柔性加工系统3.ppt

第三章 先进制造工艺技术 ②金属塑性成形：是通过材料的塑性变形来实现制品所要求的形状、尺寸和性能的机械加工方法，包括锻造、冲压、轧制、挤压等加工工艺。 2.精密模锻工艺 ①精密模锻工艺 ⅰ精密模锻工艺是在模锻设备上锻造出锻件形状复杂、精度高的模锻工艺。 各种精密模锻件 ⅱ精密模锻工艺过程：先将原始坯料经普通模锻成中间坯料，再对中间坯料进行严格清理，除去氧化皮和缺陷，最后用无氧化或少氧化加热后精锻。 ⅲ精密锻造特点 ⑴精密锻造精度一般可达IT12～IT15,表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。 ⑵为最大限度地减少氧化，提高精锻件的质量，精锻时采用较低的加热温度（如碳素钢，精锻温度一般在900℃～450℃。 ⑶精密模锻的锻件精度在很大程度上取决于锻模的加工精度，锻模精度较较锻件高1～2级。 ②超塑性成形 ⅰ超塑性材料指材料在一定的内部组织条件（如晶粒形状及尺寸、相变等）和外部环境条件（如温度、应变速率等）下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的伸长率现象。有人将伸长率超过100%的材料称之为超塑性材料。 一般金属的伸长率不超过百分之几十，如黑色金属不大于40%，有色金属也不超过60%，而目前已知的如锌合金、铝合金、铜合金、钛合金和高温合金中，其最大伸长率可达1000%，有的甚至达2000%。 ⅱ超塑性成型工艺包括超塑性等温模锻、挤压、气压成形、真空成形、模压成形等。对于薄板的超塑性成形加工，气压成形应用最多。使毛坯的外侧形成一个封闭的压力空间，薄板加热到超塑性温度后，在压缩气体的气压作用下坯料产生超塑性变形，逐步向模具型面靠近，直至同模具完全贴合为止。在这种超塑性成形工艺下，零件的内表面尺寸精度高，形状准确，模具容易加工。 ③精密冲裁工艺 ⅰ在普通冲裁工艺中，被加工材料都是从模具刃口处产生裂纹而剪切分离的。其制件尺寸精度低，一般在IT11级以下；剪切断面粗糙，表面粗糙度Ra值为12.5～6.3μm，往往不能满足较高精度的零件技术要求，有时还需要进行多道后续的机械加工。 精密冲裁是使冲裁件呈纯剪切分离的冲裁工艺，它是在普通冲裁工艺基础上通过模具改进来提高制件精度，使冲裁件尺寸精度可达IT6～IT9级，断面粗糙度Ra值为1.6～0.4μm。 精密冲裁通常通过光洁冲裁、负间隙冲裁、带齿圈压板冲裁等工艺手段来实现。 冲裁加工变形过程 及断面情况 ⅱ光洁冲裁：又称为小间隙小圆角冲裁。与普通冲裁相比，其特点是采用了圆角刃口和很小的冲模间隙。落料时，凹模刃口带有小圆角，凸模为通常的结构形式；冲孔时，凸模刃口带有小圆角，而凹模为通常的结构形式。 ⅲ负间隙冲裁：负间隙冲裁的特点是凸模尺寸大于凹模型腔尺寸，产生负的冲裁间隙。该工序为冲裁与整修两者的复合工序。 ⅳ带齿圈压板精冲：带齿圈压板的冲裁工艺可由原材料直接获得精度高，剪切面光洁的高质量冲压件。 ④精密冲裁工艺 ⅰ辊轧工艺是用轧辊对坯料进行连续变形的压力加工方法，具有生产率高、质量好、成本低和材料消耗少的优点，在机械制造业得到了越来越广泛的应用。辊轧工艺的方法很多，这里介绍一下辊锻轧制： ⅱ辊锻轧制是使坯料通过装有圆弧形模块的一对旋转轧辊时受压变形的生产工艺方法，是将轧制工艺应用于锻造生产的一种新工艺。辊锻既可作为模锻的制坯工序，也可直接生产锻件，主要用于生产：⑴扁断面的长杆件，如扳手、链环等；⑵带有不变性头部而沿长度方向横截面面积递减的锻件，如叶片零件；⑶连杆类锻件。 用辊锻工艺生产的 把手和锨 三 粉末锻造成形工艺 1.准备知识： 粉末冶金：是将各种金属和非金属材料粉末均匀混合后压制成形，再经高温烧结和必要的后续处理来制取金属材料及其制品的成形工艺方法。 粉末冶金优点 ⑴ 可得到一般熔炼方法难以获得的金属与金属、金属与非金属的复合材料。便于利用每一种材料的特性。如碳刷、硬质合金 ⑵ 可直接制出质量均匀的多孔性制品。如含油轴承、过滤元件 ⑶ 可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件。 ⑷ 可实现无或少切削，提高材料利用率，显著降低成本。 粉末冶金缺点：内部存在空隙，其力学性能差，强度比相应的铸、锻件低20% - 30%。。 用粉末冶金方法制造的碳刷和含油轴承 2.粉末锻造 粉末锻造是将传统的粉末冶金和精密锻造结合起来的一种新工艺。 粉末锻造的特点是⑴能源消耗低 ⑵锻造精度高，力学性能好 ⑶疲劳寿命高 粉末锻造成形工艺过程：粉末制取 模压成形 型坯烧结 锻前加热 锻造 后续处理 粉末制取：应根据冶金锻件合理的选用粉末原材料，并要求粉末材料成分均匀、流动性好、杂质少。