新型材料的机械加工
peek加工方法
peek加工方法
PEEK(聚醚醚酮)是一种高性能的特种工程塑料,因其优异的耐高温、耐
腐蚀、耐磨损、耐辐射等特性,被广泛应用于航空航天、石油化工、汽车制造、电子电气等高技术领域。PEEK的加工方法主要有以下几种:
1. 注射成型:将PEEK粉末或颗粒状材料加热熔融后,通过注射机将熔融的材料注入模具中进行成型。注射成型可以制造各种形状的产品,如零件、管道、板材等。
2. 挤出成型:将PEEK材料加热熔融后,通过挤出机将熔融的材料挤出成型,形成各种形状的材料,如板材、棒材、管材等。挤出成型适用于大批量生产相同形状大型、复杂的零部件。
3. 压制成型:将PEEK粉末或颗粒状材料放入模具中,通过高温高压的方式使其热熔融并压制成型。压制成型适用于制造复杂形状的零件或小批量生产。
4. 喷涂成型:将PEEK颗粒加热熔融,通过喷涂设备将其喷涂在基材上,形成涂层。喷涂成型是将PEEK聚醚醚酮溶液喷涂在模具表面上,经过烘干后形成一层薄膜,然后将其热压成型。喷涂成型适用于制造复杂形状的零件或薄壁结构、表面涂层、薄膜等产品。
5. CNC加工:使用数控机床进行加工,可以通过编写程序控制切削工具的
位置和速度,用来制作各种复杂形状的PEEK零件。
6. 热压成型:将PEEK材料加热后放入模型中,通过加压使其冷却成型,适用于制作高精度和质量要求较高的PEEK零件。
7. 拉伸成型:通过将PEEK材料加热后悬挂在机械臂上,通过拉伸成型达到所需的形状,适用于制作细长的PEEK零件。
以上是PEEK的主要加工方法,不同的加工方法适用于不同的产品和应用场景,需要根据实际需求选择合适的加工方法。
新工艺、新技术、新设备、新材料的采用
新工艺、新技术、新设备、新材料的采用
近年来,随着新工艺、新技术、新设备、新材料的不断出现和应用,各行各业都得以大幅提升效率、降低成本、提高品质,为经济发展注入了源源不断的动力。本文将结合实际案例,就新工艺、新技术、新设备、新材料的采用进行探讨。
一、新工艺——微喷涂技术
微喷涂技术又称特有喷涂技术,是一种将薄膜材料均匀地喷涂于基材上的新型工艺。该工艺采用的喷涂头和喷涂机构与普通涂装设备有所不同,主要特点在于喷嘴细小、喷涂速率控制精度高、输出液体均匀、可利用高速气流进行喷射。由于喷射速度比较快、涂膜较薄,加热、固化等工序时间短,适用于对基材表面质量要求高、喷涂性能要求好、成本要求低的领域。
例如,在汽车喷涂领域,微喷涂技术可以极大地提升喷涂效率,同时节省大量涂料和清洗耗材。据统计,传统涂装工艺中20%涂料极易被浪费,而微喷涂技术可以将这部分涂料浪费减少至5%。在实际应用中,微喷涂技术也不仅仅在汽车喷涂领域得
到了应用,在高速列车组装中,高性能材料的微喷涂技术也受到了欢迎,在航空、船舶、建筑等行业也渐渐被广泛采用。
二、新技术——人工智能
人工智能作为当前最具代表性的新技术之一,已经深入到了各个领域,不论是生活中的智能家居、娱乐、医疗等,还是工业领域的机器人自动化、智能质检、数据分析等,均有着广泛应
用。人工智能技术的优点在于,它可以自主学习、自主适应和自主决策,可以多方位为企业提供决策支持。
例如,在质检领域,传统质检方式依靠单一手段无论从效率还是准确率上都较低,而引入人工智能技术后,质检可以做到更快捷、更准确、更全面。对于生产制造来说,这种差异直接影响到产品的合格率、成品率甚至是生产效率。在智能化制造中,人工智能也发挥了举足轻重的作用。智能工厂实现的首要目标就是物联网、互联网、大数据、云计算、人机交互等技术的深度应用,而其中的人工智能也特别重要。
盘点7种常见机械加工方式方法,一起来看一下吧!
盘点7种常见机械加工方式方法,一起来看一下吧!
机械加工的形式根据不同的材质工件和产品的要求而有所差别。传统的机械加工方法就是我们经常听到的车、钳、洗、刨、磨这些。而随着机械科技的发展,在机械加工方面,还出现了电镀、线切割、铸造、锻造和粉末加工等等。
那么机械加工形式有哪些呢?
1、车削
车削主要是由于工件的转动,通过车刀将工件切削成要求的形状。刀具沿平行旋转轴线运动时,可以得到内、外圆柱面。锥面的形成,则是刀具沿与轴线相交的斜线运动。旋转曲面的形成是仿形车床或数控车床上,控制刀具沿着一条曲线进给。另外一种旋转曲面的生产,则是采用成型车刀,横向进给。除此之外加工螺纹面、端平面及偏心轴等也可以用车削加工。
2、铣削
铣削加工主要依靠的是刀具的转动。铣削分为卧铣和立铣,卧铣铣削的平面是由铣刀外圆面上的刃形成的。立铣是由铣刀的端面刃形成。想要获得较高的切削速度并提高生产率,可以提高铣刀的转速。不过由于铣刀刀齿的切入、切出,形成冲击,切削过程容易产生振动,因而限制了表面质量的提高。
3、刨削
刨削主要是刀具做往复直线运动对工件进行切削。因此,刨削的速度相对较低,从而生产率较低。但是刨削的精度和表面粗糙度较铣削的结果更为平稳。
4、磨削
磨削加工主要依赖的是砂轮和磨具对工件进行加工,依靠的是砂轮的旋转。砂轮在进行磨削的时候,主要是砂轮上的磨粒对工件表面进行切削、刻削和滑擦三种作用。磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝,使切削作用变差,切削力变大。因此,磨削一定时间后,需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。
5、齿面加工
齿面加工是新的加工方式,这种加工方式分为两大类:一种是成形法,另外一种是展成法。成形法主要利用普通铣床进行加工,刀具为成形铣刀,需要刀具的旋转运动和直线移动这两个简单的成形运动。而展成法加工齿面的常用机床为滚齿机、插齿机等。
新材料在数控机床上的应用
新材料新结构在数控机床上的应用
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2013年04月02日
目录
一、新材料在数控机床上的应用 (3)
(一)概述 (3)
(二)新材料在数控机床上的应用 (3)
1. 树脂混凝土 (3)
2. 复合石蜡材料 (5)
3. 新型陶瓷材料 (8)
4. 其他新材料 (11)
二、新结构在数控机床上的应用 (13)
(一)概述 (13)
(二)新结构在数控机床上的应用 (13)
1. 液压尾座 (13)
2. 新型五坐标并联机构 (14)
3. 槽轮机构 (17)
新材料新结构在数控机床中的应用
一、新材料在数控机床上的应用
(一)概述
随着现代工程技术和科学技术对材料性能要求的不断提高,新材料的研究和应用得到迅速发展,以复合材料为代表的新材料已经广泛地应用于国民经济各个领域。在机械工业中,新材料的出现和应用使一些传统的加工工艺发生了重大变化。现代航空航天业等高新技术产业的发展对数控机床与装备的性能、精度、加工能力的要求日趋提高,带动和促进了数控机床与装备制造业的发展。
(二)新材料在数控机床上的应用
1. 树脂混凝土
由于航空航天工业产品零件具有耐高温、高强度、难加工、合金材料和复合材料多、复杂结构件多和工艺要求高等特点,要求机床加工设备朝大型(重型、超重型)、高速、精密、复合、智能化的趋势发展。如何充分地发挥新材料工艺性能等优势,把它应用于实际,成为新时期机床设计领域的重要课题。
包括碳素纤维、陶瓷和复合材料等新材料在机床结构中的应用,使机床结构轻量化、环保化,促进了机床加工设备向高速、精密、复合、智能化方向发展。如机床的大尺寸支承件使用人造花岗石,或在钢板焊接的框架内填充混凝土,既可以节省金属资源,又可以增加抗振性和热稳定性;对一些受力条件复杂的零、部件,使用像碳素纤维等新材料,不仅可以使机床结构轻量化,而且可以提高寿命;对一些高硬度耐磨件,使用陶瓷等材料代替高硬度钢,既可以减轻重量,又可以节省贵重金属资源,还可以省去高硬度钢在加工过程中需多次进行的、耗时耗能的热处理工序。
机械制造中的新型材料与先进加工技术
机械制造中的新型材料与先进加工技术
在机械制造领域,新型材料和先进加工技术的应用正日益成为推动行业发展的重要因素。新型材料的引入和先进加工技术的运用,不仅在提高产品质量和性能方面发挥着重要作用,也为机械制造业的创新发展带来了更大的可能性。本文将探讨机械制造中的新型材料与先进加工技术的应用及其对行业发展的影响。
一、新型材料在机械制造中的应用
1. 碳纤维复合材料
碳纤维复合材料以其高强度、轻质化和耐腐蚀等优势,成为机械制造中的新宠。在航空航天、汽车制造和轨道交通等领域,碳纤维复合材料的应用可以大幅减少产品自重,提高运行效率,并且具备较好的耐久性,减少维修成本。
2. 3D打印材料
3D打印技术的快速发展催生了各种新型材料的研发和应用。与传统加工方法相比,3D打印可以实现复杂结构的制造,并且可以根据需求定制材料属性,提高产品的适应性和精度。目前,金属、陶瓷、高分子材料等都可以通过3D打印技术进行制造,这为机械制造业注入了新的活力和创新力。
3. 高温合金
在机械制造中,高温合金的应用主要体现在航空发动机和燃气轮机等领域。由于高温合金具有优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能,能够适应极端环境下的工作条件,因此它成为提高产品性能和可靠性的重要材料。
二、先进加工技术在机械制造中的应用
1. 数控加工技术
数控加工技术通过计算机对加工过程进行控制,有效提高了加工精度和稳定性。与传统手工或者半自动加工相比,数控加工技术具有更高的自动化程度和生产效率。由于数控加工技术能够实现复杂曲线和曲面的加工,从而适应多样化产品的需求,因此在机械制造中得到了广泛应用。
材料的加工方法
材料的加工方法
材料的加工方法是指将原材料经过一系列的物理、化学、机械等加工工艺,使其得到所需要的形状、尺寸和性能的过程。根据材料的特性和要求,可以采用不同的加工方法进行加工。下面以常见的金属材料为例,介绍几种常见的加工方法。
1. 切削加工:切削加工是将材料从工件上削除,以得到所需形状和尺寸的加工方法。常见的切削加工方法有车削、铣削、钻削等。通过刀具对材料进行切削,可以实现对工件形状、尺寸的精确控制。
2. 压缩加工:压缩加工是将材料受到压力作用,使其产生塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的加工方法。常见的压缩加工方法有锻造、压铸、挤压等。通过对材料的压缩,可以改变其内部结构,提高其强度和硬度。
3. 热加工:热加工是利用高温对材料进行加工的方法。在高温条件下,材料的塑性增加,易于变形。常见的热加工方法有热轧、热挤压、热拉伸等。通过热加工,可以得到大尺寸、复杂形状的工件。
4. 焊接:焊接是将两个或多个材料加热至熔点,并施加压力,使其熔融并相互结合的加工方法。常见的焊接方法有电弧焊、气体保护焊、激光焊接等。通过焊接,可以将材料组合成更大、更复杂的工件。
5. 表面处理:表面处理是对材料表面进行改性的加工方法。常
见的表面处理方法有镀锌、喷涂、氮化等。通过表面处理,可以提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
总之,根据不同的材料和要求,可以采用不同的加工方法进行加工。这些加工方法既有切削、压缩等传统的机械加工方法,也有热加工、焊接和表面处理等新型的加工方法。这些方法的选择和应用,对于材料加工的质量、效率和经济性都起到至关重要的作用。
新型加工工艺
新型加工工艺
新型加工工艺是指在传统制造工艺基础上引入新的技术和方法,以提高生产效率、降
低成本、改善产品质量和开发高新技术产品。随着科技的发展和制造业的转型升级,新型
加工工艺在各个行业中得到了广泛应用。
一、新型加工工艺的特点
1. 高精度:新型加工工艺采用先进的数控技术,具有高精度、高效率和高稳定性的
特点。通过计算机控制,可以实现对产品的精确加工和监控,大大提高了加工精度和一致性。
2. 灵活性强:新型加工工艺可以根据产品的需求进行快速调整和改变,实现多品种、小批量的生产。通过灵活性强的工艺,可以满足市场的需求变化,提高企业的竞争力。
3. 自动化程度高:新型加工工艺采用了自动化控制系统,实现了加工的自动化和智
能化。产品的加工过程可以实现全自动化操作,不仅可以提高生产效率,还可以降低人工
成本和劳动强度。
4. 资源利用率高:新型加工工艺通过优化工艺流程和提高设备利用率,实现了资源
的高效利用。在加工过程中,减少了废品和能源的浪费,提高了资源的回收利用率。
二、新型加工工艺的应用领域
1. 机械制造:在机械制造行业中,新型加工工艺可以实现高精度的零件加工和装配,提高了机械产品的质量和性能。通过智能化的制造过程,可以实现机械产品的自动化生产
和远程监控。
4. 航空航天:在航空航天制造行业中,要求产品具有高性能、高可靠性和轻量化的
特点。新型加工工艺可以实现复杂零件的加工和装配,提高了航空航天产品的质量和性
能。
三、新型加工工艺的发展趋势
1. 智能化:新型加工工艺趋向于智能化制造,通过引入人工智能、物联网和大数据
新型材料加工技术研究和应用
新型材料加工技术研究和应用第一章:引言
随着经济的快速发展, 新型材料成为研究的热点之一。这些新型材料具有高强度和高韧性、高温和耐腐蚀性, 以及良好的导电能力和热传导性, 并在电子、机械、汽车、能源和航空航天等领域有广泛应用。而新型材料的加工技术, 是保证这些材料性能和质量的一个重要环节。因此, 研究新型材料加工技术的方法和工艺, 对于推动材料学科的进步和促进工业生产的发展具有重要和战略性的意义。
第二章:新型材料加工技术现状
新型材料加工技术是针对新型材料的特殊性质和要求而专门研究和开发的技术。一般来说, 新型材料加工技术主要包括以下几种:
1. 光刻技术: 该技术可用于微型电子器件的制造, 非常重要, 在制造集成电路芯片和其他微电子元件的过程中是不可或缺的。
2. 热处理技术:热处理技术可将材料加热至一定温度,然后快速冷却,从而改变材料的物理和化学性质。这种加工方式通常运用于制造纳米材料、合金材料和陶瓷材料等。
3. 激光加工技术: 利用激光束将材料进行加工、雕刻、打孔、焊接等。该技术广泛运用于汽车、电子、航空航天等领域。
4. 等离子喷涂技术: 该技术主要应用于制造导能金属陶瓷涂层
及高温隔热涂层等。
综合各种新型材料加工技术的所具备的特点和功能, 根据实际
生产需要,正确选择合适的材料加工技术的方法,能够更好地满
足工业生产的要求,提高加工效率和质量。
第三章:新型材料加工技术的应用
1. 电子方面:在晶体管、平板显示器、 LED、光伏电池、电容
器等电子元器件的制造中广泛应用光刻技术,而纳米陶瓷粉末的
机械加工技术对复合材料性能的影响分析
机械加工技术对复合材料性能的影响分析
近年来,随着人们生活水平的不断提高,对各种材料的要求也越来越高。复合
材料作为一种新型的高性能材料,越来越得到人们的青睐。而机械加工技术作为一种普遍应用于各行各业的技术手段,也被广泛应用于复合材料的加工过程中。机械加工技术对复合材料性能的影响是怎样的呢?下面就来做一些分析。
一、机械加工技术简介
机械加工技术是一种通过机械力对原材料进行各种加工处理的技术手段。其主
要特点是以机床为主要加工工具,通过削、切、磨、锯、钻等方式进行加工。常见的机床有铣床、车床、钻床、磨床、刨床等。这些机床可以用来加工各种金属材料,如铁、铜、铝等,也可以用来加工复合材料。
二、复合材料性质
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料按照一定比例混合在一起制成的
一类新型材料。它的本质是将各种不同性质的材料进行复合,从而提高了材料的性能和使用寿命。常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维、金属基复合材料等。
复合材料的性质特点主要有以下几点:
1.具有高强度和高韧性。由于复合材料是多种材料混合而成的,其强度和韧性
相对较高,比单一材料要好。
2.重量轻。由于复合材料中含有一些轻质的材料,其整体重量相对较轻,比传
统材料能够实现更为轻便的效果。
3.防腐蚀性好。复合材料的制成过程中往往添加了一些防腐剂,从而让它在使
用过程中拥有更好的防腐蚀性。
三、机械加工技术对复合材料性能的影响
1.对材料强度的影响
机械加工技术可能会对复合材料的强度产生一定的影响。加工过程中,如果处
理不当,可能会对材料产生浸染、拉伸、压缩的力量,从而损害材料的强度和韧性。而如果加工的过程是合理的,能够适当地掌控加工的力量,就能够使复合材料的强度正确的传递,并达到预期的效果。
谈谈新型金属材料成型加工技术
谈谈新型金属材料成型加工技术随着现代科学技术的发展以及新型金属材料的应用,新型金属材料成型加工技术也得到了相应的发展。在本文中,笔者将基于金属材料成型加工的实际工作经验,在对新型金属材料固有特性与加工特性深入分析的基础上,对当前的七种成型加工技术进行综合探究,以期促进新型金属材料成型加工技术的发展。
新型金属材料;成型加工;加工技术;技术创新
当前,新型的金属复合材料已经得到了广泛的应用,复合型材料虽然成本与技术要求都较高,但其所具有的材料特性相较于普通的金属材料具有更高的性能优势,成为工程建设的重要材料。除此之外,更多的零部件制作采用新型金属材料,也催生了很多先进的成型加工技术。那么在新时代背景下,究竟如何才能进一步存进新型金属材料成型加工技术的发展与完善,是当前的材料工程师应该重点关注的问题。
1关于新型金属材料的综述
1.1新型金属材料的固有特性
新型金属材料的种类繁多,都涵盖在合金的范畴之内,金属材料的固有特性包括以下几点:新型金属材料具有更好的延展性;新型金属的化学性较为活泼;新型金属具有特有的光泽与色彩等。当前应用广泛的新型金属材料包括形状记忆合金、高温合金、贮氢合金以及非晶态合金等。
1.2新型金属材料的加工特性
1.2.1焊接性
焊接性是金属成型加工的基础特性之一,所指是金属材料通过焊接来完成二次成型并满足设计要求。新型金属材料的焊接性良好,在焊接时可以保证没有气孔、没有裂缝等。新型金属材料具有好的焊接性通常收缩小、导热性能好。
1.2.2锻压性
锻压性对于金属的成型加工的关键因素,金属具有的锻压性能够使金属在锻压的过程中承受塑性变形,并有效缓解冲压。除此之外,金属的锻压性还会受到加工条件的影响。
EOEG工艺技术
EOEG工艺技术
EOEG工艺技术是一种新型的材料加工技术,它是通过电子束
来加工材料。EOEG是“Electron Optics and Electron-Gun”(电
子光学和电子枪)的缩写。它是一种高能加工技术,具有许多优点,例如高效率、高精度和环保等。
在EOEG工艺技术中,电子束从电子枪中产生,并经过电子
光学系统进行调焦和照射。通过调节电子束的强度和方向,可以实现对材料的加工和切割。与传统的加工方法相比,EOEG
工艺技术能够更精确地控制材料的加工,减少浪费和损失。
EOEG工艺技术具有高效率的特点。由于电子束的高能量和高
速度,它能够快速地对材料进行加工。与传统的机械加工方法相比,EOEG技术可以大大缩短加工时间,提高生产效率。
此外,EOEG工艺技术还具有高精度的优点。电子束经过电子
光学系统的调焦,可以实现对材料的精确控制。这意味着EOEG技术可以实现微观尺寸的加工和切割,从而满足高精度
加工的需求。
与传统的加工方法相比,EOEG工艺技术对环境的影响更小。
传统加工方法通常会产生大量的废料和废气,对环境造成污染。而EOEG技术通过精确的电子束控制,减少了废料和废气的
产生,减少了对环境的负面影响。
尽管EOEG技术具有许多优点,但也面临一些挑战。首先,EOEG设备的成本较高,需要较大的投资。其次,EOEG技术
对操作人员的要求较高,需要专业的人员进行操作和维护。最后,EOEG技术在大规模生产和处理大尺寸材料方面还存在一些技术难题。
总的来说,EOEG工艺技术是一种具有广阔应用前景的新型材料加工技术。它通过精确的电子束控制,实现了高效率、高精度和环保的加工。随着技术的不断进步,相信EOEG工艺技术将在各个领域得到更广泛的应用。
增材制造技术在机械加工行业的应用
增材制造技术在机械加工行业的应用
随着制造技术的不断推进和发展,各种新型的制造工艺不断涌现,其中增材制造技术
因其高效、精准、可定制等优点逐渐受到了广泛的关注和应用。目前,在机械加工行业中,增材制造技术的应用已经日益普及,并且已经发展出了多种不同的形式和应用模式。
一、应用范围
1. 工具制造
增材制造技术在工具制造领域中广泛应用。例如,使用增材制造技术可以快速生产各
种类型的刀具、限位器、切削刃、冲头等精密工具,并且这些工具不需要再进行后期的磨调,直接投入生产即可。
增材制造技术在模具制造行业中同样受到了广泛的应用。采用增材制造技术可以生产
出形状特异、复杂度高的金属模具,这些模具可以满足工业生产过程中的特殊需求,提供
了一种快速定制的解决方案。
3. 产品制造
增材制造技术的应用还可以覆盖到产品制造领域中。例如,在航空航天、汽车、医疗
器械等领域,增材制造技术可以用于生产各种高精度、高可靠性的零件和组件,同时也可
以打印出非常复杂的产品外形,减少生产时间和成本。
二、应用模式
1. 生产零部件
增材制造技术可以用于生产各种零部件。例如,通过金属、塑料等材料的喷射成形,
可以生产出各种形状和大小的金属和塑料零部件,满足不同工业行业的需求。
2. 复杂结构制造
增材制造技术可以打破传统制造技术的限制,可以打印出各种复杂的结构。例如,在
航空航天领域中,增材制造技术可以生产出轻量化的结构件、高性能涡轮机叶片等产品,
提供了新的解决方案。
3. 快速定制
增材制造技术可以帮助企业快速定制产品,缩短产品从设计到生产的周期。例如,在
医疗器械制造领域中,增材制造技术可以根据患者的不同需求,生产出不同尺寸和形状的
新型机械加工工艺
新型机械加工工艺
新型机械加工工艺是指利用先进的技术和设备进行机械加工的方法和流程。下面介绍几种常见的新型机械加工工艺:
1. 数控加工:数控加工是利用数控设备(如数控机床)根据预先编程的指令,自动控制工件在各个坐标轴上的运动,实现精确的加工。相比传统的手工或半自动加工,数控加工具有加工精度高、生产效率高、加工稳定性好等优点。
2. 3D打印:3D打印是利用特殊的3D打印机将材料逐层堆积,通过精确控制打印机喷头的移动路径,逐步构建出复杂的三维物体。3D打印可以实现快速原型制作和小批量生产,对于形
状复杂、结构精细的零部件加工具有很大的优势。
3. 激光切割:激光切割是利用高能量激光束对工件进行切割。激光切割具有非接触、切割速度快、切割质量好等特点,适用于金属材料、塑料、木材等各种材料的切割加工。
4. EDM电火花加工:EDM电火花加工是利用电火花放电的原理,在工件上形成微小的放电点,通过放电加热和腐蚀的作用,将工件上的材料逐渐去除,从而实现精密加工。EDM电火花
加工可以加工硬度高、脆性材料,对于精密模具制造和复杂零件加工具有广泛应用。
总结起来,新型机械加工工艺通过引入先进的技术和设备,提高了加工精度、生产效率和加工质量,推动了制造业的发展和
提升。目前,随着科技的不断进步,还会不断涌现出新的机械加工工艺,为制造业带来更多的创新和发展机会。
机械制造业的新材料与新工艺应用
机械制造业的新材料与新工艺应用机械制造业一直是现代工业的核心领域之一。随着科技的不断进步
和创新,新材料和新工艺的应用已经成为机械制造业发展的重要推动力。本文将介绍一些在机械制造业中广泛应用的新材料和新工艺,以
及它们对行业发展的影响。
一、新材料的应用
1. 高性能复合材料
高性能复合材料是机械制造业中常用的新材料之一。它由两种或两
种以上的材料组成,具有优异的物理、化学和力学性能。例如,碳纤
维复合材料具有高强度、高刚度和低密度的特点,被广泛应用于航空
航天、汽车和体育器材等领域。而玻璃纤维增强塑料则常用于制造电
子设备外壳和管道等。高性能复合材料的应用不仅提高了机械产品的
性能,还减轻了结构重量,降低了能耗,对环境保护具有积极的意义。
2. 先进金属材料
先进金属材料在机械制造业中也有着重要的应用。高性能合金是机
械制造业中常用的一种先进金属材料。它具有较高的熔点、较好的耐
高温性、耐腐蚀性和机械强度等特点,适用于制造航空发动机、汽车
引擎等高温高压条件下工作的零部件。另外,先进金属材料还包括镁
合金、钛合金等,它们不仅具有较低的密度,而且具有良好的可塑性,在制造轻质化产品方面具有独特的优势。
3. 新型陶瓷材料
新型陶瓷材料的应用在机械制造业中也逐渐得到推广。高性能陶瓷
材料具有优异的机械性能、热性能和化学稳定性,适用于制造陶瓷刀具、陶瓷轴承等高精密度部件。此外,氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷等具
有良好的绝缘性能和耐高温性能,广泛应用于电子器件和高温炉具等
领域。新型陶瓷材料的应用使得机械产品更加耐磨、耐腐蚀、耐高温,提高了产品的使用寿命和可靠性。
增材制造技术在机械加工行业的应用
增材制造技术在机械加工行业的应用
增材制造技术是近年来在机械加工行业中得到广泛应用的一种技术。它是一种以分层
制造的方式制造物体的方法,通过将材料逐层堆积,最终构建出三维物体。与传统的机械
加工技术相比,增材制造技术具有许多独特的优点和应用。
增材制造技术可以实现复杂形状的制造。它可以将各种形状的零件按照设计要求逐层
堆积,从而实现更加复杂的结构和形状,这是传统加工技术无法实现的。这对于一些特殊
形状的零件,如梯形、曲线等形状的零件的制造非常有利。
增材制造技术可以减少材料的浪费。传统的机械加工技术需要在加工过程中削去多余
材料,导致材料浪费严重。而增材制造技术是逐层堆积材料,不需要削去多余材料,因此
可以大大减少材料的浪费,提高材料利用率。
增材制造技术可以实现个性化生产。增材制造技术可以根据不同的设计要求,实现对
相同零件的个性化定制。这对于一些复杂的零件或者有特殊要求的零件来说,非常有价值。个性化生产可以提高生产效率和产品质量,满足消费者的个性化需求,提高市场竞争力。
增材制造技术还可以实现快速原型制造。在产品开发阶段,传统机械加工往往需要制
作模具和工装等辅助设备,耗费时间和成本较高。而增材制造技术可以直接根据设计要求
制造产品原型,大大缩短了产品开发周期,提高了开发效率。
增材制造技术还可以在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域发挥重要作用。在航空
航天领域,增材制造技术可以制造出复杂结构的轻质零部件,提高飞行器的性能和燃油经
济性。在医疗器械领域,增材制造技术可以制造出个性化的医疗器械和义肢,提高患者的
生活质量。在汽车制造领域,增材制造技术可以制造出轻量化的汽车零部件,提高汽车的
新型合金材料在机械加工中的应用研究
新型合金材料在机械加工中的应用研究
随着现代工业化的发展,越来越多的新型合金材料被应用于机械加工领域,以
适应高速、高效、高质量等要求。今天我们就来探讨一下新型合金材料在机械加工中的应用研究。
一、新型合金材料的定义与分类
新型合金材料是指为了满足特定的技术需求,而在传统金属材料(例如铁、铜、铝等)和非金属材料(例如塑料、木材、橡胶等)的基础上,通过新的制备工艺和工业生产技术,添加了各种合金元素、复合材料等,从而获得了一系列具有新的特性和优良性能的材料。根据其基本特征和用途,新型合金材料可以分为以下几类:
1.高强度合金材料:主要是一些强化合金,如高强度钢、铝、钛等材料。它们
具有高强度、高硬度、高韧性、高耐磨性、抗腐蚀等特点。
2.高温合金材料:主要是用于高温下的工作环境,如水轮机叶片、航空发动机
以及石油化工行业中的一些设备中。高温合金具有高温强度、高温蠕变性能、高耐热性、抗氧化性、耐热龟裂性等优异的特性。
3.耐磨合金材料:主要用于制造一些耐磨件、零件,如高速钢、硬质合金、超
硬材料等。它们具有耐磨性高、硬度高、抗压性高、韧性好等特点。
二、新型合金材料在机械加工中的应用
1.钨钢
钨钢是一种高速钢,具有高硬度,高耐磨性和高温强度等优异特性。钨钢在机
械切削加工中广泛应用,如制造各种钻头、铰刀、齿轮刀等。
2.硬度合金
硬度合金是由钴、镍、钨等金属组成的一种合金材料。其硬度和韧性比普通合金高,具有良好的抗腐蚀性、抗磨损性和抗高温性,广泛应用于机械加工中。
3.超硬材料
超硬材料是一种由金属、陶瓷、钻石等多种原料组成的复合材料,具有极高的硬度、耐磨性和热稳定性。超硬材料的应用领域包括石油勘探、航空航天、高速铁路等,它在机床切削、磨削等方面的应用也非常广泛。
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新型材料的机械加工
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1.陶瓷材料的加工原理及方法
l. 陶瓷材料切屑形成机理及表面缺陷的形成 陶瓷材料在刀具或磨粒的切削刃挤压作用下,会在刀刃附近 产生裂纹,它先向下前方扩展,并沿着与最大主应力垂直的方向 的包络线成长,如图 1 中裂纹扩展的路径从Ⅰ经Ⅱ、Ⅲ至Ⅳ,最 终穿过自由表面形成粒状或片状的切屑。由此在切削表面 Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ的区内留下凹痕,并在刀刃的后面已加工表面内因位应 力而引起与表面大体垂直的裂纹等缺陷。 如果切削条件合理,裂纹将能被控制不作延伸扩展,而只在 刀刃前方的部分材料中形成破碎的切属, 如图 1 中 A、 所示的破 B 碎状态,它不深入到加工表面上,由此可获得良好质量的加工表 面。 2.陶瓷材料加工的基本方法 陶瓷材料通常需经过坯料切割、磨削、研磨和抛光等工序制成所需的零件。 (l)切割 常用的机械切割方法有以下三类: 1)固定磨料切割。用金刚石锯片或带锯进行切割。 2)游离摩料切割。用盘锯、带锯加金刚石磨料或用高速磨料喷射冲击进行切割。 3)单刃切割。采用单粒金刚石切割。 为了提高切割的效率和质量,尤其对一些形状较复杂的坯件,则宜用水力切割来替代机械切割。 (2)磨削 磨削几乎均应用金刚石砂轮,与磨削金属材料相比,其最大的特征是法向磨削力远大 于切向磨削力,一般要大 5~10 倍,在用砂轮端面磨削时,甚至可大 20~30 倍。因此,磨床要有足够的 刚性,并需保持磨粒的锐利性,同时砂轮与工件之间的压力要超过临界压力值(2~5MPa)才能保证正常 的磨削。 # # ,半精磨 0.125~0.9mm 磨削陶瓷时所用的金刚石磨粉的粒度为:粗磨 0.25~0.125mm(60 ~120 ) # # # 。 (240 ~W40) 通常砂轮速度选用 15~25m/s 。 (金属结合剂) 20~ 或 (120 ~180 ) 精磨 0.075~0.04mm 30m/s( 树脂结合剂) 。工件送给速度 1.15m/min,吃刀量为 1~2μm。磨削时应使用水溶性乳化液或低 粘度的油类切削液,以防止粉状切屑或脱落的磨粒残留在工件表面上而导致表面很伤和加速砂轮磨损。 (3)研磨和抛光 它是陶瓷材料精密和超精密加工的主要方法。通过研具和工件之间的机械摩擦或 机械化学作用去除余量,它使工件表面产生微小龟裂,逐渐扩展并从母体材料上剥除,达到所要求的尺 寸精度和表面粗糙度。当采用细的粒度、软的研具、低的研磨压力和小的相对速度时,可获得高的表面 质量和精度,但将使加工效率降低。 超精密研磨和抛光时,所用的磨粒径一般在数微米以下。为价止波加工件的氧化或因研磨液中的杂 质引起表面划伤,一般要使用蒸馏水或去离子水。研磨盘的主轴应有高的回转精度和刚度,且转速不宜 太高,以免振动对加工表面产生不利的影响。 采用化学机械研磨和抛光由于伴随化学反应和水合反应, 因而比纯机械研磨和抛光有高的加工效率。 2.陶瓷材料高效、高精加工方法 1.ELID 超精磨削 ELID 是电解在线修整磨削法的简称。它应用由金属结合剂和超硬微细金刚石(或 CBN)磨料组成的 砂轮,并在磨削过程中同时用电解法修锐砂轮,使砂轮始终保持锋利,从而保证在高效条件下进行超精
密磨削,故它是镜面磨削脆性材料(如陶瓷、玻璃、硅和铁淦氧等)的一种先进方法。 应用 ELID 方法对陶瓷材料进行高的材料切除率的磨削可以大大降低磨削费用。当采用合理的砂轮修 整参数时,可使摩削力比用传统磨削方法降低 l~2 倍,而且还能在连续磨削过程中磨削力几乎保持不变 (图 2) ,有利于提高材料切除率和保证加工表面质量的稳定。
ELID 的砂轮修整步骤为: # 1)砂轮整形,用粒度 100 砂轮在 300r/min 下打砂轮; # 2)机械修整,用粒度 400 Al2O3 砂轮在 300r/min 下修整; 3)电解预修整,在 300r/min 和 90V 下电解修整 30min; 4)磨削过程 ELID 修整,电压 60V,电流 IP=6A,电路闭合和断开时间已 τo=τoff=μs。 2.精密陶瓷球的研磨加工 陶瓷球的精度对陶瓷轴承的运转精度和高速性有很大影响。精密和超精密主轴轴承采用的陶瓷球的 公差等级为 G5,其球的直径变动量和球形误差≤0.13μm,表面粗糙度 Ra0.02μm。为了能高效地保证达 到精度要求,其加工要点: 1)要经粗、精、超精研磨和抛光等多道工序,由粗到精逐渐减小磨料粒度、研磨压力和研磨速度(表 12) ,并逐步延长研磨的时间。 2)降低研磨压力并减小研磨盘的跳动(或采用很低的研磨速度) ,可以有效地减小表面粗糙度和波 纹度。 3)研磨剂应遵循少量勤添的原则。 4)陶瓷球的材料应采用致密和缺陷小的热流体等静压烧结 Si3N4(HIPSN)或 ZrO2。 5)采用锥形研磨法以提高研磨效率。图 2 所示上研磨盘为锥形使陶瓷球在研磨时有较大自旋角(> 45º) ,使陶瓷球充分自旋增强回转滑动,因而比通常的 V 形槽研磨法有高的研磨效率。 3.浮动抛光法(Float Polisbing) 当工件与研具作高速相对运动时,由于抛光液的流体动压效应使工件微量浮起与研具脱离接触,液 膜中的微细软磨料与工件外层表面的原子相互扩散,降低了工件最外层表面的原子结合能,因而能被磨
粒粒子冲击去除,达到光整工件表面而又不致产生表层晶体的错位。虽其加工效率较低,但是一种可获 得极高的平面度,而又没有端面塌边和变形缺陷的高表面质量的超精密加工方法。 表 1 工序 工艺参数 每个球的研磨压力 Fs/N 研磨速度 n/(r/min) 磨 料 106~90 (粒度号 140/170) 粗 研 陶瓷球加工的合理工艺参数 半精研 5~15 275~400 精 研 超精研 0.5~2 68 抛 光
10~20 275~400
2~5 140
0.25~2 68 Fe2O3 ≤0.5 (粒度号 W0.5)
金刚石磨料 20~14 (粒度号 W20) 5~3.5 (粒度号 W5) 1~0.5 (粒度号 W1)
磨粒粒度尺寸/μm