材料成型原理塑性变形与流动问题.PPTVIP

挤压的金属流动和纵向应力的分布 1）金属流动；2）附加应力较小；3）附加应力较大 四、金属的断裂 形成微裂纹的机理 位错塞积理论 位错反应理论 位错消毁理论 微裂纹形成理论的基本出发点，是认为金属在切应力作用下首先发生位错运动，然后内于不同的原因而造成位错受阻。由于位错塞积群的弹性应力场中的拉应力而产生小孔隙，孔隙积累而形成微裂纹。 实验表明．在容易造成位错塞积的地方，如晶界；亚晶界、孪晶界、夹杂物或第二相与其体相交界面等处，通常会首先形成微裂纹。 塑性加工中金属的断裂 1.? 改变应力状态，增大变形抗力 例如单向压缩时，若工具与坯料无摩擦存在，则坯料受单向应力状态；若存在摩擦时，则变成三向应力状态，且使端面压应力增加才能屈服，因而变形抗力增加。 2.? 引起不均匀变形，产生附加应力和残余应力 在挤压杆件时，由于挤压筒壁摩擦力的影响，使坯料边缘处的流动比中间慢，造成边缘受拉伸而中间受压缩的附加应力。 3.? 降低模具寿命 摩擦必然带来磨损，同时摩擦热引起模具软化，以及变形抗力增加使模具工作应力增加，都会降低模具寿命。 在多数情况下是有害的，具体表现如下： 塑性成形中的摩擦的作用 但是在塑性成形中也常常应用摩擦的有益作用。 例如，模锻中利用飞边槽桥部的摩擦力来保证模膛充满，滚锻和轧制时依靠足够的摩擦使坯料被咬入轧辊。 二、塑性成形中的摩擦分类及机理 （一）塑性成形中的摩擦分类 根据塑性成形中坯料与工具表面之间的润滑状态的不同，摩擦可分为三类，即干摩擦、边界摩擦和流体摩擦，由此还可以派生出混合型摩擦。 1、干摩擦 通常所说的干摩擦是指不加任何润滑剂的摩擦。 2、 边界摩擦 接触表面之间存在很薄的润滑膜，凸凹不平的坯料表面凸起部分被压平，润滑剂被压入凹坑中，被封存在里面，如图18-8b。大多数塑性成形的摩擦属于边界摩擦。 3、流体摩擦 两表面的微观凸凹部分不直接接触，完全被润滑剂隔开的润滑叫流体润滑，该状态下的摩擦叫流体摩擦，如图18-8c。 流体摩擦与干摩擦和边界摩擦有着本质的区别，其摩擦特征与所加润滑剂的性质和相对速度有关，而与接触表面的状态无关。 * * 第十章 金属塑性变形与流动问题 金属塑性成形问题实质上是金属的塑性流动问题。通过流动分析可以预测变形体的形状和尺寸，进行工艺和模具设计以及质量分析。但影响金属塑性流动的因素复杂，目前还难以进行定量描述。本章定性讨论金属塑性变形和流动的几个基本问题，如最小阻力定律、不均匀变形、附加应力和残余应力、塑性成形中摩擦与润滑等。 第一节 金属流动方向——最小阻力定律 “当变形体质点有可能沿不同方向移动时，则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动”。_______古布金 最小阻力定律: 例如，粗糙平板间矩形断面棱柱体镦粗时，由于接触面上质点向四周流动的阻力与质点离周边的距离成正比，因此离周边的距离愈近，阻力愈小，金属质点必然沿着这个方向移动。 图18-1 有摩擦矩形断面镦粗不均匀流动模型 流的越远,阻力越大,所以将向周边距离最近处流动! 例如开式模锻，如图18-3，增加金属流向飞边的阻力，以保证金属充填型腔；或者修磨圆角，减小金属流向A腔的阻力，使A腔充填饱满。 图18-3 开式模锻的金属流动 又例如，在大型覆盖件拉深成形时，常常要设置拉延筋，用来调整或增加板料进入模具型腔的流动阻力，以保证覆盖件的成形质量。 一、摩擦对金属塑性变形和流动的影响 第二节 影响金属塑性变形和流动的因素 在工具与坯料的接触面上由于摩擦力的存在，在一定程度上改变了金属的流动特性。 图18-4 无摩擦矩形断面镦粗放射形模型 1、矩形断面的棱柱体在平板间镦粗时,若接触面上无摩擦,则以辐射线方式流动,变形后仍为矩形断面。 2、环形零件镦粗时由于摩擦的作用，会改变金属质点的流动方向。 参考课本第256页! 二、工具形状对金属塑性变形和流动的影响 工具形状是影响金属塑性流动的重要因素。工具形状不同，各个方向的流动阻力不一样。 a） b） c） 图18-5 型砧拔长 a) 圆型砧 b) V型砧 c) 凸型砧 在圆弧形砧上或V型砧中拔长圆截面坯料时，如图18-5，由于工具的侧面压力使金属沿横向流动受到阻碍，金属大量沿轴向流动。在凸弧形砧上，正好相反，加大横向流动。 利用工具的不同形状，除了可以控制金属的流动方向外，还可以在坯料内产生不同的应力状态，使局部金属先满足屈服准则而进入塑性状态，以达