Kompletny zbiór metod obróbki plastycznej metali, co jeszcze oprócz obróbki skrawaniem?
Metoda formowania materiału jest ważną częścią projektowania części i kluczowym czynnikiem w procesie przetwarzania. Oprócz obróbki skrawaniem głównymi technologiami są formowanie wtryskowe metali, formowanie tworzyw sztucznych i druk 3D, które pojawiły się w ostatnich latach. Przyjrzyjmy się bliżej tym metodom formowania metali Charakterystyka rzemiosła.
odlew
Ciekły metal wlewa się do wnęki formy, która jest odpowiednia dla kształtu i rozmiaru części, a następnie jest schładzany i zestalany w celu uzyskania półfabrykatów lub części. Zwykle nazywa się to formowaniem lub odlewaniem ciekłego metalu.
Przebieg procesu: ciekły metal → napełnianie → skurcz krzepnięcia → odlewanie
Cechy procesu:
1. Może wytwarzać części o dowolnych złożonych kształtach, zwłaszcza o złożonych kształtach wnęki wewnętrznej.
2. Silne zdolności adaptacyjne, nieograniczone rodzaje stopów, prawie nieograniczone rozmiary odlewów.
3. Źródło materiałów jest szerokie, odpady można przetopić, a inwestycje w sprzęt są niskie.
4. Wysoki wskaźnik złomowania, niska jakość powierzchni i złe warunki pracy.
Klasyfikacja odlewania:
(1) Odlewanie w piasku (odlewanie w piasku)
Metoda odlewnicza wytwarzania odlewów w formach piaskowych. Odlewy ze stali, żelaza i większości stopów metali nieżelaznych można uzyskać przez odlewanie w formach piaskowych.
Przebieg procesu:
Właściwości techniczne:
1. Nadaje się do wykonywania półfabrykatów o skomplikowanych kształtach, zwłaszcza ze złożonymi wnękami wewnętrznymi;
2. Szerokie możliwości adaptacji i niski koszt;
3. W przypadku niektórych materiałów o słabej plastyczności, takich jak żeliwo, odlewanie w formach piaskowych jest jedynym procesem formowania służącym do wytwarzania jego części lub półwyrobów.
Zastosowanie: Blok cylindrów silnika, głowica cylindrów, wał korbowy i inne odlewy samochodów
(2) Casting inwestycyjny (casting inwestycyjny)
Zwykle odnosi się to do wykonania wzoru z topliwego materiału, pokrycia powierzchni wzoru kilkoma warstwami materiału ogniotrwałego w celu wykonania skorupy, a następnie stopienia wzoru i wyładowania skorupy, tak aby uzyskać formę bez powierzchni podziału , które można nadziewać po upieczeniu w wysokiej temperaturze. Rozwiązania odlewnicze do wylewania piasku. Często określane jako „odlewanie z wosku traconego”.
Przebieg procesu:
korzyść:
1. Wysoka dokładność wymiarowa i dokładność geometryczna;
2. Wysoka chropowatość powierzchni;
3. Może odlewać odlewy o skomplikowanych kształtach, a stopy odlewnicze nie są ograniczone.
Wady: skomplikowany proces i wysokie koszty
Zastosowanie: Nadaje się do produkcji małych części o skomplikowanych kształtach, wymagających wysokiej precyzji lub trudnych innych procesach obróbki, takich jak łopatki silników turbinowych itp.
(3) Odlewanie kokilowe
Używając wysokiego ciśnienia do wciśnięcia stopionego metalu do precyzyjnej metalowej wnęki formy z dużą prędkością, stopiony metal jest schładzany i zestalany pod ciśnieniem, tworząc odlew.
Przebieg procesu:
korzyść:
1. Podczas odlewania ciśnieniowego ciecz metalowa wywiera wysokie ciśnienie, a prędkość przepływu jest duża
2. Dobra jakość produktu, stabilny rozmiar i dobra wymienność;
3. Wydajność produkcji jest wysoka, a forma do odlewania ciśnieniowego może być często używana;
4. Nadaje się do masowej produkcji i ma dobre korzyści ekonomiczne.
niedociągnięcie:
1. Odlewy są podatne na drobne pory i kurczenie się.
2. Odlewy ciśnieniowe mają niską plastyczność, dlatego nie nadają się do pracy pod obciążeniem udarowym i wibracjami;
3. Podczas odlewania ciśnieniowego stopów o wysokiej temperaturze topnienia żywotność formy jest niska, co wpływa na rozwój produkcji odlewów ciśnieniowych.
Zastosowanie: Odlewy ciśnieniowe były najpierw stosowane w przemyśle samochodowym i przemyśle przyrządowym, a następnie stopniowo rozszerzyły się na różne gałęzie przemysłu, takie jak maszyny rolnicze, przemysł obrabiarek, przemysł elektroniczny, przemysł obronny, komputer, sprzęt medyczny, zegary, aparaty fotograficzne i sprzęt codziennego użytku i inne gałęzie przemysłu.
(4) Odlewanie niskociśnieniowe (odlewanie niskociśnieniowe)
Odnosi się do metody napełniania formy ciekłym metalem pod niższym ciśnieniem (0,{1}},06 MPa) i krystalizacji pod ciśnieniem w celu utworzenia odlewu.
Przebieg procesu:
Właściwości techniczne:
1. Ciśnienie i prędkość podczas nalewania można regulować, dzięki czemu można je stosować do różnych form odlewniczych (takich jak formy metalowe, formy piaskowe itp.), Odlewając różne stopy i odlewy o różnych rozmiarach;
2. Przyjęto wypełnienie typu wtrysku dolnego, wypełnienie stopionym metalem jest stabilne bez rozpryskiwania, co pozwala uniknąć zaangażowanego gazu i erozji ściany formy i rdzenia oraz poprawić kwalifikowaną szybkość odlewów;
3. Odlew krystalizuje pod ciśnieniem, struktura odlewu jest gęsta, kontur jest wyraźny, powierzchnia jest gładka, a właściwości mechaniczne są wysokie, co jest szczególnie korzystne w przypadku odlewania dużych i cienkościennych części;
4. Pominięto pion zasilający, a stopień wykorzystania metalu zwiększono do 90-98 procent;
5. Niska pracochłonność, dobre warunki pracy, proste wyposażenie, łatwa do zrealizowania mechanizacja i automatyzacja.
Zastosowanie: głównie produkty tradycyjne (głowica cylindra, piasta koła, rama cylindra itp.).
(5) odlewanie odśrodkowe (odlewanie odśrodkowe)
Metoda odlewania, w której stopiony metal jest wlewany do obracającej się formy, a forma jest wypełniana i zestalana pod działaniem siły odśrodkowej.
Przebieg procesu:
korzyść:
1. Prawie nie ma zużycia metalu w systemie zalewania i systemie pionowym, co poprawia wydajność procesu;
2. Nie ma potrzeby stosowania rdzenia podczas produkcji pustych odlewów, więc zdolność wypełniania metalem można znacznie poprawić podczas produkcji długich odlewów rurowych;
3. Odlew charakteryzuje się dużą gęstością, mniejszą liczbą defektów w postaci porów i wtrąceń żużlowych oraz wysokimi właściwościami mechanicznymi;
4. Wygodne jest wytwarzanie kompozytowych odlewów metalowych, takich jak beczki i tuleje.
niedociągnięcie:
1. Istnieją pewne ograniczenia w przypadku stosowania do produkcji odlewów o specjalnych kształtach;
2. Średnica otworu wewnętrznego odlewu nie jest dokładna, powierzchnia otworu wewnętrznego jest stosunkowo szorstka, jakość jest niska, a naddatek na obróbkę jest duży;
3. Odlewy są podatne na segregację ciężaru właściwego
aplikacja:
Odlewanie odśrodkowe zostało po raz pierwszy użyte do produkcji rur odlewanych. W kraju i za granicą technologia odlewania odśrodkowego jest stosowana w metalurgii, górnictwie, transporcie, maszynach odwadniających i irygacyjnych, lotnictwie, obronie narodowej, motoryzacji i innych gałęziach przemysłu do produkcji odlewów ze stali, żelaza i stopów węgla nieżelaznego. Wśród nich najbardziej powszechna jest produkcja odlewów takich jak rury żeliwne odśrodkowe, tuleje cylindrowe silników spalinowych oraz tuleje wałów.
(6) Odlewanie form metalowych (odlewanie grawitacyjne)
Metoda formowania, w której ciekły metal wypełnia metalową formę pod działaniem grawitacji, a następnie ochładza się i krzepnie w formie w celu uzyskania odlewu.
Przebieg procesu:
korzyść:
1. Przewodność cieplna i pojemność cieplna formy metalowej są duże, prędkość chłodzenia jest szybka, struktura odlewu jest gęsta, a właściwości mechaniczne są o około 15 procent wyższe niż w przypadku odlewu piaskowego.
2. Można uzyskać odlewy o wysokiej dokładności wymiarowej i niskiej chropowatości powierzchni, a stabilność jakości jest dobra.
3. Ponieważ rdzenie piaskowe nie są używane lub są używane rzadko, poprawia się stan środowiska, zmniejsza się pył i szkodliwe gazy oraz zmniejsza się pracochłonność.
niedociągnięcie:
1. Sama metalowa forma nie przepuszcza powietrza i należy podjąć pewne środki w celu wywozu powietrza z wnęki i gazu wytwarzanego przez rdzeń piasku;
2. Rodzaj metalu nie ma ustępstw, a odlew jest podatny na pęknięcia, gdy krzepnie;
3. Cykl produkcji form metalowych jest dłuższy, a koszt wyższy. Dlatego dobre efekty ekonomiczne można wykazać tylko przy masowej produkcji w dużych ilościach.
aplikacja:
Odlewanie form metalowych nadaje się nie tylko do masowej produkcji odlewów ze stopów metali nieżelaznych, takich jak stopy aluminium i stopy magnezu o skomplikowanych kształtach, ale także do produkcji odlewów i wlewków z żelaza i stali.
(7) Odlewanie próżniowe (odlewanie próżniowe)
Jest to zaawansowany proces odlewania ciśnieniowego, który poprawia właściwości mechaniczne i jakość powierzchni części odlewanych ciśnieniowo poprzez eliminację lub znaczną redukcję porów i rozpuszczonych gazów w częściach odlewanych ciśnieniowo poprzez ekstrakcję gazu we wnęce formy odlewniczej podczas odlewania ciśnieniowego. proces odlewania ciśnieniowego.
Przebieg procesu:
korzyść:
1. Wyeliminuj lub zmniejsz pory wewnątrz odlewu ciśnieniowego, popraw właściwości mechaniczne i jakość powierzchni odlewu ciśnieniowego oraz popraw wydajność powłoki;
2. Aby zmniejszyć ciśnienie wsteczne wnęki, można zastosować stopy o niższym ciśnieniu właściwym i słabych właściwościach odlewniczych, a także możliwe jest odlewanie większych odlewów za pomocą małych maszyn;
3. Poprawiają się warunki napełniania, a cieńsze odlewy mogą być odlewane ciśnieniowo;
niedociągnięcie:
1. Struktura uszczelnienia formy jest skomplikowana i trudna do wyprodukowania i zainstalowania, więc koszt jest wysoki;
2. Jeśli metoda odlewania próżniowego nie jest odpowiednio kontrolowana, efekt nie będzie bardzo znaczący.
(8) Odlewanie wyciskane (odlewanie ciśnieniowe)
Metoda zestalania ciekłego lub półstałego metalu pod wysokim ciśnieniem, formowania przepływowego i bezpośredniego uzyskiwania detali lub półwyrobów. Ma zalety wysokiego stopnia wykorzystania ciekłego metalu, uproszczonego procesu i stabilnej jakości. Jest to energooszczędna technologia obróbki plastycznej metali, która ma potencjalne perspektywy zastosowania.
Przebieg procesu:
Odlewanie metodą bezpośredniego wytłaczania: farba w sprayu, stop odlewniczy, zaciskanie formy, zwiększanie ciśnienia, utrzymywanie ciśnienia, odciążenie, dzielenie formy, wyjmowanie z formy pustej, resetowanie;
Odlewanie przez wytłaczanie pośrednie: powlekanie, mocowanie formy, podawanie, napełnianie, zwiększanie ciśnienia, utrzymywanie ciśnienia, odciążanie, rozdzielanie formy, wyjmowanie z formy, resetowanie.
Właściwości techniczne:
1. Może wyeliminować wady wewnętrzne, takie jak pory, ubytki skurczowe i porowatość skurczowa;
2. Niska chropowatość powierzchni i wysoka dokładność wymiarowa;
3. Może zapobiegać powstawaniu pęknięć odlewniczych;
4. Łatwo jest zrealizować mechanizację i automatyzację.
Zastosowanie: Może być stosowany do produkcji różnego rodzaju stopów, takich jak stop aluminium, stop cynku, stop miedzi, żeliwo sferoidalne itp.
(9) Utracone odlewanie pianki
Modele parafinowe lub piankowe podobne wielkością i kształtem do odlewów są łączone i łączone w klastry modeli. Po wyszczotkowaniu farby ogniotrwałej i wysuszeniu są one zakopywane w suchym piasku kwarcowym do formowania wibracyjnego i wlewane pod ujemnym ciśnieniem w celu odparowania modelu, a ciekły metal zajmuje pozycję modelu, nową metodę odlewania, która tworzy odlew po zestaleniu i schłodzeniu.
Przebieg procesu: wstępne spienianie → formowanie spieniające → zanurzanie farby → suszenie → modelowanie → nalewanie → wytrząsanie → czyszczenie
Właściwości techniczne:
1. Odlewanie ma wysoką precyzję i brak rdzenia piaskowego, co skraca czas obróbki;
2. Brak powierzchni podziału, elastyczna konstrukcja i wysoki stopień swobody;
3. Czysta produkcja, brak zanieczyszczeń;
4. Zmniejsz koszty inwestycji i produkcji.
aplikacja:
Nadaje się do produkcji precyzyjnych odlewów różnej wielkości o skomplikowanych strukturach. Rodzaje stopów nie są ograniczone, a partie produkcyjne nie są ograniczone. Takich jak obudowa silnika z żeliwa szarego, kolano ze stali o wysokiej zawartości manganu itp.
(10) Odlewanie ciągłe (odlewanie ciągłe)
Zaawansowana metoda odlewania, której zasadą jest ciągłe wlewanie stopionego metalu do specjalnej metalowej formy zwanej krystalizatorem, a zestalony (zaskorupiony) odlew jest w sposób ciągły wyciągany z drugiego końca krystalizatora. Można uzyskać odlewy o dowolnej długości lub określonej długości.
Właściwości techniczne:
1. Ze względu na szybkie chłodzenie metalu krystalizacja jest gęsta, struktura jest jednolita, a właściwości mechaniczne są dobre;
2. Oszczędź metal i zwiększ wydajność;
3. Proces jest uproszczony, a modelowanie i inne procesy są zwolnione, co zmniejsza pracochłonność; wymagana powierzchnia produkcyjna jest również znacznie zmniejszona;
4. Ciągła produkcja odlewów jest łatwa do zrealizowania mechanizacji i automatyzacji oraz poprawia wydajność produkcji.
aplikacja:
Metoda ciągłego odlewania może odlewać stal, żelazo, stop miedzi, stop aluminium, stop magnezu i inne długie odlewy o stałych kształtach przekroju poprzecznego, takie jak wlewki, kęsiska płaskie, kęsy, rury itp.
obróbka plastyczna
Wykorzystując plastyczność materiału, metodę obróbki przedmiotu obrabianego przy mniejszym cięciu lub bez cięcia pod zewnętrzną siłą narzędzia i formy. Istnieje wiele rodzajów, w tym głównie kucie, walcowanie, wytłaczanie, rysowanie, tłoczenie i tak dalej.
(1) kucie
Jest to metoda przetwarzania, która wykorzystuje maszyny kuźnicze do wywierania nacisku na metalowe półfabrykaty w celu spowodowania odkształcenia plastycznego w celu uzyskania odkuwek o określonych właściwościach mechanicznych, określonych kształtach i rozmiarach.
Zgodnie z mechanizmem formowania kucie można podzielić na kucie swobodne, kucie matrycowe, walcowanie pierścieniowe i kucie specjalne.
Kucie swobodne: zazwyczaj na kuźni młotkowej lub prasie hydraulicznej, przy użyciu prostych narzędzi do wbijania metalowych wlewków lub bloków do wymaganych kształtów i rozmiarów.
Kucie matrycowe: jest formowane za pomocą matrycy na młotku do kucia matrycowego lub prasie do kucia na gorąco.
Walcowanie pierścieni: odnosi się do produkcji części pierścieni o różnych średnicach za pomocą specjalnych maszyn do walcowania pierścieni, a także jest wykorzystywane do produkcji części w kształcie koła, takich jak piasty samochodowe i koła pociągów.
Kucie specjalne: w tym kucie walcowe, walcowanie poprzeczne, kucie promieniowe, kucie płynne i inne metody kucia, które są bardziej odpowiednie do produkcji części o specjalnych kształtach.
Proces technologiczny: ogrzewanie kęsów kuźniczych → przygotowanie kęsów do kucia walcowego → formowanie matrycowe → przycinanie krawędzi → wykrawanie → prostowanie → kontrola pośrednia → obróbka cieplna odkuwek → czyszczenie → prostowanie → kontrola
Właściwości techniczne:
1. Jakość odkuwek jest wyższa niż odlewów i może wytrzymać dużą siłę uderzenia. Plastyczność, wytrzymałość i inne właściwości mechaniczne są również wyższe niż w przypadku odlewów, a nawet wyższe niż w przypadku części tocznych.
2. Oszczędzaj surowce i skróć czas przetwarzania.
3. Wysoka wydajność produkcji.
4. Swobodne kucie nadaje się do produkcji pojedynczych sztuk i małych partii i ma dużą elastyczność.
aplikacja:
Walce i koła zębate dużych walcarek, wirniki, wirniki i pierścienie ustalające turbogeneratorów, cylindry robocze i kolumny ogromnych pras hydraulicznych, osie lokomotyw, wały korbowe i korbowody samochodów i traktorów itp.
(2) toczenie
Metoda obróbki ciśnieniowej, w której metalowy półfabrykat przechodzi przez szczelinę między parą obracających się rolek (różne kształty), a przekrój poprzeczny materiału jest zmniejszany, a długość zwiększana w wyniku formowania przez ściskanie i walcowania rolek.
Klasyfikacja krocząca:
W zależności od ruchu walcowanego elementu wyróżnia się walcowanie wzdłużne, walcowanie poziome i walcowanie skośne. Walcowanie wzdłużne to proces, w którym metal przechodzi między dwoma walcami o przeciwnych kierunkach obrotu i powoduje między nimi odkształcenie plastyczne; kierunek ruchu walcowanej części po odkształceniu jest zgodny z kierunkiem osi rolki; Niespecjalny kąt osi rolki.
aplikacja:
Stosowany jest głównie w profilach metalowych, płytach, rurach itp., A także w niektórych materiałach niemetalicznych, takich jak wyroby z tworzyw sztucznych i wyroby ze szkła.
(3) wytłaczanie
Pod działaniem trójkierunkowego nierównomiernego naprężenia ściskającego kęs jest wytłaczany z otworu lub szczeliny formy w celu zmniejszenia pola przekroju poprzecznego i zwiększenia długości, a metoda przetwarzania w celu uzyskania pożądanego produktu nazywana jest wytłaczaniem. Ta obróbka kęsa nazywana jest formowaniem przez wytłaczanie. .
Przebieg procesu:
Przygotowanie przed wytłaczaniem → podgrzewanie żerdzi odlewniczej → wytłaczanie → rozciąganie, skręcanie i prostowanie → piłowanie (cięcie na długość) → kontrola wyrywkowa → sztuczne starzenie → pakowanie i przechowywanie
korzyść:
1. Szeroki zakres produkcji, specyfikacji produktów i odmian;
2. Duża elastyczność produkcji, odpowiednia do produkcji małych partii;
3. Produkt ma wysoką dokładność wymiarową i dobrą jakość powierzchni;
4. Mniejsza inwestycja w sprzęt, mała powierzchnia warsztatowa, łatwa do zrealizowania automatyczna produkcja.
niedociągnięcie:
1. Duża utrata odpadów geometrycznych;
2. Nierównomierny przepływ metalu;
3. Niska prędkość wytłaczania i długi czas pomocniczy;
4. Zużycie narzędzi jest duże, a koszt wysoki.
Zakres zastosowania produkcyjnego: używany głównie do produkcji długich prętów, głębokich otworów, części cienkościennych i części o specjalnym przekroju.
(4) Ciągnięcie
Metoda obróbki plastycznej, w której siła zewnętrzna działa na przedni koniec ciągnionego metalu w celu wyciągnięcia metalowego półfabrykatu z otworu matrycy mniejszego niż przekrój półwyrobu w celu uzyskania produktu o odpowiednim kształcie i rozmiarze.
korzyść:
1. Precyzyjny rozmiar i gładka powierzchnia;
2. Narzędzia i wyposażenie są proste;
3. Ciągła szybka produkcja długich produktów o małych przekrojach.
niedociągnięcie:
1. Wielkość odkształcenia na przejście i całkowite odkształcenie między dwoma wyżarzaniami są ograniczone;
2. Długość jest ograniczona.
