《塑性成形工艺》课件.pptVIP

*******************《塑性成形工艺》探索塑性成形工艺的基本原理和关键技术,了解其在工业生产中的广泛应用。通过生动形象的图示和简明扼要的说明,帮助学习者全面掌握这一重要的工艺知识。课程简介课程概述本课程主要介绍常见的塑性成形工艺原理、特点及应用。涵盖金属塑性变形基础理论、常见成形工艺、工艺参数优化等内容。学习目标掌握塑性成形工艺的概念及特点,了解金属塑性变形的基本理论,熟悉常见成形工艺及设备。课程对象面向机械、材料等相关专业本科及研究生学生,为未来从事制造业奠定基础知识。塑性成形的概念和特点定义塑性成形是利用材料的塑性特性,在压力作用下使其永久性改变形状的加工方法。又称为塑性加工或塑性变形。特点可以获得复杂外形零件无切削材料浪费机械性能较好生产效率高应用领域广泛应用于汽车、航空航天、家电等制造领域。是现代制造业不可或缺的重要工艺。塑性变形的基本理论1应力-应变关系在塑性变形过程中，材料会产生应力-应变关系的非线性变化。2变形机理塑性变形主要是通过晶格缺陷如位错的滑移和旋转来实现的。3变形力学塑性变形涉及能量、功率、变形阻力等的计算和分析。4变形特性材料的应变硬化、晶粒细化以及力学性能的变化是塑性变形的特点。弹性变形和塑性变形1弹性变形在受到外力作用时,材料内部会产生可逆的微小变形,这种变形称为弹性变形。一旦外力移除,材料会恢复到原始状态。2塑性变形当外力超过材料的屈服强度时,材料会发生不可逆的永久性变形,这种变形称为塑性变形。材料在塑性变形过程中会发生内部结构改变。3两种变形的区别弹性变形是可逆的,塑性变形是不可逆的。弹性变形发生在小应力下,塑性变形发生在大应力下。塑性变形会改变材料的内部结构。金属的结构及性能晶体结构金属通常具有有序排列的晶体结构,这赋予了它们独特的力学性能。不同结构参数会影响金属的强度、韧性等特性。金属相态金属可以呈现固态、液态和气态。温度和压力变化会导致金属相态的转变,从而影响材料性能。合金结构合金是由两种或多种金属元素组成的材料。合金结构的调控可以优化金属的强度、耐腐蚀性等性能。热机械性能金属在加热和冷却过程中会发生热膨胀和收缩,以及相变等行为,这些性质也影响着材料在加工中的表现。冷变形及其特点应变硬化冷变形过程中金属内部结构发生大量变化,产生大量位错及其交织,使得金属强度显著提高。表面特性改变冷变形会改变金属表面的粗糙度,提高表面硬度,增强耐磨性和耐蚀性。尺寸精度提高冷变形可以控制产品尺寸,实现高精度制造,满足对尺寸精度要求较高的应用场景。组织结构优化冷变形可以优化金属的内部组织结构,改善性能,如使晶粒细化、增加织构度等。热变形及其特点1高温下变形热变形发生在金属材料加热到高于再结晶温度的条件下。此时材料软化,便于进行塑性变形。2内部应力释放高温下进行变形能有效减少材料内部的残余应力,提高产品的使用性能。3晶粒细化热变形可以促进材料晶粒的再结晶和细化,改善其力学性能。4工艺参数控制要合理控制温度、变形速度等工艺参数,以获得理想的变形效果。塑性失稳及其原因塑性失稳是指在塑性成形过程中,由于应力或应变分布的不均匀,材料局部会出现过度变形,从而导致产品不合格的现象。造成塑性失稳的主要原因有材料不均匀、加工条件不当、工艺参数选择不合理等。例如在拉深过程中,由于摩擦力的作用,壁厚分布不均匀,极易造成局部失稳,产生汇集皱褶。因此在塑性加工设计时,应合理选择工艺参数,并采取有效的防止失稳手段,如增加润滑、优化模具结构等。塑性加工常用设备液压机提供高压力进行塑性变形，可用于各种冷热成形工艺。锻造锤通过重复冲击来实现塑性变形，常用于大规模锻造生产。轧机利用两个高速旋转的辊筒对金属施加压力实现塑性成形。挤压机将金属料块通过带有特殊模具的定向挤压获得所需形状。模具设计的基本原理几何设计模具的几何设计需要考虑工件的尺寸、形状和复杂度,以确保模具能够准确地成形零件。材料选择模具材料的选择需要根据工艺要求、使用寿命和经济性等因素进行权衡考虑。工艺流程模具设计需要与整个生产工艺流程相结合,确保模具能够满足生产要求。可制造性模具的设计需要考虑制造的可行性,包括加工方法、加工精度和加工成本等。塑性加工工艺参数的确定分析加工目标根据产品设计要求和材料性能,确定所需的塑性加工技术和工艺目标。选择适当工艺根据产品形状、尺寸和材料特性,选择最合适的塑性加工工艺。确定工艺参数通过理论计算和实践经验,确定加工温度、应变速率、应力等关键工艺参数。优化参数组合经过多次试验和调整,确定满足产品质量要