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塑性精密成形是坯料在外力作用下，使金屬在模具中發生塑性變形而成為所需形狀、尺寸和性能的產品加工過程。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領先水平。 圖4 鈦合金等溫精鍛件 2、液態模鍛（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 氣泵上蓋液態模鍛件 與某軍工廠合作完成了多功能炮彈殼體液態模鍛工藝研究，圖6所示，炮彈毛坯內孔不加工，材料利用率大幅提高，加工工時大幅度下降，炮彈試驗件經靶場試驗測試滿足設計要求。 圖6 氣泵上蓋液態模鍛件 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種尺寸規格的零件，降低了材料消耗，縮短了加工周期，節省了加工費用，已實現批量生產。 圖7 氣泵上蓋液態模鍛件 電器安裝基板，如圖8所示，材料為6063鋁合金，采用液態模鍛技術，實現了一模成形兩件，將原數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，提高了生產效率。 圖8 電器安裝基板液態模鍛件 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孔不加工，表面質量要求高，通過工藝及模具設計優化，零件尺寸精度均達到設計要求，內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量問題，所開發的工藝可用于成型矩形的各種尺寸規格手機電池鋁殼。 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，表面質量好，尺寸精度高。 圖11 鋁合金電器屏蔽罩擠壓件

船舶制造精度控制是造船工業的關鍵技術，對提高船舶質量，降低生產成本發揮著重要作用。日韓等世界造船強國已形成一套完整的管理體制，擁有完善的工藝制造流程，先進的高精度測量儀器和三維坐標測量與實物分析軟件系統得到了廣泛應用。我國的精度控制軟件系統起步較晚，沒有較為完善的產品，高精度全站儀的性能得不到充分發揮。引進的國外相關軟件不但價格昂貴，而且功能存在不符合國內生產習慣的現象。本項目旨在研制船舶制造精密測量系統，結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、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及精度控制解決方案。主要研究內容包括以下三個部分：(1) 針對船舶分段不規則擺放、構件外型復雜、尺寸大、內側構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件的數學模型；(2) 通過嵌入式精密測量系統與高精度全站儀的集成應用，實現船舶分段和構件三維坐標數據的采集，為船舶制造提供船舶的三維計算與分析結果；(3) 建立船舶制造數據庫、誤差分析模型和精度控制方案，存儲設計數據、實測數據和分析結果等，對船舶制造過程中加工、切割、裝配和焊接等環節進行誤差統計分析和精度控制，為設計和工藝方法的改進、精度指標的確定提供數據和理論基礎。

本項目旨在研制船舶制造精密測量系統，結合高精度全站儀提升我國船舶制造精度控制水平，主要研究內容包括以下三個部分： (1) 針對船舶分段不規則擺放、構件外型復雜、尺寸大、內側構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件的數學模型； (2) 通過嵌入式精密測量系統與高精度全站儀的集成應用，實現船舶分段和構件三維坐標數據的采集，為船舶制造提供船舶的三維計算與分析結果； (3) 建立船舶制造數據庫、誤差分析模型和精度控制方案，存儲設計數據、實測數據和分

采用塑性成形工藝成形具有復雜特征的軸類零件（如螺紋、花鍵、蝸桿、絲杠），相比于傳統的切削加工工藝，零件精度高、機械性能好、生產率高、材料利用率高，是一種高效精確體積成形技術。根據不同零件特征發展一系類新工藝：將中高頻感應加熱同螺紋、花鍵滾壓成形相結合，解決了高強度鋼螺紋、花鍵滾壓成形問題；復合振動的復雜齒形滾軋、擠壓工藝有效改善了成形零件質量；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、伺服直驅設備體系與相關技術完備。

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， 它是當今金屬制品制造先進技術之一。 所開發的閉塞精密擠壓成形工藝技術不僅可以在制造過程中節材、 節能， 縮短產品制造周期， 降低生產成本， 而且可以獲得更好的材料組織結構與性能， 提高產品的安全性、 可靠性和使用壽命。 隨著我國汽車、 摩托車、 兵器、 航空及通用機械等重點產業的發展， 精密塑性加工技術將成為提高產品性能與質量， 提高市場競爭力， 降低制造成本的關鍵技術。成熟程度和所需建設條件本項目自主開發， 技術國內領先， 并已成功應用汽車零部件的工業化制造。項目實施需要有一定的鍛造或擠壓設備以及輔助設施。技術指標（1) 可有效減小變形載荷， 成形復雜結構零件， 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， 減少機加工工序和成本；（4) 改善產品力學性能， 提高產品品質；（5) 降低設備負荷 20-50%以上。 可成形鍛件重量范圍大， 與同類產品生產工藝相比節約總成本 15-30%以上。市場分析和應用前景汽車工業是我國重點發展的支柱產業。 近幾年通過不斷自主創新和不惜努力， 汽車工業的規模和品質都得到了飛速發展。 特別是在最近幾年我國汽車工業獨領風騷， 一舉成為世界第一制造大國。 根據國家行業統計 2012 年全國銷售汽車近 1700 萬臺， 今后幾年還將以 10%以上的速度發展。 按照全國年銷售 1700 萬輛計算， 汽車用各類結構件如軸承輪轂、 齒輪坯、 滑塊星套、 發電機磁極等每種零件的實際需求都將達到 3500 萬只以上， （不含汽配市場）。 但目前國內以精密成形技術為核心的發展狀態相對滯后， 采用精密塑性加工的比例與發達國家相比差距較大， 有很大的發展應用空間。社會經濟效益分析項目實施以來， 可以提高產品質量和精度， 同時降低制造成本， 改善制造環境。 不僅為企業帶來可觀的經濟效益， 也能有效地保護了環境， 產生了良好的社會效益。合作方式合作開發、 技術（實施） 許可聯系方式冶金學院 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，它是當今金屬制品制造先進技術之一。所開發的閉塞精密擠壓成形工藝技術不僅可以在制造過程中節材、節能，縮短產品制造周期， 降低生產成本， 而且可以獲得更好的材料組織結構與性能，提高產品的安全性、可靠性和使用壽命。隨著我國汽車、摩托車、兵器、 航空及通用機械等重點產業的發展，精密塑性加工技術將成為提高產品性能與質量，提高市場競爭力，降低制造成本的關鍵技術。

1.剛柔耦合運動平臺：將平臺設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，巧妙地結合了機械導軌直驅平臺的大行程、高速度和柔性鉸鏈無摩擦的特點，實現低成本，更高速，高精度的運動。 2.自抗擾控制算法：目前，大部分工業產品依舊使用傳統的PID控制，由于剛柔耦合平臺引入了柔性鉸鏈，降低了系統的固有頻率，這就限制了PID的控制帶寬。因此，采用

北京科技大學材料科學與工程學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的塑性相結合剛玉復合磚是一種最新型的高技術的高爐爐缸用陶瓷杯耐火材料，它是采用金屬與非金屬結合在一起的復合材料，優于廣泛使用的Sialon-Al2O3制品。在原剛玉碳化硅復合磚中添加金屬塑性相研制而成，磚中塑性相與陶瓷基質復合，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、氧氮化物及其復合物，大大提高了耐火材料的強度與抗渣、鐵侵蝕性能。金屬塑性相結合剛玉復合材料的具體特點如下：1)具有優良的物理及力學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為0%，抗爐渣侵蝕指數為8.44%，抗堿侵蝕評價達"優Ⅱ"；4)具有自修復、自生成抗渣鐵侵蝕層的材料。具體指標為，體積密度：3.15g/cm3，常溫耐壓強度： 132MPa，高溫抗折強度：17.8MPa（1400℃×30min），抗渣侵指數：8.44%，抗鐵侵指數：0%，抗堿侵評價：優(U)。經權威機構查詢，該項技術屬國內外首創，生產的產品達到國外相似產品的領先水平。該產品榮獲河南省科技進步二等獎。

小型數控精密機床設計制造。在小型精密機床機械結構及控制系統設計方面開展了大量的研究工作，自主設計、研發了三軸和五聯動高速高精度小型數控銑床。

本研究針對回轉支承（屬軸承類基礎件）制造中存在的薄形齒圈及滾道的強力切削易顫、通用設備加工效率低、滾道精度不穩定，產品檢測技術落后、綜合性能實驗設備空白等技術難點，開展理論研究，并突破技術難點，發明了用于回轉支承制造的4種新型裝備，并實現工業應用。項目主要成果包括以下3個方面： ①研制用于回轉支承成形齒加工的極坐標數控成形銑齒、磨齒機。研究強力成形銑齒斷續切削機理，提出了切削轉矩計算模型和極坐標系下機床拓樸結構精度模型并應用，突破了回轉支承強力成形齒加工效率低、易顫振的難題，取代了滾