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塑性加工的优缺点

  • 2023.12.18 11:54:40
  • 米思米
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塑性加工是金属加工方法中的一类,与机械加工以及铸造同为常用的加工方法。通过对材料施加外力使其变形,从而制造出产品的外形。只要想象下用锤子敲打红热的钢块从而加工出日本刀,就能够理解该工艺了。下面就对塑性加工的概要与常用种类、产品案例等予以讲解。

塑性加工的优缺点

01所谓塑性加工是?这是人类掌握的最古老的金属加工方法

所谓塑性是指材料受力变形,并在力消失后保持其形状的特性。其反义词是弹性,就是即使使其发生变形,也能够如同弹簧一样复原的特性。在材料上施加外力,首先会因为弹性而发生变形。如果此时撤除外力,则材料会恢复为原来的形状。但是,如果进一步施加外力,当施加的外力超过一定程度时,会因为塑性而开始变形。而该变形即使在撤除外力之后也不会恢复。利用这一性质加工出产品形状的加工方法,称为塑性变形。

本章节开头所提及的日本刀加工方法被称为锻造,这也是典型的塑性加工方法。作为金属加工方法中最为古老的工艺,在公元前3000年左右的古埃及遗迹中就已经发掘出通过锻造工艺制作的装饰品。即使在现代,包括高尔夫球杆头、发动机曲轴、火箭零部件等产品,该工艺被广泛应用于从日用品到特殊用品的各个领域。

塑性加工的优缺点

02塑性加工的优缺点

塑性加工主要有如下所示的优缺点。

优点

●可改善材料的性质

材料的大幅度变形可以减少材料内的残余应力等缺陷,以及利用金属材料本身所具有的加工硬化特性来提升其强度。此外,由于材料的组织结构不会像切削加工那样被切断,所以最终产品的强度更高,适用于制造那些需要承受较大外力的零部件。

●加工时间短

制造相同形状时经常使用模具,适合大量生产。

●材料利用率高

不会像切削加工等工艺那样产生大量切屑。可以减少所需的原材料量,从而降低成本。

●有些产品只能采用塑性加工方法制造

诸如炼钢厂生产的板材之类,有些产品只能通过塑性加工方法生产。

缺点

●加工设备的成本很高

由于需要对材料施加很大的力使其变形,所以往往需要大型加工机械和材料加热设备。此外,还需要承担模具的制造费用以及维护费用。

●尺寸精度不是很高

尽管与塑性加工的种类和零部件的形状有关,但通常情况下其尺寸精度不如切削加工等工艺。因此,多数情况下先利用塑性加工制造出大致的形状,然后再通过追加切削的方式加工出所需的精密尺寸。

塑性加工的优缺点

下篇接续本篇,介绍塑性加工种类及案例。

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