第五章 金属塑性加工ppt课件.ppt

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1、第五章金属塑性加工第1节塑性加工原理第2节塑性加工工艺第1节塑性加工原理1、定义：金属塑性加工是利用金属的塑性，通过外力使金属铸锭、金属粉末或各种金属坯料发生塑性变形，成为具有所需形状、尺寸和性能的制品的加工方法。2、特点①材料利用率高，可达90%；②生产效率高，线材轧制速度可达100m/s；③产品质量高，性能好，缺陷少；④加工精度和成形极限有限；⑤模具、设备费用昂贵。3、分类金属塑性加工体积成形板料成形轧制挤压拉拔锻造剪切弯曲拉伸胀形体积成形：坯料一般为棒材或扁坯，坯料经受很大的塑性变形，坯料的形状或横截面以及表面积与体积之比发生显著的变化

2、。板料成形：坯料是各种板材或用板材预先加工成的中间坯料，板材的形状发生显著变化，但其横截面形状基本上不变。轧制拉拔挤压锻造拉深胀形弯曲剪切4、发展（1）更加精细：精度更高，更细，更薄；（2）计算机模拟技术和模具CAD/CAM技术结合；（3）柔性成形、增量成形、净成形（netshapefoeming)、近净成形（nearnetshapeforming)技术等；（4）高速化、连续化、可控化；（5）加工范围更广：高分子、陶瓷、复合材料、木材等；（6）更环保，可持续发展。5、金属塑性加工的理论基础物理基础和力学基础，即金属塑性变形体内的应力场、应变场

3、、应力-应变之间的关系及塑性变形时的力学条件。概念：塑性：物体在外力作用下产生永久变形而不被破坏的特性；塑性变形：物体在外力作用下产生变形，当除去外力后仍有残余的变形。塑性变形时，变形力与塑性应变之间不具有线性关系；加工硬化：金属材料发生塑性变形时，随着变形的增大，强度增大，塑性和韧性降低的现象，也称应变硬化。回复、再结晶、静态再结晶、动态再结晶、冷变形、热变形、温变形Tresca屈服准则Mises准则典型塑性变形的应力应变状态分析第2节塑性加工工艺一、轧制（压延）1、定义：指金属坯料通过转动轧辊间的缝隙，承受压缩变形，而在长度方向产生延伸的

4、过程。目的：得到所需的各种形状，如板带材、管材、型材以及线材；改善金属材料的内部质量，提高力学性能。轧制成形是钢材最重要的成形方法。2、轧制过程及其基本原理简单理想轧制过程：两个轧辊均被驱动、直径相等、转速相同；轧制过程中两个轧辊完全对称；轧辊为刚性的；轧件除受轧辊作用外，不受其它外力作用；轧件的机械性质均匀。3、变形区主要参数轧件在轧辊作用下产生变形的区域叫变形区，变形区以外两端不产生变形的区域叫外区或刚端。（1）压下量（2）变形区长度（3）延伸系数λ=L1/L0（4）压下率（5）宽展=b1－b0工程上表示轧制状态所广泛应用的参数是宽展、延

5、伸系数和压下率。4、轧制过程中的金属流动前滑区后滑区中性面轧件运动速度＝轧辊线速度的水平分量中性角γ和咬入角α、金属与轧辊之间的摩擦角β之间的关系：咬入时咬入后5、咬入条件改善咬入条件的途径：（1）降低咬入角：（2）提高摩擦角：开始咬入时咬入后6、轧制压力轧制压力是轧制时轧辊施加于轧件使之变形的力。但通常把轧件施加于轧辊总压力的垂直分量称为轧制压力。一般通称的轧制压力或实测的轧制总压力，并非为轧制单位压力之合力，而是轧制单位压力、单位摩擦力的垂直分量之和。7、轧制方法（1）按轧制温度：热轧、冷轧（2）按轧件与轧辊的相对运动关系纵轧：轧辊的

6、纵轴线相互平行，轧件运动方向与延伸方向与轧辊纵轴线垂直。斜轧：轧辊的纵轴线倾斜互成一定角度，轧件边旋转边沿自身纵轴线方向前进，且前进方向与轧辊纵轴线方向成一定角度。横轧：轧辊的纵轴线相互平行，轧件沿自己的横轴线方向运动前进，与轧辊纵轴线垂直。纵轧斜轧横轧最常用；一般的初扎、板带材轧制、型钢轧制和线材轧制；管材、钢球等变断面零部件；齿轮、车轮、车轴等回转体的轧制。（3）按轧制产品分类半成品轧制（开坯）成品轧制：粗扎、精扎（4）按轧制产品的成形特点分类一般轧制、特殊轧制、周期轧制、旋压轧制、弯曲成形8、板带材轧制特点：宽厚比（B/H）大规格：中厚

7、板（中板4~20mm，厚板20~60mm，特厚板60mm以上）薄板和带材（0.2~4mm）极薄带材和箔材（0.001~0.2mm）技术要求：尺寸精度、板形、表面光洁度、性能9、管材轧制无缝钢管（1）穿孔；（2）轧管：自动轧管机（3）均整：带芯棒斜轧（4）定径和减径：无芯棒连轧无缝钢管生产流程焊管：将管坯（钢板或带钢）弯曲成所需的钢管形状，然后采用焊接法焊接成钢管。直缝焊管生产流程螺旋焊管生产流程10、型材轧制型材轧制主要用于各种型钢生产。大多数有色金属型材主要采用挤压、拉拔的方法生产。型钢的轧制方法：在轧辊上加工出轧槽，把两个或两个以上轧辊的

8、轧槽对应装配起来，形成孔型。轧制时，轧件通过一系列孔型，一般断面积由大变小，长度由短变长，以达到所要求的形状和尺寸。角钢槽钢工字钢蝶式孔型系统蝶式孔型直线式孔型扁平