常用的金屬材料成型工藝就是生產(chǎn)零部件的工藝方法,為冷、熱成型,常見的工藝大面上分為以下幾類:鑄造、鍛造、焊接和切削加工!今天我們從這些工藝的小類別用動(dòng)圖和解釋總結(jié)概括一下。
壓鑄(注意壓鑄不是壓力鑄造的簡稱)是一種金屬鑄造工藝,其特點(diǎn)是利用模具腔對(duì)融化的金屬施加高壓。模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的,這個(gè)過程有些類似注塑成型。
砂模鑄造 就是用砂子制造鑄模。 砂模鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模樣),然后在模樣周末填滿砂子,開箱取出模樣以后砂子形成鑄模。
為了在澆鑄金屬之前取出模型,鑄模應(yīng)做成兩個(gè)或更多個(gè)部分;在鑄模制作過程中,必須留出向鑄模內(nèi)澆鑄金屬的孔和排氣孔,合成澆注系統(tǒng)。 鑄模澆注金屬液體以后保持適當(dāng)時(shí)間,一直到金屬凝固。 取出零件后,鑄模被毀,因此必須為每個(gè)鑄造件制作新鑄模。
熔模鑄造 又稱失蠟鑄造,包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆鑄金屬液及后處理等工序。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟?zāi)?,然后蠟?zāi)I贤恳阅酀{,這就是泥模。泥模晾干后,在焙燒成陶模。一經(jīng)焙燒,蠟?zāi)H咳刍魇?,只剩陶模。一般制泥模時(shí)就留下了澆注口,再從澆注口灌入金屬熔液,冷卻后,所需的零件就制成了。
模鍛 是在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。根據(jù)設(shè)備不同,模鍛分為錘上模鍛,曲柄壓力機(jī)模鍛,平鍛機(jī)模鍛,摩擦壓力機(jī)模鍛等。輥鍛是材料在一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)模具的作用下產(chǎn)生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝。它是成形軋制(縱軋)的一種特殊形式。
鍛造 是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力,使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法,鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。
通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷,優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu),同時(shí)由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。
軋制 又稱壓延,指的是將金屬錠通過一對(duì)滾輪來為之賦形的過程。如果壓延時(shí),金屬的溫度超過其再結(jié)晶溫度,那么這個(gè)過程被稱為“熱軋”,否則稱為“冷軋”。壓延是金屬加工中最常用的手段。
壓力鑄造 的實(shí)質(zhì)是在高壓作用下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型腔,并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。
低壓鑄造 在低壓氣體作用下使液態(tài)金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造方法。低壓鑄造最初主要用于鋁合金鑄件的生產(chǎn),以后進(jìn)一步擴(kuò)展用途,生產(chǎn)熔點(diǎn)高的銅鑄件、鐵鑄件和鋼鑄件。
離心鑄造 是將液體金屬注入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi),使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和方法。離心鑄造所用的鑄型,根據(jù)鑄件形狀、尺寸和生產(chǎn)批量不同,可選用非金屬型(如砂型、殼型或熔模殼型)、金屬型或在金屬型內(nèi)敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型。
消失模鑄造 是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振動(dòng)造型,在負(fù)壓下澆注,使模型氣化,液體金屬占據(jù)模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。消失模鑄造是一種近無余量、精確成型的新工藝,該工藝無需取模、無分型面、無砂芯,因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度,并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。
擠壓鑄造 又稱液態(tài)模鍛,是使熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金,直接注入敞口模具中,隨后閉合模具,以產(chǎn)生充填流動(dòng),到達(dá)制件外部形狀,接著施以高壓,使已凝固的金屬(外殼)產(chǎn)生塑性變形,未凝固金屬承受等靜壓,同時(shí)發(fā)生高壓凝固,最后獲得制件或毛坯的方法,以上為直接擠壓鑄造;還有間接擠壓鑄造指將熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金通過沖頭注入密閉的模具型腔內(nèi),并施以高壓,使之在壓力下結(jié)晶凝固成型,最后獲得制件或毛坯的方法。
連續(xù)鑄造 是利用貫通的結(jié)晶器在一端連續(xù)地澆入液態(tài)金屬,從另一端連續(xù)地拔出成型材料的鑄造方法。
拉拔 是用 外力作用于被拉 金屬的前端,將金屬坯料從小于 坯料斷面的模孔中拉出,以獲得相應(yīng)的形狀和尺寸的制品的一種塑性加工方法。由于拉拔多在冷態(tài)下進(jìn)行,因此也叫冷拔或冷拉。
沖壓 是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產(chǎn)生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。
金屬注射成形 (Metal Injection Molding,簡稱MIM)是一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術(shù),眾所周知,塑料注射成形技術(shù)低廉的價(jià)格生產(chǎn)各種復(fù)雜形狀的制品,但塑料制品強(qiáng)度不高,為了改善其性能,可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強(qiáng)度較高、耐磨性好的制品。近年來,這一想法已發(fā)展演變?yōu)樽畲笙薅鹊靥岣吖腆w粒子的含量并且在隨后的燒結(jié)過程中完全除去粘結(jié)劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法稱為金屬注射成形。
車削加工 是指車床加工是機(jī)械加工的一部份。車床加工主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件,是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床加工。車削加工是在車床上利用工件相對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。
車削是最基本、最常見的切削加工方法,在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉(zhuǎn)表面,大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工,如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等,所用刀具主要是車刀。
銑削加工 銑削是將毛坯固定,用高速旋轉(zhuǎn)的銑刀在毛坯上走刀,切出需要的形狀和特征。傳統(tǒng)銑削較多地用于銑輪廓和槽等簡單外形/特征。數(shù)控銑床可以進(jìn)行復(fù)雜外形和特征的加工。銑鏜加工中心可進(jìn)行三軸或多軸銑鏜加工,用于加工,模具,檢具,胎具,薄壁復(fù)雜曲面,人工假體,葉片等。 在選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時(shí),應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控銑床的優(yōu)勢和關(guān)鍵作用。
刨削加工 是用刨刀對(duì)工件作水平相對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的切削加工方法,主要用于零件的外形加工。刨削加工的精度為IT9~IT7,表面粗糙度Ra為6.3~1.6um。
磨削加工 磨削是指用磨料,磨具切除工件上多余材料的加工方法。磨削加工是應(yīng)用較為廣泛的切削加工方法之一。
選擇性激光熔融 在一個(gè)鋪滿金屬粉末的槽內(nèi),計(jì)算機(jī)控制著一束大功率的二氧化碳激光選擇性地掃過金屬粉末表面。在激光所到之處,表層的金屬粉末完全熔融結(jié)合在一起,而沒有照到的地方依然保持著粉末狀態(tài)。整個(gè)過程都需要在一個(gè)充滿惰性氣體的密封艙內(nèi)進(jìn)行。
選擇性激光燒結(jié) 是SLS法采用紅外激光器作能源,使用的造型材料多為粉末材料。加工時(shí),首先將粉末預(yù)熱到稍低于其熔點(diǎn)的溫度,然后在刮平棍子的作用下將粉末鋪平;激光束在計(jì)算機(jī)控制下根據(jù)分層截面信息進(jìn)行有選擇地?zé)Y(jié),一層完成后再進(jìn)行下一層燒結(jié),全部燒結(jié)完后去掉多余的粉末,則就可以得到一燒結(jié)好的零件。目前成熟的工藝材料為蠟粉及塑料粉,用金屬粉或陶瓷粉進(jìn)行燒結(jié)的工藝還在研究之中。
金屬沉積 與“擠奶油”式的熔融沉積有些相似,但噴出的是金屬粉末。噴嘴在噴出金屬粉末材料的同時(shí),還會(huì)一并提供高功率激光以及惰性氣體保護(hù)。這樣不會(huì)受到金屬粉末箱尺寸的局限,能直接制造出更大體積的零部件,而且也很適合對(duì)局部破損的精密零件進(jìn)行修復(fù)。
輥軋成型 輥軋成型方法是使用一組連續(xù)機(jī)架來把不銹鋼軋成復(fù)雜形狀。輥?zhàn)拥捻樞蚴沁@樣設(shè)計(jì)的,即:每個(gè)機(jī)架的輥型可連續(xù)使金屬變形,直到獲得所需的最終形狀。如果部件的形狀復(fù)雜,最多可用三十六個(gè)機(jī)架,但形狀簡單的部件,三、四個(gè)機(jī)架就可以了。
模鍛 是指在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確,加工余量較小,結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜生產(chǎn)率高。
模切 即下料工藝,將前制程成型后的薄膜定位在沖切模公模上,合模去除多余的材料,保留產(chǎn)品3D外形,與模具型腔相匹配。
模切制程-刀模 刀模下料工藝,將薄膜面板或線路定位在底板上,將刀模固定在機(jī)器上模板,利用機(jī)器下壓提供的力量控制刀鋒將材料切斷。他區(qū)別于沖切模的地方在于,切口更光滑;同時(shí)通過對(duì)切割壓力、深淺的調(diào)整可以沖切出壓痕、半斷等效果。同時(shí)模具的成本低作業(yè)更方便、安全、快捷。
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