Classificazione dei processi di produzione dei metalli

La lavorazione a caldo comprende la fusione, la forgiatura e la saldatura. La lavorazione a freddo, nota anche come processo di taglio dei metalli, comprende il processo di taglio degli utensili (che comprende i processi di tornitura, foratura e alesatura, piallatura, inserimento, brocciatura, fresatura, taglio abrasivo; la lavorazione dei denti degli ingranaggi). Vengono brevemente introdotti i seguenti aspetti.

(i) Fusione

Il processo di colata consiste nel versare il metallo liquido in uno stampo di colata e lasciarlo raffreddare per ottenere un getto di una certa forma e carattere. È il metodo di formatura del metallo allo stato liquido. La colata può produrre billette di forme complesse, specialmente con cavità interne complesse, di dimensioni e peso illimitati. Sia la produzione di pezzi singoli, sia la produzione di massa, l'uso della maggior parte del materiale da una vasta gamma di fonti, i prezzi bassi, ma anche la disponibilità di rottami e parti di scarto, quindi il costo è basso. I pezzi fusi e le parti di forma e dimensioni vicine alle quote di lavorazione sono piccole. Lo svantaggio dei getti è che ci sono molti processi, il controllo del processo è difficile. A causa dello stress interno dovuto al raffreddamento del metallo, è facile che si verifichino difetti, quindi la qualità non è stabile; a causa della sua organizzazione interna grossolanamente irregolare, le sue proprietà meccaniche non sono elevate come quelle dei forgiati. Ci sono anche problemi di alta intensità di lavoro e di condizioni di lavoro inadeguate.

I metodi di produzione della colata si dividono in due categorie: colata in sabbia e colata speciale, con la colata in sabbia come principale.

1,colata in sabbia La maggior parte degli stampi in sabbia sono ancora realizzati a mano. La colata in sabbia è utilizzata principalmente per la produzione di ghisa, acciaio fuso, rame fuso, alluminio fuso e altri materiali. La progettazione strutturale dei getti, per considerare il processo di colata e i requisiti di prestazione della fabbricazione del metallo, per prevenire la produzione di fori da ritiro, allentamento da ritiro, sottofondazione, segregazione a freddo, deformazione e crepe e altri difetti, dovrebbe prestare attenzione ai seguenti aspetti: ① i getti dovrebbero avere uno spessore ragionevole della parete e un'inclinazione strutturale, lo spessore della parete di colata per quanto possibile uniforme. Collegamento della parete di colata: il collegamento della parete di colata deve essere strutturato con angoli arrotondati. Evitare il collegamento a croce e ad angolo acuto, il collegamento a parete spessa e a parete sottile per una transizione graduale. ③ I getti devono evitare un piano orizzontale eccessivo. ④ Per evitare che il getto si deformi e si deformi, per i getti piatti più grandi e per le scatole lunghe con pareti di spessore non uniforme, si dovrebbe progettare una forma simmetrica o aumentare la piastra nervata per migliorarne la rigidità. Evitare che il ritiro della colata sia ostacolato, come nel caso dei comuni getti a forma di ruota, i cui raggi sono in numero pari e di forma lineare. Tuttavia, per le leghe con forti ritiri, a volte si producono cricche a causa di sollecitazioni eccessive. Per prevenire le cricche, si possono realizzare raggi curvi, in modo da prendere le deformazioni dei raggi o del cerchio della ruota, riducendo le sollecitazioni interne. (6) Secondo il principio della solidificazione sequenziale, la struttura di colata della conchiglia in acciaio fuso mostrata in figura, sarà modificata sul lato destro dell'aspetto della conchiglia nella parte inferiore dei 76 mm per mantenere uno spessore uniforme della parete, e aumentare gradualmente lo spessore della parete fino alla flangia con la flangia, per garantire che la conchiglia in conformità con la solidificazione sequenziale, non produca più difetti di ritiro.

2,Specialità di fusione

• ① La fusione a stampo fuso, con la cera come materiale per la realizzazione degli stampi, nota anche come "produzione a cera persa", può fondere una varietà di metalli non ferrosi e ferrosi.
• ②stampaggio del metallo Il modello può essere utilizzato ripetutamente per 40.000 volte, la colata ha una buona precisione (fino a IT12~IT14), la superficie è liscia e pulita, può essere utilizzata con una lavorazione ridotta o nulla e può essere meccanizzata.
• (iii)colata a pressione : Camera di pressione della macchina di pressofusione che versa metallo liquido o semiliquido, tipo Pu di riempimento, e in alta pressione di formatura e cristallizzazione. Pressione di pressofusione comunemente utilizzata di 5 ~ 150MPa, portata del metallo di 5 ~ 100m / s. Alta efficienza e facile da raggiungere l'automazione, la qualità del prodotto è buona, per ottenere meno chip e nessuna elaborazione di chip, a basso costo. ④colata a bassa pressione .
• ⑤ Colata centrifuga: il metallo liquido viene aggiunto a una forma di colata rotante.

(ii) Forgiatura

Comprende la forgiatura e lo stampaggio, la deformazione plastica del metallo sotto l'azione di forze esterne, generalmente ad alte temperature. La forgiatura si divide in due categorie: stampaggio libero e stampaggio con matrice. L'oggetto di lavorazione dello stampaggio è la lamiera, in genere a temperatura ambiente, per cui è noto anche come stampaggio di lamiera o stampaggio a freddo.

1. Esercizio libero

La billetta viene posizionata sull'attrezzatura (martello per la forgiatura libera o pressa idraulica) tra la parte superiore e inferiore contro il ferro, poiché la billetta sotto pressione è a flusso libero, per cui si parla di forgiatura libera. In base all'utilizzo delle attrezzature e alla natura della forza di forgiatura, il free forging si divide in free forging su martello e free forging su pressa idraulica, mentre i forgiati di grandi dimensioni devono essere eseguiti su pressa idraulica. I prodotti di forgiatura libera sono caratterizzati da scarsa precisione dimensionale, consumo di materiale, bassa produttività, scarse condizioni di lavoro, alta intensità di manodopera, solo in un singolo pezzo, la produzione di piccoli lotti è ragionevole.

2, forgiatura di stampi

Durante la forgiatura a stampo, lo spezzone viene posizionato nella camera di forgiatura dello stampo, in modo da formare la pressione del pezzo. In base all'utilizzo di diverse attrezzature, la pressofusione si divide in pressofusione a martello, pressa a manovella sulla pressofusione, pressa a vite sulla pressofusione e altre attrezzature speciali sulla pressofusione. La produttività dello stampaggio è elevata, la superficie del pezzo è pulita, l'accuratezza dimensionale è elevata, l'efficienza del materiale è elevata, la distribuzione del flusso di forgiatura è più ragionevole, la durata di servizio è migliorata, si possono forgiare parti morbide e complesse, il funzionamento è semplice, la meccanizzazione è facile da realizzare, il costo è basso e viene comunemente utilizzato per la produzione di massa di forgiati di piccole e medie dimensioni.

3. Stampaggio di fogli

La lamiera viene lavorata utilizzando uno stampo montato su una pressa per deformarla o separarla e ottenere un pezzo o un grezzo. I pezzi grezzi sono solitamente lastre sottili con uno spessore di 1~2 mm o meno, generalmente senza riscaldamento. Le materie prime per lo stampaggio delle lamiere devono avere una buona plasticità e una bassa resistenza alla deformazione, come l'acciaio a basso tenore di carbonio, l'acciaio legato, il rame e l'alluminio. I pezzi stampati hanno un peso ridotto, una buona rigidità, una struttura leggera, una qualità stabile e una buona intercambiabilità. Semplicità di funzionamento, facilità di meccanizzazione e automazione e basso costo. A causa dell'elevato costo di realizzazione degli stampi di tranciatura, la produzione di massa è solo ragionevole.

4. Altri metodi di lavorazione a pressione

Formazione per estrusione, in modo che il Dipartimento di difficile da mettere Υ Hydra deformazione del metallo, può fare una varietà di materiali, una varietà di forme di pezzi di metallo, e di alta precisione, buone proprietà meccaniche, può essere meccanizzato automazione. Formatura dei rulli: come la laminazione a rulli, la laminazione a caldo degli ingranaggi, la laminazione ad anello. Stampaggio di precisione, stampaggio a deformazione, stampaggio a martello ad alta velocità e così via.

(iii) Taglio

La lavorazione di taglio si divide in due categorie: il serraggio e la lavorazione. Il serraggio è generalmente eseguito a mano, principalmente per incidere, sbavare, segare, limare, raschiare, forare e alesare, maschiare e piegare, ecc. Le lavorazioni meccaniche dipendono dall'uso di utensili da taglio e si dividono in due categorie: una è l'uso di utensili per la lavorazione, come la tornitura, la foratura, l'alesatura, la piallatura, la fresatura, ecc. La lavorazione deve disporre di utensili, quali utensili per la tornitura, la piallatura, l'inserimento, l'affilatura, l'alesatura, ecc.

1, lavorazione di tornitura

Le macchine utensili di tornitura comprendono macchine utensili generiche, torni verticali, torni a torretta, torni di profilatura, torni automatici e vari torni speciali. La tornitura è in grado di lavorare la superficie della faccia terminale, del cerchio esterno, del cerchio interno, del cono, della filettatura, della superficie di formatura rotante, della scanalatura rotante e della zigrinatura, ecc.

2, lavorazione di perforazione e trivellazione

Lavorazione della macchina perforatrice: le attrezzature comunemente utilizzate sono la perforatrice da tavolo, la perforatrice verticale e la perforatrice a bilanciere, ecc. Lavorazione con alesatrice: l'apparecchiatura principale è un'alesatrice orizzontale. L'alesatrice può eseguire operazioni di foratura, alesatura, alesatura, scanalatura, tornitura del cerchio, tornitura della faccia e fresatura del piano, di cui l'alesatura è la principale. Poiché l'alesatrice ha un dispositivo di posizionamento preciso, adatto alla sede della scatola, alla staffa e ad altre forme di sistema di fori complessi di grandi dimensioni per il posizionamento e la lavorazione, è l'attrezzatura chiave per la lavorazione, altre attrezzature non possono essere sostituite. La gamma di lavorazione dell'alesatrice è ampia, può ottenere un'elevata precisione di lavorazione e una bassa rugosità, il suo svantaggio è la bassa produttività.

3. Piallatura, interpolazione e brocciatura

Le pialle si dividono in due tipi: pialle a testa di toro e pialle a drago. La pialla può lavorare il piano orizzontale, il piano verticale, il piano inclinato, ma può anche lavorare la scanalatura (scanalatura ad angolo retto, scanalatura a V e a T, scanalatura a coda di rondine) e la superficie di formazione lineare. Il moto principale della piallatrice è un moto lineare alternato, ci sono piste vuote e ogni alternanza è accompagnata da due urti, limitando la velocità di piallatura e la bassa produttività.

L'inserzione può essere considerata una "pialla verticale", utilizzata principalmente per la lavorazione di sedi per chiavette in fori, fori quadrati, fori poligonali, fori scanalati e superfici esterne di alcuni pezzi. L'attrezzatura utilizzata per il taglio a inserimento è una macchina a inserimento.

③ L'attrezzatura per la brocciatura è una macchina brocciatrice. Il movimento rettilineo della broccia è il movimento principale. Non c'è movimento di avanzamento della brocciatura, l'avanzamento è ottenuto dalla quantità di elevazione di ciascun dente della fresa. Quindi la brocciatura può essere considerata come una disposizione sequenziale alta e bassa, più di un coltello di piallatura per la brocciatura della malattia di piallatura è generalmente utilizzato per la finitura, e un viaggio per raggiungere i requisiti di precisione, può essere elaborato piano di brocciatura, arco semicircolare e qualche combinazione di superfici. La brocciatura è un utensile sagomato, che viene utilizzato una volta per completare il taglio grezzo, il taglio di precisione, un lavoro di riparazione più accurato, un metodo di finitura ad alta efficienza. Ma la produzione della broccia è complessa, ha costi elevati, non può lavorare fori a gradino, fori ciechi e fori sovradimensionati, è adatta solo per la lavorazione di una specifica del foro o della cava.

4, lavorazione di fresatura insieme

La fresatura è realizzata mediante la rotazione e il movimento della fresa, che è uno dei principali metodi di lavorazione piana. L'apparecchiatura dispone di fresatrice orizzontale, fresatrice verticale, fresatrice a portale, fresatrice per utensili e tutti i tipi di fresatrice speciale. La fresatrice può lavorare piani (orizzontali, verticali, obliqui), scanalature (scanalatura ad angolo retto, cava per chiavetta, scanalatura angolare, scanalatura a coda di rondine, scanalatura a T, scanalatura ad arco) e superfici di formatura. Può inoltre eseguire lavorazioni di fori (tra cui foratura, alesatura, alesatura, alesatura) e lavori di indicizzazione.

5, Lavorazione con taglio abrasivo

Gli abrasivi sono utilizzati per tagliare con un gran numero di abrasivi distribuiti sulla superficie della mola. I metodi di rettifica comprendono: rettifica cilindrica esterna, rettifica cilindrica interna, rettifica superficiale, rettifica di filetti, oltre a metodi di rettifica ad alta precisione e ad alta efficienza: rettifica di precisione, rettifica ultraprecisa, rettifica a specchio, rettifica ad alta velocità, rettifica a mola larga, rettifica a taglio profondo a bassa velocità, rettifica con mole Jin J e rettifica con mola al nitruro di boro cubico. Le rettificatrici universali comprendono rettificatrici cilindriche generiche, rettificatrici cilindriche universali, rettificatrici interne, rettificatrici di superfici e rettificatrici senza centri.

6. Finiture leggere

La finitura si riferisce a rettifica, levigatura, superfinitura e lucidatura. Rettifica: tra il pezzo in lavorazione e l'utensile di ricerca rivestito di abrasivo, il pezzo in lavorazione può essere azionato dal tornio per ruotare, l'utensile di ricerca tenuto a mano esegue un movimento assiale avanti e indietro, spesso di prova, fino alla qualificazione. Il fluido di rettifica è costituito da paraffina, olio vegetale o paraffina più olio. Il materiale più comunemente utilizzato per gli utensili di ricerca è la ghisa. La quantità di rettifica è generalmente pari a 0,005 ~ 0,02 mm. Levigatura: la testa di levigatura è costituita da una serie di strisce di pietra ad olio al posto dell'utensile di ricerca, utilizzate come foro nel processo di finitura. Ultra-finitura: le strisce di pietra ad olio con grani abrasivi molto fini sono utilizzate come testa di rettifica da premere leggermente sulla superficie di lavoro per la lavorazione. Lucidatura: una ruota morbida rivestita di pasta lucidante viene fatta ruotare ad alta velocità per eseguire un taglio debole sul lavoro, al fine di ridurre la rugosità della superficie di lavoro e migliorarne la luminosità.

7. Elaborazione della forma del dente dell'ingranaggio

Gli ingranaggi sono ampiamente utilizzati in molti tipi di apparecchiature meccaniche e strumentazioni e costituiscono una parte importante della trasmissione del moto e della potenza. Gli ingranaggi comunemente utilizzati sono: ingranaggi cilindrici a denti diritti, ingranaggi cilindrici a denti elicoidali, ingranaggi cilindrici a denti elicoidali, ingranaggi conici a denti diritti e ingranaggi a vite senza fine. Affinché il meccanismo di trasmissione ad ingranaggi funzioni in modo preciso, fluido e affidabile, è necessario scegliere la curva del profilo del dente appropriata, cioè la curva del dente; nell'uso corrente la curva del dente è principalmente involuta, cicloide e ad arco, ecc. Se una retta mobile nel piano lungo il raggio del cerchio rb per il puro rotolamento senza scorrimento, allora la traiettoria di qualsiasi punto sulla retta mobile a è chiamata raggio del cerchio rb dell'involuta, il raggio del cerchio rb è chiamato cerchio di base, la retta mobile è chiamata occorrenza della retta. Il dente dell'ingranaggio involuto è formato dallo stesso cerchio di base di due composizioni involute opposte. Involuto; qualsiasi punto a1 normale deve essere tangente al cerchio di base, la forma dell'involuto e la dimensione del raggio del cerchio di base, più piccolo è il raggio, minore è la curvatura dell'involuto e viceversa, quando il raggio è infinito, l'involuto diventa una linea retta, la linea retta della cremagliera può essere considerata come il raggio infinito del cerchio di base della formazione dell'involuto.

(1) Nomi, parametri di base e dimensioni principali di ciascuna parte degli ingranaggi cilindrici a denti dritti

①Nomi dei reparti Cerchio superiore del dente - Il cerchio che passa attraverso la parte superiore dei denti della ruota selettrice è chiamato cerchio superiore del dente e il diametro è indicato con da. Cerchio della radice - Il cerchio che passa attraverso la radice dei denti della ruota selettrice è chiamato cerchio della radice e il suo diametro è indicato con df. Cerchio di indicizzazione - Negli ingranaggi standard, il cerchio in cui lo spessore teorico del dente è uguale alla direzione del dente è chiamato cerchio di indicizzazione, e il suo diametro è espresso da d e il raggio da r. Il cerchio di indicizzazione si trova tra il cerchio superiore del dente e il cerchio della radice del dente ed è la base per il calcolo della dimensione dell'ingranaggio. Spessore del cerchio di indicizzazione del dente - il cerchio di indicizzazione sulla lunghezza dell'arco occupato da un dente dell'ingranaggio è chiamato grado del cerchio di indicizzazione del dente, con s detto. Interdente del cerchio di indicizzazione - il cerchio di indicizzazione sulla lunghezza dell'arco occupato da una scanalatura della ruota è chiamato interdente del cerchio di indicizzazione, espresso da e. Periapsi - la lunghezza dell'arco tra i punti corrispondenti di due denti adiacenti sul cerchio di indicizzazione è chiamata periapsi (periapsi del cerchio di indicizzazione), ed è espressa come P. P = s + e. Altezza del vertice del dente - la distanza radiale tra il vertice del dente e il cerchio di indicizzazione è chiamata altezza del vertice del dente, ed è espressa come ha. Altezza del dente di lavoro - quando due ingranaggi si ingranano, la distanza radiale tra la sommità dei due ingranaggi è chiamata altezza del dente di lavoro, espressa in hw. Gioco radiale - quando due ingranaggi si ingranano, un dente m la parte superiore del cerchio e l'altro cerchio radice dell'ingranaggio tra la distanza radiale chiamata gioco radiale, espressa in C.

② i parametri di base dell'ingranaggio cilindrico a denti diritti △ modulo = quando il numero di denti dell'ingranaggio è Z, il diametro del cerchio indice d e la circonferenza P hanno la seguente relazione: o In questo momento, in modo che , allora d = mZ dove: m - noto come il modulo, l'unità di mm. La progettazione di ingranaggi sarà m come parametro di base, in modo che il calcolo, l'elaborazione e il test di ingranaggi è notevolmente facilitato. la dimensione del M riflettere La dimensione di M riflette lo spessore dei denti dell'ingranaggio, le dimensioni e la capacità di carico. Il valore m è stato standardizzato, ad esempio 0,1, 0,5, 1, 1,5, 2, 3 ......... progettazione in base ai calcoli di resistenza dell'ingranaggio derivati dal valore del modulo, e quindi selezionati in base agli standard nazionali. Angolo di pressione: l'angolo tra la forza normale F e la sua velocità in qualsiasi punto K della linea del dente dell'involucro è chiamato angolo di pressione k nel punto K. L'involucro determinato, il raggio del cerchio di base rb è un valore fisso, l'angolo di pressione in più punti dell'involucro è diverso e più si allontana dal cerchio di base, maggiore è l'angolo di pressione. L'angolo di pressione è solitamente indicato come angolo di pressione del punto A sul cerchio indice. Il valore è stato standardizzato e spesso viene assunto come =20°. Le condizioni di ingranamento corrette per gli ingranaggi a dentiera sono che il modulo e l'angolo di pressione dei due ingranaggi siano uguali, e che anche il modulo m e l'angolo di pressione dell'utensile siano uguali a quelli dell'ingranaggio lavorato nel processo di dentatura. Una volta determinato il numero di denti Z e il modulo m, la geometria degli ingranaggi può essere determinata in più parti, le cui formule sono state omesse.

(2) Lavorazione degli ingranaggi cilindrici Esistono due tipi di metodi di lavorazione: la formatura e la rettifica. Il metodo di formatura si riferisce alla lavorazione sulla fresatrice. Per gli ingranaggi cilindrici a denti dritti, quando m < 8, generalmente con una fresa a disco a modulo nella fresatrice orizzontale. Quando m≥8, viene eseguita su una fresatrice verticale. Il metodo di rettifica consiste nell'utilizzare la fresa per ingranaggi e il movimento di ingranamento dell'ingranaggio da tagliare, ritagliando la forma del dente su una macchina utensile speciale. I metodi più comuni sono l'inserimento di ingranaggi su macchine formatrici di ingranaggi e la dentatura su macchine dentatrici.

(3) Finitura degli ingranaggi cilindrici La fresatura, l'inserimento di ingranaggi e la dentatura appartengono alla lavorazione della forma del dente e devono quindi essere rifinite per migliorare ulteriormente la precisione. I metodi di finitura del profilo del dente comprendono la rasatura, la sagomatura e la rettifica del dente.

8, Taglio laser

taglio laser Si riferisce all'uso di un laser ad alta densità di energia, il cui diametro è il più piccolo possibile, che si concentra su un punto per produrre alta temperatura, attraverso l'alta temperatura per fondere, vaporizzare, ablare o raggiungere il punto di accensione, e allo stesso tempo con l'aiuto di un flusso d'aria ad alta velocità coassiale con il fascio per soffiare via il materiale fuso, in modo da ottenere il pezzo da tagliare. Il taglio laser è uno dei metodi di taglio termico.

(iv) Tecnologia di stampa 3d del metallo

olio da cucina Stampa 3d Questa tecnologia è un processo di produzione del metallo all'avanguardia, che costruisce con precisione strutture tridimensionali complesse sotto il controllo del computer accumulando polvere di metallo o filo metallico strato per strato, superando i limiti della tradizionale lavorazione sottrattiva e isotopica e ampliando notevolmente la libertà di progettazione e i confini dell'applicazione dei materiali.

Le principali tecnologie per la stampa 3D dei metalli comprendono:

• Fusione/sinterizzazione laser selettiva (SLM/SLS)
• Fusione selettiva a fascio di elettroni (EBSM)
• Sagomatura laser dell'involucro (LENS)

La tecnologia di stampa 3D del metallo può essere modellata direttamente senza stampi, consentendo di ottenere un design personalizzato e la produzione di strutture complesse, con un'elevata efficienza, un basso consumo, un basso costo e altri vantaggi.