精密成型技术
汽车齿轮精密锻造技术
汽车齿轮的精密锻造技术江苏森威精锻有限公司徐祥龙李明明摘要本文介绍了精密锻造成形在汽车齿轮制造中的应用,总结了各种齿形精密锻造的关键技术,特别提到分流锻造在齿形成形方面的应用。
前言齿轮精密锻造成形是一种优质、高效、低消耗的先进制造技术,被广泛地用于汽车齿形零件的大批量生产中。
随着精密锻造工艺和精密模具制造技术的进步,汽车齿轮和齿形类零件的生产已越来越多地采用精密锻造成形。
当前国外一台普通轿车采用的精锻件总质量已达到(40—45)Kg,其中齿形类零件总质量达10Kg以上。
精锻成形的齿轮单件质量可达1Kg以上、齿形精度达到(DIN) 7级。
随着汽车的轻量化要求和人们环保意识的增强,汽车齿轮制造业将更多地应用精锻成形技术。
一.伞齿轮的精锻成形1. 伞齿轮(锥齿轮)的热精锻成形(1)早期的伞齿轮精密锻造伞齿轮的精密锻造最早见于50年代德国的拜尔工厂,并在蒂森等公司得到广泛的应用(1)。
我国上海汽车齿轮厂等在70年代采用热精锻技术,成功进行了伞齿轮的精密锻造生产。
在当时社会主义大协作的环境下,伞齿轮的精锻技术很快在齿轮行业得到推广应用。
该技术的应用和发展得益于2项当时先进的技术:模具的放电加工技术和毛坯感应加热技术。
先淬火后加工的放电加工避免了模具淬火变形带来的齿廓误差;快速加热的中频感应加热解决了齿轮毛坯在加热过程中的氧化和脱碳问题,以上2项技术的应用使锻造成形的伞齿轮齿面达到无切削加工要求(图1、图2)。
图1.精锻成形的行星和半轴齿轮图2.精锻成形的汽车行星齿轮(2)锻造设备伞齿轮的锻造设备在国外一般使用热模锻压力机。
但在60-70年代的中国,热模锻压力机是非常昂贵的设备。
因此,国内企业普遍使用的锻造设备是双盘摩擦压力机(图3)。
该设备结构简单,价格便宜,很快成为齿轮精锻的主力设备。
但摩擦压力机技术陈旧、难以控制打击精度、而且能源利用率较低。
随着高能螺旋压力机和电动螺旋压力机的出现(图4),落后的摩擦压力机有被取代的趋势。
机械制造的智能化技术发展趋势(三篇)
机械制造的智能化技术发展趋势智能化技术对机械制造行业的发展具有重要意义。
随着科技的不断进步和人工智能的快速发展,机械制造行业也在不断地向智能化方向发展。
智能化技术可以提高机械制造的效率和精度,降低人力成本,更好地满足市场需求。
本文将探讨机械制造的智能化技术发展趋势。
一、大数据和云计算大数据和云计算技术的兴起为机械制造业带来了巨大的变革。
机械制造企业可以通过收集、分析和利用大数据来优化生产流程、预测需求、改进产品质量等。
同时,云计算技术使得企业可以将数据存储在云端,实现数据的共享和实时交流,提高生产效率和响应能力。
二、物联网技术物联网技术将物理设备和电子设备进行互联,使得机械设备能够进行远程监控和控制。
通过物联网技术,机械制造企业可以实现对生产设备的状态监测和故障预警,并可以进行远程维护,降低停机时间和维修成本。
此外,物联网技术还可以实现设备之间的信息共享和协同工作,提高生产效率。
三、人工智能技术人工智能技术在机械制造行业的应用越来越广泛。
通过机器学习、深度学习等人工智能技术,机械设备可以学习和适应不同的工艺条件,优化参数设置,提高生产效率和产品质量。
同时,人工智能技术还可以实现机器视觉、语音识别等功能,使得机械设备可以进行自动检测和诊断。
四、机器人技术机器人技术在机械制造行业的应用也越来越普遍。
机器人可以代替人工完成繁重、危险和重复性工作,提高生产效率和安全性。
通过与人工智能技术的结合,机器人可以进行自主导航、智能抓取等操作,实现灵活的生产线布局和任务分配。
五、增强现实和虚拟现实技术增强现实和虚拟现实技术可以为机械制造提供更好的设计和培训工具。
通过增强现实技术,设计师可以在实际环境中进行模拟和调整,加快设计和改进过程。
通过虚拟现实技术,培训人员可以进行虚拟培训,降低培训成本和风险。
六、自动化和协作机器人技术自动化和协作机器人技术可以实现机械制造的高度自动化。
通过自动化技术,机械设备可以实现全自动生产和装配,降低劳动力需求和人为错误。
精密成形技术
浇铸温度的影响:浇注温度越高,收缩率越大,浇注温度低,收缩率越小,应适当
4、精密塑性成型
明德 砺志 博学 笃行
概念:采用塑性变形的方式来成形零 件的工艺方法,精密塑性成形是指所 成形的制件达到或接近成品零件的形 状和尺寸。
方法
弯曲
冲裁
拉伸
锻造
模压
明德 砺志 博学 笃行
焊接是现代工业中不可缺少的 一种工艺方法,它不仅在机械 制造中得到广泛应用,而且在 电器、仪表、建筑、航空、航 天等领域也起着重要的作用。
先进焊接技术之闪光对焊
闪光对焊是将两个焊件相对放 置装配成对接接头,接通电源并 使其端面逐渐接近达到局部接触, 利用电阻热加热这些触点(产生 闪光),使端面的这些金属触接 点加热熔化,直至端部在一定深 度范围内达到预定温度时,迅速 施加顶锻力,依靠焊接区金属本 身的高温塑性金属的大变形和电 阻热,使两个分离表面的金属原 子之间接近到晶格距离,形成金 属键,在结合面上产生足够量的 共同晶粒而得到永久接头。
明德 砺志 博学 笃行
径向尺寸 一般热模锻 热精锻件 温精锻件为 冷精锻件为
表面粗糙度
一般热模锻件 冷精锻件
±0~±1.0mm ±0.2~± 0.4mm ±0.1 ~±0.2mm ±0 .01~±0.1mm
Ra12.5 Ra0.2~0.4
明德 砺志 博学 笃行
5、焊接新工艺、新技术
概念:金属焊接是指利用加热或加压手段,借助于金属原子间的结合与扩 散作用,使被焊接金属材料牢固的连接起来的一种加工工艺。
先进焊接技术之激光焊
明德 砺志 博学 笃行
激光焊是一种以聚焦的激光束作为 能源轰击焊件所产生的热量进行焊接 的方法。
冷挤压成形技术
冷挤压成形技术冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。
冷挤压是指在冷态下将金属毛坯放入模具模腔内,在强大的压力和一定的速度作用下,迫使金属从模腔中挤出,从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。
显然,冷挤压加工是靠模具来控制金属流动,靠金属体积的大量转移来成形零件的。
冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术,较多应用于中小型锻件规模化生产中。
与热锻、温锻工艺相比,可以节材30%~50%,节能40%~8 0%而且能够提高锻件质量,改善作业环境。
目前,冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用,已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。
二战后,冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用,而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现便拓展了其发展空间。
日本80年代自称,其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件,有30%~40%是采用冷挤压工艺生产的。
随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的不断提高,冷挤压生产工艺技术己逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。
与其他加工工艺相比冷挤压有如下优点:1)节约原材料。
冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,提高材料利用率。
冷挤压的材料利用率一般可达到80%以上。
2)提高劳动生产率。
用冷挤压工艺代替切削加工制造零件,能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。
3)制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。
零件的精度可达IT7~IT8级,表面粗糙度可达R0.2~R0.6。
因此,用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。
4)提高零件的力学性能。
冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度远高于原材料的强度。
此外,合理的冷挤压工艺可使零件表面形成压应力而提高疲劳强度。
近净成形技术
1.1 近净成形概念
近净成形技术是指零件成形后,仅需少量加工 或不再加工,就可用做机械零件的成形技术。它 将新材料、新能源、精密模具技术、计算机技术 自动化技术等多种高新技术融入传统的毛配成形 技术,使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度 轻量化、低成本的成形技术。采用近净成形技术 所获得的机械零件具有精确的外形、高的尺寸精 度、形位精度和好的表面粗糙度。[2]
高、质量稳定、劳动条件好等优点,在工业发达国家这种生产线研究和建 设已有几十年历史,并且随着人们对产品个性化的要求,已经出现一些柔 性生产线。
1.3近净成形的发展概况
5.重视生产过程的质量控制,提高质量一致性 国外企业为了保证产品质量一方面加强管理,做好生产全过程的质量
控制,另一方面通过生产过程中的自动化和智能控制以保证近净成形生产 质量稳定,并且开发各种在线检测和无损检测技术和仪器,并且进行了统 计过程控制技术的研究和应用,从而使成形件的质量和精度可靠。上述几 项关键技术我国还有不小差距,也需要尽快掌握,从而保证最终成形件质 量。 6.发展近净成形技术的虚拟制造和网络制造
121精密铸造成形压铸循环过程压铸循环过程清理模具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具具喷刷涂料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料料合模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模浇注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注注压射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射射凝固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固固开模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模顶出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出取出铸件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件件全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环全自动压铸循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环半自动压住循环清理模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模模喷刷涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂涂清理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理理喷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷刷清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清清合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合合喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷喷浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇浇压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压凝凝凝凝凝凝凝凝凝凝凝
航空材料精密成型技术
航空材料精密成型技术
航空材料精密成型技术是指利用先进的加工设备和工艺技术,对航空材料进行
精密成型加工,以满足航空产品对材料精度、表面质量和性能要求的技术。
航空材料精密成型技术在航空航天领域具有重要意义,能够提高航空产品的质量、性能和可靠性,推动航空工业的发展。
首先,航空材料精密成型技术可以提高航空产品的精度和表面质量。
航空产品
对材料的精度和表面质量要求非常高,而精密成型技术能够实现对材料的高精度加工和表面质量控制,确保航空产品的精度和表面质量达到要求。
通过精密成型技术,可以实现对航空材料的精密切削、成形和表面处理,提高航空产品的精度和表面质量。
其次,航空材料精密成型技术可以改善航空产品的性能。
航空产品对材料的性
能要求非常严格,而精密成型技术可以实现对材料的精密加工和成型,提高材料的力学性能、热学性能和耐腐蚀性能,改善航空产品的整体性能。
通过精密成型技术,可以实现对航空材料的精密成形和组织控制,提高航空产品的性能和可靠性。
最后,航空材料精密成型技术可以推动航空工业的发展。
航空工业是国家重点
支持的战略性新兴产业,而航空材料精密成型技术作为航空工业的关键技术之一,能够提高航空产品的质量、性能和可靠性,推动航空工业的发展。
通过精密成型技术,可以实现对航空材料的精密加工和成型,提高航空产品的竞争力和市场占有率,推动航空工业的发展。
综上所述,航空材料精密成型技术具有重要意义,能够提高航空产品的精度、
表面质量和性能,推动航空工业的发展。
随着航空工业的不断发展和航空产品对材料要求的不断提高,航空材料精密成型技术将会得到更广泛的应用和发展,为航空工业的发展注入新的活力。
航空发动机涡轮叶片精密成形技术分析
航空发动机涡轮叶片精密成形技术分析航空发动机涡轮叶片是发动机中非常关键的部件,其性能直接影响着发动机的工作效率和稳定性。
涡轮叶片的制造工艺和精密成形技术显得尤为重要。
本文将分析航空发动机涡轮叶片的精密成形技术,并介绍其制作工艺及相关的发展动态。
一、涡轮叶片制造工艺1.铸造工艺涡轮叶片的制造原料通常为高温合金,通过铸造工艺进行生产。
铸造工艺主要包括原料准备、模具制作、熔炼浇注、冷却固化等工序。
在具体的生产制造过程中,铸造工艺需要高度的精密度和专业的技术来保证叶片的质量和性能。
2.金属成形工艺金属成形工艺是将金属材料通过加热软化后,利用压力和模具进行成形。
这种工艺在涡轮叶片的制造中应用广泛,可分为锻造和压铸两种方式。
其中锻造工艺适用于生产较大型、较复杂结构的涡轮叶片,而压铸工艺则适用于生产批量较大、形状较为规则的叶片。
3.热等静压工艺热等静压工艺是通过将金属粉末装入模具后,进行高温高压处理,使得粉末颗粒在原子级别上发生结合。
这种工艺可以制作出具有优异超高温性能和抗疲劳性能的涡轮叶片。
二、涡轮叶片精密成形技术分析1.数控机床加工技术数控机床加工技术是目前涡轮叶片精密成形中应用较多的一种技术,其主要是通过电脑控制机床进行切削加工,能够实现高精度、高效率和高质量的加工。
数控机床加工技术在提高涡轮叶片的精密度和表面质量方面起到了重要的作用。
2.激光成形技术激光成形技术是一种利用激光束对金属材料进行熔化和成形的技术,可实现对涡轮叶片的高精度成形和表面处理。
激光成形技术具有无污染、灵活性高、加工效率高等优点,是目前涡轮叶片精密成形技术中的一种新兴技术。
3.电火花加工技术电火花加工技术是利用电脉冲放电的原理,通过在工件表面产生高温高压的等离子体进行加工,可以实现对涡轮叶片的微细加工和表面处理。
电火花加工技术具有高精度、高表面质量和加工难度低的特点,适用于对涡轮叶片的精密加工。
以上介绍的技术只是涡轮叶片精密成形技术中的一部分,随着科技的不断发展,会有更多更先进的技术不断涌现,为涡轮叶片的精密成形提供更多可能。
外螺纹冷滚压精密成形工艺研究进展
外螺纹冷滚压精密成形工艺研究进展1. 研究背景和意义- 介绍外螺纹冷滚压精密成形技术的应用背景和意义2. 工艺原理和流程- 介绍外螺纹冷滚压精密成形的工艺原理和流程- 分析不同冷滚压工艺参数对成形质量的影响3. 典型加工工件与特点- 介绍外螺纹冷滚压精密成形技术在典型加工工件中的应用- 分析外螺纹冷滚压精密成形的特点和优势4. 工艺控制和优化方法- 介绍外螺纹冷滚压精密成形的工艺控制和优化方法- 分析控制参数的选择与优化对成形质量的影响5. 发展前景和展望- 总结外螺纹冷滚压精密成形的研究进展和应用现状- 展望外螺纹冷滚压精密成形技术的未来发展趋势和应用前景第一章研究背景和意义随着工业化的发展,对高精度、高性能零部件的需求越来越高,而外螺纹冷滚压精密成形技术正是一种快速、高效、高精度的制造方法。
外螺纹冷滚压精密成形可以用于生产各种高精度的安装和连接部件,如螺纹管件、孔型结构和多形状零件。
该技术经过多年的发展和完善,在工业生产中已经得到广泛应用。
外螺纹冷滚压精密成形技术的应用推广,有助于提高工件的质量和精度,降低生产成本和浪费,实现工业生产的智能化和数字化。
本章将详细介绍外螺纹冷滚压精密成形技术的研究背景和意义。
首先,介绍外螺纹冷滚压精密成形技术的基本原理和应用范围。
然后,分析外螺纹冷滚压精密成形技术的现状和发展趋势。
最后,总结外螺纹冷滚压精密成形技术在工业应用中的优势和作用。
二、外螺纹冷滚压精密成形工艺原理和流程外螺纹冷滚压精密成形是一种压制加工方法,该方法采用滚轮或螺纹滚轮在压制过程中绕着工件旋转,使得工件受到轴向和周向的同步力,并通过变形产生成型。
外螺纹冷滚压精密成形工艺的基本流程包括:工件准备、工艺参数的选择、装夹和定位、精密成形和质量检验等环节,其中每一个环节都关键影响着成形质量和成形效率。
1.1 工件准备外螺纹冷滚压精密成形工艺的第一步是工件的准备。
工件必须具有合适的材料和几何形状。
材料的性能是影响成形质量的重要因素之一,要求工件具有优异的韧性、延展性和抗疲劳性。
先进制造工艺--精密洁净铸造成形工艺
第二讲1. 精密洁净铸造成形工艺气化模铸造工艺与设备概述气化模铸造按工艺方法主要分为两种:气化模-铡压铸造(EPC-V法)和气化模-精铸-负压复合铸造(EPC-CS法)。
EPC-V法铸造是气化模-振动计紧实负压工艺。
它利用气化模作一次性模型和不含水分、粘结剂及任何其他附加物的干砂造型,浇注和凝固期间铸型保持一定的负压度,由此获得近零起模斜度,可直接铸螺纹及曲折通道,表面光洁、尺寸精确、无飞边的近无余量少加工精密铸件。
EPC-CS法复合铸造是气化模-精铸-振动紧实负压复合铸造工艺。
它是用气化模代替蜡融出,将超薄型壳埋入无粘结剂干砂中,采用振动紧实造型,浇注和凝固期间铸型保持一定的负压度,而获得表面光洁、尺寸精确的无余量精密铸件。
气化模铸造是在实型铸造基础上发展起来的。
实型铸造由美国H.F.Shoyer发明并于1958年获得专利。
后经德国Witmoser等深入研究,1961年进入工业化生产,尤其对冶金矿山、造船和机械用大型、单件、小批量生产的铸件更为适宜,在工业生产中应用实型铸造的国家主要有美、英、法、俄、日、德、和中国等。
由于实型铸造采用可消失的聚苯乙烯塑料模,不存在普通砂型铸造从铸型中取出模样的困难,简化了铸造工序,降低劳动强度和成本,提高了生产效率。
但实型铸造存在着铸件表面质量差,尺寸精度低,易造成中、低碳钢铸件表面增碳和缺陷,因此限制了该工艺的发展和应用。
80年代,工业发达国家,在实型铸造基础上,针对上述问题进行了研究,推出了EPC-V法铸造工艺,引起了铸造界的关注,认为这是铸造行业上的一项突破。
福特、通用、菲亚特等汽车公司已开始应用该工艺生产汽车、发动机和涡轮机用铸件,如图28所示。
该工艺在欧洲、美洲、日本及中国也等到大力开发和应用。
然而,EPC-V法铸造工艺易于在铸件内存在气化残物和造成中、低碳钢铸件表面增碳、增氢缺陷[59],一般渗碳层深度为0.5~2.5mm,渗碳量(质量分数)在0.01%~0.6%之间,使铝合金铸件的气密性较差,从而限制了EPC-V铸造在生产铸铝、铸钢件中的应用。
金属精密成型技术
金属精密成型技术
1 精密金属成型技术
精密成型技术指的是采用特定的工艺、精密的工装、测试和控制
系统,结合现代机械加工技术,使用精密金属和各种高科技材料进行
加工精密成型的一种技术。
现代精密成型技术涉及各类机械加工技术,以及各种一般性和专业性技术部分,对材料特性及表面形貌、尺寸精
度等有着较高要求。
比如工业领域中通常采用的模铸造技术以及各类拉伸折形技术,
都是精密成型技术的基本环节。
它们被广泛应用于汽车制造、航空航天、船舶及建筑等领域中的精密零部件的加工。
由于各项先进的精密
成型技术,在完成精密零部件加工时,可以由原材料迅速加工成我们
所需要的精密零部件,可以有效的节省时间和费用,提高效率。
2 精密加工的过程
现代精密成型技术在加工过程中,整个成型过程包括机械加工技术、特殊材料使用、材料成型和组装技术等。
它们利用多种不同精密
金属材料,如钢材、有色金属、金属合金、镀层金属等,在加工过程中,能够制作出各种不同形状及功能的产品。
具体讲,精密成型技术也包括车削、磨床、钻铣床、铣铰等多种
机械精密加工技术。
同时还可以应用焊接、锻造、锻筋、拉伸、塑性
成形等技术使其尺寸更加容易控制,形状更加精确,再加上性能检测和物流管理,以实现精密原件的加工成形。
因此,精密成型技术一般比传统的机械加工技术要复杂得多,但也可以使精密零部件的加工更精确、更可靠,避免人为的缺陷,从而起到防护、保全的作用。
可见,精密成型技术在现代工业领域里占据了至关重要的作用,它们的日益发展,万分彰显了科技的发展,以及我们对精密零部件加工的认识和把控能力的提升。
零部件的精密塑性成形技术考核试卷
B.成形温度
C.模具的摩擦系数
D.成形速度
8.下列哪种技术不属于模具的精密加工技术?()
A.电火花加工
B.数控铣削
C.镀膜技术
D. 3D打印
9.以下哪个因素对精密塑性成形件的残余应力影响最大?()
A.成形温度
B.成形速度
C.模具的材料
D.材料的弹性模量
10.下列哪种方法可以减小精密塑性成形过程中的回弹现象?()
A.模具的材料
B.成形速度
C.模具的磨损
D.材料的表面处理
10.以下哪些方法可以降低精密塑性成形过程中的模具磨损?()
A.增加模具硬度
B.使用润滑剂
C.减小成形力
D.提高成形温度
11.以下哪些成形工艺适用于高精度、小尺寸零件的生产?()
A.精密铸造
B.电火花加工
C.数控铣削
D.挤压成形
12.以下哪些因素会影响精密塑性成形件的生产效率?()
考生姓名:__________答题日期:__________得分:__________判卷人:__________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分)
1.精密塑性成形技术中,以下哪种方法主要应用于金属板料的成形?()
A.挤压成形
B.冲压成形
C.拉拔成形
D.粉末冶金
2.以下哪种材料在精密塑性成形过程中具有较好的塑性?()
A.铝合金
B.不锈钢
C.高碳钢
D.钛合金
15.在精密塑性成形技术中,以下哪种方法适用于复杂三维形状的成形?()
A.拉拔成形
B.冲压成形
C.精密铸造
D.粉末冶金
16.以下哪个因素会影响精密塑性成形件的机械性能?()
第3章精密成形技术_图文
第3章精密成形技术精密成型技术是指零件成型后,仅需少量加工或不再加工(近净成型技术或净成型技术)就可用做机械构件的一种成型技术。
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型技术,使之由粗糙成型变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本、无公害的成型技术。
它使得成型的机械零件具有精确的外形、高的尺寸精度和形位精度、低的表面粗糙度。
精密成型技术具有以下特点:(1)可方便快捷地制出过去很难制出的结构件,为新产品的开发提供有力的技术支持,并具有对市场要求做出迅速响应的能力;(2)较理想地保留了材料组织的连续结构,提高了零件的机械、力学和物理综合性能;(3)近净成型尺寸及形位精度高,为后续采取高效率、高精度加工提供了理想的毛坯;(4)高效率、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;(5)较传统成型产品改善了生产条件、减少了对环境的污染,是一种清洁生产技术。
因此,精密成型技术将成为今后推广应用的重要绿色制造技术,是新工艺、新材料、新设备,以及各项新技术成果的综合集成技术。
常见的少无切削加工技术包括:粉末成形技术、精密液态成形技术、精密固态成形技术、精密焊接技术,以及最近几年才发展起来的快速原型技术等。
3.1精密液态成形技术铸造是一种液态金属成形方法。
长期以来,应用最广泛的是普通砂型铸造。
随着科学技术的不断发展和生产水平的不断提高以及人类社会生活、生产的需要,在继承古代铸造技术和应用近代科学技术成就的基础上,开创了许多新的铸造方法和工艺。
使现代铸造技术朝着“精密、洁净、高效”方向发展。
现代铸造技术以熔体洁净、铸件组织细密(性能高)和表面光洁、尺寸精度高、生产效率高为主要特征,可以简称为精密洁净高效铸造工艺技术。
精密洁净铸造是采用各种特殊的工艺方法实现的。
常见的包括:精密砂型铸造(组芯造型铸造、熔模铸造、陶瓷型铸造、壳型铸造),消失模铸造,高效金属型铸造(挤压铸造、压力铸造、低压铸造),半固态铸造,近终形状铸造等。
精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文
精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文引言微塑性成形技术主要是采用塑性变形的方式进行形成微型零件的工艺方法,在多种复杂形状微小零件作用下能够达到微米量级,所以在微型零件的制造上较为适用。
微塑性成形技术并非是传统塑性成形工艺的简单等比例缩小,其作为新的研究领域对实际的发展有着重要促进作用,故此加强这一领域的理论研究就有着实质性意义。
1 精密微塑性成形原理特征及方法分析1.1 精密微塑性成形原理特征分析科技的发展带来了生产的效率提升,在微塑性成形技术的发展过程中经历了不同时期的进步,传统的成形工艺按照比例微缩到微观领域在参数上的适应性就失去了。
而微塑性成形技术在现阶段已经成了多种学科交叉的边缘技术,实际成形中的润滑以及摩擦也与此同时发生了一些变化,所以宏观摩擦学当中的摩擦理论就不能有效适应。
但由于微小尺度下秒面积与体积的增大,所以在摩擦力就对成形造成的影响逐渐扩大,那么润滑就是比较关键的因素。
从实际的成形原理来看,在工件进行微缩化的过程中,此时在摩擦力上就会随之加大,压力的加大那么封闭润滑包中的润滑油压强也随之加大,这样就支持以及对成形的载荷实现了传递,进而对摩擦也减小了。
在工件的尺寸不断的微小化过程中,开口润滑包面积减少幅度不是很大,但在封闭润滑包的面积减少幅度就相对比较大,采用固体润滑剂的过程中由于不存在润滑剂溢出的状况所以就对摩擦系数的影响也较小。
1.2 精密微塑性成形方法分析微塑性成形工艺及方法的相关研究主要是在微冲压以及微体积成形方面,其中的微体积成形主要是进行的微连接器以及顶杆和叶片等微型的期间精密形成。
以螺钉为例,其最小的尺寸只有0.8 微米,而微成形胚料的最小直径是0.3 微米,在模压成形的微结构构建沟槽的最小宽度能够达到二百纳米。
另外在微冲压成形这一方法上最为重要的就是进行的薄板微深拉伸以及增量成形等方法。
微型器件的微塑性成形技术属于新兴的研究领域,在成形的方法上主要就是实现毫米级的微型器件精密微成形,在微塑性成形技术的不断发展下,这一技术会进一步的优化。
净形成形技术(Net Shape Forming Technology)
(3) FCF制程因采用板材下料的方式,故于生产技术中,大都采用板金成形之生产方式。
微小形零件一采用连续冲模自动化生产。
1. 小型零件一采用连续冲模自动化生产。
2. 中、小型零件形状较杂,应用工序较少者-采用胚料传送自动化生产。
3. 中、小型零件形状较复杂,应用工序较少者-采用复合模具,实施人工生产或结合机械手(robot)之自动化生产。
(2)电化学加工(ECM)
电化学加工(Electro-Chemical Machining)是利用在电解液中的电化学溶解将工件加工成形。加工时工件接电源的正极,工具(电极)接电源的负极,工具(电极)向工件缓慢进给,使二极之间保持在约0.1~0.5mm间隙,被加工件金属在电化学作用下以离子状态进入电解液,形成氢氧化物,而此间隙中的氢氧化物被高速流动之电解液冲走,以确保电化学反应能持续不断的进行,直到加工结束。
所谓净形锻造就是:
(1)相对于传统模锻制程,可得较小之后续机械加工量之锻造制程。
(2)锻件局部重要位置不需后续机械加工即可符合零件之尺寸及公差要求之锻造制程。
(3)在符合零件之尺寸及公差范团内,锻件可不需后续机械加工。
传统的锻造制程,胚料经由剪切或锯断控制下料重量,通过加热炉之加热,达到锻造制程所需之温度,藉由送料机构或人员操作,在锻造机械,如落钟锻机或机械压床的成形下,完成锻造工程,再进行剪缘及后续之加工。在这些过程中,下料重量的多寡,加热能量的消耗,锻造工程道次,锻材步留率的高低,锻品之要求精度,模具制作的费用,操作机台及人员之投资,以及后续加工量的多少、难易等等,都会影响最终产品的制造成本及其价值。因此,为了降低制作成本、提高产品价值及竞争力,制程设计者纷纷朝向精密净形锻造或省能源锻造的方向前进,以期达到下述目标:
高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术研究
第5卷 第1期2021年1月宇航总体技术Astronautical Systems Engineering TechnologyVol.5No.1Jan.2021收稿日期:2019-12-12;修订日期:2020-03-12基金项目:国家自然科学基金(U183720013)作者简介:李倩云(1974-),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为运载火箭结构设计。
E-mail:zybzyrsbt1@126.com高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术研究李倩云,胡 勇,王 辰,王 迪,张 东(北京宇航系统工程研究所,北京100076)摘 要:针对现有铝合金薄板加筋条铆接或轧制厚板铣削的制造方式已经难以满足新型运载火箭舱段壁板在轻量化、高性能和低成本快速制造等方面的发展需求,从挤压成形所具有的高效率、高成形精度和良好的稳定性等特点出发,围绕高强韧高成形性可焊铝合金设计、高纯均质熔铸工艺、挤压流变整体成形以及复杂断面构件热处理调控的研究,提出采用带筋筒形件挤压开坯、精近成形后剖展的方法,制造宽幅薄壁高筋壁板,在降低宽幅薄壁高筋壁板对工装高要求的同时提高成形稳定性,并兼具高效、低成本、高性能等特点,能够支撑轻质高强薄壁大型舱段的高性能、低成本、高效制造。
关键词:薄壁高筋大型壁板;高强铝合金;强塑性变形;形性协同 中图分类号:V421 文献标识码:A文章编号:2096-4080(2021)01-0019-08Research of Precise Manufacturing Technology for LargeThin Wall Panel with High Ribs Made ofHigh Strength Aluminum AlloyLI Qianyun,HU Yong,WANG Chen,WANG Di,ZHANG Dong(Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering,Beijing 100076,China)Abstract:The existing manufacturing methods including thin plate with riveting ribs or milling ofrolled plates have been difficult to meet the development needs of new launch vehicle cabin wallpanels in terms of light weight,high performance and low cost and rapid manufacturing.Based onthe high efficiency,high forming accuracy and good stability,the research focuses on the design ofnovel ultra-high strength aluminum alloy,high-purity homogeneous casting process,integral ex-trusion,and heat treatment control of complex cross-section components.A new method of sym-metrical extrusion of ribbed cylindrical parts and dissected after precise close-form thinning tomanufacture thin wall panel with high ribs is proposed,with which the requirementof industrial e-quipment for wide-width thin-wall panel with high ribs is reduced,and the forming stability is im-proved.Also,this method is high efficiency,low cost and high performance,which supports theefficiency manufacture of light weight and high-strength thin-wall large-sized cabins with high per-formance and low cost.宇航总体技术2021年1月Key words:Thin wall panel with high ribs;High-strength aluminum alloy;Severe plastic deform-ation;Shape and properties coordination0 引言运载火箭是完成国家重大航天工程和实现航天强国的基本保证,《2017—2045年航天运输系统发展路线图》规划中提到[1],到2020年,我国长征系列运载火箭将达到国际一流水平,同时面向全球提供多样化的商业发射服务,并实现运载火箭的低成本制造,这对火箭结构的高性能、低成本、高效制备提出了更高的要求。
精密成形技术
第二章
金刚石切削:在符合条件的机床和环境下,可以得到超光滑表面,表面粗糙度可达 Ra0.02~ 0.005μm,精度小于 0.1μm,可达到光学表面质量的要求。
第三章
多精密和超精密磨削:是一种亚微米级的加工方法,正在向纳米级发展,加工精度达到或高 于 0.1μm、表面粗糙度低于 Ra0.025μm的砂轮磨削方法,适宜于钢、铁材料及陶瓷、玻璃等 脆硬材料。 精密磨削加工机理:主要是靠砂轮的具有微韧性和等高性的磨粒实现的,多用于机床主轴、 轴承、液压阀件、滚动导轨、量规等的精密加工。 超精密磨削加工机理: 精密磨削加工机床:具有高几何精度,高刚度,低速进给运动的稳定性,减少振动,减少热变 形、微量进给装置。 砂带磨削特点:砂带与工件是柔性接触,磨粒载荷小而均匀,砂带磨削工件表面粗糙度可达 Ra0.05~0.01μm;静电植砂法制作的砂带使磨粒具有方向性,力、热作用小,有较好的切削 性,有效地减少了工件变形和表面烧伤,工件尺寸精度可达 5~0.5μm,平面度可达 1μm: 磨削效率高,可以与铣削和砂轮磨削媲美;砂轮制作方便,无烧结、动平衡等问题;砂带磨 削有广阔工艺性、应用范围和很强的适应性。 砂带磨削机理:砂带磨削时,砂带经接触轮与工件被加工表面接触,由于接触轮的外缘材料 一般都是有一定硬度的橡胶或塑料,是弹性体;同时砂带的基地材料是纸、布或聚酯薄膜, 也有一定的弹性。
第五章
电化学加工:是利用电与化学理论方法,对工件进行加工的,
基本原理:溶液中的离子按照规定的方向移动,在阴极发生还原反应,析出金属,沉积在
阴极的过程叫电沉积加工,在阳极发生氧化反应,溶解、蚀除金属的过程叫电解加工。
电解加工:原理,加工时,工件接直流电源的正极,工具接电源的负极,工具向工件缓慢进
给,使两极之间保持较小的间隙(0.1~1mm),具有一定的压力(0.49~1.96MPa)的电解液 从间隙中流过,这时阳极工件的金属被逐渐电解腐蚀,电解产物被高速的电解液带走。直至 工件表面形成与阴极工具基本形似的形状为止。 工艺特点:加工范围广,生产效率高,且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。 加工质量好,可用于加工薄壁和易变形零件,工具阴极无损耗。 局限性:加工精度和加工稳定性不高,单件小批量生产的成本高。 加工设备: 直流电源,电解液循环系统,装夹工具电动机和工件机床、夹具系统等,
金属精密液态成形技术-第8章反重力铸造
240~ 320
300
—
345~
—
374
—
350~
360
—
390~
395
—
440~
450
断后伸长率δ(%)
铸态
热处理
—
—
—
—
15
Hale Waihona Puke —18.5~48.7 —
—
13
—
21~
24
—
17~
22
布氏硬度 HBS
铸态 热处理
70~80 95~ 115
75~85 100~ 120
90
—
84~
—
100
—
70~80
—
98
反重力铸造可与砂型铸造、金属型铸造、熔模 精铸、石膏型精密铸造等技术结合, 生产出用其 他成形方法难以浇注的复杂、薄壁、整体铝、镁 合金铸件, 解决了优质复杂薄壁铸件浇注中的重 大关键难题。
低压铸造
反 重 真空铸造 力 铸 差压铸造 造
调压铸造
坩埚液面增压,将金属液沿反重 力方向压入铸型型腔。
型腔置负压,大气压作用于坩埚 液面,将金属液沿反重力方向压 入铸型型腔。
➢ 低压铸造的设备比压力铸造的设备简单,且容易制造。
8.2低压铸造工艺设计
8.2 低压铸造工艺设计
8.2.1铸型种类
低压铸造对铸型材料没有特殊要求,凡可作为 铸型的各种材料,都可以用作低压铸造的铸型材 料。
金属型 非金属铸型
如砂型(黏土砂、水玻璃砂、树脂砂等)、壳 型、金属型、石墨型、熔模精铸壳型、陶瓷型、 石膏型等都可应用。
8.1.1工作原理及浇注工艺过程
低压铸造工作原理
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第3章 先进制造工艺技术(一)
消失模铸造
优越性 无需取模、无分型面,无泥芯,因此无飞边毛刺,无拔模斜度, 故尺寸精度和表面粗糙度较高;同时方便了铸件结构的设计。 因为填充砂采用干砂,型砂中无粘结剂以及其它附加物,减少了 由此带来的缺陷,铸件废品率显著下降;同时简化了砂处理工序。
压力铸造工艺
先进制造工艺的发展趋势
• 制造加工精度不断提高 18世纪,其加工精度为1mm; 19世纪末,0.05mm; 20世纪初,μm级过渡; 20世纪50年代末,实现了μm级的加工精度; 目前达到10nm的精度水平。
• 切削加工速度迅速提高 20世纪前,碳素钢,耐热温度低于200ºC,10m/min
; 20世纪初,高速钢,500-600ºC,30-40m/min; 20世纪30年代,硬质合金,800-1000ºC, 数百米/min; 目前陶瓷、金刚石、立方氮化硼,1000ºC以上, 一千至数千米/min。
第3章 先进制造工艺技术(一)
压力铸造
液体充型特点 压铸过程中,液态金属被压力所推动,在压力下凝固,高压高速 填充压铸型是压铸的最大特点。液体金属在压铸模型腔中的流动 也与砂型铸造有本质不同;
(3)制备某些特殊性能的结构材料和功能材料。 (4)节能、节材、高效省时。
是一种无切削或少切削、高效省时的新技术
第3章 先进制造工艺技术(一)
粉末冶金
粉末冶金材料的应用与分类,主要有
:
粉末冶金多孔材料
粉末冶金减摩材料
粉末冶金模具材料
粉末冶金结零件
粉末冶金电磁材料
粉末冶金高温材料
粉末冶金
粉末冶金工艺流程
热喷涂、化学热处理、激光表面处理、离子注入等。
第3章 先进制造工艺技术(一)
先进制造工艺技术的分类
精密成型技术 超精密加工技术 高速与超高速加工技术 微细加工技术 表面工程技术 快速原型制造技术
第二节 精密成型技术
1 粉末冶金
2 精密铸造
3 精密锻造
4 精密冲裁
5 精密焊接
15:31
6 快速原型制造技术
含油轴承、 齿轮、凸轮、导 杆、刀具等
具有独特的化学组 成和机械、物理性能 !
这些性能是用传统的 熔铸方法无法获得的!
第3章 先进制造工艺技术(一)
粉末冶金优点:
(1)材料利用率高。
可比常规加工减少50%左右的能力消耗
(2)设计自由度高。
可根据零件的使用条件设计材料的成分,富裕制品特 有的组织结构,使其具有优异的性能。
第3章 先进制造工艺技术(一)
压力铸造
第3章 先进制造工艺技术(一)
压力铸造
生产原理 属于金属型铸造,用金属材料制作铸型; 熔融的金属在高的压力(几兆帕~几十兆帕)下,在极短的时间(充 填时间一般为0.01~0.21秒)内,以极高的速度(充填速度一般为 0.5~50m/s)充填模具的型腔内; 充型完成后,持续地施以高压使之在压力下凝固、结晶。
精密成型技术概念
精密成型技术,也称为近净成型技术或净 成型技术,是指零件成型后,仅需少量加工 或不再加工就可以用做机械构件的一种成型 技术。
3.2.1 粉末冶金
第3章 先进制造工艺技术(一)
粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金 属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制取具有所 需形状和性能的金属材料以及各种类型制品的工艺技术。
第3章 先进制造工艺技术(一)
切削速度随刀具材料的变更而提高
第3章 先进制造工艺技术(一)
• 新型工程材料的应用推动了制造工艺的进步和变革 类型:超硬材料、超塑材料、高分子材料、 复合材料、工程陶瓷等 对制造工艺贡献: ①改善刀具切削性能,改进加工设备; ②促进特种加工工艺发展。
• 自动化和数字化工艺装备的发展提高了机械加工的效 率
消失模铸造
生产原理 泡沫塑料模型或石蜡制作成铸造模样; 在模型上涂刷特制涂料,待干燥后放入砂箱; 填入不含水分及粘结剂的干砂,经振实,抽真空后浇铸; 泡沫或石蜡模型气化消耗被金属置换,复制出与模样相同的铸件。
第3章 先进制造工艺技术(一)
消失模铸造
金属液的充型过程 消失模铸件是由液体金属将模样消失掉,金属液取代模样原来占 据的空间而成形; 金属液流动前沿消失模的热解产物经涂料及干砂排出;
(1)零件毛坯的成形准备阶段 包括原材料切割、焊接、铸造、锻压加工成形等;
(2)机械切削加工阶段 包括车削、钻削、铣削、刨削、镗削、磨削加工等;
(3)表面改性处理阶段 包括热处理、电镀、化学镀、热喷涂、涂装等。
上述阶段划分逐渐模糊、交叉,甚至合而为一
第3章 先进制造工艺技术(一)
机械制造工艺流程
第3章 先进制造工艺技术(一)
先进制造工艺的定义
先进制造工艺是在传统的机械制造工艺基础上, 不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管 理技术等各个方便的技术成果,并将它们有机结合 起来,综合应用于产品设计、制造、销售、服务等 过程的制造工艺技术,是先进制造技术的核心和基
础。
第3章 先进制造工艺技术(一)
单机自动化 → 系统自动化 刚性自动化 → 柔性自动化 → 综合自动化
第3章 先进制造工艺技术(一)
•零件毛坯成型在向少、无余量发展 如:熔模精密铸造、精密锻造、 精密冲裁、冷温挤压等新工艺。
•优质清洁表面工程技术得到进一步的发展 表面工程:通过表面涂覆、表面改性、表面加工、表面 复合处理改变零件表面形态、化学成分和组织结构,以 获取与基体材料不同性能的一项应用技术。 如:电刷镀、化学镀、物理气相沉积、化学气象沉积、
第三章 先进制造工艺技术(一)
第一节 概述 第二节 精密成型技术 第三节 超精密加工技术 第四节 超高速加工技术
第3章 先进制造工艺技术(一)
第一节 先进制造工艺概况
机械制造工艺的定义
将各种原材料通过改变其形状、尺寸、性能或相对位置,使之成 为成品或半成品的方法和过程。
机械制造工艺一般分为三个阶段
第3章 先进制造工艺技术(一)
粉料制备与压制成型烧结后处理粉末冶金工艺流程
第3章 先进制造工艺技术(一)
制粉方法
第3章 先进制造工艺技术(一)
第3章 先进制造工艺技术(一)
请看粉末冶金加工过程。
3.2.2 精密铸造
普通砂型铸造
第3章 先进制造工艺技术(一)
消失模铸造
第3章 先进制造工艺技术(一)