机械制造挤压、轧制和压力加工新工艺思维导图

U217001655

2022-11-21

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机械制造挤压、轧制和压力加工新工艺

机械

制造

工艺

对机械制造挤压、轧制和压力加工新工艺的概述

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思维导图大纲

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挤压

流动方向分类

正挤压：金属流动方向与凸模运动方向相同

反挤压：金属流动方向与凸模运动方向相反

复合挤压：金属坯料的一部分流动方向与凸模运动方向相同，另一部分相反

径向挤压：金属流动方向与凸模运动方向成90°

变形温度分类

热挤压

变形温度高于金属材料的再结晶温度。热挤压抗力较小，塑性较好，但尺寸精度较低，表面较粗糙。

应用:生产铜、铝、镁及其合金的型材和管材等，也可挤压强度较高、尺寸较大的中、高碳钢、合金结构钢、不锈钢等零件。

冷挤压

变形温度低于材料再结晶温度(通常是室温)的挤压工艺。尺寸精度较高，可达IT8~IT9，表面粗糙度为Ra3.2~0.4μm，加工硬化，提高了产品的强度。

冷挤压前要对坯料进行退火处理

冷挤压时，必须采取润滑措施。

温挤压

将坯料加热到再结晶温度以下高于室温的某个合适温度下进行挤压的方法，是介于热挤压和冷挤压之间的挤压方法。还料氧化脱碳少，表面粗糙度较小，产品尺寸精度较高

表面粗糙度为Ra6.5~3.2um。

适用于挤压中碳钢，合金钢零件。

零件挤压工艺特点

(1)三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性，不仅有铜、铝等塑性好的非铁金属，而且碳钢、合金结构钢、不锈钢及工业纯铁等也可以采用挤压工艺成形。在一-定变形量下，某些高碳钢、轴承钢、甚至高速钢等也可以进行挤压成形。对于要进行轧制或锻造的塑性较差的材料，如钨和钼等，为了改善其组织和性能，也可采用挤压法对锭坯进行开坯。

(2)挤压法可以生产出断面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变断面的零件。

(3)可以实现少、无屑加工，一-般尺寸精度为IT7~IT6，表面粗糙度为Ra3.2 ~0.4um。

(4)挤压变形后零件内部的纤维组织连续，基本沿零件外形分布而不被切断，从而提高了金属的力学性能。

(5)材料利用率、生产率高;生产方便灵活，易于实现生产过程的自动化。

轧制

根据轧辊轴线和坯料轴线方向不同，轧制分为纵轧、横轧和斜轧。

纵轧

是指工作轧辊旋转方向相反，轧件的纵轴线与轧辊轴线垂直。

纵轧是金属塑性加工最常用的轧制方式。轧辊的纵轴线相互平行，轧制时，轧件沿自己的纵轴线方向运动，与轧辊的纵轴线垂直，金属延伸主要沿轧件的纵轴线方向进行。一般的初轧、板带材轧制、型材轧制和线材轧制等都用纵轧。

横轧

横轧是轧件（回转体）在两个旋转方向相同的轧辊间，作平行于轧辊轴线并与轧辊转动方向相反的旋转运动，回转体只在径向受到压力加工的一种轧制方法。

斜轧

斜轧是介于纵轧和横轧之间的一种轧制方式。轧件在旋转方向相同、纵轴线相互交叉（或倾斜）的两个或三个轧辊之间沿自身轴线边旋转、边变形、边前进的轧制。斜轧主要用于管材的穿孔轧制（见无缝管生产）、钢球的周期断面轧制。

优点：

可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢在一定程度上不再是各向同性；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。

缺点：

经过轧制之后，钢内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。

不均匀冷却造成的残余应力。

热轧的钢产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。

压力加工新工艺

摆动碾压

摆动辗压（Rotary Forging），简称摆辗，也可以称为轴向轧制，是利用一个带圆锥形的、可旋转的上模对毛坯局部加压，从而达到逐步成形目的的一种塑性加工技术。它属于连续局部加载成形方法。

粉末锻造

粉末锻造通常是指将粉末烧结的预成形坯经加热后，在闭式模中锻造成零件的成形工艺方法。它是将传统粉末冶金和精密锻造结合起来的一种新工艺，并兼两者的优点。

液态模锻

将一定量的被铸金属液直接浇注入型腔中，并持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的硬壳产生塑性变形，使金属在压力下结晶凝固并强制消除因凝固收缩形成的缩孔缩松，以获得无铸造缺陷的液态模锻制件。

喷丸成形

喷丸成形是利用高速的球形弹丸喷射表面层，使之产生塑性变形的一种飞机钣金特种工艺加工方法。主要用于大型整体壁板类的零件成形。

旋压成形

旋压是将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随机床主轴转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。旋压是一种特殊的成形方法。用旋压方法可以完成各种形状旋转体的拉深、翻边、缩口、胀形和卷边等工艺。

流体压力成形

是指利用液体或模具使工件成形的一种塑形加工技术，也称液力成形。仅需要凹模或凸模，液体介质相应地作为凸模或凹模，省去一般模具费用和加工时间，而且液体作为凸模可以成形很多刚性模具无法成形的复杂零件。

超塑成形

超塑成型是以超塑性金属为模具型腔坯料，在超塑性状态下，将工艺凸模压入坯料内部实现模具型腔成形加工的一种工艺方法。

金属的塑性通常用延伸率表示，其值一般小于40。但在特定的条件下金属呈超塑性，其特征是：延伸率可提高几十到几百倍，最高可达2000以上。

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