Kompletná zbierka metód tvárnenia kovov, čo okrem obrábania ešte existuje?
Metóda tvarovania materiálu je dôležitou súčasťou návrhu dielu a kľúčovým faktorom v procese spracovania. Okrem obrábania sú hlavnými technológiami vstrekovanie kovov, tvarovanie plastov a 3D tlač, ktoré sa objavili v posledných rokoch. Pozrime sa bližšie na tieto metódy tvárnenia kovov Charakteristiky remesla.
odlievanie
Tekutý kov sa naleje do dutiny formy, ktorá je vhodná pre tvar a veľkosť dielu, a ochladí sa a stuhne, aby sa získali polotovary alebo diely. Zvyčajne sa nazýva tvárnenie tekutého kovu alebo odlievanie.
Procesný tok: tekutý kov → plnenie → tuhnutie zmršťovanie → odlievanie
Vlastnosti procesu:
1. Môže vyrábať diely s ľubovoľnými zložitými tvarmi, najmä tie so zložitými tvarmi vnútornej dutiny.
2. Silná prispôsobivosť, neobmedzené druhy zliatin, takmer neobmedzená veľkosť odliatkov.
3. Zdroj materiálov je široký, odpadové produkty je možné pretaviť a investície do zariadení sú nízke.
4. Vysoká miera šrotu, nízka kvalita povrchu a zlé pracovné podmienky.
Klasifikácia odlievania:
(1) Odlievanie do piesku (liatie do piesku)
Spôsob odlievania na výrobu odliatkov do pieskových foriem. Oceľ, železo a väčšina odliatkov z neželezných zliatin sa dá získať odlievaním do piesku.
Priebeh procesu:
Technické vlastnosti:
1. Je vhodný na výrobu polotovarov so zložitými tvarmi, najmä so zložitými vnútornými dutinami;
2. Široká prispôsobivosť a nízke náklady;
3. Pre niektoré materiály so zlou plasticitou, ako je liatina, je liatie do piesku jediným formovacím procesom na výrobu ich častí alebo polotovarov.
Použitie: Blok valcov motora, hlava valcov, kľukový hriadeľ a iné odliatky automobilov
(2) Investičný odliatok (investičný odliatok)
Zvyčajne sa to týka výroby vzoru z taviteľného materiálu, pokrytím povrchu vzoru niekoľkými vrstvami žiaruvzdorného materiálu, aby sa vytvoril plášť, a potom roztavením vzoru a vybitím plášťa, aby sa získala forma bez deliacej plochy. , ktoré je možné naplniť po vysokoteplotnom opečení. Odlievacie roztoky na liatie piesku. Často označovaný ako „odliatok do strateného vosku“.
Priebeh procesu:
výhoda:
1. Vysoká rozmerová presnosť a geometrická presnosť;
2. Vysoká drsnosť povrchu;
3. Môže odlievať odliatky zložitých tvarov a odlievacie zliatiny nie sú obmedzené.
Nevýhody: komplikovaný proces a vysoké náklady
Použitie: Je vhodný na výrobu malých dielov zložitých tvarov, s vysokými požiadavkami na presnosť, alebo náročné iné spracovanie, ako sú lopatky turbínových motorov a pod.
(3) Odlievanie pod tlakom
Použitím vysokého tlaku na lisovanie roztaveného kovu do dutiny presnej kovovej formy pri vysokej rýchlosti sa roztavený kov ochladí a stuhne pod tlakom, aby sa vytvoril odliatok.
Priebeh procesu:
výhoda:
1. Počas tlakového liatia nesie kovová kvapalina vysoký tlak a prietok je rýchly
2. Dobrá kvalita produktu, stabilná veľkosť a dobrá zameniteľnosť;
3. Účinnosť výroby je vysoká a forma na tlakové liatie sa môže používať často;
4. Je vhodný pre hromadnú výrobu a má dobré ekonomické výhody.
nedostatok:
1. Odliatky sú náchylné na drobné póry a zmršťovanie.
2. Tlakové odliatky majú nízku plasticitu, preto nie je vhodné pracovať pri nárazovom zaťažení a vibráciách;
3. Pri tlakovom liatí zliatin s vysokou teplotou tavenia je životnosť formy nízka, čo ovplyvňuje rozšírenie výroby tlakového liatia.
Použitie: Tlakové odliatky sa najskôr používali v automobilovom priemysle a prístrojovom priemysle a potom sa postupne rozšírili do rôznych priemyselných odvetví, ako sú poľnohospodárske stroje, priemysel obrábacích strojov, elektronický priemysel, obranný priemysel, počítače, lekárske zariadenia, hodiny, fotoaparáty a každodenný hardvér. a iné priemyselné odvetvia.
(4) Nízkotlakové liatie (nízkotlakové liatie)
Vzťahuje sa na metódu plnenia formy tekutým kovom pri nižšom tlaku (0.02-0.06 MPa) a kryštalizáciu pod tlakom za vzniku odliatku.
Priebeh procesu:
Technické vlastnosti:
1. Tlak a rýchlosť počas odlievania je možné nastaviť, takže je možné ho aplikovať na rôzne odlievacie formy (ako sú kovové formy, pieskové formy atď.), Odlievanie rôznych zliatin a odliatkov rôznych veľkostí;
2. Prijala sa náplň typu spodného vstrekovania, roztavená kovová náplň je stabilná bez postriekania, čo môže zabrániť použitému plynu a erózii steny formy a jadra a zlepšiť kvalifikovanú rýchlosť odliatkov;
3. Odliatok kryštalizuje pod tlakom, štruktúra odliatku je hustá, obrys je jasný, povrch hladký a mechanické vlastnosti sú vysoké, čo je výhodné najmä pri odlievaní veľkých a tenkostenných dielov;
4. Napájacia stúpačka sa vynechá a miera využitia kovu sa zvýši na 90-98 percent;
5. Nízka pracovná náročnosť, dobré pracovné podmienky, jednoduché vybavenie, ľahko realizovateľná mechanizácia a automatizácia.
Použitie: hlavne tradičné výrobky (hlava valcov, náboj kolesa, rám valca atď.).
(5) odstredivé liatie (odstredivé liatie)
Spôsob odlievania, pri ktorom sa roztavený kov naleje do rotujúcej formy a forma sa naplní a stuhne pôsobením odstredivej sily.
Priebeh procesu:
výhoda:
1. V lejacom systéme a systéme stúpačiek nie je takmer žiadna spotreba kovu, čo zlepšuje výťažok procesu;
2. Pri výrobe dutých odliatkov nie je potrebné jadro, takže pri výrobe dlhých rúrkových odliatkov možno výrazne zlepšiť schopnosť plnenia kovu;
3. Odliatok má vysokú hustotu, menej defektov, ako sú póry a inklúzie trosky a vysoké mechanické vlastnosti;
4. Je vhodné vyrábať kompozitné kovové odliatky, ako sú sudy a objímky.
nedostatok:
1. Pri výrobe špeciálne tvarovaných odliatkov existujú určité obmedzenia;
2. Priemer vnútorného otvoru odliatku nie je presný, povrch vnútorného otvoru je pomerne drsný, kvalita je zlá a prídavok na obrábanie je veľký;
3. Odliatky sú náchylné na segregáciu podľa špecifickej hmotnosti
aplikácia:
Odstredivé liatie sa prvýkrát použilo na výrobu liatych rúr. Doma aj v zahraničí sa technológia odstredivého liatia používa v metalurgii, baníctve, doprave, odvodňovacích a zavlažovacích strojoch, letectve, národnej obrane, automobilovom a inom priemysle na výrobu odliatkov z ocele, železa a neželezných uhlíkových zliatin. Medzi nimi je najbežnejšia výroba odliatkov, ako sú odstredivé liatinové rúry, vložky valcov spaľovacích motorov a objímky hriadeľov.
(6) Odlievanie kovovej formy (gravitačné liatie pod tlakom)
Spôsob tvarovania, pri ktorom tekutý kov plní kovovú formu pôsobením gravitácie a ochladzuje a tuhne vo forme, čím sa získa odliatok.
Priebeh procesu:
výhoda:
1. Tepelná vodivosť a tepelná kapacita kovovej formy sú veľké, rýchlosť chladenia je rýchla, štruktúra odliatku je hustá a mechanické vlastnosti sú asi o 15 percent vyššie ako pri pieskovom odliatku.
2. Je možné získať odliatky s vysokou rozmerovou presnosťou a nízkou drsnosťou povrchu a stabilita kvality je dobrá.
3. Pretože sa pieskové jadrá nepoužívajú alebo sa používajú len zriedka, zlepšuje sa životné prostredie, znižuje sa prašnosť a škodlivé plyny a znižuje sa pracovná náročnosť.
nedostatok:
1. Samotná kovová forma nemá žiadnu vzduchovú priepustnosť a musia sa prijať určité opatrenia na export vzduchu v dutine a plynu generovaného pieskovým jadrom;
2. Kovový typ nemá žiadne ústupky a odliatok je náchylný na praskliny, keď tuhne;
3. Výrobný cyklus kovových foriem je dlhší a náklady sú vyššie. Dobré ekonomické účinky sa preto môžu prejaviť len vtedy, keď sa masovo vyrábajú vo veľkých množstvách.
aplikácia:
Odlievanie kovovej formy je vhodné nielen na hromadnú výrobu odliatkov z neželezných zliatin, ako sú hliníkové zliatiny a zliatiny horčíka zložitých tvarov, ale aj na výrobu kovových odliatkov a ingotov zo železa a ocele.
(7) Vákuové liatie (vákuové liatie)
Ide o pokročilý proces tlakového liatia, ktorý zlepšuje mechanické vlastnosti a kvalitu povrchu dielov odlievaných pod tlakom odstránením alebo výrazným znížením pórov a rozpustených plynov v dieloch odlievaných pod tlakom extrakciou plynu v dutine formy na tlakové liatie počas proces tlakového liatia.
Priebeh procesu:
výhoda:
1. Odstránenie alebo zmenšenie pórov vo vnútri tlakového odliatku, zlepšenie mechanických vlastností a kvality povrchu tlakového odliatku a zlepšenie výkonu povlaku;
2. Na zníženie protitlaku dutiny je možné použiť zliatiny s nižším špecifickým tlakom a zlým výkonom odlievania a je možné tlakovo odlievať väčšie odliatky na malých strojoch;
3. Zlepšili sa podmienky plnenia a možno odlievať tenšie odliatky;
nedostatok:
1. Štruktúra tesnenia formy je komplikovaná a je ťažké ju vyrobiť a nainštalovať, takže náklady sú vysoké;
2. Ak metóda vákuového liatia nie je správne kontrolovaná, efekt nebude veľmi významný.
(8) Squeeze casting (stláčanie pod tlakom)
Metóda tuhnutia tekutého alebo polotuhého kovu pod vysokým tlakom, prietokové tvarovanie a priame získavanie obrobkov alebo polotovarov. Má výhody vysokej miery využitia tekutého kovu, zjednodušeného procesu a stabilnej kvality. Ide o energeticky úspornú technológiu tvárnenia kovov s potenciálnou perspektívou použitia.
Priebeh procesu:
Priame odlievanie: striekaná farba, liata zliatina, upínanie formy, tlakovanie, udržiavanie tlaku, uvoľňovanie tlaku, delenie formy, vyberanie polotovaru, reset;
Nepriame odlievanie: poťahovanie, upnutie formy, podávanie, plnenie, tlakovanie, udržiavanie tlaku, uvoľnenie tlaku, delenie formy, vyberanie polotovaru, reset.
Technické vlastnosti:
1. Dokáže odstrániť vnútorné defekty, ako sú póry, zmršťovacie dutiny a zmršťovacia pórovitosť;
2. Nízka drsnosť povrchu a vysoká rozmerová presnosť;
3. Môže zabrániť vzniku odlievacích trhlín;
4. Je ľahké realizovať mechanizáciu a automatizáciu.
Použitie: Môže sa použiť na výrobu rôznych druhov zliatin, ako je zliatina hliníka, zliatina zinku, zliatina medi, tvárna liatina atď.
(9) Odliatok stratenej peny
Parafínové alebo penové modely podobné veľkosťou a tvarom odliatkom sa spoja a spoja do modelových zhlukov. Po natretí žiaruvzdornej farby a vysušení sa zahrabú do suchého kremenného piesku na vibračné formovanie a nalejú sa pod negatívnym tlakom, aby sa model odparil, a tekutý kov zaujme pozíciu modelu, nová metóda odlievania, ktorá po stuhnutí a ochladení vytvorí odliatok.
Priebeh procesu: predpenenie → napenenie → namáčanie farby → sušenie → modelovanie → nalievanie → pretrepávanie → čistenie
Technické vlastnosti:
1. Odliatok má vysokú presnosť a žiadne pieskové jadro, čo znižuje čas spracovania;
2. Žiadna deliaca plocha, flexibilný dizajn a vysoký stupeň voľnosti;
3. Čistá výroba, žiadne znečistenie;
4. Znížiť investičné a výrobné náklady.
aplikácia:
Je vhodný na výrobu presných odliatkov rôznych veľkostí so zložitými štruktúrami. Typy zliatin nie sú obmedzené a výrobné šarže nie sú obmedzené. Ako napríklad skriňa motora zo sivej liatiny, koleno z vysoko mangánovej ocele atď.
(10) Kontinuálne liatie (kontinuálne liatie)
Pokročilá metóda odlievania, princípom je nepretržité nalievanie roztaveného kovu do špeciálnej kovovej formy nazývanej kryštalizátor a stuhnutý odliatok (s krustou) sa nepretržite vyťahuje z druhého konca kryštalizátora, môže získať odliatky akejkoľvek dĺžky alebo špecifického dĺžky.
Technické vlastnosti:
1. V dôsledku rýchleho ochladzovania kovu je kryštalizácia hustá, štruktúra je jednotná a mechanické vlastnosti sú dobré;
2. Šetrite kov a zvýšte výťažok;
3. Proces je zjednodušený a modelovanie a iné procesy sú vyňaté, čím sa znižuje pracovná náročnosť; požadovaná výrobná plocha je tiež značne znížená;
4. Výroba kontinuálneho odlievania je ľahko realizovateľná mechanizáciou a automatizáciou a zlepšuje efektivitu výroby.
aplikácia:
Metóda kontinuálneho liatia môže odlievať oceľ, železo, zliatinu medi, hliníkovú zliatinu, horčíkovú zliatinu a iné dlhé odliatky s konštantnými tvarmi prierezu, ako sú ingoty, dosky, predvalky, rúry atď.
tvarovanie plastov
Použitie plasticity materiálu, procesný spôsob spracovania obrobku s menším alebo žiadnym rezaním pod vonkajšou silou nástroja a formy. Existuje veľa druhov, najmä vrátane kovania, valcovania, vytláčania, ťahania, razenia atď.
(1) kovanie
Ide o metódu spracovania, ktorá využíva kovacie stroje na vyvíjanie tlaku na kovové polotovary, aby sa spôsobila plastická deformácia, aby sa získali výkovky s určitými mechanickými vlastnosťami, určitými tvarmi a veľkosťami.
Podľa formovacieho mechanizmu možno kovanie rozdeliť na voľné kovanie, zápustkové kovanie, prstencové valcovanie a špeciálne kovanie.
Voľné kovanie: všeobecne na kladivovom kovaní alebo hydraulickom lise, s použitím jednoduchých nástrojov na kladivo kovových ingotov alebo blokov do požadovaných tvarov a veľkostí.
Zápustkové kovanie: Vytvára sa pomocou zápustky na zápustkovom kovaní alebo lise na zápustkové kovanie.
Kruhové valcovanie: označuje výrobu prstencových dielov s rôznymi priemermi pomocou špeciálnych zariadení na valcovanie prstencov a používa sa aj na výrobu dielov v tvare kolies, ako sú náboje automobilov a vlakové kolesá.
Špeciálne kovanie: vrátane valcovania, priečneho klinového valcovania, radiálneho kovania, tekutého zápustkového kovania a iných spôsobov kovania, ktoré sú vhodnejšie na výrobu dielov so špeciálnymi tvarmi.
Technologický postup: ohrev predvalkov → príprava predvalkov valcovaním → tvarovanie zápustkového kovania → orezávanie hrán → dierovanie → vyrovnávanie → medzikontrola → tepelné spracovanie výkovkov → čistenie → vyrovnávanie → kontrola
Technické vlastnosti:
1. Kvalita výkovkov je vyššia ako kvalita odliatkov a znesie veľkú nárazovú silu. Plasticita, húževnatosť a ďalšie mechanické vlastnosti sú tiež vyššie ako odliatky alebo dokonca vyššie ako valcované diely.
2. Šetrite suroviny a skráťte hodiny spracovania.
3. Vysoká efektívnosť výroby.
4. Voľné kovanie je vhodné pre kusovú a malosériovú výrobu a má veľkú flexibilitu.
aplikácia:
Valce a rybie prevody veľkých valcovní, rotory, obežné kolesá a poistné krúžky turbogenerátorov, pracovné valce a stĺpy veľkých hydraulických lisov, nápravy lokomotív, kľukové hriadele a ojnice automobilov a traktorov atď.
(2) valcovanie
Spôsob tlakového spracovania, pri ktorom kovový polotovar prechádza medzerou medzi párom rotujúcich valcov (rôzne tvary) a prierez materiálu sa zmenšuje a dĺžka sa zväčšuje v dôsledku lisovania a valcovania valcov.
Klasifikácia rolovania:
Podľa pohybu valcovaného kusu sa rozlišuje: pozdĺžne valcovanie, horizontálne valcovanie a šikmé valcovanie. Pozdĺžne valcovanie je proces, pri ktorom kov prechádza medzi dvoma valcami s opačným smerom otáčania a vytvára medzi nimi plastickú deformáciu; smer pohybu valcovaného kusu po deformácii je konzistentný so smerom osi valca; Nešpeciálny uhol osi rolovania.
aplikácia:
Používa sa najmä v kovových profiloch, doskách, rúrach atď., ako aj v niektorých nekovových materiáloch, ako sú plastové výrobky a výrobky zo skla.
(3) extrúzia
Pôsobením trojcestného nerovnomerného tlakového napätia sa predvalok vytlačí z otvoru alebo medzery formy, aby sa zmenšila plocha prierezu a zväčšila dĺžka, a spôsob spracovania, aby sa stal požadovaným výrobkom, sa nazýva extrúzia. Toto spracovanie predvalku sa nazýva vytláčanie. .
Priebeh procesu:
Príprava pred extrúziou → zahrievanie odlievacej tyče → extrúzia → naťahovanie, krútenie a vyrovnávanie → pílenie (rezanie na dĺžku) → kontrola odberu vzoriek → umelé starnutie → balenie a skladovanie
výhoda:
1. Široká škála výroby, špecifikácií produktov a odrôd;
2. Veľká flexibilita výroby, vhodná pre malosériovú výrobu;
3. výrobok má vysokú rozmerovú presnosť a dobrú kvalitu povrchu;
4. Menšie investície do vybavenia, malá dielenská plocha, ľahko realizovateľná automatická výroba.
nedostatok:
1. Veľká strata geometrického odpadu;
2. Nerovnomerný tok kovu;
3. Nízka rýchlosť vytláčania a dlhý pomocný čas;
4. Opotrebenie nástroja je veľké a náklady sú vysoké.
Rozsah výrobnej aplikácie: používa sa hlavne na výrobu dlhých tyčí, hlbokých otvorov, tenkostenných častí a častí špeciálneho tvaru.
(4) Ťahanie
Metóda spracovania plastov, pri ktorej vonkajšia sila pôsobí na predný koniec ťahaného kovu, aby vytiahla kovový polotovar z otvoru menšieho ako je prierez polotovaru, aby sa získal produkt zodpovedajúceho tvaru a veľkosti.
výhoda:
1. Presná veľkosť a hladký povrch;
2. Nástroje a vybavenie sú jednoduché;
3. Kontinuálna vysokorýchlostná výroba dlhých výrobkov s malými prierezmi.
nedostatok:
1. Veľkosť deformácie na jeden prechod a celková deformácia medzi dvoma žíhaniami sú obmedzené;
2. Dĺžka je obmedzená.
