鑄造 鑄造生產(chǎn)是指熔煉金屬,制造鑄型,并將熔融(或液態(tài))金屬澆入鑄型,凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成形方法。鑄件通常作為毛坯,經(jīng)機(jī)械加工制成零件。鑄造方法一般分為砂型鑄造和特種鑄造。其中砂型鑄造應(yīng)用最為普遍。鑄造生產(chǎn)在機(jī)械制造中占有很重要的地位,具有一系列的優(yōu)點:1)鑄造可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜,特別是內(nèi)腔復(fù)雜的鑄件。2)鑄造可用各種合金來生產(chǎn)鑄件。如:鑄鐵、鑄鋼、合金鋼、銅合金、鋁合金等各種金屬材料都能用于鑄造,成其對于脆性金屬材料如灰鑄鐵和難以鍛造和切削加工的合金材料,都可用鑄造方法來生產(chǎn)零件和毛坯。3)鑄造即可用于單件生產(chǎn),也可用于批量生產(chǎn)。4)鑄件與零件的的形狀、尺寸很接近,因而鑄件的加工余量小,可以節(jié)約金屬材料和加工工時。5)鑄件的成本低。但是,鑄造生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜,工序多,一些工藝過程難以控制,易出現(xiàn)鑄造缺陷,鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定,廢品率較高,鑄件力學(xué)性能不如同類材料的鍛件高。此外,鑄造生產(chǎn)還存在勞動強(qiáng)度大,勞動條件差等問題。
表面工程技術(shù) 表面工程技術(shù)是一項通過改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu),以獲得所需要表面性能的系統(tǒng)工程。廣義地說是直接與各種表面現(xiàn)象或過程有關(guān)的,能為人類造?;虮蝗藗兝玫募夹g(shù)集成,是一個涉及面極廣泛的綜合性邊緣學(xué)科。表面工程技術(shù)采用的方法包括:(1)施加各種覆蓋層的技術(shù)。包括電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍、涂裝、粘結(jié)、堆焊、熔結(jié)、熱噴涂、塑料汾末涂敷、熱浸涂、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸鍍、濺射鍍、離子鍍、化學(xué)氣相沉積、分子束外延制膜、離子束合成薄膜技術(shù)等。(2)用機(jī)械、物理、化學(xué)等方法。改變材料表面的形貌、化學(xué)成分、相組成、微觀結(jié)構(gòu)、缺陷狀態(tài)、或應(yīng)力狀態(tài),即采用各種表面改性技術(shù)。(3)綜合運用兩種或更多種的表面技術(shù)的復(fù)合表面處理,如等離子噴涂與激光輻射復(fù)合、熱噴涂與噴丸復(fù)合、化學(xué)熱處理與電鍍復(fù)合、激光淬火與化學(xué)熱處理復(fù)合、化學(xué)熱處理與氣相沉積復(fù)合等,是表面技術(shù)的重要趨向。
輥鍛技術(shù) 輥鍛是將軋制工藝應(yīng)用到鍛造生產(chǎn)中的一種鍛造新工藝。其特點就在于通過一對反向旋轉(zhuǎn)的模具使毛坯連續(xù)地產(chǎn)生局部變形,從而得到鍛件所要求的形狀和尺寸。輥鍛工藝適用于減小坯料截面的鍛造成形加工,如桿件的拔長,板坯的輾片以及沿桿件軸向分配金屬體積的變形過程。輥鍛變形是一個連續(xù)的靜壓過程,沒有沖擊和震動。與錘上鍛造比較,具有以下特點:(1)所需設(shè)備噸位小。(2)生產(chǎn)率高。(3)公害小,勞動條件好。(4)模具制造費用低,且壽命高。(5)材料消耗少,輥鍛件尺寸穩(wěn)定。(6)易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化。(7)輥鍛成的鍛件形狀和尺寸與模具相應(yīng)部位的形狀和尺寸不可能完全一致,往往出現(xiàn)畸形、充填不足等缺陷。因此,成形輥鍛后,一般需要在壓力機(jī)上進(jìn)行整形工序。輥鍛工藝按其用途可分為制坯輥鍛和成形輥鍛兩類。制坯輥鍛用于長軸類鍛件模鍛前的制坯,或作為成形輥鍛前的制坯工步。常用于連桿、扳手、操縱桿等長軸類零件的模鍛前或成形輥鍛前的制坯。成形輥鍛用于以下兩種鍛件:(1)扁料面的長桿件,如扳手、活動扳手和鏈環(huán)等。(2)帶有頭部而且沿長度方向橫斷面變化的鍛件,例如葉片。
楔橫軋技術(shù) 軋件軸線與軋輥軸線平行,兩個帶楔形凸棱的軋輥,以相同的方向旋轉(zhuǎn)并帶動圓形軋件反向旋轉(zhuǎn),軋件在楔形孔型的作用下,軋制成各種形狀的臺階軸。楔橫軋工藝與一般鍛造工藝相比,產(chǎn)品質(zhì)量好,尺寸形狀精度高;材料利用率高;振動小,噪音低,勞動條件好,勞動強(qiáng)度低;易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化;模具成本低,比鍛造一般低30%,且模具壽命長;設(shè)備重量輕,地基淺,投資少。楔橫軋廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、摩托車、內(nèi)燃機(jī)等軸類零件毛坯的生產(chǎn)。如汽車變速箱軸、拖拉機(jī)變速箱軸、汽車差速器主動傘齒輪坯、羊角預(yù)制坯、凸輪軸以及空心的階梯軸類。還可以用它為模鍛件提供比其他鍛造方法更精確的預(yù)制毛坯,例如連桿、扳手等。
特種鑄造 特種鑄造是指有別于普通砂型鑄造的其他鑄造方法。以金屬模取代砂型模,以非重力澆注取代重力澆注,可使鑄件尺寸精確,表面光潔,內(nèi)部致密,鑄件可實現(xiàn)少切削或無切削加工。特種鑄造方法很多,各有其特點和適用范圍,它們從各個不同的側(cè)面來彌補(bǔ)普通砂型鑄造的不同。常用的特種鑄造有熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等。但每一種特種鑄造方法都有其自身的特點,應(yīng)用場合都有一定的局限性,一般僅適用于中、小型鑄件的生產(chǎn),除熔模鑄造適用于鑄鋼件外,大多數(shù)特種鑄造方法僅局限于有色合金鑄件。
金屬型鑄造 金屬型鑄造是依靠重力將熔融金屬澆入金屬鑄型而獲得鑄件的方法。其特點如下:金屬鑄型不同于砂型鑄型,可“一型多鑄”,一般可澆注幾百次到幾萬次,故亦稱為“永久型鑄造”;鑄件精度較高,表面質(zhì)量較好;鑄件冷卻速度快,晶粒細(xì),故鑄件力學(xué)性能好;金屬鑄型制造成本高、周期長,不適合單件、小批量生產(chǎn);鑄件冷卻快,不適合于澆注薄壁鑄件,鑄件形狀不宜太復(fù)雜。目前,金屬型鑄造主要用于中、小型有色合金鑄件的大批量生產(chǎn),如鋁活塞、氣缸體、缸蓋、油泵殼體、軸瓦、襯套等,有時也用于生產(chǎn)一些鑄鐵件和鑄鋼件。
擠壓鑄造 擠壓鑄造的實質(zhì)是澆入金屬型中的液態(tài)金屬,在通過沖頭傳遞的壓力作用下,進(jìn)行充填、成形和凝固結(jié)晶,從而獲得鑄件。由于液態(tài)金屬的充填、成形和凝固都是在壓力作用下完成的。因此,該工藝具有如下優(yōu)點:鑄件尺寸精度高且表面粗糙度低;鑄件在凝固過程中能得到有效補(bǔ)縮,故鑄件無縮孔、縮松及氣孔等鑄造缺陷,且組織致密,晶粒細(xì)化,力學(xué)性能可達(dá)到同類合金的鑄件水平;此外,不必設(shè)置澆冒口系統(tǒng),減少液態(tài)金屬的消耗,提高了工藝實收率。目前,我國擠壓鑄造的主要產(chǎn)品有:摩托車、汽車鋁合金輪、鋁合金活塞和復(fù)合材料活塞、汽車及摩托車制動器、減震器、壓力機(jī)連桿、摩托車發(fā)動機(jī)及傳動箱鋁件、鋁壓力鍋及炊具、汽車空調(diào)壓縮機(jī)鋁件、自行車鋁接頭、曲柄件、鋁合金光學(xué)鏡架、儀表殼體件、各種鋁合金泵體、銅合金軸套以及軍品零件。
回輪車床 機(jī)床上有回轉(zhuǎn)軸與主軸線平行的多工位回輪刀架,刀架上可安裝多把刀具,并能縱向移動。在工件一次裝夾中,由工人依次用不同刀具完成多種車削工序,適用于成批生產(chǎn)中加工尺寸不大且形狀較復(fù)雜的工件。
超精密磨削加工 超精密磨削加工是利用細(xì)粒度的磨粒和微粉主要對黑色金屬、硬脆材料等進(jìn)行加工。對于銅、鋁及其合金等軟金屬,用金剛石刀具進(jìn)行超精密車削是十分有效的;而對于黑色金屬、硬脆材料等,用超精密磨削加工在當(dāng)前是最主要的精密加工手段。超精密磨削可分為固結(jié)磨料和游離磨料兩大類加工方式。其中固結(jié)磨料加工主要有:超精密砂輪磨削和超硬材料微粉砂輪磨削、超精密砂帶磨削、ELID 磨削、雙端面精密磨削以及電泳磨削等。
柔性制造技術(shù) 柔性制造技術(shù)(flexible manufacturing technology,F(xiàn)MT)就是一種主要用于多品種中小批量或變批量生產(chǎn)的制造自動化技術(shù),它是對各種不同形狀加工對象進(jìn)行有效地且適應(yīng)性轉(zhuǎn)化為成品的各種技術(shù)總稱。FMT 的根本特征即“柔性”,是指制造系統(tǒng)(企業(yè))對系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)境的一種適應(yīng)能力,也是指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力,可分為瞬時、短期和長期柔性三種。FMT 是電子計算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)過程及其裝備上的應(yīng)用,是將微電子技術(shù)、智能化技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)融合在一起,具有先進(jìn)性、柔性化、自動化、效率高的制造技術(shù),F(xiàn)MT 是從機(jī)械轉(zhuǎn)換、刀具更換、夾具可調(diào)、模具轉(zhuǎn)位等硬件柔性化的基礎(chǔ)上發(fā)展,已成為自動變換、人機(jī)對話轉(zhuǎn)換、智能化任意變化地對不同加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的一種嶄新技術(shù),是自動化制造系統(tǒng)的基本單元技術(shù)。
電解磨削 電解磨削是靠陽極金屬電化學(xué)腐蝕作用和機(jī)械磨削作用相結(jié)合進(jìn)行加工的,比電解加工有更好的加工精度和表面質(zhì)量,比機(jī)械磨削有更高的生產(chǎn)率。與普通機(jī)械磨削相比,電解磨削的特點為:(1)加工范圍廣,加工效率高。(2)磨削力小,磨削熱很少,消耗功率也小,不會產(chǎn)生磨削燒傷、裂紋和毛刺,能獲得比電解加工更高的加工精度和更好的表面質(zhì)量。(3)砂輪磨損量小,電解磨削硬質(zhì)合金時金剛石砂輪的損耗速度僅為普通磨削的1/10~1/5,可顯著降低加工成本。電解磨削所存在的主要問題是需要增加一些輔助設(shè)備(如直流電源、電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)等);另外,機(jī)床還應(yīng)有防腐措施及防護(hù)和抽風(fēng)吸霧裝置。電解磨削可用于磨削外圓、內(nèi)圓、平面及成形表面。目前,電解磨削主要用來磨削一些高硬度的零件,如硬質(zhì)合金刀具、量具、擠壓拉絲模、軋輥等。此外,電解磨削還適宜于加工易產(chǎn)生硬化現(xiàn)象及熱敏感性材料的零件。
電解電火花加工 電解電火花復(fù)合加工是電化學(xué)腐蝕作用和電火花蝕除作用同時進(jìn)行的加工方法。加工過程中電極(工件陽極和工具陰極)對接低壓直流電源,以實現(xiàn)電解加工,同時由脈沖發(fā)生器供給脈沖電壓,以保證電火花作用。在電解液中,去除金屬是陽極電化學(xué)溶解和電火花蝕除綜合作用的結(jié)果。應(yīng)用電解電火花復(fù)合加工金屬合金等導(dǎo)電材料時,合理選擇工藝參數(shù)可使其達(dá)到加工效率高、表面質(zhì)量好、電極損耗小以及加工精度好的工藝效果。由于電解電火花復(fù)合加工與通常的電加工一樣,不受工件材料強(qiáng)度、硬度等物理機(jī)械性能的影響,并可加工傳統(tǒng)機(jī)械加工方法無法獲得的異形孔及復(fù)雜形狀零件,因此,這一加工方法將在非導(dǎo)電超硬及硬脆材料的加工中發(fā)揮重要作用。
超聲復(fù)合加工 超聲加工是靠磨粒和液體分子的連續(xù)沖擊、拋磨和空化作用去除被加工材料。與電火花加工、電解加工等其他特征加工方法相比,具有精度高、表面粗糙度低,不受工件材料的電、化學(xué)特征限制,工件無熱損傷和殘余應(yīng)力等優(yōu)點。它是加工玻璃、陶瓷、石英、寶石以及半導(dǎo)體等硬脆材料工件的有效方法。但是超聲加工也有明顯的缺點:工具磨損嚴(yán)重,加工效率低,加工過程中由于工具質(zhì)量變化所造成的共振頻率的游移使加工速度和加工質(zhì)量受到影響等。而超聲復(fù)合加工是以超聲加工為主,輔助其他加工方法,應(yīng)用機(jī)械、電力、磁力、流體力學(xué)等多種能量進(jìn)行的綜合加工,可以提高加工效率,減小工具磨損。
超聲旋轉(zhuǎn)加工 超聲旋轉(zhuǎn)加工方法是在近40年中逐步發(fā)展起來的以超聲作用為主,結(jié)合不同的機(jī)械運動方式和不同的機(jī)械切削作用形成的復(fù)合加工方法。超聲旋轉(zhuǎn)加工方法按其工藝特征,大致可分為兩類:一類是采用離散磨料和固結(jié)磨料磨具的超聲旋轉(zhuǎn)磨料加工;另一類主要是采用切削工具(如銑刀、鉆頭等),沖頭、壓頭之類工具,或利用超聲高頻振動特征,與其他機(jī)械加工方法相結(jié)合的超聲旋轉(zhuǎn)加工。超聲旋轉(zhuǎn)加工實質(zhì)上是將超聲振動工具的錘擊運動和工具旋轉(zhuǎn)運動的磨削作用結(jié)合在一起的復(fù)合加工。此種加工方法適應(yīng)的材料較廣,可用于脆性材料(例如玻璃、石英、陶瓷、YAG 激光晶體、碳纖維復(fù)合材料等)的鉆孔、套料、端銑、內(nèi)外圓磨削及螺紋加工等。特別適用于深小孔的加工和細(xì)長棒的套料加工。
在線檢測 在線檢測是指檢測器具、裝置、系統(tǒng)或檢測工作站在空間上被集成在制造系統(tǒng)中,控制過程與檢測過程沒有時間上的滯后或只有很短的時間滯后,而不是指檢出時間與故障缺陷發(fā)生時間無時間滯后。因此,按檢測是否與控制過程有時間滯后,在線檢測分為在線過程中檢測和在線過程后檢測。在線過程中檢測是在制造過程中完成,檢測活動與工件的加工或者產(chǎn)品的裝配同時進(jìn)行,制造時間與檢測時間重合。在線過程后檢測是在制造過程剛一完成就立即進(jìn)行測量,可采用手工方式或者自動化方式完成,但一般都希望進(jìn)行100%檢測。
超高速加工技術(shù) 超高速加工技術(shù)是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地實現(xiàn)高速運動的高精度、高自動化、高柔性的制造設(shè)備,以極大地提高切削速度來達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)。它是提高切削和磨削效果以及提高加工質(zhì)量、加工精度和降低加工成本的重要手段。其顯著標(biāo)志是使被加工塑性金屬材料在切除過程中的剪切滑移速度達(dá)到或超過某一域限值,開始趨向最佳切除條件,使得被加工材料切除所消耗的能量、切削力、工件表面溫度、刀具磨具磨損、加工表面質(zhì)量等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)切削速度下的指標(biāo),而加工效率則大大高于傳統(tǒng)切削速度下的加工效率。
砂型鑄造 砂型鑄造應(yīng)用最為普遍,是以砂型作為造型材料,用人工或機(jī)械方法在砂箱內(nèi)制造出型腔及澆注系統(tǒng)的鑄造方法。砂型在取出鑄件后便已損壞,所以砂型鑄造亦稱為一次型鑄造。砂型鑄造的工藝過程主要包括:制造模樣和型芯盒;制備型砂和型芯砂;造型、造型芯;砂型和型芯的烘干;合箱;金屬的熔煉及澆注;落砂,清理,檢驗等。