第三章-塑形成形装备
塑性成型设备教学大纲
《塑性成型设备》教学大纲适用专业:模具设计与制造三年制专科学分与学时:2 学分 36 学时一、课程性质与任务本课程是模具设计与制造专业的专业选修课。
主要讲授通用曲柄压机、热塑性塑料注射成形机和普通液压机。
本课程要求学生了解设备的工作原理和工作过程、设备的调整与使用方法;掌握设备的特点及用途、技术参数以及设备的主要结构。
使学生具备模具、成形工艺、成形设备三方面的综合知识与技能,做到:能够根据成形工艺、模具结构因素,正确选用设备、调整并使用设备。
二、本课程的授课内容第一章通用曲柄压力机(一)教学内容1.通用曲柄压力机的结构组成、工作原理及分类2.曲柄滑块结构及曲柄压力机的主要零部件3.辅助装置4.通用曲柄压力机的主要技术参数、规格型号及压力机的选用(二)教学要求1.掌握内容:通用曲柄压力机的结构组成、工作原理、主要技术参数、规格型号及压力机的选用2.熟悉内容:曲柄滑块的结构及主要零部件的结构3.了解内容:曲柄压力机的辅助装置第二章其它压力机(一)教学内容1.冷挤压力机2.双动拉深压力机3.多工位压力机4.精冲压力机(二)教学要求1.掌握内容:冷挤压力机的工作原理及基本结构2.了解内容:双动拉深压力机、多工位压力机及精冲压力机的基本结构第三章塑料注射成型机(一)教学内容1.注射成形机的组成、工作过程及用途2.注射成形机的结构3.注射成形机的液压、电器及水路系统4.注射成形机的主要技术参数及规格型号5.注射成形机的使用及安全措施6.其它注射成形机的简介(二)教学要求1.掌握内容:注射成形机的主要零部件结构、合模装置的类型和安装模具厚度调节的方法,注射成型机的主要技术参数及规格型号,注射成型机的使用和工艺参数的调节。
2.熟悉内容:注射成形机的组成、工作过程、用途3.了解内容:注射成形机的液压、电器及水路系统和注射机的使用与安全措施,及其它注射成形机第四章液压机(一)教学内容1.液压机的工作原理、特点及分类2.液压机的基本结构、主要技术参数和液压、电器系统及安全保护措施3.其它液压机简介(二)教学要求1.掌握内容:液压机的工作原理、特点、分类及液压机的主要技术参数2.熟悉内容:液压机的基本结构类型、液压、电器系统及安全保护措施3.了解内容:其它多种液压机的基本结构和用途三、本课程的考核方式本课程属于考查课,开卷考试。
塑性成形装备及自动化课程教学大纲
工业机器人与塑性装备自动化生产线 4
现场教学
2
教学 作业及 基 本 考查 方式 要求 要求 方式
课堂 授课
课堂 授课
课堂 授课 课堂 授课 课堂 授课
课堂 授课
课堂 授课 课堂 授课 课堂 授课 实践 活动
*考核方式 (Grading)
*教材或参考资料 (Textbooks & Other
课程性质 (Course Type)
授课对象 (Audience)
授课语言 (Language of Instruction)
*开课院系 (School) 先修课程 (Prerequisite) 授课教师 (Instructor)
*课程简介 (Description)
*课程简介 (Description)
the teaching mainline, and the course is given by lecture, discussion and experiments
based on the comprehensive application of theoretical mechanics, mechanics of
《塑性成形装备及自动化》课程教学大纲
课程基本信息(Course Information)
课程代码 (Course Code)
*课程名称 (Course Name)
*学时
MT479
(Credit
32
Hours)
(中文)塑性成形装备及自动化
*学分 2
(Credits)
(英文)Metal Forming Equipment and Automatization
过授课、讨论、实验和课外实践等各个教学环节,运用现代教学手段和方法,使
金属塑性成形装备概述及分类
精品课程
第3章
3.2 金属塑性成形装备的分类
金属塑性成形装备及自动化
我国塑性成形设备分八类,每类分十组,每组又分若干型
精品课程
3.3 液压成形装备
第3章
金属塑性成形装备及自动化
液压机与其它材料成形装备相比具有以下特点:
• (1)执行元件(缸及柱塞或活塞)结构简单,结构上易于实现很大的工作压力、较大的 工作空间和较长的工作行程,因此适应性强,便于压制大型或较长较高的制件。
• (2)在行程的任何位置均可产生压力机额定的最大压力。可以在下转换点长时间保压。
精品课程
3.1 概 述
第3章
金属塑性成形装备及自动化
• 金属塑性成形是基于材料塑性的加工工艺,它是利用材料的塑性,在设备(装置)上通过 模具(工具)改变毛坯的形状与尺寸,并改善性能,从而获得所要求的工件。这种方法能 获得强度高、性能好的工件。
• 金属塑性成形技术已改变传统的提供毛坯,正向着尽量减少切削加工甚至直接生产产品零 件的方向发展。采用冷挤、冷镦、精密模锻、特种轧制、精密冲裁、旋压加工、多工位模 锻、多工位冲压、级进模高速冲压、粉末锻造、超塑加工及激光加工等先进塑性成形工艺, 可加工出精度高、表面粗糙度低的成品零件。
精品课程
3.3 液压成形装备
(3) 汽车纵梁冲压液压机
• 上横梁为三个独立的部件,每个部件上 各装一个主工作缸,活动横梁和底座(下 横梁)各为一个整体铸件,活动横梁长达 9.5m,由六个立柱将上横梁和底座连成 一体。从侧面看,该液压机可视为三个 受力的封闭框架,但从正面看,则不是 一个整体框架结构,因此不能承受偏载。 底座下部装有顶出缸,上横梁上装有回 程缸。
金属塑性成形1
特种锻造
• 是在专用设备上或在特殊模具内使金属毛 坯成形的一种特殊锻造工艺,这些工艺方 法都是为了成形一般锻造方法很难或无法 得到的锻件,如精密锻造、径向锻造、热 挤压、辊锻、楔横轧和电热顶镦等。
DLPU
特种锻造
DLPU
热锻、温锻和冷锻
DLPU
2.2 锻前加热 2.2.1 加热方法
DLPU
DLPU
金属塑性成形的分类
锻压(Metal forging and stamping) 1.体积成形(Bulk Metal Forming): 1.1 锻造(Forg) 1.3 拉拔(Drawing) 2. 板料成形(Sheet Metal Forming) 2.1 冲裁(blanking) 2.2 弯曲(Bending) 2.3 拉深(Deep drawing) 2.4 翻边(flanging) 2.5 胀形(Bulging) 轧制(Rolling)
• 凹形坯镦粗 减小鼓肚程度,避免表面出现裂纹。
DLPU
软金属垫镦粗
DLPU
易变形软金属的流动对坯料产生了向外的主动摩擦力, 促使坯料端部金属向四周流动,结果使坯料的侧面内凹,继 续镦粗,软金属作用降低,得到鼓肚不大的锻件。
(1) 平砧镦粗
• 在套环内镦粗:低塑性高合金钢。 • 坯料迭起镦粗:薄饼类锻件。 • 反复镦粗拔长:目的是变形均匀。
DLPU
(1) 平砧镦粗(应力,应变)
DLPU
(1) 平砧镦粗____高径比对镦粗件形状的影响
DLPU
高径比 H0/D0 H0/D0 =0.8~2.0 单鼓 H0/D0 =1.5~2.5 双鼓——单鼓 H0/D0 =2.5~3.0 双鼓 H0/D0 〉2.5~3.0 失稳弯曲
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锻锤
3 锻锤的发展概况
(1) 对现有的蒸汽-空气锤进行革新和技术改造,以提高 能量利用率。
(2) 在有砧座的锻锤的下砧座与基础之间安装隔振装置, 以消除振动,改善锻压车间及周围工作环境和生活环境。
(3) 20世纪30年代德国推出了蒸汽-空气对击锤(也称无砧 座锤)。
(4) 液气驱动原理的应用,是锻锤发展史上又一个新的里 程碑,是锤类设备的主要发展方向。
空气锤主要用于自由锻造,也可用于胎模锻造,是目前中、 小型锻工车间数量最多和使用最广的锻造设备之一。
常用规格40kg、75kg、150kg、250kg、400kg、560kg、 750kg、1000kg等规格。(表4-3)
锻锤
2 空气锤结构形式和原理
(1) 工作部分:包括落下部 分(工作活塞、锤杆、上砧块 )和砧座部分(下砧块、砧垫、 砧座)。
锻锤
第四节 液压模锻锤结构和工作原理
1 液压模锻锤特点和发展概况
采用纯液压驱动,或者采用液气驱动的锻锤,一般称 为液压锤。由于它主要用于热模锻工作,所以又称为 液压模锻锤,也叫做液气锤。
图4-1 单柱式蒸汽一空气自由锻锤
两立柱组成拱 形形状,刚性 好,前后两个 方向进行锻造 操作,在锻造 中应用极为普 遍,其吨位15t。
锻锤
1-气缸;2-锤杆; 3-立柱;4-导轨; 5-锤头;6-上砧块; 7-砧垫;8-砧座; 9-底板;10-下砧块; 11-旋阀手柄; 12-滑阀手柄; 13-排气口; 14-进气口
锻锤
钢 带 联 动 式 蒸 空 对 击 锤
锻锤
锻锤
第三节 空气锤的结构和工作原理
空气锤使用空气作为工作介质,但它不是用压缩空气站供 应的压缩空气,而是由电机直接驱动空气锤本身的压缩活 塞做上、下运动,在压缩缸内制造压缩空气,再推动工作 活塞上、下运动,驱动锤头进行打击。
第3章金属塑性成形
第3章 金属塑性成形
对不同高径比尺寸的坯料进行镦粗时,产 生鼓形特征和内部变形分布也不同。
镦粗高径比H0/D0=2.5~1.5的坯料时, 开始在坯料的两端先产生双鼓形,形成Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个变形区。其中,区域Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ同前所述,料中部为均匀变形区Ⅳ , 该区受摩擦影响小,内部变形均匀分布, 侧表面保持圆柱形。如果继续镦粗到 H/D≤1 ,则由双鼓形变为单鼓形。
天津理工大学材料科学与工程学院
第 3 章 金属塑性成形
主讲教师:毕大森
第2章 金属塑性成形加工工艺
金属塑性成形(锻造)
自由锻造 模型锻造 特种锻造 冲压成形
镦粗 拔长 弯曲 冲孔 扩孔 切断
终锻 预锻 拔长 滚挤 弯曲 镦粗
挤压 轧制 拉拔 精密模锻 多向模锻 摆辗成形
冲裁 弯曲 拉深 翻边 胀形 校正
第3章 金属塑性成形
在研究拔长工序时,除了分析影响拔长质 量的因素以外,还应分析影响拔长效率的 有关因素。
1.拔长变形特点 特点:每送进压下一次,只部分金属变形。
第3章 金属塑性成形
拔长的变形程度:是以坯料拔长前后的截 面积之比— 锻造比(简称锻比)KL来表示, 即:
KL=F0/F 式中 F0 —拔长前坯料的截面积
第3章 金属塑性成形
1.锻造对金属组织的影响 (1)消除铸态组织粗大的树枝晶并获得 均匀细化等轴晶
第3章 金属塑性成形
(2)可破碎并改善碳化物及非金属夹杂 物在钢中的分布
对钢锭进行锻造,可将聚集在晶界的碳化 物、非金属夹杂物和其它过剩相组织击碎, 再加上高温扩散和互相溶解作用,使之较 均匀的分散在金属基体内,因而改善了金 属组织,提高了锻件使用性能。
第三章 固态材料塑性成形 材料成型技术基础
检验 锻件
1)绘制锻件图
锻件图是以零件图为基础结合自由锻过程 特征绘制的技术资料。 锻件图是组织生产过程、制定操作规范、 控制和检查产品品质的依据。
锻件图绘制时要考虑的因素:
(1) 敷料 敷料是为了简化锻件形状、便于锻造而增 添的金属部分。自由锻适宜于锻制形状简单的锻件,对零 件上一些较小的凹挡、台阶、凸肩、小孔、斜面和锥面等 应进行适当的简化,以减少锻造的困难,提高生产率。 (2) 加工余量 自由锻件的精度低、表面品质较差,需 再经切削加工才能成为零件,应留足加工余量。锻件加工 余量的大小与零件的形状、尺寸、加工精度和表面粗糙度 等因素有关,通常自由锻件的加工余量为4~6mm。 (3) 锻件公差 锻件名义尺寸的允许变动量。自由锻 件的公差一般为±1~±2mm 。
塑性成形应避免在脆性区 (蓝脆区与热脆区)加热
2)变形速度
变形速度↑,使金属晶体的临界剪应力升 高,断裂强度过早达到,塑性降低;再结晶来 不及克服加工硬化,可锻性↓; 变形速度↑,变形产生的热效应提高温度, 可锻性↑。
3)应力状态 塑性变形时,三各方向的压应力的数目越多, 则金属表现的塑性越好;拉应力的数目越多, 则塑性越差。且同号应力状态下引起的变形抗 力大于异号应力状态下的变形抗力。
举 例
双联齿轮,批量为10件/月,材料为45钢。
该双联齿轮属小批量生产,采用自由锻。
φ25mm的孔,放加工余量后小于φ20mm,无法锻 出。不采用锻孔,该孔由机械加工成形。
退刀槽用敷料。
半径上工余量放3.5mm,高度上工余量放3mm。
锻件公差取±1mm。
2)坯料尺寸计算
坯料质量可按下式计算: G坯料=G锻件+G烧损+G料头 式中 G烧损——加热时坯料表面氧化烧损 的质量(通常第一次加热取被加热金属的2%~ 3%,以后各次加热取1.5%~2%) G料头——锻造中被切掉或冲掉的那 部分金属质量
第三篇 塑性成形(1)
第一章 金属塑性变形基础
第二节 塑性变形后金属的组织和性能
五、锻造和纤维组织 2)利用:因流线稳定性很高,不能用热处理 方法消除,只有经过锻压使金属变形,才能改变方 向和形状。因此,位提高零件机械性能,尽量做到: a) 使纤维方向于零件的轮廓相符合,而不被 切断。 b) 使零件受拉应力σmax与纤维方向一致。 切应力τmax与纤维垂直。
第三篇 塑性成形(压力加工)
概述
二、 分类
第三篇 塑性成形(压力加工)
概述
二、 分类 4 自由锻:金属坯料在上、下抵铁间受冲击力或压 力而变形。 外力:压力。 5 模锻:金属坯料在具有一定形状的模膛内受冲击 力或压力而变形的加工方法。 6 冲压:金属板料在冲模之间受压产生分离或成形。
第三篇 塑性成形(压力加工)
第一章 金属塑性变形基础
第三节 金属的可锻性
可锻性:是衡量材料在经受压力加工时获得量 件难度程度的一个工艺性能。 在力作用下稳定改变自己形态或尺寸,而其各 质点间联系不破换的能力。 包括方面:1塑性↑:变形时金属不易开裂。 2变形抗力↓:省力,不易磨损模具, 小设备,消耗能量小。
第一章 金属塑性变形基础
第一章 金属塑性变形基础
第三节 金属的可锻性
加工条件: 二、 加工条件: 1 变形温度:t↑ 变 形抗力↓ 塑性↑ T再 以上,塑性↑↑ t过高,易产生“过 热”、“过烧”、“脱 碳”、“严重氧化”。 始锻温度:AE线下 200℃左右。 终锻温度:800℃ (T再以上)
第一章 金属塑性变形基础
第三节 金属的可锻性
第一章 金属塑性变形基础
第二节 塑性变形后金属的组织和性能
一、组织: 组织: 1、晶粒沿变形最大的方向伸畅。 2、晶格晶粒均发生扭曲,产生内应力。 3、晶粒间产生碎晶。
塑性成形及工艺设备-S478页PPT
锻锤
3)机架部分
空气自由锻锤的承载机构,要求具有一定的刚度、 强度。
对于小吨位自由锻锤,为了锻造操作方便,一般采 用悬臂(单柱式)结构;对于较大吨位的锻锤采用双柱 拱式结构,对于需求较大操作空间和锻件尺寸较大时, 采用双柱桥式结构。
锻锤
4)砧座部分
下砧块与砧垫之间, 砧垫与砧座之间采用键 和楔块连接。砧座通过 枕木安装在基础上,锻 锤是一种冲击成形设备, 打击时会产生强烈的振 动。为了减少打击时砧 座的退让和减少振动的 影响,基础部分一般较 大。近年来,由于环境 保护的要求,已有一些 锻锤采用了隔振基础。
锻锤
2 锻锤的特点
与机械压力机类、液压机类和其他类锻压设备相比,锻锤在结 构上和工艺方面的: 优点:(1)打击速度高,金属流动性好,成形工艺性好
(2)行程次数高,有较高的生产率。 (3)操作灵活,一般不需要配备制坯设备。 (4)属定能量设备,锤头没有固定的下死点,其锻造能力
不严格受吨位限制。 (5)设备结构简单,制造容易,安装方便,价格便宜。
锻锤
(6) 液压模锻锤
采用液气驱动,工作前气缸一次性充
入压缩空气或氮气,来自于液压系统
的压力液体推动上锤头回程,工作过
程中靠气体的反复压缩和膨胀,将液
体的压力能转换成锻锤打击能量,从
而实现锻件变形。
(a)纯液压式 (b)液气式
(7) 螺旋压力机
螺旋压力机是一种利用驱动装置使飞轮 旋转储能,以螺杆滑块机构作为执行机 构,依靠滑块动能完成锻件变形的锻压 设备。
图4-2 双柱拱式蒸汽一空气自由锻锤
锻锤
两个立柱和横梁(钢板 焊接件或铆接件)连接 成一桥架形状,操作空 间大。但占地面积大, 锤身的锤头导向部分刚 性差。连接螺钉易折断。 目前这种锤很少,吨位 在3-5t之间。
第3章 金属材料的塑性成形——压力加工
其优劣主要取决于金属本身和变形时的外部条件。
影响可锻性的因素
(1) 金属的成分:纯金属好于合金,fcc好于bcc好 于hcp,低碳钢优于高碳钢,低碳低合金钢优于 高碳高合金钢;有害杂质元素一般使可锻性变坏
(2) 金属的组织:单相组织好于多相组织;铸态下 的柱状组织、粗晶粒组织、晶界上存在偏析或有 共晶莱氏体组织使可锻性变差
2、研究与开发塑性加工过程的计算机模拟技术与模具 CAD/CAE/CAM技术等。
3、研究与开发柔性成形技术、增量成形技术、净成形技 术、近净成形技术、复合成形技术等。
4、研究与开发使环境净化的加工技术,如低噪音、小/ 无震动、节省能源、资源或再利用的加工技术。
§3.2 金属的塑性加工成形性
金属的塑性加工成形性/可锻性(Forgeability) : 用来衡量金属在外力作用下发生塑性变形而不易 产生裂纹的能力,是金属重要的工艺性能之一;
(3) 加工条件 1) 变形温度:一般变形温度的升高,可提高金 属的可锻性;但注意过热、过烧问题
不同合金系8种典型金属的可锻性
Ⅰ—纯金属及单相合金(铅合金、 钼合金、镁合金);Ⅱ—纯金属及 单相合金(晶粒长大敏感者)(铍、镁 合金、钨合含、钛合金);Ⅲ—具 有不溶解组分的合金(高硫钢,含 硒不锈钢);Ⅳ—具有可溶组分的 合金(含氧化物的钼合金,含可溶 性碳化物和氮化物的不锈钢); Ⅴ—加热时形成有塑性第2相的合 金(高铬不锈钢);Ⅵ—加热时形成 低熔点第2相的合金(含硫的铁、含 锌的镁合金);Ⅶ—冷却时形成有 塑性第2相的合金(碳钢和低合金钢 、-钛合金和钛合金);Ⅷ—冷 却时形成脆性第2相的合金(高温合
可显著减小总变形力,用小设备加工大零件。
塑性成形课程设计方案
塑性成形课程设计方案一、课程目标知识目标:1. 让学生理解塑性成形的基本概念,掌握金属材料的塑性变形原理。
2. 使学生了解不同塑性成形工艺的特点及适用范围,如锻造、挤压、拉伸等。
3. 引导学生掌握塑性成形工艺参数对成形件质量的影响,如变形程度、变形速度、温度等。
技能目标:1. 培养学生运用塑性成形原理分析和解决实际问题的能力。
2. 提高学生动手操作塑性成形设备的能力,熟练掌握基本操作步骤。
3. 培养学生运用计算机辅助设计软件进行塑性成形工艺设计和模拟的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对塑性成形技术的兴趣,激发其探索金属加工领域的热情。
2. 培养学生的团队合作精神,使其在小组讨论和实践中学会互相尊重、协作。
3. 增强学生的环保意识,了解塑性成形工艺在资源利用和环境保护方面的意义。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够阐述塑性变形原理,并举例说明其应用。
2. 学生能够分析不同塑性成形工艺的优缺点,并选择合适的工艺解决实际问题。
3. 学生能够运用所学知识,设计简单的塑性成形工艺,并进行模拟分析。
4. 学生能够熟练操作塑性成形设备,掌握基本操作步骤,并注意安全事项。
5. 学生能够在小组合作中发挥积极作用,共同完成塑性成形工艺设计和实践任务。
6. 学生能够关注塑性成形技术在环保方面的作用,提出改进措施,为可持续发展贡献力量。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 塑性成形基本概念:介绍塑性变形、塑性成形工艺、弹性极限、屈服极限等基本概念。
2. 金属材料的塑性变形原理:讲解金属材料的塑性变形机制,如滑移、孪生等,以及影响金属材料塑性的因素。
3. 塑性成形工艺:详细介绍锻造、挤压、拉伸、弯曲等常见塑性成形工艺的原理、特点和应用。
4. 塑性成形工艺参数:讲解变形程度、变形速度、温度等工艺参数对成形件质量的影响。
5. 塑性成形设备与操作:介绍常见塑性成形设备的功能、结构及操作步骤,强调安全注意事项。
装备制造业之塑性成形技术
装备制造业之塑性成形技术在装备制造业中,塑性成形技术是一项重要的制造工艺,它通过对金属材料的塑性变形来实现对零件的成形。
塑性成形技术具有高效、精确、经济的特点,广泛应用于各个领域,如汽车制造、航空航天等。
本文将对塑性成形技术的概念、工艺流程以及在装备制造业中的应用进行论述,并重点介绍了其在汽车制造领域中的应用。
一、塑性成形技术概述塑性成形技术是利用材料在塑性变形过程中体积不变的特性,通过外力作用将材料加工成所需形状的一种成形工艺。
它能够更好地满足装备制造业对高强度、轻质材料的需求,并能够减少加工工序和材料浪费。
塑性成形技术包括热挤压、热轧、锻造、拉伸等多种方法,每种方法都有其适用的材料和成形形式。
二、塑性成形技术的工艺流程塑性成形技术的工艺流程一般包括材料准备、装配和调整、塑性成形、材料处理和成品制备等环节。
首先,需要选择合适的材料,并对其进行加热、退火等预处理,以提高材料的可塑性。
然后在成形装置中安装和调整模具,确保其能够进行准确的成形。
接下来,将加热后的材料放入成形装置中,通过外力的作用,使其发生塑性变形,并按照设计要求形成所需的零件形状。
最后,对成形后的零件进行处理和制备,如清洗、涂层等,以保证其质量和性能的稳定。
三、塑性成形技术在装备制造业中的应用1. 汽车制造领域塑性成形技术在汽车制造领域中得到了广泛的应用。
例如,汽车车身的制造中,通过冲压工艺将钢板进行成形,制作出车身外壳等零部件。
这种工艺具有高效、精确的特点,能够满足汽车制造行业对高强度、轻质材料的需求,并能够大批量生产,提高生产效率。
2. 航空航天领域在航空航天领域,塑性成形技术被广泛应用于飞机和火箭等装备的制造过程中。
例如,利用锻造技术可以制造出高强度、耐高温的发动机零部件,以提高发动机的性能和寿命。
此外,通过冲压工艺可以制造出轻质、高强度的飞机蒙皮和结构零件等。
3. 电子设备制造领域在电子设备制造领域,塑性成形技术也有着广泛的应用。
材料成形技术--第3章 塑性成形
1)拔长模膛。减少坯料某部分横截面积,增加该部分长度, 如图3-25a所示。
2)滚压模膛。翻转操作使零件成形的模膛。如图3-25b所示。
1—锤头 4—下模 8—分模面
2—上模 5—模垫 9—模膛
3—飞边槽 6、7、10—楔铁
图3-24a 模锻锤
图3-24b 锤上锻模
a)开式
b)闭式
a)开式
b)闭式
8—偏心轴 9—连杆 10—滑块 11—楔形工作台 12—下顶杆 13—楔铁 14—顶出机构
15—制动器 16—凸轮
缺点: 1)设备费用高,模具结构复杂; 2)滑块行程和压力不能在锻造过程中调整,因此不能进行 拔长、滚压等制坯。 4.摩擦压力机上模锻 摩擦压力机是将飞轮旋转所积蓄的能量转化成金属的 变形能进行锻造的,属锻锤类锻压设备。其结构与传动原 理如图3-30所示。 摩擦压力机上模锻的特点如下:
1. 自由锻设备 自由锻设备常用的有锻锤和压力机。
1)空气锤:它由电动机直接驱动,打击速度快,锤击能 量小,适用于小型锻件;其结构与原理如图3-20所示。
2)蒸汽—空气锤:利用蒸汽或压缩空气作为动力,构造 及工作原理如图3-21所示,适用于中小型锻件。 3)水压机:以压力代替锤锻时的冲击力,适用于锻造大 型锻件;其工作过程包括空程、工作行程、回程、悬空。 其原理和结构如图3-22所示。
图3-20 空气锤
图3-21 双柱拱式蒸汽—空气自由锻锤
1—工作气缸 2—落下部分 3—机架 4—砧座 5—操作手柄 6—滑阀
7—进气管
8—滑阀气缸
9—活塞
10—锤杆 11——排气管
1—工作缸 2—工作柱塞 3—上横梁 4—活动横梁 5—立柱 6—下横梁
7—回程缸 8—回程柱塞
金属塑性成形原理第三章金属塑性成形的力学基础第五节应力应变关系(本构关系)
1 2 3
(1 m ) ( 2 m ) ( 3 m )
根据Levy-Mises方程
d 1 d 2 d 3 d ( 1 m ) ( 2 m ) ( 3 m )
第五节 塑形变形时的应力应变关系
塑性变形时应力与应变的关系称 为本构关系,其数学表达式称为 本构方程或物理方程。
主要内容:
5.1 弹性变形时的应力应变关系 5.2 塑性变形时应力应变关系特点 5.3 增量理论 5.4 全量理论 5.5 应力应变顺序对应规律
5.1 弹性变形时的应力应变关系
5.1 弹性变形时的应力应变关系
在弹性变形中包括改变体积的变形和改变形状的变形。前者与应力球 张量成正比,后者与应力偏张量成正比,写成张量形式:
比列及差比形式:
x y y z z x xy yz zx 1 x y y z z x xy yz zx 2G
x y
d y - d z
y z
d z - d x d z x
d x d ( x m )
d x d y d( x m y m ) d ( x y )
(d x d y )2 ( x y )2 d2
1 d ij' d ij' d ij' 1 1-2 2G d ij d ij' d ij' d m ij 2G E d 1-2 d m m E
增量理论特点:
Prandtl-Reuss理论与Levy-Mises理论 的差别在于前者考虑弹性变形而后者 不考虑 都指出了塑性应变增量与应力偏量之 间的关系 整个变形由各个瞬时变形累加而得, 能表达加载过程的历史对变形的影响, 能反映出复杂的加载情况
金属塑性成形原理第三章金属塑性成形的力学基础第二节应变分析-无动画版
四、点的应变状态与应力状态的比较
6.主应变图
主应变图是定性判断塑性变形类型的图示方法。主应变图只 可能有三种形式
广义拉伸:挤压和拉拔 广义剪切:宽板弯曲、无限长板镦粗、纯剪切和轧制板带 广义压缩:展宽的轧制和自由镦粗;
一、位移和应变
对应的各阶段的相对应变为
l1 l0 01 l0
显然
l2 l1 12 l1
l3 l2 23 l2
03 01 12 23
一、位移和应变
③对数应变为可比应变,工程应变为不可比应变。
假设将试样拉长一倍,再压缩一半,则物体的变形程 L 度相同。 拉长一倍时 压缩一半时
因此,工程应变为不可比应变。
二、应变状态和应变张量
现设变形体内任一点 a(x,y,z)应变分量为
ε 。由a引一任意方向
ij
线元ab,长度为r, 方向余弦为l,m,n。 小变形前,b可视为a点无 限接近的一点,其坐标为 (x+dx,y+dy,z+dz)
四、点的应变状态与应力状态的比较
一、位移和应变
=
+
单元体变形
=
纯切应变
+
刚体转动
切应变及刚性转动 设实际偏转角为αxy,αyx,
xy yx xy xy yx xy
1 2
xy xy z yx yz z 1 z ( yx xy ) 2
四、点的应变状态与应力状态的比较
将八面体剪应变γ8 乘以系数 ,可得等效应变(广 2 义应变、应变强度)
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① 图是YY99—25/40精冲压力机的送料装置。 由固定夹持器1、活动夹持器2、油缸体3、活塞4等组成。
3.3 精冲压力机 ② 废料切断装置。
塑性成形装备及自动化
第3章
当压力油进入油缸时,活塞向上运动产生刚性接触,迫使油缸向下移动并带动上剪刀向下运动,进
3.3精冲压力机 精冲压力机的规格及主要技术参数
3.2.2 板材冲压液压机
塑性成形装备及自动化
第3章
塑性成形装备及自动化 精冲工艺最常见的方法是齿圈压板精冲法。 冲裁时,依靠齿圈压板对板料施压力P齿,同时,反向顶杆产生的压 冲裁结束卸裁时,齿圈压板产生卸料力P卸,反向顶杆产生顶件力P顶
3.3 精冲压力机
精冲原理
第3章
1-凸模 2-齿圈压板 3-被冲材料 4-反向顶杆 5-凹模 6-下模座
每根立柱有两根可调导轨,分别作为拉深动梁和压边动梁的导向。 下横梁上面装有移动工作台,并可前后移动,以便更换摸具,
工作台中部设有若干顶杆孔,在下横梁下部中间装有顶出缸,
通过顶杆顶出制件或成形内凹形制件。 在工作台的上平面也开有T形槽,用于固定下模部分。
在拉深动梁6和压边动梁5的下平面均开有T型槽以分别固定上模的凸模和压边部
3.3 精冲压力机
塑性成形装备及自动化
第3章
精冲零件一
3.3 精冲压力机 精冲零 件二
塑性成形装备及自动化
第3章
3.3 精冲压力机 精冲模具
塑性成形装备及自动化
第3章
3.3 精冲压力机
塑性成形装备及自动化
第3章
精冲压力机
3.3 精冲压力机 各种精冲压力机
塑性成形装备及自动化
第3章
3.3 精冲压力机 精冲压力机系统
“机械工程”专业学科基础课之一
材料成形装备及自动化
精品课程
李春辉
2015.10.8
本章主要内容
塑性成形装备及自动化
第3章
概述 液压成形装备 精冲压力机 多工位压力机 数控冲压装备 伺服压力机 塑性成形自动化
复习思考
塑性成形装备及自动化
第3章
?塑形成形含义
?塑形成形方法
塑性成形装备及自动化
第3章
1—精冲机 2—液压系统 3—电气系统 4—校平装置 5—带材检测器
6—带材末端检测器 7—送料装置 8—模具 9—模具保护装置 10—废料切刀 11—光电保护装置
3.3精冲压力机特点 塑性成形装备及自动化 ① 按照精冲工艺要求,精冲压力机要提供五种作用力:P冲、P齿、 ② 滑块运动速度变化较大。为了高效生产,滑块的运动曲线如图 ③ 滑块有较高的导向精度和限位精度。 ④ 多数采用下传动结构。 ⑤ 刚性好。 ⑥ 有可靠的模具保护装置。
塑性成形装备及自动化
第3章
活动横梁空程快速下降
活动横梁慢速下降及加压
保压 3-主工作缸及活塞 卸压回程 4-动梁 浮动压边 5-立柱 顶出缸顶出及退回 6-下横梁 7-顶出缸
全部电磁铁处于断电状态
其他
3.2.2 板材冲压液压机 (1)单动薄板冲压液压机结构示意图
塑性成形装备及自动化
塑性成形装备及自动化 我国塑性成形设备分八类,每类分10 组,每组又分若干型
3.1.3 塑性成形装备的分类
第3章
机械压力机J
其他锻压设备T
液压机Y
弯曲校正机W
我国塑性 成形装备
线材成形自动机Z
剪切机Q 锻机D
锤C
3.1.3 塑性成形装备的分类 (1)机械压力机(J):分为 10 组
机械压力机 手动压力机 单柱~ 开式~ 闭式~ 拉延~
板料成形-开式双柱式冲床
塑性成形装备及自动化
第3章
板料成形-开式双柱式冲床 冲床操作安全规范:
塑性成形装备及自动化
第3章
⑴ 冲压工艺所需的冲剪力或变形力要低于或等于冲床的标称压力
。
⑵ 开机前应锁紧所有调节和紧固螺栓,以免模具等松动而造成设 备、模具损坏和人身安全事故。 ⑶ 开机后,严禁将手伸入上下模之间,取下工件或废料应使用工 具。冲压进行时严禁将工具伸入冲模之间。 ⑷ 两人以上共同操作时应由一人专门控制踏脚板,踏脚板上应有 防护罩,或将其放在隐蔽安全处,工作台上应取尽杂物,以免杂物 坠落于踏脚板上造成误冲事故。
其他锻压设备 轧制机 冷拔机 锻造操作机 板料自动送卸料装置
专门用途设备等
板料成形-冲床
塑性成形装备及自动化
第3章
4、冲床:可完成除剪切外的绝大多数冲压基本工序 分类:按结构可分为单柱式和双柱式、开式和闭式等; 按滑块的驱动方式分为液压驱动和机械驱动两类。 机械式冲床的工作机构主要由滑块驱动机构(如曲柄、偏心齿轮 、凸轮等)、连杆和滑块组成。
第3章
金属塑性成形技术已改变传统的提供毛坯,正向着尽量减少切削加
目前金属塑性成形装备在全部机床中所占比例在30%以上。金属塑性
3.1.2塑性成形装备发展趋势 数控成形设备数量不断增长 高效精密成形设备水平日益提高 塑性成形柔性加工系统前途广阔
塑性成形装备及自动化
第3章
复习思考
塑性成形装备及自动化
第3章
3.1.3 塑性成形装备的分类 (4)锤(C): 锤 蒸汽-空气自由锻锤
塑性成形装备及自动化 (5)锻机(D) 锻机
第3章
平锻机
热模锻压力机 辊锻横轧机 辗环机 径向锻造机 其他锻机
蒸汽空气模锻锤
空气锤 落锤
对击式模锻锤
气动液压模锻锤等
3.1.3 塑性成形装备的分类 (6)剪切机(Q): 剪切机 手动剪切机
塑性成形装备及自动化
第3章
技术参数“允许最大精冲料厚”与滑块的冲裁速度有关。为满足冲裁速度要求,必须限制冲裁制件厚
3.4 多工位压力机
塑性成形装备及自动化
第3章
一种高效自动冲压设备,在压力机一次行程中,以多种模 具同时进行落料、冲孔、弯曲、拉深、切边等多工序加工
3.4 多工位压力机 多工位压力机的工作原理及特点
第3章
3、按液压机本体结构分为单臂式、三梁双柱式、三梁四柱式、框
5、按用途又分为通用型液压机、橡皮囊液压机、汽车纵梁液压机
3.2.2 板材冲压液压机 (1)单动薄板冲压液压机结构示意图
塑性成形装备及自动化
第3章
1-充液罐
2-上横梁 3-主工作缸及活塞 4-动梁 5-立柱 6-下横梁 7-顶出缸
3.2.1 液压机的控制原理 1-充液罐 2-上横梁 起动
3.2.2 板材冲压液压机 (2)双动拉深液压机
塑性成形装备及自动化
第3章
3.2.2 板材冲压液压机 (3) 汽车纵梁冲压液压机
塑性成形装备及自动化
第3章
六柱式组合结构 上横梁为三个独立的部件, 上横梁上装有回程缸。 每个部件上各装一个主工作缸, 活动横梁为一个整体铸件,长达9.5m 底座(下横梁)也为一个整体铸件 底座下部装有顶出缸, 还有的国产的汽车纵梁液压机把三台四柱
第3章
3.3 精冲压力机
塑性成形装备及自动化
第3章
精冲压力机结构简介 按主传动形式分为两大类:机械式和液压式精冲压力机。 GKP—F型机械式精冲压力机结构
1—电动机 2—变速箱 3—带轮 4—飞轮 5—离合器 6—蜗轮蜗杆 7—双边传动齿轮 8—曲轴 9—机身 10—压力活塞 11—封闭高度调节机构 12—滑块 13—反压活塞 14—双肘杆机构
双动拉伸液压机有组合框架式结构和三梁四柱式结构。
1-液压机动力机构 2-拉深缸 3-充液装置 4-压边缸 5-压边动梁 6-拉深动梁 7-机架 8-控制装置 9-移动工作台 10-顶出缸
起动 活动横梁空程快速下降
活动横梁慢速下降及加压
保压 卸压回程 浮动压边 顶出缸顶出及退回
塑性成形装备及自动化
3.2.1 液压机的特点
塑性成形装备及自动化
第3章
本体结构也不复杂,压力、行程、速度等参数的调节及过载保护 等方面都比较简单易行,所以板料冲压液压机得到较大的发展。
执行元件(缸及柱塞或活塞)结构简单,易于实现较大工作压力 、较大工作空间、较长工作行程,适于加工大型或较高较长件;
在任何行程位置均可产生额定最大压力,便于在下转换点长时间 保压 可用各种简单阀实现一个工作循环中的调压和限压,不易超载, 保护模具 滑块总行程可以在一定范围内调节 滑块速度可以在一定范围内调节 工作平稳,撞击、振动、噪音小,环保。
?常见塑形成形制品 ?你能想到的相关塑形成形设备有哪些
3.1概述
塑性成形装备及自动化
第3章
3.1.1、金属塑性成形装备在现代工业中的地位
金属塑性成形是机械制造的基础工艺之一,是制造机械产品的基本
3.1概述
塑性成形装备及自动化
第3章
3.1概述 塑性成形装备及自动化 金属塑性成形是利用材料的塑性,在设备(装置)上通过模具(工
塑性成形装备及自动化
第3章
螺旋~
压制~ 板料自动~ 精压挤压~ 其他~
3.1.3 塑性成形装备的分类 (2)液压机(Y):分为 10 组
液压机 手动液压机
锻造~ 冲压~
塑性成形装备及自动化
第3章
一般用途~
校正压装~ 层压~
挤压~
压制~
打包压块~
其他~
3.1.3 塑性成形装备的分类 (3)线材成形自动机(Z): 线材成形自动机 自动墩锻机 自动切边滚丝机 滚珠钢球自动冷墩机 多工位自动墩锻机 自动制弹簧机 自动制链条机 自动弯曲机 其他自动机
3.2液压成形装备发展趋势
塑性成形装备及自动化
第3章
1、提高速度和生产率
① 通过改进液压系统的设计