复习大纲-材料先进成形技术

复习大纲机械零件成形方法：受迫成形：在特定边界和外力约束下成形，如铸造、锻压、粉末冶金和注射成形等；去除成形：将材料从基体中分离出去成形，如车、铣、刨、磨、电火花、激光切割；堆积成形：将材料有序地合并堆积成形，如快速原形制造、焊接等。第一篇液态成形特种铸造：泛指除传统砂型铸造以外的铸造方法，如熔模铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、低压铸造、差压铸造、压力铸造、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、真空铸造、消失模铸造、半固态铸造等。特种铸造一般能至少实现以下一种性能：•提高铸件的尺寸精度和表面质量•提高铸件的物理及力学性能•提高金属的利用率(工艺出品率)•减少原砂消耗量•适宜高熔点、低流动性、易氧化合金铸造•改善劳动条件，便于实现机械化和自动化铸造方法公差等级(CT)GB6414-86手工砂型11～138～10机器砂型金属型低压6～96～9熔模5～7熔模铸造生产中的第一道工序就是制造熔模。熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种目前普遍采是多型壳。金属型铸造是指将金属液用重力浇注法是必须注意金属型用的浇入金属型，以获得铸件的一种铸造方法。设计金属型排气系统的建立，如开通气孔、排气槽、设计排气塞等。压力铸造是液态或半固态金属在活塞的高压作用下以较高的速度充填铸型型腔,并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。半固态铸造成形方法有流变铸造和触变铸造。消失模铸造在国内主要的叫法有“干砂实型铸造”、“负压实型铸造”，简称EPC铸造第二篇固态塑性成形先进热轧生产技术有：1.热装与直接轧制技术、2.自由轧制技术、3.无头轧制技术、4.定宽压力机、5.板形控制技术、6.控制冷却技术、7.中间坯温度控制技术、8、全流程板形控制技术、9.超快速冷却控制技术、10.轧制稳定性高速高能成形:一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成形方法。主要有：1、利用火药爆炸产生化学能的爆炸成形；2、利用电能的电液成形；3、利用磁场力的电磁成形。电液成形是利用液体中强电流脉冲放电所产生的强大冲击波，对金属进行加工的一种高速高能成形方法。微成形指以塑性加工的方式生产至少在二维方向上尺寸处于亚毫米量级的零件或结构的工艺技术。板料冲压：利用冲模使板料分离或变形的加工方法。分离工序有落料，冲孔，修整等工艺。变形工序有拉深，弯曲，翻边，收口，成型等工艺。控增量技术：应用快速原型制造技术中“分层制造”理论，将复金属板材数杂零件的三维整体成形方式分解成一系列二维层面的局部逐点塑性成形。增量成形的分类：根据成形时接触点的数目分为TPIF和SPIF。TPIF中板料和工具头、支撑板同时接触。SPIF中没有支撑板，完全无模成形。根据成形次数可分为单次成形和多道次成形两种方式：单次成形是指工具头沿目标工件轮廓自上而下逐层加工的成形方法。多次成形工艺弥通过不同道次成形。第三篇连接成形连接成形能源：热能或机械能热源的种类：1）电弧热：电弧焊、埋弧自动焊、TIG、MIG、CO2气体保护焊；2）化学热：气焊；3）电阻热：电阻焊和电渣焊；4）摩擦热：摩擦焊；5）等离子焰：等离子焊接或切割；6）激光束：激光焊接。电弧焊有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊（氩弧焊，CO2保护焊）、等离子弧焊。第四篇高分子材料成形高分子材料主要指塑料和橡胶。塑料的原料一般为粉末状、颗粒状或液体，根据要求有时需要加入适当的添加剂（如：增塑剂、填料、防老化剂、阻燃剂、增强材料等）。

无论是热塑性还是热固性塑料，一般都需要在一定的温度和压力下才能塑压成形。塑料成形的方法很多，常用的有：注射成形、挤出成形、浇注成形、压制成形、吹塑成形等。注射成型是热塑性塑料的一种主要成型方法。可以生产各种形状的塑料制品。某些流动性好的热固性塑料也可采用注射成型工艺。挤出成型适合于热塑性塑料的管材、棒材、板材等塑料型材的生产。压制成型又叫模压成型，与粉末冶金的压制成型相似。将塑料原料（粉末、颗粒或片）放入金属模具内，加热加压，使其在模具内成形、硬化。是热固性塑料通常采用的成形方法。浇注成型与金属的铸造十分相似。有些树脂常温下就是液态（如，环氧树脂等），有些树脂加热后可以变成液态。在这些树脂中加入固化剂等添加剂，将配制好的混合液体浇入模具内，在室温或加热的条件下，通过化学变化于模具内固化成型。适用于热固性塑料的成型，也适用于某些热塑性塑料制品的生产。真成空型将热塑性塑料片放在模具中，周边化温度，然后将模具内腔抽成真，空软化的塑料片在大气的压力作用下与模具内表面贴合，冷却硬化后即得到所需的塑料制品。主要用于制作杯、盘、罩、壳体等敞口塑料制品。有机玻璃、ABS塑料等都可以采用真成空形。吹塑成型：先制成熔融状态的塑料坯，将其置入金属模具内，用压缩空气把料坯吹胀并与模具内表面贴合，冷却硬化后打开模具即可取出中的空制品。吹塑成型与玻璃制品的吹制成型其原理和过程是一样的。常用于瓶、罐、筒类件的生产，并且仅限其他成形方法：特殊模温技术橡胶以有机高合物为基础的材料。根据原料来源的不同分为：天然橡胶与合成橡胶成形加工主要过程：生橡胶的塑炼→塑炼胶与配合剂的混炼→成形→硫化,等几个工序。塑炼：增加橡胶橡胶具有高弹性，可塑性极差，难以与配合剂混合及成形加工，使橡胶具有必要的可塑性，即塑炼在工艺上极为重要。塑炼增加橡胶的可塑性、降低弹性的实质是使橡胶分子链断裂（称为降解），减少大分子长度。压紧，加热器把塑料片加热至软于热塑性塑料。注塑成型工艺、混色成型、注塑生产工艺、电感式变。分子聚。橡胶可塑性的工艺过程。橡胶的可塑性只是在胶料和制品的生产过程中需要，对于成品，需要的是橡胶的弹性。橡胶制品的弹性是在加工过程的最后阶段——硫化后获得的。塑炼通常分为低温塑炼和高温塑炼，前者以机械降解作分子链断裂后产生的游离基的作用；后者以自动氧降解为主，机械作用可强化橡胶与氧的接触。生橡胶的塑炼通常是在开放式或密闭式炼胶机上进行的。混炼：是通过机械作用使塑炼后的生橡胶与各种配合剂均匀混合的工艺过用为主，氧起到稳定

程。混炼可以在开炼机和密炼机上进行。橡胶成形的工艺方法主要有：压延、压出、模压和注射成形等。压延：将混炼胶料通过辊压制成一定厚度、宽度或各种断面形状的胶片，或者在所用的纺织物上挂上一层薄的胶层的工艺过程。用作压延的压延机根据压辊的数量，压延机有双辊、三辊、四辊和五辊之分。压延可以完成压片、压型、贴胶、擦胶、贴合等作业。橡胶的压出成形与塑料的挤出成形相似。很多橡胶制品是采用螺杆压出成形机进行生产的。通过压出机螺杆的旋转，使胶料在螺杆和筒壁之间受到强大的挤压力，胶料被加热塑化，并不断向前推送，最后通过模嘴压出具有一定断面形状的半成品。更换不同的模嘴，可以压出各种断面形状的橡胶坯件。模压（也叫热压成）形往往和硫化同时进行，模压后就得到橡胶制品。它的加工原理和过程与塑料的模压成形类似。硫化是指将塑性橡胶转化为弹性橡胶的工艺过程。其本质是塑性橡胶在硫磺、促进剂和活性剂作用下发生化学反应，在橡胶分子链上形成化学交联键，使橡胶链状结构变成网状结构。交联键主要由硫形成，所以此过程称为硫化。温度、压力和硫化时间是硫化三个关键参数。第五篇复合材料成型复合材料由两种或两种以上的不同化学性质或不同组织结构合化而得到的具有每个组分所不具有的优良性能的材料。各类复合材料中使用最多且最重要的是纤维复合材料。纤维复维，主要有玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维和金属细丝法：将所制取材料熔化成液体，然后从液体中以极快丝。此法主要用于制取玻璃、氧化铝等纤维。——晶须热分解法：将人造或天然纤维在200~300℃的空气中预氧化，然后在1000~200℃0的氮气中碳25在00~300℃0氩气中化，可制得碳纤维。若将碳纤维石墨化可得石墨纤维。此法主要用于获得连续的碳纤维或石墨纤维拔丝法——将冶炼或粉末压制生产的金属坯料，在高温且有保护性复拉拔成细丝。此法主要用于获得长的金属细丝气相沉积法——主要用于制取硼、碳化硼、碳化硅等纤维的材料通过复合材料中的纤。熔体抽丝的速度抽出细。气氛中反。。此法主要用于获得晶须。纤维复合材料成形方法按基体材料在成型时的状态分为固态法、液态法两大类。固态法：基体和增强物在成型过程中均为固态：将基体材料或箔与增强物按设计要求以一定的含量、分布、方向混合排布在一起，置于模具中，在经加热加压使基体法、热压固结法、热等静压法、拉拔法、轧制法、挤压法等。液态法即基体材在成型时处于熔融状态，与固体增强物复合后，通过基体材料的固化或凝固而合材料零件或制品的方法。按成型过程的特征主要有：喷射成型法、压制成型法、纤维缠绕成型法、连续成型法、层压成型法等。与增强物复合粘结而制成复合材料零件或制品。具体方法有：粉末压制料获得复

第六篇特种成形技术特种成形又称非传统成形，通常被理解为别于传统成形方法的总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上，从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等。快速成型制造工艺的全过程可以归纳为以下三个步骤：1)前处理:它包括工件的三维模型的构造、三维模型的近似处理、模型成形方向的2)分层叠加成形选择和三维模型的切片处理。:它是快速成形的核心．包括模型截面轮廓的制作与截面轮:它包括工件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表面强化处理、激光选区烧结法和熔融沉立体光刻成型。以液态光敏树脂为原料，通廓的叠合。3)后处理等。快速成型工艺：光固化成型法、叠层实体制造法积法。光固化成型工艺，也常被称为计算机控制紫外激光使其凝固成型工艺：液槽中盛满液态光敏树脂，氦－镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，以使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后进行下一层的扫描加工，新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复直至整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。过型。光固化成薄片分层叠加成形：也称叠层实体制造或分层实体制造，通过逐层激光剪切薄纸材料制造零件采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等作为成形材料，片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工迹切割片材，然后通堆积成型。激光选区烧结技术：采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成形的生成所需形状的零件。首先由CAD产生零件模型，并用分层切片软件对其进行处理，获得各截面形状的信息参数，作为激光束进行二维扫描时，用CO2激光器（或刀）在计算机控制下按照CAD分层模型轨过热压辊热压，使当前层与下面已成形的工件层粘接，从而固化层层层叠加，的轨迹；由激光发出的光束在计算机的控制下，根据几何形体各层截面的坐标数据有选择地对材料粉末层进行扫描，在激光辐照的