CH6塑性成形技术
《塑性成形工艺基础》课件
模具的构成
模具由上模、下模和导向部件等组成，用于实现金属材料的塑性成形。
模具的工艺要求
模具设计需要考虑材料选择、温度控制、表面处理等多个方面的要求。
模具设计的方法
模具设计需要考虑产品形状、材料流动和成型工艺等因素，采用综合方法进行设计。
塑性成形加工工艺
塑性成形加工的流程 塑性成形加工的工艺参数与选择 塑性成形加工的质量控制
应用范围
塑性成形工艺广泛应用于汽车、航空航天、家电等领域，是现代工业的重要组成部分。
塑性变形的基本原理
1 金属的结构和性质
金属材料由多个晶格组 成，塑性变形是晶格滑 移和晶格形变的结果。
2 冷变形与热变形
冷变形在室温下进行， 热变形在高温下进行， 两者具有不同的变形特 点。
3 塑性变形的分类
塑性变形可分为压力加 工、拉伸加工、弯曲加 工和精密成型等多种类 型。
《塑性成形工艺基础》 PPT课件
本课程将介绍塑性成形工艺的基本原理、过程和模具设计，以及该工艺的发 展趋势。让我们一起探索这个令人着迷的领域！
背景介绍
塑性成形工艺的定义
塑性成形是通过施加压力，使金属材料在保持连续性的情况下发生塑性变形的一种制造工艺。
发展历程
塑性成形工艺自古已有，经历了手工操作、机械压力成形到现代数控技术的发展。
塑性成形的基本过程
1
拉伸加工
2
通过拉伸使金属材料变薄或变长，常
见的工艺有拉延、拉具的精细控制实现复杂零件的 成形，如注塑、挤压等。
压力加工
通过施加压力使金属在模具中变形， 包括冲压、锻造等工艺。
弯曲加工
通过施加力使金属材料弯曲或折弯， 常见的工艺有折弯、卷弯等。
塑性成形模具设计
塑性成形技术基础.ppt
（2-21）
d 3 dt 2
4）全量理论 （1）基本假设条件 ①理想刚塑性材料的假设； ②塑性变形和弹性变形属同一量级； ③加载过程符合简单加载条件，则应力偏 张量的各个分量与应变偏张量的各个分量
成正比。
（2）伊留申理论
3 式中： 2
1 时， 、 1； 当
0 、 2 / 3。 由 时， 2
2 3
( )/2 2 1 3
1 变化至
3
时，相应的 值变化范围为 1～ 2 / 3。现以 为纵坐标， 为横坐标 ,得 随 变化的几 何图形，如图所示。
图2-14 三向同号和异号应力状态下的屈服准则
根据屈服准则可知，为了使该单元体发 生塑性变形，对于三向压力状态时应满足：
即：
1 3 s
s 1 3
对于而两压一拉应力状态时应满足： 即：
1 3 s s 3 1
显然，第一种情况下 1 的绝对值（即变形抗力） 要比第二种情况下的大。
（2-13）
（3）塑性方程
2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 6 ( ) 2 x y y z z x x y y z z x s 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 2 1 2 2 3 3 1 s
2
1
2.4 塑性变形时应力应变关系 分析塑性变形问题，需要知道塑性 变形时，应力状态和应变状态之间的关 系。这种关系的数学表达式叫做本构方
程，也称物理方程。
1）塑性变形时应力应变关系的特点 弹性变形时，应力与应变成线性关系。 弹性变形是可逆的，应变由应力状态唯一确 定，和应力状态如何达到的历史无关。应力 应变之间的这种线性关系，可由广义虎克定
塑性成形工艺技术
塑性成形工艺技术塑性成形工艺技术是一种利用热塑性材料在加热软化状态下，通过模具施加一定的力量，在特定的温度和压力条件下，使材料变形成为所需形状的一种工艺技术。
塑性成形工艺技术广泛应用于制造业领域中，如汽车制造、电器制造、日用品制造等。
塑性成形工艺技术的主要流程包括原料选择、加热、成形和冷却等几个步骤。
首先，需要选择适合的热塑性材料作为原料，这些材料具有良好的可塑性和可加工性。
接下来，通过加热使得材料软化，并将其放置在模具中。
在施加一定的压力下，材料逐渐变形成为所需的形状。
最后，冷却过程会使得材料固化并保持所需形状。
塑性成形工艺技术的主要优点是可以制造出复杂的形状和细节，且成本较低。
相对于其他成形工艺，塑性成形工艺技术不需要使用复杂的模具，并且可以一次性制造出整个产品，节省了制造和加工的时间和成本。
此外，塑性成形工艺技术还可以在材料中添加颜色、纹路等特殊效果，使得产品更加美观。
塑性成形工艺技术的应用非常广泛。
在汽车制造中，塑性成形工艺技术可以用于制造车身覆盖件、内饰件等。
在电器制造中，可以用于制造外壳、面板等部件。
在日用品制造中，常常使用塑性成形工艺技术制造塑料杯、碗、筷子等。
当然，塑性成形工艺技术也存在一些限制。
首先，只能使用热塑性材料进行成形，热固性材料无法应用该工艺。
其次，对于一些较大尺寸的产品，可能需要较大的设备和工艺，并且成形过程可能需要较长的时间。
此外，塑性成形工艺技术中还可能出现一些质量问题，如表面缺陷、壁厚不均等。
总结来说，塑性成形工艺技术是一种应用广泛、效率高且成本低的制造工艺。
它不仅可以制造出复杂的形状和细节，还可以满足产品的外观要求。
随着技术的不断进步，塑性成形工艺技术将会在制造业中发挥越来越重要的作用。
材料的塑性成形工艺
材料的塑性成形工艺引言塑性成形是一种常见的材料加工工艺，通过施加力量使材料发生形变，以获得所需的形状和尺寸。
塑性成形工艺包括冷拔、冷加工、锻造、挤压、拉伸等多种方法。
本文将介绍几种常见的材料塑性成形工艺及其特点。
一、冷拔1.1 工艺流程冷拔是一种拉伸加工的方法，主要用于金属材料。
其工艺流程包括以下几个步骤：1.选材：选择合适的原材料进行冷拔加工。
2.加热：将材料加热至适当的温度，以提高其塑性。
3.均质化处理：通过变形和退火等处理方法，使材料组织更加均匀。
4.拉拔：将材料拉伸至所需的形状和尺寸。
5.精整：通过切割、修整等方法，使成品达到要求的尺寸。
1.2 特点冷拔工艺具有以下特点：•成品尺寸精度高，表面质量好。
•可加工各种材料，包括金属和非金属材料。
•可以提高材料的强度和硬度。
二、冷加工2.1 工艺流程冷加工是一种在常温下进行的成形加工方法，常用于金属材料。
其工艺流程包括以下几个步骤：1.选材：选择合适的原材料进行冷加工。
2.切削：通过刀具对材料进行切削加工。
3.成型：通过冷加工设备对材料进行压制、弯曲、卷曲等成型操作。
4.精整：通过修整、研磨等方法，使成品达到要求的尺寸和表面质量。
2.2 特点冷加工具有以下特点：•成品尺寸精度高，表面质量好。
•可以加工多种材料，包括金属和非金属材料。
•部件形状复杂度高，适用于精密加工要求较高的产品。
三、锻造3.1 工艺流程锻造是一种通过施加压力将材料压制成所需形状的工艺方法。
其工艺流程包括以下几个步骤：1.选材：选择合适的原材料进行锻造。
2.加热：将材料加热至适当的温度，以提高其塑性。
3.锻造：通过锻造设备施加压力，将材料压制成所需形状。
4.精整：通过修整、热处理等方法，使成品达到要求的尺寸和性能。
3.2 特点锻造具有以下特点：•可以加工各种金属材料，包括高温合金和非金属材料。
•成品强度高，韧性好。
•高生产效率，适用于大批量生产。
四、挤压4.1 工艺流程挤压是一种将材料挤压成所需截面形状的塑性成形工艺。
塑性成形技术研究与应用
塑性成形技术研究与应用随着工业技术的不断发展，塑性成形技术在制造业中得到广泛应用。
塑性成形是指通过外力的作用，使金属或非金属材料发生塑性变形，从而制造出所需的形状与尺寸的工件。
它在汽车、航空航天、电子、电器等行业中发挥着重要的作用，成为了制造业中不可或缺的一部分。
本文将探讨塑性成形技术的研究与应用，并介绍其中的几种常见方法。
首先，我们来了解一下塑性成形技术的基本原理。
塑性成形的过程中，材料在外力作用下，发生形变并保持新形态，从而达到所需形状与尺寸的目的。
这一过程主要依靠材料的塑性变形特性，即材料在外力作用下，原子、分子之间发生结构变化，从而使材料在保持连续性的前提下发生形变。
塑性成形技术利用了材料的这一特性，通过控制变形力度、形变速度和变形温度等因素，实现对材料形状的精确控制。
塑性成形技术包括了许多不同的方法，其中最常见的包括锻造、拉伸、压力加工和冷冲压等。
锻造是通过将材料置于锻模中，在外力作用下使其发生塑性变形，最终得到所需形状的工件。
拉伸是指在拉伸力的作用下，将材料逐渐延伸至所需长度的过程。
压力加工是指通过将材料置于压力模具中，在外力作用下使其流动并改变形状。
冷冲压则是将材料加工至室温下，利用冲压模具对其进行压力作用，从而实现所需形状的制造。
塑性成形技术的应用范围广泛。
汽车制造业是其主要应用领域之一。
通过塑性成形技术，各种金属材料可以被轻松加工成汽车车身、发动机零件等，从而满足汽车制造业对于质量、强度和外观的要求。
航空航天工业也是塑性成形技术的重要应用领域。
航空器的制造过程需要将金属材料进行精细加工，以满足航空器对于结构强度和轻量化的要求。
电子和电器行业也广泛应用了塑性成形技术，用于制造电子器件、电子外壳和线路板等。
然而，塑性成形技术也面临一些挑战和问题。
首先，塑性成形技术对材料的性能要求较高，需要选用适合的材料才能获得理想的成形效果。
此外，成形过程中可能会产生一些缺陷，如气泡、裂纹等，需要进行后续的处理和修复。
塑性成形技术概论
轧制优缺点
优点： 1. 工作载荷小。由于是连续局部成形，工作载荷 小，只有一般模具锻的几分之一到几十分之一。 2. 设备重量低。由于工作载荷小，所以设备重量 轻、体积小及投资省。 3. 生产率高。 4. 产品精度高。产品尺寸精度高、表面粗糙度低 、具有显著的节材效果。 5. 工作环境好。冲击与噪声都很小，工作环境显 著改善。 6. 易于实现机械化生产， 缺点：通用性差，需要专门的设备和模具，而且多数 模具的设计、制造及生产工艺调整比较复杂。所以， 多用于种类少批量大零件的生产。
到2010年，我国模具销售额突破千亿；到 2012年，我国模具销售额已达1370亿元
高效的设备
什么是成形设备? 是指借助模具或砧座生产各类有形坯料或成形制品的机械设备。 什么是机械设备？ 是指所有有一定功能或能够制造出零 件的机器。如车床、铣床、刨床、轧机、 压力机等等。
成形设备分类： ■机械压力机 ■液压机
■锻锤 ■旋转成形机械
3）塑性成形在国民经济中的地位特点
金属采用塑性加工方法成材，不仅以其原材料消耗少、生产效率 高、产品质量稳定，而且能 有效地改善和控制金属的组织与性能，在 国民经济与国防建设中占有十分重要的地位。
飞机
航 空 航 天
运载火箭
航天飞机
空间站
航空航天
交通运输
4）金属塑性成形的分类
“塑性成形技术”概论
主讲教师：夏琴香
博士/教授/博士生导师
联系电话：13902233118 Email:meqxxia@
QQ: 2234442469
“模具设计及计算机应用”概论 1 、模具分类 2、塑性成形技术概论
3、自由锻概述
4、 模鍛概述 5、 模具行业发展现状
2、塑性成形技术概论
塑性成形技术讲解
塑性成形技术讲解第⼆章塑性成形技术※塑性成形技术：利⽤外⼒使⾦属材料产⽣塑性变形，使其改变形状、尺⼨和改善性能，从⽽获得各种产品的加⼯⽅法。
※主要应⽤：1）⽣产各种⾦属型材、板材和线材；2）⽣产承受较⼤负荷的零件，如曲轴、连杆等；※塑性成形特点：1）产品⼒学性能优于铸件和切削加⼯件；2）材料利⽤率⾼，⽣产率⾼；3）产品形状不能太复杂；4）易实现机械化、⾃动化※分类：1）轧制2）挤压3）拉拔4）锻压：a锻造（⾃由锻，模锻）。
b 冲压第⼀节⾦属塑性成形的物理基础⼀、塑性变形的实质●宏观：外⼒，弹性变形，塑性变形（分切应⼒作⽤）●微观（晶体内部）：位错滑移和孪晶●多晶体：晶粒变形、晶界滑移、晶粒转动⼆、塑性变形的分类●冷塑性变形：低于再结晶温度以下时发⽣的变形钨的再结晶温度在1200度。
●热塑性变形：⾼于再结晶温度以上时发⽣的变形铅、锡等⾦属再结晶温度在零度以下。
三、冷塑性变形对⾦属组织和性能的影响产⽣加⼯硬化：随着变形程度的提⾼，⾦属的强度和硬度提⾼，塑性和韧性下降的现象。
原因：位错密度提⾼，亚结构细化2. 产⽣内应⼒：变形开裂，抗腐蚀性能降低，采⽤去应⼒退⽕进⾏消除。
3. 晶粒拉长或破碎，可能产⽣各向异性的塑性变形→晶格畸变→加⼯硬化→内能上升（不稳定）→加热→原⼦活⼒上升→晶格重组→内能下降（温度低时，回复。
温度⾼时，再结晶）四、热塑性变形对⾦属组织和性能的影响⼀）、五种形态：静态回复；静态再结晶；动态回复；动态再结晶；亚动态再结晶1、静态回复、静态再结晶：变形之后，利⽤热变形后的余热进⾏，不需要重新加热。
2、动态回复、动态再结晶：热变形过程中发⽣的。
3、亚动态再结晶：动态再结晶进⾏的热变形过程中，终⽌热变形后，前⾯发⽣的动态再结晶未完成⽽遗留下来的，将继续进⾏⽆孕育期的再结晶。
⼆）、热变形对⾦属组织和性能的影响1. 使铸锭或⽑坯中的⽓孔和疏松焊合，晶粒细化，改善夹杂物和第⼆相等形态和分布，偏析部分消除，使材料成分均匀。
塑性成形原理的应用
塑性成形原理的应用1. 引言塑性成形是一种广泛应用于工程领域的加工方法，通过对金属等材料进行压力或应变的加工，使其发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零件。
本文将介绍塑性成形原理的应用领域和相关的工艺技术。
2. 塑性成形原理及分类塑性成形是利用材料的塑性变形性质，通过施加外力，使材料产生塑性变形，最终得到所需形状的加工方法。
常见的塑性成形方法包括锻造、拉伸、压力成形、挤压等。
2.1 锻造锻造是利用金属材料的塑性变形特性，通过施加巨大的压力将材料塑性变形成所需形状的一种成形方法。
锻造被广泛应用于制造汽车零部件、航空航天部件等领域。
2.2 拉伸拉伸是利用外力使金属材料发生塑性变形，逐渐延长材料的长度，从而得到所需形状的一种加工方法。
拉伸被广泛应用于制造金属管材、绳索等产品。
2.3 压力成形压力成形是利用外力使金属材料在模具中受到均匀的压力，从而塑性变形成所需形状的一种成形方法。
压力成形常用于制造汽车车身、家电外壳等产品。
2.4 挤压挤压是将金属材料放置在挤压机中，在受到挤压头的作用下，使材料逐渐通过模具产生塑性变形，最终得到所需形状的一种成形方法。
挤压被广泛应用于制造铝合金型材、塑料管材等产品。
3. 塑性成形的应用领域塑性成形在各个工程领域都有广泛的应用，以下列举了几个典型的应用领域。
3.1 汽车制造汽车制造是塑性成形的重要应用领域之一。
例如，汽车车身的制造过程中，采用压力成形和挤压工艺，将金属材料塑性变形成所需的车身零部件。
3.2 航空航天航空航天行业对材料的性能要求极高，因此塑性成形在航空航天领域的应用十分广泛。
例如，飞机的机身、结构件等都需要通过压力成形和锻造等工艺进行加工。
3.3 家电制造在家电制造领域，塑性成形被广泛应用于制造家电外壳。
例如，冰箱、洗衣机等家电产品的外壳都是通过压力成形或拉伸等工艺进行制造的。
3.4 金属制品金属制品制造领域是塑性成形的重要应用领域之一。
例如，金属管材的制造过程中，常采用挤压工艺，将金属材料产生塑性变形成所需形状的管材。