塑性成形原理的应用
《强力错距旋压7075铝合金管材塑性成形机理的研究》
《强力错距旋压7075铝合金管材塑性成形机理的研究》一、引言在当前的制造业领域，塑性成形技术已经成为一种重要的金属加工手段。
特别地，针对7075铝合金管材的强力错距旋压工艺，其通过复杂的物理变化过程实现材料的成型，对于提高材料性能及生产效率具有重要价值。
本文将就7075铝合金管材的强力错距旋压塑性成形机理进行深入研究，以期为相关领域的科研与生产提供理论支持。
二、7075铝合金的特性及适用性7075铝合金作为一种高强度、高硬度的轻质合金，具有良好的机械性能、抗腐蚀性能和加工性能。
其广泛应用于航空、航天、汽车等制造领域。
在强力错距旋压工艺中，7075铝合金因其优异的塑性和可加工性，成为理想的管材材料。
三、强力错距旋压工艺概述强力错距旋压工艺是一种以旋压为主要手段的塑性成形技术。
通过该工艺，可以对金属管材进行错距旋压，实现管材的塑性变形和形状调整。
在强力错距旋压过程中，金属材料在外部力的作用下发生塑性流动，从而达到所需的形状和尺寸。
四、7075铝合金管材的塑性成形机理（一）材料变形过程在强力错距旋压过程中，7075铝合金管材首先受到外部力的作用，导致材料发生弹性变形。
随着外力的持续作用，材料进入塑性变形阶段，晶粒开始滑移、转动和重组。
在这个过程中，材料的晶粒结构逐渐发生改变，以适应外部形状的变化。
（二）力学性能变化在塑性成形过程中，7075铝合金的力学性能发生显著变化。
一方面，材料的强度和硬度得到提高，另一方面，材料的塑性和韧性得到改善。
这些变化使得材料在保持高强度的同时，也具备良好的延展性和抗冲击性能。
（三）微观结构演变在强力错距旋压过程中，7075铝合金的微观结构发生显著变化。
晶粒在外部力的作用下发生滑移、转动和重组，形成新的晶界和亚晶结构。
这些微观结构的变化对材料的力学性能和加工性能产生重要影响。
五、研究方法与实验结果（一）研究方法本研究采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段观察7075铝合金管材在强力错距旋压过程中的微观结构变化；同时，通过力学性能测试，分析材料的强度、硬度、塑性和韧性等力学性能的变化规律。
塑性力学的基本概念和应用
塑性力学的基本概念和应用塑性力学是力学学科中的一个重要领域，研究物体在超过其弹性限度之后发生的塑性变形和力学行为。
它在工程领域中有着广泛的应用，可以用于设计和分析各种结构和材料。
本文将介绍塑性力学的基本概念和应用。
一、塑性力学的基本概念塑性力学研究材料在受力过程中的变形行为，重点关注材料的塑性变形和它们与应力应变关系之间的联系。
以下是塑性力学中的几个基本概念：1. 弹性和塑性：在外力作用下，材料会产生变形。
当外力移除后，材料能够完全恢复到其初始形状，这种变形称为弹性变形。
而当外力作用超过了材料的弹性限度时，材料会发生不可逆的塑性变形，导致永久性的形变。
2. 屈服点和屈服应力：材料在受力过程中，当应力达到一定数值时会开始产生塑性变形，此时的应力称为屈服应力。
屈服点是应力-应变曲线上的一个特定点，表示材料开始发生塑性变形的阈值。
3. 工程应力应变和真实应力应变：工程应力指材料在不考虑变形前尺寸的情况下受到的力与单位面积的比值，工程应变指材料在变形前尺寸和力的情况下的应变与原始尺寸比值。
真实应力和真实应变则考虑了材料在受力过程中的变形，分别是力和应变与变形的比值。
二、塑性力学的应用塑性力学在工程领域中有着广泛的应用，以下是其中几个典型的应用。
1. 金属成形加工：塑性力学在金属成形加工中扮演着重要的角色。
通过了解材料的塑性特性和应力应变关系，可以优化金属成形加工的工艺参数，提高材料的形变能力，减小残余应力，提高产品质量。
2. 板结构设计：在板结构的设计中，塑性力学可以用于评估结构的稳定性和承载能力。
通过分析材料的屈服点和塑性变形情况，可以确定合适的结构尺寸和加强措施，以满足结构的强度和刚度要求。
3. 地震工程：塑性力学在地震工程中的应用也很重要。
通过研究材料的塑性行为，可以评估结构在地震荷载下的响应和潜在破坏模式。
这有助于设计出抗震性能良好的建筑和结构，并提供灾害防护措施。
4. 仿真和模拟：在产品设计和工艺优化中，塑性力学可以被应用于数值模拟和仿真。
模具设计如何运用金属塑性成形原理
模具设计如何运用金属塑性成形原理作者：姜春雷来源：《商品与质量·学术观察》2014年第04期摘要：本文重点分析了金属塑性成形的时域区域划分，并对其在模具设计中的应用进行阐述。
关键词：模具金属塑形成形设计应用一、前言金属塑性成形管理是模具设计的基本原理，在进行模具设计中，能够有效解决设计问题。
二、金属塑性成形过程时域区段划分的基本原理与方法金属塑性成形过程时或区段划分的目的，是为了在此基础上再划分出的模型单元具有简单明确的力学特征。
复杂的三维体积成形过程一般由几个不同的变形阶段组成。
在不同的变形阶段，变形体的受力状况及金属流动模式是不同的，有时甚至具有本质的差别。
这种差别只有通过划分变形阶段并对每一变形阶段划分模型单元才能将其区别开来。
鉴于模型元方法主要是为了解决复杂的三维体积成形问题，因而其研究对象主要是：1）开式模锻；2）闭式模锻；3）挤压。
至于板材成形及三维体积成形中的局部成形，如摆辗、辗环及辊锻等，不属研究之列。
而平锻机上的模锻，有的属于开式模锻，有的属于闭式模锻，不单独作为研究对象。
金属塑性成形过程时域区段的划分，应该有科学客观的依据与准则，才能获得一致公认，不会因学术观点的不同而造成混乱。
金属塑性成形过程时域区段划分的依据很多，但最佳依据是各种塑性成形过程的变形力-变形行程曲线。
因为它有以下特征：1、全程性。
反应整个变形过程的全部，这为其时域区段划分所必需；2、客观性。
反应了变形力随变形行程的变化而变化的实际情况；3、一致性。
同种工件在同等条件下在不同设备上成形时的变形力-变形行程曲线是一致的。
这种一致性很重要，它使金属塑性成形过程时域区段的划分不至因设备的不同而不同。
图1为开式模锻、镦粗式闭式模锻、正挤压与反挤压、复合挤压的变形力-变形行程曲线。
它们是三维体积成形过程时域区段划分的依据。
根据时域区段的定义及图1所示变形力-变形行程曲线的特征，区分不同时域区段的准则是：1）每一时域区段必须在时间（行程）上有一定的时间（行程）延续；2）曲线上具备同一变化趋势或特征的曲线段应完整地划在同一时域区段上；3）不同时域区段间的突变部分一般应划到与之相连的前一时域区段上。
Deform—3D在金属塑性成形原理教学中的应用研究
Deform—3D在金属塑性成形原理教学中的应用研究作者：程亮孙凌燕陈逸来源：《山东工业技术》2018年第19期摘要：针对《金属塑性成形原理》内容抽象、理论较多，现有的教学设计无法弥合抽象理论知识与工程实际应用间的“割裂”这一课程特点，本文提出了基于有限元模拟软件Deform-3D强大的建模和后处理功能，以其在抽象概念的形象化、塑性加工过程的演示等方面的应用为要点，通过实例介绍了该软件在课程设计中的重要作用。
关键词：Deform-3D；金属塑性成形原理；课程设计DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.19.1980 引言《金属塑性成形原理》是材料成型及控制工程专业的一门重要的专业基础课，不仅涵盖了材料成形中广泛应用的基本原理，而且与实际工程问题密切相关。
通过该课程的学习，学生需掌握金属塑性变形的原理和变形规律，为后续的专业核心课程——《冲压成形工艺与模具设计》、《锻造成形工艺与模具设计》等的学习打下基础，也为制订合理的塑性成形工艺奠定理论基础。
该课程内容抽象，概念与专业术语较多，涉及大量的数学推导及应力分析，需要学生具备良好的《高等数学》、《线性代数》和《材料力学》基础，教学难度倍增，即使在教学中使用案例法、演示法等教学方法，学生仍然反映教学内容枯燥，学得吃力。
这一方面与受教育群体所发生的变化有关，95后大学生作为一个特殊群体，在学习特征方面呈现出不同于前代90后的特点，理论学习能力较弱；另一方面现有的教学设计仍然无法弥合课程中抽象理论知识与工程实际应用间的“割裂”。
1 教学思路作为一门承前启后的专业基础课，《金属塑性成形原理》的重要性可见一斑，如何有效地组织课堂教学，帮助打着网络时代烙印95后学生高效地利用课堂时间和课外碎片时间进行学习，成为教学设计过程中必须要考虑的问题。
为此，笔者提出采用有限元仿真技术作为教学的辅助手段，借助有限元仿真软件强大的后处理和动画功能，帮助学生直观地感受和追踪坯料在塑性加工过程中的应力应变分布的演化规律。
金属塑性成形原理
表1-1 塑性成形方法分类表1-2 五大基本加工方法的分类第 一 章 绪 论一、金属塑性成形的特点与地位金属塑性成形是金属加工的重要方法之一。
它是指金属工件在工具外力（主要是压力）的作用下，产生塑性变形，从而达到要求的形状、尺寸和性能的加工过程。
因此，也把塑性成形称为塑性加工或压力加工。
金属塑性成形与其它加工方法相比，主要具有如下优点：1. 能改善组织性能。
如减轻偏析、致密结构、细化晶粒等，从而提高材料的综合力学性能。
2. 金属废屑少。
因塑性成形主要靠金属塑性状态下的体积转移，故不需切除大量的多余金属，所以金属收得率较高。
3. 生产率高。
这体现在塑性成形可采用高的加工速度，以及可采用连续式（非周期式）的生产方式。
因此特别适用于大批量生产。
由于上述优点，占产钢总量90%以上的钢制品都要经过塑性成形加工过程，其产品广泛应用于各种行业、部门，并随着塑性成形技术的发展，能生产的产品品种及规格也越来越多，因此金属塑性成形在国民经济中占有重要地位。
二、 金属塑性成形方法分类按金属塑性成形的加工方式，即综合考虑工具的特征及工件的变形方式，可将塑性成形方法分为五大类（见表1-1）。
类 别 工具特征 工件变形方式 锻 造直线运动的锻锤或锻模在锻模间体积变形挤 压 直线运动的挤压板及带挤压模的挤压缸 在挤压模孔中挤出拉 拔 直线运动的夹头及拉拔模架 在拉拔模孔中拉出冲 压 直线运动的冲模 在冲模间板料成形轧 制旋转运动的轧辊在轧辊间压缩成形上述五大基本加工方法又可分别进一步细分为若干种如表1-2所例举的加工方法。
基本方法 类 别 锻 造 自 由 锻 模 锻 挤 压 正 挤 反 挤 拉 拔 实心材拉拔 空心材拉拔 冲 压冲 裁 弯 曲表1-3 塑性理论发展概览拉 深轧 制纵 轧横 轧斜 轧三、金属塑性成形理论的发展概况金属塑性成形理论是一门基于金属塑性变形的物理学、物理-化学、金属学与力学基础上的应用技术理论。
发现金属材料的塑性并利用其加工金属制品可追溯至2000 多年前的青铜器时代，但是对金属材料的塑性变形的微观机理的认识，则是与本世纪30年代位错概念的提出分不开的。
金属塑性成形原理
⏹掌握金属塑性变形的物理基础，即掌握影响金属性能的主要因素及原理，掌握金属性能主要指标的测试方法；⏹掌握金属塑性力学的基础知识，即掌握金属塑性变形体内的应力场、应变场、应力－应变之间关系、塑性变形时的力学条件等塑性理论基础知识。
掌握塑性成形问题的几种主要解法（包括解析和数值解法）；⏹掌握金属塑性成形时的金属流动规律和变形特点，分析金属的基本成形工艺，以便确定合理的坏料尺寸和成形工序；⏹掌握对成形质量进行定性分析及提高成形质量的方法。
金属塑性成形的特点⏹加工后组织性能得到改善和提高，经塑性成形，使其结构致密，组织改善⏹材料利用率高，主要依靠金属在塑性状态下的体积转移来实现⏹生产率高，如高速冲，400-1000次/每钟⏹精度高，精密塑性成形一般将金属塑性成形分为块料成形（又称体积成形）和板料成形两大类，每类又包括多种加工方法，形成各自的工艺领域。
块料加工⏹轧制：型材、板材、管材⏹挤压：型材、管材或零件⏹拉拔：棒材、管材和线材⏹自由锻：结构件⏹模锻：结构件板料成形一般称为冲压。
它是对厚度较小的板料，利用专门的模具，使金属板料通过一定模孔而产生塑性变形，从而获得所需零件。
一、金属塑性成形原理（一）金属的塑性变形1.金属的塑性变形的分类①弹性变形：材料在外力作用下会产生变形；当外力消失后，所产生的应力和变形也消失的变形，称为弹性变形。
②塑性变形当外载荷在材料内部所产生的内应力超过了材料的屈服强度以后，即使去掉外载荷，变形也不能完全消失的变形称为塑性变形。
2. 金属的塑性变形在金属塑性变形过程中，金属的晶粒内部产生了滑移，晶粒间也产生了滑移并转动（多晶体的晶间变形）。
（1）单晶体金属——刚性滑移（2）多晶体金属——位错运动（二）冷变形对金属组织和性能的影响1.产生冷变形强化现象冷变形时，随着变形程度的增加，产生金属的强度、硬度升高，塑性、冲击韧性下降的现象。
2.产生残余应力加工硬化对金属组织性能的影响：①压力加工中，加工硬化增大了材料继续变形的阻力。
高分子材料成形工艺--塑性成形
五、对模成形
❖ 对模成形:采用彼此配对的模具进行成形 ➢ 特点：制品复制性和尺寸准确性好,结构可以较复杂，
表面甚至可以刻花或刻字，厚度分布很大程度上依 赖于制品样式
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六、双片热成形
❖ 双片热成形:两片热片材放在两片模具的模框中间夹 紧,然后插入吹针吹入压缩空气，同时两个闭合模壁 处抽真空，使片材贴合于两模内腔而成形制品
➢ 冷坯成形：将压延、挤出或注射坯件加热后放入吹 塑模内吹塑成形
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8.2.1 工艺方法
一、挤出－吹塑工艺
1．挤出－吹塑工艺过程 ❖ 挤出吹塑:挤出制坯进行吹塑成为中空制品的工艺 ❖ 类型：单层直接挤坯－吹塑、多层共挤坯－吹塑、
➢ 速率过大，常因流动不足而制品偏凹或偏凸部位呈现厚 薄过度不匀
➢ 速率过小，因片材过度降温使变形能力下降而出现拉伸 裂纹
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❖ 牵伸速率确定应考虑片材成形时的温度
➢ 温度较高时,片材变形能力大，故牵伸速率可高一些
❖ 热压力随塑料品种、片材厚度和成形温度不同而有 所不同
➢ 聚合物分子刚性大、相对分子质量高、存在极性基团 及片材厚度大、成形温度低等，成形压力应较高
3
8.1 热成形
8.1.1 工艺方法 8.1.2 工艺条件
❖ 热成形:塑料片材（通常1~2mm）裁剪、加热至高弹 态 ,然后加压使其紧贴模具型面，冷却定形和修整后 得制品
➢ 施加压力方法：片材两面形成气压差或者借助于机 械力或液压力
❖ 热成形制品：种类多，应用广（从日用与医用器皿 到电子电器仪表外壳、玩具、包装用具、车船构件、 化工设备、雷达罩和飞机舱罩等）
➢ 伸长率在某温度处出现极大值，强度随温度提高而逐 渐减小（适当强度下伸长率大，制品壁厚可以更薄， 可成形的深度较大）
apvp制造技术原理
APVP制造技术是一种先进的制造技术，它的全称是“先进塑性成形与加工技术”（Advanced Plastic Forming and Processing Technology）。
这种技术基于塑性成形和加工原理，通过先进的工艺手段和设备实现高效、高精度、高质量的零件制造。
一、塑性成形原理塑性成形是指利用材料的塑性变形能力，在外力作用下使材料发生形状改变，从而获得所需形状和尺寸的零件。
塑性成形具有高效、节能、材料利用率高等优点，因此在制造业中得到了广泛应用。
APVP制造技术中的塑性成形主要采用锻造、冲压、挤压等工艺手段。
这些工艺手段可以通过对材料进行加热、冷却、润滑等处理，改变材料的塑性和变形能力，从而实现零件的高效成形。
二、加工原理APVP制造技术中的加工主要包括切削加工和特种加工。
切削加工是指通过切削工具对材料进行去除，从而获得所需形状和尺寸的零件。
特种加工是指利用化学、物理等方法对材料进行去除或改变其性质，从而获得所需零件的加工方法。
APVP制造技术中的切削加工主要采用数控机床、加工中心等高精度设备进行加工。
这些设备可以通过编程控制切削工具的运动轨迹和切削参数，实现零件的高效、高精度加工。
而特种加工则主要包括电火花加工、激光加工、超声波加工等。
这些加工方法可以通过对材料进行局部加热、熔化、气化等处理，实现零件的高精度加工和表面质量提升。
三、工艺手段和设备APVP制造技术的工艺手段和设备具有先进性和高效率。
其中，主要的工艺手段包括锻造、冲压、挤压、切削加工和特种加工等。
这些工艺手段可以通过先进的设备和技术手段实现高效、高精度的零件制造。
主要的设备包括数控机床、加工中心、电火花机床、激光机床等。
这些设备具有高精度、高效率和高自动化程度等特点，可以实现零件的高效、高精度制造。
四、应用和发展趋势APVP制造技术在制造业中得到了广泛应用，特别是在汽车制造、航空航天、电子信息等领域中得到了广泛应用。
随着科技的不断发展，APVP制造技术也在不断发展和完善。
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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。
4. 塑性成形的工艺技术
不同的塑性成形方法有其独特的工艺技术，下面列举了几个常见的工艺技术。
4.1 金属预热
金属材料在进行塑性成形前需要进行预热处理，以提高材料的塑性变形能力。
预热温度和时间根据材料的类型和要求进行选择。
4.2 模具设计与制造
塑性成形过程中需要使用模具来实现材料的塑性变形。
模具的设计与制造需要
考虑到所需形状和尺寸，以及材料的物理特性，如强度和韧性。
4.3 压力控制
塑性成形过程中需要对施加的压力进行控制，以保证材料能够均匀地发生塑性
变形。
压力的控制通常通过液压和气压系统来实现。
5. 总结
塑性成形原理的应用广泛，涉及到许多工程领域。
通过合理选择和运用不同的
塑性成形方法和工艺技术，可以满足各种产品对形状和尺寸的要求。
对于不同行业的工程师和制造商来说，了解和掌握塑性成形原理以及相关的应用与技术是非常重要的。