復(fù)習(xí)大綱-材料先進(jìn)成形技術(shù)

復(fù)習(xí)大綱機(jī)械零件成形方法：受迫成形：在特定邊界和外力約束下成形，如鑄造、鍛壓、粉末冶金和注射成形等；去除成形：將材料從基體中分離出去成形，如車、銑、刨、磨、電火花、激光切割；堆積成形：將材料有序地合并堆積成形，如快速原形制造、焊接等。第一篇液態(tài)成形特種鑄造：泛指除傳統(tǒng)砂型鑄造以外的鑄造方法，如熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、壓力鑄造、擠壓鑄造、離心鑄造、連續(xù)鑄造、真空鑄造、消失模鑄造、半固態(tài)鑄造等。特種鑄造一般能至少實(shí)現(xiàn)以下一種性能：?提高鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量?提高鑄件的物理及力學(xué)性能?提高金屬的利用率(工藝出品率)?減少原砂消耗量?適宜高熔點(diǎn)、低流動(dòng)性、易氧化合金鑄造?改善勞動(dòng)條件，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化鑄造方法公差等級(jí)(CT)GB6414-86手工砂型11～138～10機(jī)器砂型金屬型低壓6～96～9熔模5～7熔模鑄造生產(chǎn)中的第一道工序就是制造熔模。熔模鑄造的鑄型可分為實(shí)體型和多層型殼兩種目前普遍采是多型殼。金屬型鑄造是指將金屬液用重力澆注法是必須注意金屬型用的澆入金屬型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。設(shè)計(jì)金屬型排氣系統(tǒng)的建立，如開通氣孔、排氣槽、設(shè)計(jì)排氣塞等。壓力鑄造是液態(tài)或半固態(tài)金屬在活塞的高壓作用下以較高的速度充填鑄型型腔,并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法。半固態(tài)鑄造成形方法有流變鑄造和觸變鑄造。消失模鑄造在國內(nèi)主要的叫法有“干砂實(shí)型鑄造”、“負(fù)壓實(shí)型鑄造”，簡(jiǎn)稱EPC鑄造第二篇固態(tài)塑性成形先進(jìn)熱軋生產(chǎn)技術(shù)有：1.熱裝與直接軋制技術(shù)、2.自由軋制技術(shù)、3.無頭軋制技術(shù)、4.定寬壓力機(jī)、5.板形控制技術(shù)、6.控制冷卻技術(shù)、7.中間坯溫度控制技術(shù)、8、全流程板形控制技術(shù)、9.超快速冷卻控制技術(shù)、10.軋制穩(wěn)定性高速高能成形:一種在極短時(shí)間內(nèi)釋放高能量而使金屬變形的成形方法。主要有：1、利用火藥爆炸產(chǎn)生化學(xué)能的爆炸成形；2、利用電能的電液成形；3、利用磁場(chǎng)力的電磁成形。電液成形是利用液體中強(qiáng)電流脈沖放電所產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波，對(duì)金屬進(jìn)行加工的一種高速高能成形方法。微成形指以塑性加工的方式生產(chǎn)至少在二維方向上尺寸處于亞毫米量級(jí)的零件或結(jié)構(gòu)的工藝技術(shù)。板料沖壓：利用沖模使板料分離或變形的加工方法。分離工序有落料，沖孔，修整等工藝。變形工序有拉深，彎曲，翻邊，收口，成型等工藝?？卦隽考夹g(shù)：應(yīng)用快速原型制造技術(shù)中“分層制造”理論，將復(fù)金屬板材數(shù)雜零件的三維整體成形方式分解成一系列二維層面的局部逐點(diǎn)塑性成形。增量成形的分類：根據(jù)成形時(shí)接觸點(diǎn)的數(shù)目分為TPIF和SPIF。TPIF中板料和工具頭、支撐板同時(shí)接觸。SPIF中沒有支撐板，完全無模成形。根據(jù)成形次數(shù)可分為單次成形和多道次成形兩種方式：?jiǎn)未纬尚问侵腹ぞ哳^沿目標(biāo)工件輪廓自上而下逐層加工的成形方法。多次成形工藝彌通過不同道次成形。第三篇連接成形連接成形能源：熱能或機(jī)械能熱源的種類：1）電弧熱：電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、TIG、MIG、CO2氣體保護(hù)焊；2）化學(xué)熱：氣焊；3）電阻熱：電阻焊和電渣焊；4）摩擦熱：摩擦焊；5）等離子焰：等離子焊接或切割；6）激光束：激光焊接。電弧焊有手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氣體保護(hù)焊（氬弧焊，CO2保護(hù)焊）、等離子弧焊。第四篇高分子材料成形高分子材料主要指塑料和橡膠。塑料的原料一般為粉末狀、顆粒狀或液體，根據(jù)要求有時(shí)需要加入適當(dāng)?shù)奶砑觿ㄈ纾涸鏊軇⑻盍?、防老化劑、阻燃劑、增?qiáng)材料等）。

無論是熱塑性還是熱固性塑料，一般都需要在一定的溫度和壓力下才能塑壓成形。塑料成形的方法很多，常用的有：注射成形、擠出成形、澆注成形、壓制成形、吹塑成形等。注射成型是熱塑性塑料的一種主要成型方法?？梢陨a(chǎn)各種形狀的塑料制品。某些流動(dòng)性好的熱固性塑料也可采用注射成型工藝。擠出成型適合于熱塑性塑料的管材、棒材、板材等塑料型材的生產(chǎn)。壓制成型又叫模壓成型，與粉末冶金的壓制成型相似。將塑料原料（粉末、顆?；蚱┓湃虢饘倌＞邇?nèi)，加熱加壓，使其在模具內(nèi)成形、硬化。是熱固性塑料通常采用的成形方法。澆注成型與金屬的鑄造十分相似。有些樹脂常溫下就是液態(tài)（如，環(huán)氧樹脂等），有些樹脂加熱后可以變成液態(tài)。在這些樹脂中加入固化劑等添加劑，將配制好的混合液體澆入模具內(nèi)，在室溫或加熱的條件下，通過化學(xué)變化于模具內(nèi)固化成型。適用于熱固性塑料的成型，也適用于某些熱塑性塑料制品的生產(chǎn)。真成空型將熱塑性塑料片放在模具中，周邊化溫度，然后將模具內(nèi)腔抽成真，空軟化的塑料片在大氣的壓力作用下與模具內(nèi)表面貼合，冷卻硬化后即得到所需的塑料制品。主要用于制作杯、盤、罩、殼體等敞口塑料制品。有機(jī)玻璃、ABS塑料等都可以采用真成空形。吹塑成型：先制成熔融狀態(tài)的塑料坯，將其置入金屬模具內(nèi)，用壓縮空氣把料坯吹脹并與模具內(nèi)表面貼合，冷卻硬化后打開模具即可取出中的空制品。吹塑成型與玻璃制品的吹制成型其原理和過程是一樣的。常用于瓶、罐、筒類件的生產(chǎn)，并且僅限其他成形方法：特殊模溫技術(shù)橡膠以有機(jī)高合物為基礎(chǔ)的材料。根據(jù)原料來源的不同分為：天然橡膠與合成橡膠成形加工主要過程：生橡膠的塑煉→塑煉膠與配合劑的混煉→成形→硫化,等幾個(gè)工序。塑煉：增加橡膠橡膠具有高彈性，可塑性極差，難以與配合劑混合及成形加工，使橡膠具有必要的可塑性，即塑煉在工藝上極為重要。塑煉增加橡膠的可塑性、降低彈性的實(shí)質(zhì)是使橡膠分子鏈斷裂（稱為降解），減少大分子長(zhǎng)度。壓緊，加熱器把塑料片加熱至軟于熱塑性塑料。注塑成型工藝、混色成型、注塑生產(chǎn)工藝、電感式變。分子聚。橡膠可塑性的工藝過程。橡膠的可塑性只是在膠料和制品的生產(chǎn)過程中需要，對(duì)于成品，需要的是橡膠的彈性。橡膠制品的彈性是在加工過程的最后階段——硫化后獲得的。塑煉通常分為低溫塑煉和高溫塑煉，前者以機(jī)械降解作分子鏈斷裂后產(chǎn)生的游離基的作用；后者以自動(dòng)氧降解為主，機(jī)械作用可強(qiáng)化橡膠與氧的接觸。生橡膠的塑煉通常是在開放式或密閉式煉膠機(jī)上進(jìn)行的?；鞜挘菏峭ㄟ^機(jī)械作用使塑煉后的生橡膠與各種配合劑均勻混合的工藝過用為主，氧起到穩(wěn)定

程?；鞜捒梢栽陂_煉機(jī)和密煉機(jī)上進(jìn)行。橡膠成形的工藝方法主要有：壓延、壓出、模壓和注射成形等。壓延：將混煉膠料通過輥壓制成一定厚度、寬度或各種斷面形狀的膠片，或者在所用的紡織物上掛上一層薄的膠層的工藝過程。用作壓延的壓延機(jī)根據(jù)壓輥的數(shù)量，壓延機(jī)有雙輥、三輥、四輥和五輥之分。壓延可以完成壓片、壓型、貼膠、擦膠、貼合等作業(yè)。橡膠的壓出成形與塑料的擠出成形相似。很多橡膠制品是采用螺桿壓出成形機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)的。通過壓出機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)，使膠料在螺桿和筒壁之間受到強(qiáng)大的擠壓力，膠料被加熱塑化，并不斷向前推送，最后通過模嘴壓出具有一定斷面形狀的半成品。更換不同的模嘴，可以壓出各種斷面形狀的橡膠坯件。模壓（也叫熱壓成）形往往和硫化同時(shí)進(jìn)行，模壓后就得到橡膠制品。它的加工原理和過程與塑料的模壓成形類似。硫化是指將塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠的工藝過程。其本質(zhì)是塑性橡膠在硫磺、促進(jìn)劑和活性劑作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在橡膠分子鏈上形成化學(xué)交聯(lián)鍵，使橡膠鏈狀結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)鍵主要由硫形成，所以此過程稱為硫化。溫度、壓力和硫化時(shí)間是硫化三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。第五篇復(fù)合材料成型復(fù)合材料由兩種或兩種以上的不同化學(xué)性質(zhì)或不同組織結(jié)構(gòu)合化而得到的具有每個(gè)組分所不具有的優(yōu)良性能的材料。各類復(fù)合材料中使用最多且最重要的是纖維復(fù)合材料。纖維復(fù)維，主要有玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維和金屬細(xì)絲法：將所制取材料熔化成液體，然后從液體中以極快絲。此法主要用于制取玻璃、氧化鋁等纖維?！ы殶岱纸夥ǎ簩⑷嗽旎蛱烊焕w維在200~300℃的空氣中預(yù)氧化，然后在1000~200℃0的氮?dú)庵刑?5在00~300℃0氬氣中化，可制得碳纖維。若將碳纖維石墨化可得石墨纖維。此法主要用于獲得連續(xù)的碳纖維或石墨纖維拔絲法——將冶煉或粉末壓制生產(chǎn)的金屬坯料，在高溫且有保護(hù)性復(fù)拉拔成細(xì)絲。此法主要用于獲得長(zhǎng)的金屬細(xì)絲氣相沉積法——主要用于制取硼、碳化硼、碳化硅等纖維的材料通過復(fù)合材料中的纖。熔體抽絲的速度抽出細(xì)。氣氛中反。。此法主要用于獲得晶須。纖維復(fù)合材料成形方法按基體材料在成型時(shí)的狀態(tài)分為固態(tài)法、液態(tài)法兩大類。固態(tài)法：基體和增強(qiáng)物在成型過程中均為固態(tài)：將基體材料或箔與增強(qiáng)物按設(shè)計(jì)要求以一定的含量、分布、方向混合排布在一起，置于模具中，在經(jīng)加熱加壓使基體法、熱壓固結(jié)法、熱等靜壓法、拉拔法、軋制法、擠壓法等。液態(tài)法即基體材在成型時(shí)處于熔融狀態(tài)，與固體增強(qiáng)物復(fù)合后，通過基體材料的固化或凝固而合材料零件或制品的方法。按成型過程的特征主要有：噴射成型法、壓制成型法、纖維纏繞成型法、連續(xù)成型法、層壓成型法等。與增強(qiáng)物復(fù)合粘結(jié)而制成復(fù)合材料零件或制品。具體方法有：粉末壓制料獲得復(fù)

第六篇特種成形技術(shù)特種成形又稱非傳統(tǒng)成形，通常被理解為別于傳統(tǒng)成形方法的總稱。特種加工方法將電、磁、聲、光等物理量及化學(xué)能量或其組合直接施加在工件被加工的部位上，從而使材料被去除、累加、變形或改變性能等?？焖俪尚椭圃旃に嚨娜^程可以歸納為以下三個(gè)步驟：1)前處理:它包括工件的三維模型的構(gòu)造、三維模型的近似處理、模型成形方向的2)分層疊加成形選擇和三維模型的切片處理。:它是快速成形的核心．包括模型截面輪廓的制作與截面輪:它包括工件的剝離、后固化、修補(bǔ)、打磨、拋光和表面強(qiáng)化處理、激光選區(qū)燒結(jié)法和熔融沉立體光刻成型。以液態(tài)光敏樹脂為原料，通廓的疊合。3)后處理等?？焖俪尚凸に嚕汗夤袒尚头?、疊層實(shí)體制造法積法。光固化成型工藝，也常被稱為計(jì)算機(jī)控制紫外激光使其凝固成型工藝：液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，氦－鎘激光器或氬離子激光器發(fā)出的紫外激光束在控制系統(tǒng)的控制下按零件的各分層截面信息在光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完畢后，工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離，以使在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后進(jìn)行下一層的掃描加工，新固化的一層牢固地粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)直至整個(gè)零件制造完畢，得到一個(gè)三維實(shí)體原型。過型。光固化成薄片分層疊加成形：也稱疊層實(shí)體制造或分層實(shí)體制造，通過逐層激光剪切薄紙材料制造零件采用薄片材料，如紙、塑料薄膜等作為成形材料，片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。加工跡切割片材，然后通堆積成型。激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)：采用激光有選擇地分層燒結(jié)固體粉末，并使燒結(jié)成形的生成所需形狀的零件。首先由CAD產(chǎn)生零件模型，并用分層切片軟件對(duì)其進(jìn)行處理，獲得各截面形狀的信息參數(shù)，作為激光束進(jìn)行二維掃描時(shí)，用CO2激光器（或刀）在計(jì)算機(jī)控制下按照CAD分層模型軌過熱壓輥熱壓，使當(dāng)前層與下面已成形的工件層粘接，從而固化層層層疊加，的軌跡；由激光發(fā)出的光束在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)幾何形體各層截面的坐標(biāo)數(shù)據(jù)有選擇地對(duì)材料粉末層進(jìn)行掃描，在激光輻照的