3 加工零件的工艺方法
在机械零件加工过程中,按照技术标准和正确的参数改变零件的尺寸、尺寸、位置、形状,就是我们常说的机械零件加工过程。机械零件的机械加工过程是生产过程中的一个重要环节,它会直接影响到整个生产过程乃至产品的质量。以下是机械零件加工的三种工艺方法。
材料去除制造过程
材料去除制造过程是将工件上多余的材料以一定的方式去除,以获得所需形状和尺寸的机械基础零件。这种类型的工艺要求工件表面有足够的多余材料。在材料去除过程中,工件逐渐接近理想零件的形状和尺寸。原材料或毛坯的形状和尺寸差异越大,去除的材料越多,材料损失越大,加工过程中消耗的能量也越大。有时,丢失材料的体积甚至超过零件本身的体积。
材料去除工艺虽然材料利用率低,但仍是提高零件质量的主要手段,而且加工适应性强,是制造业中应用最广泛的加工方法。材料去除过程和材料形成过程的结合可以大大减少原材料的消耗。随着尖端技术(精密铸造、精密锻造等)的发展,可以进一步提高材料的利用率。当生产量较小时,为减少材料成型过程的投资,单纯采用材料去除工艺也是经济合理的。
材料去除技术的加工形式很多,包括传统的切削和特殊加工。
切削加工是在机床上用金属切削刀具去除工件(毛坯)上多余的金属,使工件的形状、尺寸和表面质量符合设计要求的工艺过程。在切削过程中,刀具和工件安装在机床上,机床驱动实现一定的规律相对运动。在刀具与工件相对运动过程中,多余的金属被去除,形成工件的加工表面。常见的金属切削加工方法有车、铣、刨、拉、磨等。金属切削过程中存在受力、受热、变形、振动、磨损等现象。对加工工艺和加工质量有一定的影响。
特殊加工是指利用电能、光能等去除工件材料的加工方法。有电火花加工、电化学加工、激光加工等。电火花加工是利用工具电极与电极之间产生的脉冲放电现象,烧蚀工件材料,达到加工目的。加工时,工件电极与工具电极之间有一定的放电间隙,不是直接接触,加工时没有受力,可以加工任何机械性能的导电材料。在工艺上,它的主要优点是可以加工形状复杂的内轮廓面,并将其加工难度转化为外轮廓加工,因此在模具制造中具有特殊的作用。由于电火花加工金属去除率低,一般不用于产品的外形加工。
材料成型制造工艺
材料成型制造过程多采用模型将原材料制成零件或毛坯。原材料的形状、大小、组织状态,甚至化合状态在材料成为废料的过程中都会发生变化。由于成形精度一般不高,常采用材料成形制造工艺来制造毛坯。也可用于制造形状复杂但精度要求不高的零件。材料成型过程的生产效率高。常用的成形工艺有铸造、锻造、粉末冶金等。
投掷
铸造是将液态金属注入适合零件形状和尺寸的模具型腔,冷却凝固后得到毛坯或零件的工艺过程。基本工艺流程为造型、冶炼、浇注、清洗等。由于合金铸造时的充型能力、缩松等因素,铸件可能会出现组织不均、缩松、热应力和变形,使铸件的精度、表面质量和力学性能变差。尽管如此,由于其适应性强,生产成本低,铸造加工仍被广泛采用。形状复杂,尤其是内腔复杂的毛坯多用于铸造。
目前,生产中常用的铸造方法有普通砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造等。
锻造
锻造和钣金冲压统称为锻造。锻压是利用锻压设备对加热后的金属施加外力,使其发生塑性变形,形成具有一定形状、尺寸和结构的零件毛坯。锻坯内部组织致密均匀。金属流线分布合理,提高了零件强度。因此,锻造常用于制造综合机械性能要求高的零件的毛坯。
锻造可分为自由锻造、模型锻造和轮胎模锻。
自由锻造是将金属置于上下抵铁之间,使金属发生塑性变形,通过自由流动实现。一般用于生产批量小、形状简单的锻件。
模型锻造是将金属置于锻模的模腔内进行变形。金属的塑性流动受到模腔的限制。成型效率高,精度高,金属流线分布更合理。但由于模具制造成本高,通常用于大批量生产。用自由形式锻造所需的锻造力大,不能用于锻造大型锻件。
轮胎模锻造是在自由锻造设备上使用轮胎模具锻造金属。轮胎模具制造简单,成本低,成型方便,但成型精度不高。常用于生产精度要求不高的小型锻件。
粉末冶金
粉末冶金是以金属粉末或金属与非金属粉末的混合物为原料,通过模压和烧结工艺生产某些金属制品或金属材料的工艺过程。它不仅可以生产特殊的金属材料,而且可以生产很少和不需要切削加工的金属零件。粉末冶金的利用率可达95%,可大大减少切削加工的投入,降低生产成本,因此在机械制造中的应用越来越广泛。由于粉末冶金所用的粉末材料价格昂贵,粉末在成型时流动性差,制件的形状和尺寸受到一定的限制。粉末冶金件存在一定量的微小气孔,其强度比铸件或锻件低20%-30%左右,塑性和韧性也较差。
粉末冶金生产的工艺过程包括粉末制备、配混、压制成型、烧结、整形等。其中,粉末制备和混合过程通常由提供粉末的制造商完成。
材料累积制造过程
材料堆积制造过程中,零件在微量元素叠加中逐渐堆积生长。在制造过程中,通过计算机处理零件的三维实体模型数据,控制材料的堆积过程,形成所需的零件。这种工艺的优点是它可以形成任何复杂形状的零件,而不需要工具、夹具和其他生产准备活动。
制作的样机可用于设计评估、投标或样品展示。因此,这一过程也被称为快速成型技术。快速成型技术用于产品样品的制造、模具制造和少量零件的制造。已成为加速新产品开发、实现并行工程,使企业产品快速响应市场、提高企业竞争力的有效技术。
快速成型技术的发展非常迅速,现在有几种方法已经进入应用阶段,主要有光固化法、分层制造法、激光选区烧结法、熔化堆积成型法,其中光固化法是率先将快速成型技术投入商业应用。技术。
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