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装备制造短流程生产:数字化、精密化、柔性化,减少资源消耗

时间:2023-05-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:装备制造短流程生产主要通过充分利用前期工序中的材料、热能,或者将几道工序进行集成,使整个制造过程实现流程再造。以快速制造、复合成形为代表的大量快速、高效技术在工业中获得广泛应用,大大缩短了传统制造工艺流程,达到了节能减排的目的。铸型的制造过程不需要传统的铸造模具,实现了铸件生产的数字化、精密化、柔性化,为特大型铸件制造周期长、尺寸精度低、资源消耗大的问题提供了一种全新的解决方法。

装备制造短流程生产:数字化、精密化、柔性化,减少资源消耗

装备制造短流程生产主要通过充分利用前期工序中的材料、热能,或者将几道工序进行集成,使整个制造过程实现流程再造。例如,为直接可以使用高炉熔炼的铁水生产高质量的复杂铸件,近年来国内外开展了高炉-中频感应电炉短流程熔炼技术方面的研究,利用高炉铁液直接转入中频感应电炉进行温度和成分调整,获得适合铸件要求的高温优质铁液。相对于常规熔炼工艺,省去了高炉铁液冷却和生铁重熔的过程,充分利用高炉铁液自身热量,设备能源效率高,能源消耗少,减少污染物排放,实现短流程的熔炼铸造。

汽车行业得到广泛应用的铝合金轮毂通常采用低压铸造技术生产,但为了满足大型客车、重型卡车以及豪华轿车上的应用以及轻量化(锻造铝车轮比铸造轻23%)、高性能(锻造铝车轮强度是钢车轮的5倍)需求,开发了铝合金轮毂锻造-旋压复合成形技术。如美国、德国和日本等工业发达国家主要采用6000t以上的大型锻压设备进行预成形,然后在旋压机上进行旋压成形至轮毂尺寸,仅在轮毂外观表面部位留有少许精加工余量,其余部位不再机加工。材料利用率高达90%。例如,载重汽车无内胎钢车轮辗-旋复合成形技术采用变截面等强度结构设计,与同规格载重车轮相比,无内胎钢车轮可实现减重。

随着现代汽车制造业快速发展,对高性能锻件的需求量越来越大,微合金非调质钢以其优异的节能、节材、降低污染并缩短生产周期的性能在汽车制造中备受瞩目。铸锻件非调质化工艺技术取消原“淬火+高温回火”的热处理工艺,精简了热处理工艺流程。可缩短生产周期15%,提高材料利用率10%,节电700~900kW·h/t。

以快速制造、复合成形为代表的大量快速、高效技术在工业中获得广泛应用,大大缩短了传统制造工艺流程,达到了节能减排的目的。无模数控加工造型技术是根据铸件CAD数据进行编程,驱动数控加工成形机对每块砂型进行单独切削加工。铸型的制造过程不需要传统的铸造模具,实现了铸件生产的数字化、精密化、柔性化,为特大型铸件制造周期长、尺寸精度低、资源消耗大的问题提供了一种全新的解决方法。根据铸件尺寸和复杂程度不同,该技术可在3周内为客户提供1~5个铸件。(www.xing528.com)

激光具有能量密度高、方向性好和脉冲频率窄等优点,成为最先被关注的高能量工具。目前,难成形金属的激光快速制造工艺主要有激光沉积成形和激光烧结等。它们将先进材料技术与先进成形技术融为有机整体,实现了高性能金属零件快速、直接制造,材料利用率接近100%。激光束的电热转换效率能达90%以上,也可被用来进行钛合金等难成形金属的快速制造。

高强度钢的热冲压技术使得热冲压件的成形过程和淬火过程在同一个工序内、同一套模具上进行,使坯料成形的同时,在同一套模具内实现马氏体相变强化,所得热冲压件抗拉强度高达1500MPa,屈服强度高达1000MPa以上。把该材料应用于汽车白车身,还可降低白车身重量,进一步起到节能减排效果。

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