I. Quy trình sản xuất loại bỏ vật liệu ((10)m ＜0)
Quá trình sản xuất loại bỏ vật liệu là loại bỏ vật liệu dư thừa khỏi phôi theo một cách nhất định để có được hình dạng và kích thước mong muốn của bộ phận.Loại quy trình này đòi hỏi phải có đủ vật liệu dư thừa trên bề mặt phôi.Trong quá trình loại bỏ vật liệu, phôi dần dần đạt được hình dạng và kích thước của bộ phận mong muốn.Sự khác biệt giữa hình dạng và kích thước của vật liệu thô hoặc phôi và 0 h càng lớn thì vật liệu bị loại bỏ càng nhiều, tổn thất vật liệu càng lớn và càng tiêu tốn nhiều năng lượng trong quá trình gia công.Đôi khi khối lượng vật liệu bị mất thậm chí còn vượt quá khối lượng của chính bộ phận đó.
Mặc dù quy trình loại bỏ vật liệu có tỷ lệ sử dụng vật liệu thấp, nhưng nó vẫn là phương pháp chính để cải thiện chất lượng của các bộ phận và cũng có khả năng thích ứng xử lý mạnh mẽ, khiến nó trở thành phương pháp xử lý được sử dụng rộng rãi nhất trong chế tạo máy.Quá trình loại bỏ vật liệu kết hợp với quá trình tạo hình vật liệu có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ nguyên liệu thô.Với sự phát triển của công nghệ xử lý ít cắt gọt hơn (đúc chính xác, rèn tinh, v.v.), tỷ lệ sử dụng vật liệu có thể được cải thiện hơn nữa.Khi số lượng sản xuất nhỏ, việc chỉ sử dụng các quy trình loại bỏ vật liệu để giảm đầu tư vào các quy trình tạo hình vật liệu cũng hợp lý về mặt kinh tế.
Các quy trình loại bỏ vật liệu có nhiều hình thức gia công, bao gồm cắt truyền thống và gia công đặc biệt.
Gia công cắt gọt là quá trình loại bỏ kim loại thừa ra khỏi phôi (phôi) trên máy công cụ bằng dụng cụ cắt kim loại sao cho hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt của phôi đạt yêu cầu thiết kế.Trong quá trình cắt, dụng cụ và phôi được gắn trên máy công cụ và được điều khiển bởi máy công cụ để đạt được chuyển động tương đối đều đặn nhất định.Trong quá trình chuyển động tương đối của dụng cụ và phôi, kim loại dư thừa được loại bỏ và bề mặt gia công của phôi được hình thành.Các phương pháp gia công cắt kim loại phổ biến là tiện, phay, bào, chuốt, mài, v.v ... Có lực, nhiệt, biến dạng, rung, mài mòn và các hiện tượng khác trong quá trình cắt kim loại.Quá trình gia công, chất lượng gia công có tác động nhất định đến việc lựa chọn phương pháp gia công, gia công máy công cụ, dụng cụ, đồ gá và các thông số cắt, nâng cao chất lượng gia công, nâng cao hiệu quả gia công sẽ là trọng tâm của cuốn sách này để kể nội dung.
Gia công đặc biệt là phương pháp xử lý sử dụng năng lượng điện, năng lượng ánh sáng, v.v. để loại bỏ vật liệu khỏi phôi.Có EDM, gia công điện phân, gia công laser, v.v. EDM sử dụng hiện tượng phóng xung giữa điện cực dụng cụ và điện cực để loại bỏ vật liệu phôi cho mục đích gia công.Khi xử lý, có một khoảng cách phóng điện nhất định giữa điện cực phôi và điện cực dụng cụ, không có tiếp xúc trực tiếp nên không có lực trong quá trình xử lý và có thể xử lý bất kỳ tính chất cơ học nào của vật liệu dẫn điện.Ưu điểm chính của nó trong quy trình là có thể xử lý bề mặt đường viền bên trong của các hình dạng phức tạp và biến độ khó xử lý của nó thành xử lý đường viền bên ngoài (gờ của phôi), vì vậy nó có vai trò đặc biệt trong sản xuất khuôn.Do tỷ lệ loại bỏ kim loại thấp của EDM, nó thường không được sử dụng để xử lý hình dạng của sản phẩm.Xử lý laser, xử lý chùm tia ion chủ yếu được sử dụng để xử lý tốt.
Với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và máy tính, một số bộ phận có yêu cầu về độ chính xác xử lý và độ nhám bề mặt đặc biệt cao đòi hỏi phải gia công chính xác và gia công siêu chính xác.Gia công chính xác và siêu chính xác để đạt được độ chính xác về kích thước có thể đạt đến cấp độ micron phụ hoặc thậm chí là nanomet.Các phương pháp gia công này là tiện siêu chính xác, mài siêu chính xác, v.v.
Thứ hai, quy trình sản xuất tạo hình vật liệu ((10) m ＝ 0)
Quy trình sản xuất tạo hình vật liệu chủ yếu sử dụng các mô hình để làm cho nguyên liệu thô tạo thành các bộ phận hoặc khoảng trống.Quá trình hình thành vật liệu, hình dạng, kích thước, trạng thái tổ chức của vật liệu thô và thậm chí cả trạng thái liên kết sẽ bị thay đổi.Do độ chính xác tạo hình thường không cao nên quy trình sản xuất tạo hình vật liệu thường được sử dụng để tạo phôi.Nó cũng có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp nhưng ít đòi hỏi độ chính xác hơn.Năng suất của quá trình tạo hình vật liệu cao.Các quy trình tạo hình thường được sử dụng là đúc, rèn, luyện kim bột, v.v.
(A) đúc
Đúc là kim loại lỏng được đổ vào khoang khuôn với hình dạng và kích thước của bộ phận, sau khi làm nguội và hóa rắn để thu được phôi hoặc các bộ phận của quy trình.Quá trình cơ bản là mô hình hóa, nấu chảy, rót, làm sạch, v.v. Do khả năng điền đầy hợp kim đúc, độ co ngót và các yếu tố khác, vật đúc có thể có tổ chức không đồng đều, co ngót, ứng suất nhiệt, biến dạng tanh khớp do đó độ chính xác của vật đúc , chất lượng bề mặt, cơ tính không cao.Tuy nhiên, do khả năng thích ứng và chi phí sản xuất thấp, quá trình đúc vẫn được sử dụng rất rộng rãi.Hình dạng phức tạp, đặc biệt là với các bộ phận khoang bên trong phức tạp của phôi thường được sử dụng đúc.
Hiện nay, các phương pháp đúc phổ biến được sử dụng trong sản xuất là đúc cát thông thường, đúc nhiệt hạch, đúc kim loại, đúc áp lực, đúc cẩn thận, đúc ly tâm, v.v.Trong số đó, đúc cát thông thường được sử dụng rộng rãi nhất.
(B) rèn và ép
Rèn và dập kim loại tấm được gọi chung là rèn.Rèn là việc sử dụng thiết bị rèn để tác dụng lực bên ngoài lên kim loại được nung nóng để biến dạng dẻo, hình thành một hình dạng, kích thước và tính chất tổ chức nhất định của phần trống.Sau khi rèn phôi, tổ chức bên trong của nó dày đặc và đồng nhất.Sự phân bố dòng chảy kim loại là hợp lý, giúp cải thiện độ bền của bộ phận.Do đó, rèn thường được sử dụng trong sản xuất các tính chất cơ học toàn diện cần thiết cho các bộ phận của phôi.
Rèn có thể được chia thành rèn tự do, rèn mô hình và rèn chết.
Rèn tự do là đặt kim loại giữa sắt bù trên và dưới để biến dạng dẻo kim loại, việc sử dụng các cặp chảy tự do Sha Shang Wei 3 Shang tốc độ xoáy thấp, độ chính xác thấp.Nó thường được sử dụng để sản xuất rèn với lô nhỏ và hình dạng đơn giản.
Rèn mô hình là đặt kim loại vào buồng khuôn của khuôn rèn để biến dạng, dòng chảy dẻo của kim loại bị hạn chế bởi buồng khuôn, hiệu quả tạo hình cao, độ chính xác cao và phân bố dòng kim loại hợp lý hơn.Tuy nhiên, do chi phí sản xuất khuôn cao nên nó thường được sử dụng để sản xuất hàng loạt.Lực rèn cần thiết trong quá trình rèn tự do lớn và không thể được sử dụng để rèn các vật rèn lớn.
Rèn khuôn lốp là quá trình rèn kim loại bằng cách sử dụng khuôn lốp trên thiết bị rèn tự do.Khuôn lốp được sản xuất đơn giản, chi phí thấp và tạo hình thuận tiện, nhưng độ chính xác tạo hình không cao, thường được sử dụng để sản xuất các vật rèn nhỏ với yêu cầu độ chính xác thấp.
Dập kim loại tấm là quá trình dập kim loại tấm thành các hình dạng và kích cỡ khác nhau trên máy ép.Quá trình dập có năng suất cao và độ chính xác xử lý cao, và các hình thức xử lý của nó bao gồm đục lỗ, uốn, vẽ sâu và tạo hình.Đục lỗ là quá trình dập vật liệu tấm thành các phần phẳng khác nhau.Các quy trình uốn, vẽ sâu và tạo hình khác được sử dụng để dập tấm thành các phần ba chiều khác nhau.Tấm kim loại dập có một điểm dừng trong các sản phẩm điện, sản phẩm công nghiệp nhẹ, sản xuất ô tô
(C) Luyện kim bột
Luyện kim bột là quá trình sử dụng bột kim loại hoặc hỗn hợp bột kim loại và bột phi kim loại làm nguyên liệu để sản xuất một số sản phẩm kim loại hoặc vật liệu kim loại thông qua quá trình ép khuôn và thiêu kết.Nó có thể sản xuất cả vật liệu kim loại đặc biệt và các bộ phận kim loại với quy trình cắt ít hơn.Luyện kim bột có thể đạt tới 95%, có thể giảm đáng kể đầu vào của quá trình cắt và giảm chi phí sản xuất, vì vậy nó ngày càng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy móc.Do giá nguyên liệu thô cao được sử dụng trong luyện kim bột và khả năng chảy kém của bột khi tạo hình nên hình dạng và kích thước của các bộ phận bị hạn chế phần nào.Các bộ phận luyện kim bột có một lượng microporosity bên trong nhất định, độ bền của nó thấp hơn khoảng 20% đến 30% so với đúc hoặc rèn, và độ dẻo, độ dai cũng kém.
Quy trình sản xuất luyện kim bột bao gồm chuẩn bị bột, trộn, ép và tạo hình, thiêu kết, tạo hình, v.v.Trong số đó, quá trình chuẩn bị và trộn bột thường được thực hiện bởi nhà sản xuất cung cấp bột.
Ngày thứ ba.Quy trình sản xuất tích lũy vật liệu ((10m > 0)
Quy trình sản xuất tích lũy vật liệu là sự tích lũy dần dần các bộ phận được phát triển trong sự chồng chất của phần tử vi mô.Trong quá trình sản xuất, dữ liệu mô hình rắn ba chiều của bộ phận được xử lý bằng máy tính để kiểm soát quá trình tích lũy vật liệu để tạo thành bộ phận mong muốn.Ưu điểm của quy trình này là có thể tạo thành các bộ phận có hình dạng phức tạp bất kỳ mà không cần các hoạt động chuẩn bị sản xuất như dụng cụ và đồ đạc.
Nguyên mẫu được sản xuất để đánh giá thiết kế, đấu thầu hoặc trình diễn nguyên mẫu.Do đó, quá trình này còn được gọi là tạo mẫu nhanh.Công nghệ tạo mẫu nhanh được sử dụng trong sản xuất nguyên mẫu sản phẩm, sản xuất khuôn mẫu và sản xuất một số lượng nhỏ các bộ phận, trở thành một công nghệ hiệu quả để tăng tốc phát triển sản phẩm mới và đạt được kỹ thuật song song, cho phép các công ty phản ứng nhanh với thị trường và nâng cao khả năng cạnh tranh của họ.
Sự phát triển của công nghệ tạo hình nhanh rất nhanh và hiện nay có một số phương pháp đã bước vào giai đoạn ứng dụng, chủ yếu là phương pháp xử lý bằng ánh sáng (SL: Stereolithog -raphy), phương pháp sản xuất nhiều lớp (LO M: LaminatedObject Manufacturing), phương pháp thiêu kết chọn lọc bằng laser ( SLS: Selec -Phương pháp quang hóa là công nghệ tạo mẫu nhanh đầu tiên được áp dụng thương mại.
Phương pháp quang hóa sử dụng nhựa cảm quang làm nguyên liệu thô và tia laser cực tím do máy tính điều khiển sẽ quét từng điểm nhựa lỏng theo mặt cắt phân lớp được xác định trước, khiến lớp nhựa mỏng trong khu vực được quét tạo ra phản ứng quang trùng hợp, do đó tạo thành một mặt cắt lớp mỏng của bộ phận.Khi một lớp được đóng rắn, pallet được hạ xuống chiều cao một lớp mỏng.Một lớp nhựa lỏng mới được phủ lên bề mặt của nhựa đã được xử lý trước đó cho lần quét tiếp theo.Lớp mới được xử lý được liên kết chắc chắn với lớp trước đó và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi toàn bộ phần được tạo mẫu.
