江蘇大學(xué)材料成型-塑性成形工藝基礎(chǔ)2

江蘇大學(xué)材料成型-塑性成形工藝基礎(chǔ)

01材料成型工藝概述材料成型工藝是指將原材料通過一定的工藝方法，制成具有一定形狀和尺寸的制品的過程工藝方法包括鑄造、鍛造、焊接、塑性成形等制品包括金屬制品、非金屬制品、復(fù)合材料制品等材料成型工藝的分類按成型方法分類：鑄造、鍛造、焊接、塑性成形等按制品形狀分類：板材成型、管材成型、型材成型等按材料類型分類：金屬成型、非金屬成型、復(fù)合材料成型等材料成型工藝的定義與分類材料成型工藝在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位制品的成型質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的性能和使用壽命工藝過程的優(yōu)化可以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率材料成型工藝的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛航空航天、汽車制造、船舶制造等高端制造領(lǐng)域能源、建筑、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域電子、通訊、醫(yī)療等高科技領(lǐng)域材料成型工藝的重要性及應(yīng)用領(lǐng)域材料成型工藝的發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)材料成型工藝的發(fā)展趨勢工藝過程的自動化和智能化新材料和新工藝的研究與應(yīng)用節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求材料成型工藝面臨的挑戰(zhàn)制品形狀和性能的不斷提高要求生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率的平衡問題環(huán)境污染和資源消耗的減少要求02塑性成形工藝基本原理塑性成形工藝的基本原理利用金屬材料的塑性，通過外力作用使其發(fā)生變形，達(dá)到成型的目的塑性成形工藝包括沖壓、鍛壓、擠壓、拉拔等塑性成形工藝的特點可以獲得形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品具有一定的自由度和靈活性，可以適應(yīng)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需求生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化和智能化生產(chǎn)塑性成形工藝的基本原理及特點塑性成形工藝的分類及適用范圍塑性成形工藝的分類按變形方式分類：沖壓、鍛壓、擠壓、拉拔等按工藝特點分類：單工序成形、多工序成形、連續(xù)成形等塑性成形工藝的適用范圍適用于金屬材料的成型，如鋼、鋁、銅等適用于各種形狀和尺寸的制品生產(chǎn)，如板材、管材、型材等塑性成形工藝的工藝參數(shù)變形力、變形速度、變形溫度等模具設(shè)計參數(shù)：模具形狀、尺寸、材料等材料性能參數(shù)：屈服強度、抗拉強度、硬度等塑性成形工藝的影響因素原材料性能：材料的塑性、硬度、強度等工藝參數(shù)：變形力、變形速度、變形溫度等模具設(shè)計：模具形狀、尺寸、材料等環(huán)境因素：溫度、濕度、氣氛等塑性成形工藝的工藝參數(shù)及影響因素03塑性成形工藝設(shè)備與模具塑性成形工藝設(shè)備的種類及特點塑性成形工藝設(shè)備的種類沖壓設(shè)備：如壓力機(jī)、液壓機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)等鍛壓設(shè)備：如自由鍛錘、模鍛錘、液壓鍛機(jī)等擠壓設(shè)備：如擠壓機(jī)、拉拔機(jī)、軋機(jī)等塑性成形工藝設(shè)備的特點設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝參數(shù)多，需要精確控制設(shè)備功率大，能耗高，需要考慮節(jié)能環(huán)保設(shè)備自動化程度高，需要考慮設(shè)備的安全性和可靠性塑性成形工藝模具的設(shè)計與制造塑性成形工藝模具的設(shè)計模具形狀和尺寸的設(shè)計模具材料的選擇和熱處理工藝模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算塑性成形工藝模具的制造模具的加工方法：車削、銑削、磨削等模具的表面處理：拋光、噴涂、電鍍等模具的檢測與修復(fù)：尺寸檢測、硬度檢測、表面質(zhì)量檢測等塑性成形工藝設(shè)備的選擇原則根據(jù)制品的形狀和尺寸選擇合適的設(shè)備類型根據(jù)工藝要求和材料性能選擇設(shè)備的參數(shù)和性能考慮設(shè)備的能耗、環(huán)保和安全性能塑性成形工藝模具的選擇原則根據(jù)制品的形狀和尺寸選擇合適的模具結(jié)構(gòu)根據(jù)工藝要求和材料性能選擇模具的材料和熱處理工藝考慮模具的使用壽命和制造成本塑性成形工藝設(shè)備與模具的選擇原則04塑性成形工藝材料塑性成形工藝材料需要具有良好的塑性屈服強度和抗拉強度適中，便于變形斷裂延伸率高，有利于成型塑性成形工藝材料需要具有良好的硬度表面硬度高，耐磨性好內(nèi)部硬度適中，有利于變形塑性成形工藝材料需要具有良好的強度和韌性抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等性能良好沖擊韌性和疲勞韌性好，有利于提高制品的使用壽命塑性成形工藝材料的性能要求常用塑性成形工藝材料鋼：碳鋼、合金鋼、不銹鋼等鋁：純鋁、鋁合金、鋁鎂合金等銅：純銅、銅合金等常用的塑性成形工藝材料特點鋼：具有良好的強度和塑性，廣泛應(yīng)用于各種塑性成形工藝鋁：輕質(zhì)、耐腐蝕、易于加工，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域銅：具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，廣泛應(yīng)用于電子、通訊等領(lǐng)域常用塑性成形工藝材料及其特點根據(jù)制品的使用性能和工藝要求選擇材料考慮制品的力學(xué)性能、耐腐蝕性能、導(dǎo)熱性能等要求考慮工藝過程中的變形溫度、變形速度、變形力等參數(shù)考慮材料的成本和可獲得性選擇材料考慮材料的市場價格、供應(yīng)情況等因素考慮材料的加工性能、成形性能等因素考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求選擇材料考慮材料的環(huán)保性能、可回收性能等因素考慮材料的生產(chǎn)能耗、資源消耗等因素塑性成形工藝材料的選用原則??????05塑性成形工藝過程與控制塑性成形工藝過程的基本步驟原材料準(zhǔn)備：選擇合適的材料，進(jìn)行表面處理、切割等預(yù)處理模具準(zhǔn)備：設(shè)計、制造、安裝模具成型工藝：根據(jù)工藝參數(shù)進(jìn)行塑性成形，如沖壓、鍛壓、擠壓等制品后處理：進(jìn)行熱處理、表面處理等后處理工藝，提高制品性能塑性成形工藝的方法單工序成形：一次成型，如沖壓、翻邊、拉伸等多工序成形：多次成型，如鍛造、擠壓、拉拔等連續(xù)成形：連續(xù)生產(chǎn)，如連鑄、連軋、連續(xù)擠壓等塑性成形工藝過程的基本步驟與方法塑性成形工藝過程的質(zhì)量控制方法材料質(zhì)量檢測：檢測材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織等工藝參數(shù)控制：控制變形力、變形速度、變形溫度等工藝參數(shù)模具質(zhì)量檢測：檢測模具的尺寸、形狀、材料、硬度等制品質(zhì)量檢測：檢測制品的形狀、尺寸、力學(xué)性能、金相組織等塑性成形工藝過程的異常處理設(shè)備故障處理：檢查設(shè)備故障原因，進(jìn)行維修或更換工藝參數(shù)調(diào)整：根據(jù)制品質(zhì)量要求，調(diào)整工藝參數(shù)模具損壞處理：檢查模具損壞原因，進(jìn)行修復(fù)或更換塑性成形工藝過程的質(zhì)量控制方法塑性成形工藝過程的優(yōu)化方法優(yōu)化工藝參數(shù)：通過試驗和模擬計算，優(yōu)化變形力、變形速度、變形溫度等參數(shù)優(yōu)化模具設(shè)計：通過模擬計算和試驗，優(yōu)化模具形狀、尺寸、材料等設(shè)計參數(shù)優(yōu)化工藝流程：通過分析生產(chǎn)過程，優(yōu)化工藝流程，提高生產(chǎn)效率塑性成形工藝過程的改進(jìn)方法改進(jìn)材料性能：通過材料改性，提高材料的塑性、硬度、強度等性能改進(jìn)工藝方法：通過研究和引進(jìn)新的塑性成形工藝，提高制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備：通過設(shè)備升級和改進(jìn)，提高設(shè)備的性能和自動化程度塑性成形工藝過程的優(yōu)化與改進(jìn)06塑性成形工藝實例分析沖壓成形工藝實例汽車覆蓋件沖壓：通過沖壓工藝生產(chǎn)汽車車身、發(fā)動機(jī)艙等覆蓋件電器元件沖壓：通過沖壓工藝生產(chǎn)電器開關(guān)、連接器、散熱器等元件鍛壓成形工藝實例齒輪鍛壓：通過鍛壓工藝生產(chǎn)齒輪、齒圈等傳動部件軸承鍛壓：通過鍛壓工藝生產(chǎn)軸承套圈、滾子等部件擠壓成形工藝實例鋁型材擠壓：通過擠壓工藝生產(chǎn)建筑門窗、航空航天用型材等銅管擠壓：通過擠壓工藝生產(chǎn)空調(diào)制冷管、電纜管等典型塑性成形工藝實例介紹沖壓成形工藝實例的優(yōu)缺點優(yōu)點：生產(chǎn)效率高，制品形狀和尺寸精確，適合大批量生產(chǎn)缺點：模具成本高，對材料塑性要求高，不適合復(fù)雜形狀制品生產(chǎn)01鍛壓成形工藝實例的優(yōu)缺點優(yōu)點：制品力學(xué)性能好，內(nèi)部組織致密，適合生產(chǎn)高性能部件缺點：生產(chǎn)效率低，設(shè)備功率大，能耗高02擠壓成形工藝實例的優(yōu)缺點優(yōu)點：制品形狀和尺寸精確，生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)缺點：對材料塑性要求高，模具成本高，不適合復(fù)雜形狀制品生產(chǎn)03塑性成形工藝實例的優(yōu)缺點分析塑性成形工藝實例的經(jīng)驗與教訓(xùn)總結(jié)塑性成形工藝實例的經(jīng)驗總結(jié)合理選擇原材料和工藝參數(shù)，保