塑性加工工艺2.pptx
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D
R O
a
A
C
B
l
Hale Waihona Puke Baidu
b1
h1
(3)延伸系数 λ=L1/L0
(4)压下率
(h / h0 ) 100%
(5)宽展
b =b1-b0
3. 咬入条件
a
R
N T
T
N
Nx
Tx
咬入时
α φ
P
T
θ
咬入后
4 实现轧制过程的条件
• 轧制过程是否能建立,决定于轧件能否被旋转 的轧辊咬入.因此,研究分析轧辊咬入轧件的 条件,具有非常重要的实际意义.
角, β =α为临界条件
3. 咬入条件
a
R
N T
T
N
Nx
Tx
咬入时
α φ
P
T
θ
咬入后
改善咬入条件的途径: (1)降低角: (2)提高角:
二、轧制方法
1. 按轧制温度 热轧
2.
冷轧
2. 按轧件与轧辊的相对运动关系
3.
纵轧:轧辊的纵轴线相互平行,轧件运动
方向与延伸方向与轧辊纵轴线垂直。
4.
斜轧:轧辊的纵轴线倾斜互成一定角度,
特厚板60mm以上) 薄板和带材(0.2~4mm) 极薄带材和箔材(0.001~0.2mm) 技术要求: 尺寸精度、板形、表面光洁度、性能
四、管材轧制
1. 无缝钢管 (1)穿孔
(2)轧管:自动轧管机 (3)均整:带芯棒斜轧 (4)定径和减径:无芯棒连轧
2. 焊管 将管坯(钢板或带钢)弯曲成所需的钢管形 状,然后采用焊接法焊接成钢管。
1.变形区主要参数 2. 轧件在轧辊作用下产生变形的 区 域叫变形区,变形区以外两端 不 产生 变形的区域叫外区或刚端。
(1)压下量
h 2R(1 cos )
(2)变形区长度
l2 R2 (R h )2 2
l Rh ( h2 ) Rh 4
tg
R
Rh ( h)
h R
2
h 2R
b0
h0
(3)终了挤压阶段 挤压力上升
各种缩尾形成过程示意图 减少缩尾的措施:进行不完全挤压,留压 余;脱皮挤压;机加工锭坯表面。
2. 反挤压时的金属流动
• 挤压力比正挤压小30~40%,且与坯料长度 无关。
• 反挤压时的塑性变形区很小,集中在模孔附 近,网格的横向线与筒壁基本上垂直,进入 模孔时才发生剧烈的弯曲。不存在锭坯内中 心层与周边层区域的相对位移,金属流动较 均匀。
3. 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。
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。
⑤ 工艺流程简单,设备投资少,实现生产过程 自动化和封闭化比较容易。
⑥ 金属的固定废料损失较大。压余量10~15%, 轧件的切头尾损失仅为1~3%。
⑦ 加工速度低。 ⑧ 沿长度和断面上制品的组织、性能不够均一。 ⑨ 工具消耗较大。
小结: 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。在生产断面复杂 的或薄壁的管材和型材,直径与壁厚之比趋近于2的 超厚壁管材,以及脆性的有色金属和钢铁材料方面, 挤压法是唯一可行的压力加工方法。
塑性加工工艺
第二节 轧制
轧制定义: 靠旋转的轧辊与轧件之间形成
的摩擦力将轧件拖进辊缝之间,并 使之受到压缩产生塑性变形的过程。
一、轧制过程及其基本原理
• 简单理想轧制过程: • 两个轧辊均被驱动、直径相等、转速相同; • 轧制过程中两个轧辊完全对称; • 轧辊为刚性的;轧件除受轧辊作用外,不受
其它外力作用; • 轧件的机械性质均匀。
• 1 咬入条件
• 1) 咬入:依靠回转的轧辊与轧件之间 的摩擦力,轧辊将轧件拖入轧辊之间 的现象.
2) 咬入条件的确定(分析金属刚被咬入时的受力)
α
p
αα
轧件受力分析
轧辊受力分析
受力分析
α
p
αα
轧件受力分析
轧辊受力分析
轧件受垂直合力: (使轧件受压变形)
F y T sin p cos (T Pf )
轧件边旋转边沿自身纵轴线方向前进,且前进
方向与轧辊纵轴线方向成一定角度。
5.
横轧:轧辊的纵轴线相互平行,轧件沿自
己的横轴线方向运动前进,与轧辊纵轴线垂直。
3. 按轧制生产过程 半成品轧制—开坯 成品轧制—粗轧、精轧
纵轧
斜轧
横轧
三、板带材轧制
特点:宽厚比(B/H)大 规格:中厚板(中板4~20mm,厚板20~60mm,
• 产生挤压缩尾的倾向很小,压余可比正挤压 时减少一半。
• 挤压筒和模具的磨损小,寿命长。
• 死区很小,恶化制品表面质量。
3. 影响金属流动的因素
(1)挤压筒壁上的摩擦力 (2)筒温 (3)金属导热性 (4)润滑剂的绝热性 (5)合金相状态 (6)金属的强度 (7)模角 (8)变形程度
二、挤压基本理论
1. 正挤压时金属的流动
挤 压 力 P
Ⅰ
正挤压
反挤压
Ⅱ
Ⅲ
挤压轴位移
(1)填充挤压阶段: 锭筒间隙,填充系数 Rt=Ft/F0 坯锭的长度与直径之比
(2)基本挤压阶段 挤压比=锭坯断面积/制品断面积
• 纵向线两次弯曲,弯曲角度由外向内逐渐缩小。 压缩锥(变形区)。
• 横向线弯曲。
第三节 挤压
一、挤压原理、基本方法 及特点
1. 挤压定义:对放在挤压筒内的金属坯料 施加压力,使之从特定的模孔中流出, 获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加 工方法。
2. 挤压方法: 可按挤压方向、变形特征、 润滑状态、挤压温度、挤压速度、模具 种类或结构、坯料形状或数目、制品形 状或数目分类。
常用挤压方法
• 外层网格变形为平行四边形,说明承受了剪切变 形,外层金属的主延伸变形比内层的大,沿纵向 制品后端的主延伸变形比前端的大。
• 使用平模或大模角锥模挤压时,都存在死区。模 角增大、摩擦加大、挤压比减小、挤压速度降低, 死区增大。死区的存在对提高制品表面质量极为 有利。
• 棒材前端横向线弯曲很小,制品头部晶粒粗大, 机械性能低劣,应切除。
水平合力 :
F x T cos p sin 当 F x 0轧件才可能被咬入, 完成轧制.
结论
T sin tg P cos f tg (咬入条件)
说明咬入角的正切等于 轧件与轧辊之间的摩擦系数
物理概念
• 根据物理概念: • 摩擦系数可用摩擦角表示.即摩擦角的正切
就是摩擦系数f. • tgβ=f • 则 tgβ≥tgα • β≥α • 轧制过程中的咬入条件为摩擦角大于咬入