金属零件的主要的加工方法有:机械加工,冲压,精密铸造,粉末冶金,金属注射成型
机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按加工方式上的差别可分为切削加工和压力加工。
冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。
还有特种加工,激光加工,电火花加工,超声波加工,电解加工,粒子束加工以及超高速加工等。车、铣、锻、铸、磨 ,数控加工、CNC数控中心都属于机加工。
金属材料是指金属或以金属为主的具有金属特性的材料的统称。包括了纯金属、合金以及特种金属材料等。常见金属材料的成型加工方法有铸造、锻压加工、切削加工、粉末冶金与焊接等。
铸造是将液态金属浇注到具有与所需零件相适应的铸型型腔,待其冷却凝固获得所需毛坯、零件的生产方法。铸造具有相当鲜明的优缺点,是现代机械制造业金属材料成型的基础工艺之一。铸造的优点有:一是可以生产形状复杂、特别是复杂内腔的毛坯,比如箱体;二是适用范围广,铸件的大小不受限制;三是可以选用低廉的废钢等作为原料,费用较低;四是铸件的形状和尺寸与所需零件很接近,可节省大量金属材料。铸造的缺点如下:一是工艺过程相对较难控制,容易产生缺陷;二是相比锻件,铸件的性能相对较低;三是在部分铸造工艺中,生产批量小,工人劳动强度较大。
锻压加工是锻造加工和冲压加工的合称,是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通用模具对坯料施加压力,使坯料产生塑性变形,获得所需零件的金属材料成形方法。锻压加工的工件尺寸精确、适用于批量生产。经过锻压的工件机械性能显著提供,但是相应的制造成本较高,也只能加工塑性较高的金属材料。
金属材料的切削加工是指用机床等对坯料或工件上多余的金属材料进行切削,使工件获得所需的形状尺寸和表面质量的加工方法。切削加工是机械制造工艺中重要的加工方法。虽然工件制造精度在不断提高,精铸、精锻、挤压、粉末冶金等加工工艺的应用日益广泛,但切削加工的适应范围广,能达到所需的精度和表面粗糙度,在机械制造工艺中一直占有重要地位。
粉末冶金是制取金属粉末和用金属粉末或金属粉末混合物作为原料,经过烧结成形,制作金属材料、复合材料以及其他制品的成形工艺。粉末冶金制品具有用传统的熔铸方法无法获得的特殊的化学成分和机械物理性能。粉末冶金工艺可以直接制成多孔、半致密或全致密的材料制品,如含油轴承、齿轮等,大大降低了批量生产成本。相应的粉末冶金模具费用较高,不适合小批量生产。
焊接是一种用加热、高温或者高压的方式对金属或其他热塑性材料进行接合的制造工艺,是机械制造中最重要的组成部分,好的焊接加工技术决定了机械制造的根本。焊接有以下特点:一是连接性能好。二是焊接结构刚度大,整体性好。三是焊接工艺适应性广。如果焊接不当,则可能会造成性能的下降,影响工件质量。
金属材料加工方法众多,没有一种方法是最好的,只有根据企业的实际需求,选择最合适的方法。
1、铸造:将熔融态金属浇入铸型后,冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。
2、塑性成型:塑性成型加工指在外力的作用下,金属材料通过塑性变形,获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。塑性加工可分为锻造、扎制、挤压、拔制、冲压五种。
3、切削加工:利用切削 刀具在切削机床上(或用手工)将金属工件的多余加工量切去,以达到规定的形状、尺寸和表面质量的工艺过程。 4、焊接加工:是充分利用金属材料在高温作用下易熔化的特性,使金属与金属发生相互连接的一种工艺,是金属加工的一种辅助手段。
5、粉末冶金:是以金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
优点:1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯,而不需要或很少需要随后的机械加工,故能大大节约金属,降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时,金属的损耗只有1-5%,而用一般熔铸方法生产时,金属的损耗可能会达到80%。
3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料,也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质,而烧结一般在真空和还原气氛中进行,不怕氧化,也不会给材料任何污染,故有可能制取高纯度的材料。 4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品,特别是齿轮等加工费用高的产品,用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。缺点:1、在没有批量的情况下要考虑 零件的大小. 2、模具费用相对来说要高出铸造模具. 粉末冶金(P/M)技术是一门重要的材料制备与成形技术,被称为是解决高科技、新材料问题的钥匙…。
高性能、低成本、净近成形一直以来是粉末冶金工作者重要研究课题之一。粉末冶金法能实现工件的少切削、无切削加工,是一种高效、优质、精密、低耗节能制造零件的先进技术。
进入20世纪80年代许多行业,特别是汽车工业比以往任何时候更加依赖于粉末冶金技术,尽可能多地采用粉末冶金高性能的零部件是提高汽车尤其是轿车在市场中的竞争能力的一种有力手段。高密度的P/M产品是保证其具有优异的力学性能的关键因素。
因此,为扩大粉末冶金P/M零部件的应用范围,必须提高其密度以获得力学性能优异的粉末冶金零部件。
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。
所谓使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中,一般机械零件都是在常温,常压和非强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为机械性能(或称为力学性能)。 所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
1 铸造性 金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等。流动性是指液态金属充满铸模的能力,流动性愈好,愈易铸造细薄精致的铸件。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度,收缩愈小,铸件凝固时变形愈小。 偏析是指化学成分不均匀,偏析愈严重,铸件各部位的性能愈不均匀,铸件的可靠性愈小。
2 切削加工性 金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力,也是指金属经过切削加工而成为合乎要求的工件的难易程度。 通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨损程度来评价金属的切削加工性。
3 焊接性 焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能。它包括两个方面的内容:一是结合性能,即在一定的焊接工艺条件下,一定的金属形成焊接缺陷的敏感性,二是使用性能,即在一定的焊接工艺条件下,一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。 焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断。 点击下列链接,了解更多焊接知识! 一张图看懂金属材料焊接(上)——焊接基础 一张图看懂金属材料焊接(下)——焊接材料型号 焊接材料选用表,千万别错过,必须收藏! 最先进的焊接技术工艺汇总 新型焊接技术,前景不可限量
4 可锻性 可锻性是材料在承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺时会改变形状而不产生裂纹的性能。 它实际上是金属塑性好坏的一种表现,金属材料塑性越高,变形抗力就越小,则可锻性就越好。 可锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素。
5 冲压性 冲压性是指金属经过冲压变形而不发生裂纹等缺陷的性能。许多金属产品的制造都要经过冲压工艺,如汽车壳体、搪瓷制品坯料及锅、盆、孟、壶等日用品。 为保证制品的质量和工艺的顺利进行,用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能。
6 顶锻性 顶锻性是指金属材料承受打铆、徽头等的顶锻变形的性能。金属的顶锻性,是用顶锻试验测定的。
7 冷弯性 金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂的性能,称为冷弯性。 出现裂纹前能承受的弯曲程度(弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d对材料厚度a的比值表示,a愈大或d/a愈小)愈大,则材料的冷弯性能愈好。
8 热处理工艺性 热处理是指金属或合金在固态范围内,通过一定的加热、保温和冷却方法,以改变金属或合金的内部组织,而得到所需性能的一种工艺操作。 热处理工艺性就是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力,包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。
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