精密鍛造是指零件鍛造成形後，隻（zhī）需少量加工或不再加工就符合零件要求的（de）成形技術。精密鍛造（zào）是先進製造技術的重（chóng）要組成部分，也是（shì）汽車、礦山、能源、建築（zhù）、航空（kōng）、航（háng）天（tiān）、兵器等行（háng）業中應用廣泛的零件（jiàn）製造工藝。精密鍛造不僅（jǐn）節約材料、能源，減少加工工序和設備，而且顯著提高（gāo）生產率（lǜ）和產品質量，降低生產成本，從而提高了產品（pǐn）的市場競爭能力。

工藝介（jiè）紹

能夠成形大型複雜結構（gòu）鍛（duàn）件是反（fǎn）映一個國家工業科技水平和綜合國力的重要體現。航空、航天、能源等重要製造領（lǐng）域所使用的主要（yào）結構鍛件材料大多以（yǐ）高溫合金、鈦（tài）合金和高強度合金鋼等為主，這些材料在飛行器和燃氣輪機中大量成功應（yīng）用，對提高發動（dòng）機的推重比，提升飛行器速度，提（tí）高燃氣輪機工作效率起著至關重要的作用。

隨著我國經濟和國防事業（yè）的飛躍發展（zhǎn），大型複雜鍛件的需求量激增，如（rú）飛（fēi）機的整體框、發動機（jī）的整體葉盤、燃氣輪機和氣輪機的大型葉片及（jí）大型盤等，很多鍛件的投影麵積達到 3m2以上。然而，鈦合金和高溫合（hé）金既是價格昂貴的金屬材（cái）料，又是難加（jiā）工、難變形的特殊材料。

一方麵，這類材料的機械加工性能特別差；另一方麵，由於材料變（biàn）形抗力大，變（biàn）形溫度高，變形的溫度範圍狹（xiá）窄，一般隻能先鍛成粗鍛件再進行機械加工，因此（cǐ）導致了過高製造成本，從而（ér）在一定程度上限製（zhì）和影響了材料的使用。然而，以熱模鍛造和等溫鍛造（zào）為代表的熱精密鍛造技術的出現為解決鈦合金、高（gāo）溫合金等難變形材料的近（jìn）淨成形鍛造開（kāi）創了一條重要的（de）途（tú）徑，為大型複（fù）雜鍛件的生產提供了新的手段。

工藝方法

目前已應用於生產（chǎn）的精密鍛造工藝（yì）很多。按成形溫度不同可以分為熱精鍛、冷精鍛、溫精鍛（duàn）、複合精鍛、等溫精鍛等 。

熱精鍛（duàn）工藝

鍛造溫度在再結（jié）晶（jīng）溫度之上的精密（mì）鍛造工藝稱為熱（rè）精鍛。熱精鍛材料變形抗力低（dī）、塑性好，容易成形（xíng）比（bǐ）較複雜的工（gōng）件，但是因強烈氧化作用（yòng），工件表麵（miàn）質量（liàng）和尺寸精度較低。熱精鍛常用的工藝方法為閉式模鍛（duàn）。

冷精鍛工藝

冷精鍛是在室溫下進行的（de）精密鍛造工（gōng）藝。冷精鍛工藝具有如下特點：工（gōng）件形狀和尺寸較易控（kòng）製，避免（miǎn）高溫帶來的誤差；工（gōng）件強度和精度高，表麵質量好。冷鍛成形過程巾，工件塑性差、變形抗力大，對模具和設備要求商（shāng），而且（qiě）很難成形結構複（fù）雜的零件。

溫精鍛工藝（yì）

溫精鍛（duàn）是在再結晶溫度（dù）之下某個適合的溫度下進行的（de）精密鍛造（zào）工藝。溫鍛精密成形技術既突破冷鍛成形中變形抗力大、零件形狀不能太複雜、需增加中間熱處理和表麵處理工步的局限性，又克服了熱鍛中因強烈氧化（huà）作用而降低表麵質量和尺寸精度的問題。它同時具有冷鍛和熱（rè）鍛的優點，克服了二者的（de）缺點。

複合精鍛工藝

隨著精鍛工（gōng）件的日趨複雜以及精度要求（qiú）提高，單純的冷、溫、熱（rè）鍛工藝已不（bú）能滿足要求。複合精鍛工藝（yì）將冷、溢、熱鍛工藝進行縫合共同完成一個工件的鍛（duàn）造，能（néng）發揮冷、溫、熱鍛的優點，摒棄冷、溫、熱鍛的缺（quē）點。

等（děng）溫精鍛工藝

等溫精鍛是指坯料在趨於恒定的溫（wēn）度下模鍛（duàn）成（chéng）形（xíng）。等溫模鍛（duàn）常用於航空航天（tiān）工（gōng）業中的鈦合金、鋁（lǚ）合金、鎂合（hé）金等難變形材料的精密成形，近年來也用（yòng）於汽車和機械工業有色金屬的精（jīng）密成形。等溫鍛造主要應用於鍛造溫度較窄的金屬材料，尤其（qí）是（shì）對變形溫度非常敏感的鈦合（hé）金。

發展趨勢

隨著製造業的（de）發展，對精鍛成形（xíng）零件的要求越來越高，也對精密鍛造工藝的研究和發展提出了更高的要求，目前精密鍛造工藝研究的主要方向有以下幾方麵 。

（1）持續不斷的工藝革新（xīn）。為了（le）滿足成形零件的要求，降低生產成本（běn），需要（yào）不斷的開發成形精（jīng）度高、模具壽命長 、生產效率高的精（jīng）密鍛造成形新（xīn）工藝。

（2）複合工藝的開發。隨著成形零（líng）件工藝要求的不斷提高，單一的精密鍛（duàn）造很難滿足要求（qiú），這就（jiù）需要開發複合成形工藝，將不同溫（wēn）度或不同工（gōng）藝方法的鍛造工藝結合起來，取長（zhǎng）補（bǔ）短共（gòng）同完（wán）成一個零件的加工（gōng）製造。也可以將精密鍛造工藝與其它精密成形工藝如精密鑄（zhù）造、精密焊接等工藝進行組合，提高精密成形工藝的應用範圍和加工能力。

（3）基於知識的工（gōng）藝設計（jì）。隨著精密（mì）鍛造工藝的不斷發展，工藝設計日趨複雜，為了提高（gāo）工藝設計的可（kě）靠（kào）性和高效性（xìng），開發基於知識的專家係統（tǒng）是未來精密鍛造工藝設計的重要研究方向。

精密鍛造設備（bèi）

為了滿足精密鍛造工藝的要求（qiú），精密鍛造設備需要具備如下特點 。

1)具有（yǒu）較好（hǎo）的剛性，使變形過程（chéng）中機器本身的變形較（jiào）小，保證鍛造工件的尺寸精度。

2)具有精密的導向機（jī）構，保證（zhèng）模具（jù）的合模精度 。

3)具有多缸的動作能力，實現精密（mì）鍛造多個模（mó）具（jù）運動的要求。

4)具有生產工序的自動監控和檢測功能（néng）等。

對於熱精密鍛（duàn）造常用的（de）設（shè）備包括高能螺旋壓力機、電液錘、熱模鍛壓力機（jī）等，冷精密鍛造成形常用的設備包括冷鍛壓力機、冷擠壓機（jī）、冷鐓機、冷擺輾機等。我（wǒ）國早期采購精密鍛造設備（bèi）主要有 2 個途徑：從國外知名的公司例如瑞士 Hatebur 公司、英國 Hewelco 公司、意大利 SACMA 公（gōng）司 、日本小鬆公司（sī）、德國舒勒公（gōng）司、美國 National 公司等進口精鍛設備或生產線；對國內的通用鍛造設備進行改造 。

由於（yú）進口設備價（jià）格昂貴，而改（gǎi）造設備其精度和可靠性較差，因此迫切需要研究和開發國產的精密鍛造設備，近（jìn）年來國產精密鍛造設備獲得很大發（fā）展，其中北京機電研究所（suǒ）、濟南第二機床廠、上海鍛（duàn）壓機床廠、天津鍛壓機床廠（chǎng）、青（qīng）島鍛（duàn）壓（yā）機床廠等研究單（dān）位和企業，成功研製和開發了係列精密鍛造設備，並已（yǐ）投入工程應用。

工藝優化

無論是正向模擬還是（shì）反向模擬，都可歸結（jié）為利用數值模擬技術進行設計結果驗證（zhèng）的試錯法 。其（qí）基本思路仍與（yǔ）傳統的試錯法（fǎ）一樣（yàng），隻不過所（suǒ）用的驗（yàn）證手段不同，對不合理設計的修改還需要由設計者根據經驗提出（chū），設計（jì）過程的自動化程度還很低。

為了提高精密鍛（duàn）造工藝和模具設計的效率和可靠性，近年來國內外學者對精密鍛造過（guò）程工藝與模具的優化設計（jì）進行了大量研究，並（bìng）取得了較大進展。精密鍛造過程工藝與模具的優化設計，一般以工藝參數或模具（jù）的形狀為設計變量，以工件（jiàn）的形狀或（huò）物理性（xìng）能為目標函數，以有限元法方法為（wéi）目標函數的計算器 。

采用高效的優化算法，實現工藝參數與模（mó）具形狀的自動（dòng）優化。目前，常用到的優化方（fāng）法包括：基（jī）於梯度的靈敏度分析優化算法，以及基於全局尋優（yōu）的遺傳算法。

來（lái）源：百（bǎi）度百科

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