I. Materialfjerning Produksjonsprosesser
Fremstillingsprosesser for materialfjerning innebærer å fjerne overflødig materiale fra et arbeidsstykke på en bestemt måte for å oppnå en del med ønsket form og dimensjoner. Disse prosessene krever at arbeidsstykket har tilstrekkelig overflødig materiale på overflaten. Under materialfjerningsprosessen nærmer arbeidsstykket seg gradvis formen og størrelsen til den ideelle delen. Jo større forskjell i form og størrelse mellom råmaterialet eller emnet og den ferdige delen, jo mer materiale fjernes, noe som resulterer i større materialtap og høyere energiforbruk under maskineringsprosessen. Noen ganger overskrider volumet av tapt materiale til og med volumet til selve delen.
Selv om materialfjerningsprosesser har lav materialutnyttelsesgrad, er de fortsatt det primære middelet for å forbedre delens kvalitet og har også sterk prosesseringstilpasningsevne, noe som gjør dem mye brukt i mekanisk produksjon. Å kombinere materialfjerningsprosesser med materialdannende prosesser kan redusere råvareforbruket betydelig. Med utviklingen av nær-nett-produksjonsteknologier (presisjonsstøping, presisjonssmiing osv.), kan materialutnyttelsen forbedres ytterligere. Når produksjonsmengdene er små, er det også økonomisk rimelig å bruke bare materialfjerningsprosesser for å redusere investeringene i materialformingsprosesser.
Materialfjerningsprosesser har mange former, inkludert tradisjonell skjæring og spesialbearbeiding.
Kutting er en prosess som bruker metallskjærende verktøy på verktøymaskiner for å fjerne overflødig metall fra et arbeidsstykke (emne), slik at formen, størrelsen og overflatekvaliteten til arbeidsstykket oppfyller designkravene. Under skjæreprosessen er verktøyet og arbeidsstykket montert på en maskinverktøy, som driver dem til å utføre en spesifikk relativ bevegelse. Under den relative bevegelsen mellom verktøyet og arbeidsstykket, fjernes overflødig metall, og danner den maskinerte overflaten av arbeidsstykket. Vanlige metallskjæringsmetoder inkluderer dreiing, fresing, høvling, broaching og sliping. Metallkutting involverer fenomener som kraft, varme, deformasjon, vibrasjoner og slitasje. Disse fenomenene påvirker prosesseringsprosessen og kvaliteten. Derfor er det avgjørende å velge prosesseringsmetode, maskinverktøy, verktøy, armatur og skjæreparametere riktig for å forbedre behandlingskvaliteten og effektiviteten.
Spesiell maskinering refererer til prosesseringsmetoder som bruker elektrisk energi, lysenergi, etc., for å fjerne materiale fra et arbeidsstykke. Disse inkluderer maskinering av elektrisk utladning, elektrokjemisk maskinering og laserbearbeiding. Elektrisk utladningsbearbeiding (EDM) utnytter pulserende utladningsfenomenet mellom en verktøyelektrode og en arbeidsstykkeelektrode for å erodere arbeidsstykkematerialet og oppnå ønsket maskinering. Under bearbeiding er det et visst utladningsgap mellom arbeidsstykkeelektroden og verktøyelektroden, og de kommer ikke i direkte kontakt. Det er ingen krefter involvert i maskineringsprosessen, noe som muliggjør maskinering av ethvert ledende materiale uavhengig av dets mekaniske egenskaper. Dens største fordel er evnen til å maskinere komplekse indre konturer, og transformere vanskeligheten med intern konturbearbeiding til ekstern konturbearbeiding, noe som gjør den spesielt nyttig i formproduksjon. På grunn av den lave metallfjerningshastigheten til EDM, brukes den vanligvis ikke til å forme produkter. Laserbearbeiding og ionestrålebearbeiding brukes ofte til mikro-bearbeiding.
Med utviklingen av vitenskap og teknologi, innen romfart og datamaskin, krever enkelte deler ekstremt høy maskineringsnøyaktighet og overflateruhet, noe som krever presisjon og ultra-presisjonsmaskinering. Presisjon og ultra-presisjonsmaskinering kan oppnå dimensjonsnøyaktighet ned til sub-mikron- eller til og med nanometernivåer. Disse maskineringsmetodene inkluderer ultra-presisjonsdreiing og ultra-presisjonssliping.
II. Materialedannende produksjonsprosesser
Materialdannende produksjonsprosesser bruker former for å forme råmaterialer til deler eller emner. Under materialformingsprosessen endres formen, størrelsen, mikrostrukturen og til og med bindingstilstanden til råvarene. Fordi formingsnøyaktigheten generelt ikke er høy, brukes ofte materialdannende produksjonsprosesser for å produsere emner. De kan også brukes til å produsere deler med komplekse former, men ikke særlig høye krav til nøyaktighet. Materialdannende prosesser har høy produksjonseffektivitet. Vanlig brukte formingsprosesser inkluderer støping, smiing og pulvermetallurgi.
(I) Casting
Støping er en prosessmetode for å helle flytende metall i et formhulrom som samsvarer med formen og størrelsen på delen, og oppnå et emne eller en del etter avkjøling og størkning. Den grunnleggende prosessen inkluderer støping, smelting, helling og rengjøring. På grunn av fyllingskapasiteten, krymping og andre faktorer under legeringsstøping, kan støpegods ha ujevn mikrostruktur, krympehulrom, termisk stress og deformasjon, noe som resulterer i lav nøyaktighet, overflatekvalitet og mekaniske egenskaper. Ikke desto mindre, på grunn av sin sterke tilpasningsevne og lave produksjonskostnader, er støping fortsatt mye brukt. Emner med komplekse former, spesielt deler med komplekse indre hulrom, produseres ofte ved støping. For tiden inkluderer vanlige støpemetoder i produksjonen vanlig sandstøping, investeringsstøping, metallstøping, trykkstøping og sentrifugalstøping. Blant disse er vanlig sandstøping mye brukt.
(II) Smiing og pressing
Smiing og platestansing omtales samlet som smiing og pressing. Smiing er prosessen med å påføre ytre kraft på oppvarmet metall ved å bruke smiutstyr for å forårsake plastisk deformasjon, og danner et delemne med en viss form, størrelse og organisatoriske egenskaper. Smidde emner har en tett og jevn indre struktur. Metallstrømningslinjene er rasjonelt fordelt, noe som forbedrer delens styrke. Derfor blir smiing ofte brukt til å produsere emner for deler som krever høye generelle mekaniske egenskaper.
Smiing kan deles inn i fri smiing, formsmiing og åpen-formsmiing.
Fri smiing innebærer å plassere metallet mellom øvre og nedre dyser for plastisk deformasjon, ved å utnytte fri flyt av metallet. Effektiviteten er lav, og nøyaktigheten er lav. Den brukes vanligvis til å produsere små partier med enkle -formede smidninger.
Dysesmiing innebærer å deformere metallet i hulrommet til en smidyse. Metallets plastiske flyt begrenses av dysehulrommet, noe som resulterer i høy formingseffektivitet og høy nøyaktighet, med en mer rasjonell fordeling av metallstrømningslinjer. Men på grunn av de høye kostnadene ved produksjon av dyse, brukes den vanligvis til masseproduksjon. Sammenlignet med fri smiing krever formsmiing større smikraft og kan ikke brukes til å smi store deler.
Åpen-smiing bruker dyser på gratis smiutstyr for å smi metallet. Åpne dyser er enkle å produsere, lave kostnader og enkle å forme, men formingsnøyaktigheten er ikke høy. Det brukes ofte til å produsere små smidninger som ikke krever høy presisjon.
Platemetallstempling bruker stemplingsstanser på en pressemaskin for å stemple metallplater i forskjellige former og størrelser. Stemplingsbehandling har ekstremt høy produktivitet og høy behandlingsnøyaktighet. Behandlingsformene inkluderer blanking, bøying, dyptrekking og forming. Blanking brukes til å stemple metallplater i ulike plane deler. Bøyning, dyptrekking og andre formingsprosesser brukes til å stemple metallplater i forskjellige tre-dimensjonale deler. Stempling av metallplater er mye brukt i elektriske produkter, lette industriprodukter og bilproduksjon.
(III) Pulvermetallurgi
Pulvermetallurgi er en produksjonsprosess som bruker metallpulver eller blandinger av metall og ikke-metallpulver som råmateriale. Gjennom prosesser som støping og sintring produserer den visse metallprodukter eller materialer. Den kan brukes til å produsere spesielle metallmaterialer og metalldeler med minimal eller ingen maskinering. Pulvermetallurgi har en materialutnyttelsesgrad på opptil 95 %, noe som reduserer maskineringskostnader og produksjonskostnader betydelig, og får dermed stadig mer utbredt bruk i mekanisk produksjon. På grunn av de høye kostnadene for pulverråmaterialene som brukes i pulvermetallurgi, den dårlige flyten til pulveret under forming, og visse begrensninger på formen og størrelsen på delene, inneholder pulvermetallurgiske deler en viss mengde små porer internt. Deres styrke er omtrent 20% til 30% lavere enn for støpegods eller smiing, og deres plastisitet og seighet er også dårligere.
Prosessflyten til pulvermetallurgiproduksjon inkluderer pulverpreparering, blanding, pressing og forming, sintring og forming. Pulverfremstillings- og blandingsprosessene fullføres vanligvis av pulverleverandøren.
III. Additive produksjonsprosesser
Additive produksjonsprosesser involverer gradvis å bygge opp deler ved å akkumulere materiale på en -lagvis- måte. Under produksjonsprosessen behandles de tre-dimensjonale solidmodelldataene til delen av en datamaskin for å kontrollere materialakkumuleringsprosessen og danne den ønskede delen. Fordelen med denne typen prosesser er at den eliminerer behovet for verktøy, inventar og andre produksjonsforberedende aktiviteter, noe som muliggjør dannelse av deler med vilkårlig komplekse former.
Prototypene som produseres kan brukes til designevaluering, budgivning eller prøvevisning. Derfor er denne prosessen også kjent som hurtig prototyping-teknologi. Rapid prototyping-teknologi brukes i produksjon av produktprototyper, formproduksjon og produksjon av små mengder deler, og blir en effektiv teknologi for å akselerere ny produktutvikling og muliggjøre samtidig konstruksjon. Dette gjør at bedrifter raskt kan reagere på markedet og forbedre sin konkurranseevne.
