第三章 固态金属的塑性成形.pptVIP

第三章 固态金属的塑性成形 （金属零件） ---- （属性要求） ----（采用加工方法） 结构件----形状复杂，力学性能不高----铸造方法成形 传动件----强度、韧性等力学性能要求很高----塑性成形方法 金属塑性成形工艺Fundamental of Metal Plastic Forming Technology 塑性成形，又叫压力加工，一般指借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件的成形方法。 塑性成形过程的核心就是金属材料的塑性变形。塑性成形是材料成形的主要组成部分，在国民经济的加工工业中占有重要的地位，是现代制造业的基础和发展方向。 第三章 固态金属塑性成形 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.2 金属塑性成形的方法及设备 3.3 锻压成形工艺设计 3.4 板料冲压成形工艺设计 3.5 金属塑性成形新技术 3.6 工程实例 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.1 塑性成形概述 3.1.2 金属塑性变形 3.1.3 塑性成形基本规律 3.1.4 塑性变形影响因素 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.1 塑性成形概述 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.1 塑性成形概述 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 （1）材料利用率高。 （2）工件力学性能好，具有纤维流线。 （3）尺寸精度高，可达到了少无切削加工、净成形和近净成形的要求。如齿轮精锻、冷挤压花键等。 （4）生产效率高，适合大批量生产。 塑性成形工艺在机械、航空航天、船舶军工、仪器仪表和五金日用品等工业领域得到广泛应用。 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.2 金属塑性变形 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.3 塑性成形基本规律 1. 最小阻力定律 金属质点优先沿着阻力最小的方向流动。 2. 体积不变假设 在塑性变形时，由于金属材料连续且致密，其体积变化很小，与形状变化相比可以忽略不计。 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.4 塑性变形影响因素 金属经受加工压力而产生塑性变形的工艺性能，用金属的可锻性来表示，可锻性的好坏是以金属的塑性和变形抗力来综合评定的。 金属的塑性越好，变形抗力越低，则可锻性越好。可锻性与金属材料性质、变形时的温度和速度等条件有关，同时还受到变形体所受的应力状态影响。 1.材料性质的影响 材料性质方面的影响因素有化学成分和组织等。 1)化学成分 一般纯金属的可锻性优于合金，合金中合金元素含量越多，可锻性越差。钢中碳含量、合金元素含量越多，可锻性越差。硫和磷都会使钢的可锻性降低。 2)金属组织 同样的化学成分，固溶体组织的可锻性优于机械混合物；细晶组织的可锻性优于粗晶组织；热成形组织的可锻性优于冷成形组织和铸态组织。 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.4 塑性变形影响因素 2. 变形温度的影响 一般随着变形温度的提高，金属的可锻性提高。 3.1 固态金属塑性成形的基本原理 3.1.4 塑性变形影响因素 3.2 金属塑性成形的方法及设备 3.2.1 模锻 利用锻模对金属进行锻造成形的工艺方法称为模锻（impression die forging）。 模锻时坯料在锻模模膛内受压成形，由于模膛对金属坯 流动的限制，锻造后能得到和模膛形状一致的锻件。 模锻的特点： 1. 锻件形状和尺寸精确，且纤维流线完整，力学性能好； 2. 材料利用率高； 3. 可锻制形状较为复杂的锻件； 4. 生产率高； 5. 操作简单，劳动强度低。但设备投资大，锻模成本高。 目前，模锻已广泛应用于汽车、航空航天、国防工业和机械制造业。 3.2 金属塑性成形的方法及设备 3.2.1 模锻 按模锻所使用的设备不同，模锻可分为胎模模锻、锤上模锻和压力机上模锻三类。 1. 胎模模锻 胎模模锻是在自由锻设 备上使用可移动的模具（称为胎模）生 产模锻件的方法。 常用的胎膜有扣模、合模、套筒模等。 3.2.1 模锻 1. 胎模模锻 （3）套筒模：简称筒模或套模，呈套筒形，分为开式筒模和闭式筒模两种，主要用于锻造法兰盘、齿轮等回转体锻件的锻造。 3.2.1 模锻 2. 锤上模锻 锤上模锻主要采用蒸气—空气模锻锤，其落下部分质量为1~16t。 锤上模锻用的锻模由上、下模合在一起，金属在模膛内成形。 按照模膛作用不同，模膛分为制坯模膛、模锻模膛和切断模膛。 2. 锤上模锻 （1）制坯