金属塑性成形精品PPT课件

3 金属塑性成形
汽车覆盖件成形（板料成形）
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
汽车前翼子板成形（板料成形）
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
圆筒的拉深成形（板料成形）
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
汽车中的冲压件（钣金)
3 金属塑性成形
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
材料加工基础
面心立方 （Face Centered Cube） (Al、Cu、γ-Fe、Ni)
密排六方 （Close-package Hexagonal）
(Mg、Zn、Cd、α-Ti)
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3.2塑性成形机理 滑移
3 金属塑性成形
滑移带 500倍
材料加工基础
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3.2塑性成形机理 ❖滑移
3 金属塑性成形
材料加工基础
飞机蒙皮 汽车覆盖件
冲压成形产品示例—— 高科技产品
材料加工基础
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材料加工基础
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材料加工基础
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3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
3塑性成形分类
锻压 （Metal forging and stamping）
1.体积成形 (Bulk Metal Forming):
1.1 锻造 (Forging)
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
➢高温合金涡轮盘锤锻（体积成形）
材料加工基础
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3.1塑性成形概述 ➢汽车中的锻件
3 金属塑性成形
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
板料成形
✓板料成形又称为冲压，这种成形方法通常都是在常温下
进行，所以也称为冷冲压。按照金属的变形性质又可以 分为分离工序和成形工序。
类。
✓前者在成形过程中，变形区的形状随变形的进行而发
生改变，属于非稳定塑性变形；
✓后者在变形的大部分阶段变形区的形状不随变形的进
行而改变，属于稳定塑性变形。
材料加工基础
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3.1塑性成形概述 汽车曲轴锻造（体积成形）
3 金属塑性成形
材料加工基础
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3.1塑性成形概述 ➢阶梯轴类零件的楔横轧
3 金属塑性成形
➢金属变形： 晶粒内部变 + 晶界变形
➢晶内变形：滑移（slipping）和孪晶(twin crystal)
材料加工基础
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3.2塑性成形机理 ❖金属结构
3 金属塑性成形
• 原子结构
• 晶体结构
材料加工基础
显微结构
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3.2塑性成形机理 ❖典型金属晶体结构
3 金属塑性成形
• 体心立方
（Body Centered Cube） (α- Fe、Cr、W、V、Mo)
✓分离工序主要是利用冲模在压力机外力的作用下，使板
料分离出一定的形状和尺寸工件的冲压工序。它包括落 料、冲孔、切断、切边、剖切等工序。
✓成形工序是利用冲模在压力机外力的作用下，使板料产
生塑性变形而得到相应工件的冲压工序。主要包括弯曲、 拉深、翻边、胀形、扩口、缩口、旋压等。
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
1.1.1自由锻造 1.1.2模锻
1.2 挤压(Extrusion) 1.3 拉拔(Drawing)
轧制（Rolling）
板材轧制 型材轧制 管材轧制
横轧 纵轧
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)
3 金属塑性成形
4.塑性成形优点
➢组织细化致密、力学性能提高。 ➢体积不变的材料转移成形，材料利用率高。 ➢生产率高，易机械化、自动化。 ➢制品精度较高。
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3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
塑性成形缺点
➢不能加工脆性材料。 ➢难以加工形状特别复杂（特别是内腔）、
体积特别大的制品。
➢设备、模具投资费用高。
材料加工基础
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3.2塑性成形机理
3 金属塑性成形
塑性变形：
➢在外力作用下，金属材料产生的不可逆永久变形。
弹性变形：
➢外力卸除后，自动消失的可逆变形。
材料加工基础
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3.2塑性成形机理
3 金属塑性成形
1.塑性：
➢在外力作用下，金属材料产生不可逆永久变形而
不发生破坏的能力。
➢衡量金属变形难易程度的指标。 ➢塑性越好，变形抗力越小，成形越容易。 ➢用伸长率δ、断面收缩率ψ表示：
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3.2塑性成形机理 ❖ 晶内变形
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材料加工基础
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3.2塑性成形机理 晶界变形
3 金属塑性成形
材料加工基础
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3.2塑性成形机理
3 金属塑性成形
3.金属塑性变形的影响因素
➢化学成分的影响 ➢组织状态的影响 ➢变形温度的影响 ➢变形速度的影响 ➢应力状态的影响
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3.2塑性成形机理
δ= （L1-L0）/ L0 ×100%
ψ=（ S0-S1）/S0×100%
材料加工基础
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3.2塑性成形机理
3 金属塑性成形
2.金属塑性变形的实质
金属——显微组织——晶体——原子
➢典型晶格结构: ✓体心立方（Body-Centered Cube bcc） ✓面心立方（Face-Centered Cube fcc） ✓密排六方（Close-Package Hexagonal Hex）
材料加工基础
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3.2塑性成形机理 ❖滑移
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材料加工基础
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3.2塑性成形机理 ❖滑移
3 金属塑性成形
示意图
晶体外表面的滑移痕迹 12×
滑移带（铜） 500×
材料加工基础
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3.2塑性成形机理 孪晶
孪晶前
3 金属塑性成形
• 孪晶面 孪晶后
材料加工基础 • 工业纯铁 孪晶 100倍
3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
1概念
➢金属在外力作用下塑性变形，获得具有一
定形状、尺寸、精度和力学性能的毛坯、零 件或原材料的加工方法——压力加工。
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
2塑性成形应用
机械 航空 航天 船舶 军工 仪器仪表 电器 日用五金
材料加工基础
3 金属塑性成形
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冲压成形产品示例——日常用品
辊锻，楔横轧， 辗环，辊弯
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
➢ 塑性成形类型
3 金属塑性成形
材料加工基础
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3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
体积成形
✓体积成形主要是指那些利用锻压设备和工、模具，对
金属坯料（块料）进行体积重新分配的塑性变形，得 到所需形状、尺寸及性能的制件。
✓主要包括锻造（Forging）和挤压（Extrusion）两大