工时以孔本身定位，不能修正孔的轴线歪斜。生产率高，但刀具复杂。
平面拉削实质上也是平面刨削，其生产率高，但刀具制造困难，多用于大批量生产。
 
-钻削-
 
钻削是在钻床上用钻头旋转在实体材料上加工内孔的工艺方法，是孔加工的最常用方法。钻削包括钻孔、扩孔和铰孔等方法，主要用于小孔的加工。
钻孔属于粗加工，加工精度较低，只能达到IT13~IT11，表面粗糙度Ra为50~12.5μm。钻孔后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。钻孔时由于刀具刚性差，钻头容易引偏，排屑和散热都比较差，生产率低。钻孔采用的刀具是麻花钻，常用的钻削机床有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床，也可在车床、铣床和镗床上钻孔。
扩孔是用扩孔钻对已钻出、铸出、锻出或冲出的孔进行加工的方法。它相当于半精加工，精度可达IT11，表面粗糙度Ra为6.3～3.2μm。扩孔可以修正孔轴线的歪斜，生产率高。
铰孔一般作为未淬硬材料上小孔的精加工方法。精度可达IT8～IT6，表面粗糙度Ra为1.6～0.4。铰子分为手铰和机铰两种。机铰时，铰刀与机床采用浮动连接。铰孔只能提高孔本身的尺寸精度及形状精度，但不能校正孔的位置精度。
 
-镗孔-
 
镗孔是在工件已有的孔上进行扩大孔径的加工方法。
镗孔可分为粗糙（精度可达IT13～IT11，表面粗糙度Ra为50～12.5μm）、半精镗（精度可达IT10～IT9，表面粗糙度Ra为6.3～3.2μm）和精镗(精度IT8～IT6，表面粗糙度Ra为1.6～0.8μm)。镗孔除了能提高尺寸精度和表面质量外，还可以较正孔的位置，修正孔的轴线的弯曲误差，且较容易保证各孔的孔距精度和位置精度。
镗孔可在镗床上或车床上进行。
在镗床上镗孔时，镗刀基本与车刀相同，不同之处是工件不动，镗刀在旋转。镗孔方式有主轴进给、工作台进给两种，当工件较大、孔较短时采用主轴进给，反之则采用工作台进给。
 
-铣削-
 
铣削可分为粗铣、半精铣和精铣。铣削过程为断续切削。零件精度右达IT10～IT8，表面粗糙度Ra为6.3～1.6μm。
铣削时主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外圆面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，会形成冲击，切削过程容易产生振动，因面限制了表面质量的提高。同时，冲击也加剧刀具的磨损，会导致硬质合金刀片的碎裂。
铣削方式有周铣和端铣。周铣即用铣刀的圆周来铣削，按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。顺铣时铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给时突然增大，引起打力。在铣削铸件或锻件等表面较硬的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。
逆铣时铣刀每一刀齿在工件切入处的切削速度方向与工件进给运动方向相反，这样可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。同时，逆铣时，刀齿容易打滑，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不足。端铣是用铣刀的端面刃铣削，适用于大批量中铣削宽大的平面，并具有较高的生产率和表面质量。刀具刚性好，切削平稳。
铣削用于各种平面、沟槽、轮齿、螺纹、花键轴以及比较复杂的型面，用成形铣刀刀可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣也复杂曲面来，这是一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。