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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，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用 某型號飛機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到零件外形設計尺寸，內(nèi)孔和外形無須機械加工。 圖1 鋁合金法蘭盤精密成型件 某型號飛機Ti-1023鈦合金護板接頭等溫精鍛件，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，已通過裝機試飛測試，屬于無斜度無余量精鍛件。                                                                          圖3(a) 鋼搖臂機加件     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雜程度處于國內(nèi)領先水平。 圖4 鈦合金等溫精鍛件 2、液態(tài)模鍛（擠壓鑄造）工藝應用 該工藝可解決鋁合金小型復雜結構件的精密、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，實現(xiàn)了一模成形兩件，將原數(shù)控加工的槽溝一次成形，尺寸達到設計要求，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，通過工藝及模具設計優(yōu)化，零件尺寸精度均達到設計要求，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)格手機電池鋁殼。 圖10 手機電池殼擠壓件 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 鋁合金電器屏蔽罩擠壓件

在國家“863”計劃的支持下，合作研制開發(fā)的鋁合金半固態(tài)成形技術及設備已經(jīng)成熟，研制的電磁攪拌制備鋁合金半固態(tài)坯料連鑄設備可以制造直徑為50~100mm的鋁合金非枝晶半固態(tài)連鑄棒料，研制的感應加熱技術可以將鋁合金非枝晶坯料快速加熱到固液兩相區(qū)，半固態(tài)坯料溫度差可控制在1~2℃之內(nèi)，研制的鋁合金半固態(tài)成形技術可成形各種鋁合金零件毛坯。目前，該項目已經(jīng)通過國家“863”計劃組織的專家委員會的驗收。 目前制備鋁合金半固態(tài)連鑄坯料的最佳工藝是電磁攪拌方法，該工藝制備的半固態(tài)連鑄坯料純凈, 不易卷入氣體, 控制方便, 產(chǎn)量大。鋁合金半固態(tài)連鑄坯料的最佳重熔加熱工藝是電磁感應加熱，該工藝加熱速度快、效率高，組織均勻，坯料不易變形。非枝晶鋁合金在半固態(tài)成形中不會噴濺，凝固收縮小，毛坯致密，能夠熱處理強化；毛坯不存在宏觀偏析, 性能更均勻；可以實現(xiàn)近終成形，大為減少機加工量，降低生產(chǎn)成本；易于實現(xiàn)機械化或自動化操作，生產(chǎn)效率高；減輕了模具的熱沖擊, 提高了模具的壽命。 目前，鋁合金半固態(tài)成形應用主要集中在汽車零件和耐壓閥體零件毛坯，如汽車制動總泵殼、油道、輪轂等，也可以應用于其他要求較高的零件毛坯，如航空、摩托車用鋁合金零件等。

本發(fā)明公開了一種能夠自動脫模的熱電單元成形裝置。底座中心開有凹槽，下模沖包括長方體陰模和連接在長方體陰模兩側的頂桿，長方體陰模嵌合在底座的凹槽內(nèi)并開有腰形通槽，豎直的兩個頂桿穿過底座凹槽兩側各自的孔；N型熱電臂陰模和P型熱電臂陰模并列地安裝在下模沖的長方體陰模上，N型熱電臂陰模和P型熱電臂陰模上方安裝有上模沖，上模沖下的兩個沖頭分別穿過N型熱電臂陰模和P型熱電臂陰模上的模腔孔。本發(fā)明模塊化安裝的方式，可對需要不同直徑大小的熱電臂的熱電單元進行制造，利用熱電臂陰模相貼并列嵌入底座的方法，可使成形后的試樣和熱電臂平整且朝向規(guī)則整齊；并可快速脫模，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明公開了一種能夠自動脫模的熱電單元成形裝置。底座中心開有凹槽，下模沖包括長方體陰模和連接在長方體陰模兩側的頂桿，長方體陰模嵌合在底座的凹槽內(nèi)并開有腰形通槽，豎直的兩個頂桿穿過底座凹槽兩側各自的孔；N型熱電臂陰模和P型熱電臂陰模并列地安裝在下模沖的長方體陰模上，N型熱電臂陰模和P型熱電臂陰模上方安裝有上模沖，上模沖下的兩個沖頭分別穿過N型熱電臂陰模和P型熱電臂陰模上的模腔孔。本發(fā)明模塊化安裝的方式，可對需要不同直徑大小的熱電臂的熱電單元進行制造，利用熱電臂陰模相貼并列嵌入底座的方法，可使成形后的試樣和熱電臂平整且朝向規(guī)則整齊；并可快速脫模，提高生產(chǎn)效率。

針對國內(nèi)難變形材料（鈦合金、高溫合金）構成的鍛件模鍛成形加工中存在著勞動生產(chǎn)率低、材料     利用率低、小批量多品種、加工質(zhì)量一致性差、加工智能化程度不高等問題，突破關鍵重要鍛件成形工  藝仿真與優(yōu)化、面向有限空間的模具庫分區(qū)智能存儲及調(diào)度、復雜工況下模鍛成形智能感知與動態(tài)監(jiān)控  等關鍵技術，研制出應用于難變形材料（鈦合金、高溫合金）模鍛成形的智能制造數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、標準 規(guī)范、數(shù)據(jù)庫和知識庫等成果，申請國家發(fā)明專利  3  件。主要創(chuàng)新點：（1）運用大數(shù)據(jù)挖掘技術實現(xiàn)模鍛成形鍛件的質(zhì)量趨勢智能預測（2）基于粗糙集及神經(jīng)網(wǎng)絡的模鍛模具壽命智能預測技術（3）提出基    于負載均衡的模鍛模具庫動態(tài)分區(qū)調(diào)度技術。

鋼管是經(jīng)濟建設中重要的原材料之一，屬經(jīng)濟型斷面型材，素有工業(yè)“血管”之稱。鋼管廣泛地被用作機械工業(yè)用管(主要是液壓與氣動缸體管、液壓輸油管、汽車傳動軸管和半軸套管、軸承鋼管、皮帶傳送托輥管、印染輥管等)、石油地質(zhì)工業(yè)用管(油泵管、鉆探管、油管、套管、鉆桿等)、化工用管(石油裂化管、化肥用高壓管、化工設備及管道用管)、電站鍋爐和熱交換器管等。特別是進入WTO后，我國鋼鐵工業(yè)將會面臨更加激烈的競爭環(huán)境，如何降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，開發(fā)新的產(chǎn)品品種，以增強企業(yè)競爭力成為首要課題。北京科技大學冶金機械研究所“管材深加工科研小組” 二十余年來，從事管材塑性成形加工新工藝新設備的研究、推廣工作，開發(fā)的“高精度冷拔鋼管技術”正是這樣一項降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的新產(chǎn)品新技術。該項技術已在全國７個省市推廣應用，并被國家科委列入《國家科技成果重點推廣計劃》指南中,編號為I4-1-4-21。隨著市場和技術發(fā)展的需求，該“管材深加工科研小組”近來又先后開發(fā)出錐管冷拔成形新工藝和設備，大口徑（建筑用）方管冷拔新工藝和設備。

針對汽車輕量化及安全法規(guī)對汽車用超高強鋼的需求，完成超高強鋼合金體系設計、強化機理、顯微組織調(diào)控等關鍵技術研究，突破 1200-2000MPa 熱成形鋼批量制備技術。系統(tǒng)研究了超高強熱成形鋼的微觀組織結構及力學性能特征，改善了塑韌性和氫致斷裂敏感性，2000MPa 級熱成形鋼的抗拉強度達到 2083MPa，總伸長率達到 8.5%，彎曲角≥60°。使熱成形零件滿足汽車行業(yè)的使用要求，替代進口熱成形鋼，支撐國內(nèi)汽車輕量化及安全碰撞要求的超高強汽車用鋼的需求，為汽車輕量化新材料的發(fā)展提供技術支撐。

主要研究內(nèi)容 內(nèi)高壓成形是一種加工空心輕體件的先進工藝方法，原則上適用于冷成形的材料均適用于內(nèi)高壓成形工藝，適合制造空心變截面輕量化構件，可以減輕重量節(jié)約材料又可以充分利用材料的強度和剛度 在國家自然科學基金、黑龍江省科技廳、哈爾濱工業(yè)大學學科建設項目和第一汽車集團研發(fā)項目的資助，在國內(nèi)首家開展了內(nèi)高壓工藝理論和成形機理方面的基礎研究，研制國內(nèi)首臺400MPa內(nèi)高壓成形機，該設備獲得國家專利, 專利號：ZL00208694.8。 主要應用領域