什么是金属塑性加工

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金属塑性加工

默认分类 2008-07-07 18:27 阅读620 评论0

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绪 论

一、金属塑性加工及其分类

金属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、尺寸和组织、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（见表0-1）。其中锻造、轧制和挤压是依靠压力作用使金属发生塑性变形；拉拔和拉深是依靠拉力作用发生塑性变形；弯曲是依靠弯矩作用使金属发生弯曲变形；剪切是依靠剪切力作用产生剪切变形或剪断。锻造、挤压和一部分轧制多半在热态下进行加工；拉拔、拉深和一部分轧制，以及弯曲和剪切是在室温下进行的。

1．锻造 靠锻压机的锻锤锤击工件产生压缩变形的一种加工方法，有自由锻和模锻两种方式。自由锻不需专用模具，靠平锤和平砧间工件的压缩变形，使工件镦粗或拔长，其加工精度低，生产率也不高，主要用于轴类、曲柄和连杆等单件的小批生产。模锻通过上、下锻模模腔拉制工作的变形，可加工形状复杂和尺寸精度较高的零件，适于大批量的生产，生产率也较高，是机械零件制造上实现少切削或无切削加工的重要途径。

2．轧制 使通过两个或两个以上旋转轧辊间的轧件产生压缩变形，使其横断面面积减小与形状改变，而纵向长度增加的一种加工方法。根据轧辊与轧件的运动关系，轧制有纵轧、横轧和斜轧三种方式。

（1）纵孔 两轧辊旋转方向相反，轧件的纵轴线与轧辊轴线垂直，金属不论在热态或冷态都可以进行纵轧，是生产矩形断面的板、带、箔材，以及断面复杂的型材常用的金属材料加工方法，具有很高的生产率，能加工长度很大和质量较高的产品，是钢铁和有色金属板、带、箔材以及型钢的主要加工方法。

（2）横轧 两轧辊旋转方向相同，轧件的纵轴线与轧辊轴线平衡，轧件获得绕纵轴的旋转运动。可加工加转体工件，如变断面轴、丝杆、周期断面型材以及钢球等。 （3）斜轧 两轧辊旋转方向相同，轧件轴线与轧辊轴线成一定倾斜角度，轧件在轧制过程中，除有绕其轴线旋转运动外，还有前进运动，是生产无缝钢管的基本方法。

中南大学考试试卷

2001 —— 2002 学年第二学期时间110 分钟

金属塑性加工原理课程64 学时4 学分考试形式：闭卷

专业年级材料1999 级总分100 分，占总评成绩70%

一、名词解释（本题10分，每小题2分）

1.热效应

2.塑脆转变现象3.动态再结晶

4.冷变形

5.附加应力

二.填空题（本题10分，每小题2分）

1.主变形图取决于______，与_______无关。

2.第二类再结晶图是_____，_______与__________的关系图。

3.第二类硬化曲线是金属变形过程中__________与__________之间的关系曲线。

4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是_______，__________。

5.出现细晶超塑性的条件是_______，__________，__________。

三、判断题（本题10分，每小题2分）

1.金属材料冷变形的变形机构有滑移（），非晶机构（），孪生（），晶间滑动（）。

2.塑性变形时，静水压力愈大，则金属的塑性愈高（），变形抗力愈低（）。

3.金属的塑性是指金属变形的难易程度（）。

4.为了获得平整的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型（）。

5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织，就是变形织构（）。

四、问答题（本题40 分，每小题10 分）

1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图，并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳？为什么？

2.已知材料的真实应变曲线，A 为材料常数，n 为

硬化指数。试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少？

3.试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？

4.以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀？随着加工的进行会出现什么现象？为什么？（箭头表示轧制方向）

五、证明题（本题10 分）

证明Mises 塑性条件可表达成：

六、综合推导题（本题20 分）

试用工程法推导粗糙砧面压缩矩形块（Z 向不变形）的变形力P 表达式，这里接触摩擦

金属成型工艺的类别

1. 塑性成型工艺，塑性成型工艺是指通过对金属材料施加压力，使其发生塑性变形，从而获得所需形状的工艺过程。常见的塑性成型工艺包括锻造、压铸、拉伸、挤压等。

2. 切削成型工艺，切削成型工艺是指通过切削金属材料的方法，将其加工成所需形状的工艺过程。常见的切削成型工艺包括车削、铣削、钻削、镗削等。

3. 焊接工艺，焊接工艺是指通过加热或施加压力，使金属材料相互结合的工艺过程。常见的焊接工艺包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。

4. 粉末冶金工艺，粉末冶金工艺是指利用金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合后，通过压制和烧结等工艺形成零件的工艺过程。

5. 热处理工艺，热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等方式，改变金属材料的组织结构和性能的工艺过程。常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。

以上是金属成型工艺的主要类别，不同的工艺类别在实际应用中往往会结合使用，以满足不同金属制品的加工需求。希望以上回答能够全面地解答你的问题。

第二篇 金属的塑性成形工艺

金属塑性成形——在外力作用下，金属产生了塑性变形，以此获得具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件。

此生产方法称金属塑性成形（也称压力加工）

外力 冲击力——锤类设备

压力——轧机、压力机

有一定塑性的金属——压力加工（热态、冷态）

基本生产方法：

1．轧制——钢板、型材、无缝管材（图6-1）（图6-2）

2．挤压——低碳钢、非铁金属及其合金（图6-3）（图6-4）

3．拉拔——各种细线材，薄壁管、特殊几何形状的型材（图6-5）（图6-6）

4．自由锻——坯料在上、下砥铁间受冲击力或压力而变形（图6-7a）

5．模锻——坯料在锻模模腔内受冲击力或压力而变形（图6-7b）

6．板料冲压——金属板料在冲模之间受压产生分离或变形的加工方法（图6-7c）

金属的原材料，大部通过轧制、挤压、拉拔等制成。

第六章 金属塑性成形的工艺理论基础

压力加工——对金属施加外力→塑性变形

金属在外力作用下，使其内部产生应力——发生弹性变形 外力>屈服应力 塑性变形

塑性变形过程中一定有弹性变形存在，外力去除后，弹性变形将恢复→“弹复”现象，它对有些压力加工件的变形和工件质量有很大影响，须采取工艺措施的保证产品质量。

§6-1 塑性变形理论及假设

一、最小阻力定律

金属塑性成形

问题 实质，金属塑性流动，影响金属流动的因素十分复杂（定量很困难）。应用最小阻力定律——定性分析（质点流动方向）

最小阻力定律——受外力作用，金属发生塑性变形时，如果金属颗粒在几个方向上都可移动，那么金属颗粒就沿着阻力最小的方向移动。

利用此定律，调整某个方向流动阻力，改变金属在某些方向的流动量→成形合理。

最小阻力定律示意图

在镦粗中，此定律也称——最小周边法则

二、塑性变形前后体积不变的假设

弹性变形——考虑体积变化

塑性变形——假设体积不变（由于金属材料连续，且致密，体积变化很微小，可忽略）