72材料成型技术基础-第二章固态金属塑性成形-课件&作业2

材料材料材料材料成型成型成型成型技术基础技术基础技术基础技术基础材料材料材料材料成型成型成型成型技术基础技术基础技术基础技术基础作业作业作业作业2：：：：
作业要求作业要求作业要求作业要求：：：：写在写在写在写在word文档文档文档文档；；；；将这个文件压缩打包并命名为将这个文件压缩打包并命名为将这个文件压缩打包并命名为将这个文件压缩打包并命名为：：：：作业作业作业作业2班级班级班级班级-学号学号学号学号-姓名姓名姓名姓名.zip（（（（作业作业作业作业2-13机制机制机制机制1-18-张三张三张三张三.zip））））1.请定义金属塑性成形、自由锻和模锻及锻模斜度。2.金属的锻造性常用_____和______来综合衡量。3.纤维组织的出现会使材料的机械性能发生______因此在设计制造零件时，应使零件所受剪应力与纤维方向_______，所受拉应力与纤维方向____。4.板料冲裁包括哪几种分离工序？5.自由锻造的基本工序有哪些？6.在锻造工艺中，胎模可分为切边冲孔模、扣模、____、____。7.在锤上模锻中，预锻模膛和终锻模膛的区别是什么？8.冲压模具根据工序组成和结构特点可分为哪些？2PlasticForming第二章固态金属的塑性成形PlasticForming（（（（金属零件金属零件金属零件金属零件））））----（（（（属性要求属性要求属性要求属性要求））））----（（（（采用加工方法采用加工方法采用加工方法采用加工方法））））结构件结构件结构件结构件----形状复杂形状复杂形状复杂形状复杂，，，，力学性能不高力学性能不高力学性能不高力学性能不高----铸造方法成形铸造方法成形铸造方法成形铸造方法成形传动件传动件传动件传动件----强度强度强度强度、、、、韧性等力学性能要求很高韧性等力学性能要求很高韧性等力学性能要求很高韧性等力学性能要求很高----塑性成形方法塑性成形方法塑性成形方法塑性成形方法汽车汽车汽车汽车控制臂控制臂控制臂控制臂曲轴曲轴曲轴曲轴火车内燃机用连杆锻件火车内燃机用连杆锻件火车内燃机用连杆锻件火车内燃机用连杆锻件PlasticForming金属塑性成形工艺金属塑性成形工艺金属塑性成形工艺金属塑性成形工艺FundamentalofMetalPlasticFormingTechnology塑性成形塑性成形塑性成形塑性成形，，，，又叫又叫又叫又叫压力加工压力加工压力加工压力加工，，，，一般指一般指一般指一般指借助外力的借助外力的借助外力的借助外力的作用作用作用作用，，，，使金属坯料产生塑性变形使金属坯料产生塑性变形使金属坯料产生塑性变形使金属坯料产生塑性变形，，，，从而获得具从而获得具从而获得具从而获得具有一定形状有一定形状有一定形状有一定形状、、、、尺寸和力学性能的零件的成形方尺寸和力学性能的零件的成形方尺寸和力学性能的零件的成形方尺寸和力学性能的零件的成形方法法法法。。。。塑性成形过程的核心就是金属材料的塑性变形塑性成形过程的核心就是金属材料的塑性变形塑性成形过程的核心就是金属材料的塑性变形塑性成形过程的核心就是金属材料的塑性变形。。。。塑性成形是材料成形的主要组成部分塑性成形是材料成形的主要组成部分塑性成形是材料成形的主要组成部分塑性成形是材料成形的主要组成部分，，，，在国民在国民在国民在国民经济的加工工业中占有重要的地位经济的加工工业中占有重要的地位经济的加工工业中占有重要的地位经济的加工工业中占有重要的地位，，，，是现代制是现代制是现代制是现代制造业的基础和发展方向造业的基础和发展方向造业的基础和发展方向造业的基础和发展方向。。。。塑性成形件塑性成形件塑性成形件塑性成形件塑性变形塑性变形塑性变形塑性变形金属坯料金属坯料金属坯料金属坯料PlasticForming2.1固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理2.1.1塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述2-1常用的固态金属塑性成形方法常用的固态金属塑性成形方法常用的固态金属塑性成形方法常用的固态金属塑性成形方法轧辊坯料（c）轧制下模坯料上模坯料下砥铁（a）自由锻（b）模锻坯料凸模挤压模挤压筒坯料拉拔模（f）板料冲压（d）挤压（e）拉拔坯料凸模凹模压板上砥铁PlasticForming自由锻件轧制件模锻件拉拔冲压挤压PlasticForming2.1.1塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述2.1固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理塑性成形的分类方法有多种塑性成形的分类方法有多种塑性成形的分类方法有多种塑性成形的分类方法有多种。。。。（（（（1））））按加工时金属受力和变形特点来分按加工时金属受力和变形特点来分按加工时金属受力和变形特点来分按加工时金属受力和变形特点来分：：：：轧制轧制轧制轧制、、、、挤压挤压挤压挤压、、、、拉拔通常用来生产原材料拉拔通常用来生产原材料拉拔通常用来生产原材料拉拔通常用来生产原材料(如管材如管材如管材如管材、、、、板材板材板材板材、、、、型材型材型材型材等等等等)。。。。锻造和冲压用来生产零件或毛坯锻造和冲压用来生产零件或毛坯锻造和冲压用来生产零件或毛坯锻造和冲压用来生产零件或毛坯。。。。体积体积体积体积成形成形成形成形锻造锻造锻造锻造（（（（forging））））轧制轧制轧制轧制（（（（rolling））））挤压挤压挤压挤压（（（（extrusion））））拉拔拉拔拉拔拉拔（（（（drawing））））自由锻自由锻自由锻自由锻（（（（freeforging））））模锻模锻模锻模锻（（（（dieforging））））板料成形板料成形板料成形板料成形（（（（sheetforming），），），），即板料冲压即板料冲压即板料冲压即板料冲压金金金金属属属属塑塑塑塑性性性性成成成成形形形形PlasticForming2.1固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理2.1.1塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述（（（（2））））按照加工时金属温度的不同分按照加工时金属温度的不同分按照加工时金属温度的不同分按照加工时金属温度的不同分：：：：塑塑塑塑性性性性成成成成形形形形热成形热成形热成形热成形冷成形冷成形冷成形冷成形温成形温成形温成形温成形再结晶的温度以上再结晶的温度以上再结晶的温度以上再结晶的温度以上，，，，如热轧如热轧如热轧如热轧、、、、热锻热锻热锻热锻、、、、热挤压等热挤压等热挤压等热挤压等。。。。再结晶的温度以下再结晶的温度以下再结晶的温度以下再结晶的温度以下，，，，如冷轧如冷轧如冷轧如冷轧、、、、冷冲压冷冲压冷冲压冷冲压、、、、冷挤压冷挤压冷挤压冷挤压、、、、冷锻等冷锻等冷锻等冷锻等。。。。介于冷介于冷介于冷介于冷、、、、热成形之间温度下进行的塑性热成形之间温度下进行的塑性热成形之间温度下进行的塑性热成形之间温度下进行的塑性加工加工加工加工，，，，如温锻如温锻如温锻如温锻、、、、温挤压等温挤压等温挤压等温挤压等。。。。一般的钢材和多数有色金属金属及其合金都具有一定的一般的钢材和多数有色金属金属及其合金都具有一定的一般的钢材和多数有色金属金属及其合金都具有一定的一般的钢材和多数有色金属金属及其合金都具有一定的塑性塑性塑性塑性，，，，可在室温或高温下进行固态塑性成形可在室温或高温下进行固态塑性成形可在室温或高温下进行固态塑性成形可在室温或高温下进行固态塑性成形。。。。PlasticForming（（（（1111））））材料利用率高材料利用率高材料利用率高材料利用率高。。。。（（（（2222））））工件力学性能好工件力学性能好工件力学性能好工件力学性能好，，，，具有纤维流线具有纤维流线具有纤维流线具有纤维流线。。。。（（（（3333））））尺寸精度高尺寸精度高尺寸精度高尺寸精度高，，，，可达到了少无切削加工可达到了少无切削加工可达到了少无切削加工可达到了少无切削加工、、、、净成形和近净成净成形和近净成净成形和近净成净成形和近净成形的要求形的要求形的要求形的要求。。。。如齿轮精锻如齿轮精锻如齿轮精锻如齿轮精锻、、、、冷挤压花键等冷挤压花键等冷挤压花键等冷挤压花键等。。。。（（（（4444））））生产效率高生产效率高生产效率高生产效率高，，，，适合大批量生产适合大批量生产适合大批量生产适合大批量生产。。。。塑性成形工艺在机械塑性成形工艺在机械塑性成形工艺在机械塑性成形工艺在机械、、、、航空航天航空航天航空航天航空航天、、、、船舶军工船舶军工船舶军工船舶军工、、、、仪器仪表仪器仪表仪器仪表仪器仪表和五金日用品等工业领域得到广泛应用和五金日用品等工业领域得到广泛应用和五金日用品等工业领域得到广泛应用和五金日用品等工业领域得到广泛应用。。。。2.1固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理2.1.1塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述塑性成形概述与铸造相比与铸造相比与铸造相比与铸造相比，，，，金属塑性成形具有以下特点金属塑性成形具有以下特点金属塑性成形具有以下特点金属塑性成形具有以下特点：：：：PlasticForming2.1.2金属塑性变形的实质金属塑性变形的实质金属塑性变形的实质金属塑性变形的实质2.1固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理多晶体金属的多晶体金属的多晶体金属的多晶体金属的变形过程变形过程变形过程变形过程：：：：(a)无变形无变形无变形无变形(b)弹性变形弹性变形弹性变形弹性变形(c)弹性变形弹性变形弹性变形弹性变形+塑性变形塑性变形塑性变形塑性变形(d)塑性变形塑性变形塑性变形塑性变形图图图图3-2多晶体金属的变形多晶体金属的变形多晶体金属的变形多晶体金属的变形ττ（a）（b）（c）（d）ττ滑移孪生τ(a)晶内变形晶内变形晶内变形晶内变形(b)晶界变形晶界变形晶界变形晶界变形图图图图3-3多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形多晶体塑性变形由晶内变形和晶多晶体塑性变形由晶内变形和晶多晶体塑性变形由晶内变形和晶多晶体塑性变形由晶内变形和晶界变形组成界变形组成界变形组成界变形组成。。。。晶内变形的主要方晶内变形的主要方晶内变形的主要方晶内变形的主要方式为滑移和孪生式为滑移和孪生式为滑移和孪生式为滑移和孪生。。。。晶界变形是晶晶界变形是晶晶界变形是晶晶界变形是晶粒间的相对移动和晶粒的转动粒间的相对移动和晶粒的转动粒间的相对移动和晶粒的转动粒间的相对移动和晶粒的转动。。。。PlasticForming2.1固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理固态金属塑性成形的基本原理2.1.3塑性成形基本规律塑性成形基本规律塑性成形基本规律塑性成形基本规律1.最小阻力定律最小阻力定律最小阻力定律最小阻力定律金属质点优先沿着阻力最小的方向流动金属质点优先沿着阻力最小的方向流动金属质点优先沿着阻力最小的方向流动金属质点优先沿着阻力最小的方向流动。。。。2.体积不变假设体积不变假设体积不变假设体积不变假设在塑性变形时在塑性变形时在塑性变形时在塑性变形时，，，，由于金属材料连续且致密由于金属材料连续且致密由于金属材料连续且致密由于金属材料连续且致密，，，，其体积变化很小其体积变化很小其体积变化很小其体积变化很小，，，，与形状变化相比可以忽与形状变化相比可以忽与形状变化相比可以忽与形状变化相比可以忽略不计略不计略不计略不计。。。。图图图图3-4镦粗时的变形趋向镦粗时的变形趋向镦粗时的变形趋向镦粗时的变形趋向3.金属塑性变形程度的计算金属塑性变形程度的计算金属塑性变形程度的计算金属塑性变形程度的计算常用锻造比常用锻造比常用锻造比常用锻造比Y来表示金属坯料的变形程度来表示金属坯料的变形程度来表示金属坯料的变