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1、第三章先進(jìn)制造工藝技術(shù)第二節(jié)材料受迫成形工藝技術(shù)制造加工工藝實(shí)質(zhì)上就是一種材料成形工藝。依據(jù)材料成形學(xué)觀點(diǎn)，從物質(zhì)組成方式上可把機(jī)械零件成形方法分為如下三種類型：①受迫成形②去除成形③堆積成形輕量化、精確化、高效化是未來材料成形加工技術(shù)的重要發(fā)展方向。1．精確鑄造成形技術(shù)(1)自硬砂精確砂型鑄造自硬樹脂砂具有高強(qiáng)度、高精度、高潰散性和低的造型造芯勞動(dòng)強(qiáng)度，是一種適合各種復(fù)雜中、小型鑄件型芯制作的高效工藝。近年來采用冷芯露盒樹脂砂芯發(fā)展起來的“精確砂芯造型”技術(shù)，可以生產(chǎn)壁厚僅有2.5mm的缸體、缸蓋、排氣歧管等復(fù)雜鑄件。
2、(2)高緊實(shí)砂型鑄造鑄型的高緊實(shí)率是當(dāng)代造型機(jī)的發(fā)展方向，高緊實(shí)率及其均勻性可提高鑄型強(qiáng)度、剛度、硬度和精度，可減少金屬液澆注和凝固時(shí)型壁的移動(dòng)，提高工藝的出品率，降低金屬消耗，減少缺陷和廢品。高緊實(shí)率鑄型的獲得，可通過真空吸砂、氣流吹砂、氣動(dòng)壓實(shí)、液動(dòng)擠壓和氣沖等工藝手段。由于緊實(shí)度提高，鑄件的精度、表面粗糙度可提高2—3級(jí)、適用于大批量鑄件的生產(chǎn)。一、精密潔凈鑄造成形(3)消失模鑄造消失模鑄造工藝是利用泡沫塑料作為鑄造模樣，直接在模樣四周填充型砂，不分上下模。由于泡沫塑料模樣在澆注過程中被熔融的澆注液氣化，因而可避免
3、在做砂型時(shí)由于起模以及刷涂料時(shí)所引起的砂型饋散所造成鑄件精度及表面質(zhì)量的下降，使其完全等同于模樣的水平。模造型可消除起模斜度，可減少鑄件壁厚，能夠獲得表面光潔、尺寸精確、無飛邊的少無余量的精密鑄件。這種鑄造工藝已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，并被稱為“明天的鑄造新技術(shù)”。(4)特種鑄造技術(shù)包括壓力鑄造、低壓鑄造、熔模鑄造、真空鑄造、擠壓鑄造等。以金屬模取代砂型模，以非重力澆注取代重力撓注，可使鑄件尺寸精確，表面光潔，內(nèi)部致密，鑄件可實(shí)現(xiàn)少切削或無切削加工。但每一種特種鑄造方法都有其自身的特點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合都有一定的局限性。2．清潔(
4、綠色)鑄造技術(shù)日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束，清潔鑄造已成為21世紀(jì)鑄造生產(chǎn)的重要特征。清潔鑄造技術(shù)的主要內(nèi)容有：1）采用潔凈的能源2）采用無砂和少砂的特種鑄造工藝3）研究并推廣使用清潔無毒的工藝材料4）采用高潰散性型砂工藝5）研究開發(fā)多種廢棄物的再生和綜合利用技術(shù)6）研制開發(fā)鑄造機(jī)器人或機(jī)械手，以代替工人在惡劣條件下工作。3．鑄造過程計(jì)算機(jī)模擬鑄造過程計(jì)算機(jī)仿真可在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)試澆，預(yù)測(cè)顯示充型及凝固過程隨時(shí)間流動(dòng)及溫度的變化，預(yù)測(cè)顯示因工藝不合理而產(chǎn)生的鑄造缺陷，可對(duì)各種不同鑄造工藝方案做出最優(yōu)的選擇。1．精密模鍛工藝精
5、密模鍛是在模鍛設(shè)備上鍛造出鍛件形狀復(fù)雜、精度高的模鍛工藝。為了最大限度地減少氧化，提高精鍛件的質(zhì)量，精鍛時(shí)采用較低的加熱溫度。對(duì)于碳素鋼，精鍛一般在900-450℃之間，又稱低溫模鍛。精密模鍛的鍛件精度在很大程度上取決于鍛模的加工精度，鍛模精度要求比鍛件精度高1—2級(jí)。模具型腔需開排氣孔，以減小金屬流動(dòng)阻力。目前，較為流行一種冷溫模鍛成形技術(shù)。所謂冷溫模鍛，是指金屬材料在室損或再結(jié)晶溫度以下的塑性成形工藝，又稱冷擠壓成形。二、精確高效金屬塑性成形工藝2．超塑性成形超塑性是指材料在一定的內(nèi)部組織條件(如晶粒形狀及尺寸、相變
6、等)和外部環(huán)境條件(如溫度、應(yīng)變速率等)下，呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的伸長率現(xiàn)象。有人將伸長率超過100％的材料稱之為超塑性材料。金屬的超塑性主要有兩種類型：①細(xì)晶超塑性；②相變超塑性；目前研究和應(yīng)用較多的是細(xì)晶超塑性。超塑性成形工藝包括超塑性等溫模鍛、擠壓、氣壓成形、真空成形、模壓成形等；對(duì)于薄板的超塑性成形加工，氣壓成形應(yīng)用最多。超塑性成形需要較高恒定的溫度條件，較低的成形政變速率，生產(chǎn)率較低．模具需耐高溫，這些不足因素致使該工藝沒有得到較大推廣的原因。3．精密沖裁工藝精密沖裁是使沖裁件呈純剪切分離的沖裁工藝，
7、它是在普通沖裁工藝基礎(chǔ)上通過模具改進(jìn)來提高制件精度，使沖裁件尺寸精度可達(dá)IT6-IT9級(jí)，斷面粗糙度Ra值為1.6-0.4μm。(1)光潔沖裁光潔沖裁又稱小間隙小圓角沖裁。與普通沖裁相比，其特點(diǎn)是采用了小圓角刃口和很小的沖模間隙。(2)負(fù)間隙沖裁負(fù)間隙沖裁的特點(diǎn)是凸模尺寸大于凹模型腔尺寸，產(chǎn)生負(fù)的沖裁間隙負(fù)間隙沖裁實(shí)質(zhì)上為沖裁與整修兩者的復(fù)合工序。(3)帶齒圈壓板精沖帶齒圈壓板的沖裁工藝可由原材料直接獲得精度高、剪切面光潔的高質(zhì)量沖壓件，并可與其他沖壓工序復(fù)合進(jìn)行如沉孔、半沖孔、壓印、彎曲、內(nèi)孔翻邊等精密沖壓成形。4．輥
8、軋工藝輥軋工藝是用軋輥對(duì)坯料進(jìn)行連續(xù)變形的壓力加工方法，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、低和材料消耗少的優(yōu)點(diǎn)。（1）輥鍛軋制輥鍛是將軋制工藝應(yīng)用于鍛造生產(chǎn)的一種新工藝。輥鍛既可作為模鍛的制坯工序，也可直接生產(chǎn)鍛件，主要用于：①扁斷面的長桿件，如扳手、鏈環(huán)等；②帶有不變形頭部而沿長度方向橫截面面積遞減的鍛件。（2）輾環(huán)軋制輾環(huán)軋
