模具型腔的加工关系着模具和成形产品的质量,模具深型腔的加工尤其如此。采用超塑挤压方式成形模具型腔则回避了通常加工方式的不足,具有以下优势:　　(1)成形过程中金属的流动性、填充性都比较好,有利于成形模具深型腔;　　(2)超塑材料的变形抗力极低,可以选择较小吨位的成形设备,节约能源;　　(3)超塑成形温度恒定,变形速度慢,成形后模具残余应力小,表面与内在质量好,尺寸精度高;　　(4)对一模多腔模具能获得尺寸高度一致的型腔等。　　鉴于模具型腔超塑挤压成形(super plastic hobbing, SPH)的诸多优点,本文以型腔直径为13mm,深度为75mm的牙科光固化机塑料手柄成型凹模为研究载体,针对其结构特点,结合铜合金材料的超塑挤压工艺特性,借助计算机数值模拟技术(应用 UG、DEFORM-3D有限元分析软件),选择不同中心孔径的铅黄铜HPb59-1坯料进行超塑挤压数值模拟,分析成形过程金属的流动特性及等效应变,以获得最优的超塑成形工艺参数。同时采用自主设计的实验装置对模拟结果进行超塑挤压试验验证,对比不同孔径比(预孔与成型孔的孔径之比)的坯料在最优超塑挤压工艺参数下的成形效果。最后分析验证结果并得出结论。　　主要研究内容如下:　　1.凹模型腔设计。根据塑料手柄的结构、材料和使用需求,对成型凹模型腔零件进行结构、尺寸的合理化设计,以适应超塑挤压成形工艺,并满足后续加工与模具装配要求。　　2.数值模拟分析。确定合理工艺参数范围,选择三种中心孔径(φ6、φ8、φ9)的铅黄铜 HPb59-1坯料,借助 UG、DEFORM软件对超塑成形过程进行模拟分析,通过对金属流动特性和挤压力作分析研究,获得模拟的最优工艺参数。　　3.试验方案规划。根据塑料手柄成型凹模零件的结构、尺寸、成形精度和超塑挤压工艺要求,基于挤压温度、压力、速度和孔径比等试验验证参数,设计合理的试验方案和提出对实验装置的基本要求。　　4.实验装置构建。根据试验方案对挤压成形工艺过程、加热与温度控制、速度与压力控制、挤压参数采集等要求,设计、加工和构建超塑挤压实验装置,并完成坯料预处理、试样制备等试验准备工作。　　5.试验验证与分析。根据试验方案逐项进行超塑挤压试验,采集相关数据,完成对成型凹模零件的外观与内在质量检测,与计算机数值模拟结果进行对比分析,得出关于超塑挤压最优工艺和最佳孔径比等验证结论。