金屬塑性成形原理ppt課件匯報(bào)人：文小庫(kù)2024-01-19CONTENTS緒論金屬塑性變形基礎(chǔ)金屬塑性成形工藝方法金屬塑性成形設(shè)備簡(jiǎn)介金屬塑性成形過(guò)程中缺陷分析及預(yù)防措施金屬塑性成形數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用總結(jié)與展望緒論01金屬塑性成形的定義金屬塑性成形是利用金屬的塑性，通過(guò)外力作用使其產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀、尺寸和性能的加工方法。金屬塑性成形的分類根據(jù)成形溫度的不同，金屬塑性成形可分為冷成形和熱成形兩大類。冷成形是在金屬再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性成形，如冷軋、冷拔等；熱成形是在金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性成形，如熱軋、熱鍛等。金屬塑性成形的特點(diǎn)金屬塑性成形具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度高、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，金屬塑性成形也是實(shí)現(xiàn)金屬材料組織細(xì)化和性能優(yōu)化的重要手段。金屬塑性成形概述揭示金屬塑性變形的本質(zhì)01通過(guò)研究金屬塑性成形原理，可以深入了解金屬在塑性變形過(guò)程中的組織結(jié)構(gòu)演變、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系以及變形機(jī)制等，從而揭示金屬塑性變形的本質(zhì)。指導(dǎo)金屬塑性成形工藝的制定02金屬塑性成形原理的研究可以為實(shí)際生產(chǎn)中的工藝制定提供理論指導(dǎo)，幫助工程師優(yōu)化工藝參數(shù)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。推動(dòng)金屬塑性成形技術(shù)的發(fā)展03隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，金屬塑性成形技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。通過(guò)研究金屬塑性成形原理，可以探索新的成形方法和工藝，推動(dòng)金屬塑性成形技術(shù)的進(jìn)步。金屬塑性成形原理研究意義掌握金屬塑性成形的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握金屬塑性成形的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)，包括金屬的塑性、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、變形機(jī)制、組織結(jié)構(gòu)演變等。了解金屬塑性成形的工藝和方法：學(xué)生應(yīng)了解金屬塑性成形的各種工藝和方法，如軋制、鍛造、擠壓、拉拔等，以及它們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。培養(yǎng)分析和解決金屬塑性成形問(wèn)題的能力：學(xué)生應(yīng)具備分析和解決金屬塑性成形實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)金屬塑性成形過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行深入分析和研究，提出合理的解決方案。掌握金屬塑性成形領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)：學(xué)生應(yīng)了解金屬塑性成形領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，關(guān)注最新的科研成果和技術(shù)進(jìn)展，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)與要求金屬塑性變形基礎(chǔ)02體心立方、面心立方、密排六方等結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷對(duì)金屬塑性變形的影響?；葡?、滑移面、滑移方向等概念，以及孿生變形機(jī)制。金屬晶體結(jié)構(gòu)類型晶體缺陷與塑性變形滑移與孿生金屬晶體結(jié)構(gòu)與塑性變形關(guān)系彈性變形、屈服、加工硬化、頸縮等階段的力學(xué)行為特點(diǎn)。宏觀與微觀尺度上的不均勻性表現(xiàn)及其原因?；瘜W(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、變形溫度、應(yīng)變速率等對(duì)變形抗力的影響。應(yīng)力-應(yīng)變曲線塑性變形的不均勻性變形抗力與影響因素塑性變形過(guò)程中力學(xué)行為晶粒形狀、大小、取向等組織結(jié)構(gòu)在塑性變形過(guò)程中的演變。亞晶界、位錯(cuò)密度等亞結(jié)構(gòu)特征及其與金屬性能的關(guān)系。強(qiáng)度、硬度、韌性、疲勞性能等在塑性變形過(guò)程中的變化規(guī)律及其機(jī)制。組織結(jié)構(gòu)變化亞結(jié)構(gòu)與位錯(cuò)性能變化塑性變形對(duì)金屬組織與性能影響金屬塑性成形工藝方法03軋制工藝原理擠壓工藝原理拉拔工藝原理特點(diǎn)軋制、擠壓與拉拔工藝原理及特點(diǎn)通過(guò)旋轉(zhuǎn)的軋輥對(duì)金屬坯料進(jìn)行連續(xù)壓延，改變其形狀和性能。將金屬坯料通過(guò)一系列逐漸減小的模具孔進(jìn)行拉伸，使其截面減小、長(zhǎng)度增加。將金屬坯料放入擠壓模具中，通過(guò)壓力機(jī)施加壓力，使金屬?gòu)哪＞呖字袛D出，獲得所需形狀和尺寸。軋制、擠壓和拉拔工藝具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)。利用沖擊力或壓力使金屬坯料在上下砧鐵之間自由變形，獲得所需形狀和尺寸。自由鍛工藝原理將金屬坯料放入鍛造模具中，通過(guò)壓力機(jī)施加壓力，使金屬在模具內(nèi)變形，獲得與模具形狀相符的鍛件。模鍛工藝原理自由鍛工藝靈活性高，適用于單件、小批量生產(chǎn)；模鍛工藝生產(chǎn)效率高，鍛件形狀復(fù)雜、精度高。特點(diǎn)自由鍛與模鍛工藝原理及特點(diǎn)利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)板料進(jìn)行沖裁、彎曲、拉伸等加工，獲得所需形狀和尺寸的零件。沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)，適用于大批量生產(chǎn)。同時(shí)，沖壓件具有重量輕、剛度好、互換性高等特點(diǎn)。板料沖壓工藝原理及特點(diǎn)特點(diǎn)沖壓工藝原理金屬塑性成形設(shè)備簡(jiǎn)介04結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，主要用于型材和線材的軋制。工作輥直徑小，剛度大，壓下量大，可軋制較薄的板材。工作輥數(shù)量多，剛度大，壓下量更大，可軋制極薄的帶材和箔材。如行星軋機(jī)、連軋機(jī)等，具有特殊結(jié)構(gòu)和功能，適用于特定產(chǎn)品的軋制。二輥軋機(jī)四輥軋機(jī)多輥軋機(jī)特殊軋機(jī)軋機(jī)類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)或液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)擠壓桿進(jìn)行擠壓，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)擠壓桿進(jìn)行擠壓，具有較大的擠壓力和較好的控制性能。同時(shí)具有機(jī)械和液壓兩種傳動(dòng)方式，可根據(jù)需要選擇合適的傳動(dòng)方式。如等溫?cái)D壓機(jī)、靜液擠壓機(jī)等，具有特殊結(jié)構(gòu)和功能，適用于特定產(chǎn)品的擠壓。機(jī)械擠壓機(jī)液壓擠壓機(jī)聯(lián)合擠壓機(jī)特殊擠壓機(jī)擠壓機(jī)類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)用于將金屬板材、帶材等彎曲成所需形狀和角度的制品。用于將金屬棒材、管材等校直并達(dá)到所需直線度的制品。用于將金屬坯料通過(guò)模具拉拔成所需形狀和尺寸的制品，如線材、棒材等。用于將金屬板材、帶材等按照所需長(zhǎng)度進(jìn)行剪切。拉拔機(jī)彎曲機(jī)校直機(jī)剪切機(jī)其他專用設(shè)備簡(jiǎn)介金屬塑性成形過(guò)程中缺陷分析及預(yù)防措施05產(chǎn)生原因變形溫度不當(dāng)變形速度過(guò)快裂紋產(chǎn)生原因及預(yù)防措施應(yīng)力狀態(tài)不利金屬組織狀態(tài)不佳預(yù)防措施裂紋產(chǎn)生原因及預(yù)防措施合理控制變形溫度和變形速度優(yōu)化應(yīng)力狀態(tài)改善金屬組織狀態(tài)裂紋產(chǎn)生原因及預(yù)防措施產(chǎn)生原因制坯設(shè)計(jì)不合理模具設(shè)計(jì)不當(dāng)折疊產(chǎn)生原因及預(yù)防措施操作不當(dāng)預(yù)防措施優(yōu)化制坯設(shè)計(jì)折疊產(chǎn)生原因及預(yù)防措施合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)提高操作技能，規(guī)范操作過(guò)程折疊產(chǎn)生原因及預(yù)防措施產(chǎn)生原因模具表面粗糙潤(rùn)滑條件不良表面質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因及預(yù)防措施金屬表面不潔凈預(yù)防措施提高模具表面光潔度表面質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因及預(yù)防措施改善潤(rùn)滑條件保持金屬表面清潔表面質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因及預(yù)防措施金屬塑性成形數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用06將連續(xù)體離散化，通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接各單元，形成有限元模型。利用變分原理或加權(quán)余量法建立有限元方程，求解得到節(jié)點(diǎn)位移和單元應(yīng)力應(yīng)變。有限元法基本原理通過(guò)建立金屬塑性成形過(guò)程的有限元模型，可以模擬金屬的流動(dòng)、變形和應(yīng)力應(yīng)變分布，預(yù)測(cè)成形缺陷和優(yōu)化工藝參數(shù)。在金屬塑性成形中應(yīng)用適用于復(fù)雜幾何形狀和邊界條件，能夠考慮材料非線性和接觸摩擦等因素，具有較高的計(jì)算精度和效率。有限元法優(yōu)點(diǎn)有限元法在金屬塑性成形中應(yīng)用無(wú)網(wǎng)格法在金屬塑性成形中應(yīng)用避免了網(wǎng)格劃分帶來(lái)的誤差和時(shí)間消耗，能夠自適應(yīng)地處理復(fù)雜幾何形狀和邊界條件，具有較高的計(jì)算精度和靈活性。無(wú)網(wǎng)格法優(yōu)點(diǎn)基于點(diǎn)的近似方法，不需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格，通過(guò)一組離散的點(diǎn)來(lái)構(gòu)建形函數(shù)和近似場(chǎng)函數(shù)。利用弱形式或配點(diǎn)法建立離散方程，求解得到節(jié)點(diǎn)位移和應(yīng)力應(yīng)變。無(wú)網(wǎng)格法基本原理無(wú)網(wǎng)格法可以靈活地處理大變形和移動(dòng)邊界問(wèn)題，適用于金屬塑性成形過(guò)程的模擬。通過(guò)無(wú)網(wǎng)格法可以預(yù)測(cè)金屬的流動(dòng)、變形和應(yīng)力應(yīng)變分布，為工藝優(yōu)化提供指導(dǎo)。在金屬塑性成形中應(yīng)用

數(shù)值模擬技術(shù)在優(yōu)化工藝參數(shù)和提高產(chǎn)品質(zhì)量方面作用優(yōu)化工藝參數(shù)通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù)可以預(yù)測(cè)不同工藝參數(shù)對(duì)金屬塑性成形過(guò)程的影響，從而得到最優(yōu)的工藝參數(shù)組合，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。減少試驗(yàn)次數(shù)數(shù)值模擬技術(shù)可以替代部分實(shí)際試驗(yàn)，減少試驗(yàn)次數(shù)和成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。提高產(chǎn)品質(zhì)量通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù)可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問(wèn)題，提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性?？偨Y(jié)與展望07塑性成形工藝系統(tǒng)介紹了鍛造、軋制、擠壓、拉拔等主要塑性成形工藝的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。塑性成形基本原理深入講解了金屬塑性成形的力學(xué)基礎(chǔ)、變形機(jī)制、材料本構(gòu)關(guān)系等核心內(nèi)容。數(shù)值模擬與仿真闡述了有限元法、有限差分法等數(shù)值模擬方法在塑性成形中的應(yīng)用，以及仿真軟件的使用和案例分析。課程總結(jié)回顧前沿技術(shù)動(dòng)態(tài)介紹探討了高強(qiáng)度鋼、鈦合金等高性能金屬材料的塑性成形技術(shù)，以滿足航空航天、汽車等領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿母咭?。精密塑性成形技術(shù)介紹了微成形、超精密成形等精密塑性成形技術(shù)的最新研究進(jìn)展，以及其在微電子、醫(yī)療器械等高精度制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景。智能化塑性成形技術(shù)闡述了基于人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的智能化塑性成形技術(shù)，如工藝參數(shù)優(yōu)化、缺陷預(yù)測(cè)等，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。高性能金屬材料塑性成形塑性成形工藝的綠色化與智能化隨著環(huán)保意識(shí)的提高和智能制造技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)塑性成形工藝將更加注重綠色化和智能化，如采用清潔能源、實(shí)現(xiàn)廢棄物循