塑性成形原理
塑性成型原理
塑性成型原理塑性成型是一种将原料通过加热和施加力量的方式，使其发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的制造工艺。
塑性成型可以分为热塑性成型和热固性成型两大类。
热塑性成型是指在高温下，将塑料原料加热到熔融状态后，通过给予一定形状的模具进行成型的过程。
常见的热塑性成型方法包括注塑成型、吹塑成型、压塑成型等。
注塑成型是将熔融状态的塑料原料经过高压注入模具中，冷却固化后获得所需形状的方法。
吹塑成型是通过将熔融状态的塑料原料注入到预先制作好的模具中，并在模具内部加压，使塑料原料在模具内壁上形成与模具相同的形状。
压塑成型是将熔融状态的塑料原料加压至模具内，在一定时间内冷却固化得到所需产品形状。
这些热塑性成型方法广泛应用于塑料制品的生产，如塑料餐具、塑料容器、塑料玩具等。
热固性成型是指将热固性塑料原料制作成一定形状的预制品，然后通过施加热量使其发生化学反应，固化成为不可融化的物质，从而得到所需形状的制造方法。
热固性成型常见的方法包括压缩成型、注塑成型和挤出成型等。
压缩成型是将预制的热固性塑料原料放置在两块金属板之间，然后通过加热和施加压力的方式使塑料原料固化成为所需形状的产品。
注塑成型是将预制的热固性塑料原料加热并注入到模具中，经过化学反应固化成为所需形状的制造方法。
挤出成型是将热固性塑料原料通过挤压机加热熔融后，再通过模具中的挤压头挤出形成所需形状的产品。
这些热固性成型方法常用于电器外壳、汽车零部件等制造过程中。
总之，塑性成型通过加热和施加力量的方式，使塑料原料发生塑性变形，得到所需形状和尺寸的制造工艺。
热塑性成型和热固性成型是常见的塑性成型方法，它们在各个工业领域中广泛应用，为我们生活提供了丰富多样的塑料制品。
塑性成形原理知识点总结
塑性成形原理知识点总结一、塑性成形的基本原理1. 塑性成形的基本原理是通过施加外部应力使材料受力，发生形变，从而改变其形状和尺寸。
外部应力可以是拉伸、压缩、弯曲等形式，材料受到应力后发生塑性变形，达到所需的形状和尺寸。
2. 塑性成形的基本原理还包括在一定的温度条件下进行成形。
材料在一定温度范围内会发生晶粒的滑移和再结晶等变化，使材料更容易流动和变形，这对于塑性成形的效果非常重要。
3. 塑性成形的基本原理还涉及到应变硬化和材料流动等方面的知识。
应变硬化是指材料在形变过程中发生的一种增加抗力的现象，材料流动则是指材料在应力作用下发生的形变过程，通过流动来实现所需的成形效果。
二、材料在塑性成形过程中的变形规律1. 材料在塑性成形过程中会发生各种形式的变形，包括平面应变变形、轴向应变变形、弯曲应变变形、扭曲应变变形等。
不同的成形方式会引起不同形式的变形，需要根据具体情况进行分析和处理。
2. 材料在塑性成形过程中的变形还受到横向压缩和减薄等因素的影响。
横向压缩会导致材料沿其厚度方向出现侧向膨胀的现象，减薄则是指材料在成形过程中产生的减小尺寸和厚度的现象。
3. 材料在塑性成形过程中还会出现显著的硬化现象。
随着形变量的增加，材料的硬度和抗力会逐渐增加，这对于成形过程的控制和调整非常重要。
三、材料在塑性成形过程中的流变规律1. 材料在塑性成形过程中会发生流变，即在应力的作用下发生形变的过程。
材料的流变规律是指在应力条件下材料的变形规律和流动规律，这对于塑性成形技术的研究和应用非常重要。
2. 材料在塑性成形过程中还会出现应力和应变的分布不均匀、表面变形、壁厚变化等现象。
这些现象会导致成形件质量的不稳定性和变形过程的复杂性，需要进行合理的控制和调整。
3. 材料在塑性成形过程中还会受到局部热和化学变化的影响。
局部热和化学变化会影响材料的微观结构和性能，对于成形过程的控制和调整也具有重要的参考意义。
四、塑性成形的热变形和冷变形1. 塑性成形通常分为热变形和冷变形两种方式。
塑性成形原理
作成：章忠红 2006.6.10应力：延伸率 材料塑性成形原理合格冲压件暗裂不合格开裂不合格弹性变形区塑性性变形材料最大许1．硬化规律冲压生产一般都在常温下进行。
对金属材料来说，在这种条件下进行塑性变形，必然要引起加工硬化，变形抗力提高塑性降低，落料-----若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称为落料；冲孔-----若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，则称为冲孔。
a）冲孔件 b）落料件①当间隙增大时，材料内的拉应力增大，使得拉伸断裂发生早，于是断裂带变宽；光亮带变窄；弯曲变形增大，因而塌角和拱弯也增大。
②当间隙减小时，变形区内弯矩小、压应力成分高。
由凹模刃口附近产生的裂纹进入凸模下面的压应力区而停止发展；由凸模刃口附近产生的裂纹进入凹模上表面的压应力区也停止发展。
上、下裂纹不重合。
在两条裂纹之间的材料将被第二次剪切。
当上裂纹压入凹模时，受到凹模壁的挤压，产生第二光亮带，同时部分材料被挤出，在表面形成薄而高的毛刺③当间隙过小时，虽然塌角小、拱弯小，但断面质量也有缺陷。
如断面中部出现夹层，两头呈光亮带，在端面有挤长的毛刺④当间隙过大时，因为弯矩大，拉应力成分高，材料在凸、凹模刃口附近产生的裂纹也不重合。
分离后产生的断裂层斜度增大，制件的断面出现二个斜角α1和α2 ，断面质量也不理想。
而且，由于塌角大、拱弯大、光亮带小、毛刺又高又厚，冲裁件质量下降。
如图2.2.5c所示。
因此，•模具间隙应保持在一个合理的范围之内。
另外，当模具装配间隙调整得不均匀时，模具会出现部分间隙过大和过小的质量现象。
因此，模具设计、制造与安装时必须保证间隙均ａ）间隙过小ｂ）间隙合理 ｃ）间隙过大a) 凹模磨钝b) 凸模磨钝 c) 凸、凹模均磨钝间隙值IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13大于到-3610142540600.10.1436812183048750.120.18610915223658900.150.22101811182743701100.180.27183013213352841300.210.33据国家标准，以下为基本尺寸0-315mm, 6-13级精度公差表。
塑性成形原理 重点
塑性变形：材料在一定外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法。
塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
滑移：晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
滑移面：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶面。
滑移方向：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶向。
孪生：晶体在切应力作用下，晶体一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。
张量：由若干个当坐标改变时，满足转换关系的分量所组成的集合。
晶粒度：金属材料晶粒大小的程度。
变形织构：在塑性变形时，当变形量很大，多晶体中原为任意取向的各个晶粒，会逐渐调整其取向而彼此趋于一致。
这种由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织。
动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的再结晶。
主应力：切应力为0的微分面上的正应力。
主方向：主应力方向，主平面法线方向。
主应力空间：由三个主方向组成的空间主切应力：切应力达到极值的平面上作用得切应力。
主切应力平面：切应力达到极值的平面。
主平面:应力空间中，可以找到三个互相垂直的面，其上均只有正应力，无切应力，此面就称为主平面。
平面应力状态：变形体内与某方向轴垂直的平面上无应力存在，并所有应力分量与该方向轴无关的应力状态。
平面应变状态：物体内所有质点都只在同一个坐标平面内发生变形，而该平面的法线方向没有变形的变形状态。
理想刚塑性材料：研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
理想弹塑性材料：塑性变形时，需考虑塑性变形之前的弹性变形，而不考虑硬化的材料。
弹塑性硬化材料：塑性变形时，既要考虑塑性变形前的弹性变形，又要考虑加工硬化的材料。
刚塑性硬化材料：研究塑性变形时，不考虑塑性变形之前的弹性变形，需考虑变形过程中的加工硬化的材料。
屈服轨迹：两相应力状态下屈服准则的表达式在主应力坐标平面上的几何图形，一条封闭的曲线。
屈服表面：屈服准则的数学表达式在主应力空间中的几何图形是一个封闭的空间曲面称为屈服表面。
超塑性成形的原理和应用
超塑性成形的原理和应用1. 超塑性成形的概念超塑性成形是一种可以在极高温度下并且应力条件下进行的金属塑性变形技术。
它的特点是在高温下，金属材料具有极高的塑性，可以在较小的应力下实现大变形。
超塑性成形主要应用于高温合金的成形加工，如航空航天零部件、发动机叶片和复杂形状的零件等。
2. 超塑性成形的原理超塑性成形的原理是通过改变金属材料的晶体结构和形变机制来实现。
在高温下，金属材料的晶体结构会发生变化，从原来的多晶结构转变为细小的晶粒。
这种细小晶粒的结构使得金属材料在高温下具有较高的塑性。
超塑性成形的变形机制主要有固溶变形机制和晶界滑移机制。
固溶变形机制是指在晶体内部出现位错和断裂，通过位错运动和撤消来实现变形。
晶界滑移机制是指晶界变形的滑移和滑动机制，在晶界上形成高密度的位错和滑移。
3. 超塑性成形的应用超塑性成形的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：3.1 航空航天领域在航空航天领域，超塑性成形可以用于制造各种复杂形状的零部件，如发动机叶片、涡轮盘等。
超塑性成形能够在一次成形过程中实现复杂形状的制造，不仅可以减少后续加工工序，还能够提高零件的质量和性能。
3.2 汽车制造领域在汽车制造领域，超塑性成形可以用于制造汽车车身和车身零部件。
通过超塑性成形，可以使得汽车的轻量化设计成为可能，提高汽车的燃油效率和性能。
3.3 铁路交通领域超塑性成形在铁路交通领域的应用主要集中在制造高速列车的车体和车轮等零部件。
通过超塑性成形，可以使得高速列车具有更好的抗风阻能力和稳定性，提高列车的运行速度和安全性。
3.4 石油化工领域在石油化工领域，超塑性成形可以用于制造各种复杂形状的化工设备，如反应器、换热器等。
超塑性成形能够使得化工设备具有更好的耐腐蚀性和耐压性，提高设备的使用寿命和效率。
3.5 其他领域此外，超塑性成形还可以应用于船舶制造、电子设备制造、科学研究等其他领域。
通过超塑性成形，可以制造出更加复杂和精密的零部件，提高产品的质量和性能。
塑性成型原理.ppt
塑性加工力学
1 应力分析
1.1 应力张量
物体所承受的外力可以分成两类： 一类是作用在物体表面上的力，叫做面力或接触力，它可 以是集中力，但更一般的是分布力； 二类是作用在物体每个质点上的力，叫做体力。
内力： 在外力作用下，物体内各质点之间就会产生相互作 用的力。
应力：单位面积上的内力。
现以单向均匀拉伸为例（如图4-1）进行分析。
塑性加工力学
1 应力分析
1.3 主平面、主应力、主方向
主剪应力和最大剪应力
剪应力有极值的切面叫做主剪应力平面，面上作用的剪应力叫做主剪 应力。 取应力主轴为坐标轴，则任意斜切面上的剪应力可求得：
S1 1l S2 2m S3 3n
2 S2 2
12l 2
2 2
m
2
2 3
n
2
(1l 2 2m2 3n2 )2
塑性加工力学
1.1 应力张量——单向拉伸
S F0
P
cos
P F0
cos
0
cos
S cos 0 cos2
S sin
1 2
0
sin
2
当 45时，取 max 0.5 0
1 应力分析
塑性加工力学
1.1 应力张量
1 应力分析
xx yx zx 在x方向 xy y zy 在y方向 xz yz z 在z方向
微分面上的应力就是质点在任意切面上的应力，它可通过四面体QABC的静 力平衡求得。
l cos(N, x), m cos(N, y), n cos(N, z) l2 m2 n2 1
dF ABC dFx QBC ldF dFy QAC mdF dFz QAB ndF
PS x SdF cos(S, x) SxdF
塑性成形原理_应力分析报告
整理相关公式得: 15-6？
( x )l yxm zxn 0 xyl ( y )m zyn 0 xzl yz m ( z )n 0
l2 m2 n2 1
1
2
3
l 2 m2 n2 1
S1
1
2
S2
2
2
S3
3
2
1
上式表示一个椭球面，叫做应力椭球面。它就是点应力状态任意斜 切面全应力矢量S端点的轨迹，其主半轴的长度分别等于σ1、σ2、 σ3 。还可以看到，三个主应力中的最大者和最小者也就是一点所 有方向的应力中的最大者和最小者。
应力是某点A在坐标系中的方向余弦的函数，即同一点不同 方位的截面上的应力是不同的。
二、点的应力状态
通过变形体内某点的任意方位微分面上所受的应力情况。
如何表示？
x xy xz
ij
.
y
yz
. . z
应力的分量表示及正负符号的规定
i——应力作用面的外法线方向(与应力作用面的外法线方向平行的坐标轴) j——应力分量本身作用的方向 当 i=j 时为正应力，i、j同号为正（拉应力），异号为负（压应力） 当 i≠j 时为剪应力，i、j同号为正，异号为负
主应力图
只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图。
五、应力张量不变量
J1 x y z 1 2 3
J2
( x yx
xy x y zx
xz y z zy
金属塑性成形原理 1-3章
金属塑性成型原理第一章1.什么是金属的塑性？什么是塑性成形？塑性成形有何特点？塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力；塑性变形----当作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形；塑性成形----金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法，也称塑性加工或压力加工；塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试述塑性成形的一般分类。
Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类1）块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。
可分为一次成型和二次加工。
一次加工：①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形，以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。
分纵轧、横轧、斜轧；用于生产型材、板材和管材。
②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力，将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。
分正挤压、反挤压和复合挤压；适于(低塑性的)型材、管材和零件。
③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力，将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。
生产棒材、管材和线材。
二次加工：①自由锻----是在锻锤或水压机上，利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形状和尺寸的加工方法。
精度低，生产率不高，用于单件小批量或大锻件。
②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形，从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。
分开式模锻和闭式模锻。
2）板料成型一般称为冲压。
分为分离工序和成形工序。
分离工序：用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，如冲裁、剪切等工序；成型工序：用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，成为具有要求形状和尺寸的零件，如弯曲、拉深等工序。
塑性成形原理知识点
塑性成形原理知识点塑性成形是一种利用金属材料的塑性变形能力，在一定的条件下通过压力使金属材料发生塑性变形，从而获得所需形状的加工方法。
塑性成形技术是金属加工工艺中的重要分支，广泛应用于汽车、航空、航天、电子、家电、建筑等工业领域。
1.塑性变形：在塑性成形过程中，金属材料通过外力作用下的塑性变形使其形状发生改变。
塑性变形是金属材料中原子的相对位置发生改变而引起的宏观形变，其主要表现为材料的延伸、压缩、弯曲等。
塑性变形是金属材料的塑性性质所决定的，不同材料的塑性性能不同。
2.应力-应变关系：金属材料受到外力作用时，材料内部会产生应力，应力与应变之间存在一定的关系。
在塑性成形过程中，材料会发生塑性变形，使其产生应变。
应力-应变关系是描述材料塑性变形过程中应力和应变之间关系的数学模型，常用的模型有胡克定律模型和流变模型。
3.材料流动：塑性成形过程中，材料会发生流动从而获得所需的形状。
材料流动是指塑性材料在外力作用下，发生内部原子的相对位移和重新组合，从而使整个材料的结构发生变化。
材料流动是实现塑性成形的关键，其流动性能决定了成形工艺的可行性和成品质量。
4.成形工艺：塑性成形工艺是金属材料经过一系列工艺操作，通过压力使其发生塑性变形，最终获得所需形状的过程。
常见的塑性成形工艺包括冲压、拉伸、挤压、压铸、滚压等。
不同工艺适用于不同形状的零件，根据材料的性质和零件的要求选择合适的成形工艺。
5.工艺过程控制：塑性成形过程中，需要对各个环节进行控制以确保成品质量。
工艺过程控制包括工艺参数的选择、设备的调整、模具结构的设计等。
在塑性成形过程中，要控制好温度、应力、应变速率等因素，以避免过大的变形应力引起材料的断裂或变形过大导致零件尺寸偏差。
塑性成形技术不仅可以实现复杂形状的制造，而且可以提高材料的强度和刚度，降低材料的质量，节省原材料和能源。
因此，塑性成形技术在现代工业生产中具有重要的地位和应用价值。
超塑性成形的原理及应用
超塑性成形的原理及应用1. 超塑性成形的定义超塑性成形是一种金属加工方法，通过在高温下施加压力使金属材料具有超塑性，从而实现复杂形状的制造。
2. 超塑性成形的原理超塑性成形的原理主要涉及金属材料的微观结构和形变机制。
2.1 微观结构超塑性材料具有特殊的微观结构，通常是由细小的晶粒和高温下的晶界扩散组成。
这种微观结构使得金属材料在高温下容易发生塑性变形。
2.2 形变机制超塑性成形主要通过两种形变机制实现：•滑移机制：材料的晶粒沿着晶界滑移，形成细长的晶粒。
这种滑移机制使得材料在高温下能够发生较大的塑性变形。
•胀裂机制：在高温下，材料变形时会在晶界产生小裂纹，然后通过扩散修复这些裂纹，完成塑性变形。
3. 超塑性成形的应用超塑性成形在许多工业领域都有广泛的应用，下面列举其中几个典型的应用。
3.1 航空航天工业超塑性成形在航空航天工业中被广泛应用于制造复杂形状的航空零部件，如发动机叶片、导向器等。
超塑性成形技术能够实现复杂曲率的制造，提高零部件的性能和寿命。
3.2 汽车工业超塑性成形在汽车工业中被应用于制造汽车外壳和车身构件。
由于超塑性成形能够实现复杂曲面的成形，可以有效减少焊接接头和减轻车身重量，从而提高汽车的燃油效率和安全性能。
3.3 石油化工工业超塑性成形在石油化工工业中常用于制造反应器、换热器和塔器等设备。
超塑性成形技术能够制造出更大尺寸的设备，降低焊接接头的数量和风险，提高设备的可靠性和安全性。
3.4 电子工业超塑性成形在电子工业中被应用于制造微型零部件，如手机外壳、导电网格等。
超塑性成形技术能够制造出更细小、复杂的零部件，满足电子产品越来越小型化、轻量化和高性能化的需求。
4. 超塑性成形的优点和挑战超塑性成形具有以下优点： - 可以制造出复杂形状的零部件，减少后续加工工序； - 可以提高材料的力学性能和耐腐蚀性能； - 可以减少材料的残余应力。
然而，超塑性成形也面临一些挑战： - 高温下的材料处理复杂，需要精确控制温度和应力； - 高温下的工艺条件对设备要求较高； - 需要选择合适的超塑性材料。
塑性成形原理的应用
塑性成形原理的应用1. 引言塑性成形是一种广泛应用于工程领域的加工方法，通过对金属等材料进行压力或应变的加工，使其发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零件。
本文将介绍塑性成形原理的应用领域和相关的工艺技术。
2. 塑性成形原理及分类塑性成形是利用材料的塑性变形性质，通过施加外力，使材料产生塑性变形，最终得到所需形状的加工方法。
常见的塑性成形方法包括锻造、拉伸、压力成形、挤压等。
2.1 锻造锻造是利用金属材料的塑性变形特性，通过施加巨大的压力将材料塑性变形成所需形状的一种成形方法。
锻造被广泛应用于制造汽车零部件、航空航天部件等领域。
2.2 拉伸拉伸是利用外力使金属材料发生塑性变形，逐渐延长材料的长度，从而得到所需形状的一种加工方法。
拉伸被广泛应用于制造金属管材、绳索等产品。
2.3 压力成形压力成形是利用外力使金属材料在模具中受到均匀的压力，从而塑性变形成所需形状的一种成形方法。
压力成形常用于制造汽车车身、家电外壳等产品。
2.4 挤压挤压是将金属材料放置在挤压机中，在受到挤压头的作用下，使材料逐渐通过模具产生塑性变形，最终得到所需形状的一种成形方法。
挤压被广泛应用于制造铝合金型材、塑料管材等产品。
3. 塑性成形的应用领域塑性成形在各个工程领域都有广泛的应用，以下列举了几个典型的应用领域。
3.1 汽车制造汽车制造是塑性成形的重要应用领域之一。
例如，汽车车身的制造过程中，采用压力成形和挤压工艺，将金属材料塑性变形成所需的车身零部件。
3.2 航空航天航空航天行业对材料的性能要求极高，因此塑性成形在航空航天领域的应用十分广泛。
例如，飞机的机身、结构件等都需要通过压力成形和锻造等工艺进行加工。
3.3 家电制造在家电制造领域，塑性成形被广泛应用于制造家电外壳。
例如，冰箱、洗衣机等家电产品的外壳都是通过压力成形或拉伸等工艺进行制造的。
3.4 金属制品金属制品制造领域是塑性成形的重要应用领域之一。
例如，金属管材的制造过程中，常采用挤压工艺，将金属材料产生塑性变形成所需形状的管材。
机械制造基础-塑性成形
机械制造基础-塑性成形引言塑性成形是机械制造中常用的一种方法，通过对金属材料施加压力，使其发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
塑性成形广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑等领域。
本文将介绍塑性成形的基本原理、常见的塑性成形工艺以及其在实际生产中的应用。
塑性成形的基本原理塑性成形是通过施加力量使金属材料发生塑性变形的一种加工方法。
金属材料在受到外力作用下会发生原子间的位移和形变，从而改变其晶体结构和形状。
塑性成形的基本原理可以归结为以下几个方面：1.塑性变形特性：金属材料具有较高的延展性和塑性，可以在外力作用下进行塑性变形，而不断变形后回弹至初始形状。
这种特性使得金属材料适合进行塑性成形加工。
2.金属的流动性：金属材料具有较好的流动性，即在塑性变形过程中，金属材料可以顺应应力分布的变化，在不同部位形成不同的变形形状。
这种流动性使得金属材料能够通过塑性成形加工来实现复杂的形状和结构。
3.应力与应变的关系：金属材料在受到外力作用下，会引起其内部产生应力，从而引起形变。
应力与应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来表示，该曲线可以描述金属材料在不同应力下的塑性变形特性。
常见的塑性成形工艺塑性成形工艺根据其加工原理和特点的不同，可以分为压力成形和非压力成形两大类。
压力成形是通过施加压力使金属材料发生塑性变形的一种成形方式。
常见的压力成形工艺包括冲压、压铸、锻造等。
1.冲压：冲压是通过将金属材料放置在冲压模具中，并施加较大的冲击力使金属材料在模具中发生塑性变形。
冲压工艺可以实现高质量的金属零件加工，并能够高效率地进行批量生产。
2.压铸：压铸是通过将熔化的金属材料注入到压铸模具中，并施加高压将金属材料填充至模具中的空腔中，然后冷却固化，最终得到所需的零件形状。
压铸工艺适用于制造复杂形状的零件，可以获得高度精密的产品。
3.锻造：锻造是通过施加压力使金属材料发生塑性变形的一种成形方式。
锻造工艺分为冷锻和热锻两种。
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理金属塑性成形是指通过外力作用下，金属材料在一定温度范围内发生塑性变形的过程。
金属塑性成形是制造工业中常用的一种加工方法，它能够制造出各种形状和尺寸的零部件，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
金属塑性成形的原理是基于金属材料的内部结构和性能特点，通过外力使其发生形变，从而得到所需的形状和尺寸。
金属材料的塑性成形主要依靠金属的塑性变形特性，其原理主要包括以下几个方面：一、应力和应变。
金属材料在受到外力作用时，会产生应力和应变。
应力是单位面积上的力，而应变是单位长度上的变形量。
金属材料在受到外力作用时，会发生应力和应变的变化，从而产生塑性变形。
二、晶粒滑移。
金属材料的内部结构是由大量的晶粒组成的，晶粒之间存在着晶界。
当金属受到外力作用时，晶粒会沿着晶界发生滑移，从而使得金属材料发生塑性变形。
晶粒滑移是金属塑性成形的重要原理之一。
三、冷加工和热加工。
金属材料在不同温度下的塑性变形特性是不同的。
在常温下进行的金属塑性成形称为冷加工，而在一定温度范围内进行的金属塑性成形称为热加工。
冷加工和热加工对金属材料的塑性成形有着不同的影响，需要根据具体的工艺要求来选择合适的加工方法。
四、金属材料的变形机制。
金属材料的塑性变形主要有拉伸、压缩、弯曲、挤压等形式。
这些变形机制是通过外力作用下，金属材料内部晶粒的滑移和变形来实现的。
不同的变形机制对应着不同的加工工艺和设备，需要根据具体的要求来选择合适的成形方式。
综上所述，金属塑性成形的原理是基于金属材料的内部结构和性能特点，通过外力使其发生形变，从而得到所需的形状和尺寸。
金属塑性成形是制造工业中常用的一种加工方法，它能够制造出各种形状和尺寸的零部件，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
深入理解金属塑性成形的原理，对于提高加工工艺的效率和质量具有重要意义。
《塑性成型原理》课件
塑性变形过程
1
传递应力
材料在外力作用下，分子间开始进行运动
变形
2
并传递应力，从行改变材料的形态。
分子在传递应力的过程中发行应变，导致
塑性变形产行。
3
强度恢复
塑性变形结束后，材料开始回弹，进而 使应变减小，强度增加。
塑性成型的工艺与方法
挤压成型
通过挤出口产生的挤压力让高 温软化的材料变形成所需截面 形状。
吹塑成型
将加热的塑料片材放置在形状 符合需要的具有微小孔的模具 上，利用压缩空气把塑料片材 吹卡进去，达到成型的目的。
热成型
根据成型温度、压力或成型方 式不同，又可以分为真空吸塑 成型、热压成型、热拉伸成型 等。
塑性成型的应用领域
工业制造
塑性成型在工业制造领域的应用 十分广泛，如汽车、电器、玩具 等生产制造中都广泛使用。
塑性成型原理PPT课件
本PPT课件介绍了塑性成型的基本原理、分类、工艺、应用与优缺点，希望能 够帮助您深入了解这一领域。
塑性成型的定义让热塑性材料变形成所需形状的过程。
2 分类
根据加热方式，塑性成型可分为热成型和冷成型；根据材料的状态，塑性成型可分为固 态变形和热变形。
医疗器械
医疗器械需要塑性成型产生的材 料具有优良的耐腐蚀性，生物安 全性等特点。
塑料制品
如饮料瓶、打包盒、盆子、盘子 等的生产都需要塑性成型。
塑性成型工艺的优缺点
优点
生产效率高，成本低；制造出来的产品质量稳定，重复性好。
缺点
生产过程对环境污染大；材料无法回收利用，热变性能不稳定。
结论与总结
塑性成型是一种将热塑性材料通过加热或其他方式变形成所需形状的过程，其在生产制造、医疗器械、塑 料制品等领域都有广泛应用，但也存在污染、资源浪费等问题。因此在使用时需要注意环保措施和材料回 收。
塑性成形重要知识点总结
塑性成形重要知识点总结塑性成形是一种通过应变作用将金属材料变形为所需形状的加工方法，也是金属加工领域中的一种重要工艺。
以下是塑性成形的重要知识点总结。
1.塑性成形的原理塑性成形是通过施加外力使金属材料发生塑性变形，使其形状和尺寸发生改变。
塑性成形的原理包括应力与应变关系、材料的流动规律和力学模型等。
2.塑性成形的分类塑性成形可以根据加工过程的不同进行分类，主要包括拉伸、压缩、挤压、弯曲、冲压等。
不同的成形方法适用于不同的材料和形状要求。
3.塑性成形的设备塑性成形通常需要使用专门的设备进行加工，包括拉伸机、压力机、挤压机、弯曲机、冲床等。
这些设备提供必要的力量和变形条件，使金属材料发生塑性变形。
4.金属材料的选择不同的金属材料具有不同的塑性特性，因此在塑性成形中需要根据不同的应用需求选择合适的材料。
常用的金属材料包括钢、铝、铜、镁等。
5.塑性成形的加工方法塑性成形的加工方法非常多样，包括冲压、拉伸、挤压、压铸、锻造等。
不同的加工方法适用于不同的材料和形状要求，可以实现复杂的金属成形。
6.塑性成形的工艺参数塑性成形的工艺参数对成形质量和效率具有重要影响。
常见的工艺参数包括温度、应变速率、应力等。
合理的工艺参数可以提高成形质量和生产效率。
7.塑性成形的变形行为塑性成形过程中金属材料的变形行为是研究的重点之一、金属材料的变形行为包括弹性变形、塑性变形和弹变回复等，通常通过应力-应变曲线来描述。
8.塑性成形的缺陷与控制塑性成形过程中可能发生一些缺陷，如裂纹、皱纹、细化等。
为了控制这些缺陷，需要采取合适的工艺和工艺措施，如加热、模具设计优化等。
9.塑性成形的优点与局限塑性成形具有成本低、加工效率高、灵活性好等优点，可以制造出复杂的金属零件。
然而，塑性成形也存在一些局限性，如对材料性能有一定要求、成形限制等。
10.塑性成形的应用领域塑性成形广泛应用于各个领域，如汽车制造、航空航天、电子、家电等。
不仅可以生产大批量的零部件，还可以满足不同产品的形状和性能要求。
塑性成形原理
塑性成形原理塑性成形是指通过外力作用下，金属材料经过塑性变形，改变其外形和尺寸的加工方法。
在工程制造中，塑性成形是一种常用的加工工艺，可以用于生产各种各样的零部件和产品。
塑性成形原理是塑性加工的基础，了解和掌握塑性成形原理对于工程技术人员来说至关重要。
首先，塑性成形原理的基础是金属材料的塑性变形特性。
金属材料在外力作用下会发生塑性变形，这是因为金属材料的内部结构存在晶粒和晶界，晶粒内部存在位错。
当外力作用到金属材料上时，位错会发生滑移和交错，从而引起晶粒的形变，最终导致金属材料整体的塑性变形。
因此，了解金属材料的晶体结构和塑性变形机制是理解塑性成形原理的关键。
其次，塑性成形原理涉及到金属材料的应力和应变关系。
在塑性成形过程中，金属材料会受到外力的作用，从而产生应力。
当应力超过金属材料的屈服强度时，金属材料就会发生塑性变形。
而金属材料的应变则是指金属材料在外力作用下的变形程度，通常用应变曲线来描述金属材料的应力和应变关系。
通过研究金属材料的应力和应变关系，可以确定金属材料的塑性变形特性，为塑性成形工艺的设计和优化提供依据。
另外，塑性成形原理还包括金属材料的流变行为。
金属材料在塑性成形过程中会发生流变，即金属材料的形状和尺寸会发生变化。
了解金属材料的流变行为可以帮助工程技术人员选择合适的成形工艺和工艺参数，从而实现对金属材料的精确成形。
总的来说，塑性成形原理是塑性加工的基础，它涉及金属材料的塑性变形特性、应力和应变关系以及流变行为。
掌握塑性成形原理可以帮助工程技术人员更好地理解金属材料的加工特性，指导和优化塑性成形工艺，提高产品的质量和生产效率。
因此，对于从事工程制造和金属加工的人员来说，深入学习和掌握塑性成形原理是非常重要的。
锻压-塑性成形原理
2. 晶界变形 – 晶界滑动Grain-boundary Sliding：在切应力作用下， 晶粒沿晶界面所产生的剪切运动。 – 晶界迁移 Grain-boundary Migration ：晶界沿晶界法
向方向的运动。
3. 多晶体金属塑性变形
变形复杂性：包括晶内 塑性变形和晶界变形。 变形抗力大：晶界阻碍 滑移的作用强烈。 变形不均匀： –各晶粒取向不同，晶 内变形量比晶界附近 区变形量大。 –晶粒细化是降低多晶 体塑性变形不均匀性 的重要措施。
–塑性Plasticity：金属产生塑性变形而不破坏的能力。 可以用最大变形程度来表示塑性的高低。 – 变形抗力Resistance of Deformation ：金属对于产 生塑性变形的外力的抵抗能力。通常用流变应力来 表示。
塑性是与组织结构密切相关的结构敏感性质。 既取决于金属的本质，还与变形条件有关。
流线化程度与锻造 比有关 流线的存在使锻造 金属的力学性能呈 现明显的各向异性。 用热处理的方法不 能消除锻造流线。
在设计和制造易受冲击载荷的零件时， 应注意二点：
1、使零件工作时的正应力方向与流线 方向重合，切应力方向与流线方向垂 直。
2、使流线的分布与零件的外形轮廓相 符合。如图所示。
1. 晶内塑性变形 – 滑移变形 Sliding Deformation：在切应力作用
下，晶体一部分沿一定晶面（滑移面）和晶向（滑 移方向）相对于另一部分产生滑动的变形方式称为 滑移。 – 孪生变形 Twinning Deformation：在切应力 作用下，晶体一部分相对于其余部分沿一定晶面及 晶向产生一定角度切变引起变形
4. 塑性变形时伴随有弹性变形的定律
Plastic Deformation with Elastic Deformation
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⎤ ⎥ ⎥
⎡l1′1 ⎢⎢l1′2
σ z ⎥⎦ ⎢⎣l1′3
l2′1 l2′2 l2′3
l3′1 ⎤
l3′
2
⎥ ⎥
l3′3 ⎥⎦
3. 变形体中一点的应力状态
z
τ yx
σx
Q′
σy
τ xy τ xz
τ yz Q
o
τ zy τ zx
σz
y
x
σ ij = ⎡⎢⎢τσyxx
τ xy σy
τ τ
xz yz
⎤ ⎥ ⎥
塑性变形——位错运动为主 ¾ 弹塑性共存：整体变形中包含弹性变形和塑性变形；塑性变
形的发生必先经历弹性变形；在材料加工过程中，工件的塑
性变形与工模具的弹性变形共存。
主要内容
• 金属塑性成形的物理基础 • 应力分析 • 应变分析 • 材料本构关系 • 金属塑性变形与流动问题 • 塑性成形问题的初等解析方法
第四节 塑性和变形抗力的影响因素
一、塑性指标和变形抗力
2、塑性图 塑性指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形
6
第四节 塑性和变形抗力的影响因素
3、变形抗力 金属在塑性变形时抵抗变形的能力。 单位流动压力，平均流动应力
二、塑性和变形抗力的区别
塑性：对变形的适应能力，能够承担变形的大小。 抗力：对变形的抵抗能力，变形的难易程度。
⎢⎣τ zx τ zy σ z ⎥⎦
变形体中一点的应力状态 是二阶对称张量
4 角标符号
用来表示成组的符号或数组的下角标符号，称为角标符号。
直角坐标 方向余弦
x, y, z → x1, x2 , x3 → xi (i = 1, 2, 3)
l, m, n → lx , ly ,lz → li (i = x, y, z) lx′x , lx′y , lx′z ,L, lz′x , lz′y , lz′z → lij (i = x′, y′, z′; j = x, y, z)
静态再结晶 动态再结晶 亚动态再结晶
第三节 金属的热态塑性变形
回复和再结晶对 组织性能的影响：
性质
回复
再结晶
晶粒长大
密度 空位密度
硬度和强度
电阻率
伸长率 结晶晶粒大小
位错密度
加热温度 图2—25冷变形金属加热时组织和性能的变化
第三节 金属的热态塑性变形
2、热态塑性变形机理：
z 晶内滑移 z 晶内孪生 z 晶界滑移 z 扩散蠕变
金属塑性成形原理
Principle of Metal Forming
授课教师：刘 东 航空楼B419
前言
¾课程内涵 ¾几个基本概念 ¾弹性、塑性变形的力学特征 ¾主要内容
课程内涵
塑性成形原理的核心内容——塑性力学。 塑性力学是研究物体变形规律的一门学科，是 固体力学的一个分支。研究变形体受外界作用 （外载荷、强制位移、温度场等）时在变形体内 的反应（应力场、应变场、应变速度场等）。 与其它工程力学（理论力学、材料力学、结构 力学）的区别：研究方法、对象、结果的差异。 塑性力学的研究对象是整体（而不是分离体）变 形体内部的应力、应变分布规律（而不是危险端 面）。
（4）二阶对称张量存在三个主轴和三个主值
2. 应力分量在不同坐标系中的变换关系
C x3
x1′
x2′
σx
σy
τ yx Sτ zxy τ xz
τ
τyz
S
O x
zy
τ zx
A
Sy x2
x2′ x3′ 面上的正应力与切应力？
完整的应力变换公式？
σz
x1
x3′
⎡ ⎢
σ
x1′
τ⎢⎢ x2′ x1′ τ⎢⎣ x3′ x1′
聚
弥
合
散
型
型
第二节 冷态下的金属塑性变形
四、冷变形对金属组织性能的影响
1、对组织结构的影响
• 晶粒形状变化 • 晶体取向变化（织构） • 形成纤维组织（流线）
第二节 冷态下的金属塑性变形
四、冷变形对金属组织性能的影响
2、对力学性能的影响
加工硬化
3
第三节 金属的热态塑性变形
热态塑性变形
加工硬化和软化过程并存。
第二节 冷态下的金属塑性变形
二、冷态塑性变形机理（纯金属）
3、多晶体冷态变形的特点
• 不同时性 • 相互协调性 • 不均匀性 • 晶界的影响
第二节 冷态下的金属塑性变形
三、合金的塑性变形（相的影响）
合金的分类：单相固溶体、多相
单相固溶体合金：与纯金属类似，溶质原子的影响。
多相合金： 相含量、相性质、第二相大小形状分布。
第三节 金属的热态塑性变形
回复过程中的位错运动：
• 点缺陷运动和结合 • 位错重新组合与抵消 • 位错攀移与交滑移 • 亚晶形成与合并 • 多边形化
第三节 金属的热态塑性变形
回复过程对金属组织性能的影响：
• 组织变化不大 • 位错密度减小 • 内应力减小 • 强度、硬度略有减小，塑性略有上升 • 电阻率明显下降
2、变形温度 一般T=0.5T熔 只有变形速度和温度综合作用下，有利于获得m最大值。 3、组织结构 稳定的超细晶粒。
起
σ
七、超塑变形
始 状
机理
态
• 晶界 滑动 和扩 散蠕 变联 合机 理
σ 中
І
间
状
态
终
了
ІІ
阶
段
第二单元 金属塑性塑性变形的力学基础
¾ 应力分析 ¾ 应变分析 ¾ 屈服准则 ¾ 本构关系
1
第十三章 金属塑性成形的物理基础
一、塑性成形技术概述
塑性成形技术是指利用金属的塑性， 在外力的作用下，获得具有一定轮廓、尺 寸和力学性能的产品的加工技术。
第一节 概述
二、金属塑性成形的技术经济优势
9改善材料的组织、性能 9材料利用率高 9尺寸精度高 9生产效率高
第一节 概述
三、塑性成形工艺的分类
• 锻合内部缺陷 ： 铸态金属中的疏松、空隙和微裂纹 等缺陷被压实，从而提高了金属的致密度。
• 破碎并改善碳化物和非金属夹杂物的分布 • 形成纤维组织 • 改善偏析
第三节 金属的热态塑性变形
3、热态塑性变形对组织性能的影响：
第三节 金属的热态塑性变形
纤维组织
W18Cr4V铸态组织×420
W18Cr4V锻造组织 ×210
几个基本概念
¾ 弹性(elasticity)：卸载后变形可以恢复特性， 可逆性。
¾ 塑性(plasticity)：物体产生永久变形的能力， 不可逆性。
¾ 屈服(yielding)：开始产生塑性变形的临界状态。 ¾ 损伤(damage)：材料内部缺陷产生及发展的过程。 ¾ 断裂(fracture)：宏观裂纹产生、扩展到变形体
第三节 金属的热态塑性变形
回复机制：
主要通过位错攀移和交滑移
再结晶的冶金学条件:
层错能+晶界迁移难易程度 层错能高 易于攀移和交滑移 回复 晶界迁移能力强 再结晶
第三节 金属的热态塑性变形
热加工过程中 的软化过程：
a)
轧制
变 形 率
50 动态回复
%
b)
c)
热挤
变 形 率
99
%
d)
静态回复
静态再结晶 动态回复
• 研究应用多，但需 要晶粒的超细化， 等轴化及稳定化．
图2—39共晶合金应变速率 和流动应力Y与m值的关系 曲线
7
四、相变超塑性
• 相与相之间不 断转化，
• 条件是温度在 相变点附近反 复变化
碳钢和轴承钢的伸长率与温度循环 次数n之间的关系（ 试验温度幅度： 538~816˚C；定负荷；σ=17.6MPa）
第三节 金属的热态塑性变形
再结晶：
大角度晶界扫过变形组织，以新生再结晶晶粒 取代变形晶粒的过程。
静态再结晶、动态再结晶、亚动态 再结晶。
第三节 金属的热态塑性变形
静态再结晶:
指变形后的金属在足够高的温度下，通过新晶核的形 成及长大，以无畸变的新晶粒逐步取代变形晶粒的过 程．
条件：变形+温度 特点：发生在变形结束后
四、变形抗力的影响因素
化学成分： 组织结构： 变形温度： 变形程度： 应变速率： 应力状态：
第五节 金属的超塑性
一、概念：超塑性可以理解为金属
和合金具有超常的均匀变形能力， 其伸长率达到百分之几百、甚至
百分之几千。
二、分类：分为细晶超塑性
和相变超塑性两大类 。
三、结构超塑性（细晶超塑性）
• 稳定超细晶粒（晶 粒直径≤5μm）, 热稳定性好 T>0.5Tm
一、金属的晶体结构和组织
材质： 纯金属、合金
晶体: 多晶体、单晶体
晶界 晶内
结构： 晶界、晶内（亚晶结构）
组织： 相、单相、多相
2
第二节 冷态下的金属塑性变形
二、冷态塑性变形机理（纯金属）
1、晶内变形
滑移
孪生
第二节 冷态下的金属塑性变形
二、冷态塑性变形机理（纯金属）
2、晶间变形
晶粒间的相对滑动和转动
第十四章 应力分析
一、张量的基本知识 1. 什么是张量？
1个分量 3个分量
9个分量
标量 矢量 张量
定义的 本质依据？
所描述的物理量沿各个坐 标的分量在空间坐标系变换 时所表现出的性质。
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一、张量的基本知识
2. 张量的定义与张量的性质
张量的定义
若坐标系变换时，物理量 σ kr 的各个分量满足
σ kr = σ ijlkilrj 则称物理量 σ kr 为张量。
τ x1′x2′ σ x2′ τ x3′ x2′