塑性加工新理论、新技术、新方法

《塑性加工新理论、新技术、新方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、塑性加工新理论、新技术、新方法塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作用下，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸、组织和性能的制品的一种基本的金属加工技术，以往常称压力加工。金属塑性加工的种类很多，根据加工时工件的受力和变形方式，基本的塑性加工方法有锻造、轧制、挤压、拉拔、拉深、弯曲、剪切等几类。金属塑性加工与金属铸造、切削、焊接等加工方法相比,有以下特点:(1)金属塑性加工是金属整体性保持的前提下,依靠塑性变形发生物质转移来实现工件形状和尺寸变化的,不会产生切屑,因而材料的利用率高得多。(2)塑性加工过程中,除尺寸和形状发生改

2、变外,金属的组织,性能也能得到改善和提高,尤其对于铸造坯,经过塑性加工将使其结构致密，粗晶破碎细化和均匀,从而使性能提高.此外,塑性流动所产生的流线也能使其性能得到改善。(3)塑性加工过程便于实现生产过程的连续化，自动化，适于大批量生产，如轧制、拉拔加工等,因而劳动生产率高。(4)塑性加工产品的尺寸精度和表面质量高.(5)设备较庞大、能耗较高.金属塑性加工由于具有上述特点，不仅原材料消耗少，生产效率高，产品质量稳定，而且还能有效地改善金属的组织性能。这些技术上和经济上的独到之处和优势，使它成为金属加工中极其重要的手段之一，

3、因而在国民经济中占有十分重要的地位。如在钢铁材料生产中，除了少部分采用铸造方法直接制成零件外，钢总产量的90%以上和有色金属总产量的70%以上,均需经过塑性加工成材,才能满足机械制造,交通运输,电力电讯、化工、建材、仪器仪表、航空航天、国防军工、民用五金和家用电器等部门的需要；而且塑性加工本身也是上述许多部门直接制造零件而经常采用的重要加工方法,如汽车制造、船舶制造、航空航天、民用五金等部门的许多零件都须经塑性加工制造。因此，金属塑性加工在国民经济中占有十分重要的地位。金属塑性加工是具有悠久的历史的加工方法，早在两千多年前

4、的青铜时期,我国劳动人民就已经发现铜具有塑性变形的能力，并掌握了锤击金属以制造兵器和工具的技术，随着近代科学技术的发展，已经赋予塑性加工技术以崭新的内容和涵义。但是，作为这一技术的理论基础---金属塑性加工理论则发展得较晚，直到20世纪40年代才逐渐发展成一门独立的应用学科。在欧、美及日本等发达国家,塑性加工主要是围绕汽车构件的生产而不断发展的，虽然近几年我国在塑性加工领域取得很大的进步，不过与传统的制造业强国还是有不小的差距。本文主要介绍塑性加工的几种新技术极其原理。板料单点数控增量成形传统的板材零件成型都是利用模具的凸

5、凹模来加工制作的，因为模具的制造成本很高，因此不适宜于小批量生产，通常是应用于大批量生产中。而板料数控渐进成形工艺不需要专用的模具，是一种柔性的成形工艺，它根据板料零件的成形要求设计数控程序，然后通过数控机床的进给系统，成形工具按照一定的轨迹逐步地成形板料，直到得到需要的零件。可以通过修改产品的数字模型来调节成形工具的成形运动轨迹，达到改变成形零件的形状的目的。因此，它的成形周期短，产品更新快。这种工艺非常适合于小批量、多品种和复杂的板料产品。金属板料数控渐进成形技术，是一种基于计算机技术、数控技术和塑性成形技术基础之上的

6、先进制造技术，它采用快速原型制造技术“分层制造”的思想，将复杂的三维形状沿z轴方向离散化，即分解成一系列二维层，在这些二维层上进行局部的加工，着重强调层作为加工单元。金属板料数控渐进成形技术，是通过计算机直接驱动CAD模型，实现设计与制造一体化的柔性快速制造方法。采用专门研制的三轴数控成形设备，控制成形工具作相对三维曲线运动，沿其运动轨迹对板料进行局部的塑性加工，使板料逐步成形为所需的工件。金属板料数控渐进成形的加工过程如图1.1所示。数控成形系统主要由成形工具头、导向装置（导柱、导套）、顶支撑模型、托板、压板和机床本体组

7、成。工具头在数控系统的控制下进行运动，顶支撑模型起支撑板料的作用，对于形状复杂的零件，该顶支撑模型可以制成简单的模具，有利于板料的成形。成形时，首先将被加工板料置于一个通用顶支撑模型上，在托板四周用压板夹紧板料，该托板可沿导柱上下滑动，如图1.1（a）所示。然后将该装置固定在三轴联动的数控无模成形机上，加工时，成形工具先走到指定位置，并对板料压下一个设定的压下量，然后根据控制系统的指令，按照第一层轮廓的要求，以走等高线的方式，对板料进行单点渐进塑性加工，如图1.1(b)所示。在形成所需的第一层截面轮廓后，成形工具又压下一个

8、设定的压下量，再按第二层截面轮廓要求运动，并形成第二层轮廓。如此重复，直到整个工件成形完成。在金属板料数控渐进成形过程中，每点的变形对其他未变形部分的影响很小，变形后的工件凸缘基本上保持变形前的原状。(a)成形前(b)成形后图1.1数控渐进成形原理图①坯料②成形工具③固定工具④托板⑤压板⑥底座⑦导柱⑧气