金属塑性加工

1.什么是金属塑性加工？其特点是什么？答：金属塑性加工：是金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得具有一定几何形状、尺寸和精度，以及服役性能的材料、毛坯或零件的加工方法。

特点：材料利用率高;组织、性能好;生产效率高，适用于大批量生产;尺寸精度高，表面质量高;但是设备较庞大，能耗高，投资较大。

2.材料的使用性能、工艺性能包括哪些？答：使用性能:高强、高韧、耐蚀等;工艺性能:轧、挤、拉、锻、焊等：3.按加工时工件的受力和变形方式，金属塑性加工有哪些方法？各有什么特点？答：锻造：改善金属的内部组织，提高金属的力学性能；较高的生产劳动力；适应范围广。

轧制：可以生产断面复杂的型材，生产效率高，产品质量好挤压：挤压法可加工各种复杂断面实心型材、棒材、空心型材和管材拉拔：拉拔一般在冷态下进行，可拉拔断面尺寸很小的线材和管材；拉拔制品的尺寸精度高；表面光洁度极高；金属的强度高(因冷加工硬化强烈)可生产各种断面的线材、管材和型材异型截面。

拉伸：一般在室温下进行，其产品主要用于各种壳体零件，如飞机蒙皮、汽车覆盖件、子弹壳、仪表零件及日用器皿等。

弯曲：在弯矩作用下，使板料发生弯曲变形或使板料或管、棒材得到矫直的一种加工方法。

剪切：坯料在剪切力的作用下产生剪切。

使板材冲裁，以及板料和型材切断的一种常用加工方法4.金属塑性加工的目的是什么？答：使金属材料成形并获得具有一定几何形状、尺寸和精度，以及服役性能的材料、毛坯或零件。

5.什么是轧制、纵轧、横轧、斜轧？答：轧制：金属通过旋转的轧辊受到压缩，横断面积减小，长度增加的过程(可实现连续轧制)。

可分为纵轧、横轧、斜轧。

纵轧：两轧辊旋转方向相反，轧件的纵轴线与轧辊轴线垂直，主要生产板、带、箔材，以及断面复杂的型材。

生产效率高，加工材料长度大和产品质量较高。

横轧：:两轧辊旋转方向相同，轧件的纵轴线与轧辊轴线平衡，轧件绕纵轴旋转。

可加工旋转体工件，如变断面轴、丝杆、周期断面型材以及钢球等。

单日志页面显示设置网易首页网易博客金属塑性加工默认分类 2008-07-07 18:27 阅读620 评论0字号：大中小绪论一、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。

名词解释1.金属塑性加工：金属在外力的作用下，产生塑性变形而获得所需形状，尺寸，组织和性能的制品的一种基本金属加工技术2.点的应力状态：指通过变形体内某点的所有截面上应力的有无，大小及方向等情况3.点的应变状态：过某一点任意方向上的正应变和切应变有无的情况4.全量应变：单元体在某一变形过程终了时的变形大小，其度量基准是变形前的原始尺寸5.增量应变：指变形过程中某一极短阶段的无限小应变，其度量基准是变形过程中某一瞬间的尺寸6.屈服准则：又称塑性条件或屈服条件，它是描述不同应力状态下变形体某点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须满足的力学条件7.π平面：与主应力轴成等倾角且平均应力为零的平面，平均应力为零8.变形力学图：一点的主应力与主应变图结合，反应该点主应力，主应变有无，及方向9.简单加载：只有加载而无卸载，应力与应变主轴重合，应力分量间按一定比例加载10.增量理论：对于一般复杂加载，不能离开加载路径建立应力与全量塑性应变之间的关系，而只能根据具体加载路径，建立加载过程的应力与塑性应变增量之间的关系，也称流动理论。

11.最小阻力定律：在变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路12.外端：临界变形区而未变形的金属，能阻碍变形区金属流动，进而产生或加剧附加应力和应变。

即轧制过程中某一时可不直接承受轧辊作用而处于塑性变形区以外的部分13.塑性（状态）图：表示金属塑性指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形14.本构关系方程（应力-应变关系方程）：答案1：塑性变形时，应力与应变之间的关系答案2：本构方程，反映物质宏观性质的数学模型，共9个方程，需确定的未知数共15个：u i，σij=σji，εij=εji；还需要根据材料的物理性质来建立应力与应变的关系：σij=σji=f ij（εkl）15.轧机的刚度系数：在一定条件下，使辊缝增加1mm所需的力，是轧机抵抗弹性变形的能力16.轧制的弹塑性曲线：轧件的塑性曲线与轧机的弹性曲线的总称。

金属的塑性加工2.1塑性变形和回复、再结晶对金属材料组织和性能的影响一、金属材料的塑性变形1、单晶体的塑性变形——滑移和孪生（1）滑移：在外加切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（滑移面）的一定方向（滑移方向）发生相对的滑动如拉伸时，滑移面上的外力P分解为正应力σ和切应力τ。

正应力作用使晶格发生弹性伸长；σ↓伸长量↓，σ→O，变形恢复；σ↑伸长量↑，σ＞原子间结合力时，拉断。

正应力σ只能使晶体产生弹性变形和断裂，不能使晶体产生塑性变形。

切应力作用使晶格发生弹性歪扭；τ＜τc（临界切应力），τ↓变形量↓，τ→O，变形恢复；τ＞τc，发生滑移，产生永久塑性变形。

a.滑移与位错·滑移的实现→借助于位错运动。

（刚性滑移模型计算出的临界切应力值＞＞实测值）位错密度→滑移→塑性变形·位错在外加切应力的作用下移动至晶体表面→一个原子间距的滑移台阶→塑性变形·滑移线（晶体表面的滑移台阶）→滑移带（大量滑移线）·滑移系（滑移面和该面上的一个滑移方向），滑移系数目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑。

如FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个，FCC的滑移方向多于BCC，金属塑性如Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP）。

b.滑移时晶体的转动①外力错动→力偶使滑移面转动→滑移面∥拉伸轴。

②以滑移面的法线为转轴的转动→滑移方向∥最大切应力方向。

⑵孪生晶体的一切分相对于另一部分沿一定晶面（孪生面）和晶向（孪生方向）发生切变。

→金属晶体中变形部分与未变形部分在孪生面两侧形成镜面对称关系。

→发生孪生的部分（切变部分）称为孪生带或孪晶。

孪生带的晶格位向发生变化，发生孪生时各原子移动的距离是不相等的。

⑶滑移和孪生：1.滑移和孪生均在切应力作用下，沿一定晶面的一定晶向进行，产生塑性变形。

2.孪生借助于切变进行，所需切应力大，速度快，在滑移较难进行时发生FCC金属一般不发生孪生，少数在极低温度下发生。

金属塑性加工工艺20103606 材料加工1班魏绪1.材料加工：金属坯料在外力作用下产生塑性变形，从而获得具有一定几何形状，尺寸和精度，以及服役性能的材料、毛坯或零件的加工方法。

2.适用范围：钢、铝、铜、钛等及其合金。

3.主要加工方法：(1) 轧制：金属通过旋转的轧辊受到压缩，横断面积减小，长度增加的过程。

(可实现连续轧制)纵轧、横轧、斜轧。

举例：汽车车身板、烟箔等；其它：多辊轧制(24辊)、孔型轧制等。

(2) 挤压：金属在挤压筒中受推力作用从模孔中流出而制取各种断面金属材料的加工方法。

定义：金属材料在挤压模内受压被挤出模孔而变形的加工方法。

挤压法非常适合于生产品种、规格、批数繁多的有色金属管、棒、型材及线坯。

正挤压—— 坯料流动方向与凸模运动方向一致。

反挤压—— 坯料流动方向与凸模运动方向相反。

举例：管、棒、型；其它：异型截面。

特点： ① 具有比轧制更为强烈的三向压应力状态图，金属可以发挥其最大的塑性，获得大变形量。

可加工用轧制或锻造加工有困难甚至无法加工的金属材料。

② 可生产断面极其复杂的，变断面的管材和型材。

卧式挤压机 正挤反挤③灵活性很大，只需更换模具，即可生产出很多产品。

④产品尺寸精确，表面质量好。

(3) 锻造：锻锤锤击工件产生压缩变形•定义：借助锻锤、压力机等设备对坯料施加压力，使其产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和一定组织性能的锻件。

垂直方向（Z向）受力，水平方向（X、Y向）自由变形。

A.自由锻：金属在上下铁锤及铁砧间受到冲击力或压力而产生塑性变形的加工我国自行研制的万吨级水压机B.模锻：金属在具有一定形状的锻模膛内受冲击力或压力而产生塑性变形的加工。

举例：飞机大梁，火箭捆挷环等。

万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环特点：在塑性变形中，能使坯料的粗晶粒破碎、疏松、孔隙被压实、焊合，锻件的内部组织和性能得到较大改善。

应用：锻造应用十分的广泛，可以生产几克重到200t以上各种形状的锻件，如各种轴类、曲柄和连杆。

金属塑性成形的概念金属塑性成形是指通过在金属材料中施加外力、应用热力或化学反应等手段，使金属材料发生塑性变形的一种金属加工工艺。

与传统的金属加工方式相比，金属塑性成形具有高效性、精确性和经济性的特点。

它广泛应用于汽车、航空航天、冶金等行业。

金属塑性成形的基本原理是利用金属材料的塑性变形特性，通过施加外力使金属材料由原有的形态发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。

金属塑性成形可以分为几种不同的形式，主要包括锤击成形、挤压成形、拉伸成形、压力成形和转轧成形等。

锤击成形是一种传统的金属塑性成形方法，它通常通过将金属材料置于锻造设备中，然后利用锤击力量使金属材料发生塑性变形。

锤击成形具有成本低、生产周期短的优点，但是需要大量的人力和物力投入。

挤压成形是指将金属材料置于挤压机中，通过挤压头施加压力使金属材料发生塑性变形。

挤压成形可以分为直接挤压和间接挤压两种形式。

直接挤压是指将金属材料直接放入挤压腔内，然后施加压力使金属材料发生压缩变形。

间接挤压是指将金属材料包裹在特殊形状的模具中，然后施加压力使金属材料逐渐挤出模具，从而达到所需的形状和尺寸。

拉伸成形是通过在金属材料表面施加拉力，使其发生塑性变形。

拉伸成形通常用于制备薄壁结构，如汽车车身、空调管道等。

拉伸成形由于受到法向拉力和剪切力的作用，易造成材料表面的应力集中和变形不均匀，因此在拉伸成形过程中需要注意控制应力分布和变形。

压力成形是一种利用液压或气压对金属材料施加压力的金属塑性成形方法。

压力成形通常具有成形精度高、产品质量好的优点，并且可以实现批量生产。

压力成形主要包括冲压成形、压铸成形和锻压成形等。

转轧成形是一种将金属材料置于转轧机中进行塑性变形的金属加工方法。

转轧成形通常用于制备薄板材料，如钢板、铝板等。

转轧成形具有高效、节省原材料和简便的优点，且可以保证成形件的尺寸精度和表面质量。

总之，金属塑性成形是一种广泛应用于金属加工领域的重要技术，通过施加力量和热力等手段，对金属材料进行塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。

金属塑性加工方法——旋压(一)
金属塑性加工是一种通过施加力和应变来改变金属形状和结构
的方法。

旋压是金属塑性加工的一种常见方法，它使用旋压机将金
属材料塑性变形成所需的形状。

旋压原理
旋压的原理是通过旋转金属材料来施加力和应变。

旋压机由一
个圆筒形的工件和一个将工件固定在轴上并施加旋转力的夹具组成。

在旋转的同时，夹具还会向工件施加一定的径向力。

这样，金属材
料就会在旋转和径向力的作用下发生塑性变形。

旋压过程
旋压过程可以分为以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适合旋压的金属材料，并根据所需形状和尺
寸切割成合适的工件。

2. 夹具调整：将工件固定在旋压机的夹具上，并根据需要调整夹具的径向力。

3. 旋压加工：启动旋压机，使工件开始旋转。

同时，夹具会施加一定的径向力，使金属材料开始塑性变形。

4. 修整和检验：完成旋压加工后，对成品进行修整和检验，确保其达到质量要求。

旋压应用
旋压方法适用于许多金属材料，如铝、铜、不锈钢等。

它常用于制造圆形或柱状的工件，如轴承套、奖杯底座等。

旋压有许多优点，包括：
- 简单而高效的加工过程。

- 较低的材料浪费。

- 产生的工件表面质量高。

结论
旋压是一种常见的金属塑性加工方法，适用于制造圆形或柱状的工件。

它通过旋转金属材料和施加径向力来改变其形状和结构。

旋压具有简单高效、材料浪费少和工件表面质量高的优点。

在实际应用中，我们可以根据需要选择合适的金属材料和夹具参数来进行旋压加工。

金属塑性加工原理
金属塑性加工原理是指在适当的工艺条件下，通过施加外力使金属材料发生塑性变形的过程。

金属塑性加工原理的基础是金属的塑性特性，即金属材料在受力作用下能够发生可逆的形状变化。

金属塑性加工原理涉及到金属材料的结晶学、力学性能和变形机制等方面的知识。

在金属塑性加工中，通过外力的作用，原材料的形状和尺寸可发生变化，实现所需的加工目标。

金属塑性加工原理主要可以归纳为以下几个方面：
1. 金属材料的结晶学：金属材料由多个晶粒组成，晶粒内部有晶界，而晶界是塑性变形的主要路径。

在金属的塑性加工过程中，晶粒的滑移和再结晶是主要的塑性变形机制。

2. 应力和变形：金属在受力作用下，原子间的键合力会发生改变，使得晶体发生滑移。

滑移可以使晶体的形状发生变化，从而完成金属的塑性加工。

在金属的塑性加工过程中，需要合理控制应力和变形，以使材料达到所需的形状和尺寸。

3. 材料的加工硬化：金属经过塑性变形后，晶粒内部会发生位错的堆积，使材料的晶界和晶内的位错密度增加，从而增加材料的硬度和强度。

这种加工硬化现象可以通过热处理来消除或减轻。

4. 金属材料的可塑性和加工性：金属材料的可塑性是指金属在
塑性变形过程中的变形能力。

不同种类的金属材料具有不同的可塑性和加工性能，需要根据实际情况选择合适的金属材料进行塑性加工。

综上所述，金属塑性加工原理是通过施加外力使金属材料发生塑性变形，实现所需形状和尺寸的改变。

金属材料的结晶学、力学性能、变形机制和加工硬化等方面的知识对于金属塑性加工具有重要意义。

在实际加工过程中，需要综合考虑材料的可塑性和加工性能，以确保加工过程的稳定性和质量。

第三篇金属塑性加工
1、金属塑性加工包括：锻
造、冲压、挤压、轧制、
拉拔。

2、塑性变形：当外力增大
到使金属的内应力超过
该金属的屈服点后，而
产生一部分永久变形，
称为塑性变形。

3、金属塑性变形的实质是
滑移
4、金属在常温下经过塑性
变形，内部组织发生变
化：（1）晶粒沿最大变
形的方向伸长2）晶格
与晶粒均发生扭曲，产
生内应力3)晶粒间产生
碎晶
5、金属本质受1）化学成
分影响2）金属组织影
响
6、压应力的数目越多，则
金属的塑性越好，拉应
力数目越多，则金属的
塑性越差。

7、自由锻工序分为基本工
序、辅助工序和精整工
序三大类
8、基本工序包括：镦粗、
拔长、冲孔、扭转、错
移、切割
9、锻件图是根据零件图绘
制的，还考虑途块加工
余量和锻造公差，分模
面、模段斜率，横锻圆
角半径，连皮厚度。

10、冲压产生的基本
工序有分离工序和变形
工序两大类
11、冲横的工作中心
必然有磨损，落料尺寸
回随凹模刃口的磨损而
增大。

而冲孔件尺寸则
随凹模刃口的磨损而增大，而冲孔件尺寸则随凸模的磨损而减小。

为了保证冲裁件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命，落料时，凹模刃口尺寸应靠近落料公差范围内的最小尺寸，冲孔时选取凸模刃口的尺寸靠近孔德公差范围内的最大尺寸。

金属材料的塑性加工与成形方法金属材料的塑性加工是指通过外力作用，改变金属材料的形状和尺寸，从而获得所需的零件和产品。

在工业生产中，金属材料的塑性加工具有重要的地位和作用。

本文将针对金属材料的塑性加工与成形方法展开讨论。

一、金属材料的塑性加工方法1. 锻造锻造是将金属材料加热到一定温度，然后施加压力使其在模具中产生塑性变形的加工方法。

锻造可以分为自由锻造和模锻造两种，可用于加工各种金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造等行业。

2. 拉伸拉伸是利用拉伸力使金属材料产生塑性变形，并最终延伸其长度的一种加工方法。

拉伸适用于薄板、线材等材料的加工，常用于金属制品的生产中。

3. 压缩压缩是将金属材料置于模具中，通过施加压力使其在垂直方向上发生塑性变形的一种加工方法。

压缩可用于加工各种形状的金属材料，特别适用于生产大型零件和产品。

4. 轧制轧制是将金属材料置于辊子之间进行连续压制，使其发生塑性变形的加工方法。

轧制广泛应用于金属片材、线材等薄型材料的加工，可实现尺寸精度高、表面光洁度好的要求。

5. 剪切剪切是将金属材料置于剪切机中，通过施加剪切力使其在剪切刃上发生塑性变形而分离的一种加工方法。

剪切广泛应用于金属板材、线材等材料的加工，可实现快速高效的生产。

二、金属材料的成形方法1. 冷冲压冷冲压是利用冲压设备将金属板材置于模具中，通过施加压力使其在常温下进行塑性变形和分离的成形方法。

冷冲压广泛应用于制造汽车零部件、家电产品等。

2. 热冲压热冲压是通过将金属材料加热到一定温度后进行塑性变形和分离的成形方法。

热冲压一般适用于高硬度、高强度的金属材料的加工，可获得较高精度和表面质量。

3. 旋压旋压是将金属材料置于旋压机床上，通过旋转和压制力使其在模具中进行塑性变形的成形方法。

旋压适用于加工圆柱形、锥形等形状的零件和产品。

4. 拉伸成形拉伸成形是将金属材料置于模具中，通过拉伸力使其在径向和轴向上同时发生塑性变形的成形方法。