第1章精密塑性成形理论概论20.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精密塑性成形理论,主 讲,杨永顺,1,精密塑性成形理论,第一章 概论,第二章 塑性加工工程材料,第三章 塑性加工工程模拟技术,第四章 金属塑性成形方法,第五章 塑性加工新技术,第六章 金属超塑性及超塑成形,第七章 最新塑性加工工程装备,2,第一章 概述,1.,塑性成形的概念,:,在一定的外力作用下,利用金属材料的塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形,也称为塑性加工或压力加工。,一、金属塑性成形的概念,3,2.,塑性成形的分类,1,）按方法分,冲压,板材毛坯通过塑性变形成为产品,如拉延、胀形等。,锻造,块状毛坯通过塑性变形加工成产品,如模锻、自由锻等。,特种塑性成形,板材、块状和非常规状态毛坯通过特定方式产生塑性变形加工成产品。,一般指常规冲压、锻造之外的其他塑性加工均归类于特种塑性加工。,如旋压、液态模锻等。,4,2,）按工艺性质分,分离,通过塑性变形，使毛坯部分或全部分开,如冲裁，下料等。,特点：加工后的零件体积减小。,成形,在外力作用下，使毛坯产生塑性变形，,形状发生变化,如模锻、拉深等，,特点：变形前后毛坯和零件体积相等,。,结合,通过塑性变形使两个以上的毛坯（或零,件）连接成一个零件,如锻接、铆接、液,压胀接等,特点：加工后的零件体积增加。,金属塑性加工的全部工作，都是围绕这三种基本工序进行的。,5,与切削加工、铸造、焊接等加工方法相比，具有以下特点：,组织、性能好,毛坯通过塑性变形，其内部组织发生显著变化，结构致密、组织改善、流线分布合理、性能提高。,材料利用率高,成形是靠塑性状态下的组织转移来实现的，不产生切屑，只有少量工艺废料。,尺寸精度高,不少成形方法已达到少、无切削的要求,生产率高,随着塑性加工工具和设备的改进及机械化、自动化程度的提高，生产率也相应提高。如高速冲床的行程次数已达,1500,1800,次,/min,和,4000,次,/min,；在,1200010KN,热模锻压力机上锻造一根发动机六拐曲轴只需,40s,。,3.,塑性成形的特点,6,塑性加工在技术上和经济上的独到之处和优势，使它成为金属加工中极其重要的手段之一。,制坯 在金属材料生产中,只有少部分采用铸造方法制成零件毛坯，,钢总产量的,90%,以上和有色金属总产量的,70%,以上，是经过塑性加工成材，来满足机械制造、交通运输、电力电讯、化工、建材、仪器仪表、航空航天、国防军工、民用五金和家用电器等部门的需要。,4.,塑性成形的应用,7,制造产品,塑性加工是直接制造零件的重要加工方法。,如汽车制造、船舶制造、航空航天、民用五金等部门的许多零件都须经塑性加工制造。,4.,塑性成形的应用,8,金属塑性加工技术的产生,金属塑性加工的出现可以追溯到铜器时代，当时它只是一种工匠技艺,20,世纪初叶，伴随着力学及现代机械的发展和人类对金属行为不断深入认识，才形成了作为一门技术科学的金属塑性加工学科。这一学科在,20,世纪后半叶尤其是近,30,多年得到了令人瞩目的迅速发展。,二、发展与现状,9,对认识的变化,塑性加工从早期的“锻打”发展到今天的“塑性加工成形”，是一个从“表象”到“本质”，从“经验”到“规律”的漫长的认识过程，标志着人类对这种制造方式认识的深化。,其发展可概括为“精、省、净”,3,个字。,二、发展与现状,10,手工锻打 制作成品，仅仅是“成形”简单制品。,机器锻造 通过模具控制制品的形状和尺寸，但主要是制造毛坯。,“肥头大耳”，,少无切削加工,从“少无切削”到“净形”，虽然含义基本一致，但技术观点已有很大发展，着眼点从做好“毛坯”转到力图发展直接制取“成品”的技术。,1950,1960,精密成形,精确成形,净形制造,1980,1990,11,近二三十年来，精密成形技术在国内外迅速发展，大量优质、高效、节能、省力的塑性成形新技术相继推出，并在工业中获得广泛的应用。,“精密”或“精确”不仅是形状和尺寸，而且还包括材料变形后的组织和性能。提出发展“精确成形和改性”技术，应该是更为全面的。,12,自,20,世纪,90,年代以来，高新技术的发展，正全面促进传统成形技术的改造及先进塑性成形技术的形成和发展。,21,世纪的塑性加工业将以新材料、新能源、新介质，以及计算机、信息、电子、控制技术等为依托，以更快的速度持续发展，发展的方向将更加突出“,精、省、净,”的需求。,三、塑性加工技术的几点发展趋势,13,1.,先进塑性成形技术的主要标志是,科学化、数字化、可控化,。,科学化主要体现在成形过程、产品质量及成本效益的预测和可控程度，需要以材料变形规律的研究为基础，以计算机模拟分析技术为工具,数值模拟技术是塑性加工技术从经验走向科学化的重大转折，已经开始进入实用阶段。预计未来,5,10,年，将在实用化方面取得很大发展，并与数字化塑性加工制造系统很好地集成。,人工智能和智能化控制技术也将协同发展，并从简单形状零件发展到覆盖件等复杂形状零件成形，从而真正进入实用阶段。,14,2.,信息化,/,自动化,计算机和数控技术的发展，使一些先进数控成形设备和工艺不断涌现：,其一，方便操作者使用；,其二，降低了对操作者的技术要求。,15,3.,注重塑性加工产品制造全过程,既重“,形,”又重“,质,”,最大程度地实现多目标综合优化，,优化将从传统的单一成形环节向产品制造的“全过程”及“全生命”期的系统整体发展。,16,4.,对产品设计的,可制造性和成形工艺的快速分析与评估,能力将有大的发展，,以便能从产品初步设计时起，就能针对零件的可成形性、可生产性及所需性能的保证度作出快速分析，实现合理设计和选材，确定最佳工艺方案。,17,5.,塑性成形技术将具有更大的,柔性,或,灵活性,以适应未来产品多样化及个性化的市场需求发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。,柔性成形技术有许多优点，不仅表现于制造系统，而且表现在成形工艺方法、工艺装备和成形设备本身。,18,6.,重视复合化成形技术的发展,以,复合工艺,为基础的先进成形技术正在从制造毛坯向直接制成工件即净形成形方向发展，也正在从制造单个零件向制造整体结构的方向发展，多种工艺技术的复合常可导致新的制造原理或制造技术的突破。,19,6.,在,经济技术全球化,和“,绿色制造,”（环保、降噪、除尘、减振,),的发展大趋势下，塑性加工也需要更大程度和更大范围地推进“绿色化”，并在技术进步、产品质量、市场竞争、社会环境和持续发展能力等各方面取得直接或间接的回报,20,