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塑性精密成形是坯料在外力作用下，使金屬在模具中發(fā)生塑性變形而成為所需形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品加工過程。該工藝能夠解決材料切屑加工困難、加工量大、材料利用率低等問題，既減少了人力物力的浪費(fèi)，又提高了產(chǎn)品的尺寸精度和使用性能。 1、鋁合金、鈦合金等溫精密模鍛工藝應(yīng)用 某型號飛機(jī)鋁合金法蘭盤無斜度、無余量等溫精鍛件，圖1所示，該鍛件通過一次性成形達(dá)到零件外形設(shè)計尺寸，內(nèi)孔和外形無須機(jī)械加工。 圖1 鋁合金法蘭盤精密成型件 某型號飛機(jī)Ti-1023鈦合金護(hù)板接頭等溫精鍛件，圖2所示，該等溫精鍛件外形無余量，為簡單毛坯一次成形。   圖2 鋼板焊接件及鈦合金精鍛件 某型號Ti-1023鈦合金搖臂等溫精鍛件，圖3所示，已通過裝機(jī)試飛測試，屬于無斜度無余量精鍛件。                                                                          圖3(a) 鋼搖臂機(jī)加件     圖3(b) 鈦合金搖臂等溫精鍛件 圖4所示為某型號發(fā)動機(jī)TC6鈦合金等溫精鍛件搖臂和指針。研制的鈦合金等溫精鍛件的復(fù)雜程度處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。 圖4 鈦合金等溫精鍛件 2、液態(tài)模鍛（擠壓鑄造）工藝應(yīng)用 該工藝可解決鋁合金小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的精密、高效的成型問題。針對氣泵上蓋零件，圖5所示，實現(xiàn)了一模成形（多）兩件、帶側(cè)孔抽芯、鋼鑲嵌件等工藝特點，簡化了原加工工藝，降低了制造成本。 圖5 氣泵上蓋液態(tài)模鍛件 與某軍工廠合作完成了多功能炮彈殼體液態(tài)模鍛工藝研究，圖6所示，炮彈毛坯內(nèi)孔不加工，材料利用率大幅提高，加工工時大幅度下降，炮彈試驗件經(jīng)靶場試驗測試滿足設(shè)計要求。 圖6 氣泵上蓋液態(tài)模鍛件 某航空儀表電器廠傳感器法蘭盤，圖7所示，材料為Ly12，采用液態(tài)模鍛技術(shù)制取通用毛坯，替代原工藝采用的擠壓棒料直接加工，可加工出8種尺寸規(guī)格的零件，降低了材料消耗，縮短了加工周期，節(jié)省了加工費(fèi)用，已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。 圖7 氣泵上蓋液態(tài)模鍛件 電器安裝基板，如圖8所示，材料為6063鋁合金，采用液態(tài)模鍛技術(shù)，實現(xiàn)了一模成形兩件，將原數(shù)控加工的槽溝一次成形，尺寸達(dá)到設(shè)計要求，簡化了該零件的加工工藝，縮短了加工周期，提高了生產(chǎn)效率。 圖8 電器安裝基板液態(tài)模鍛件 3、鋁合金精密冷擠壓工藝應(yīng)用 變形鋁合金薄壁深筒“液壓鎖缸體”零件，圖9所示，原工藝采用棒料直接加工而成，加工難度大、材料利用率低；利用冷擠壓技術(shù)直接成形，擠壓件要求外形及內(nèi)孔不加工，表面質(zhì)量要求高，通過工藝及模具設(shè)計優(yōu)化，零件尺寸精度均達(dá)到設(shè)計要求，內(nèi)外表面均不需要加工。 圖9 液壓鎖缸體擠壓件 手機(jī)電池用鋁殼毛坯，圖10所示，一次冷擠壓成形工藝，鋁殼壁厚0.3mm，外形尺寸可按要求設(shè)計，同時解決了擠壓件的表面質(zhì)量問題，所開發(fā)的工藝可用于成型矩形的各種尺寸規(guī)格手機(jī)電池鋁殼。 圖10 手機(jī)電池殼擠壓件 鋁合金電器屏蔽罩，圖11所示，截面尺寸29×43mm，長度160mm，壁厚1.2mm，采用簡單毛坯一次性擠壓成形，表面質(zhì)量好，尺寸精度高。 圖11 鋁合金電器屏蔽罩?jǐn)D壓件

船舶制造精度控制是造船工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，對提高船舶質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本發(fā)揮著重要作用。日韓等世界造船強(qiáng)國已形成一套完整的管理體制，擁有完善的工藝制造流程，先進(jìn)的高精度測量儀器和三維坐標(biāo)測量與實物分析軟件系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。我國的精度控制軟件系統(tǒng)起步較晚，沒有較為完善的產(chǎn)品，高精度全站儀的性能得不到充分發(fā)揮。引進(jìn)的國外相關(guān)軟件不但價格昂貴，而且功能存在不符合國內(nèi)生產(chǎn)習(xí)慣的現(xiàn)象。本項目旨在研制船舶制造精密測量系統(tǒng)，結(jié)合高精度全站儀提升我國船舶制造精度控制水平。針對高技術(shù)、高附加值的船舶制造具有尺寸大、精度要求高的特點，研制船舶制造精密測量系統(tǒng)及精度控制解決方案。主要研究內(nèi)容包括以下三個部分：(1) 針對船舶分段不規(guī)則擺放、構(gòu)件外型復(fù)雜、尺寸大、內(nèi)側(cè)構(gòu)件不易測量等實際情況，建立適用于測量大型船舶分段和構(gòu)件的數(shù)學(xué)模型；(2) 通過嵌入式精密測量系統(tǒng)與高精度全站儀的集成應(yīng)用，實現(xiàn)船舶分段和構(gòu)件三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的采集，為船舶制造提供船舶的三維計算與分析結(jié)果；(3) 建立船舶制造數(shù)據(jù)庫、誤差分析模型和精度控制方案，存儲設(shè)計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果等，對船舶制造過程中加工、切割、裝配和焊接等環(huán)節(jié)進(jìn)行誤差統(tǒng)計分析和精度控制，為設(shè)計和工藝方法的改進(jìn)、精度指標(biāo)的確定提供數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

本項目旨在研制船舶制造精密測量系統(tǒng)，結(jié)合高精度全站儀提升我國船舶制造精度控制水平，主要研究內(nèi)容包括以下三個部分： (1) 針對船舶分段不規(guī)則擺放、構(gòu)件外型復(fù)雜、尺寸大、內(nèi)側(cè)構(gòu)件不易測量等實際情況，建立適用于測量大型船舶分段和構(gòu)件的數(shù)學(xué)模型； (2) 通過嵌入式精密測量系統(tǒng)與高精度全站儀的集成應(yīng)用，實現(xiàn)船舶分段和構(gòu)件三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的采集，為船舶制造提供船舶的三維計算與分析結(jié)果； (3) 建立船舶制造數(shù)據(jù)庫、誤差分析模型和精度控制方案，存儲設(shè)計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)和分

采用塑性成形工藝成形具有復(fù)雜特征的軸類零件（如螺紋、花鍵、蝸桿、絲杠），相比于傳統(tǒng)的切削加工工藝，零件精度高、機(jī)械性能好、生產(chǎn)率高、材料利用率高，是一種高效精確體積成形技術(shù)。根據(jù)不同零件特征發(fā)展一系類新工藝：將中高頻感應(yīng)加熱同螺紋、花鍵滾壓成形相結(jié)合，解決了高強(qiáng)度鋼螺紋、花鍵滾壓成形問題；復(fù)合振動的復(fù)雜齒形滾軋、擠壓工藝有效改善了成形零件質(zhì)量；提出了螺紋齒高大、變形量大的長螺紋（絲杠）零件塑性成形方法；發(fā)展可鍛軋一體化蝸桿的精密塑性成形工藝等。為之配套的工裝、伺服直驅(qū)設(shè)備體系與相關(guān)技術(shù)完備。

成果簡介精密鍛造成形（或稱閉塞擠壓成形） 是一種新型精密塑性制造技術(shù)， 它是當(dāng)今金屬制品制造先進(jìn)技術(shù)之一。 所開發(fā)的閉塞精密擠壓成形工藝技術(shù)不僅可以在制造過程中節(jié)材、 節(jié)能， 縮短產(chǎn)品制造周期， 降低生產(chǎn)成本， 而且可以獲得更好的材料組織結(jié)構(gòu)與性能， 提高產(chǎn)品的安全性、 可靠性和使用壽命。 隨著我國汽車、 摩托車、 兵器、 航空及通用機(jī)械等重點產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 精密塑性加工技術(shù)將成為提高產(chǎn)品性能與質(zhì)量， 提高市場競爭力， 降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)。成熟程度和所需建設(shè)條件本項目自主開發(fā)， 技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先， 并已成功應(yīng)用汽車零部件的工業(yè)化制造。項目實施需要有一定的鍛造或擠壓設(shè)備以及輔助設(shè)施。技術(shù)指標(biāo)（1) 可有效減小變形載荷， 成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件， 縮短工藝流程；（2) 提高材料利用率 10—30%；（3) 提高鍛件尺寸精度， 減少機(jī)加工工序和成本；（4) 改善產(chǎn)品力學(xué)性能， 提高產(chǎn)品品質(zhì)；（5) 降低設(shè)備負(fù)荷 20-50%以上。 可成形鍛件重量范圍大， 與同類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝相比節(jié)約總成本 15-30%以上。市場分析和應(yīng)用前景汽車工業(yè)是我國重點發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。 近幾年通過不斷自主創(chuàng)新和不惜努力， 汽車工業(yè)的規(guī)模和品質(zhì)都得到了飛速發(fā)展。 特別是在最近幾年我國汽車工業(yè)獨領(lǐng)風(fēng)騷， 一舉成為世界第一制造大國。 根據(jù)國家行業(yè)統(tǒng)計 2012 年全國銷售汽車近 1700 萬臺， 今后幾年還將以 10%以上的速度發(fā)展。 按照全國年銷售 1700 萬輛計算， 汽車用各類結(jié)構(gòu)件如軸承輪轂、 齒輪坯、 滑塊星套、 發(fā)電機(jī)磁極等每種零件的實際需求都將達(dá)到 3500 萬只以上， （不含汽配市場）。 但目前國內(nèi)以精密成形技術(shù)為核心的發(fā)展?fàn)顟B(tài)相對滯后， 采用精密塑性加工的比例與發(fā)達(dá)國家相比差距較大， 有很大的發(fā)展應(yīng)用空間。社會經(jīng)濟(jì)效益分析項目實施以來， 可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和精度， 同時降低制造成本， 改善制造環(huán)境。 不僅為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益， 也能有效地保護(hù)了環(huán)境， 產(chǎn)生了良好的社會效益。合作方式合作開發(fā)、 技術(shù)（實施） 許可聯(lián)系方式冶金學(xué)院 鄭光文 電話： 18155564763 郵箱： 1822147001 @qq.com

精密鍛造成形（或稱閉塞擠壓成形）是一種新型精密塑性制造技術(shù)，它是當(dāng)今金屬制品制造先進(jìn)技術(shù)之一。所開發(fā)的閉塞精密擠壓成形工藝技術(shù)不僅可以在制造過程中節(jié)材、節(jié)能，縮短產(chǎn)品制造周期， 降低生產(chǎn)成本， 而且可以獲得更好的材料組織結(jié)構(gòu)與性能，提高產(chǎn)品的安全性、可靠性和使用壽命。隨著我國汽車、摩托車、兵器、 航空及通用機(jī)械等重點產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，精密塑性加工技術(shù)將成為提高產(chǎn)品性能與質(zhì)量，提高市場競爭力，降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)。

1.剛?cè)狁詈线\(yùn)動平臺：將平臺設(shè)計成剛性框架和工作平臺兩部分，兩者之間由柔性鉸鏈連接，巧妙地結(jié)合了機(jī)械導(dǎo)軌直驅(qū)平臺的大行程、高速度和柔性鉸鏈無摩擦的特點，實現(xiàn)低成本，更高速，高精度的運(yùn)動。 2.自抗擾控制算法：目前，大部分工業(yè)產(chǎn)品依舊使用傳統(tǒng)的PID控制，由于剛?cè)狁詈掀脚_引入了柔性鉸鏈，降低了系統(tǒng)的固有頻率，這就限制了PID的控制帶寬。因此，采用

北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院與鞏義市中原耐火材料有限公司等單位合作采用最新科技自主研制開發(fā)的塑性相結(jié)合剛玉復(fù)合磚是一種最新型的高技術(shù)的高爐爐缸用陶瓷杯耐火材料，它是采用金屬與非金屬結(jié)合在一起的復(fù)合材料，優(yōu)于廣泛使用的Sialon-Al2O3制品。在原剛玉碳化硅復(fù)合磚中添加金屬塑性相研制而成，磚中塑性相與陶瓷基質(zhì)復(fù)合，提高了材料的韌性；活潑的金屬相在高爐氣氛中可以原位生成氮化物、氧氮化物及其復(fù)合物，大大提高了耐火材料的強(qiáng)度與抗渣、鐵侵蝕性能。金屬塑性相結(jié)合剛玉復(fù)合材料的具體特點如下：1)具有優(yōu)良的物理及力學(xué)性能和很高的抗鐵水滲透和沖刷的能力；2)材料具有良好的抗熱應(yīng)力的能力；3)制品具有很高的抗渣、鐵及堿的能力，材料的抗鐵水侵蝕指數(shù)為0%，抗?fàn)t渣侵蝕指數(shù)為8.44%，抗堿侵蝕評價達(dá)"優(yōu)Ⅱ"；4)具有自修復(fù)、自生成抗渣鐵侵蝕層的材料。具體指標(biāo)為，體積密度：3.15g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度： 132MPa，高溫抗折強(qiáng)度：17.8MPa（1400℃×30min），抗渣侵指數(shù)：8.44%，抗鐵侵指數(shù)：0%，抗堿侵評價：優(yōu)(U)。經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)查詢，該項技術(shù)屬國內(nèi)外首創(chuàng)，生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到國外相似產(chǎn)品的領(lǐng)先水平。該產(chǎn)品榮獲河南省科技進(jìn)步二等獎。

小型數(shù)控精密機(jī)床設(shè)計制造。在小型精密機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計方面開展了大量的研究工作，自主設(shè)計、研發(fā)了三軸和五聯(lián)動高速高精度小型數(shù)控銑床。

本研究針對回轉(zhuǎn)支承（屬軸承類基礎(chǔ)件）制造中存在的薄形齒圈及滾道的強(qiáng)力切削易顫、通用設(shè)備加工效率低、滾道精度不穩(wěn)定，產(chǎn)品檢測技術(shù)落后、綜合性能實驗設(shè)備空白等技術(shù)難點，開展理論研究，并突破技術(shù)難點，發(fā)明了用于回轉(zhuǎn)支承制造的4種新型裝備，并實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。項目主要成果包括以下3個方面： ①研制用于回轉(zhuǎn)支承成形齒加工的極坐標(biāo)數(shù)控成形銑齒、磨齒機(jī)。研究強(qiáng)力成形銑齒斷續(xù)切削機(jī)理，提出了切削轉(zhuǎn)矩計算模型和極坐標(biāo)系下機(jī)床拓樸結(jié)構(gòu)精度模型并應(yīng)用，突破了回轉(zhuǎn)支承強(qiáng)力成形齒加工效率低、易顫振的難題，取代了滾