精密體積成形市公開課一等獎百校聯(lián)賽優(yōu)質(zhì)課金獎名師賽課獲獎課件

材料成型理論與技術(shù)—簡述精密體積成形方法ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials1/23精密塑性體積成形是指成形制件到達或靠近成品零件形狀和尺寸，它是傳統(tǒng)塑性加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來新技術(shù)。方法少飛邊和無分邊式模鍛擠壓閉塞式鑄造多向模鍛徑向鑄造等溫模鍛和超塑性模鍛精壓ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials2/23圖1-1開式模鍛示意圖1.1少飛邊模鍛（開式模鍛）鑄造過程中形成橫向飛邊，飛邊既能幫助鍛件充滿模膛，也可放松對坯料體積要求。3/23圖1-2普通開式模鍛時，金屬變形過程第一階段：粗變形階段，從開始模壓到金屬與模具側(cè)壁接觸為止。第二階段：充滿模膛階段第三階段：打靠階段，金屬充滿模膛后，多出金屬由橋口流出，上下模打靠。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials4/231.2閉式模鍛(無飛邊模鍛）圖1-3閉式模鍛變形過程簡圖第Ⅰ階段：基本成形階段(△H1)第Ⅱ階段:充滿階段(△H2)第Ⅲ階段:形成縱向毛刺階段(△H3

)5/23閉式模鍛無橫向飛邊，僅有少許縱向毛刺。優(yōu)點：①有利于金屬充滿模膛，有利于進行精密模鍛；②降低飛邊材料損耗；③節(jié)約切邊設(shè)備；④閉式模鍛時金屬處于顯著三向壓應力狀態(tài)，有利于低塑性材料成形等。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials6/237/232.擠壓擠壓是金屬在三個方向不均勻壓應力作用下，從?？字袛D出或流入模膛內(nèi)，已取得所需尺寸形狀制品或零件塑形成性工序。種類正擠壓反擠壓復合擠壓徑向擠壓8/23圖2-1正擠壓圖2-2反擠壓圖2-3復合擠壓圖2-4徑向擠壓金屬流動方向相對于凸模運動方向一部分相同，一部分相反，適合用于各種復雜形狀制件擠壓。金屬運動方向與凸模運動方向成90°金屬流動方向與凸模流動方向相同，適于各種形狀實心件，管件和環(huán)形件擠壓。金屬流動方向與凸模流動方向相反，適于各種截面形狀杯形件擠壓。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials9/23包含四個階段:Ⅰ充滿階段，Ⅱ開始擠出階段，Ⅲ穩(wěn)定擠壓階段，Ⅳ終了擠壓階段。圖2-5擠壓變形曲線ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials10/2311/233.閉塞式模鍛先將可分凹模閉合，并對閉合凹模施以足夠合模力，然后用一個沖頭或多個沖頭，從一個方向或多個方向?qū)δＬ艃?nèi)坯料進行擠壓成形，也成為閉模擠壓。圖3-1閉塞式鑄造示意圖(a)(b)(c)12/231.生產(chǎn)效率高，一次成形便能夠取得形狀復雜精密鍛件；2.因為成形過程中坯料處于強烈三向壓應力狀態(tài)，適于成形低塑性材料；3.金屬流線沿鍛件外形連續(xù)分布，鍛件力學性能好。優(yōu)點：ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials13/234.多向模鍛多向模鍛是指在幾個方向同時對坯料進行鑄造一個新工藝，主要是用于生產(chǎn)外形復雜中空鍛件。圖4-1多向模鍛過程示意圖坯料置于工位上

。上下模塊閉合，進行鑄造。沖頭先拔出，上下模分開，取出鍛件。14/23圖4-2鑿巖機缸體圖4-4閥體圖4-3三通管接頭經(jīng)典多向模鍛件：ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials15/235.徑向鑄造徑向鑄造是在自由鍛型跕拔長基礎(chǔ)上發(fā)展起來大，用于長軸類件鑄造新工藝。圖5-1徑向鑄造零件16/23圖5-2徑向鑄造工作原理利用分布于坯料橫截面周圍兩個或兩個以上錘頭，對坯料進行高頻率同時鍛打，鑄造圓截面時，坯料與錘頭現(xiàn)有相對軸向運動，又有相對旋轉(zhuǎn)運動，非圓截面時僅有軸向運動。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials17/236.等溫模鍛和超塑性模鍛等溫模鍛是指坯料在幾乎恒定溫度條件下模鍛成形。為了確保等溫形成條件，模具也需要加熱到與坯料相同溫度。等溫模鍛慣用于航空，航天工業(yè)中鈦合金、鋁合金、鎂合金等零件精密成形。超塑性模鍛也是在恒溫條件下成形，但要求在更低變形速度和適宜變形溫度下進行。所以要求設(shè)備運行速度更慢，在鑄造前，皮料需要進行超塑性處理以取得極細晶粒組織。18/23圖6-1經(jīng)典等溫鍛產(chǎn)品ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials19/237.精壓精壓是對已成形鍛件或粗加工毛坯深入改進其局部或全部表面粗糙度和尺寸精度一個鑄造方法。依據(jù)金屬流動特點，可將精壓分為平面精壓和體積精壓兩類。

圖6-1平面精壓圖6-2體積精壓20/23優(yōu)點：①提升鍛件尺寸精度、減小表面粗糙度；②精壓可全部或部分代替零件機械加工，節(jié)約機械加工工時，提升生產(chǎn)率，降低成本；③精壓可減小或免去機械加工余量，使鍛件尺寸縮小，降低了原材料消耗；④精壓使鍛件表面變形強化，提升零件耐磨性和使用壽命。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials21/238.總結(jié)精密體積成形特點：①盡可能使成形件形狀靠近零件形狀，方便到達少、無切屑加工目標，同時得到合理分布纖維組織，提升零件力學性能。②含有更高生產(chǎn)率。③減小了變形力，能夠在