精密成形技术发展前沿.doc

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1、精密成形技术发展前沿李敏贤闵乃燕安桂华陈世兴1精密成形技术的内涵及作用1.1内涵精密成形技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工（近净成形技术，ne吐阴tshapetechnique；或净成形技术,netshapetechnique）,就可用作机械构件的成形技术。它是建立在新材料、新能源、信息技术、自动化技术等多学科高新技术成果的基础上，改造了传统的毛坏成形技术，使Z山粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成木、无公害的成形。它使得成形的机械构件具冇精确的外形、高的尺寸精度和形位精度、好的表而粗糙度。该项技术包括近净形铸造成形、精确塑性成形、精确连接、粹密热处理、表

2、面改性等专业领域，是新工艺、新材料、新装备以及各项新技术成果的综合集成技术。精密成形技术具有以下特点：①近净成形体尺寸及形位精度高，为后续采用高效、高精加T提供了理想的毛坯；②高效、低消耗、低成木，为缩短产品开发周期、降低产品成木提供了冇利条件；③可方便、快捷地做岀过去很难做岀的结构件，为新产品开发提供冇力技术支撑；④较传统成形产品改善生产条件、减少对环境污染，成为一种清洁生产技术，为可持续发展创造有利条件。1.2作用精密成形技术是先进制造技术的一个重要内容，儿乎所冇的机械零部件都要通过成形与改性才能具冇所需的形状及实用功能。据统计，全世界约有75%的钢材要经过塑性加工，

3、冇45%以上的钢材采用焊接技术得以成形。以汽车为例，据徳国预测，到2000年，汽车总巫量的65%仍将山钢材（约45%）、铝合金（约13%）及铸铁（约7%）通过锻压、焊接或铸造成形，并通过热处理及表面改性获得垠终所需的实用性能［1］。在T业发达国家精密成形铸件已占铸件总产量的25%〜30%,而其产值达到铸件总产值的50%左右。精密成形技术的发展对提高一个国家的工业竞争力冇重大影响。美国竞争委员会在1991年向美国总统提交的美国未來技术优先权的研究报告中，把精密成形与加工技术列为美国处于柔弱地位的技术，建议政府予以重视与支持。我国制造业在一个相当长的时期将获得快速发展，据预测

4、一直到2020年制造业占我国GDP的比重将保持在35%左右的较高值，2020年后虽然制造业的比重呈卜•降趋势，但其绝对值仍然不断增加；预计2000年国内机械产品需求2万亿元，2005年达3万亿元；到2005年汽车总需求量为29（）万辆〜330万辆，其中轿车130万辆〜140万辆。制造业特别是机械制造业的发展,要求生产过程节约能源、节约材料、提髙资源利用效率，这已成为能否以低成木、高质量、高效率参与国际市场竞争的十分重要的问题。发展、应用精密成形技术就是一个有效途径。2现状及发展趋势2.1现状近30年来，精密成形技术在国外以很快的速度发展。大量优质、高效、少无切削的新型成形

5、与改性技术得到发展，并在工业中获得广泛应用，如气化模铸造、树脂白硬砂组芯造型等近净形铸造技术；超塑成形、梢密热锻、精密冷温成形等精密塑性成形技术；气体保护焊、激光焊、真空电子束焊等精密连接技术。为了加快产品设计,近10年来发展了快速原型/零件制造技术,它打破了材料“去除”的成形原理，采用“累积”成形。目前已开始川于不同领域，并获得了巨大的经济效益。为了提高制造成形的质量，特别是在大型零件制造中，减少实验丁作量以实现一次制造成功，工艺模拟技术获得了飞速发展，肖先在铸造领域进入了商品化阶段，在焊接、锻压、热处理方面也取得了很大成绩。为了改善人类生存环境，绿色制造成形也在不断发

6、展，人们力求在制造成形过程中，最大限度地减少对环境的污染。为了F1益扩大人类活动范围，各种水下切割与连接，以及表面改性技术获得发展与应用，已可在水F200m深处进行操作。随着航空、航天事业的发展，在空间进行连接与改性己有必要，这方面也取得突破性进展。近年來，粹密成形技术在我国得到迅速发展［2］。在近净形铸造技术方面,近儿年重点发展了熔模粕密铸造、陶瓷型粕密铸造、消失模铸造等新技术。采川消失模铸造生产的铸件质量好，铸件壁厚公差达到了±0.15niin,表面粗糙度Ra25Um。电渣熔铸工艺已用于大型水轮机的导叶生产。1997年研究成功的电渣铸接新T•艺，铸接了一块300mmX

7、190mmX700mm的试验件。高强度、形态复杂、薄變、净重2.7t的铝合金铸件也获成功；在精密塑性成形技术方面，重点发展了热锻技术、冷精压技术、成形轧制技术、精冲技术和超塑成形技术。依靠我国力量建设的汽千前梁、羊角和轿千连杆生产线己达到国际先进水平。汽车前轴精密馄锻和模锻复合工艺，其生产线投资仅为以万吨热模锻压力机为主方案的1/5〜1/&精密连接与切割技术方面，重点发展了电了束焊接、水卜焊接和切割技术、逆变焊接电源及药芯焊丝制造技术。已研究开发成5kWCO2焊接与切割工艺及设备。一批先进的新型、高效、优质、高精度成形技术在机