精密成型复习要点整合.docx

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精密成型复习要点整合

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精密成型复习目录

---李华丰、汪黎、朱斌、王君俊、邱力、路遥、龚硕<注：

排名不分先后，按做题顺序）

1、体积金属塑性成形

体积金属塑性成形是指，在锻压设备动力作用下，通过工模具使棒料或块状金属毛坯产生塑性流动成形，从而获得所需形状、尺寸并具有一定力学性能的零件成品。

我们把各种体积金属塑性成形工艺统称为锻造成形工艺，简称为锻造。

把采用各种体积成形工艺所生产的零件或毛坯零件成品统称为锻件。

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2、粉末冶金粉末锻造

粉末冶金是以金属粉末（金属粉末与非金属粉末的混合物>为原料，通过成形、烧结、热成形制成金属制品和材料的一种冶金工艺技术。

粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺类似，因此人们又常常称粉末冶金方法为“金属陶瓷法”。

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粉末冶金的主要工序有:

粉末制备、粉末预处理、成形、烧结及后处理等。

粉末冶金的特点：

1）某些特殊性能材料的唯一制造方法2）可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削生产工艺；3）节约材料和加工工时，成本低4）制品强度较低；DXDiTa9E3d

5）流动性较差，形状受限制；6）压制成形的压强较高，制品尺寸较小；7）压模成本较高

粉末冶金材料、制品种类较多，主要有:

难熔金属及其合金<如钨、钨—钼合金）；组元彼此不相溶、熔点十分悬殊的特殊性能材料<如钨—铜合金型电触头材料）。

难熔的化合物和金属组成的各种复合材料（如硬质合金、金属陶瓷>等。

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粉末锻造：

粉末冶金与精密锻造技术的结合，将各种原料先制成粉末，按一定比例配置成所需的化学成分

粉末锻造的工艺流程：

制粉→混粉→冷压制坯→烧结加热→模锻→热处理→成品

3、摆动碾压环件轧制

摆动碾压是一种连续、局部、递增成形方法。

特点：

<1）变形力小，能耗低。

只有一般锻造变形力的1/5~1/20；

<2）制件质量好，无震动，低噪音，模具寿命高，投资少，设备费用低，易实现自动化。

<3）上下接触面上的压力分布不同，上大下小；零件易出现上大下小或下大上小的蘑菇头形状；径向尺寸易增大，高度填充困难。

主要用于辗制薄盘类、锥齿轮、万向节、非轴对称件等。

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环件轧制又称环件辗扩或扩孔，它是借助环件轧制设备－轧环机<又称辗扩机或扩孔机）使环件产生壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。

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环件轧制的分类1.径向轧制2.径－轴向轧制

环件轧制的优点1.环件精度高、加工余量少、材料利用率高2.环件内部质量好3.设备吨位小、投资少、加工范围大4.生产率高5.生产成本低xHAQX74J0X

环件轧制过程可分为环件咬入建立轧制过程阶段、稳定轧制阶段、轧制结束阶段。

环件轧制工艺流程为：

下料－－加热－－制坯－－轧制－－后续处理

4、自然胀形压缩胀形

自然胀形即在胀形过程中，零件的成形主要靠毛坯壁厚的变薄和轴向自然收缩<缩短）而成形

压缩胀形即在胀形的同时，将毛坯沿轴向进行主动压缩。

采用轴向压缩的结果，使胀形区的应力、应变状态得到了改善，有利于塑性变形LDAYtRyKfE

5、强力旋压普通旋压

在旋压中不仅改变毛坯的形状而且壁厚有明显变薄者，称为变薄旋压，又叫强力旋压。

在旋压过程中，板料产生切向收缩和径向延伸，从而改变毛坯形状，直径增大或减小，而其厚度不变或有少许变化者称为不变薄旋压,又叫普通旋压。

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6、环件轧制设备分类

<1）按照环件轧制设备结构特点分类，环件轧制设备可分为立式轧环机和卧式轧环机

<2）按照环件轧制变形特点分类，环件轧制设备可分为径向轧环机、径－轴向联合轧环机和多工位轧环机。

<立式轧环机通常采用径向轧制变形，属于径向轧环机，适用于中小型环件轧制成形。

卧式轧环机既有采用径向轧制变形的，也有采用径－轴向联合轧制变形的，适用于大型和特大型环件轧制成形。

多工位轧环机通常也采用径向轧制变形，它同时轧制多个环件，适用于小型环件轧制成形）dvzfvkwMI1

7、精密模锻工艺的发展趋势是，由近形向净形发展

近形成型技术---近净形成型技术---净形成型技术

近形成型技术是指零件成型后，还需要再加工，才可用作机械构件的成型技术；

近净形成型技术是指零件成型后，仅需少量加工或者不再加工，就可用作机械构件的成型技术；

净形成型技术是指零件成型后就可以直接用作机械构件的成型技术。

8、锻造可使金属流线分布更为合理，从而进一步提高零件的使用寿命

金属流线使金属性能呈现异向性，沿着流线方向（纵向>抗拉强度较高，而垂直于流线方向（横向>抗拉强度较低；锻造可使金属流线分布更为合理，从而进一步提高零件的使用寿命rqyn14ZNXI

9、环件轧制中转动但直径不扩大现象的物理本质

环件轧制中转动但直径不扩大现象的物理本质：

咬入条件得到了满足但锻透条件没有得到满足。

10、磷化和皂化处理的作用

<1）给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；

<2）用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；

<3）在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

11、闭式模锻工艺中分流降压腔的设置原则

<1）分流腔的位置应选择在模膛最后充满的部位。

确保模膛完全充满后多余金属才分流。

<2）多余金属分流时在模膛内所产生的压力比模膛刚充满时所产生的压力没有增加或增加很小，以免增加总的模锻力和加快模膛的磨损EmxvxOtOco

12、镦锻模凸模和凹模的设计特点

凸模：

应具有足够的刚性，避免弯曲应力和应力集中现象。

批量较大时，可采用镶块式组合结构。

凹模：

特别注意型槽拐角处的应力集中而引起的模具径向开裂现象；加大圆角，采用镶块式组合结构，设置排气孔等。

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13、冷挤压成形对零件形状的要求

零件形状要求：

底部带孔的杯形件<8-15a），带有深孔的双杯形件<8-15b），带有较大法兰的轴类件<8-15c）,多台阶的阶梯轴<8-15d）,小型花键轴和齿轮轴<8-15e）6ewMyirQFL

14、粉末冶金工艺中双向压制的特点与应用范围

特点：

上下模相对阴模都有移动，模腔内粉末体受到两个方向的压缩，或下冲模固定不动，由上冲模和阴模对着下冲模做不同距离的移动，实现双向压制。

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应用范围：

一般用来生产实体类压坯的高径比H/D>1或管套类压坯的高度与壁厚之比H/T>3的零件

15、压坯密度变化的三个阶段

粉末压缩过程一般采用压坯密度——成型压力曲线来表示，如下图所示；

压坯密度三阶段分为：

1）滑动阶段：

在压力作用下粉末颗粒发生相对位移，填充孔隙，压坯密度随压力增加而急剧增加；2）粉末体出现压缩阻力，即使再加压其孔隙度不能在减小，密度不随压力增高而明显变化；y6v3ALoS89

3）当压力超过粉末颗粒的临界压力时，粉末颗粒开始变形，从而使其密度又随压力增高而增加。

16、粉末冶金工艺中粉末的工艺性能评价指标

评价指标：

松装密度，流动性，压缩性与成形性；

（1>松装密度：

是指粉末试样自然地冲填规定的容器时，单位体积内粉末的质量，单位为g/cm3。

（2>流动性：

是50g粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位为s/50g,其倒数是单位时间内流出粉末的重量，俗称为流速；M2ub6vSTnP

（3>压缩性：

代表粉末在压制过程中被压紧的能力，通常以规定单位压力下粉末的压坯密度表示；

（4>成形性：

是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，通常用粉末得以成形所需的最小单位压制力表示或用压坯强度来表示。

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17、环件轧制中转动但直径不扩大现象的原因以及如何消除

环件直径不扩大是因为塑性变形区没有穿透环件径向壁厚，也就是环件外圆和内孔的表层为塑性区而心部仍为刚性区，因而不产生周向伸长和直径扩大的塑性变形。

消除环件轧制中转动但直径不扩大现象应通过改善锻透条件来予以解决。

增大每转进给量、增大轧辊半径、减小环件壁厚等，都可有效地改善锻透条件，有利于环件锻透并产生直径扩大的塑性变形。

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18、快速成形基本原理

集计算机辅助设计、数控、精密机械、激光和材料科学为一体的新型技术采用离散、堆积原理，自动迅速地将设计物体的CAD几何信息转化成实物原型。

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19、精密模锻的主要优点

精密模锻的主要优点是：

机械加工余量少甚至为零；尺寸精度较高，一般仅为普通模锻件公差的一半，甚至更小；表面质量好；材料利用率高；力学性能有较大的提高等。

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20、径向轧制的基本原理

是辗压轮1主动旋转，带动环形工件3旋转，工件带动芯辊2旋转。

辗压轮与芯辊的中心距离逐渐缩小，即工件厚度减小，直径逐渐扩大完成环形成形（如图4所示>TIrRGchYzg

21、径轴向轧制的基本原理

驱动辊作旋转轧制运动，芯辊作径向直线进给运动，端面轧辊作旋转端面轧制运动和轴向进给运动。

在径轴向轧制中，环件产生径向壁厚减小、轴向高度减小、内外直径扩大、截面轮廓成形的连续局部塑性变形，当环件经反复多转轧制使直径达到预定值时，芯辊的径向进给运动和端面辊的轴向进给运动停止，环件径-轴向轧制结束7EqZcWLZNX

22、摆动碾压机运动轨迹

当前的摆动辗压机，若以上模轴线上仟意一点（o点除外>的运动轨迹看，有圆、直线、螺旋线、菊花线（即叶瓣不交叉的多叶玫瑰线>、多叶玫瑰线（叶瓣交叉的多叶玫瑰线，摆辗铆接机多用这种轨迹>lzq7IGf02E

23、板料旋压成形的原理、变形与应用

（1>原理：

旋压是将板料或空心毛坯夹紧在模芯上，由旋压机带动模芯和毛坯一起高速旋转，同时利用滚轮的压力和进给运动，使毛坯产生局塑性变形并使之逐步扩展，最后获得轴对称的壳体零件zvpgeqJ1hk

（2>变形:

在旋压过程中，板料产生切向收缩和径向延伸，从而改变毛坯形状，直径增大或减小，而其厚度不变或有少许变化者称为不变薄旋压。

在旋压中不仅改变毛坯的形状而且壁厚有明显变薄者，称为变薄旋压，又叫强力旋压NrpoJac3v1

（3>应用：

旋压成形主要应用于铝、镁、钛、铜等有色金属及其合金与不锈钢的复杂中空回转体零件或产品的生产，如水壶、杯子、厨具与餐具、容器、灯罩、导弹外壳等1nowfTG4KI

24、液压胀形的定义与特点

<1）定义：

利用油、水<乳化液）等传力介质，代替刚性凸模或刚性凹模，在液体压力的作用下，使板料紧贴刚性凹模或刚性凸模而成形，得到所需的制件。

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<2）特点：

变形均匀且不会产生机械损伤，制件内在与表面质量好，平面凸模与液压系统为通用，仅需更换凹模，便可生产不同的零件，简化了模具制造，降低了模具成本；但其生产率比刚性模具的低，在超高压下的密封也是一个需要解决的问题。

液压胀形适合于形状较为复杂的多品种中小批量的薄板零件的生产tfnNhnE6e5

25、粘性介质压力成形

粘性介质压力成形

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工艺原理：

通过粘性介质的注入与排放，实时控制板料成形过程中的压力的施加与卸载，同时实时控制板料的压边力的大小，以实现成形力与压边力的最佳匹配和沿板料表面各部分压力的合理分布，进而通过不断调节压力分布有效地控制板料金属的合理流动，以实现对板料变形程度的控制。

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粘性介质压力成形可选用半固态、可流动并具有一定粘度和速度敏感性的高分子材料；粘性介质同时作用在板料的上下两面，通过调节压边力，同时，实时控制作用于板料上面的正向压力和下面的反向压力，可使板料按制件各部分形状的复杂程度实现顺序成型。

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26、现代成形

去除成形：

运用分离的方法把部分材料有序地从基体上分离出去；车、铣、刨、磨、激光切割、打孔等；最先实现数字化控制mZkklkzaaP

堆积成形：

运用合并与连接的方法，把材料<气、液、固相）有序地合并堆积起来；RP；计算机控制，不受零件复杂程度限制，材料利用率高，精度高，无需制模，周期短，成本高AVktR43bpw

受迫成形：

利用材料的可成形性<如塑性等）在特定外围约束下成形；锻压、铸造和粉末冶金；未完全实现计算机控制ORjBnOwcEd

生长成形：

利用材料的活性进行成形，自然界中生物发育均属于生长成形，克隆是产生在人为系统中的生长成形方式。

是最高层次成形的方法。

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27、光固化成型工艺

SLA成形过程：

液槽中盛满液态光固化树脂激光束在偏转镜作用下，能在液态表而上扫描，扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制，光点打到的地方，液体就固化。

成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深度．聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描，即逐点固化。

当一层扫描完成后．未被照射的地方仍是液态树脂。

然后升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新周化的一层牢周地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。

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28、薄型材料选择性切割成型机

LOM机主要组成：

（1>送纸、卷纸机构（2>热压、测高机构（3>X-Y扫描系统（4>CO₂激光切割系统（5>步进开环可升降工作台uEh0U1Yfmh

成形过程：

LOM工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。

片材表面事先涂覆上一层热熔胶。

加工时，热压辊热压片材，使之与下面已成型的工件粘接。

用CO₂激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在截面轮廓与外框之间多余的区域内切割出上下对齐的网格。

激光切割完成后，工作台带动已成型的工件下降，与带状片材分离。

供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域。

工作合上升到加工平面，热压辊热压，工件的层数增加一层，高度增加一个料厚。

再在新层上切割截面轮廓。

如此反复直至零件的所有截面粘接、切割完。

最后，去除切碎的多余部分，得到分层制造的实体零件。

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