切削和研磨材料课件

切削和研磨材料一、切削和研磨的特点(一)切削使用各种刃类工具,减少工作对象的体积工具的锋利程度及工作角度,转动速度和力量都会影响切削的效率。口腔内操作时应避免切削产热。(二)研磨生理意义使义齿表面光洁、平整、美观效果好减少异物感、改善咀嚼及发音食物不易滞留,保持卫生防止金属变色和腐蚀,降低损坏率2.研磨方法的种类机械研磨电解研磨化学研磨喷砂研磨3.影响机械研磨的因素被研磨物体材料的性质磨料粒的强度、硬度和形态粘合剂粒度工作压力磨粒的运动速度V=πDn式中:V线速度(mm/min),

D刃部最大直径(mm)

n转动速度(r/min,r:转动圈数)

在切削研磨体种类一定,被切削材料一定的情况下,线速度的大小决定了切削效率的高低。直径较小的转针等刃具,可以通过加快转速获得高线速度。另外,研磨操作应遵守循序渐进的原则,研磨时,按照磨料的硬度,从硬到软逐级顺序研磨,或按照磨料的粒度,从粗到细逐次顺序进行。否则,不但效率降低而且无法获得理想的表面状态。二、切削、研磨材料的种类和性能(一)切削、研磨工具1.金刚石磨具(diamondpointwheel)金刚石具有极高的硬度和良好的热稳定性,非常适于切削牙体硬组织,特别是牙釉质。金刚石钻针:是将金刚石粉末,用电镀的方法,固定在具有某种外型的金属切削表面上。对切削发挥重要作用的是粉末颗粒的锐角角度、粒度分布、电镀层的厚度、层数等因素。金刚石钻针不像一般的磨料颗粒那样可以通过旧颗粒的脱落,新颗粒的露出,来保持颗粒的外形尖锐,所以钻针表面容易被切削物淤塞。一般只能用于在冷却水冲刷的条件下切削牙体硬组织、陶瓷等硬而脆的材料,不宜加工金属、塑料等韧性、塑性较大的材料。金刚石钻针分为低速(转速小于2000r/min)钻针和高速钻针两种。切削端形状有圆柱形、球形、倒锥形、杯形等。金刚石磨头:口腔临床快速研磨和修整烤瓷、金属等金刚石磨轮:大面积的研磨金刚石砂片:精密切割,特别是邻接区2.陶瓷砂石磨具是将氧化铝、碳化硅等物质的粉末装颗粒用陶瓷粘接剂按一定比例混合制成。3.碳化钨磨具切削端是用碳化钨(WC)硬质合金制作的。其尖锐的切刃有明确的排列方向,排屑槽可使碎屑顺利排出,避免刃部淤塞。碳化钨钻针也有低速、高速之分,主要用于切削牙本质及金属制品。4.硅橡胶磨具用于树脂、陶瓷、金属等的研磨抛光。(二)研磨抛光材料1.研磨砂石砂(sand):主要成分为SiO2,除用于制作砂纸和研磨剂外,还以不同粒度用于对修复体表面进行喷砂处理。石榴石:化学成分复杂,是一种含有Mg、Fe、Mn、Ca、Al、Cr等元素的硅酸岩矿石。常用于研磨硬质合金。刚玉(emery)主要成分为AL2O3和Fe2O3。硬度仅次于金刚石,筛分出不同的粒度的粒子,粘在耐水纸上,制成各种标号的水砂纸。碳化硅(silicon

carbide)碳化硅(SiC)俗称金刚砂,无色晶体。硬度为莫氏9度。粉状颗粒用于制作砂纸,砂轮等研磨、切削工具。碳化硼(boron

carbide)碳化硼(B4C)为有光泽的黑色晶体。硬度接近金刚石。可制成各种切削、研磨工具。金刚石(diamond)为碳(C)的结晶体,硬度为莫氏10度。金刚石微粒可制成各种切削、研磨工具,是切削牙釉质最有效的切削材料。

抛光膏剂氧化锡(tin

oxide)将氧化锡(SnO2)与水、甘油等调成腻子状,用于在口腔内抛光牙组织或修复体。最好与橡皮障共用。氧化铬(chromium

oxide)氧化铬(Cr2O3)经与脂类混合固化成抛光膏,呈绿色。适用于各种金属材料的抛光。氧化铁(ferric

oxide)主要成分为Fe2O3,俗称“红铁粉”,用于贵金属抛光。碳酸钙(calcium

carbonate)为颗粒状CaCO3,常加水、甘油做成抛光膏使用,也是牙膏中的磨光剂。浮石粉(pumice)主要成分为SiO2。颗粒硬度较低,常用于抛光软、中硬度的金合金,也用于研磨牙体组织,对牙釉质无损伤。硅藻土(diatomaceousearth)主要由硅藻类植物的硅质细胞壁沉积而成。呈白色或淡黄色。是一种中等硬度的抛光剂。(三)抛光工具

在对牙齿或修复体的研磨操作中,除了选用合适的研磨材料外,还经常使用一些抛光工具,用以提高研磨效率和质量。

抛光轮(buff)用布或皮革制成的圆盘。临床上多用于修复体的研磨,一般多配合含有氧化铁、氧化铬的抛光膏使用。毡轮(felt

wheet)用毛毡制成的磨轮。硬度大于布或皮革制抛光轮。需与研磨材料配合使用。毛刷轮(brush

wheel)用猪鬃或马鬃制作的抛光轮。有各种尺寸和软硬之分。一般配合以浮石、硅藻土、石英砂、碳酸钙等研磨材料使用。

(四)电解抛光液不同配方(五)喷砂材料依喷砂的目的,可以产生清洁粗糙和喷砂抛光三种效果。金刚砂、氧化铝砂、玻璃珠第八节口腔修复其他材料分离剂清洁材料义齿稳定材料咬合调整材料义齿软衬材料辅助材料一、分离剂分离剂(separatingmedium)主要作用是在两种相同或不同的材料之间与模具间形成隔离膜,使材料与材料或材料与模具不发生粘连。(一)种类钾皂溶液

石膏分离剂————藻酸盐水溶液

(分离石膏与石膏)硅酸钠

藻酸盐水溶液

树脂分离剂————(分离石膏与树脂)聚乙烯醇水溶液

分离剂水

蜡分离剂————甘油

(分离包埋材料与蜡)乙二醇

硅油

其他分离剂————

凡士林(二)常用分离剂钾皂硅酸钠(水玻璃)藻酸盐:彻底清除模型表面的水分及残余模型蜡按顺序均匀涂一层即可聚乙烯醇甘油及乙二醇凡士林及硅油二、清洁材料牙科的清洁材料是指通过化学作用清洁修复体表面污物和氧化物的各种材料。在临床修复中广泛使用的主要有:焊媒和清洁液。

(一)

焊媒

焊媒是用于保证钎焊过程顺利进行的辅助材料,也被称为焊药、钎剂等。焊媒的作用:焊媒可防止被焊接金属表面氧化,清除金属表面的氧化膜及降低金属表面与液态金属的表面张力。焊媒的性能:焊媒熔点低于焊接合金约50℃,且容易被去除,不腐蚀被焊接金属。

焊媒的种类金焊焊媒、金银钯合金焊焊媒、高熔合金焊焊媒、银焊焊媒、不锈钢及镍铬丝钎焊使用的焊媒等。(二)金属清洁剂

主要用于清除金属表面的氧化层,一般具有很强的腐蚀性。1.配方(1)硝酸25%,盐酸75%,加适量水稀释,配制成稀王水。主要用于清除白金片制作的各种修复体表面的氧化物。(2)盐酸溶液,主要用于银合金铸造修复体。2.使用方法及注意事项(1)用时要将准备处理的修复体先放在室温相同的清洁液中,然后逐渐加热,待清洁液达到沸点后,停止加热并及时取出,用清水洗去清洁液,然后即可擦去修复体表面的氧化物。(2)煮沸时间切勿过久,否则会使修复体因腐蚀过度而变薄甚至完全溶解。(3)修复体不能放入过热的清洁液中,以防清洁液爆溅造成化学性烧伤。(三)义齿清洁剂

义齿戴入口腔内后,由于受到口腔内外各种因素如唾液、微生物、食物碎屑、烟、茶等的影响,将会在义齿表面沉积吸附上一层污物、烟渍、色素及结石等,这些沉积吸附污物对患者的口腔卫生、咀嚼功能以及义齿的审美效果都有不同程度的影响,因此应当予以清除。根据义齿清洁的方法,可分为机械清洁剂和化学清洁剂。机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态﹐分为冷加工和热加工。一般在常温下加工，并且不引起工件的化学或物相变化﹐称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工﹐会引起工件的化学或物相变化﹐称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理﹐煅造﹐铸造和焊接。机械加工另外装配时常常要用到冷热处理。例如：轴承在装配时往往将内圈放入液氮里冷却使其尺寸收缩，将外圈适当加热使其尺寸放大，然后再将其装配在一起。火车的车轮外圈也是用加热的方法将其套在基体上，冷却时即可保证其结合的牢固性（此种方法现在依旧应用于某些零部件的转配过程中）。机械加工包括：灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。机械加工：广意的机械加工就是指能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车床（LatheMachine）、铣床(MillingMachine)、钻床(DrilingMachine)、磨床(GrindingMachine)、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。编辑本段微型机械加工技术的国外发展现状机械产品1959年，RichardPFeynman(1965年诺贝尔物理奖获得者)就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世，其后开发出尺寸为50～500μm的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60～12μm的利用硅微型静电机，显示出利用硅微加工工艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。微型机械在国外已受到政府部门、企业界、高等学校与研究机构的高度重视。美国MIT、Berkeley、Stanford\AT&T的15名科学家在上世纪八十年代末提出"小机器、大机遇：关于新兴领域--微动力学的报告"的国家建议书，声称"由于微动力学(微系统)在美国的紧迫性，应在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面"，建议中央财政预支费用为五年5000万美元，得到美国领导机构重视，连续大力投资，并把航空航天、信息和MEMS作为科技发展的三大重点。美国宇航局投资1亿美元着手研制"发现号微型卫星"，美国国家科学基金会把MEMS作为一个新崛起的研究领域制定了资助微型电子机械系统的研究的计划，从1998年开始，资助MIT，加州大学等8所大学和贝尔实验室从事这一领域的研究与开发，年资助额从100万、200万加到1993年的500万美元。1994年发布的《美国国防部技术计划》报告，把MEMS列为关键技术项目。美国国防部高级研究计划局积极领导和支持MEMS的研究和军事应用，现已建成一条MEMS标准工艺线以促进新型元件/装置的研究与开发。美国工业主要致力于传感器、位移传感器、应变仪和加速度表等传感器有关领域的研究。很多机构参加了微型机械系统的研究，如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学、威斯康星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。加州大学伯克利传感器和执行器中心(BSAC)得到国防部和十几家公司资助1500万元后，建立了1115m2研究开发MEMS的超净实验室。日本通产省1991年开始启动一项为期10年、耗资250亿日元的微型大型研究计划，研制两台样机，一台用于医疗、进入人体进行诊断和微型手术，另一台用于工业，对飞机发动机和原子能设备的微小裂纹实施维修。该计划有筑波大学、东京工业大学、东北大学、早稻田大学和富士通研究所等几十家单位参加。欧洲工业发达国家也相继对微型系统的研究开发进行了重点投资，德国自1988年开始微加工十年计划项目，其科技部于1990～1993年拨款4万马克支持"微系统计划"研究，并把微系统列为本世纪初科技发展的重点，德国首创的LIGA工艺，为MEMS的发展提供了新的技术手段，并已成为三维结构制作的优选工艺。法国1993年启动的7000万法郎的"微系统与技术"项目。欧共体组成"多功能微系统研究网络NEXUS"，联合协调46个研究所的研究。瑞士在其传统的钟表制造行业和小型精密机械工业的基础上也投入了MEMS的开发工作，1992年投资为1000万美元。英国政府也制订了纳米科学计划。在机械、光学、电子学等领域列出8个项目进行研究与开发。为了加强欧洲开发MEMS的力量，一些欧洲公司已组成MEMS开发集团。目前已有大量的微型机械或微型系统被研究出来，例如：尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红血球，尺寸为7mm×7mm×2mm的微型泵流量可达250μl/min能开动汽车，在磁场中飞行的机器蝴蝶，以及集微型速度计、微型陀螺和信号处理系统为一体的微型惯性组合(MIMU)。德国创造了LIGA工艺，制成了悬臂梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴、湿度、流量传感器以及多种光学器件。美国加州理工学院在飞机翼面粘上相当数量的1mm的微梁，控制其弯曲角度以影响飞机的空气动力学特性。美国大批量生产的硅加速度计把微型传感器(机械部分)和集成电路(电信号源、放大器、信号处理和正检正电路等)一起集成在硅片上3mm×3mm的范围内。日本研制的数厘米见方的微型车床可加工精度达1.5μm的微细轴。工艺基础的基本概念编辑本段生产过程和工艺过程生产过程是指从原材料（或半成品）制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。能使企业的管理科学化，使企业更具应变力和竞争力。在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程，称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。例如毛坯的铸造、锻造和焊接；改变材料性能的热处理[1]；零件的机械加工等，都属于工艺过程。工艺过程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的。工序是工艺过程的基本组成单位。所谓工序是指在一个工作地点，对一个或一组工件所连续完成的那部分工艺过程。构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序的内容是连续完成的。例如图32-1中[cc1]的零件，其工艺过程可以分为以下两个工序：工序1：在车床上车外圆、车端面、镗孔和内孔倒角；工序2：在钻床上钻6个小孔。在同一道工序中，工件可能要经过几次安装。工件在一次装夹中所完成的那部分工序，称为安装。在工序1中，有两次安装。第一次安装：用三爪卡盘夹住外圆，车端面C，镗内孔，内孔倒角，车外圆。第二次安装：调头用三爪盘夹住外圆，车端面A和B，内孔倒角。编辑本段生产类型生产类型通常分为三类。1．单件生产单个地生产某个零件，很少重复地生产。2．成批生产成批地制造相同的零件的生产。3．大量生产当产品的制造数量很大，大多数工作地点经常是重复进行一种零件的某一工序的生产。拟定零件的工艺过程时，由于零件的生产类型不同，所采用的加方法、机床设备、工夹量具、毛坯及对工人的技术要求等，都有很大的不同。编辑本段加工余量为了加工出合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属的厚度，称为加工余量。加工余量又可分为工序余量和总余量。某工序中需要切除的那层金属厚度，称为该工序的加工余量。从毛坯到成品总共需要切除的余量，称为总余量，等于相应表面各工序余量之和。在工件上留加工余量的目的是为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，如铸件表面冷硬层、气孔、夹砂层，锻件表面的氧化皮、脱碳层、表面裂纹，切削加工后的内应力层和表面粗糙度等。从而提高工件的精度和表面粗糙度。加工余量的大小对加工质量和生产效率均有较大影响。加工余量过大，不仅增加了机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加了材料、工具和电力消耗，提高了加工成本。若加工余量过小，则既不能消除上道工序的各种缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时的装夹误差，造成废品。其选取原则是在保证质量的前提下，使余量尽可能小。一般说来，越是精加工，工序余量越小。编辑本段基准机械零件是由若干个表面组成的，研究零件表面的相对关系，必须确定一个基准，基准是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准的不同功能，基准可分为设计基准和工艺基准两类。1．设计基准在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。如图32-2所[cc2]示的轴套零件，各外圆和内孔的设计基准是零件的轴心线，端面A是端面B、C的设计基准，内孔的轴线是外圆径向跳动的基准。2．工艺基准零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为装配基准、测量基准及定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准用以检验已加工表面的尺寸及位置的基准，称为测量基准。如图32-2中的零件，内孔轴线是检验外圆径向跳动的测量基准；表面A是检验长度L尺寸l和的测量基准。（3）定位基准加工时工件定位所用的基准，称为定位基准。作为定位基准的表面（或线、点），在第一道工序中只能选择未加工的毛坯表面，这种定位表面称粗基准.在以后的各个工序中就可采用已加工表面作为定位基准，这种定位表面称精基准。编辑本段拟定工艺路线的一般原则机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤。首先是拟定零件加工的工艺路线，然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削规范、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。拟定工艺路线的一般原则1、先加工基准面零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。2、划分加工阶段加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。3、先面后孔[1]对于箱体、支架和连杆等