金属塑性成形工艺教案

合集下载

金属塑性变形教案.docx

《金属塑性变形理论教案》绪论0.1金属塑性成形及其特点金属压力加工：即金属塑性加工，对具有塑性的金属施加外力作用使其产生塑性变形，而不破坏其完整性，改变金属的形状、尺寸和性能而获得所要求的产品的一种加工方法。

金属成型方法分类：（1）减少质量的成型方法:车、刨、铣、磨、钻等切削加工；冲裁与剪切、气割与电切；蚀刻加工等。

（2）增加质量的成型方法：铸造、焊接、烧结等。

（3）质量保持不变的成型方法(金属塑性变形)：利用金属的塑性，对金属施加一定的外力作用使金属产生塑性变形，改变其形状尺寸和性能而获得所要求的产品的一种加工方法。

如轧制、锻造、冲压、拉拔、挤压等金属压力加工方法。

金属压力加工方法的优缺点：优点：1）因无废屑,可节约大量金属；2）改善金属内部组织及物理、机械性能；3）产量高，能量消耗少，成本低，适于大量生产。

缺点：1）对要求形状复杂，尺寸精确，表面十分光洁的加工产品尚不及金属切削加工方法；2）仅用于生产具有塑性的金属；0.2 金属塑性成形方法的分类0.2.1按温度特征分类1.热加工在充分再结晶温度以上的温度范围内所完成的加工过程，T=0.75∽0.95T熔。

2.冷加工在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工T=0.25T熔以下。

3.温加工介于冷热加工之间的温度进行的加工.0.2.2按受力和变形方式分类由压力的作用使金属产生变形的方式有锻造、轧制和挤压1.锻造：用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使金属进行塑性变形的过程。

分类：自由锻造：即无模锻造，指金属在锻造过程的流动不受工具限制（摩擦力除外）的一种加工方法。

模锻：锻造过程中的金属流动受模具内腔轮廓或模具内壁的严格控制的一种工艺方法。

图0-1 锻造工艺示意图a镦粗；b模锻2.轧制轧制：金属坯料通过旋转的轧辊缝隙进行塑性变形。

分类：纵轧：金属在相互平行且旋转方向相反的轧辊缝隙间进行塑性变形，而金属的行进方向与轧辊轴线垂直。

斜轧：金属在同向旋转且中心线相互成一定角度的轧辊缝隙间进行塑性变形。

金属塑性成形原理教学设计

金属塑性成形原理教学设计一、引言金属塑性成形是金属材料加工中最常用的方法之一。

它通过施加外界力，使金属材料在不断变形、延展的过程中改变其形状和尺寸。

金属塑性成形具有高效、经济、精确等优点，在制造业中得到广泛应用。

因此，金属塑性成形原理的教学设计对于培养学生的实际操作能力和工程思维具有重要意义。

二、教学目标1. 了解金属塑性成形的基本原理；2. 掌握金属塑性成形的常见方法和工艺；3. 理解金属塑性成形的应用范围及其在现代制造业中的重要性；4. 培养学生的实际操作能力和工程思维。

三、教学内容1. 金属塑性成形原理的概述- 金属塑性成形的定义和基本概念- 金属塑性成形的分类和特点- 金属塑性成形的工作原理2. 金属塑性成形的常见方法和工艺- 锻造- 拉伸- 冲压- 深冲- 挤压3. 金属塑性成形的应用范围及其在现代制造业中的重要性- 汽车工业- 电子工业- 机械制造业- 轨道交通设备制造业等四、教学方法1. 讲授法：通过讲解金属塑性成形原理的概念、分类、特点和工作原理，使学生对金属塑性成形有一个全面的了解。

2. 案例分析法：通过分析实际案例，让学生理解金属塑性成形在不同行业中的应用和重要性。

3. 实践操作：设置实验环节，让学生亲自进行金属塑性成形的操作，提高他们的实际动手能力。

4. 讨论交流：组织学生进行小组讨论，让他们就金属塑性成形的原理、方法、应用等方面展开深入的交流与思考。

五、教学评价1. 学习笔记：要求学生对金属塑性成形原理进行详细的记录和总结。

2. 实验报告：要求学生编写实验报告，描述实验过程、结果和体会。

3. 期末考试：考核学生对金属塑性成形原理的理解和掌握程度。

六、教学资源教材：金属塑性成形原理教材、参考书籍和学术论文等。

实验设备：金属塑性成形实验设备、模具、测量工具等。

七、教学计划第一章金属塑性成形原理的概述1.1 金属塑性成形的定义和基本概念1.2 金属塑性成形的分类和特点1.3 金属塑性成形的工作原理第二章金属塑性成形的常见方法和工艺2.1 锻造2.2 拉伸2.3 冲压2.4 深冲2.5 挤压第三章金属塑性成形的应用范围及其在现代制造业中的重要性 3.1 汽车工业3.2 电子工业3.3 机械制造业3.4 轨道交通设备制造业等第四章实验操作和讨论交流4.1 实验操作4.2 小组讨论第五章教学评价和教学总结5.1 学习笔记5.2 实验报告5.3 期末考试八、教学反思通过金属塑性成形原理教学设计，学生能够全面了解金属塑性成形的基本原理、常见方法和工艺，掌握其应用范围和在现代制造业中的重要性。

金属塑性成形原理简介教案

金属塑性成形原理简介教案金属工艺学电子教案（29 ）【课题编号】29-14.1【课题名称金属塑性成形原理简介，金属锻造的加热与冷却，自由锻（一）【教材版本】郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006【教学目标与要求】一、知识目标了解锻压的特点、分类及应用；金属塑性成形原理；金属锻造的加热和冷却；自由锻的特点、基本工序及应用。

二、能力目标能根据金属材料初步学会选择锻造温度和冷却方式；能根据锻件大小初步学会选用锻压设备。

三、素质目标了解锻压的特点、分类及应用；金属塑性成形原理；自由锻的特点、基本工序及应用。

能初步选择锻造温度、冷却方式；选用锻压设备。

四、教学要求一般了解锻压的特点、分类及应用。

初步了解金属塑性成形原理；金属锻造的加热和冷却。

一般了解自由锻的特点、基本工序及应用。

【教学重点】自由锻的特点、工序及应用。

【难点分析】金属塑性成形原理。

【分析学生】1．具有学习的知识基础。

2．具有学习的能力基础。

3．对于承受冲击或交变载荷的重要零件，都应采用锻件毛坯，锻压是重要的制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。

应结合实际、联系生产、学好锻压生产。

【教学设计思路】教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。

【教学资源】1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，20052．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】2学时（90分钟）教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。

【教学过程】一、复习旧课（10 分钟）讲评铸造工艺设计习题课大作业批改情况。

二、导入新课锻压是对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。

它是锻造与冲压的总称。

锻压能改善金属组织，提高金属的力学性能。

对于承受冲击或交变载荷的重要零件，应采用锻件毛坯。

金属塑性成形原理教案资料

金属塑性成形原理金属塑性成形原理1：试述塑性成型的一般分类。

1按成形特点分;块料和板料成形。

其中块料成形分为一次加工和2次加工。

一次加工包括轧制、挤压、拉拔等加工方法。

二次加工包括自由锻、模锻等加工方法。

2按成形时工件的温度分为热成形，冷成形，温成形。

2：在冷态下塑性变形的主要形式是什么？为什么？1在冷态条件下，多晶体的塑性变形是晶内变形，而晶内变形的主要方式是滑移。

2这是因为晶界存在各种缺陷，能量较高，在外力作用下不易变形，在冷态下条件下，晶界强度高于晶内，其变形比晶内困难，还由于晶粒在生成过程中，各晶粒相互接触，形成犬牙交错状态，造成对晶界滑移机械的阻碍作用，如果晶界变形，容易引起晶界结构的破坏，和裂纹产生，因此晶间变形只能很小。

3：多晶体金属塑性变形的特点是什么？1各晶粒变形的不同时性，2，各晶粒变形具有相互协调性。

3晶粒与晶粒之间，晶粒内部与晶界附近区域之间的变形具有不均匀性。

4：细晶对变形抗力的影响？1，滑移是由一个晶粒转移到另一个晶粒，主要取决于晶粒、晶界附近位错塞积群产生的产力场是否能够激发相晶粒中的位错源开动起来，以进行协调性的次滑移，而位错塞积群应力场的强弱与塞积位错数目n有关，n越大，应力场就越大，位错源开动的时间就越长，位错数也就越大，因此，粗晶金属的变形比较容易，而细晶粒则需要更大的外力作用才能使相邻晶粒发生塑性变形，即晶粒越细小，金属的变形抗力越大。

5：细晶对金属塑性的影响？1，在一定的体积内，细晶粒的数目多于粗晶粒的数目，因而塑性变形是位向有利的晶粒也较多，变形能均匀地分散到各个晶粒上。

2从每个晶粒的应变分布来看，细晶粒时，晶界的影响区域相对加大，使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异性减小，细晶粒金属的变形不均匀性也较小，因此引起的应力集中必然减小，内应力较均匀，因而金属断裂前可以承受塑性变形量更大。

6：冷塑性变形对金属组织的影响？1，晶粒形状的变化，金属经冷变形加工后，晶粒形状变化趋势与金属宏观变形一致，2，晶粒内部产生亚结构，3晶粒位向改变，产生变形织构。

金属的塑性成形方法(赵)教材

三、金属的变形规律
1. 体积不变定律 2. 最小阻力定律
第二章锻造
§2-1 锻造方法
一、自由锻造 1 设备
空气锤
65~750Kg
锻锤
蒸汽—空气锤 630Kg~5T
水压机压力机
油压机
锻锤吨位 = 落下部分总重量 = 活塞+锤头+锤杆
压力机吨位= 滑块运动到下始点时所产生的最大压力
二、自由锻基本工序
Z
双边间隙 Z = （5%~10%）t
✓凸凹模间隙对冲裁件质量的影响
当间隙过小时，如图示，外表尺寸略有增大，内腔尺寸略有缩小（弹性回复）。光面宽度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所减小，工件质量较高。
当间隙过大时，如图示，断面光面减小，塌角与斜度增大，形成厚而大的拉长毛刺，且难以去除，同时冲裁的翘曲现象严重。外形尺寸缩小，内腔尺寸增大，模具寿命较高。
1.冷变形及其影响 1）组织变化的特征： ①晶粒沿变形最大方向伸长； ②晶格与晶粒均发生畸变； ③晶粒间产生碎晶。 2）性能变化的特征：
加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降。
有利：强化金属材料不利：进一步的塑性变形带来困难
2. 回复
T回 = （0.25~0.3）T熔
(K)
3. 再结晶
T再 = （0.35~0.4）T熔 (K)
热变形以上 T再以下冷变形
4 . 热变形及其影响 1）不产生加工硬化 2）使组织得到改善，提高了力学性能
① 细化晶粒； ② 压合了铸造缺陷； ③ 组织致密。
3）形成纤维组织 5 . 纤维组织
（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高（2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高

金属塑性变形与轧制原理教学设计

金属塑性变形与轧制原理教学设计1. 前言金属的塑性变形与轧制技术是现代工业生产中不可或缺的一部分，因此对于金属塑性变形与轧制原理的教学具有重要的意义。

本文将介绍一种以讲解原理和案例分析相结合的教学设计方案，帮助学生更好地理解和掌握金属塑性变形与轧制原理。

2. 教学目标及内容2.1 教学目标•通过本节课的学习，学生应该能够理解金属材料的塑性变形原理和轧制原理；•完成案例分析，并通过实践锻炼自己的实际操作能力；•培养学生的团队合作能力和创新思维能力。

2.2 教学内容•金属材料塑性变形原理–塑性变形的定义与特点–变形机理–变形规律•金属轧制原理–轧制的定义及类别–轧制的工作原理–轧制工艺3. 教学方法结合讲解原理和案例分析相结合，通过实例的操作，让学生更好地理解金属材料的塑性变形原理和轧制原理。

3.1 讲解原理在课堂上，老师将讲解金属材料的塑性变形原理和轧制原理，解释它们的定义、分类、工作原理、操作流程，对于学生的疑惑进行细致的解答。

3.2 案例分析老师将带领学生进行实践操作，并介绍一些应用案例。

学生根据案例逐一分析，掌握所学基础理论知识，实现理论与实践的无缝对接。

4. 学习评估4.1 作品展示在课程的最后，学生要提交一个作品展示。

展示的内容选择自学或课堂讲解中所学的任意一项技术，并表现出该技术在实际中的应用。

4.2 学生自评学生在自测过程中，可以作为小组或个人对自己学习情况进行自我评估，更好地反思自己的学习情况，同时对掌握的知识有更好的把控。

5. 总结金属材料的塑性变形和轧制技术是现代工业不可或缺的一部分，理解这些技术的原理对专业学生的职业发展至关重要。

在本课堂教学中采用讲解原理和案例分析相结合的方式，能够使学生更好地掌握知识，同时培养团队合作能力和创新思维能力，为学生未来的职业发展打下坚实的基础。

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。

《金属塑性成形原理及工艺》课程讲义

一、金属的晶体结构
1．晶格和晶胞
固体物质中的原子排列有两种情况，一种是原子呈周期性有规则的排列，这种物质被称为晶体，另一种是原子呈不规则排列，被称为非晶体。金属一般是晶体。在晶体中，原子排列的规律不同，其性能也不同。所以研究金属的晶体结构，首先必须从金属原子的实际排列情况着手。
实际中，晶体的原子堆积在一起，肉眼难以分辨其规律性。为了清楚的表明原子在空间的排列规律性，人们对晶体结构进行了抽象简化。即将构成晶体的实际质点（包括原子、离子或者分子）忽略，将他们抽象为纯粹的几何点，称之为阵点或结点。这些阵点可以是原子（或者分子）的中心，也可以是原子群（或者分子群）的中心点。用许多平行的直线将这些阵点连接起来，就构成了一个三维的空间格架，这种用以描述晶体中原子（离子或者分子）排列规律的空间格架称为空间点阵，简称为点阵或晶格。
晶体地缺陷通常分为三大类：（1）点缺陷晶体中的点缺陷主要包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子，以及由它们组合而成的复杂缺陷。在晶体中，处于平衡位置的原子不是固定不动的，而是以各自的平衡位置为中心不停的作热振动。随着温度的升高，热振动的振幅和频率都会增加。由于晶体内原子的相互作用，他们将彼此相互影响、相互制约，从而使热振动能量产生起伏。当某些原子振动的能量高到足以克服周围原子的束缚时，它们便有可能挣脱原来的平衡位置，迁移到一个新的位置，形成一个离位原子，同时在原来的平衡位置上留下点阵空位缺陷。离位原子的迁移位置一般有三种： 1）离位原子迁移到晶体表面或者晶界上的正常阵点位置，使晶体内部留下空位 2）离位原子挤入点阵的间隙位置，在晶体中同时形成数目相等的空位和间隙原子； 3）离位原子迁移到其他空位中，使空位移动，这种情况下，空位的数目不会增加。空位和间隙原子的形成与温度有很大的关系，随着温度的升高，空位和间隙原子的数目增加，因此，点缺陷又称为热缺陷。空位和间隙原子的迁移运动，构成金属晶体中原子的扩散，这直接影响到金属的性能和在金属中发生的某些物理化学过程。例如金属的热处理、化学处理、蠕变和高温变形都和原子的扩散有关。

材料成型基础教案-塑性成形

材料成型基础教案-塑性成形1绪论教学内容:金属塑性加工的定义、分类、特点、地位;本课程的性质、内容、意义、发展概况。

教学重点:1对金属塑性加工进行定义及分类2介绍塑性加工的特点及在国民经济中的地位3简述了塑性加工理论的发展概况教学难点:1重点掌握金属塑性加工的定义2牢记金属塑性加工的分类3了解塑性加工在国民经济中的地位及塑性加工原理的发展概况教学方法:课堂教学为主，充分利用多媒体素材来表示抽象的概念。

教学要求:重点掌握金属塑性加工的定义及对其分类，掌握塑性加工的特点及在国民经济中的地位，了解塑性加工理论的概况。

授课内容:1.1金属塑性成形的特点及分类1.1.1金属的塑性、塑性成形及其特点将圆柱形试样进行拉伸实验时，拉力 P与试样伸长Δ l 之间的关系如图所示。

如图可看出，当作用力P<Pe(弹性极限载荷)时进行卸载，伸长沿eo方向减小，最后伸长消失，试样恢复原来长度，这种性质称为材料弹性。

当作用力P>Ps(屈服极限载荷)，例如加载到c点，然后进行卸载，则伸长随载荷的减小而沿cd方向变化(cd?eo)。

卸载后，试样中保留残留变形od，这种残余变形称为塑性变形，即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。

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称为塑性。

1塑性材料试样拉伸时拉力与伸长之间的关系图金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形，也称塑性加工或压力加工。

金属塑性成形有如下的特点:(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，适于大批量的生产。

1.1.2金属塑性成形的分类(1) 轧制(纵轧)(2) 挤压(正挤压) (3) 拉拔(4) 自由锻(镦粗)(5) 开式模锻 (6) 闭式模锻(7) 拉深1.2金属塑性成形原理课程的目的和任务金属塑性成形，即都要利用金属的塑性，并都要借助于一定的外力使其产生塑性变形。