随着科学技术的发展,在航空航天和计算机领域,一些对加工精度和表面粗糙度要求特别高的零件需要进行精密加工和超精加工。通过精密和超精密加工达到的尺寸精度可以达到亚微米甚至纳米级。这些机械零件的加工方法包括超精密车削和超精密磨削。

定制机械零件的材料成型工艺

机械零件加工 材料成型制造工艺大多采用模型将原材料制成零件或毛坯。在材料成形过程中,原材料的形状、尺寸、组织状态甚至组合状态都会发生变化。由于成形精度一般不高,材料成形制造工艺通常用于制造毛坯。它也可用于制造形状复杂但精度要求不高的零件。材料成型工艺的生产效率较高。常用的成形工艺有铸造、锻造、粉末冶金等。

铸造是将液态金属浇注到适合零件形状和尺寸的模腔中,冷却凝固后得到毛坯或零件的过程。其基本工艺流程为造型、熔炼、浇注、清理等。在合金铸造过程中,由于受充模能力、收缩等因素的影响,铸件可能会出现结构不均匀、缩孔、热应力、变形等缺陷,使铸件的精度、表面质量和机械性能较差。尽管如此,由于适应性强、生产成本低,铸件加工仍被广泛使用。铸件形状复杂,尤其是内腔复杂的毛坯件常采用铸造加工。

目前,生产中常用的铸造方法有普通砂型铸造、熔模铸造、金属模铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造等。其中,普通砂型铸造应用最为广泛。

机械零件机械加工和钣金冲压统称为锻造。锻造是利用锻造设备对加热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。锻造毛坯的内部结构致密、均匀。金属流线分布合理,提高了零件的强度。因此,锻造常用于制造综合机械性能要求高的零件毛坯。

锻造可分为自由锻造、模型锻造和轮胎模锻。

自由锻是将金属置于上下支承铁之间,使金属发生塑性变形,利用自由流动的规律成形。成形效率低,精度不高。一般用于生产批量小、形状简单的锻件。

模锻是将金属放入锻模的模腔中使其变形。金属的塑性流动受到模腔的限制。其成形效率高、精度高、金属流线分布更合理。但由于模具制造成本较高,通常用于批量生产。与自由锻相比,模型锻造需要较大的锻造力,不能用于锻造大型锻件。

轮胎模具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,但成型精度较低。它们通常用于生产精度要求不高的小型锻件。

机械零件加工钣金冲压是在压力机上使用模具将钣金冲压成各种形状和尺寸的零件。冲压加工具有极高的生产率和加工精度,其加工形式包括冲孔、弯曲、拉深、成形等。冲裁是将板材冲裁成各种平面零件。弯曲、拉深和其他成形加工将金属板材冲压成各种立体零件。钣金冲压广泛应用于电气产品、轻工业产品和汽车制造。

粉末冶金是以金属粉末或金属粉末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过程。它不仅可以生产特殊的金属材料,还可以生产几乎不需要切削加工的金属零件。粉末冶金产品的材料利用率可达 95%,可大大减少切削加工的投入,降低生产成本。因此,它在机械制造领域的应用越来越广泛。由于粉末冶金所用的粉末原料价格昂贵,粉末在成形时流动性差,零件的形状和尺寸受到一定的限制。粉末冶金零件中存在一定量的微小气孔,其强度比铸件或锻件低约 20%-30%,塑性和韧性也较差。

粉末冶金生产的工艺流程包括粉末制备、混合、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。