金屬加工種類包括切削加工、塑性加工、焊接加工等。其中,塑性加工通常也被稱為衝壓加工,使金屬在外力(通常是壓力)作用下,產生塑性變形,獲得所需形狀,尺寸和組織,性能的製品的一種基本的金屬加工技術。
塑性加工的種類
塑性加工可分為在常溫下進行的「冷塑性加工」,以及需要加熱的「熱塑性加工」2種。由於金屬受熱會膨脹變形,因此會儘可能地採用冷塑性加工,如遇加工物材質硬度較高等情況,則進行熱塑性加工。除了衝壓,塑性加工的內容還包括用於製造螺栓螺母的「鍛造」,用於加工線材管道的「壓出」、「伸線」、「拉絲」,用板材製造出球面的「拉延」,製造板彈簧等的「彎折」、用鉚釘固定加工物的「接合」、切取板材的「切割」等。
衝壓加工的基本示意圖
塑性加工的特點
(1)塑性加工過程中,除尺寸和形狀發生改變外,金屬的組織,性能也能得到改善和提高,尤其對於鑄造坯,經過塑性加工將使其結構緻密,粗晶破碎細化和均勻,從而使性能提高。此外,塑性流動所產生的流線也能使其性能得到改善。
(2)不同於車床切削,塑性加工不僅不會產生切屑,還能夠利用模具衝壓,大批量生產相同形狀的部件。
(3)塑性加工過程便於實現生產過程的連續化,自動化,適於大批量生產,如軋制、拉拔加工等,因而勞動生產率高。
(4)塑性加工產品的尺寸精度和表面質量高。
(5)塑性加工也有其缺點,加工設備較龐大,能耗較高。
塑性加工機
通常情況下,塑性加工通過將模具安裝在衝壓機械上,用極大外力擠壓加工物,實現成型。一些高速衝壓機可以在1分鐘內進行數千次衝壓。除此之外,還有能夠排列多個模具進行單次多部件成型的「多工位衝壓機」、連續加工卷材的「滾軋成型機」等。
常規衝壓機示意圖
塑性加工注意事項
實際加工時,需要根據加工物的材質進行判斷,提前研究達成變形所必需的最小壓力與摩擦力等因素。由於塑性加工可能會導致加工物伸長等變形、破損現象,因此在實施彎折、拉延等加工時,必須要掌握加工物的加工極限。同時,為了儘量避免對加工物造成損傷,實施塑性加工時還需要盡力減小加工壓力。
在衝壓加工的現場,對於多品種少量部件,通常需要由操作人員手動安裝加工物,進行逐個工序的衝壓加工,稱為「單衝衝壓」。而在進行大批量生產時,則會廣泛採用「連續衝壓」,在安裝好線圈材料後,依次進行多個衝壓工序。此外,還有結合單衝衝壓與連續衝壓優點,可自動進行連續加工的「多工位衝壓」。
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