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1、项目二塑性变形的理论一、教学目标1.掌握塑性变形基本定律。2.掌握金属的塑性与变形抗力。3.掌握金属塑性加工中的摩擦与润滑。二、课时分配本项目共4个任务，安排7课时。三、教学重点在金属压力加工过程中,由于外力作用产生变形,这些变形有的随着外力消失而消失,有的会永久保留。在变形过程中它们遵守什么样的规律;在轧制等实际生产过程中有何指导意义;如何在实际运用塑性变形的基本定律生产所需的产品,达到质量要求;金属材料在压力加工使其发生塑性变形过程呈现出的特征,如何通过一些措施加以改善,本项目中我们将做研究。四、教学难点体积不变定律及其应用、最小阻力定律及其应用、影响塑性的主要因素和提高塑性的途径、摩擦定
2、律及摩擦系数的确定、基本应力、附加应力和残余应力。任务一塑性变形基本定律知识储备变形的定义：当物体受到外力作用时,其形状与尺寸发生变化,称之为变形。变形按其实质来说分为弹性变形和塑性变形。一、弹性变形二、塑性变形三、弹性变形和塑性变形的特征1.弹性变形的特征2.塑性变形的特征(1)塑性变形在弹性变形基础上产生,总变形等于弹性变形和塑性变形之和。(2)应力和应变不再是直线关系。(3)外力不仅改变原子间距离,而且破坏其原有的联系。(4)塑性变形改变了材料内部原子的联系,从而改变了材料的性能。任务实施一、体积不变定律及其应用1.体积不变定律2.体积不变定律的应用(1)确定轧制后轧件的尺寸(2)确定轧
3、辊的转速二、最小阻力定律及其应用1.最小阻力定律2.最小阻力定律的应用(1)判断金属变形后的横截面形状(2)利用最小阻力定律分析小辊径轧制的特点(3)在轧制生产中,延伸总是大于宽展三、弹—塑性变形共存定律及其应用1.弹—塑性变形共存定律2.弹—塑性变形共存定律的应用(1)用来选择工具。(2)轧件的轧后高度总比预先设计的尺寸要大。任务二金属的塑性与变形抗力知识储备一、金属塑性的概念二、塑性指标常用的机械性能试验法:1.拉伸试验2.扭转试验3.模拟试验法主要有镦粗试验和楔形轧制试验,这些方法都比较难以在实验室实施。任务实施一、塑性图二、影响塑性的主要因素和提高塑性的途径影响金属塑性的因素很多,大致
4、可分为内因和外因两个方面:内因:金属的自然性质。外因:变形的温度—速度条件和变形的力学条件(即应力状态和变形状态)。1.金属的自然性质对塑性的影响(1)化学成分的影响(2)组织状态的影响2.变形温度———速度条件对塑性的影响(1)变形温度的影响温度是影响塑性的最主要的因素之一。(2)变形速度的影响(3)变形力学条件的影响三、变形抗力1.变形抗力的确定2.影响变形抗力的因素(1)化学成分和组织结构的影响。(2)变形温度的影响。(3)变形速度的影响。3.降低变形抗力的常用措施合理选择变形温度和变形速度,采取良好的润滑措施;减小工具、模具与变形金属的接触面积。任务三金属塑性加工中的摩擦与润滑知识储备
5、一、外摩擦的定义二、外摩擦的特征1.工具与工件接触面上的单位压力大2.接触表面不断更新和扩大3.作为摩擦对的工具与工件之间性质差别大4.接触表面温度较高三、外摩擦在金属压力加工中的作用从外摩擦的作用来分可以分为有益摩擦和有害摩擦。四、外摩擦的分类在金属压力加工中,按照接触表面的特征,可把外摩擦分为以下几类:1.干摩擦2.半干摩擦3.吸附润滑摩擦4.液体润滑摩擦五、影响外摩擦的因素1.工具的表面状态（1）摩擦系数的大小与轧辊的表面粗糙度有关,表面越光洁,则摩擦系数就越低。（2）摩擦系数具有方向性。（3）工具的使用(或磨损)使摩擦系数增大,并明显地引起摩擦的方向性。2.变形金属的表面状态（1）在变
6、形的开始道次,粗糙的钢坯表面使摩擦系数增大。（2）最初道次以后,变形金属表面将呈现工具表面的压痕,此时变形金属的表面状态取决于工具的表面状态。（3）加热过程中产生的炉生氧化铁皮轧制时摩擦系数较大。3.变形金属与工具的化学成分（1）轧辊材质的影响是:钢轧辊比铸铁轧辊易粘钢且摩擦系数也大。（2）钢种的影响是:不同钢种的摩擦系数差异很大。高碳钢和低合金钢的摩擦系数比低碳钢的高。4.变形温度（1）热轧时,随着轧制道次的增加,轧件的温度不断降低,摩擦数数变得越来越大。（2）温度较低(400℃左右)时,金属表面的氧化膜黏附在表面,质地又较硬,与工具之间的摩擦系数较小。5.轧制速度摩擦系数随轧制速度的增加而
7、降低。6.冷却水（1）冷却轧辊的冷却水有一定的润滑作用,即冷却水有降低摩擦系数的作用。（2）由于大量水的冷却,会造成轧辊表面冷热状态的急剧变化,使轧辊表面产生爆裂。甚至会产生剥落和掉肉等缺陷。六、金属塑性加工中的工艺润滑1.工艺润滑的目的(1)将轧制压力降低10%~20%,功率消耗也相应降低。(2)轧辊磨损减少40%~60%,使轧辊使用寿命成倍延长。(3)改善产品表面质量及板型。(4)减少二次氧化
