复杂铝合金零件精密模锻技术

程俊伟，工学博士，2006年毕业于华中科技大学材料加工专业，现任郑州航空工业管理学院机电工程系材料加工研究所所长，多年来一直从事金属材料的精密塑性成形及模具CAD/CAM/CAE方面的教学和研究，主持负责和参与完成了中高硅铝合金零件的精密模锻技术、多层杯筒形零件的流动控制成形技术、长杆件端部局部镦粗成形技术、长厚壁管端部局部镦粗成形技术等多个项目的研究。

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 变形铝合金的塑性成形技术

1.3 铝合金在轿车上的应用

1.4 国内外铝合金精锻技术的发展概况

1.5 复杂铝合金零件精密模锻技术研究的目的和意义

第2章 热耦合有限元模拟基本理论

2.1 金属塑性成形有限元模拟概述

2.2 刚塑性有限元理论

2.3 刚黏塑性有限元理论

2.4 耦合热变形分析

第3章 高强度铝合金流变性能研究

3.1 引言

3.2 铝合金SC100-T6的化学成分

3.3 铝合金SC100-T6的热力学压缩试验

3.4 铝合金SC100-T6的本构方程

3.5 高强度铝合金7075（1C4）的热力学流动应力特征

第4章 复杂铝合金零件精密模锻工艺分析

4.1 壳体零件流动控制成形工艺分析与成形力的计算

4.2 活塞尾精密模锻成形工艺分析与成形力的计算

4.3 机匣类零件的结构特点分析及成形工艺方案的制订

第5章 复杂铝合金零件精密模锻过程的有限元模拟

5.1 安全气囊壳体零件流动控制成形过程的有限元模拟

5.2 活塞尾模锻成形过程的有限元模拟

5.3 机匣体多向模锻的热力耦合数值模拟

第6章 高强度铝合金精密模锻成形工艺及模具试验

6.1 壳体、压盖的流动控制成形工艺及模具的试验

6.2 活塞尾模锻成形工艺及模具的试验

6.3 机匣体成形工艺及模具的试验

第7章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

出版社: 华中科技大学出版社; 第1版 (2008年2月1日)

正文语种: 简体中文

ISBN: 9787560945057, 7560945058

条形码: 9787560945057

尺寸: 20.4 x 14.4 x 1.2 cm

重量: 222 g

《复杂铝合金零件精密模锻技术》内容共分为6章。第1章介绍了高强度铝合金零件精密模锻工艺在实现轿车轻量化、提高产品质量的现实意义和作用，并介绍了国内外铝合金零件模锻工艺的发展概况及变形铝合金零件的成形工艺。第2章主要介绍了刚塑性有限元和刚黏塑性有限元的理论基础。第3章介绍了7075高强度铝合金的高温流变性能，应用热力学模拟实验机研究了SC100-T6中高硅铝合金的高温流变性能。第4章主要介绍了多层杯筒形零件——压盖和壳体流动成形工艺、下机匣体和机匣体零件的多向模锻工艺，以及活塞尾锻件的精密模锻工艺。第5章对壳体零件、机匣体和下机匣体零件及活塞尾零件的模锻工艺进行了有限元模拟，并对其成形工艺进行了优化，验证了精密模锻工艺分析的正确性。第6章对壳体和压盖零件、机匣体零件和活塞尾锻件进行了模锻工艺试验，得到了合格的模锻零件。

精密模锻是在普通模具基础上发展起来的一种少、无切削加工新工艺。它是将零件上一些过去需要切削加工才能达到精度要求的部分直接锻出或仅需留少量磨景。因此，采用精密模锻工艺需对模锻的有关环节提出更严格的技术要求，例如：对毛坯的下料质量及表面质最的控制；预制坯的合理设计；毛坯的少、无氧化加热；加热规范及冷却规范的控制；模具制造和使用精度的控制；合适的润滑及冷却条件的选取等。

精密模锻具有节约金属和减少切削加工工时的显著优点，但是，由于强化了模锻的有关环节而会使部分成本提高。所以，对具体产品是否选精密模锻工艺生产应根据生产成品零件的综合经济指标以及零件结构和性能的特殊要求进行综合考虑。

精密模锻的工艺要求有如下几点：

①坯料准备。精密模锻对坯料有较高的要求，要求坯料质量公差小，断面塌角小，端面平整且与坯料轴线垂直，坯料表面不应有麻点、裂纹、凹坑、较大的刮伤或碰伤；并且锻前必须经过表面清理（打磨、抛光、酸洗等），并要去除表面的油污、夹渣、碰伤、凹陷等。铝合金精密模锻多采用锯切和车切下料，其中带锯锯切下料更为常用。

②坯料加热。需采用无氧化、少氧化加热的方法，应将加热时产生的氧化皮减至最小的程度。

③精锻工序和压下量。精密模锻时，可利用曲轴锻压机和精锻机或其他不同的设备进行联合模锻。多次重复模锻，一般在普通模锻后再精锻2~3次，其精确度可达±0.2~±0.3 mm，表面粗糙度值在Ra6.3以下。为了达到更高的精确尺寸，最后可在精压机上进行冷精压，其精确度可达±0.1 mm，表面粗糙度值可达Ra 0.80以下。

④工序间的清理。锻件生产的几道工序间必须进行检验、清理，只有将坯料表面缺陷打磨或抛光干净，才能进行下一道精密模锻工序。

⑤润滑。润滑可使变形均匀，增加金属的流动性。但是，过薄或过厚的润滑都会带来不良的后果，润滑一定要适度。

①根据产品零件图绘制锻件图。

②确定模锻工序和辅助工序（包括切除飞边、清除毛刺等），确定工序间尺寸，确定加热方法和加热规范。

③确定清除坯料表面缺陷的方法。

④确定坯料尺寸、质量及其允许公差，选择下料方法。

⑤选择精密模锻设备。

⑥确定坯料润滑和模具润滑及模具的冷却方法。

⑦确定锻件冷却方法和规范，确定锻件热处理方法。

⑧提出锻件的技术要求和检验要求。