机械零件加工-材料成型制造工艺

材料成型制造过程大多使用模型将原材料制成零件或毛坯。在材料成型过程中，原材料的形状、尺寸、组织状态，甚至化合状态都会发生变化。

由于成形精度一般不高，常采用材料成形制造工艺来制造毛坯。也可用于制造形状复杂但精度要求不高的零件。机械零件的材料成型工艺生产效率高，常用的成型工艺如下。

铸造是将液态金属注入适合零件形状和尺寸的模具型腔，冷却凝固后得到毛坯或零件的工艺过程。基本工艺流程为造型、冶炼、浇注、清洗等。

由于合金铸造时的充型、缩孔等因素，铸件可能会出现组织不均匀、缩孔、热应力和变形等现象，使铸件的精度、表面质量和力学性能变差。

尽管如此，由于适应性强，生产成本低，铸造加工仍被广泛采用。形状复杂，尤其是内腔复杂的毛坯多用于铸造。

目前生产中常用的铸造方法有普通砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。其中以普通砂型铸造应用最为广泛。

锻压是利用锻压设备对加热后的金属施加外力，使其发生塑性变形，形成具有一定形状、尺寸和结构的零件毛坯。

锻坯内部组织致密均匀。金属流线分布合理，提高了零件强度。因此，锻造常用于制造综合机械性能要求高的零件的毛坯。

(1) 自由锻造

自由锻造是将金属置于上下抵铁之间，使金属发生塑性变形，利用率低，精度低。一般用于生产批量小、形状简单的锻件。

(2)模型锻造

模型锻造是将金属置于锻模的模腔内进行变形。金属的塑性流动受到模腔的限制。成型效率高，精度高，金属流线分布更合理。

但由于模具制造成本高，通常用于大批量生产。自由锻造所需的锻造力较大，不能用于锻造大型锻件。

(3) 胎膜锻造

轮胎模锻造是在自由锻造设备上使用轮胎模具锻造金属。轮胎模具制造简单、成本低、成型方便，但成型精度低。常用于生产精度要求不高的小型锻件。

粉末冶金是以金属粉末或金属与非金属粉末的混合物为原料，通过模压和烧结工艺生产某些金属制品或金属材料的工艺过程。它不仅可以生产特殊的金属材料，而且可以生产很少和不需要切削加工的金属零件。

粉末冶金的利用率可达95%，可大大减少切削投资，降低生产成本，因此在机械制造中的应用越来越广泛。

由于粉末冶金所用的粉末原料价格高，粉末在成形时的流动性差，制件的形状和尺寸受到一定的限制。粉末冶金件存在一定量的微小气孔，其强度比铸件或锻件低20%-30%左右，塑性和韧性也较差。

粉末冶金生产的工艺过程包括粉末制备、配混、压制成型、烧结、整形等。其中，粉末制备和混合过程通常由提供粉末的制造商完成。

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