金属压力加工原理-1
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金属加工工作原理金属加工是指通过一系列的工艺操作,对金属材料进行形状、尺寸或性能的改变的过程。
在工业生产中,金属加工广泛应用于各个领域,如汽车制造、机械制造、航空航天等。
本文将从不同的金属加工方式入手,介绍金属加工的工作原理。
一、锻造锻造是通过对金属材料施加连续冲击力或持续变形力,使金属发生塑性变形并改变形状的一种金属加工方式。
其工作原理基于材料的塑性变形特性,通常采用锤击、冲击或压力等作用方式。
在锻造过程中,金属材料经历弯曲、拉伸、挤压等变形形式,进而得到所需的形状。
二、压力加工压力加工是将金属材料置于模具中,并施加一定压力,使其产生塑性变形,以获得所需形状的金属加工方式。
压力加工的工作原理在于通过外力的作用,使金属材料受到内部应力的改变,进而改变材料的形状和性能。
常见的压力加工方式包括冲压、挤压、拉伸等。
三、切削加工切削加工是指通过将金属材料从工件上去除一层或多层材料,以获得所需形状和尺寸的金属加工方式。
切削加工的工作原理基于切削刀具对工件的剪切、刮削或剪切刮削的作用,以实现材料的去除。
切削加工通常包括车削、铣削、钻削等。
四、焊接焊接是将两个或多个金属材料通过加热、熔化或施加压力,使其在其中形成一个连续均匀的金属结合体的金属加工方式。
焊接的工作原理基于金属材料在热加工状态下,熔融并通过溶浸和冷却形成连接。
不同的焊接方式包括电弧焊、气焊、激光焊等。
五、热处理热处理是通过加热和冷却过程,改变金属材料的组织结构和性能的金属加工方式。
热处理的工作原理在于材料的相变、晶粒的再结晶、残余应力的消除等。
热处理通常包括退火、淬火、时效等方式。
综上所述,金属加工的工作原理涉及锻造、压力加工、切削加工、焊接和热处理等不同方式。
每种方式都基于金属材料的塑性变形、切削去除、熔化连接以及组织结构和性能的改变。
这些工作原理为金属加工提供了可靠的理论依据,并帮助实现金属加工的高效、精确和可控。
项目一金属压力加工概述一、教学目标1.掌握金属压力加工的定义。
2.了解金属压力加工主要方法及其特点。
3.掌握轧制的定义。
4.掌握轧制的方式和特征。
5.了解实际轧制生产。
6.理解金属压力加工力学分析方法。
掌握主平面、主应力、主变形等概念。
7.认识主应力状态图示。
8.认识主变形图示。
二、课时分配本项目共3个任务,安排5课时。
三、教学重点本项目主要对比金属材料压力加工的主要方法、力学分析方法及分析过程,重点讲述轧制的定义和方式,有关主应力和主变形的含义。
四、教学难点掌握主平面、主应力、主变形的计算。
任务一金属压力加工概念、主要方法和特点一、金属压力加工概念利用金属能够产生永久变形的能力,使其在外力作用下产生塑性变形,改变金属的形状、尺寸和性能而获得所要求的产品的一种金属加工技术。
1.金属压力加工的方式锻造:冲压:拉拔:挤压:2.金属压力加工的作用3.金属加工的缺点任务二金属压力加工———轧制一、金属力学性能基础分类:(1)强度(2)塑性(3)硬度(4)冲击韧性二、轧制的概念三、轧制的方式轧制的方式目前大致分为纵轧、横轧、斜轧三种。
四、轧钢车间轧钢机的布置形式1.单机架可逆式2.横列式3.纵列式4.半连续式5.连续式任务三金属压力加工的变形力学基础一、金属塑性加工时所受的力1.外力金属塑性加工是金属与合金在外力作用下产生塑性变形的过程。
变形过程中外力主要有作用力和约束反力。
2.内力、应力(1)内力(2)应力二、应力状态及其图示1.应力状态2.应力状态图示(1)主应力图示(2)主应力状态分类(3)主应力实例分析3.变形图示由于受塑性变形时工件体积不变条件的限制,因此可能的变形图示仅有三种:(1)主变形图示主变形是指在主应力方向所产生的变形。
(2)可能的主变形图示。
(3)主变形实例分析。
第四讲钛的压力加工原理一、金属压力加工施加外力,迫使金属改变形状、尺寸及性能的工艺过程。
压力加工形式多样:锻造、轧制、拉拔、挤压、旋压等轧制有:轧板、轧棒、轧管、轧环、轧型材本节讨论它们的共性问题!二、金属变形条件(1)外力:拉应力、压应力、切应力分切应力是直接产生金属变形的力(2)温度:它影响金属的变形能力热加工:T再以上加工,可产生动态再结晶温加工:T再以下一定温度,可产生“恢复”的加工冷加工:室温下加工,可产生严重加硬化(3)设备:施加外力的设备,如锻锤、轧板机、挤压机(4)模具:它约束金属的变形行为。
如“弧形砧”、拉丝模、挤压模等(5)外摩擦:它影响金属表面的变形行为涉及摩擦系数,工具摩损及润滑问题。
它是易被忽视的因素。
磨擦力大小,有利也有弊。
如:动轧机轧辊表面刻痕,可增大磨擦力,咬入角。
冷轧机轧辊抛光,可降低薄板轧制力,提高产品精度。
三、金属结构多层次微观结构(1)晶粒、孔洞、夹杂、裂纹肉眼、放大镜可见(2)显微组织、第二相、晶界显微镜观察等轴、魏氏、网篮、双态组织、带状组织(3)亚晶、亚晶界电镜观察(4)空位、溶质原子X射线分析、超高倍电镜(5)晶体线缺陷(位错)X射线分析、超高倍显微镜四、金属变形的宏观表现(1)形状与尺寸的改变,板、带、棒、线等产品形成(2)材料性能的变化,包括力学、物理、化学性能变化力性:强度升高,塑性下降,内应力物性:电阻升高,导电率下降化性:耐蚀性下降变化的本质:原子的移动,晶体结构变化,晶格畸变,微观结构改变。
五、金属变形的微观机制1、金属晶体是金属原子依靠金属键结合而成的。
是依靠各正离子与“电子气”间的相互引力结合起来的。
2、金属塑性变形是晶体中原子发生相对位移的结果。
是晶体中原子发生有序移动的结果。
3、变形从局部滑移开始(相对错动而不是正面分离)4、滑移从最有利的位相开始。
5、滑移从滑移阻力最小的晶面开始。
6、滑移从最密排面(面间距最大的面开始)。
7、滑移从最密排方向开始8、滑移通过位错运动而进行的。