定制機械零件的材料成型工藝

發佈時間： 05 / 27 2021 作者：網站編輯訪問：11629

隨著科學技術的進步，在航空航天和計算機領域，一些對加工精度和表面粗糙度要求特別高的零件需要精密加工和超精加工。精密和超精密加工所達到的尺寸精度可以達到亞微米甚至納米級。這些機械零件的加工方法包括超精密車削和超精密磨削。

定制機械零件的材料成型工藝

機加工零件加工材料成型製造工藝多采用模型將原材料製成零件或毛坯。在材料成型過程中，原材料的形狀、尺寸、組織狀態，甚至結合狀態都會發生變化。由於成形精度一般不高，所以常採用材料成形製造工藝來製造毛坯。也可用於製造形狀複雜但對精度要求不高的零件。材料成型工藝生產效率高。常用的成型工藝有鑄造、鍛造、粉末冶金等。

鑄造是將液態金屬倒入適合零件形狀和尺寸的模具型腔中，冷卻凝固後得到毛坯或零件的過程。基本工藝流程為造型、冶煉、澆注、清洗等。由於合金鑄造過程中充型能力、收縮率等因素，鑄件可能存在組織不均、收縮、熱應力、變形等缺陷，使鑄件的精度、表面質量和力學性能變差。儘管如此，由於適應性強、生產成本低，鑄造機械加工仍被廣泛使用。形狀複雜，特別是內腔複雜的毛坯件常用於鑄造。

目前生產中常用的鑄造方法有普通砂型鑄造、熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等，其中以普通砂型鑄造應用最為廣泛。

機械零件加工的鍛造和鈑金沖壓統稱為鍛造。鍛造是利用鍛造設備對加熱後的金屬施加外力進行塑性變形，以形成具有一定形狀、尺寸和結構的零件毛坯。鍛坯內部組織緻密均勻。金屬流線分佈合理，提高了零件的強度。因此，鍛造常用於製造對綜合力學性能要求較高的零件的毛坯。

鍛造可分為自由鍛造、模型鍛造和輪胎模鍛。

自由鍛是將金屬置於上下橋台鐵之間，使金屬發生塑性變形，利用自由流動定律成型。成型效率低，精度低。一般用於生產小批量、形狀簡單的鍛件。

模型鍛造是將金屬放入鍛模的模腔內使其變形。金屬的塑性流動受到模腔的限制。成型效率高，精度高，金屬流線分佈更合理。但由於模具製造成本高，通常用於批量生產。與自由鍛相比，模型鍛需要較大的鍛造力，不能用於鍛造大型鍛件。

輪胎模具鍛造是在自由鍛造設備上使用輪胎模具鍛造金屬。輪胎模具製造簡單、成本低、成型方便，但成型精度低。它們通常用於生產精度要求不高的小型鍛件。

機械零件加工鈑金沖壓是利用壓力機上的模具將鈑金沖壓成各種形狀和尺寸的零件。沖壓加工具有極高的生產效率和極高的加工精度，其加工形式包括沖孔、彎曲、拉深、成型等。沖裁是將板材沖壓成各種平面零件。彎曲、深拉等成型工藝將金屬板沖壓成各種三維零件。鈑金沖壓廣泛應用於電器產品、輕工產品、汽車製造。

粉末冶金是以金屬粉末或金屬與非金屬粉末的混合物為原料，通過模壓、燒結等工藝生產某些金屬製品或金屬材料的工藝。它不僅可以生產特殊金屬材料，還可以生產幾乎不需要切削加工的金屬零件。粉末冶金產品材料利用率可達95%，可大大減少切削加工的投入，降低生產成本。因此，它在機械製造中的應用越來越廣泛。由於粉末冶金所用的粉末原料價格昂貴，粉末在成型時流動性差，零件的形狀和尺寸受到一定的限制。粉末冶金零件存在一定數量的微孔，其強度比鑄件或鍛件低20%-30%左右，塑性和韌性也較差。

粉末冶金生產的工藝過程包括粉末製備、複合、壓製成型、燒結、成型等。其中，粉末的製備和混合過程通常由提供粉末的製造商完成。

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