高能率及其他成形复习过程.ppt

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1、高能率及其他成形高能率成形特点与适用范围高能率成形是一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成形方法，主要包括：（1）利用高压气体使活塞高速运动来产生动能的高速成形（2）利用火药爆炸产生化学能的爆炸成形；（3）利用电能的电液成形；（4）利用磁场力的电磁成形。特点：1）模具简单，仅用凹模即可成形，节省模具材料，缩短制造周期，降低成本；2）零件精度高，表面质量好，因其为高速贴模，气液传力3）提高材料的塑性变形能力；4）利于采用复合工艺，把多道次工序一次完成，缩短生产周期，降低成本。除共同特点外，各成形方式还用如下特点：爆炸成形：（1）设备简单；（2）适用于大型零件成形。电液及电磁成形：（1）设备

2、通用性强，维护简单；（2）能量易于控制，有利于实现机械化和自动化。高能率成形方法的应用（1）板材成形：可完成板材的多种加工工序；（2）联接及装配：可用于管-管联接、管-杆联接、管-板联接等；电磁成形可进行零件的铆接；（3）焊接：高能率成形，尤其是爆炸成形可使两种金属间形成牢固的连接，用以制造多层金属板或金属管。此外还可用于粉末压实、震动剥离、表面强化等。爆炸成形爆炸成形是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的化学能对金属毛坯进行加工的高能率成形方法，特别适用于板材的拉伸、胀形、校形等工艺以及焊接、表面强化、粉末压实等。成形过程：爆炸时，爆炸物质的化学能在极短时间内转化为周围介质（空气或水）中的高

3、压冲击波，并以脉冲波的形式作用于毛坯，使其产生塑性变形。工艺参数：1.药形：球形、柱形、锥形及环形等。药包形状决定其产生冲击波的波形，是保证爆炸成形顺利进行的重要因素之一，应根据成形零件变形过程所要求的冲击波阵面形状来决定。2.药位：炸药与毛坯之间的相对位置.它与药形的正确配合是获得所需冲击波阵面形状的保证。药包中心点应与零件的对称轴线重合，距坯料表面距离适度。3.药量：过小，无法成形；过大，可导致零件或模具损坏。通常根据经验先估算，然后逐步加大药量直至适度。对于球形装药，可用下式估算：成形装置可分为无底凹模和有底凹模。无底凹模成形属于自由拉伸，零件精度低，但装置结构简单；有底分为抽真空和自

4、然排气两种。自然排气的排气孔应设在毛坯最后贴模部分，分为自由界面、加水帽及加反射板结构。水桶材料为20~30mm厚的钢板，可放于地面或作成爆炸井。爆炸成形爆炸成形是利用化学能在10-12～10-7s的时间内转换为冲击波能量，并以脉冲波的形式作用在坯料上，使其产生塑性变形的加工方法。二、其他塑性成形方法（1）爆炸成形电液成形电液成形是利用液体中强电流放电所产生的强大冲击波对金属进行加工的一种高能率成形方法。电液成形时能量易于控制，成形过程稳定，装置通用性强，但设备容量较小，电液成形的效率（工件变形功与电容器放电能之比）低，目前还只限于中小零件的加工。成形原理：由充电回路及放电回路组成。放电室

5、：由水箱、放电电极及模具组成。1.电极形式：对向式、同轴式、活动式及平行式。2.电极间隙：其大小直接影响冲击电流的波形、压力峰值及成形效果。在确定条件下，对应于零件最大变形量的电极间隙称为最佳间隙。最佳间隙λ(mm)与电压U(kV)间的关系为：λ=4+0.9U3.电极位置：电极在液体介质中的位置，由水深和吊高决定。相对静压（对同一变形深度所需的静压力）与吊高的平方成反比。吊高过小，压力分布不均，影响成形效果。为避免点击对工件放电，吊高不能小于间隙的1/2.电爆成形将放电电极用金属丝连接起来，在电容器放电时，强的脉冲电流会使金属丝熔化并蒸发成为高压气体，在介质中形成冲击波而使板材成形。与电液成

6、形相比，有如下特点：放电过程稳定，可降低泄漏损失，提高成形效率；可改变放电弧道，控制冲击波形状和压力分布；提高冲击波压力等。电磁成形电磁成形是利用磁场力使金属坯料变形的高能率成形方法。电磁成形无需加压介质，可在真空或高温条件下成形，能量易于控制，成形过程稳定，再现性强，生产效率高，易于实现机械化自动化控制，适用于板材、管材的胀形、缩口等，也可用于金属件与非金属件的压合。成形原理与电液成形相比，其放电元件不同：电液成形的放电元件为水介质中的电极，电磁成形的放电元件为空气中的线圈。板材电磁成效率为10﹪~40﹪.电磁成形时也可不用线圈放电，而是使电流直接通过工件使其变形。电磁成形首先，绕在坯料上

7、的线圈由于脉冲电流作用，将产生一个交变磁场；相应地，坯料内产生感应电流，感应电流产生的磁场与线圈磁场相互作用，线圈和坯料之间就出现斥力，最终导致坯料以较大的运动速率和模具贴合而成形。工艺特点1.易实现对各种工艺参数和成型过程的控制，从而实现生产过程的机械化和自动化；2.成型速度快，生产率高；3.电磁成形工艺无摩擦，无润滑剂，节省工序，无污染；4.电磁成形机没有运动部分，维护简单，不会出现机械压力机超载等问题；