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机械零件加工的几种常用工艺

2019-05-17    作者:    来源:    阅读:5

    机械制作临盆过程中,零件的加工是最基本的。按照由原资料或毛坯成为零件的过程中品德阴的变更,可以或许或许将制作工艺办法分为资料去除法———品德削减 (⑽m <0),资料成形法 ——— 品德不变(⑽m =0)和资料累积法 ——— 品德增长(⑽m >0)三种范例。

    采纳资料去除技术,如切削加工等,在加工过程中,颠末过程一定的办法逐渐切除毛坯上的多余资料,获得具有一定形状、尺寸的零件,属于品格削减工艺。

    采纳锻造、锻造、粉末冶金等资料成形法加工时,资料的形状、尺寸、机能发生变更,而其品格未发生改变,属于品格不变工艺。

    资料累加法制作 (MIF :Material Lncrease Manufacturing) 也称疾速成形 (RP :RapidPrototyping)。这是在计算机节制下,资料逐渐累加成形,成形零件属于品格增长工艺。


一、资料去除制作工艺 (⑽m <0)

    资料去除制作工艺是按一定的办法从工件上切除多余的资料,获得所需形状、尺寸的零件。此类工艺请求工件外面有足够的多余资料。在资料的去除过程中,工件逐渐逼近抱负零件的形状和尺寸。原资料或毛坯与零件的形状、尺寸相差越大,去除的资料就越多,资料损耗就越大,加工过程消耗的能源也越多。有时损耗的资料体积甚至超过零件自己的体积。

    虽然资料去除工艺的资料利用率低,但至今它依然是提高零件品格的重要手腕,同时也具有很强的加工顺应性,是机械制作中应用最普遍的加工办法。资料去除法工艺与资料成形工艺相结合,可以或许或许大大低落原资料的消耗。跟着少无切削加工技术 (周详锻造、精锻造等) 的睁开,可以或许或许进一步提高资料的利用率。临盆数目很少时,为了削减资料成形工艺投资,单纯采纳资料去除工艺也是经济正当的。

    资料去除工艺有很多加工情势,包含传统的切削加工和特种加工。

    切削加工是用金属切削刀具在机床上切除工件 (毛坯) 上多余的金属,从而使工件的形状、尺寸和外面品德相符设计请求的工艺办法。切削过程中,刀具和工件装配在机床上,由机床动员实现一定规律的相对运动。在刀具与工件的相对运动过程中,多余的金属被切除,构成为了工件的已加工外面。常见的金属切削加工办法有车削、铣削、刨削、拉削、磨削等。金属切削过程中存在力、热、变形、振动、磨损等现象。对加工过程、加工品德都存在一定的影响。如何正确抉择加工办法、加工机床、刀具、夹具和切削参数,改良加工品德,提高加工效益将是本书的重点讲述内容。

    特种加工是指利用电能、光能等对工件停止资料去除的加工办法。有电火花加工、电解加工、激光加工等。电火花加工是利用对象电极与工件电极之间发生的脉冲放电现象蚀除工件资料到达加工偏向。加工时,工件电极与对象电极之间存在一定的放电间隙,而不间接接触,加工中没无力的感化,可以或许或许加工任何力学机能的导电资料。在工艺上其重要优点是可以或许或许对复杂形状的内轮廓外面停止加工,将其加工难度转化为外轮廓(对象电极) 的加工,所以在模具制作中有分外的感化。因为电火花加工的金属去除率低,一样平常不用于产品的形状加工。激光加工、离子束加工多用于细微加工。

    跟着科学技术的提高,在航天、计算机领域,有些加工精度和外面粗糙度请求分外高的零件,必要停止周详加工及超精加工。周详、超周详加工到达的尺寸精度可以或许或许达亚微米甚至纳米级。这些加工办法有超周详车削、超周详研磨等。


二、资料成形制作工艺 (⑽m =0)

    资料成形制作工艺多利用模子使原资料构成零件或毛坯。资料成形加工过程中,原资料的形状、尺寸、构造状况,甚至结合状况都邑改变。因为成形精度一样平常不高,资料成形制作工艺常用来制作毛坯。也可以或许或许用来制作形状复杂但精度请求不太高的零件。资料成形工艺的临盆效力较高。常用的成形工艺有锻造、锻压、粉末冶金等。

(一)锻造

    锻造是将液态金属浇注到与零件的形状尺寸相顺应的铸型型腔中去,冷却凝固后获得毛坯或零件的工艺办法。基本工艺过程为造型、熔炼、浇注、清理等。因为合金锻造时的充型能力、收缩及其它因素影响,铸件可能会存在构造不均匀、缩孔、热应力、变形等缺点,使铸件的精度、外面品德、力学机能不高。尽管如斯,因为顺应性强,临盆本钱低,锻造加工依然获得十分普遍的应用。形状复杂,分外有复杂内腔零件的毛坯常采纳锻造。

    目前临盆中常用的锻造办法有通俗砂型锻造、熔模锻造、金属型锻造、压力锻造、低压锻造、离心锻造等。此中,通俗砂型锻造应用最广。

(二) 锻压

    锻造与板料冲压统称为锻压。锻造是利用锻造设备对加热后的金属施加外力停止塑性变形,构成具有一定形状、尺寸和构造机能的零件毛坯。颠末锻造的毛坯其内部构造致密均匀。金属流线散布正当,提高了零件强度。因此,锻造常用于制作综合力学机能请求高的零件的毛坯。

    锻造可分为从容锻造、模子锻造和胎模锻造。

    从容锻造是将金属置于高低抵铁之间停止金属塑性变形,利用从容运动的规律成形。成形效力低,精度低。一样平常用于临盆批量较。形状简略的锻件。

    模子锻造是将金属置于锻模的模膛中变形,金属的塑性运动遭到模膛的限制,成形效力高,精度高,金属流线散布加倍正当。但因为模具制感化度很高,通常用于大批量临盆。与从容锻造相比,模子锻造时必要的锻造力大,不能用于大型锻件的锻造。

    胎模锻造是在从容锻造的设备上利用胎模对金属停止锻造。胎模制作简略,本钱低,成形便利,但成形精度不高,常用来临盆精度请求不高的小锻件。

    板料冲压是在压力机上利用冲模将板料冲压成各种形状和尺寸的制件。冲压加对象有极高的临盆率和较高的加工精度,其加工情势有冲裁、弯曲、拉深、成形等。冲裁是将板料冲压成各种平面制件。弯曲、拉深等成形工序将板料冲压成各种平面系体例件。板料冲压在电气产品、轻工产品、汽车制作中有着十分普遍的应用。

(三)粉末冶金

    粉末冶金因此金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作为质料,经模具压制、烧结等工序,制作某些金属制品或金属资料的工艺办法。它既可以或许临盆特种金属资料,又可以或许临盆少无切削加工的金属零件。粉末冶金制品的资料利用率能到达95 %,可大批削减切削加工的度,低落临盆本钱,因此在机械制作中获得日益普遍的应用。因为粉末冶金所用蹬粉末质料价钱高,成形时粉末的运动性差,零件形状的和大小遭到一定的限制。粉末冶金制件内部存在一定量的微小孔隙,其强度比铸件或锻件约低20 %~30 %,且塑性、韧性也较差。

    粉末冶金临盆的工艺流程包含粉末制备、混配料、压制成形、烧结、整形等。此中粉末的制备与混配料工序通常由供给粉末的厂商实现。


三、资料累积制作工艺 (⑽m >0 )

    资料累积制作工艺是将零件以微元叠加办法逐渐累积生长进去的。在制作过程中,将零件三维实体模子数据经计算机处理,节制资料的累积过程,构成所要的零件。此类工艺办法的优点是无需刀具、夹具等临盆准备运动,就可以或许或许成形任意复杂形状的零件。

    制作出采的原型可供设计评估、投标或样件展现。因此,这一工艺又称为疾速成形技术。疾速成形技术用于产品样件的制作、模具制作和少量零件的制作,成为加快新产品开拓及实现并行工程的有用技术,使企业的产品能疾速相应市场,提高企业的竞争能力。

    疾速成形技术的睁开十分敏捷,如今有几种办法已 经 进 入 应 用 阶 段, 主 要 有 光 固 化 法 (SL :Stereolithog -raphy)、层叠制作法 (LO M :LaminatedObject Manufacturing)、激光选区烧结法 (SLS :Selec-tive Laser Sintering)、熔化堆积造型法 (FD M :Fused

Deposition Modeling),此中光固 化 法 是 最 早 投入商业应用的疾速成形技术(下图)。

    如图 所示,光固化法以光敏树脂为质料,将计算机节制的紫外激光按预定零件分层截面对液态树脂逐点扫描,使被扫描地区的树脂薄层发生光聚合反应,从而构成零件一个薄层截面。当一层固化终了后,托盘下降一个薄层高度。在原先固化好的树脂外面再敷上一层新的液态树脂以便下一次扫描固化。新固化的一层坚固地与前一层粘合,如斯重复,直到全体零件原型制作终了。

机械零件加工的几种常用工艺

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