Existem vários procedimentos populares para usinagem de componentes mecânicos
1. Método de fabricação de remoção de material ((10)m 0)
O processo de fabricação de remoção de material envolve a remoção de material extra de uma peça de trabalho de uma maneira específica para obter peças da forma e tamanho especificados. Tais técnicas necessitam de uma quantidade suficiente de material na superfície da peça. Durante a remoção do material, a peça de trabalho aproxima-se constantemente da forma e tamanho do componente ideal. Quanto maior a disparidade entre a forma e o tamanho da matéria-prima ou blank e o zero h, mais material é removido, maior a perda de material e mais energia é necessária no processo de processamento. Às vezes, o volume de material perdido supera o volume da própria porção.
Embora o processo de remoção de material tenha uma baixa taxa de utilização de material, ainda é a principal maneira de melhorar a qualidade do componente e possui boa flexibilidade de processamento. É a técnica de processamento mais utilizada na indústria de fabricação de máquinas. O processo de remoção de material, quando combinado com o processo de formação de material, pode minimizar significativamente o uso de matéria-prima. A taxa de utilização de materiais pode ser aprimorada ainda mais com o desenvolvimento de cada vez menos tecnologias de processamento de corte (fundição precisa, forjamento de precisão, etc.). Quando a quantidade de produção é modesta, também é acessível e adequado empregar apenas o processo de remoção de material para reduzir o investimento no processo de conformação do material.
Usinagem tradicional e usinagem especializada são dois exemplos de métodos de remoção de material.
A usinagem é o processo de remoção de metal supérfluo de uma peça de trabalho (em branco) usando uma máquina-ferramenta para que a forma, o tamanho e a qualidade da superfície da peça de trabalho atendam aos critérios de projeto. A ferramenta e a peça de trabalho são colocadas na máquina-ferramenta e empurradas pela máquina-ferramenta para realizar um movimento relativo regular específico ao longo da operação de corte. O excesso de metal é removido durante o movimento relativo da ferramenta em relação à peça, produzindo a superfície usinada da peça.
Torneamento, fresamento, aplainamento, brochamento e retificação são procedimentos comuns de corte de metal. Força, calor, deformação, vibração e desgaste são todos fenômenos que ocorrem durante o processo de corte de metal. Há um efeito no procedimento de processamento e na qualidade do processamento. Para aumentar a qualidade e a eficiência do processamento, é fundamental selecionar a técnica de processamento, a máquina-ferramenta de processamento, a ferramenta, o acessório e as configurações de corte. Este será o tema principal do livro.
O processamento especial é um método de remoção de material de uma peça de trabalho que usa eletricidade, luz ou outras formas de energia. EDM, usinagem eletrolítica, usinagem a laser e outras técnicas estão disponíveis. O objetivo da EDM é erodir o material da peça usando os fenômenos de descarga de pulso formados entre o eletrodo da ferramenta e o eletrodo. Sem contato direto, há uma folga de descarga entre o eletrodo da peça e o eletrodo da ferramenta durante o fresamento.
A usinagem não requer força, e materiais condutores de quaisquer características mecânicas podem ser usinados. Em termos de tecnologia, seu benefício fundamental é que pode processar a superfície do contorno interno de formas complicadas e transformar a dificuldade de processamento no processamento do contorno externo (gongjie), dando-lhe uma função única na fabricação de moldes. A EDM não é comumente utilizada para o processamento da forma do produto devido à sua baixa taxa de remoção de metal. O processamento por laser e feixe de íons é comumente empregado para processamento fino.
Com o crescimento da ciência e tecnologia, alguns produtos com precisão de usinagem e rugosidade de superfície particularmente altas nas áreas aeroespacial e informática exigem usinagem de precisão e ultra-acabamento. A usinagem de precisão e ultra-precisão pode atingir precisão dimensional sub-micron ou até nanoescala. Esses tipos de processamento incluem torneamento de ultraprecisão, retificação de ultraprecisão e assim por diante.
2. Processo de fabricação de formação de material (⑽m=0)
Para transformar matérias-primas em peças ou blanks, o processo de fabricação de conformação de materiais emprega principalmente um modelo. A forma, o tamanho, o estado de organização e até mesmo o estado de combinação das matérias-primas variam durante o processo de migalha do material. Como a precisão de conformação geralmente é baixa, o processo de fabricação de conformação de material é frequentemente utilizado para criar blanks. Também pode ser utilizado para fazer peças com formas complicadas, mas com menor exigência de precisão. O processo de formação de material tem uma alta eficiência de produção. Fundição, forjamento, metalurgia do pó e outros métodos de conformação são comumente utilizados.
(1) Fundição
A fundição é um processo no qual o metal líquido é vazado em uma cavidade do molde adequada ao formato e tamanho da peça, e um blank ou peça é obtido após resfriamento e solidificação. O processo básico é modelagem, fundição, vazamento, limpeza e assim por diante. Devido à influência da capacidade de preenchimento do molde, retração e outros fatores durante a fundição da liga, as peças fundidas podem ter estrutura irregular, cavidades de contração, estresse térmico e deformação, resultando em baixa precisão, qualidade da superfície e propriedades mecânicas das peças fundidas. No entanto, o processamento de fundição ainda é amplamente utilizado devido à sua forte adaptabilidade e baixos custos de produção. A fundição é frequentemente usada para peças em bruto com formas complexas, especialmente peças com cavidades internas complexas.
Atualmente, os métodos de fundição comumente usados na produção incluem fundição em areia comum, fundição de precisão, fundição de metal, fundição sob pressão, fundição centrífuga, etc. Entre eles, a fundição em areia comum é a mais amplamente utilizada.
(2) Forjamento
Forjamento e estampagem de chapas metálicas são coletivamente chamados de forjamento. Forjamento é o uso de equipamentos de forjamento para aplicar força externa ao metal aquecido para deformar plasticamente para formar uma peça em branco com certa forma, tamanho e microestrutura. A estrutura interna do blank forjado é densa e uniforme. A distribuição das linhas metálicas é razoável, o que melhora a resistência das peças. Portanto, o forjamento é frequentemente usado para fabricar blanks para peças com propriedades mecânicas abrangentes.
O forjamento pode ser dividido em forjamento livre, forjamento de modelo e forjamento em matriz.
O forjamento livre é colocar o metal entre os ferros superior e inferior para deformação plástica do metal. O uso de liga de alumínio de fluxo livre tem baixa taxa de vórtice e baixa precisão. Geralmente é usado para produzir forjados com pequenos lotes e formas simples.
O forjamento de modelo é para deformar o metal na cavidade da matriz de forjamento. O fluxo plástico do metal é restringido pela cavidade da matriz. A eficiência de formação é alta, a precisão é alta e a distribuição aerodinâmica de metal é mais razoável. No entanto, devido ao alto custo de fabricação do molde, geralmente é usado para produção em massa. A força de forjamento necessária para forjar com o modelo Yujiu-Ci ligeiramente livre é grande e não pode ser usada para forjamento de forjados em grande escala.
O forjamento por matriz é para forjar metal usando forjamento por matriz em equipamento de forjamento livre. O molde de pneu é simples de fabricar, de baixo custo e conveniente de moldar, mas a precisão de conformação não é alta e é frequentemente usado para produzir pequenos forjados com requisitos de baixa precisão.
A matriz é usada na máquina de estampagem de chapas metálicas para estampar a folha em várias formas e tamanhos. O processamento de estampagem é particularmente produtivo e preciso, incluindo formas de processamento como estampagem, dobra, estampagem profunda e modelagem. O processo de perfuração de chapas metálicas em várias seções planas é conhecido como blanking. Dobragem e estampagem profunda são dois métodos de conformação que perfuram a chapa em componentes tridimensionais distintos. A estampagem de chapas metálicas tem um longo caminho a percorrer nas indústrias elétrica, industrial leve e automobilística.
(3) Metalurgia do pó
A metalurgia do pó emprega pó metálico ou uma mistura de pó metálico e não metálico como matéria-prima para criar produtos metálicos específicos ou materiais metálicos por meio de prensagem de moldes, sinterização e outros procedimentos. É capaz de produzir tanto materiais metálicos específicos quanto peças metálicas com pouca usinagem. Como a taxa de utilização de uma roda de fundição de pó pode chegar a 95%, ela pode reduzir significativamente os custos de entrada e produção de corte, e é amplamente empregada na fabricação de equipamentos.
Devido ao alto preço das matérias-primas em pó usadas na metalurgia do pó, a fluidez do pó durante a formação é ruim e a forma e o tamanho das peças são limitados até certo ponto. Há uma certa quantidade de poros minúsculos dentro das peças de metalurgia do pó, e sua resistência é cerca de 20% a 30% menor do que a de peças fundidas ou forjadas, e sua plasticidade e tenacidade também são pobres.
O fluxo do processo de produção da metalurgia do pó inclui a preparação do pó, composição, prensagem, sinterização, moldagem, etc. O processo de preparação e composição do pó é geralmente concluído pelo fabricante que fornece o pó.
3. Material accumulation manufacturing process (⑽m>0)
A fabricação de acumulação de material envolve o acúmulo gradual e o crescimento de peças na forma de superposição de microelementos. Os dados do modelo sólido tridimensional do componente são processados pelo computador durante todo o processo de produção para regular o processo de acumulação do material para confecção da peça desejada. O benefício desse tipo de processo é que ele pode fabricar porções de qualquer formato complicado sem a necessidade de operações preparatórias de produção, como ferramentas e acessórios.
Protótipos fabricados estão disponíveis para avaliação de projetos, licitações ou apresentações de protótipos. Portanto, esse processo também é chamado de tecnologia de prototipagem rápida. A tecnologia de prototipagem rápida é usada na fabricação de amostras de produtos, fabricação de moldes e um pequeno número de peças. Tornou-se uma tecnologia eficaz para acelerar o desenvolvimento de novos produtos e realizar engenharia simultânea, para que os produtos das empresas possam responder rapidamente ao mercado e melhorar a competitividade das empresas.
O desenvolvimento da tecnologia de prototipagem rápida é muito rápido, e agora vários métodos entraram no estágio de aplicação, incluindo principalmente o método de fotocura, o método de fabricação de laminação, o método de sinterização seletiva a laser e o método de modelagem de empilhamento por fusão. tecnologia.
O método de fotopolimerização utiliza resina fotossensível como matéria-prima, e o laser ultravioleta controlado por computador varre a resina líquida ponto a ponto de acordo com a seção estratificada pré-determinada da peça, fazendo com que a fina camada de resina na área digitalizada sofra um reação de fotopolimerização, resultando na formação de uma seção fina da peça. A bandeja é abaixada em uma pequena altura de camada depois que uma camada é curada. Para a próxima varredura para curar, aplique uma nova camada de resina líquida na superfície da resina previamente curada. A camada recém-curada é ligada de forma segura à camada anterior e esse processo é repetido até que toda a parte do protótipo seja concluída.
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