精密体积成形

8.总结
精密体积成形的特点： ①尽量使成形件的形状接近零件的形状，以便达 到少、无切屑加工的目的，同时得到合理分布的 纤维组织，提高零件的力学性能。 ②具有更高的生产率。 ③减小了变形力，可以在较小的压力设备上制造 出大型零件。 ④广泛采用电加热和少氧化、无氧化加热，提高 零件表面质量，改善劳动条件。
第一阶段：粗 变形阶段，从 开始模压到金 属与模具侧壁
接触为止。
第二阶段： 充满模膛
阶段
第三阶段：打靠阶 段，金属充满模膛 后，多余的金属由 桥口流出，上下模
打靠。
图1-2 普通开式模锻时，金属的变形过程
1.2 闭式模锻(无飞边模锻）
第Ⅰ阶段： 基本成形 阶段(△H1)
第Ⅱ阶段: 充满阶段 (△H2 )
Processing Theories and Technologies of Materials
材料成型理论与技术
—简述精密体积成形方法
Processing Theories and Technologies of Materials
精密塑性 体积成形
是指成形的 制件达到或 接近成品零 件的形状和 尺寸，它是 传统的塑性 加工的基础 上发展起来 的新技术。
相同，适于各
种形状的实心件， 管件和环形件的
挤压。
金属流动方向与 凸模的流动方向
相反，适于各
种截面形状的杯 形件的挤压。
图2-1 正挤压
金属流动方向相对 于凸模运动方向一
部分相同，一部分 相反，适用于各种
复杂形状制件的挤 压。
图2-3 复合挤压
图2-2 反挤压
金属运动方 向与凸模运 动方向成
90°
图2-4 径向挤压
Processing Theories and Technologies of Materials
包括四个阶段: Ⅰ充 满阶段， Ⅱ开始挤出 阶段， Ⅲ稳定挤压阶 段， Ⅳ终了挤压阶段。
图2-5 挤压变形曲线
3.闭塞式模锻
先将可分凹模闭合，并对闭合的凹模施以足够的合模力， 然后用一个冲头或多个冲头，从一个方向或多个方向对 模膛内的坯料进行挤压成形，也成为闭模挤压。
方法
少飞边和无分边式模锻 挤压 闭塞式锻造 多向模锻 径向锻造 等温模锻和超塑性模锻 精压
1.1 少飞边模锻（开式模锻）
锻造过程中形成横向 飞边，飞边既能帮助 锻件充满模膛，也可 放松对坯料体积的要 求。
图1-1 开式模锻示意图
Processing Theories and Technologies of Materials
2. 挤压
挤压是金属
在三个方向的 不均匀压应力 的作用下，从 模孔中挤出或 流入模膛内， 已获得所需尺 寸形状的制品 或零件的塑形 成性工序。
种类
正挤压 反挤压 复合挤压 径向挤压
Processing Theories and Techno金lo属gie流s动of方Ma向te与rials 凸模的流动方向
图5-2 径向锻造的工作原理
6.等温模锻和超塑性模锻
等温模锻是指坯料在几乎恒定的温度条件下模锻成形。
为了保证等温的形成条件，模具也需要加热到与坯料相 同的温度。等温模锻常用于航空，航天工业中钛合金、 铝合金、镁合金等零件的精密成形。
超塑性模锻也是在恒温条件下的成形，但要求在更低
的变形速度和适宜的变形温度下进行。因此要求设备的 运行速度更慢，在锻造前，皮料需要进行超塑性处理以 获得极细的晶粒组织。
Processing Theories and Technologies of Materials
The end! Thank you !
2020
图6-2 体积精压
Processing Theories and Technologies of Materials
优点：
①提高锻件的尺寸精度、减小表面粗糙度； ②精压可全部或部分代替零件的机械加工，节省 机械加工工时，提高生产率，降低成本； ③精压可减小或免除机械加工余量，使锻件尺寸 缩小，降低了原材料消耗； ④精压使锻件表面变形强化，提高零件的耐磨性 和使用寿命。
典型的多向模锻件：
图4-2 凿岩机缸体
图4-3 三通管接头 图4-4 阀体
5.径向锻造 径向锻造是在自由锻型跕拔长的基础上发展起来大的，
用于长轴类件的锻造的新工艺。
图5-1 径向锻造的零件
Processing Theories and Technolog利ies用of M分at布eri于als坯料横截面周围的两个或 两个以上的锤头，对坯料进行高频率 的同步锻打，锻造圆截面时，坯料与 锤头既有相对轴向运动，又有相对旋 转运动，非圆截面时仅有轴向运动。
第Ⅲ阶段: 形成纵向 毛刺阶段 (△H3 )
图1-3 闭式模锻变形过程简图
Processing Theories and Technologies of Materials
闭式模锻无横向飞边，仅有少量纵向毛刺。
优点：
①有利于金属充满模膛，有利于进行精密模锻； ②减少飞边材料损耗； ③节省切边设备； ④闭式模锻时金属处于明显的三向压应力状态，有 利于低塑性材料的成形等。
(a)
Biblioteka Baidu
(b)
(c)
图3-1 闭塞式锻造示意图
Processing Theories and Technologies of Materials
优点：
1.生产效率高，一次成形便可以获得形状复 杂的精密锻件； 2.由于成形过程中坯料处于强烈的三向压应 力状态，适于成形低塑性材料； 3.金属流线沿锻件外形连续分布，锻件的力 学性能好。
Processing Theories and Technologies of Materials
图6-1 典型的等温锻产品
7.精压
精压是对已成形的锻件或粗加工的毛坯进一步改善其
局部或全部表面粗糙度和尺寸精度的一种锻造方法。根 据金属的流动特点，可将精压分为平面精压和体积精压 两类。
图6-1 平面精压
4. 多向模锻
多向模锻是指在几个方向同时对坯料进行锻造的一种
新工艺，主要是用于生产外形复杂的中空锻件。
坯料置于 工位上 。
上下模块闭 合，进行锻
造。
冲头先拔出， 上下模分开， 取出锻件。
图4-1 多向模锻的过程示意图
Processing Theories and Technologies of Materials