第三篇金属塑性成形(压力加工) 阿南叶技大唇教案首页 课程名称:金属材料成形基础 任课教师:徐晓峰 第三篇金属塑性成形(压力加工) 计划学时:8 教学目的和要求: 本篇主要介绍了压力加工的基本原理、各种压力加工方法及压力加工先进 工艺; 学完本篇要求学生了解并掌握压力加工的基本原理、各种压力加工方法、零 件的结构工艺性和锻件及冲压件工艺设计。 重点:重点为压力加工的基本原理和各种压力加工方法 难点:难点为各种压力加工方法和压力加工基本原理。 思考题: 锻件与铸件相比,最显著的优点是什么?机器上的重要零件应选用何种制件 做毛坯?为什么? 2.何为加工硬化?如何消除或利用它? 3.金属可锻性的衡量指标是什么?其主要影响因素有哪些? 4.锻造前对坯料加热的目的是什么?加热温度过高时会产生什么缺陷? 5.自由锻工艺规程包括哪些内容?如何绘制自由锻件图?需要考虑哪些因素? 6.成批生产外径为40mm、内径为20mm、厚度为2mm的垫圈时,应选用何种 模具结构才能保证孔与外圆的同轴度?为什么?
第三篇 金属塑性成形（压力加工） 45 教案首页 课程名称 ：金属材料成形基础 任课教师：徐晓峰 第三篇 金属塑性成形 （压力加工） 计划学时： 8 教学目的和要求： 本篇主要介绍了压力加工的基本原理、各种压力加工方法及压力加工 先进 工艺； 学完本篇要求学生了解并掌握压力加工的基本原理、各种压力加工方法、零 件的结构工艺性和锻件及冲压件工艺设计。 重点：重点为压力加工的基本原理和各种压力加工方法。 难点：难点为各种压力加工方法和压力加工基本原理。 思考题： 1．锻件与铸件相比，最显著的优点是什么？机器上的重要零件应选用何种制件 做毛坯？为什么？ 2．何为加工硬化？如何消除或利用它？ 3．金属可锻性的衡量指标是什么？其主要影响因素有哪些？ 4．锻造前对坯料加热的目的是什么？加热温度过高时会产生什么缺陷？ 5．自由锻工艺规程包括哪些内容？如何绘制自由锻件图？需要考虑哪些因素？ 6．成批生产外径为 40mm、内径为 20mm、厚度为 2mm 的垫圈时，应选用何种 模具结构才能保证孔与外圆的同轴度？为什么？
第三篇金属塑性成形(压力加工) 第三篇金属塑性成型 概 述 一、金属塑性成形(压力加工) 金属材料在外力作用下产生塑性变形,获得具有一定形状、尺寸和力学性能 的毛坯或零件的生产方法。 二、塑性成形的基本生产方式 1.轧制:2.挤压;3.拉拔;4.自由锻造;5.模型锻造;6.板料冲压 十 髫 上砥铁 坯料 下砥铁 下模 压板凸模 凹模 三、塑性成形(压力加工)的特点 1.力学性能高 1)组织致密;2)晶粒细化;3)压合铸造缺陷 4)使纤维组织合理分布。 2.节约材料 1)力学性能高,承载能力提高: 2)减少零件制造中的金属消耗(与切削加工相比)。 3.生产率高 4.适用范围广 1)零件大小不受限制:2)生产批量不受限制
第三篇 金属塑性成形（压力加工） 46 第三篇 金属塑性成型 概 述 一、金属塑性成形（压力加工） 金属材料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能 的毛坯或零件的生产方法。 二、塑性成形的基本生产方式 1．轧制 ；2．挤压；3．拉拔；4．自由锻造；5．模型锻造；6．板料冲压 三、塑性成形（压力加工）的特点 1．力学性能高 1）组织致密；2）晶粒细化；3）压合铸造缺陷； 4）使纤维组织合理分布。 2．节约材料 1）力学性能高，承载能力提高； 2）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。 3．生产率高 4．适用范围广 1）零件大小不受限制；2）生产批量不受限制。 上砥铁 下砥铁 坯料
第三篇金属塑性成形(压力加工) 第一章金属塑性成形工艺基础 §1金属的塑性成形原理 金属塑性变形的实质 1单晶体的塑性变形 1)滑移 晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。 ●● 2)孪晶 晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对转动 麗鑫貍 孪动面 2.多晶体的塑性变形 晶内变形 多晶体塑性变形的实质: 晶间变形 滑动 品粒内部发生滑移和李品;同时品粒之间 发生滑移和转动 、塑性变形后金属的组织和性能 1冷变形及其影响 1)组织变化的特征 ①晶粒沿变形最大方向伸长;②晶格与晶粒均发生畸变; ③晶粒间产生碎晶 2)性能变化的特征: 加工硬化:随着变形程度的增加,其强度和硬度不断提高,塑性和韧性不断下降。 有利:强化金属材料 不利:进一步的塑性变形带来困难。 回复 (0.250.3)T癟(K) 3.再结晶 T再=(0.350.4)T嬉(K)
第三篇 金属塑性成形（压力加工） 47 第一章 金属塑性成形工艺基础 §1 金属的塑性成形原理 一、金属塑性变形的实质 1.单晶体的塑性变形 1）滑移： 晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。 2）孪晶： 晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对转动。 2. 多晶体的塑性变形 二、塑性变形后金属的组织和性能 1.冷变形及其影响 1）组织变化的特征： ①晶粒沿变形最大方向伸长；②晶格与晶粒均发生畸变； ③晶粒间产生碎晶。 2）性能变化的特征： 加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降。 有利：强化金属材料。 不利：进一步的塑性变形带来困难。 2. 回复 T 回 = （0.25~0.3）T 熔 （K） 3. 再结晶 T 再 = （0.35~0.4）T 熔 （K） τ τ τ τ 晶内变形 晶间变形 滑动 滑移孪晶 转动 多晶体塑性变形的实质： 晶粒内部发生滑移和孪晶；同时晶粒之间 发生滑移和转动
第三篇金属塑性成形(压力加工) 温度升高 额图漂 )塑性变形后的组织;b)金回复后的组织; )再结品组织 热变形↓以上T以下冷变形 4.热变形及其影响 1)不产生加工硬化 2)使组织得到改善,提高了力学性能 ①细化晶粒;②压合了铸造缺陷;③组织致密。 3)形成纤维组织 5.纤维组织 塑性变形时所形成的杂质带。使材料性能具有了 方向性。 (1)在平行于纤维组织的方向上:材料的抗拉强度 提高 (2)在垂直于纤维组织的方向上:材料的抗剪强度 提高 §2金属塑性成形工艺基础 、金属的可锻性 是金属材料在压力加工时成形的难易程度。 1.可锻性的衡量指标 1)塑性:材料的塑性越好,其可锻性越好。 2)变形抗力:材料的变形抗力越小,其可锻性越好 2.影响可锻性的因素 1)金属的本质 ①化学成分:Me越低,材料的可锻性越好 ②组织状态:纯金属和固溶体具有良好的可锻性。 2)变形条件 ①变形温度:T越高,材料的可锻性越好。 ②变形速度:Ⅴ变越小,材料的可锻性越好 ③应力状态:三向压应力一塑性最好、变形抗力最大 三向拉应力一塑性最差、变形抗力最大 、锻造温度范围 始锻温度:过热、过烧缺陷 终锻温度:加工硬化 45:1200℃-800℃ 、金属的变形规律 1.体积不变定律 2.最小阻力定律
第三篇 金属塑性成形（压力加工） 48 T 再 4 . 热变形及其影响 1）不产生加工硬化 2）使组织得到改善，提高了力学性能 ① 细化晶粒；② 压合了铸造缺陷；③ 组织致密。 3）形成纤维组织 5 . 纤维组织 塑性变形时所形成的杂质带。使材料性能具有了 方向性。 （1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度 提高 （2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度 提高 §2 金属塑性成形工艺基础 一、金属的可锻性 是金属材料在压力加工时成形的难易程度。 1 . 可锻性的衡量指标 1）塑性：材料的塑性越好，其可锻性越好。 2）变形抗力：材料的变形抗力越小，其可锻性越好。 2 . 影响可锻性的因素 1）金属的本质 ①化学成分：Me 越低，材料的可锻性越好。 ②组织状态：纯金属和固溶体具有良好的可锻性。 2）变形条件 ①变形温度：T 温越高，材料的可锻性越好。 ②变形速度：V 变越小，材料的可锻性越好。 ③应力状态：三向压应力 — 塑性最好、变形抗力最大。 三向拉应力 — 塑性最差、变形抗力最大。 二、锻造温度范围 始锻温度：过热、过烧 缺陷 终锻温度：加工硬化 45: 1200℃~800℃ 三、金属的变形规律 1. 体积不变定律 2. 最小阻力定律 热变形 以上 以下 冷变形
第三篇金属塑性成形(压力加工) 第二章金属的塑性成形方法 §2-1自由锻造 一、自由锻设备 空气锤65~750Kg 锻锤1蒸汽空气锤630Kg5T 水压机 压力机 油压机 锻锤吨位=落下部分总重量=活塞+锤头+锤杆。 压力机吨位=滑块运动到下始点时所产生的最大压力。 单/h 小单 自由锻基本工序 基本工序一完成锻件基本变形和成形的工序 1.礅粗:H减小;F增大。1.25≤H0/D0≤25 2.拔长:F减小;L增大 3.冲孔: 4.弯曲: M 5.扭转: 6.错移:
第三篇 金属塑性成形（压力加工） 49 第二章 金属的塑性成形方法 §2-1 自由锻造 一、自由锻设备 锻锤吨位 =落下部分总重量 = 活塞+锤头+锤杆。 压力机吨位 =滑块运动到下始点时所产生的最大压力。 二、自由锻基本工序 基本工序 — 完成锻件基本变形和成形的工序。 1. 礅粗：H 减小；F 增大。1.25≤H0/D0≤2.5 2. 拔长：F 减小；L 增大。 3. 冲孔： 4. 弯曲： 5. 扭转： 6. 错移： 锻锤 压力机 空气锤 蒸汽空气锤 水压机 油压机 65~750Kg 630Kg~5T