精密塑性加工技术作业.doc

精密塑性加工技术的分类、原理和特点 专业：材料加工工程 姓名： 学号： 学院: 材料科学与工程学院 摘要：精密塑性加工技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工，就可用作机械构件的成形技术。它是建立在新材料、新能源、信息技术、自动化技术等多学科高新技术成果的基础上，改造了传统的毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本、无公害的成形。主要包括精冲技术、冷挤压技术、成形轧制、无飞边热模锻技术、温锻技术、多向模锻技术、连续局部塑性成形技术( 辊锻、楔横轧、摆碾、旋压) 、超塑成形技术等。精密成形技术具有以下特点： (1) 近净成形尺寸及形位精度高，为后续采用高效、高精加工提供了理想的毛坯。 (2) 高效、低消耗、低成本，为缩短产品开发周期、降低产品成本提供了有利条件。 (3) 可方便、快捷地做出过去很难做出的结构件，为新产品开发提供有力技术支撑。 (4) 较传统成形产品改善生产条件、减少对环境污染，成为一种清洁生产技术，为可持续发展创造有利条件。 当前精密成形技术已在较大程度上实现了近净成形，即制造接近零件形状的工件毛坯，较传统成形技术减少了后工序的切削量，减少了材料、能源的消耗。发展趋势是实现净成形，即直接制成符合形状要求的工件。 1 精密塑性加工的分类 金属精密塑性成形是一种少无切屑加工工艺，具体包括金属精密模锻、精密冲裁、挤压、其他精密塑性成形技术（多向模锻、径向锻造、摆动辗压、等温模锻、超塑性模锻、精压、旋压、液态模锻）。 2 精密模锻的分类、原理和特点 2.1 精密模锻的特点 金属精密塑性成形是一种少无切屑加工工艺，与一般模锻相比，其优点为：①材料利用率高；②减少或没有切削加工；③锻件尺寸精度和表面质量好；④金属流线分布合理。对于具有一定生产批量的产品，采用精密模锻生产工艺，能显著提高产品生产率，降低成产成本及提高产品质量。尤其对于钛、锆、钼、铌等难切削加工的贵重金属，采用精密模锻工艺生产效果更加显著。因此，精密模锻技术已经成为现代机械制造也中举足轻重的实用技术。[1] 2.2 精密模锻的分类 第一类 饼盘类锻件。其外形为圆形而高度较小。精密模锻时毛坯轴线方向与模锻设备的作用力方向相同，金属沿高度和径向同时流动。对于结构简单的饼盘类锻件，一般只需要一个终锻工步即可。而对于结构复杂的锻件，无论采用开式还是闭式精密模锻，均不能直接锻出想要的零件。[2] 第二类 法兰凸缘类锻件。其外形为回转体。带有圆形或长宽尺寸相差不大的法兰或凸缘。闭式精密模锻，一般只需一个终锻工步。 第三类 轴杆类锻件。其外形为回转体，带有圆形或非圆形头部，或中间局部粗大的直长杆类。 第四类 杯筒类锻件。这类锻件多采用封闭式反挤、正反复合挤压或镦粗冲孔复合成形。 第五类 枝芽类锻件。包括单枝芽、多枝芽的实心和空心类锻件。这类锻件多采用可分凹模模锻或多向模锻。 第六类 叉形类锻件。 包括带有空心或实心杆部、带有圆形或非圆形法兰等多种结构形式。这类锻件常常需要两个以上的可分凹模模锻，即预成形和终锻。 3 精密冲裁分类、原理和特点 3.1 精密冲裁的特点 精密冲裁是在普通冲压技术的基础上发展起来的一种精密板料加工工艺，在压力机的一次或连续多次冲压行程中，由原材料直接获得比普通冲压零件精度高、粗糙度好、平行度高、垂直度好的高质量冲压零件。精密冲裁可以取代普通冲裁及事后进行各种切削加工的繁杂工艺，并以较低的成本改善产品质量。 精密冲裁工艺不仅能冲裁小于料厚的孔、细长的窄槽、较小的壁间距等普通冲裁达不到的、工艺难度较大的零件，而且还可与其他冲压工序复合，进行如沉孔、压凸、压扁、弯曲、半冲孔、内翻边等精密冲压。[3] 3.2 精冲冲裁的原理 按照工艺方式，精密冲裁大致可以分为普通精冲、对向凹模精冲、往复冲裁和小间隙圆角刃口冲裁等。其中应用最多的是齿圈压板精冲。齿圈压板精冲的工作部分主要是由凸模、凹模、压板以及推板所组成，其精冲工艺过程如下： (1) 具打开，将条料送进工作位置。 (2) 具闭合，齿圈压板将条料压到凹模上，其v形突齿嵌入材料，同时推板与落料凸模将材料夹紧。 (3) 料在受压的状态下进行精冲。 (4) 冲完毕。 (5) 具开启，料，顶杆顶出冲孔废料，推板推出零件。 (6) 用压缩空气排走零件和废料，同时送进条料，准备下一个零件的精冲。[4] 4 挤压的分类、原理和特点 4.1 挤压的特点 (1) 挤压零件尺寸准确，表面光洁 冷挤压零件一般尺寸精度可以达到IT7～IT9，粗超度一般可达Ra=3.2～1.6μm。 (2) 节约原材料 冷挤压材料利用率通常可以达到80%以上，如汽车活塞销，采用切削加工时材料的利用率为43.3%，而冷挤压时材料的利用率提高到92%。 (3) 生产率高 用冷挤压方法生产机械零件的效率非常高。特别是大批量生