先进制造技术

本发明提供一种具有多功能的多向挤压强变形模具及其工艺方法，模具包括配合结构、模板、上模、下模和模套。第一下模的模腔具有三个工作面，第一下模的模腔的底面为矩形水平面，第一下模的模腔的侧面为垂直于矩形水平面中相邻两边的矩形垂直侧面；第二下模的模腔具有四个工作面，第二下模的模腔的底面为矩形水平面，第二下模的模腔的侧面为垂直于矩形水平面中相连三个边的矩形垂直侧面。上模的模腔包括矩形水平面和矩形垂直侧面；上模的矩形水平面和下模的矩形水平面平行，上模的矩形水平面和矩形垂直侧面互相垂直。本发明通过组合模腔实现坯料不同形式的多向挤压变形，使晶粒组织得到细化，同时降低变形后坯料的取出难度，改善坯料的综合性能。

航空航天领域：该多向挤压强变形模具及其工艺方法可高效成形高性能铝合金、钛合金等航空结构件，能够显著提升材料的力学性能和疲劳寿命，满足飞机骨架、发动机叶片等关键部件对复杂形状和高可靠性的严苛需求，同时降低传统多工序加工的制造成本与周期。

汽车轻量化制造：该技术适用于生产汽车轻量化铝合金或镁合金底盘、车身框架等部件，通过多向强变形细化晶粒并提高材料强度，可在保证安全性的同时减轻车身重量20%以上，助力新能源汽车提升续航里程并降低能耗。

医疗器械精密加工：该模具工艺可用于制造骨科植入物（如钛合金髋关节）或手术器械，利用多向挤压实现超高精度与表面光洁度，同时增强材料的生物相容性和耐腐蚀性，满足医疗领域对复杂个性化定制与长期使用的性能要求。

1.本发明所设计的具有三工作面模腔的下模及与之配套的上模所构成的组合模腔可实现金属坯料的单开式及双开式挤压变形，变形后坯料处于开放式的下模的模腔内而可直接取出。

2.本发明所设计的具有四工作面模腔的下模及与之配套的上模所构成的组合模腔可实现金属坯料的闭式变形，变形后坯料处于半开放式的下模的模腔内，相较传统封闭式整体模具变形，其取出难度显著降低。

3.本发明通过下模及上模构成的组合模腔对金属坯料进行多向挤压，可使其晶粒组织得到有效细化，从而极大地改善金属材料的综合性能。