壓力成型技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用分析

王玉潔

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453003)

0 引言

機(jī)械壓力成型技術(shù)是指利用機(jī)械設(shè)備對(duì)材料進(jìn)行一定程度的加工變形,通過壓力將原料加工成為所需形狀和尺寸的工件的一種制造技術(shù),目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、橡膠、陶瓷等材料的制造過程中。機(jī)械壓力成型技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、成本低、產(chǎn)品精度高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)制造領(lǐng)域,如汽車制造、電子制造、金屬制品制造、家電制造和塑料制品制造等[1]。常見的機(jī)械壓力成型技術(shù)包括鍛造、沖壓、擠壓、軋制、拉拔、彎曲等。機(jī)械壓力成型技術(shù)對(duì)于制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義,可以提高生產(chǎn)效率及制造精度,降低成本,擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域,滿足客戶的定制化需求[2]。

1 發(fā)展意義

1.1 提高生產(chǎn)效率

機(jī)械壓力成型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速高效的生產(chǎn),節(jié)省人力、時(shí)間和成本。例如,數(shù)控沖壓機(jī)能夠自動(dòng)化操作、實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。

1.2 提高制造精度

機(jī)械壓力成型技術(shù)具有高精度、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),能夠制造出高精度的零部件和產(chǎn)品。例如,數(shù)控彎曲機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的彎曲,保證產(chǎn)品的制造精度。

1.3 擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)械壓力成型技術(shù)可以處理各種材料,能夠制造出各種形狀的產(chǎn)品,從而擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。例如,擠壓技術(shù)能夠制造出各種形狀的管材、型材等。

1.4 降低生產(chǎn)成本

機(jī)械壓力成型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)、減少廢品率,從而降低生產(chǎn)成本。例如,采用沖壓成型技術(shù)制造產(chǎn)品,相對(duì)于其他加工方式,能夠節(jié)省材料、降低成本。

2 機(jī)械壓力成型技術(shù)分類

2.1 機(jī)械鍛造成型技術(shù)

機(jī)械鍛造成型技術(shù)是一種利用金屬材料受到壓力作用而發(fā)生塑性變形的加工方法,通過將金屬坯料放在模具之間,施加高壓力使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形,從而制造出所需的工件形狀和尺寸的過程。在機(jī)械鍛造成型技術(shù)中,通常采用各種類型的壓力機(jī)或鍛壓機(jī)來施加壓力[3]。機(jī)械鍛造成型技術(shù)通常適用于大批量生產(chǎn)高強(qiáng)度、高耐磨性和高耐蝕性的零件和工件,例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)零件、鋼軌、鍛件等。

機(jī)械鍛造成型技術(shù)是制造業(yè)中非常重要的加工方法之一,具有以下應(yīng)用特點(diǎn):適用于制造高強(qiáng)度、高耐磨性和高耐蝕性的零件和工件、適用于大批量生產(chǎn)、制造精度高、能夠減少材料浪費(fèi)、生產(chǎn)過程中環(huán)保。

2.2 機(jī)械沖壓成型技術(shù)

機(jī)械沖壓成型技術(shù)是一種將金屬板材或帶材放在沖壓模具上,通過沖壓機(jī)械施加壓力對(duì)金屬進(jìn)行加工的方法。沖壓工藝通常包括剪切、沖孔、彎曲、成形和拉伸等操作[4],以將板材或帶材加工成所需的形狀和尺寸,從而制造出各種金屬制品,如汽車零部件、電器外殼、家用電器、家具等。由于機(jī)械沖壓成型技術(shù)在工業(yè)制造中應(yīng)用廣泛。機(jī)械沖壓成型技術(shù)具有以下應(yīng)用特點(diǎn):適用于生產(chǎn)大批量的金屬制品、制造精度高、成本低、效率高、靈活性好、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高。

2.3 機(jī)械軋制成型技術(shù)

機(jī)械軋制成型技術(shù)是一種將金屬材料通過軋制機(jī)械設(shè)備進(jìn)行加工的方法。該方法將金屬坯料放在軋機(jī)中,經(jīng)過多次軋制和壓縮,使其形成所需的形狀和尺寸。通常情況下,機(jī)械軋制成型技術(shù)適用于生產(chǎn)各種金屬板、帶、管等產(chǎn)品,以滿足工業(yè)、建筑、航空航天等領(lǐng)域的需要。由于機(jī)械軋制成型技術(shù)具有高效、高精度、低成本和大批量生產(chǎn)等特點(diǎn),因此在工業(yè)制造中應(yīng)用廣泛。

機(jī)械軋制成型技術(shù)具有以下應(yīng)用特點(diǎn),目前機(jī)械軋制成型技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)輕量化和高強(qiáng)度發(fā)展,已經(jīng)成為機(jī)械軋制成型技術(shù)發(fā)展的重要方向之一,廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造和建筑領(lǐng)域。

1)適用于生產(chǎn)大批量的金屬制品。機(jī)械軋制成型技術(shù)可以通過自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效的生產(chǎn)過程,從而適用于生產(chǎn)大批量的金屬制品。

2)制造精度高。機(jī)械軋制成型技術(shù)可以通過軋輥的設(shè)計(jì)和制造來控制軋制過程中的變形和變形分布,從而實(shí)現(xiàn)高精度的金屬制品制造。

3)成本低。相對(duì)于其他金屬加工技術(shù),機(jī)械軋制成型技術(shù)具有較低的生產(chǎn)成本,可以減少原材料的浪費(fèi)、提高生產(chǎn)效率和降低人工成本。

4)工藝適應(yīng)性強(qiáng)。機(jī)械軋制成型技術(shù)適用于各種類型的金屬,如鋼、鋁、銅等,可以通過調(diào)整工藝參數(shù)來實(shí)現(xiàn)各種不同形狀和尺寸的金屬制品的制造。

5)生產(chǎn)效率高。機(jī)械軋制成型技術(shù)具有高效的生產(chǎn)速度和自動(dòng)化程度,可以顯著提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力,滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

3 機(jī)械壓力成型技術(shù)應(yīng)用范圍

機(jī)械壓力成型技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的技術(shù),各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

3.1 汽車制造領(lǐng)域

機(jī)械壓力成型技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,例如汽車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)等零部件的制造。汽車零部件的制造通常采用數(shù)控沖床、數(shù)控彎曲機(jī)、數(shù)控鈑金加工中心等機(jī)械壓力成型設(shè)備,以保證高精度和高效率的生產(chǎn)。

3.2 電子制造領(lǐng)域

機(jī)械壓力成型技術(shù)在電子制造領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,例如印刷電路板(PCB)和電子設(shè)備外殼的制造。印刷電路板通常采用壓合工藝制造,電子設(shè)備外殼通常采用沖壓工藝制造。

3.3 金屬制品制造領(lǐng)域

機(jī)械壓力成型技術(shù)在金屬制品制造領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,例如鋼鐵制品、銅制品和鋁制品的制造。金屬制品的制造通常采用沖壓、擠壓、拉伸等工藝,以制造出各種形狀和規(guī)格的金屬制品。

3.4 家電制造領(lǐng)域

機(jī)械壓力成型技術(shù)在家電制造領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,例如電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器的制造。家電制造通常采用數(shù)控沖壓機(jī)、數(shù)控彎曲機(jī)、沖壓機(jī)等機(jī)械壓力成型設(shè)備,以提高生產(chǎn)效率和制造精度。

3.5 塑料制品制造領(lǐng)域

機(jī)械壓力成型技術(shù)在塑料制品制造領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,例如塑料盒、塑料桶、塑料管等塑料制品的制造。塑料制品的制造通常采用注塑、擠壓等工藝,以制造出各種形狀和規(guī)格的塑料制品。

4 機(jī)械壓力成型技術(shù)質(zhì)量控制方法

機(jī)械壓力成型技術(shù)的質(zhì)量控制包括原材料質(zhì)量控制、加工工藝控制、模具設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量控制、檢測(cè)與測(cè)試控制、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)控制和質(zhì)量管理控制等方面。

4.1 原材料質(zhì)量控制

在機(jī)械壓力成型過程中,保證原材料的化學(xué)成分、物理性能、幾何尺寸等符合制造要求,防止因原材料問題導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量問題,為了確保原材料的質(zhì)量,需要建立完善的原材料檢驗(yàn)制度,采用科學(xué)的檢測(cè)方法和工藝控制手段來進(jìn)行質(zhì)量控制,確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的成品。

4.1.1 原材料的化學(xué)成分控制

原材料的化學(xué)成分應(yīng)符合生產(chǎn)工藝的要求,特別是對(duì)關(guān)鍵元素的含量應(yīng)嚴(yán)格控制?？梢酝ㄟ^檢測(cè)原材料的化學(xué)成分來實(shí)現(xiàn),如采用化學(xué)分析、光譜分析等方法。

4.1.2 原材料的力學(xué)性能控制

機(jī)械成型工藝需要原材料具有一定的力學(xué)性能,如強(qiáng)度、韌性等。為了確保成品質(zhì)量,需要對(duì)原材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試和控制。

4.1.3 原材料的外觀質(zhì)量控制

外觀質(zhì)量是影響成品質(zhì)量的重要因素之一。對(duì)于原材料,需要檢查其表面是否有明顯的缺陷、裂紋等。

4.1.4 原材料的尺寸控制

原材料的尺寸對(duì)成品的尺寸和形狀具有重要影響。需要對(duì)原材料的尺寸進(jìn)行測(cè)量和控制,以確保成品的精度和一致性。

4.1.5 原材料的表面清潔度控制

原材料的表面應(yīng)清潔,沒有油污、灰塵等雜質(zhì),可以通過清洗、除油等方法來實(shí)現(xiàn)。

4.2 加工工藝控制

加工工藝控制是指通過對(duì)加工工藝參數(shù)的控制,使加工件達(dá)到預(yù)期的尺寸、形狀、表面質(zhì)量等要求的過程。加工工藝控制對(duì)于生產(chǎn)高質(zhì)量的零部件和產(chǎn)品非常重要,可以保證產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性,減少生產(chǎn)成本和資源浪費(fèi)。在生產(chǎn)過程中,控制加工過程中的溫度、壓力、速度、變形量等參數(shù),保證產(chǎn)品成型過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性。

4.3 模具設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量控制

模具是壓力成型加工中必不可少的工具,它會(huì)對(duì)產(chǎn)品的形狀、尺寸、表面質(zhì)量等方面產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。因此,模具設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于沖壓、擠壓等需要使用模具的成型技術(shù),需要控制模具的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量,確保模具的精度和壽命符合制造要求。

4.4 檢測(cè)與測(cè)試控制

檢測(cè)與測(cè)試控制是指在生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)試,以保證產(chǎn)品質(zhì)量的過程。檢測(cè)與測(cè)試控制可以通過檢測(cè)和測(cè)試來識(shí)別和糾正產(chǎn)品的缺陷和問題,確保產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)成型后的產(chǎn)品進(jìn)行尺寸、外觀、物理性能、化學(xué)成分等方面的檢測(cè)與測(cè)試,確保產(chǎn)品符合制造要求,發(fā)現(xiàn)和糾正問題。

5 機(jī)械壓力成型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著制造業(yè)的發(fā)展,機(jī)械壓力成型技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展,未來應(yīng)逐漸加強(qiáng)自動(dòng)化、智能化加工技術(shù)的發(fā)展,逐步提高機(jī)械壓力成型技術(shù)的加工精度和加工效率,還要加強(qiáng)材料的多樣化、環(huán)保和節(jié)能、個(gè)性化定制等方面的提升。

5.1 自動(dòng)化、智能化

隨著自動(dòng)化、智能化技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械壓力成型技術(shù)也在向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。例如,新型自動(dòng)化沖壓線、智能化擠壓設(shè)備等,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作、智能控制,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

5.2 精度和效率的提高

制造業(yè)對(duì)于產(chǎn)品精度和效率的要求越來越高,機(jī)械壓力成型技術(shù)也在不斷提高其制造精度和效率,逐步研制數(shù)控沖壓機(jī)、高速擠壓機(jī)等,能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高效率的生產(chǎn)。

5.3 材料的多樣化

隨著新材料的不斷出現(xiàn),機(jī)械壓力成型技術(shù)也需要適應(yīng)新材料的加工需求。例如,復(fù)合材料、高強(qiáng)度鋼、高溫合金等,需要機(jī)械壓力成型技術(shù)具備適應(yīng)性和靈活性。

5.4 環(huán)保和節(jié)能

環(huán)保和節(jié)能已成為現(xiàn)代制造業(yè)的必然趨勢(shì),機(jī)械壓力成型技術(shù)也在不斷推出環(huán)保、節(jié)能的設(shè)備,如采用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)、空氣動(dòng)力系統(tǒng)等,能夠降低能耗、降低噪音、減少廢氣排放等。

5.5 個(gè)性化定制

隨著消費(fèi)需求的個(gè)性化、多樣化,機(jī)械壓力成型技術(shù)也需要滿足定制化的需求,能夠根據(jù)客戶需求進(jìn)行快速定制。