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塑性加工具有哪些其他加工方法所沒有的特點

發布日期: 2023-09-12

塑性加工是金屬加工方法之一,是一種常用方法,與機械加工和鑄造齊名。對材料施加力使其變形,而逐漸形成產品的形狀??梢韵胂笠幌掠缅N子一邊敲打加熱通紅的鋼塊一邊進行制造的日本刀。這次對塑性加工的概要以及常用的種類、其產品用例等進行一下說明。

 

什么是塑性加工?它是人類掌握的最早金屬加工方法

與機械加工和鑄造齊名的塑性加工是什么?

塑性是指對材料施加力使之變形,在去除力后仍然保持其形狀的性質。反義詞是彈性,彈性是指即使變形也會像彈簧那樣恢復的性質。如果對材料不斷施加力,首先會發生彈性變形。此時,如果去除力,材料會恢復到原來形狀。但是,如果進一步施加力,當施加到某種程度以上的力時,會開始發生塑性變形。在該變形中,即使去除力還會保持其形狀。我們把利用該性質來形成產品形狀的加工方法稱之為塑性加工。
開頭提到的制造日本刀的加工方法稱為鍛造,它是塑性加工的典型方法。鍛造作為金屬加工方法最為古老,在公元前3000年左右的古埃及遺址中也挖掘出了利用鍛造制作的裝飾品。即使是在現代,諸如高爾夫球的桿頭、發動機的軸、火箭的零件等,鍛造從日用品到特殊品都得到了廣泛應用。

 

塑性加工的優點、缺點

與機械加工和鑄造齊名的塑性加工的優點、缺點

塑性加工有如下的優點、缺點。

優點

? 材料性質得到改善
由于材料得到較大變形,因此可以減輕留在材料內部的殘留應力等缺陷,或者利用金屬材料具有的加工硬化的性質使強度得到提高。另外,由于不像“切削加工”等那樣切斷材料的組織,因此最終產品的強度也較高,適合于制造受力較大的零件。

? 加工時間較短
在加工同樣形狀時,多使用模具,適合于大量生產。

? 材料成品率高
不像切削加工等那樣會產生大量的切削廢料。由于所需要的原材料量減少,因此能夠降低成本。

? 某些物品非塑性加工則無法制作
如同鋼廠所制造的板材那樣,還存在著塑性加工獨有的產品。

缺點

? 加工設備成本高
由于對材料要施加巨大的力使之變形,因此多需要大型加工設備和加熱材料的裝置。另外,還需要模具等制作費用和維護保養費用。

? 尺寸精度不是很高
雖然因塑性加工的種類和零件形狀不同而有所不同,但通常與“切削加工”等相比尺寸精度較差。因此很多情況下,會利用塑性加工制作大致形狀,再對要求高精密尺寸的部位追加進行“切削加工”。

 

主要的塑性加工種類和其產品用例

與機械加工和鑄造齊名的塑性加工的種類

塑性加工主要有如下種類。

? 鍛造加工

是使用模具和工具形成產品形狀的加工方法。鍛造加工使用鍛造壓力機或氣錘等。產品應用范圍廣泛,以受力產品為主,諸如從家庭使用的扳手等工具到汽車用發動機零件、火箭用的大型零件等。

? 軋制加工

是使材料在旋轉的軋輥之間通過,將其一邊壓扁一邊進行延伸成形的加工方法。軋制加工使用軋鋼機。產品有鋼廠制作的板材、比較粗的棒材和管材等。

? 沖壓加工

是使用壓模等使板材成形為產品形狀的加工方法。沖壓加工使用沖壓機。產品應用范圍很廣,如鋼制的家具、殼體、汽車車身等。

? 擠壓加工

是將材料封閉在抗壓的小空間里、像擠涼粉那樣從開設有產品截面形狀的孔的被稱為擠壓模具的模具中擠出材料來形成具有一定截面形狀的長條產品的加工方法。擠壓加工使用擠壓機。產品有鋁窗框、飛機零件等。

? 拉制加工

它與擠壓相反,是通過從模具的外側拉拔材料使之截面積減少來形成具有一定截面形狀的長條產品的加工方法。拉制加工使用拉絲機和抽伸機等。產品有鋼絲、方棒料、管材等。

? 滾軋加工

是將被稱為“搓螺紋輥”的旋轉工具壓在同樣旋轉的材料上進行成形的加工方法?!皾L軋加工”使用“滾軋機”等。產品有螺栓等帶有“公螺紋”的零件和齒輪等有強度要求的大量生產的產品。

 

總結

以上對塑性加工概要及其種類、產品用例進行了說明。塑性加工具有的特點是:能夠利用較少工序一次性成形到接近最終形狀的程度,能夠低成本且大量地生產具有強度的產品。這是其他加工方法所沒有的特點。在選擇加工方法時,請務必考慮所制作的零件的形狀和功能,將塑性加工也納入到選項中。

 

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