Clasificación de los procesos de fabricación de metales

El trabajo en caliente incluye la fundición, la forja y la soldadura. El trabajo en frío, también conocido como proceso de corte de metales, incluye el proceso de corte de herramientas (que tiene proceso de torneado, proceso de taladrado y mandrinado, cepillado, inserción, brochado, proceso de fresado, proceso de corte abrasivo; el procesamiento de dientes de engranajes). A continuación se presentan brevemente.

(i) Colada

El proceso de fundición consiste en verter metal líquido en un molde de fundición y dejarlo enfriar para obtener una pieza fundida de una forma y un carácter determinados. Es el método de conformación del metal en estado líquido. La fundición puede producir palanquillas de formas complejas, especialmente con cavidades internas complejas, de tamaño y peso ilimitados. Tanto la producción de una sola pieza, también puede ser la producción en masa, el uso de la mayor parte del material de una amplia gama de fuentes, de bajo precio, pero también disponible chatarra y piezas de desecho, por lo que el costo es bajo. Piezas de fundición y piezas de la forma y tamaño cerca de la asignación de procesamiento es pequeño. La desventaja de piezas de fundición es que hay muchos procesos, control de procesos es difícil. Debido a la tensión interna de enfriamiento del metal, fácil de defectos, por lo que la calidad no es estable; debido a su organización interna gruesa desigual, sus propiedades mecánicas no son tan altos como forjas. También hay problemas de alta intensidad de mano de obra y malas condiciones laborales.

Los métodos de producción de fundición se dividen en dos categorías: fundición en arena y fundición especial, basada en la fundición en arena.

1,fundición en arena La mayoría de los moldes de arena se siguen fabricando a mano. La fundición en arena se utiliza principalmente para la producción de hierro fundido, acero fundido, cobre fundido, aluminio fundido y otros materiales de fundición. El diseño estructural de las piezas de fundición debe tener en cuenta el proceso de fundición y los requisitos de rendimiento de la fabricación de metales, para evitar que se produzcan agujeros de contracción, aflojamiento por contracción, vaciado insuficiente, segregación en frío, deformación y grietas y otros defectos, debe prestar atención a las siguientes cuestiones: ① las piezas de fundición deben tener un grosor de pared y una inclinación estructural razonables, el grosor de la pared de fundición debe ser lo más uniforme posible. ② conexión de la pared de fundición: la conexión de la pared de fundición debe tener esquinas estructurales redondeadas. Evitar la conexión en cruz y en ángulo agudo, la conexión de pared gruesa y pared delgada a la transición gradual. ③ Las piezas de fundición deben evitar el plano horizontal excesivo. ④ Para evitar que la pieza fundida se alabee y se deforme, en el caso de las piezas fundidas planas de mayor tamaño y la caja larga con un grosor de pared desigual, debe diseñarse de forma simétrica o aumentar la placa nervada para mejorar su rigidez. ⑤ Evitar la contracción de fundición se ve obstaculizada, tales como piezas de fundición en forma de rueda común, los radios de la rueda es un número par, forma lineal. Sin embargo, para las aleaciones con gran contracción, a veces se producen grietas debido a la tensión excesiva. Con el fin de evitar el agrietamiento, se puede hacer de radios curvos, con el fin de tomar los radios o llanta de la rueda de deformación, reducir la tensión interna. (6) de acuerdo con el principio de diseño de solidificación secuencial estructura de fundición La cáscara de acero fundido se muestra en la figura, se cambiará a la derecha de la aparición de la cáscara en la parte inferior de los 76 mm para mantener un espesor de pared uniforme, y aumentar gradualmente el espesor de pared hasta que la brida con la brida, para asegurar que la cáscara de acuerdo con la solidificación secuencial, ya no producir defectos de contracción.

2,Fundición especial

• ① La fundición en molde fundido, con cera como material para fabricar los moldes, también conocida como "fabricación a la cera perdida", puede fundir una gran variedad de piezas de metal no férrico y férrico.
• ②moldeo de metales El modelo se puede utilizar repetidamente 40.000 veces, la fundición tiene buena precisión (hasta IT12~IT14), la superficie es lisa y limpia, se puede utilizar con menos o ningún procesamiento y se puede mecanizar.
• (iii)fundición a presión máquina de fundición a presión cámara de vertido de metal líquido o semi-líquido, llenado de tipo Pu, y en la formación de alta presión y cristalización. Comúnmente utilizado presión de fundición a presión de 5 ~ 150MPa, velocidad de flujo de metal de 5 ~ 100m / s. Alta eficiencia y fácil de lograr la automatización, la calidad del producto es buena, para lograr menos chip y sin chip de procesamiento, de bajo costo. ④fundición a baja presión .
• ⑤ Colada centrífuga: Se añade metal líquido a un molde de fundición giratorio.

(ii) Forja

Incluye la forja y la estampación, la deformación plástica del metal bajo la acción de fuerzas externas, generalmente a altas temperaturas. La forja se divide en dos categorías: forja libre y forja en matriz. El objeto del proceso de estampación es la chapa metálica, generalmente a temperatura ambiente, por lo que también se conoce como estampación de chapa metálica o estampación en frío.

1. Libre ejercicio

El tocho se colocará en el equipo (martillo de forja libre o prensa hidráulica) entre la parte superior e inferior contra el hierro, porque el tocho en la presión es de flujo libre, por lo que se llama forja libre. De acuerdo con el uso del equipo y la naturaleza de la fuerza de forja de diferentes, forja libre se divide en forja libre en el martillo y la forja libre en la prensa hidráulica, grandes piezas forjadas que se llevarán a cabo en la prensa hidráulica. Productos de forja libre de mala precisión dimensional, el consumo de material, baja productividad, malas condiciones de trabajo, alta intensidad de mano de obra, sólo en una sola pieza, la producción de lotes pequeños es razonable.

2、Forja de moldes

En la forja por estampación, la pieza en bruto se coloca en la cámara de la matriz de forja, de modo que se forma la presión de la pieza. De acuerdo con el uso de diferentes equipos, la forja a troquel se divide en forja a troquel con martillo, prensa de manivela en la forja a troquel, máquina de forja plana de forja a troquel con prensa de tornillo en la forja a troquel y otros equipos especiales en la forja a troquel. La productividad de la forja a troquel es alta, la superficie de la pieza de trabajo es limpia, alta precisión dimensional, alta utilización de material, forja interna, la distribución de flujo de forja es más razonable, mejorar la vida útil, se puede forjar piezas complejas suaves, operación simple, fácil de mecanizar, de bajo costo, de uso común en pequeñas y medianas piezas forjadas de producción en masa.

3、Sellado de hojas

Transformación de chapas metálicas mediante una matriz montada en la bancada de una prensa para deformarlas o separarlas con el fin de obtener una pieza o pieza bruta. Las piezas en bruto de chapa suelen ser chapas finas con un grosor de 1~2 mm o menos, generalmente sin calentar. Las materias primas para la estampación de chapas deben tener buena plasticidad y poca resistencia a la deformación, como el acero con bajo contenido en carbono, el acero aleado, el cobre o el aluminio. Las piezas estampadas son ligeras de peso, buena rigidez, estructura ligera, calidad estable y buena intercambiabilidad. Funcionamiento sencillo, fácil de mecanizar y automatizar, y bajo coste. Debido al elevado coste de fabricación de los moldes de estampación, la producción en serie sólo es razonable.

4. Otros métodos de tratamiento a presión

Formación de extrusión, por lo que el Departamento de difícil poner Υ Hydra deformación del metal, puede hacer una variedad de materiales, una variedad de formas de la pieza de trabajo de metal, y de alta precisión, buenas propiedades mecánicas, puede ser la automatización mecanizada. Formación de rollos: tales como laminado de rodillos, engranajes de laminación en caliente, anillo de laminación. Forja de precisión, forja de urdimbre, forja de martillo de alta velocidad, etc.

(iii) Corte

El mecanizado de corte se divide en dos categorías: sujeción y mecanizado. La sujeción se realiza generalmente a mano, principalmente trazando, rebabando, serrando, limando, raspando, taladrando y escariando, roscando y doblando, etc., el ensamblaje mecánico y la reparación también pertenecen al ámbito de la sujeción. Mecanizado según el uso de herramientas de corte, y se divide en dos categorías: una es el uso de herramientas para el procesamiento, tales como torneado, taladrado, mandrinado, cepillado, fresado, etc.; la otra es el uso de abrasivos para el procesamiento; tales como rectificado, rectificado articulado, rectificado, ultra-acabado y así sucesivamente. Mecanizado debe tener herramientas, tales como herramientas de torneado, herramientas de cepillado, herramientas de inserción, herramientas afiladas, herramientas de perforación, etc, molienda con el cuchillo es s rueda.

1、Procesamiento de torneado

Las máquinas herramienta de torneado incluyen máquinas herramienta generales, tornos verticales, tornos de torreta, tornos de perfilado, tornos automáticos y varios tornos para fines especiales. Torneado puede procesar la superficie de la cara de extremo, círculo externo, círculo interno, cono, hilo, superficie de conformado giratorio, ranura giratoria y moleteado, etc., el uso de una amplia gama de precisión de la superficie de mecanizado, y fácil de asegurar que la superficie de las piezas procesadas por la precisión posicional de la superficie, alta eficiencia de producción, bajos costos de producción.

2、Procesamiento de perforación y mandrinado

① procesamiento de la máquina de perforación: los equipos comúnmente utilizados son la máquina de perforación de escritorio, la máquina de perforación vertical y la máquina de perforación de balancín, etc., capaces de perforar, escariar, escariar, roscar, avellanar y avellanar la mesa convexa. ② procesamiento de la máquina de perforación: el equipo principal es una máquina de perforación horizontal. La mandrinadora puede ser taladrado, escariado, escariado, ranurado, círculo de giro, cara de giro y plano de fresado, de los cuales el mandrinado es el principal. Debido a que la máquina de perforación tiene un dispositivo de posicionamiento preciso, adecuado para el asiento de la caja, el soporte y otras formas de piezas grandes complejas sistema de agujero para el posicionamiento y el procesamiento, es el equipo clave para el mecanizado, otros equipos no pueden ser reemplazados. Mandrinadora gama de procesamiento es amplia, puede obtener una alta precisión de procesamiento y baja rugosidad, su desventaja es la baja productividad.

3. Cepillado, interpolación y brochado

①El cepillado se utiliza para procesar superficies planas, y las cepilladoras se dividen en dos tipos: cepilladoras de cabeza de toro y cepilladoras de dragón. La cepilladora puede procesar el plano del plano horizontal, plano vertical, plano inclinado, pero también puede procesar la ranura (ranura de ángulo recto, ranura en forma de V y en forma de T, ranura de cola de milano) y la superficie de formación lineal. El movimiento principal de la cepilladora es el movimiento lineal alternativo, con avance vacío, y cada movimiento alternativo va acompañado de dos impactos, lo que limita la velocidad de cepillado y la baja productividad.

La inserción puede considerarse una "cepilladora vertical", que se utiliza principalmente para el mecanizado de chaveteros en agujeros, agujeros cuadrados, agujeros poligonales, agujeros estriados y las superficies externas de determinadas piezas. El equipo utilizado para el corte por inserción es una máquina de inserción.

③El equipo para el brochado es una máquina brochadora. El movimiento en línea recta de la brocha es el movimiento principal. Brochado sin movimiento de alimentación, su alimentación es confiar en la cantidad de cada diente de la cuchilla para lograr la elevación. Así brochado puede ser considerado como un arreglo secuencial de alta y baja, más de un cuchillo de cepillado para el brochado de la enfermedad de cepillado se utiliza generalmente para el acabado, y un viaje para lograr los requisitos de precisión, se puede procesar brochado plano, arco de medio punto y alguna combinación de superficies. Brocha es una herramienta en forma, brochado una vez para completar el corte en bruto, corte de precisión, más precisa y el trabajo de recorte, es un método de acabado, de alta eficiencia. Pero brocha de fabricación compleja, de alto costo, no puede procesar agujeros paso, agujeros ciegos y agujeros de gran tamaño, sólo es adecuado para el procesamiento de una especificación del agujero o chavetero.

4, procesamiento conjunto de la molienda

El fresado se realiza mediante la rotación y ＜movimiento de la fresa, que es uno de los principales métodos de mecanizado plano. El equipo cuenta con fresadora horizontal, fresadora vertical, fresadora de pórtico, fresadora de herramientas y todo tipo de fresadoras especiales. La fresadora puede procesar planos (horizontales, verticales, oblicuos), ranuras (ranura en ángulo recto, chavetero, ranura en ángulo, ranura en cola de milano, ranura en forma de T, ranura en arco) y formar superficies. También puede realizar el procesamiento de agujeros (incluyendo taladrado, escariado, escariado, mandrinado) y el trabajo de indexación.

5、Procesamiento de corte abrasivo

Los abrasivos se utilizan para cortar con un gran número de abrasivos distribuidos en la superficie de la muela abrasiva. Los métodos de rectificado son: rectificado cilíndrico exterior, rectificado cilíndrico interior, rectificado de superficies, rectificado de roscas, además de los métodos de rectificado de alta precisión y alta eficiencia son: rectificado de precisión, rectificado de ultraprecisión, rectificado de espejo, rectificado de alta velocidad, rectificado de rueda ancha, rectificado de corte profundo de avance lento, rectificado con muela Jin J y rectificado con muela de nitruro de boro cúbico. Las rectificadoras universales incluyen rectificadoras cilíndricas generales, rectificadoras cilíndricas universales, rectificadoras internas, rectificadoras de superficies y rectificadoras sin centros.

6、Acabado ligero

El acabado se refiere al rectificado, bruñido, superacabado y pulido. Rectificado: entre la pieza de trabajo y la herramienta de investigación recubierta con abrasivo, la pieza de trabajo puede ser impulsado por el torno para girar, la herramienta de investigación de mano de ida y vuelta movimiento axial, a menudo las pruebas, hasta que calificado. Líquido abrasivo de parafina, aceite vegetal o parafina más aceite. El material más utilizado para las herramientas de investigación es el hierro fundido. La cantidad de rectificado es generalmente de 0,005 ~ 0,02 mm. Bruñido: cabeza de bruñido por un número de tiras de piedra de aceite en lugar de la herramienta de investigación, utilizado como un agujero en el proceso de acabado. Ultra-acabado: Las tiras de piedra de aceite con granos abrasivos muy finos se utilizan como la cabeza de molienda para ser ligeramente presionado sobre la superficie de trabajo para su procesamiento. Pulido: Se hace girar a gran velocidad una muela blanda recubierta de pasta de pulido para realizar un corte débil en la pieza de trabajo con el fin de reducir la rugosidad de la superficie de trabajo y mejorar el brillo.

7、Procesamiento de la forma del diente del engranaje

Los engranajes son ampliamente utilizados en muchos tipos de equipos mecánicos e instrumentación, es una parte importante de la transmisión de movimiento y potencia. Comúnmente utilizados son: transmisión por engranajes cilíndricos de diente recto, transmisión por engranajes cilíndricos de diente helicoidal, transmisión por engranajes cilíndricos de diente espiral, transmisión por engranajes cónicos de diente recto y transmisión por engranajes helicoidales. Garantizar que el mecanismo de transmisión de engranajes para operar con precisión, suave y fiable, debe elegir la curva de perfil de diente adecuado, es decir, la curva de diente, el uso actual de la curva de diente principalmente involuta, cicloide y arco, etc, el más utilizado es el involuta. Si una línea recta móvil en el plano a lo largo del radio del círculo rb para la rodadura pura sin deslizamiento, entonces la trayectoria de cualquier punto de la línea recta móvil a se llama el radio del círculo rb de la involuta, radio del círculo rb se llama el círculo base, la línea recta móvil se llama la ocurrencia de la línea. Involuta diente de engranaje está formado por el mismo círculo base de dos opuestas composición involuta. Involuta; cualquier punto a1 normal debe ser tangente al círculo base, la forma de la involuta y el tamaño del radio del círculo base, cuanto menor sea el radio, menor será la curvatura de la involuta, y viceversa, cuando el radio de infinito, la involuta se convertirá en una línea recta, la línea recta de la cremallera puede ser considerado como el radio de infinito del círculo base de la formación de la involuta.

(1) Nombres, parámetros básicos y dimensiones principales de cada pieza de las ruedas cilíndricas rectas dentadas

①Nombres de los departamentos Círculo superior del diente--El círculo que pasa por la parte superior de los dientes de la rueda selectora se denomina círculo superior del diente, y el diámetro se indica con da. Círculo de la raíz - El círculo que pasa por la raíz de los dientes de la rueda selectora se denomina círculo de la raíz, y el diámetro se indica mediante df. Círculo de indexación - En los engranajes estándar, el círculo en el que el espesor teórico del diente es igual a la dirección del diente se denomina círculo de indexación, y su diámetro se indica mediante d y el radio mediante r. El círculo de indexación está situado entre el círculo superior del diente y el círculo raíz del diente, y es la base para calcular el tamaño de la rueda dentada. Espesor del diente del círculo de indexación - el círculo de indexación en la longitud de arco de un diente de engranaje se denomina grado del diente del círculo de indexación, con s. Interdiente del círculo de indexación - la longitud de arco ocupada por una ranura de rueda en el círculo de indexación se denomina interdiente del círculo de indexación, y se expresa mediante e. Circunferencia - la longitud de arco entre los puntos correspondientes de dos dientes adyacentes en el círculo de indexación se denomina circunferencia (circunferencia del círculo de indexación), y se expresa como P. P = s + e. Altura superior del diente - la distancia radial de la parte superior del diente desde la parte superior del círculo hasta el círculo de indexación se denomina altura superior del diente, y se expresa como ha. Altura del diente de trabajo - cuando dos engranajes engranan, la distancia radial entre la parte superior de los dos engranajes se denomina altura del diente de trabajo, expresada en hw. Juego radial - dos engranajes engranan, un diente m la parte superior del círculo y el otro engranaje círculo raíz entre la distancia radial llamada juego radial, expresada en C.

② los parámetros básicos del engranaje cilíndrico de dientes rectos △ módulo = cuando el número de dientes del engranaje es Z, el diámetro del círculo índice d y circunferencia P tiene la siguiente relación: o En este momento, por lo que , entonces d = mZ donde: m - conocido como el módulo, la unidad de mm. Diseño de engranajes será m como un parámetro básico, por lo que el cálculo, procesamiento y pruebas de engranajes se facilita en gran medida. el tamaño de la M refleja. El tamaño de M refleja el grosor de los dientes del engranaje, el tamaño y la capacidad de carga. i valor m se ha normalizado, como 0,1, 0,5, 1, 1,5, 2, 3 ......... diseño de acuerdo con el cálculo de la resistencia del engranaje del valor del módulo, y luego seleccionados de acuerdo con las normas nacionales. △ Ángulo de presión: El ángulo entre la fuerza normal F y su velocidad en cualquier punto K de la línea del diente de la involuta se denomina ángulo de presión k en el punto K. La involuta determinada, con un radio constante rb del círculo base, el ángulo de presión en múltiples puntos de la involuta es diferente, y cuanto más se aleja del círculo base, mayor es su ángulo de presión. Normalmente se denomina ángulo de presión al ángulo de presión del punto A del círculo índice. Este valor se ha normalizado y suele tomarse como =20°. Las condiciones de engrane correctas para las ruedas evolventes son que el módulo y el ángulo de presión de las dos ruedas sean iguales, y que el módulo m y el ángulo de presión de la herramienta sean también iguales a los de la rueda que se está mecanizando en el proceso de dentado. Una vez determinados el número de dientes Z y el módulo m, se puede determinar la geometría de los engranajes en varias partes, cuyas fórmulas se han omitido.

(2) Mecanizado de engranajes cilíndricos Existen dos tipos de métodos de mecanizado: conformado y rectificado. El método de conformado se refiere al mecanizado en la fresadora. Para ruedas cilíndricas rectas dentadas, cuando m < 8, generalmente con una fresa de módulo en forma de disco en la fresadora horizontal. Cuando m≥8, se realiza en fresadora vertical. El método de rectificado consiste en utilizar la fresa de engranaje y el movimiento de engrane del engranaje a tallar, recortar la forma del diente en una máquina herramienta especial. Los métodos más comunes son la inserción de engranajes en talladoras de engranajes y el tallado con fresa madre en talladoras de engranajes.

(3) Acabado de engranajes cilíndricos El fresado, la inserción de engranajes y el tallado con fresa madre pertenecen al procesamiento de la forma del diente, y luego tienen que llevar a cabo el acabado, con el fin de mejorar aún más la precisión. Los métodos de acabado del perfil del diente incluyen el afeitado, el perfilado del diente y el rectificado del diente.

8、Corte por láser

corte por láser Se refiere al uso de láser de alta densidad de energía, su diámetro es tan pequeño como sea posible, centrándose en un lugar para producir alta temperatura, a través de la alta temperatura para fundir, vaporización, ablación o para alcanzar el punto de ignición, y al mismo tiempo con la ayuda del haz coaxial de flujo de aire de alta velocidad soplando el material fundido, a fin de lograr la pieza de trabajo se cortará. El corte por láser es uno de los métodos de corte térmico.

(iv) Tecnología de impresión 3D en metal

aceite de cocina Impresión 3D La tecnología es un proceso de fabricación de metales de vanguardia que construye con precisión estructuras tridimensionales complejas bajo control informático acumulando polvos o alambres metálicos capa a capa, superando las limitaciones del procesamiento sustractivo e isótropo tradicional y ampliando enormemente la libertad de diseño y los límites de la aplicación de materiales.

Las principales tecnologías de impresión 3D en metal son

• Fusión selectiva por láser/Sinterización (SLM/SLS)
• Fusión selectiva por haz de electrones (EBSM)
• Moldeado láser envolvente (LENS)

La tecnología de impresión metálica en 3D puede moldearse directamente sin moldes, lo que permite conseguir un diseño personalizado y una producción de estructuras complejas, con gran eficacia, bajo consumo, bajo coste y otras ventajas.