什么是管材塑性弯曲成形
材料成型工艺基础金属塑性成形
材料成型工艺基础：金属塑性成形1. 引言金属塑性成形是制造业中常见的一种材料成型工艺。
通过对金属材料施加力量，使其在一定的温度和应变条件下发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的制品。
这种成形工艺广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本文将介绍金属塑性成形的基本概念、工艺流程以及常见的金属塑性成形方法。
2. 基本概念2.1 金属塑性成形的定义金属塑性成形是指将金属材料通过施加力量，在一定的温度和应变条件下，使其发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的工艺过程。
2.2 塑性变形的基本概念塑性变形是指材料在一定的应力作用下，在超过其屈服点之后发生的可逆性变形。
在这种变形中，金属材料的原子结构会发生改变，从而改变了材料的形状和尺寸。
3. 工艺流程金属塑性成形的工艺流程主要包括以下几个步骤：3.1 原材料准备在金属塑性成形工艺中，首先需要准备好所需的金属原材料。
原材料的选择需要满足产品的要求，包括材料的强度、韧性、耐蚀性等。
3.2 材料加热在金属塑性成形之前，通常需要将金属材料进行加热。
加热可以使金属材料达到一定的塑性状态，更容易发生塑性变形。
加热的温度和时间需要根据不同的金属材料和成形要求进行调整。
3.3 成型工艺金属塑性成形的成型工艺包括以下几种常见方法：3.3.1 锻造锻造是一种利用压力将金属材料塑性变形成形的方法。
在锻造过程中，金属材料会经过压缩、拉伸、冷却等多个步骤，最终得到所需的形状。
3.3.2 拉伸拉伸是将金属材料放在拉伸机上，通过施加力量使其发生塑性变形的方法。
通过拉伸可以改变金属材料的形状和尺寸。
3.3.3 深冲深冲是将金属材料放在冲压机上，通过模具对材料进行冲压，使其发生塑性变形的方法。
通过调整模具的形状和尺寸，可以得到不同形状和尺寸的制品。
3.4 后处理在金属塑性成形完成之后，通常需要进行一些后处理工艺。
包括去除表面的氧化物、清洗、退火等。
后处理的目的是提高产品的表面质量和性能。
4. 常见的金属塑性成形方法4.1 冷镦成形冷镦成形是一种将金属材料通过冷镦机进行挤压、拉伸、弯曲等操作，使其发生塑性变形的方法。
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。
塑性成形的特点与基本生产方式
一.板料冲压的基本工序
分离工序：落料、冲孔、切断、切口 变形工序：弯曲、拉深、翻边、成形
1、分离工序
将冲压件与板料按要求的轮廓线分离的工序，如剪 切、落料、冲孔。落料和冲孔总称为冲裁。
（2）冲裁件断裂面
① 蹋角带 ② 光亮带：表面光滑,断
面质量最好。 ③ 剪裂带：表面粗糙,略
带斜度。 ④ 毛刺：微裂纹出现时产
July 2021
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
难易程度。
衡量指标：
塑性 变形抗力
目 标：
塑性好 变形抗力小
影响锻造性能的因素：(1)金属本质 (2)变形条件
1. 金属本质的影响
纯金属锻造性能好
化学成分
合金差 碳钢，含碳量越少，锻造性能越好
硫、磷含量越少，可锻性越好
内部组织
纯金属、固溶体可锻性好 金属碳化物差 细晶粒好，粗晶粒差
2. 变形条件的影响
（1）变形温度
适当高温利于锻造
过热
温度过高产生
过烧 氧化
脱碳
在始锻与终锻温度之间
温 度 /C °
1538A 固相线液相线 L
1250 始锻温度L+A
碳 钢
的
E
A
锻
造
G 912
温
800
A+Fe3CⅡ
度
A+F
K
金属材料成型工艺知识大全——塑性成形篇
金属材料成型工艺知识大全——塑性成形篇塑性成形：就是利用材料的塑性，在工具及模具的外力作用下来加工制件的少切削或无切削的工艺方法。
它的种类有很多，主要包括锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等。
（1）锻造锻造：是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。
自由锻造：一般是在锤锻或者水压机上，利用简单的工具将金属锭或者块料锤成所需要形状和尺寸的加工方法。
模锻：是在模锻锤或者热模锻压力机上利用模具来成形的。
碾环：指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件，也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。
特种锻造：包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式，这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。
工艺流程：锻坯加热→辊锻备坯→模锻成形→切边→冲孔→矫正→中间检验→锻件热处理→清理→矫正→检查技术特点：1、锻件质量比铸件高能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸件高甚至比轧件高。
2、节约原材料，还能缩短加工工时。
3、生产效率高例。
4、自由锻造适合于单件小批量生产，灵活性比较大。
应用：大型轧钢机的轧辊、人字齿轮，汽轮发电机组的转子、叶轮、护环，巨大的水压机工作缸和立柱，机车轴，汽车和拖拉机的曲轴、连杆等。
（2）轧制轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩成型轧制使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。
轧制分类：按轧件运动分有：纵轧、横轧、斜轧。
纵轧:就是金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过，并在其间产生塑性变形的过程。
横轧：轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致。
斜轧：轧件作螺旋运动，轧件与轧辊轴线非特角。
工艺流程：应用：主要用在金属材料型材，板，管材等，还有一些非金属材料比如塑料制品及玻璃制品。
（3）挤压挤压：坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出使之横截面积减小长度增加，成为所需制品的加工方法叫挤压，坯料的这种加工叫挤压成型。
钢材的塑型名词解释
钢材的塑型名词解释钢材作为一种重要的建筑材料，在各个领域都发挥着重要的作用。
它的优点在于强度高、耐压性好、耐腐蚀等，这使得它成为了建筑行业的首选材料。
然而，在应用中，我们常常会遇到一些与钢材相关的名词，这些名词往往指代钢材的塑性特征，决定了它在实际应用中的使用范围。
接下来，本文将对钢材的塑型名词进行解释。
1. 弯曲性能弯曲性能是指钢材在受力时能够弯曲而不断裂或破坏的能力。
钢材的弯曲性能常常与其成分、工艺等因素相关。
优质的钢材通常具有良好的弯曲性能，可以根据需要进行不同程度的弯曲加工，适用于制作曲线形状的构件。
2. 屈服点屈服点是指当钢材在受力过程中开始出现塑性变形时所对应的应力值。
屈服点反映了钢材的抗拉性能，也是材料进入塑性阶段的起点。
一般来说，屈服点越高，表示钢材的抗拉性能越好，能够承受更大的外力。
3. 伸长率伸长率是指钢材在断裂前能够延长的相对长度。
它是衡量材料塑性程度的重要指标之一。
伸长率越高，表示钢材的塑性越好，能够在受力过程中承受较大的变形而不破裂。
因此，在需要强度和韧性兼备的应用场景中，通常选择伸长率较高的钢材。
4. 冷弯性冷弯性是指钢材在常温下能够通过外力施加弯曲而不发生断裂或裂纹的能力。
冷弯性取决于钢材的化学成分和晶格结构等因素，一般情况下，含碳量较低的钢材具有较好的冷弯性能。
冷弯性是钢材应用于制造工艺中的重要指标，特别适合用于制作弯曲构件。
5. 可塑性可塑性是指钢材能够在受力作用下经过塑性变形而不破断的能力。
可塑性是钢材的重要性能之一，它决定了钢材能否进行加工和成形。
高可塑性的钢材具有良好的锻造和压力加工性能，可以通过热处理、冷加工等工艺形成各种复杂形状的构件。
6. 弹性模量弹性模量是指钢材在受力后发生弹性变形时应力与应变之间的关系。
它是衡量材料刚度和变形能力的指标之一。
弹性模量越大，表示钢材在受力后发生弹性变形的能力越强，能够承受较大的外力而不发生塑性变形。
总结起来，钢材的塑型名词涵盖了弯曲性能、屈服点、伸长率、冷弯性、可塑性和弹性模量等方面。
材料成型工艺基础金属塑性成形
金属塑性成形技术不断创新，提高生产效率和产品质量
金属塑性成形技术与其他制造技术的融合，形成智能化制造体系
金属塑性成形技术应用于新领域，如航空航天、新能源等
金属塑性成形技术未来发展需要关注环保、可持续发展等方面
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分类：根据传动方式的不同，挤压机可分为液压挤压机和气压挤压机；根据用途的不同，可分为铝型材挤压机、铜材挤压机等
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应用范围：挤压机广泛应用于有色金属、黑色金属的挤压成型，如铝型材、铜管、钢管等
05
金属塑性成形质量控制
原材料控制
金属原材料的种类和规格
原材料的化学成分和物理性能
原材料的采购、检验和存储要求
太阳能领域：太阳能电池板、太阳能热利用等设备的制造
建筑领域
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建筑装饰：金属塑性成形也可用于制造建筑装饰，如金属幕墙、金属吊顶和金属栏杆等。
建筑结构：金属塑性成形可用于制造建筑结构，如桥梁、高层建筑和塔式建筑等。
建筑门窗：金属塑性成形可用于制造建筑门窗，如推拉门、平开门和旋转门等。
06
金属塑性成形应用领域
汽车制造
汽车车身：金属塑性成形技术用于生产汽车车身的各个部件，如车门、车顶、车底等。
汽车零部件：金属塑性成形技术也用于生产汽车内部的零部件，如座椅框架、控制面板等。
汽车发动机：金属塑性成形技术可用于生产汽车发动机的各个部件，如气缸、曲轴等。
汽车底盘：金属塑性成形技术可用于生产汽车底盘的各个部件，如悬挂系统、刹车系统等。
质量策划：制定详细的质量计划，包括原材料采购、生产过程控制、产品检验等环节。
质量控制：通过各种检测手段和方法，对生产过程中的关键环节进行监控，确保产品质量稳定。
管材三维自由弯曲成形技术及装备
三维自由弯曲成形技术是塑性成形领域近年来的一项重要的技术创新，可实现管材、型材、线材精确无模连续弯曲成形，特别适用于复杂空间形状弯曲构件或者弯曲半径连续变化的复杂弯曲构件。
在国内，南航团队率先开展了系统的研发工作，在基础理论、关键技术、数字化装备及重大工程应用上取得了全面进展，实现了对国外同类技术的赶超。
管材三维自由弯曲成形基础理论研究三维自由弯曲成形材料变形规律建立了考虑轴向推力的自由弯曲力学模型，分析了应变中性层移动规律和对管材内外侧壁厚分布的影响，见图1、图2。
结论：轴向推力导致应力应变中性层外移，降低了弯曲外侧的壁厚减薄率，提高了管材成形质量。
图1 管材应变中性层向外弧移动图2 管材内外侧壁厚沿弯曲角度分布三维自由弯曲成形缺陷形成机理针对管材截面畸变及失稳起皱缺陷的形成机理及分布规律进行研究，建立了基于壳体能量的缺陷预测模型。
管材自由弯曲横截面椭化畸变及分布规律见图3、图4，管材开始弯曲部分的横截面畸变率呈现较高的峰值；在弯曲过程的中段和结束部分，弯管横截面畸变率较低，即明显的截面畸变现象出现在过渡段。
图3 管材自由弯曲横截面椭化畸变图4 管材自由弯曲横截面椭化分布规律基于壳体能量原理的起皱预测模型见图5，波纹起皱现象集中出现在圆弧段成形部分。
图5 基于壳体能量原理的起皱预测模型型材弯扭机理建立了方形截面型材自由弯扭理论解析模型，阐明了方形截面型材不同面上的应力应变分布规律。
结论：弯曲内表面受到的应力整体处于下降趋势；弯曲外表面、扭转内表面和扭转外表面的等效应力均呈整体上升趋势；按逆时针方向，扭转外表面、弯曲外表面及扭转内表面上的等效应变分布均呈先下降再增高的趋势。
扭转对弯曲作用机理建立了平椭截面型材自由弯扭过程中截面扭转角与弯曲回弹后半径关系的理论分析模型，揭示了沿平椭型材长轴和短轴弯扭时截面扭转对弯曲变形的影响规律。
三维自由弯曲成形关键技术管材轴线精确解析建立了自由弯曲模具三维运动轨迹模型，将弯曲弧段进行划分（图6）：将单弯分为过渡段1、中间圆弧段和过渡段2，代表偏心、停留和回程。
1-何谓塑性成形
锻压成形的金属流动过程
10
塑性成形概论
1、何谓塑性成形技术
定义 金属塑性成形技术是通过对坯料施加外力，使其产生塑性变形， 金属塑性成形技术是通过对坯料施加外力， 使其产生塑性变形 ， 改变其尺寸、形状及性能，用以制造机械零件、 改变其尺寸、 形状及性能 ， 用以制造机械零件、 工件或毛坯的成 形方法。 形方法。 塑性成形工艺的分类 体积成形 板料成形: 板料成形:分离工序与成形工序 特征 DIN:德国标准化学会(全称为 DIN:德国标准化学会(全称为Deutsches Institut für Normung)， ) 英文名称: 英文名称:German Institute for Standardization
用于制造各种形状的平板零 件
冲孔 StanzenⅡ Ⅱ
用模具沿封闭线冲切板料， 用模具沿封闭线冲切板料，冲 下的部分为废料
用于冲平板件或成形件上的 孔
切断 Scheren
用剪刀或模具切断板料， 用剪刀或模具切断板料，切断 线不是封闭的
多用于加工形状简单的平板 零件
切边 Schlagen
用模具将工件边缘多余材料冲 切下来
germaninstitutestandardization12塑性成形概论1何谓塑性成形技术13塑性成形概论1何谓塑性成形技术图110din8582对塑性成形工艺方法的分类14塑性成形概论多用于不对称的成双或成组冲压之后把冲压加工成的半成品切开成为两个或数个零件teilen在板料上或成形件上冲切出窄nutschlagen主要用于立体成形件用模具将工件边缘多余材料冲切下来切边schlagen多用于加工形状简单的平板零件用剪刀或模具切断板料切断线不是封闭的切断scheren用于冲平板件或成形件上的用模具沿封闭线冲切板料冲下的部分为废料冲孔stanzen用于制造各种形状的平板零用模具沿封闭线冲切板料冲下的部分为工件stanzen应用范围工序特征工序名称表11分离工序15塑性成形概论表12成形工序工序名称工序特征弯曲biegen用模具使板料弯曲成一定角度或一定形状tiefziehen用模具将板料拉成任意形状的空心件flanschen用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁aufbauchen用模具对空心件施加向外的径向力使局部直径扩大16塑性成形概论表12成形工序将工件不平的表面压平
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什么是管材塑性弯曲成形
管材塑性弯曲成形是一个集材料非线性，几何非线性和边界条件非线性于一体的复杂过程，弯曲成形后容易产生回弹、外侧壁厚变薄甚至开裂、内侧壁厚增大乃至失稳起皱、横截面畸变等质量缺陷。
什么是管材塑性弯曲成形是指管材在多模具协同作用和严格配合下发生塑性变形，从而获得空间任意曲线形状制品的重要加工方法。
管件的特点及常用材质由于管件具有中空结构，能够满足轻量化、强韧化、低消耗等要求，因此在航空航天、船舶、化工、汽车等高技术领域得到广泛的应用。
在复杂的管路系统中，弯管是最为薄弱的部位，其成形质量直接影响整个管路的性能。
管件常用材质
黑色金属材料：钢，钢合金和不锈钢。
这些材料主要来自铁。
有色金属材料：铝，铜和镍。
这些材料由除铁以外的其他成分制成。