精密体积成形市公开课一等奖百校联赛优质课金奖名师赛课获奖课件

材料成型理论与技术—简述精密体积成形方法ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials1/23精密塑性体积成形是指成形制件到达或靠近成品零件形状和尺寸，它是传统塑性加工基础上发展起来新技术。方法少飞边和无分边式模锻挤压闭塞式铸造多向模锻径向铸造等温模锻和超塑性模锻精压ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials2/23图1-1开式模锻示意图1.1少飞边模锻（开式模锻）铸造过程中形成横向飞边，飞边既能帮助锻件充满模膛，也可放松对坯料体积要求。3/23图1-2普通开式模锻时，金属变形过程第一阶段：粗变形阶段，从开始模压到金属与模具侧壁接触为止。第二阶段：充满模膛阶段第三阶段：打靠阶段，金属充满模膛后，多出金属由桥口流出，上下模打靠。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials4/231.2闭式模锻(无飞边模锻）图1-3闭式模锻变形过程简图第Ⅰ阶段：基本成形阶段(△H1)第Ⅱ阶段:充满阶段(△H2)第Ⅲ阶段:形成纵向毛刺阶段(△H3

)5/23闭式模锻无横向飞边，仅有少许纵向毛刺。优点：①有利于金属充满模膛，有利于进行精密模锻；②降低飞边材料损耗；③节约切边设备；④闭式模锻时金属处于显著三向压应力状态，有利于低塑性材料成形等。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials6/237/232.挤压挤压是金属在三个方向不均匀压应力作用下，从模孔中挤出或流入模膛内，已取得所需尺寸形状制品或零件塑形成性工序。种类正挤压反挤压复合挤压径向挤压8/23图2-1正挤压图2-2反挤压图2-3复合挤压图2-4径向挤压金属流动方向相对于凸模运动方向一部分相同，一部分相反，适合用于各种复杂形状制件挤压。金属运动方向与凸模运动方向成90°金属流动方向与凸模流动方向相同，适于各种形状实心件，管件和环形件挤压。金属流动方向与凸模流动方向相反，适于各种截面形状杯形件挤压。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials9/23包含四个阶段:Ⅰ充满阶段，Ⅱ开始挤出阶段，Ⅲ稳定挤压阶段，Ⅳ终了挤压阶段。图2-5挤压变形曲线ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials10/2311/233.闭塞式模锻先将可分凹模闭合，并对闭合凹模施以足够合模力，然后用一个冲头或多个冲头，从一个方向或多个方向对模膛内坯料进行挤压成形，也成为闭模挤压。图3-1闭塞式铸造示意图(a)(b)(c)12/231.生产效率高，一次成形便能够取得形状复杂精密锻件；2.因为成形过程中坯料处于强烈三向压应力状态，适于成形低塑性材料；3.金属流线沿锻件外形连续分布，锻件力学性能好。优点：ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials13/234.多向模锻多向模锻是指在几个方向同时对坯料进行铸造一个新工艺，主要是用于生产外形复杂中空锻件。图4-1多向模锻过程示意图坯料置于工位上

。上下模块闭合，进行铸造。冲头先拔出，上下模分开，取出锻件。14/23图4-2凿岩机缸体图4-4阀体图4-3三通管接头经典多向模锻件：ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials15/235.径向铸造径向铸造是在自由锻型跕拔长基础上发展起来大，用于长轴类件铸造新工艺。图5-1径向铸造零件16/23图5-2径向铸造工作原理利用分布于坯料横截面周围两个或两个以上锤头，对坯料进行高频率同时锻打，铸造圆截面时，坯料与锤头现有相对轴向运动，又有相对旋转运动，非圆截面时仅有轴向运动。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials17/236.等温模锻和超塑性模锻等温模锻是指坯料在几乎恒定温度条件下模锻成形。为了确保等温形成条件，模具也需要加热到与坯料相同温度。等温模锻惯用于航空，航天工业中钛合金、铝合金、镁合金等零件精密成形。超塑性模锻也是在恒温条件下成形，但要求在更低变形速度和适宜变形温度下进行。所以要求设备运行速度更慢，在铸造前，皮料需要进行超塑性处理以取得极细晶粒组织。18/23图6-1经典等温锻产品ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials19/237.精压精压是对已成形锻件或粗加工毛坯深入改进其局部或全部表面粗糙度和尺寸精度一个铸造方法。依据金属流动特点，可将精压分为平面精压和体积精压两类。

图6-1平面精压图6-2体积精压20/23优点：①提升锻件尺寸精度、减小表面粗糙度；②精压可全部或部分代替零件机械加工，节约机械加工工时，提升生产率，降低成本；③精压可减小或免去机械加工余量，使锻件尺寸缩小，降低了原材料消耗；④精压使锻件表面变形强化，提升零件耐磨性和使用寿命。ProcessingTheoriesandTechnologiesofMaterials21/238.总结精密体积成形特点：①尽可能使成形件形状靠近零件形状，方便到达少、无切屑加工目标，同时得到合理分布纤维组织，提升零件力学性能。②含有更高生产率。③减小了变形力，能够在