塑性加工工藝第一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日塑性加工工藝第二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第二節(jié)軋制軋制定義：

靠旋轉的軋輥與軋件之間形成的摩擦力將軋件拖進輥縫之間，并使之受到壓縮產生塑性變形的過程。第三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日一、軋制過程及其基本原理簡單理想軋制過程：兩個軋輥均被驅動、直徑相等、轉速相同；軋制過程中兩個軋輥完全對稱；軋輥為剛性的；軋件除受軋輥作用外，不受其它外力作用；軋件的機械性質均勻。第四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日變形區(qū)主要參數軋件在軋輥作用下產生變形的區(qū)域叫變形區(qū)，變形區(qū)以外兩端不產生變形的區(qū)域叫外區(qū)或剛端。第五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（1）壓下量（2）變形區(qū)長度來自

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第六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（3）延伸系數

λ=L1/L0

（4）壓下率（5）寬展

=b1－b0

第七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日2.軋制過程中的金屬流動前滑區(qū)后滑區(qū)中性面：軋件運動速度＝軋輥線速度的水平分量中性角：秒流量相等原則：單位時間內通過變形區(qū)內任一橫斷面的金屬體積應該為一常數。

FHvH＝Fxvx＝Fhvh＝常數來自

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第八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日3.咬入條件

咬入時咬入后第九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日改善咬入條件的途徑：（1）降低角：

（2）提高角：

來自

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第十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日4.軋制壓力（1）軋制壓力的基本概念軋制壓力是軋制時軋輥施加于軋件使之變形的力。但通常把軋件施加于軋輥總壓力的垂直分量稱為軋制壓力。第十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日來自

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第十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日一般通稱的軋制壓力或實測的軋制總壓力，并非為軋制單位壓力之合力，而是軋制單位壓力、單位摩擦力的垂直分量之和。第十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日(2)軋制力的理論計算來自

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第十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日如果假定垂直應力為Pr（主應力1），水平應力x（主應力3），根據屈服準則，1－

3＝1.15s＝0*有：Pr－x＝0*

——馮.卡爾曼微分方程積分，采里科夫解，求得Pr與（即h）的關系式，則影響Pr的主要因素如下：來自

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第十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日軋制力的影響：

a.軋輥彈性壓扁任何一臺給定的軋機，都有一個最小可軋制厚度值，低于這一厚度，軋輥會產生很大變形，而被軋制的材料無任何塑性變形。

b.軋輥彎曲會導致所生產的金屬板中心厚邊緣薄。

c.軋機彈性或塑性軋輥分離力使機架產生變形，輥縫增大第十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日5.軋制力矩ψ為力臂系數，一般取ψ=0.3~0.6第十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日二、軋制方法按軋制溫度熱軋冷軋按軋件與軋輥的相對運動關系縱軋：軋輥的縱軸線相互平行，軋件運動方向與延伸方向與軋輥縱軸線垂直。斜軋：軋輥的縱軸線傾斜互成一定角度，軋件邊旋轉邊沿自身縱軸線方向前進，且前進方向與軋輥縱軸線方向成一定角度。橫軋：軋輥的縱軸線相互平行，軋件沿自己的橫軸線方向運動前進，與軋輥縱軸線垂直。來自

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第十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日縱軋斜軋橫軋3.按軋制生產過程半成品軋制—開坯成品軋制—粗軋、精軋第二十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日三、板帶材軋制特點：寬厚比（B/H）大規(guī)格：中厚板（中板4~20mm，厚板20~60mm，特厚板60mm以上）薄板和帶材（0.2~4mm）極薄帶材和箔材（0.001~0.2mm）技術要求：尺寸精度、板形、表面光潔度、性能來自

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第二十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日1.中厚板軋制2.熱連軋板帶材生產與中厚板軋制的區(qū)別：不用展寬，采用立輥對寬度進行壓縮。3.冷帶鋼生產厚度：0.1~3mm，寬度為100～2000mm優(yōu)點：軋制速度高（可達40m/s以上），道次壓下率大，產品表面光潔、板形平直、尺寸精度高和機械性能好。工藝特點：（1）加工溫度低，產生加工硬化，需要中間退火。（2）采用工藝冷卻和潤滑（3）張力軋制來自

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第二十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日四、管材軋制1.無縫鋼管（1）穿孔第二十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（2）軋管：自動軋管機（3）均整：帶芯棒斜軋（4）定徑和減徑：無芯棒連軋2.焊管將管坯（鋼板或帶鋼）彎曲成所需的鋼管形狀，然后采用焊接法焊接成鋼管。來自

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第二十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日五、型材軋制型材軋制主要用于各種型鋼生產。大多數有色金屬型材主要采用擠壓、拉拔的方法生產。型鋼的軋制方法：在軋輥上加工出軋槽，把兩個或兩個以上軋輥的軋槽對應裝配起來，形成孔型。軋制時，軋件通過一系列孔型，一般斷面積由大變小，長度由短變長，以達到所要求的形狀和尺寸。第二十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日角鋼槽鋼工字鋼

孔型系統(tǒng)示例第二十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日六、線材軋制特點：（1）總的延伸率大，軋件溫降快，頭尾溫差大，軋制速度高。（2）機架多、分工細，產品比較單一、軋機專業(yè)程度高。（3）高速無扭轉軋機具有特殊的孔型系統(tǒng)。來自

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第二十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日

Y型軋機45軋機第二十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第三節(jié)擠壓一、擠壓原理、基本方法及特點擠壓定義：對放在擠壓筒內的金屬坯料施加壓力，使之從特定的?？字辛鞒?，獲得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性加工方法。擠壓方法：可按擠壓方向、變形特征、潤滑狀態(tài)、擠壓溫度、擠壓速度、模具種類或結構、坯料形狀或數目、制品形狀或數目分類。來自

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第二十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日常用擠壓方法第三十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日3.特點：具有比軋制更為強烈的三向壓應力狀態(tài)圖，金屬可以發(fā)揮其最大的塑性，獲得大變形量?？杉庸び密堉苹蝈懺旒庸び欣щy甚至無法加工的金屬材料?？缮a斷面極其復雜的，變斷面的管材和型材。靈活性很大，只需更換模具，即可生產出很多產品。產品尺寸精確，表面質量好。來自

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第三十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日工藝流程簡單，設備投資少，實現生產過程自動化和封閉化比較容易。金屬的固定廢料損失較大。壓余量10～15％，軋件的切頭尾損失僅為1～3％。加工速度低。沿長度和斷面上制品的組織、性能不夠均一。工具消耗較大。第三十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日小結：擠壓法非常適合于生產品種、規(guī)格、批數繁多的有色金屬管、棒、型材及線坯。在生產斷面復雜的或薄壁的管材和型材，直徑與壁厚之比趨近于2的超厚壁管材，以及脆性的有色金屬和鋼鐵材料方面，擠壓法是唯一可行的壓力加工方法。來自

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第三十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日二、擠壓基本理論

正擠壓時金屬的流動正擠壓反擠壓ⅡⅠⅢ擠壓力P擠壓軸位移第三十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（1）填充擠壓階段：錠筒間隙，填充系數Rt=Ft/F0坯錠的長度與直徑之比來自

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第三十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（2）基本擠壓階段擠壓比＝錠坯斷面積/制品斷面積第三十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日圓棒正擠壓時子午面上網格變化示意圖

錐模擠壓平模擠壓第三十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日來自

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第三十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日縱向線兩次彎曲，彎曲角度由外向內逐漸縮小。壓縮錐（變形區(qū)）。橫向線彎曲。外層網格變形為平行四邊形，說明承受了剪切變形，外層金屬的主延伸變形比內層的大，沿縱向制品后端的主延伸變形比前端的大。使用平?；虼竽＝清F模擠壓時，都存在死區(qū)。模角增大、摩擦加大、擠壓比減小、擠壓速度降低，死區(qū)增大。死區(qū)的存在對提高制品表面質量極為有利。棒材前端橫向線彎曲很小，制品頭部晶粒粗大，機械性能低劣，應切除。第三十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（3）終了擠壓階段擠壓力上升各種縮尾形成過程示意圖

減少縮尾的措施：進行不完全擠壓，留壓余；脫皮擠壓；機加工錠坯表面。第四十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日2.反擠壓時的金屬流動來自

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第四十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第四十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日來自

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第四十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日擠壓力比正擠壓小30～40％，且與坯料長度無關。反擠壓時的塑性變形區(qū)很小，集中在?？赘浇?，網格的橫向線與筒壁基本上垂直，進入?？讜r才發(fā)生劇烈的彎曲。不存在錠坯內中心層與周邊層區(qū)域的相對位移，金屬流動較均勻。產生擠壓縮尾的傾向很小，壓余可比正擠壓時減少一半。擠壓筒和模具的磨損小，壽命長。死區(qū)很小，惡化制品表面質量。第四十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日3.影響金屬流動的因素（1）擠壓筒壁上的摩擦力（2）筒溫（3）金屬導熱性（4）潤滑劑的絕熱性（5）合金相狀態(tài)（6）金屬的強度（7）模角（8）變形程度來自

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第四十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日4.擠壓力擠壓桿通過擠壓墊作用在錠坯上使之流出模孔的壓力，稱為擠壓力。通常指Pmax。第四十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日影響擠壓力的因素（1）溫度，金屬變形抗力，擠壓力。（2）變形程度，擠壓力。（3）擠壓速度來自

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第四十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（4）摩擦，擠壓力。（5）模角（6）錠坯長度，擠壓力（7）反擠壓力比正擠壓力低

20～30％。第四十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日三、擠壓工具第四十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第四節(jié)拉拔加工一、拉拔原理、方法、特點拉拔定義：在外加拉力的作用下，迫使金屬通過模孔產生塑性變形，以獲得與模孔形狀、尺寸相同的制品的加工方法，稱之為拉拔（或稱為拉伸）。是生產管材、棒材、型材及線材的主要方法之一。來自

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第五十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日拉拔成形原理示意圖第五十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日2.拉拔方法實心材拉拔—棒材、型材、線材空心材拉拔—管材第五十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日3.特點（1）拉拔制品尺寸精度高，表面光潔度好。（2）工具與設備簡單，維護方便。（3）最適合于連續(xù)高速生產斷面尺寸小的長制品。（4）拉拔道次變形量和兩次退火間的總變形量受到限制，工藝過程長。過大的道次加工率將導致制品尺寸、形狀不合格，甚至被拉斷。原因是變形區(qū)內為兩壓一拉應力狀態(tài)，不利于充分發(fā)揮金屬的塑性。來自

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第五十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日二、拉拔基本原理圓棒拉拔時的應力與變形第五十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日拉拔制品內部的周期性裂紋示意圖來自

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第五十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日2.管材拉拔時的應力與變形（1）空拉第五十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日空拉時的主應力：

1—軸向應力l2—徑向應力r3—切向應力空拉時的壁厚變化取決于r－mm＝（1+

2+3）/3r－m>0，管壁增厚r－m=0，管壁不變r－m<0，管壁變薄空拉能起到自動糾正管坯偏心的作用。第五十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日（2）襯拉第五十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日特點：芯頭表面與管子內表面產生摩擦，拉拔力增大。內壁上徑向應力不為零，管子內外層徑向應力差值小，變形比較均勻。來自

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第五十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日三、實現拉拔過程的必要條件由于拉拔是通過施加在制品上的拉力實現的，施加在制品斷面上的拉力L必須小于金屬出模口處的屈服強度s。否則，將會產生制品細頸、甚至拉斷等現象。第六十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日K=1.4~2.0，即L=(0.7~0.5)b。

K過小，意味著加工率過大，容易產生斷頭、拉斷等現象；

K過大，表示道次加工率過小，沒有充分發(fā)揮金屬的變形能力。制品直徑越小，壁厚越薄，K值應越大些。來自

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第六十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日錐形?；【€模四、拉拔工具1.拉拔模

第六十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日2.芯頭實現游動芯頭穩(wěn)定拉拔的基本條件是，其中為芯頭與管內壁之間的摩擦角。

來自

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第六十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第六十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第五節(jié)鍛造1定義：是借助鍛錘、壓力機等設備對坯料施加壓力，使其產生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸和一定組織性能的鍛件。2特點：在塑性變形中，能使坯料的粗晶粒破碎、疏松、孔隙被壓實、焊合，鍛件的內部組織和性能得到較大改善。第六十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第五節(jié)鍛造一、自由鍛用簡單通用的工具，或是在鍛壓設備的上、下砧之間直接使坯料產生塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和性能鍛件的加工方法。

來自

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第六十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日特點：不需專用模具，由人工掌握，比較靈活，適合單件、小批及大型鍛件的生產。在空氣錘和蒸汽-空氣錘上進行。大型鍛件的加工通常是在油壓機或水壓機上進行。

第六十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日主要工序有：鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、彎曲、錯移等。軸類和桿件以拔長變形為主，曲軸類還要加錯移和扭轉工序；餅類件以鐓粗變形為主，孔心件還得加沖孔工序。復雜形狀的鍛件必須采用組合變形方法。第六十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日鐓粗：使毛坯高度減少，截面增大的工序齒輪、法蘭等餅類鍛件來自

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第六十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第七十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日拔長：使毛坯橫截面減小，長度增加的工序軸類鍛件或為后道工序制坯來自

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第七十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日適當減小送進量可提高拔長效率第七十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第七十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第七十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日鍛件類型來自

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第七十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日二、模型鍛造定義：在專用鍛造設備上采用專用模具，使金屬坯料產生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸和性能鍛件的加工方法。特點：需專用鍛模，生產率及鍛件精度較高。一般處于三向壓應力狀態(tài)，有利于塑性較差材料的成形。材料的變形抗力較大，設備噸位要求較高。主要用于中小鍛件的生產。批量足夠大時才經濟。第七十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第七十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第七十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第七十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日錘上模鍛：速度高、金屬流動速度快，f降低，金屬流動的慣性和變形的熱效應突出，有利于擠入方式成形。壓力機上模鍛：在一次行程中坯料內外層同時變形，變形深透均勻、流線分布連續(xù)、鍛件力學性能一致性較好。第八十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日三、特種鍛造1.輥鍛定義：將坯料用一對裝有模具轉向相反的鍛輥曳入，產生塑性變形，獲得具有一定形狀尺寸和性能鍛件的加工方法稱為輥鍛，是來自于軋制的鍛造成形方法。一般模鍛：模具直線運動輥鍛：模具旋轉運動軋制：軋輥整個圓周都是工作部分，采用長坯料輥鍛：只有扇形模一部分工作，短坯料第八十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日輥鍛示意圖來自

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第八十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日特點：（1）連續(xù)的靜壓過程，無沖擊和振動。變形實質是坯料的拔長。（2）生產率高。（3）節(jié)約金屬材料。（4）設備結構簡單。（5）勞動條件好，易實現機械化和自動化。（6）節(jié)約模具鋼材。（7）鍛件質量好。第八十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日2.擺動輾壓擺輾是一種連續(xù)、局部、遞增成形方法。特點：（1）變形力小，能耗低。只有一般鍛造變形力的1/5~1/20；（2）制件質量好，無震動，低噪音，模具壽命高，投資少，設備費用低，易實現自動化。（3）上下接觸面上的壓力分布不同，上大下?。涣慵壮霈F上大下小或下大上小的蘑菇頭形狀；徑向尺寸易增大，高度填充困難。主要用于輾制薄盤類、錐齒輪、萬向節(jié)、非軸對稱件等。第八十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日來自

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第八十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第八十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日第六節(jié)板材成形定義：通過模具和沖壓設備，使板材產生塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和性能的沖壓件的加工方法。特點：生產效率高，產品尺寸精度穩(wěn)定，材料利用率高，操作簡便，易實現自動化。分類：分離（沖裁）—落料、沖孔、切割成形—彎曲、拉深、脹形、翻邊第八十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日一、剪切和沖裁來自

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第八十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日沖裁間隙對沖裁質量、模具壽命和沖裁力都有很大影響，沖裁間隙過小易產生擠壓毛刺，增大模具磨損；沖裁間隙過大，斷面質量惡化，所以合理選擇沖裁間隙很重要。一般為材料厚度的5％～10％。第八十九頁，共一百零八頁，2022年，8月28日二、彎曲在彎曲力矩作用下，使平板毛坯、型材或管材等產生一定曲率和角度，形成一定形狀沖壓件的方法。

相對彎曲半徑：r/t

來自

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第九十頁，共一百零八頁，2022年，8月28日應變中性層：外層受拉伸長而厚度減薄，內層受壓縮短使板料增厚第九十一頁，共一百零八頁，2022年，8月28日窄板b/t<3，寬度方向可自由變形，寬度方向應力近似為零；寬板b/t>3，寬度方向變形阻力大，彎曲后板寬基本不變，寬度方向應變近似為零。第九十二頁，共一百零八頁，2022年，8月28日相對彎曲半徑：（r/t）越小，板料減薄量越大，彎曲長度的增加量越大。

(r/t)min：彎曲加工極限。塑性好的材料，(r/t)min<1.0

一般為1～2來自

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第九十三頁，共一百零八頁，2022年，8月28日三、拉深把沖裁后得到的平板毛坯成形成開口空心零件的沖壓加工方法稱為拉深。拉深件示意圖第九十四頁，共一百零八頁，2022年，8月28日切向壓應力和負應變，徑向拉應力和正應變，厚度方向負應力和正應變法蘭部分是變形區(qū)，材料不斷向外轉移；壁部是已變形區(qū)，傳力區(qū)；底部是承力區(qū)，很少發(fā)生變形。第九十五頁，共一百零八頁，2022年，8月28日來自

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第九十六頁，共一百零八頁，2022年，8月28日加工硬化使拉深力增大；法蘭面積減小使拉深力降低毛坯直徑D增大，拉深力增加。第九十七頁，共一百零八頁，2022年，8月28日拉深系數：

d-零件的平均直徑，D-毛坯直徑拉深比：R＝1/m＝D/d拉深加工極限：

mmin，Rmax，一般首次mmin為0.5。來自

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第九十八頁，共一百零八頁，2022年，8月28日四、脹形定義：使金屬板料或毛坯件中間位置產生鼓凸變形，從而獲得表面積增大的零件的一種沖壓成形方法。局部脹形：壓筋條、凹坑、花紋，波紋管整體脹形：飛機蒙皮、汽車外罩第九十九頁，共一百