高能率成形

02
金属塑性成形的原理
金属塑性变形的物理基础
01
金属塑性变形的基本概念
金属塑性成形是通过外力作用使金属材料发生塑性变形，从而获得所需
形状和性能的过程。
02
金属的晶体结构与塑性变形
金属的晶体结构是影响其塑性变形行为的重要因素。金属的晶体结构决
定了其塑性变形的机制和特点。
03
温度对金属塑性变形的影响
塑性成形过程中的缺陷与控制
在塑性成形过程中，由于各种因素的影响，可能会出现裂纹、折叠、夹杂等缺陷。为了获得高质量的产 品，需要了解这些缺陷的形成原因，并采取相应的措施进行控制和预防。
03
金属塑性成形的方法
自由锻成形
总结词
自由锻成形是一种金属塑性加工方法，通过锤击或压力机等 工具对金属坯料施加外力，使其发生塑性变形，从而获得所 需形状和尺寸的金属制品。
随着科技的发展，精密金属塑性成形技术逐渐兴起，如精密锻造、精密轧制、精密冲压等 ，这些技术能够制造出更高精度、更复杂形状的金属零件。
数值模拟与智能化技术
近年来，数值模拟与智能化技术在金属塑性成形领域得到了广泛应用，通过计算机模拟技 术可以对金属塑性成形过程进行模拟分析，优化工艺参数，提高产品质量和生产效率。同 时，智能化技术的应用使得金属塑性成形过程更加自动化和智能化。
详细描述
挤压成形适用于生产各种复杂形状的管材、棒材和异型材等。由于其能够实现连续生产，因此具有较 高的生产效率。但挤压成形对设备和操作技术要求较高，且对原材料的表面质量、尺寸精度和化学成 分等要求严格。
拉拔成形
总结词
拉拔成形是一种金属塑性加工方法，通 过拉拔机对金属坯料施加拉力，使其发 生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸 的金属制品。

第五节其它塑性成形方法随着工业的不断发展，人们对金属塑性成形加工生产提出了越来越高的要求，不仅要求生产各种毛坯，而且要求能直接生产出更多的具有较高精度与质量的成品零件。

其它塑性成形方法在生产实践中也得到了迅速发展和广泛的应用，例如挤压、拉拔、辊轧、精密模锻、精密冲裁等。

一、挤压挤压：指对挤压模具中的金属锭坯施加强大的压力作用，使其发生塑性变形从挤压模具的模口中流出，或充满凸、凹模型腔，而获得所需形状与尺寸制品的塑性成形方法。

挤压法的特点：（1）三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性，不仅有铜、铝等塑性好的非铁金属，而且碳钢、合金结构钢、不锈钢及工业纯铁等也可以采用挤压工艺成形。

在一定变形量下，某些高碳钢、轴承钢、甚至高速钢等也可以进行挤压成形。

对于要进行轧制或锻造的塑性较差的材料，如钨和钼等，为了改善其组织和性能，也可采用挤压法对锭坯进行开坯。

（2）挤压法可以生产出断面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变断面的零件。

（3）可以实现少、无屑加工，一般尺寸精度为IT8～IT9，表面粗糙度为Ra3.2～0.4μ m，从而（4）挤压变形后零件内部的纤维组织连续，基本沿零件外形分布而不被切断，从而提高了金属的力学性能。

（5）材料利用率、生产率高；生产方便灵活，易于实现生产过程的自动化。

挤压方法的分类：1．根据金属流动方向和凸模运动方向的不同可分为以下四种方式：（１）正挤压金属流动方向与凸模运动方向相同，如图2-69所示。

（２）反挤压金属流动方向与凸模运动方向相反，如图2-70所示。

（３）复合挤压金属坯料的一部分流动方向与凸模运动方向相同，另一部分流动方向与凸模运动方向相反，如图2-71所示。

（４）径向挤压金属流动方向与凸模运动方向成90°角，如图2-72所示。

图2-69 正挤压图2-70 反挤压图2-71 复合挤压图2-72 径向挤压2．按照挤压时金属坯料所处的温度不同，可分为热挤压、温挤压和冷挤压三种方式：（１）热挤压变形温度高于金属材料的再结晶温度。

1. 超塑性表现为：大伸长率、无缩颈、低流动应力、容易成形。

2. 粉末锻造通常是指将粉末烧结的预成形坯经加热后，在闭式模中锻造成零件的工艺。

它将传统的粉末冶金和精密锻造结合起来的一种新工艺。

3．多点成形分为分段成形、多道成形、反复成形、闭环成形、薄板成形等。

4．充液拉深就是在凹模中充满液体，利用凸模进入凹模时所建立的反向液压而成形的方法方法。

5．自然排气爆炸胀形装置可分为三种形式自由界面、加水帽和加反射板。

6．粉末预成形坯设计的最基本的原则是在锻造时有利于致密和充满模膛，同时在充满模膛前应尽可能使预成形坯有较大的横向塑性流动。

7．摆动辗压是指上模的轴线与被辗压工件的轴线倾斜一个小角度,模具一面绕主轴旋转 ,一面对坯料连续进行压缩。

8．变薄旋压的主要特征是坯料直径基本不变和壁厚减薄。

9．爆炸成形是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的化学能对金属毛坯进行加工的高能率成形方法。

主要用于板材的拉深、胀形、校形等。

10．高能率成形主要应用在板材成形、联接及装配和焊接。

11．所谓特种塑性成形，只是相对于常规的或传统的塑性成形而言。

从时间上看，特种塑性成形多数是历史较短、发展迅速、应用领域有逐渐扩大趋势的成形方法。

它既是常规工艺的发展，又是对常规工艺的有益补充。

12．电磁成形典型工艺主要有管毛坯胀形、管毛坯缩径及平板毛坯成形。

13．摆辗变形时，由于工件受偏心载荷作用，比通常镦粗时允许的高径比小，易发生纵向弯曲。

根据不同的变形条件，圆柱体变形情况主要有正蘑菇头形、倒蘑菇头形、滑轮形状和均匀变形。

14．旋压工艺的成形极限主要受起皱、壁部开裂、形状不正、变薄超差、脱底等失效形式的限制。

15．粉末锻造的设备一般选择机械压力机，超塑性在低速下进行，一般采用液压机。

16．爆炸成形是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的化学能对金属毛坯进行加工的高能率成形方法。

主要用于板材的拉深、胀形、校形等。

17．液态模锻是将一定量的熔融金属液直接注入金属模膛，随后在机械静压力的作用下，是处于熔融或半熔融的金属液发生流动并凝固成形，且伴有小量塑性变形，从而获得毛坯或零件的一种金属加工方法。

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线圈置于工件外部时工件压缩示意图
1.线圈 2.电容器 3.高压开关4.磁力线 5.绝缘体 6.工件
线圈置于工件内部时工件胀形示意图
1.工件 2.线圈 3.磁力线
电磁成形技术的特点
(1)电磁成形加工无机械 接触，是以磁场作为介质， 无需工件与工具的表面接 触，因此工件表面无机械 擦痕，工件表面质量好。 (2)工件变形受力均匀，残余应力小，疲 劳强度高，使用寿命长，加工后不影响 零件的机械、物理、化学性能，也不需 要热处理。
电磁成型技术的应用
应用领域： 如在汽车、仪器仪表、军工、宇航等领域。 电磁成形工艺： 可以完成焊接、翻边、成形、胀形、压缩成形、缩 锻、粉末压实等多种工序，既可加工管材又可加工板材， 对管材加工优越性更为突出。
实例
1.局部胀形 将线圈置于金属管(工件)内， 当放电电流通过线圈时，金属管受脉 冲磁场力作用而紧贴模具成形。
(4)可以很方便的 实现高速成形，每 分钟可工作数百次， 具有与普通冲压相 近的生产效率。
缺陷：
3 2 1
单一的电磁成 形工艺很难获 得深拉深工 件。
不是所有的金 属材料可以用 该技术直接加 工，低电导率 的材料需用高 导电率的材料 做“驱动体”。
电磁成形工艺 对工件形状、 工件的几何尺 寸有严格的要 求。
电磁成型技术
班级：Y20130301 姓名：马子超
Contents
1
电磁成型技术的定义及原理
2
电磁成型技术的特点
3
电磁成型技术的应用
塑性成形的概念及原理
• 概念：
–
电磁成形工艺是一种新兴的高能率成形 技术，是利用瞬间的高压脉冲磁场迫使坯 料在冲击电磁力作用下，高速成形的一种 成形方法。电磁成形属于高能（高速率） 成形技术，高能（高速率）成形技术种类 很多，但是电磁成形排除了爆炸成形的危 险性，较之电液成形更方便。