壓力成型技術在機械制造中的應用分析

王玉潔

(新鄉職業技術學院,河南 新鄉 453003)

0 引言

機械壓力成型技術是指利用機械設備對材料進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,目前已經廣泛應用于金屬、塑料、橡膠、陶瓷等材料的制造過程中。機械壓力成型技術具有生產效率高、成本低、產品精度高等優點,被廣泛應用于各種工業制造領域,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]。常見的機械壓力成型技術包括鍛造、沖壓、擠壓、軋制、拉拔、彎曲等。機械壓力成型技術對于制造業的發展具有重要意義,可以提高生產效率及制造精度,降低成本,擴大產品應用領域,滿足客戶的定制化需求[2]。

1 發展意義

1.1 提高生產效率

機械壓力成型技術能夠實現快速高效的生產,節省人力、時間和成本。例如,數控沖壓機能夠自動化操作、實現快速生產,提高生產效率。

1.2 提高制造精度

機械壓力成型技術具有高精度、重復性好等優點,能夠制造出高精度的零部件和產品。例如,數控彎曲機能夠實現高精度的彎曲,保證產品的制造精度。

1.3 擴大產品應用領域

機械壓力成型技術可以處理各種材料,能夠制造出各種形狀的產品,從而擴大了產品的應用領域。例如,擠壓技術能夠制造出各種形狀的管材、型材等。

1.4 降低生產成本

機械壓力成型技術能夠實現批量生產、減少廢品率,從而降低生產成本。例如,采用沖壓成型技術制造產品,相對于其他加工方式,能夠節省材料、降低成本。

2 機械壓力成型技術分類

2.1 機械鍛造成型技術

機械鍛造成型技術是一種利用金屬材料受到壓力作用而發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。在機械鍛造成型技術中,通常采用各種類型的壓力機或鍛壓機來施加壓力[3]。機械鍛造成型技術通常適用于大批量生產高強度、高耐磨性和高耐蝕性的零件和工件,例如汽車發動機、飛機零件、鋼軌、鍛件等。

機械鍛造成型技術是制造業中非常重要的加工方法之一,具有以下應用特點:適用于制造高強度、高耐磨性和高耐蝕性的零件和工件、適用于大批量生產、制造精度高、能夠減少材料浪費、生產過程中環保。

2.2 機械沖壓成型技術

機械沖壓成型技術是一種將金屬板材或帶材放在沖壓模具上,通過沖壓機械施加壓力對金屬進行加工的方法。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。由于機械沖壓成型技術在工業制造中應用廣泛。機械沖壓成型技術具有以下應用特點:適用于生產大批量的金屬制品、制造精度高、成本低、效率高、靈活性好、工藝適應性強、生產效率高。

2.3 機械軋制成型技術

機械軋制成型技術是一種將金屬材料通過軋制機械設備進行加工的方法。該方法將金屬坯料放在軋機中,經過多次軋制和壓縮,使其形成所需的形狀和尺寸。通常情況下,機械軋制成型技術適用于生產各種金屬板、帶、管等產品,以滿足工業、建筑、航空航天等領域的需要。由于機械軋制成型技術具有高效、高精度、低成本和大批量生產等特點,因此在工業制造中應用廣泛。

機械軋制成型技術具有以下應用特點,目前機械軋制成型技術逐步實現輕量化和高強度發展,已經成為機械軋制成型技術發展的重要方向之一,廣泛應用于工業制造和建筑領域。

1)適用于生產大批量的金屬制品。機械軋制成型技術可以通過自動化生產線實現連續、高效的生產過程,從而適用于生產大批量的金屬制品。

2)制造精度高。機械軋制成型技術可以通過軋輥的設計和制造來控制軋制過程中的變形和變形分布,從而實現高精度的金屬制品制造。

3)成本低。相對于其他金屬加工技術,機械軋制成型技術具有較低的生產成本,可以減少原材料的浪費、提高生產效率和降低人工成本。

4)工藝適應性強。機械軋制成型技術適用于各種類型的金屬,如鋼、鋁、銅等,可以通過調整工藝參數來實現各種不同形狀和尺寸的金屬制品的制造。

5)生產效率高。機械軋制成型技術具有高效的生產速度和自動化程度,可以顯著提高生產效率和生產能力,滿足大規模生產的需求。

3 機械壓力成型技術應用范圍

機械壓力成型技術是一種廣泛應用于制造業的技術,各領域應用廣泛。

3.1 汽車制造領域

機械壓力成型技術在汽車制造領域應用廣泛,例如汽車車身、發動機等零部件的制造。汽車零部件的制造通常采用數控沖床、數控彎曲機、數控鈑金加工中心等機械壓力成型設備,以保證高精度和高效率的生產。

3.2 電子制造領域

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

3.3 金屬制品制造領域

機械壓力成型技術在金屬制品制造領域中應用廣泛,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格的金屬制品。

3.4 家電制造領域

機械壓力成型技術在家電制造領域中應用廣泛,例如電冰箱、洗衣機、空調等家用電器的制造。家電制造通常采用數控沖壓機、數控彎曲機、沖壓機等機械壓力成型設備,以提高生產效率和制造精度。

3.5 塑料制品制造領域

機械壓力成型技術在塑料制品制造領域中應用廣泛,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格的塑料制品。

4 機械壓力成型技術質量控制方法

機械壓力成型技術的質量控制包括原材料質量控制、加工工藝控制、模具設計與制造質量控制、檢測與測試控制、設備維護保養控制和質量管理控制等方面。

4.1 原材料質量控制

在機械壓力成型過程中,保證原材料的化學成分、物理性能、幾何尺寸等符合制造要求,防止因原材料問題導致的產品質量問題,為了確保原材料的質量,需要建立完善的原材料檢驗制度,采用科學的檢測方法和工藝控制手段來進行質量控制,確保生產出高質量的成品。

4.1.1 原材料的化學成分控制

原材料的化學成分應符合生產工藝的要求,特別是對關鍵元素的含量應嚴格控制。可以通過檢測原材料的化學成分來實現,如采用化學分析、光譜分析等方法。

4.1.2 原材料的力學性能控制

機械成型工藝需要原材料具有一定的力學性能,如強度、韌性等。為了確保成品質量,需要對原材料的力學性能進行測試和控制。

4.1.3 原材料的外觀質量控制

外觀質量是影響成品質量的重要因素之一。對于原材料,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

原材料的尺寸對成品的尺寸和形狀具有重要影響。需要對原材料的尺寸進行測量和控制,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

原材料的表面應清潔,沒有油污、灰塵等雜質,可以通過清洗、除油等方法來實現。

4.2 加工工藝控制

加工工藝控制是指通過對加工工藝參數的控制,使加工件達到預期的尺寸、形狀、表面質量等要求的過程。加工工藝控制對于生產高質量的零部件和產品非常重要,可以保證產品的一致性和穩定性,減少生產成本和資源浪費。在生產過程中,控制加工過程中的溫度、壓力、速度、變形量等參數,保證產品成型過程中的質量穩定性。

4.3 模具設計與制造質量控制

模具是壓力成型加工中必不可少的工具,它會對產品的形狀、尺寸、表面質量等方面產生至關重要的影響。因此,模具設計與制造質量控制是保證產品質量的重要環節。對于沖壓、擠壓等需要使用模具的成型技術,需要控制模具的設計、制造質量,確保模具的精度和壽命符合制造要求。

4.4 檢測與測試控制

檢測與測試控制是指在生產過程中對產品進行檢測和測試,以保證產品質量的過程。檢測與測試控制可以通過檢測和測試來識別和糾正產品的缺陷和問題,確保產品符合設計要求。對成型后的產品進行尺寸、外觀、物理性能、化學成分等方面的檢測與測試,確保產品符合制造要求,發現和糾正問題。

5 機械壓力成型技術發展趨勢

隨著制造業的發展,機械壓力成型技術也在不斷創新和發展,未來應逐漸加強自動化、智能化加工技術的發展,逐步提高機械壓力成型技術的加工精度和加工效率,還要加強材料的多樣化、環保和節能、個性化定制等方面的提升。

5.1 自動化、智能化

隨著自動化、智能化技術的不斷發展,機械壓力成型技術也在向自動化、智能化方向發展。例如,新型自動化沖壓線、智能化擠壓設備等,能夠實現自動化操作、智能控制,提高生產效率和產品質量。

5.2 精度和效率的提高

制造業對于產品精度和效率的要求越來越高,機械壓力成型技術也在不斷提高其制造精度和效率,逐步研制數控沖壓機、高速擠壓機等,能夠實現高精度、高效率的生產。

5.3 材料的多樣化

隨著新材料的不斷出現,機械壓力成型技術也需要適應新材料的加工需求。例如,復合材料、高強度鋼、高溫合金等,需要機械壓力成型技術具備適應性和靈活性。

5.4 環保和節能

環保和節能已成為現代制造業的必然趨勢,機械壓力成型技術也在不斷推出環保、節能的設備,如采用先進的液壓系統、空氣動力系統等,能夠降低能耗、降低噪音、減少廢氣排放等。

5.5 個性化定制

隨著消費需求的個性化、多樣化,機械壓力成型技術也需要滿足定制化的需求,能夠根據客戶需求進行快速定制。