机械制造工艺是将原材料或毛坯转化为成品零件的过程,包括铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等环节。合理的工艺路线直接影响零件的质量、成本和生产效率。
毛坯制造是零件加工的第一步,常见方法有:- 铸造:将熔融金属注入模具,冷却后获得零件形状。分为砂型铸造(成本低,适合复杂形状,如发动机缸体)、压铸(效率高,精度高,适合有色金属,如铝合金外壳)、熔模铸造(精度高,表面光洁,适合精密零件,如涡轮叶片)。- 锻造:通过对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,获得所需形状。分为自由锻(适合单件小批量,如大型轴类)、模锻(适合大批量,如齿轮毛坯)、滚锻(适合长轴类零件,如汽车半轴)。锻造能细化晶粒,提高材料的强度和韧性。- 冲压:利用模具对金属板料施加压力,使其分离或变形。分为冲裁(落料、冲孔)、弯曲(如钢板折弯成U型)、拉深(如汽车覆盖件)、成形(如翻边、胀形)。冲压适合大批量生产薄板零件,效率高、精度高。- 焊接:通过加热或加压,使两个金属件连接成一体。分为电弧焊(手工焊、埋弧焊、气体保护焊)、电阻焊(点焊、缝焊)、钎焊(用低熔点钎料连接)。焊接常用于制造大型结构件,如机床床身、桥梁、压力容器。
机械加工是通过切削工具(如车刀、铣刀、钻头)去除材料,获得零件的精确形状和尺寸。主要加工方法包括:- 车削:工件旋转,刀具移动,加工轴类、盘类零件的外圆、内孔、端面、螺纹等。常用设备为车床,数控车床(CNC)可实现自动化加工,精度可达IT6~IT8。- 铣削:刀具旋转,工件移动,加工平面、沟槽、齿轮、凸轮等复杂形状。分为立铣(加工平面、台阶)、卧铣(加工沟槽、花键)、数控铣床(加工三维曲面)。- 钻削:用钻头加工孔,包括钻孔、扩孔、铰孔、攻丝。钻床适合加工中小直径的孔,镗床适合加工大直径或高精度的孔(如发动机缸孔)。- 磨削:用砂轮作为切削工具,加工高精度、高表面质量的零件。分为外圆磨削(加工轴类)、内圆磨削(加工孔)、平面磨削(加工平面)、无心磨削(加工细长轴)。磨削精度可达IT5~IT6,表面粗糙度Ra≤0.8μm。- 齿轮加工:分为成形法(用齿轮铣刀铣齿,精度低,适合单件小批量)和展成法(用滚齿机、插齿机加工,精度高,
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