塑性加工工艺学课件作者崔令江韩飞第一章节.pptVIP

第一章 塑性加工概论 第一节 塑性加工的特点及应用 第二节 金属塑性成形基本规律 第三节 板材性能与试验方法 第四节 塑性加工新技术 第一节 塑性加工的特点及应用 塑性成形(Plasticity Forming)是金属材料成形方法之一。它是指对金属材料施加外力作用，利用金属的塑性使其产生塑性变形，从而获得具有一定的形状、尺寸、组织和性能的工件或毛坯的加工方法，也称为塑性加工或压力加工。常见的塑性成形方法有：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。 第二节 金属塑性成形基本规律 1.最小阻力定律 金属受外力作用发生塑性变形时，如果某质点有向各种方向移动的可能性时，则质点将沿着阻力最小的方向移动，故宏观上变形阻力最小的方向上变形量最大，这就叫做最小阻力定律。 2.体积不变条件 由于塑性变形时金属密度的变化很小，物体主要发生形状的改变，虽然体积也有微量的变化，但与塑性变形相比是很小的，可以忽略不计，可认为变形前后的体积相等，这就是塑性变形时的体积不变条件。 第三节 板材性能与试验方法 利用板材的单向拉伸试验可以得到许多与板材冲压性能密切相关的试验值 第四节 塑性加工新技术 1.旋转锻造 旋转锻造是使棒、管类坯料减少断面积、增加长度的一种锻造工艺。锻打时坯料与锤头间有相对的旋转运动和轴向移动，这种工艺靠轮转锻机或径向精锻机这类设备来进行。 其工作原理简图如图1-4所示。旋转锻造时，坯料周围用两个以上的锤头，沿径向从几个方向对准坯料轴线进行对称的高速锻打，使坯料成形。通过选取模具长度方向的形状，可以锻成台阶状的棒、管类锻件或锥形件等。 2.辊锻 辊锻是伸长类工序，它是由轧制工艺发展过来的一种锻造工艺。辊锻是使坯料在装有扇形模块的一对旋转的轧辊中通过时产生塑性变形(图1-5)，从而获得所需要的锻件和锻坯。它既可作模锻前的制坯工序，亦可将坯料直接辊锻成形。 辊锻不同于一般轧制，因为后者的孔型直接刻在轧辊上，而辊锻的扇形模块可以从轧辊上装拆更换。 3.楔横轧 图1-6为常见楔横轧机及其工作原理示意图，在两个滚动模具或两块平板模具表面上设计成形状相同的楔形突起，模具对坯料作相对运动(坯料本身也运动)，结果坯料沿轴向（横向）产生直径的变化而制成各种阶梯形状的轴类零件。 这种工艺与一般锻造相比，具有生产效率高、产品精度高、材料利用率高、生产中无冲击、噪声小、工作条件好、以及工具寿命高等优点。因此，楔横轧生产的产品成本比一般锻造加工大约低30％左右。 利用楔横轧工艺可以轧制出电机轴、汽车四联齿轮、火车D轴、汽车变速箱二轴、双头吊板手、鲤鱼钳毛坯等上百种产品，产品的直径范围为6~150mm，长度范围为40~1200mm(甚至更长)。楔横轧可以生产零件毛坯，又可为模锻制坯，还可以实现无切屑、少切屑的精轧。楔横轧工艺以热轧为主，小直径产品也可以实现冷轧。 4.斜轧 轧辊互相倾斜配置，以相同方向旋转，坯料在轧辊作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动，这种轧制称为斜轧，又称为螺旋轧制或螺旋横轧。坯料靠摩擦力矩咬入，坯料经过径向压缩，沿轴向和径向流动充填轧辊型槽而成形。 斜轧法生产的零件很多，从轧辊及运动特点基本分为以下两大类： (1) 孔型斜轧。两个或三个带有螺旋孔型的轧辊，相互倾斜，同方向旋转，棒料在孔型的作用下作螺旋运动，并被连续制成若干件变断面回转件的成形方法。可用于生产钢球、滚柱、锥型轴承内环、丝杠、滚刀体、螺旋翅片等。 (2) 仿形斜轧。呈三角形配置的三个锥形或蘑菇形轧辊（见图1-7），相互倾斜配置同方向旋转，坯料在轧辊作用下作旋转运动，仿形板与坯料同步轴向移动，通过仿形板控制三辊辊缝开合而轧制变断面回转件的成形方法。 5.摆动辗压 摆动辗压属于增粗类变形，适用于盘类、饼类和带法兰的轴类零件的成形，特别适用于较薄工件的成形。摆动辗压是一种局部加载、整体受力、局部变形的锻压工艺。 摆动辗压的工作原理如图l-8所示，圆锥形上模的中心线oo’与摆轴中心线oz成γ角，称为摆角。当摆轴旋转时，摆头中心线oo’绕摆轴中心线oz作旋转，于是摆头产生回摆运动，同时坯料在下模里由进给油缸推动作等速度垂直送进，摆头的母线便在工件上连续不断地滚动，局部地、顺次地对工件施加压力。随着坯料不断地送进，最后达到整个坯料在下模膛内充满成形。 一般情况下，圆锥母线是一直线，所以压出的工件上表面为一平面。若圆锥母线为一曲线，则工件上表面也可以获得相应的形状。 6.辗环 辗环是制造有精确加工尺寸和周向流线的无缝环形锻件的金属成形工艺。在图1-9所示的辗环中，将加热的环坯放置在比环坯孔径稍小的心轴上，心轴（被动辊）和较大直径的辗压辊（主传动辊）之间轧制间隙逐渐减小，辗压辊和环坯之间的摩擦引起环坯旋转，再带动心轴旋转。当环坯的径向