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行業新聞

機械制造的成型方法有哪些?

發布日期:2021-09-09 10:49:26  點擊次數:4173

來源:網絡

機械制造發展到今天這種程度,在零件成型方面一直都沒有太大的突破,都基本上還是依賴于傳統的幾種方式在支撐,即使最近已經開始被熱炒的3D打印,也更多是停留在打樣和不切實際的宣傳層面,還沒有很廣泛而普遍的適用于機械成型領域,這不得不說是制造業的一種悲哀,裹足不前已然成定局的尷尬。


當然,即使是傳統的零件成型方式,很多人也并不真的了然于胸,更多的可能也是一知半解(其實我也是半桶水的水平),下面就我的認知范圍來給大家“強行”科普一下,歡迎查缺補漏,希望起到拋磚引玉的效果。


首先零件成型基本上分為兩個大類,一種是減材成型(去除材料),一種是增材成型,到目前為止,減材成型依然是零件成型的主流方式。


01
減材成型

減材成型有很多種,我們主要是基于零件的毛坯來分類,因為最終的減材方式還是依賴于機加的手段,但是零件的毛坯來源卻存在很大的區別,所以以下的介紹完全基于零件毛坯的獲取來分類。

A、型材減材成型

我們制造過程中的很多零件的毛坯都來自這兩種型材的減材加工,通過各種機械加工設備來實現零件的最終形狀和尺寸精度,這些設備包括:線切割機、車床、銑床、刨床、鏜床、鉆床、磨床等等,這樣的成型方式具有以下優點:


(1) 加工成本低,因為都是標準的材料,所以采購成本可控;

(2) 加工周期短,直接去材料市場購買就能獲得,基本上都有現貨;

(3) 材料質量好,因為是標準型材,所以在質量控制上更可靠;

(4) 加工適應性好,只要不怕加工費用高,基本上可以加工出你想要的大部分形狀。


這種成型方式也是目前使用最普遍的成型方式,很多機械加工廠都會對這樣的原材料做一定基數的備貨,以便可以在成本控制和周期盈余上做到最好,同時這也是機械專業畢業的同志們最大概率去接觸的一種機械加工方式,也許你這一輩子就是頂著一個機械工藝工程師的頭銜搞定幾個周而復始的加工工藝,雖然看起來很簡單,但是其中大有學問,很多人一輩子也做不到初窺門徑。


B、鑄造成型減材加工


零件的毛坯來自于鑄造成型,但是鑄造成型的零件要滿足產品適用設計要求則還需要做進一步的減材加工,加工的手段和方式與上面的型材加工基本上都一樣,不同是這種鑄造成型的零件具備了以下幾種特點:


(1) 可以做成各種異形零件,并極大的減少減材加工余量;

(2) 可以實現零件的加工成本最小化,因為可以控制零件的加工余量;

(3) 在零件的選材上可以更靈活,具有更好的產品適應性;

(4) 材質均勻性存在一定的隱患,鑄造應力的去除也存在很大的難度,很多企業甚至會在這些方面偷工減料。

(5) 零件毛坯的成本太高,尤其是對于不能形成批量的零件制造存在很大的障礙。


其實零件鑄造是一個很危險的工作,曾經有個朋友所在的企業就是一個比較大型的鑄造廠,有一天吊車吊著一缽鐵水去澆鑄,在吊行途中掛鉤鋼絲斷了,鐵水瞬間傾倒下來,下面的工人直接尸骨無存,被融化得連渣都沒有,朋友嚇得第二天就辭職走了, 那可是一輩子的陰影,揮之不去。公眾號《機械工程文萃》,工程師的加油站!


所以我很少去鑄造廠參觀,即使公司有安排,我也盡量不進到危險區域,因為我也有陰影,所謂君子不立于危墻之下,我告誡自己永遠都要敬而遠之的好。


但是這種零件成型方式是機械行業無法避免的主流方式,特別是大型設備的成型,基本上都是采用這種方式,也許自動化技術的進步可以改變這種類型工作的傳統方式,切實的做到安全、輕松,但目前來看還有很長的路程要走。


C、鍛造成型減材加工


零件的成型來自于鍛造,鍛造是一種很古老的零件成型工藝,打鐵就是鍛造的最原始的方法,打鐵也曾經是我的一個小小夢想,其實我對傳統的機械加工方式一直情有獨鐘,我覺得那才是基于人類自身的技術,其實打鐵是很出人才的,唐代的開國大將尉遲恭就是一個鐵匠,古代名劍干將莫邪的制造者干將莫邪也是鐵匠,還有龍泉寶劍的創始人歐冶子老先生也是一個鐵匠,當你做鐵匠做到一定級別,那就不叫鐵匠了,那叫大師,所以這是一個很牛逼的技術活。


其實現代工藝的鍛造已經開始實現自動化的方式,大概半年前我去參觀了一個公司,去的就是一個鍛造車間,完成超乎我們的認知,車間很干凈,干凈到和鍛造這個詞匯極度的不相稱,而且所有的鍛造工序都是通過ABB的機械手來轉運和執行的,同時加工的數據也有相應的信息化統計和輸出,很有點智能工廠的樣子,其中那臺鍛造設備給我留下了極度深刻的影響,因為導播告訴我們說,那臺鍛造設備采購價接近一個億,什么叫重資產企業,這大概就是吧,在這臺鍛造設備面前,什么豪車豪宅都弱爆了,簡直不堪一提。


鍛造成型零件具有以下特點:


(1) 能改善零件組織結構和力學性能,零件在鍛造的熱加工變形后由于金屬的變現和再結晶,使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變為晶粒較細、大小均勻的等軸再結晶組織,使得材料原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實和焊合,其組織更加緊密,提高了金屬的塑性和力學性能;

(2) 可以根據零件的最終需求形狀來進行仿形鍛造,從而減小零件的減材加工余量,節約加工成本。


當然,通過上面的圖片,我們依然可以看出,鍛造這個活還是挺危險的一個工作,如果是完全的人工操作,其危險系數并不在鑄造成型之下,所以立足于自動化的智能工廠才是解決這一問題的根本方向,而且現在很多企業已經有很好的應用案例,我們期待一個更美好的未來。


以上三種零件成型方式是減材成型比較典型和通用的方式,也是使用最普遍的方式,我們在企業里能夠接觸到的基本上也是以這三種方式為主。


02
增材成型

說道增材成型,那我們就不得不談3D打印技術,這個技術現在變得很熱門,尤其是在新聞媒體上,很多所謂的3D打印產品都在一次有一次的顛覆我們的認知,什么3D打印汽車,3D打印手槍,3D打印產品等等,大有一種對減材成型取而代之的趨勢,其實這條路還很遙遠,從目前來看還看不到可能性,也許這只是一個講故事的好噱頭而已,比較很多人是靠銷售未來和夢想賺錢的。

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當然,雖然現在技術還不完善,但是我們不能否認這確實是未來的一種零件成型手段,而且是存在極大可能性的手段,從這一點而言,我們應該持樂觀的態度去認識它。

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對這些 信息 進行 分析 和響應 ,使機床 能夠 自動 適應 整個 切削 過程 ,減少 操作者 的干預 ,增加 生產 精確 工件 的可能性 。 

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