3特种塑性成形-微塑性解析
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。
塑性成形原理重点问题解答
一、加工硬化加工硬化指经过塑性变形后，金属内部的组织结构和物理力学性能发生改变，其塑性、韧性下降，强度、硬度增加，继续变形的力提高的现象。
微观上，加工硬化与金属内部的位错滑移、位错交割、位错塞积、交滑移以及晶粒的破碎与变化等有关。
加工硬化的后果： 强度提高，增加设备吨位；塑性下降，降低变形程度，增加变形工序和中间退火工序；强化金属材料（不能热处理的），提高金属零件的强度，改善冷塑性加工的工艺性能。
附：金属的结构：单晶体结构（体心立方、面心立方、密排六方） 实际多晶体结构（点缺陷、线缺陷、面缺陷） 单晶体的塑性变形机构：滑移，挛生 位错理论的基本概念：位错、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错运动与增值 多晶体冷塑性变形的微观机理：晶界、晶粒位向、晶内变形、晶间变形、变形不均匀性、 变形后组织与性能的改变 有关基本内容参阅金属学及热处理 二、金属的塑性与塑性指标金属的塑性：指固体金属在外力的作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力。
注：塑性是一种状态、而不是一种性质 塑性的影响因素：（各因素具体的影响没详细） 内部因素：晶格类型、化学成分、晶相组织； 外部因素：变形温度、变形速度、受力状态 附：塑性指标三、金属受外力而变形，抵抗变形的力—变形抗力 变形的难易程度 单位流动应力 变形抗力的影响因素： 化学成分、组织结构、变形温度 变形速度、变形程度、应力状态四、金属的超塑性—金属材料在一定的内部条件（金属的组织状态）和外部条件（变形温度、变形速度）下变形体现出的极高的塑性，延伸率达δ＝100％～2000％。
, m ＝0.3~1.0超塑性结构超塑性（微细晶粒超塑性） 动态超塑性（相变超塑性）超塑性的影响因素：组织结构（晶粒度5 ~ 10μm ） 变形温度（0.5 ~ 0.7T m ）、变形速度（10-4 ~ 10-1 min-1） 五、塑性力学的基本假设：1.变形体连续2.变形体均质和各向同性3.变形体静力平衡4.体积力和体积变形不计 六、主应力、应力状态特征方程（在课本上） 1、应力特征方程的解是唯一的；2、对于给定的应力状态，应力不变量也具有唯一性；3、应力第一不变量J1反映变形体体积变形的大小，与塑性变形无关；J3也与塑性变形无关；J2与塑性变00100%h l l l δ-=⨯ 延伸率−00100%hA A A φ-−=⨯断缩面收率 00100%h C H H H ε-−=⨯压缩变形程度()()()()()()()()22222222222212322311616x y y z z x xy yz zx x y y z z x xy yz zx J σσσσσστττσσσσσστττσσσσσσ⎡⎤''''''=-++-++⎣⎦⎡⎤=-+-+-+++⎢⎥⎣⎦⎡⎤=-+-+-⎣'⎦10x y z J σσσ'''+'=+=形有关；4、应力不变量不随坐标而改变，是确定点的应力状态异同的判据。
塑性成形技术重点内容
第一部分绪论一、塑性成形工艺分类1一次塑性加工：轧制、挤压、拉拔等工艺，是生产型材、板材、线材、管材的加工方法。
2二次塑性加工：以一次塑性加工获得的型材、板材、线材、管材、棒材为原材料进行再次塑性成形——冲压、锻造。
第二部分冲压工艺一、冲压加工三要素：1冲压设备2模具3原材料二、冲压工艺分类：1按变形性质分：⑴分离工序——被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在变形部分的应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生剪裂而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。
⑵成形工序——被加工材料在外力作用下仅仅产生塑性变形，得到一定形状和尺寸的零件，这些冲压工序统称成形工序。
2按变形方式分：冲裁、弯曲、拉深、成形。
3按工序组合形式分：⑴复合冲压⑵连续冲压⑶连续-复合冲压三、板料力学性能与冲压成形性能的关系1两种失稳状态：⑴拉伸失稳——板料在拉应力作用下局部出现缩颈或断裂。
⑵压缩失稳——板料在压应力作用下出现起皱。
2衡量冲压成形性能的标准——破裂性、贴模性、定形性。
⑴冲压成形性能——板料对冲压成形工艺的适应能力。
⑵贴模性——板料在冲压过程中取得与模具形状一致性的能力。
影响贴模性的因素是起皱、塌陷。
⑶定形性——零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。
影响定形性的主要因素是回弹。
3板平面各向异性指数△γ△γ↑，表示板平面内各向异性↑，拉深时在零件端部出现不平整的凸耳现象，必须进行修边处理。
第三部分锻造工艺第一章热锻（P239）一、锻造分类1按变形温度：热锻、温锻、冷锻2按作用力来源：①手工锻造②机械锻造：自由锻模锻胎膜锻特种锻造胎膜锻——在自由锻设备上采用活动模具成形锻件的方法。
二、锻前加热(P242)1目的：↑塑性，↓变形抗力，使之易于流动成形并获得良好的锻后组织。
2加热方法：⑴火焰加热⑵电加热：①感应电加热②接触电加热③电阻炉加热⑶少无氧化加热：精锻生产中，实现少无氧化加热的加热方法：①快速加热②介质保护加热③少无氧化火焰加热三、锻造温度范围选择原则（P245~246）1始锻温度T始：AE线以下150~250℃，尽可能高，但不能过高2终锻温度T终：①碳钢：T终≧A1线②亚共析钢：T终=A3+15~50℃（800℃左右），尽可能低，但不能过低③共析钢和过共析钢： A1+50~70℃≤T终≤Acm线参见P246图9-9四、加热缺陷（P247）1氧化：生成氧化铁（氧化皮）2脱碳：表面含碳量↓，变软3过热：强度和韧性↓定义：当毛坯加热温度超过始锻温度或毛坯在高温下停留时间过长，都会引起奥氏体晶粒迅速长大，即过热。
特种塑性成形试题[终稿]
![特种塑性成形试题[终稿]](https://img.taocdn.com/s3/m/f3034e31bc64783e0912a21614791711cc7979e8.png)
特种塑性成形试题001、 实现细微晶粒超塑性的条件是什么？说出其力学特征。
00答：晶粒尺寸通常小于10um ；变形温度T>0.5Tm ,并在变形过程中保持恒定；应变速率较低，力学特征： 贝可芬方程 ， 002、为何要解决超塑性成形时的壁厚不均问题？00答：003、获得超塑性细晶组织的方法有哪几种？00 答：①冶金学方法，②压力加工法，③热处理方法004、目前超塑性应用最成功的领域是什么？主要产品是什么？00 答：1、成形大型金属结构及相关成形设备；2、陶瓷材料与复合材料的超塑性；主要产品：Al-Li 合金005、粉末锻造的目的是什么？00 答：成形、致密006、粉末锻造时如何致密制件？00答：改善润滑条件；合理设计预成形坯形状；控制变形方式以尽量减小表面拉应力；增加轴向变形程度；采用高温烧结007、粉末锻造用的粉末有哪几种形式？各有何特点？00答：单一粉末组员混合、预合金粉末；选择成分的余地大，但易造成合金成分不均匀，需要良好的烧结（合金化）。
00 8、预合金粉末有哪两种形式？各有何特点？00 答：预合金粉末（1）、含C 预合金粉末：压制力高，降低模具寿命。
（2）、不含C 预合金粉末：压制力低，烧结温度高。
00 9、粉锻时烧结的目的是什么？00 答：合金化或使成分更均匀；增加预成形坯的密度和塑性；降低含氧量。
0010、 预成形坯密度对制件最终密度有无影响？其形状有哪几种？00答：无；近似形状和简单形状0011、 液态模锻时为何其压力值在某一值附近略有波动？00 答：0012、 说出何为液态模锻组合体？其各区力学性质如何？00答：已凝固的封闭外壳层、正在凝固的固-液相区和液相区，三位一体，组成一个连续的组合体。
力学性质：已凝固区是一个连续变形体，最终将替代其他两区；固-液区是脆性体；液相区是粘性体。
0013、 加压速度和开始加压时间对液态模锻件有何影响？00答：加压速度过快，金属液易卷入气体和金属液飞溅；从理论讲，液态金属注人模膛后，过热度丧失殆尽，到“零流动性温度”加压为宜。
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。
塑性成形的优缺点
组织、性能好塑性成形可使金属内部组织发生改变，如塑性成形中的锻造等成形工艺可使金属的晶粒细化，可以压合铸造组织内部的气孔等缺陷，使组织致密，从而提高工件的综合力学性能、经过塑性加工将使其结构致密,粗晶破碎细化和均匀,从而使性能提高.此外,塑性流动所产生的流线也能使其性能得到改善。
材料利用率高，节省材料塑性成形方法的材料利用率可达60%-70%，有的达85%-90%。
材料利用率不如铸件，但由于材料性能提高，零件的尺寸可缩小，零件寿命高，也可以节省原材料、金属塑性加工是金属整体性保持的前提下,依靠塑性变形发生物质转移来实现工件形状和尺寸变化的,不会产生切屑,因而材料的利用率高得多。
尺寸精度高，提高制件的强度工件的尺寸精度高，不少塑性成形方法可达到少无切削加工的要求。
如精密模锻锥齿轮的齿部可不经切削加工直接使用、塑性加工产品的尺寸精度和表面质量高。
塑性成型方法具有很高的生产率除自由锻造外，其它塑性成形方法都有较高的劳动生产率，可大批量生产、塑性加工过程便于实现生产过程的连续化,自动化,适于大批量生产,如轧制,拉拔加工等,因而劳动生产率高。
投资大、经费多，制约新产品迅速投产的瓶颈塑性成形多数方法的模具费高，成本高、设备较庞大,能耗较高，且成形件的形状和大小也受到一定限制，形状不能太复杂，坯料塑性要好。
塑性成形可制造小至几克，大至几百吨的重型锻件，所以需要大量投资，所需要的资本和经费大，而且由于所需都是固定零件所以新产品少，新产品不可能过快投入市场造成新产品迅速投产的瓶颈。
塑性成形时，工件的固态流动比较困难，成形比较困难，工件形状的复杂程度不如铸件，体积特别大的工件成形也较困难。
一定程度的环境污染需要消耗大量的资源，铸造过程中的粉尘，噪声污染等，同时也会产生工业三废——废水、废气、废渣。
材料成型及控制工程11—3徐威娜31。
塑性成形
二、 冷变形强化与再结晶
1. 冷变形强化Cold Deformation Strengthening
在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强 度指标和硬度都有所提高，但塑性有所下降的现象。 原因：晶格畸变distortion of lattice 作用：阻碍继续变形，提高金属强度指标 应用：代替热处理
–碳素结构钢，拔长锻造比≥3， 镦粗锻造比≥2.5； –合金结构钢，锻造比为3～4
铸造缺陷严重，碳化物粗 大的高合金钢钢锭 ：不锈 钢的锻造比选为 4 ～ 6 ，高 速钢的锻造比选为5～12 y太大，会增加各向异性。
2. 锻造流线
锻造后金属组织具 有方向性
– 脆性杂质：碎粒状或 链状分布 – 塑性杂质：带状分布
四、塑性成形基本规律
1. 体积不变定律 Volume Constance 金属塑性变形前后的体积相等，即体积为 常数，也称为不可压缩定律。
2. 临界切应力定律 Critical Shear Stress
晶体滑移的驱动力是外 力在滑移系上的分切 应力。只有当滑移系 上分切应力(τ )达到 一定值时，则该滑移 系才 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
显微组织特征 Characteristics of Microstructure：
–晶内微观结构变化 ：晶内点缺陷增加，位错密度提高， 晶格严重畸变。 –纤维组织形成：形变量很大时，晶界遭到破坏，变得模 糊不清，各晶粒被拉成细条形，呈纤维状。 –形变织构：由变形引起晶粒的择优取向，退火难以消除。
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。
精选塑性成形的特点与基本生产方式
②裂纹 板料越厚，内弯曲半径越小，拉应力越大，越容易弯裂。故变形程度不能过大，rmin=(0.25～1)t 。 弯曲线与材料的纤维线垂直时, 允许的rmin较小；若弯曲线与纤维线平行（重合）时, 则易开裂。
2）. 弯曲时容易出锻造：生产各种重要的，承受重载荷的零件毛坯，如：机床主轴、齿轮、炮筒、枪管、起重机吊钩等。冲压：加工板料、垫圈、铆钉、支架、合页等。轧制、拉拔、挤压：板材、管材和线材。
1. 冷变形强化（加工硬化）： 冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度、硬度↑，塑性和韧性↓。 利弊：提高强度，但塑性下降，进一步加工造成困难，需中间退火处理。 纯金属、A体不锈钢、形变铝合金的强化，用冷轧、冷挤、冷拔或冷冲压加工。
（二）.锤上模锻
（1）锤上模锻设备：锤上模锻所用设备有蒸汽—空气锤、高速锤等。（2）锻模结构：锤上模锻所用的锻模都由上模和下模组成。如图所示。
（2）锻模结构
1-锤头 2-上模 3-飞边槽 4-下模 5-模垫 6、7、10-紧固楔铁 8-分模面 9-模膛
（3）设计模锻斜度 外壁斜度：5～7 0 内壁斜度：7～12 0
（4）设计模锻圆角 外圆角：r = 1.5～12mm 内圆角：R=（2～3）r
例：绘制齿轮坯模锻件图
零件图
确定分模面
确定加工余量
设计模锻斜度
3.胎模锻的种类
（1）扣模：来生产长杆，非回转体锻件。（2）套筒模：锻模为圆筒形，生产齿轮、法兰、盘等。（4）合模：由上模和下模组成。
精密模锻 play
锻压生产线 play
塑性成形作业一1.自由锻和模锻的特点和应用范围有什么不同？2.预锻模膛和终锻模膛的作用是什么？二者在结 构上有何区别？
第一课特种塑性成形
21
22
23
24
25
26
27
28
29
图5-44 用实心毛坯直接反挤压成形（方案一）
30
图5-45 梭心套壳冷挤压成形工序图（方案二，生产用）
31
图5-68 开关外壳冷挤压工序图（10号钢）
32
图5-导管冷挤压变形工序图 （10钢）
33
34
35
36
其余
37
3、辊锻成形
讲授3学时，60-80页PPT。 参考教材：《金属材料精密塑性成形加工方法》，夏巨谌主编，第四 章部分内容；我有一个辊锻资料电子版。
38
39
40
41
42
43
44
45
4、管料金属成形技术
讲授3学时。60-80页PPT。 参考教材：《金属材料精密塑性加工方法》第8章。 《管材塑性加工技术》 机械工业出版社 , 1998 王同海编著
讲授2学时，50页ppt。 参考教材：《金属材料精密塑性加 工方法》第四章部分内容；并参考 胡亚民主编的《摆动辗压工艺及模 具设计》进行充实提高。 重庆大 学出版社 , 2001。
58
59
60
61
62
63
3、磁电机轴套成形
图2 磁电机轴套坯料图
图1 磁电机轴套零件图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图3 磁电机轴套模具图
锻压是机械制造造业的基本工艺方法一，至今已有两千多年的历 史。近半个世纪来，国内外锻压工艺发生了重大变革，除传统的锻压 工艺向着高精度、高质量的方向发展外，又出现了许多省力、节能加 工方法。如精密模锻、挤压成形、辊锻、摆辗成形、液态模锻、旋转 锻造、楔横轧、旋压技术、半固态成形、超塑成形、粉末锻造、精密 冲裁等。
塑性成形原理知识点
塑性成形原理知识点（总5页）-CAL-FENGH ICAI）-Company Onel仅作为文档封面，使用请直接删除滑移系6x2= 121、 塑性的概念：在外力作用下使固体金属发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
2、 塑性加工的特点：组织、性能好：材料利用率高；尺寸精度高：生产效率高。
3、 塑性成形的分类：按工艺方法一体枳（块料）成形｛锻造、轧制、挤压、拉拔等｝,板料成 形｛弯曲.拉深、冲裁.剪切等｝:按成形温度一热成形、温成形、冷成型。
4、 多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。
晶内变形的主要方式为滑務和挛生，其 中以滑移变形为主。
5、 体心立方：Cr 、W 、V 、Mo ；而心立方：Al 、Cu 、Ag 、Ni 、Y ・Fe ；密排六方：Mg 、Zn 、Cd 、a -Ti 6、 滑移的特点：滑移系越多，金属变形协调性好，塑性高。
滑移方向的作用大于滑移 面的作用。
7、 单位面积上的内力称为应力。
8、 当滑移而上的剪切应力达到某一个值时，晶体产生滑移，改应力值即为临界剪切应力 值。
9、 滑移方向上的切应力分量为：T = o cos 0 cos X o10、 位错理论是指：滑移过程不是所有原子沿着滑移而同时产生刚性滑动，而是在某些局 部区域先产生滑移，并逐步扩大。
11、 晶体的滑移的主要方式是位错的移动和增值。
12、 晶间变形是微量且困难的，英主要方式是晶粒间的相互滑动和转动。
13、 塑性变形的特点是：具有不同时性、不均匀性和相互协调性。
14、 晶粒大小对金属塑性变形的影响：当晶粒越小时，金属变形抗力越大、塑性越好、表 而质量越好。
15、 固溶体晶体中的异类原子（溶质原子）会阻碍位错的运动，从而对金属的塑性变形产 生影响.表现为变形抗力和加工硬化率有所增加，塑性下降。
这种现彖称为固溶强化。
晶体 结构 体心立方结构16、当金属变形量恰好处在屈服延伸范囤时，金属表而会出现粗糙不平、变形不均的痕迹，称为吕徳斯带。
塑性成形解析方法
标轴方向上的位移分量为零。 （2）平面应力问题特点：当变形体内所有应力分量与某一坐标轴无关，在与该坐标轴垂直 平面上的所有应力分量为零， （3）轴对称问题特点：如果变形体的几何形状、物理性质以及外载荷都对称于某一坐标轴， 通过该坐标轴的任一平面都是对称面，则变形体内的应力、应变、位移也对称于此坐标轴。
的接触表面。
9 试述盖林格尔速度方程的用途。 已知滑移线场，可以根据盖林格尔速度方程求出速度场。
10 何谓滑移线场的速度矢端图，滑移线与速度矢端曲线之间有何关系？ 滑移线场的速度矢端图：滑移线上各点的速度矢端曲线。移线与速度平面上的速度矢端
曲线在相应点上彼此正交。
11 为什么说沿着同一条滑移线，速度不连续量的大小保持不变，其方向随滑移线方向而改
当主应力顺序σ 1 ≥ σ 2 ≥ σ 3 已知时，由
k
=
1 2
(σ
1
− σ 3 ) ，σ m
=
1 2
(σ
1
+σ3)
σ σ
1 2
=σm =σm
+
k
⎫ ⎪ ⎬
σ 3 = σ m − k ⎪⎭
σ1 σ2
=σm =σm
+
k
⎫ ⎪ ⎬
(8-5)
σ 3 = σ m − k ⎪⎭
3 试述平面问题、轴对称问题的变形特点。 （1）平面应变问题特点：当变形体内各点的位移分量与某一坐标轴无关，并且沿该坐标轴
A
u&0
h0=1
30°
C
u&e
p
θ
ψ he=1/2
图 4 刚性楔体压入半无限空间时的滑移线场
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
原因分析： 流动应力=内部晶粒产生的+外部晶粒产生的 外部晶粒产生的流动应力小：（1）外部晶粒具有大量的 自由表明，自由表面上不会堆积位错；（2）外部晶粒不像 内部晶粒需要相互协调，易通过晶粒转动。故试样尺寸减 小，外部晶粒所占比例越大，引起流动应力降低。N值很小 时，将会具有单晶的性质，导致流动应力增加。
微塑性成形仅是传统塑性成形在尺寸上的减小，即成形 规律、变形规律及摩擦等是相同的吗？
§3.2 微塑性成形理论基础
微塑性成形中的尺寸效应： 是指成形过程的力学性能和变形行为表现出 的对尺寸的相关性。 主要包括：材料流动应力的尺寸效应 摩擦的尺寸效应 变形均匀性的尺寸效应 充填性能的尺寸效应
材料流动应力的尺寸效应
微型零件可以 促进产品的功 能集成化和体 积的微小化。
微型挡圈
微型齿轮
微成形：成形零件或结构至少在两唯尺度上在介关尺寸 范围内的成形加工。一般来讲成形特征尺寸在 0.01-1mm。 微塑性成形：成形零件或结构至少在两唯尺度上在介关尺寸 范围内的塑性成形加工。 微塑性成形目前主要集中微塑性板材成形（弯曲、冲压、拉 伸）和微体积成形（挤压和模锻）
变形均匀性的尺寸效应 由于试样中存在可数的晶粒，材料不再具有各向同 性特点，呈现明显的各向异性，即不均匀性。
宏观塑性变形是各个 晶粒变形的宏观表现 。微塑性变形因边界 晶粒几乎不受内部晶 粒约束，其变形都是 沿着自身容易变形的 方向进行。
例：微塑性成形后，边界产生裂纹或 晶粒被挤出
粗晶和细晶板材弯曲变形时的应变分布
就微成形技术而言，研究重点与难点在于装备的微位 移控制和微模具的加工。请同学们就以上技术查阅文献 ，下节课请1-2位同学具体介绍一种微位移控制技术或微 细模具加工技术。
粗晶和细晶反挤压杯形件
摩擦的尺寸效应
随着尺寸的减小，闭口润滑包所 占比例不断减小 幵闭口润滑包模型
坯料尺寸减小，摩擦力增大
充填性能
Байду номын сангаас §3.3 微塑性成形设备与装置
研究重点是微位移控制和微模具加工（微细加工技术）。
微模具加工（微细加工技术）
总结： 微成形塑形成形理论有别于宏观塑性变形，最主要的 区别在尺寸效应，包括： 流动应力在尺寸效应范围内先减小后增大； 变形更为不均匀； 随着尺寸减小，摩擦力增加； 随着尺寸减小，充填性困难 作业：
引入N=试样尺寸/晶粒尺寸，得:当N小到一定程度时，才具有尺 寸效应。且随着 N 的减小，流动应力减小。但是 N 值小到某一极 限后，流动应力开始增大。
试样直径和晶粒尺寸是 决定是否有尺寸效应。
尺寸减小流动应力降低，在 宏观塑形变形中尺寸减小， 计算变形功时要乘以尺寸系 数，尺寸系数随尺寸的变化 规律？
微塑性成形（MPF）
§3.1 微塑性成形概述 §3.2 微塑性成形理论基础 §3.3 微塑性成形设备与装置
§3.1 超塑性成形概述
工件大型化和 微型化也是塑 性成形发展趋 势之一。
马达的微型壳罩
电视机电子枪微拉深 杯
大型工件典型 应用是核电机 组。微型零件 主要应用在微 机电、微电子 、医疗器械等