塑性加工原理1剖析.ppt

金属塑性加工 金属塑性加工的定义、特点、应用状况 金属塑性加工分类 本章目的及内容 金属塑性加工原理 一、金属塑性加工的定义、特点、应用状况 2. 定义： 塑性： 金属塑性加工是利用金属的塑性，通过外力使金属铸锭、金属粉末或各种金属坯料发生塑性变形，成为具有所需形状、尺寸和性能的制品的加工方法。 3. 金属塑性变形的基本理论 1：弹塑性共存定律 2：体积不变定律 3：最小阻力定律 4.特点 ①材料利用率高。 ②生产效率高。 ③产品质量高，性能好，缺陷少。 ④加工精度和成形极限有限。 ⑤模具、设备费用昂贵。 二、金属塑性加工分类 轧制 体积成形 挤压 拉拔 锻造 剪切 板料成形 弯曲 拉深 胀形 体积成形：坯料一般为棒材或扁坯，坯料经受很大的塑性变形，坯料的形状或横截面以及表面积与体积之比发生显著的变化。 板料成形：坯料是各种板材或用板材预先加工成的中间坯料，板材的形状发生显著变化，但其横截面形状基本上不变。 轧制示意图 拉拔示意图 挤压示意图 锻造示意图 拉深示意图 胀形示意图 弯曲示意图 剪切示意图 三、本章目的及内容 目 的 掌握基本理论、基本知识，能够正确选择加工方法。 内 容 塑性加工基本理论：应力、应变状态分析，屈服准则等。 轧制、挤压、拉拔、锻造和板材成形简介。 第一节 塑性加工基础 任务：阐明金属在各种塑性成型时的共同性； 目的：为下面的工艺分析作理论准备，也为合理制订塑性成型工艺规范及选择设备、设计模具奠定理论基础。 对金属塑性成型工艺应提出如下要求： (1)使金属具有良好的塑性； (2)使变形抗力小； (3)保证塑性成型件质量：组织均匀、晶粒细小、强度高、残余应力小等； (4)能了解变形力，以便为选择成型设备、设计模具提供理论依据。 要求：讲述塑性成型的物理基础和力学基础，即掌握金属塑性变形体内的应力场、应变场、应力－应变之间的关系及塑性变形时的力学条件。 一、金属在塑性加工过程中的塑性行为 1. 影响金属塑性的因素： （1）金属的化学成分和组织 （2）变形温度 （3）应变速率 （4）变形力学条件： 应力状态：在主应力状态下，压应力个数越多、数值越大，金属的塑性越好。 应变状态：压缩应变有利于塑性的发挥，拉伸应变对塑性不利。 2. 提高金属塑性的基本途径 （1）提高材料成分和组织的均匀性 （2）合理选择变形温度和应变速率 （3）选择三向压缩性较强的变形方式 挤压、开式模锻、自由锻 （4）减少变形的不均匀性 二、塑性加工过程受力分析 1.正压力的分析要点 正压力是指工具与工件接触面上的垂直作用力。 注意：塑性变形过程中接触面的变化以及约束 面上存在着的反压力。同时注意塑性变形整个过程中的受力, 而不是仅关注瞬时的受力。 2.摩擦力的分析要点 （1）塑性加工过程中摩擦的特点 a. 伴随有变形金属的塑性流动 b. 各处摩擦力方向可能不同 c. 接触面上压强高 d. 真实接触面积大 e. 不断有新的摩擦面产生 f. 常在高温下发生摩擦 （2）摩擦对塑性加工过程的影响 有利的一面：轧制咬入、开式模锻金属充填、板料拉深防裂 不利的一面： a. 增加能量消耗 b. 改变应力状态，增加变形抗力，影响金属流动性及其充填过程 c. 引起变形不均匀 d. 加剧模具的磨损，降低了模具的寿命 （3）描述接触面上摩擦的数学模型 a. 库仑定律： ?＝ μ? ?—摩擦应力 μ—摩擦系数 ?—摩擦面上的正应力 b. 常摩擦力假设 ? ＝mK m—摩擦因子，取值0～1 K—