文档介绍：材料加工原理材料加工原理
第二篇第二篇材材料料固态成固态成形形原理原理
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吴国华吴国华
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第四章第四章固固态态成形的成形的物物理理基础基础
金属材料的塑性成形(塑性加工,压力加工)
材料固态成形高分子材料成形
粉末及陶瓷材料的压制烧结成形
塑性成形体积成形(锻造,轧制,挤压,拉拨等)
板料成形(冲裁,弯曲,拉延等)
按固态成形温度分:
冷变形(冷成形)---金属进行塑性变形时的温度低于该金属
的再结晶温度。
热变形(热成形)---金属材料在其再结晶温度以上进行的塑
性变形。
固态成形的两个基本条件:
被成形的金属材料应具备一定的塑性
要有外力作用于固态金属材料上
金属主要成形方法:
轧制:将金属通过轧机上两个相对回转轧辊之间的空隙,进行压延
变形成为型材(如钢板、圆钢、角钢、槽钢等)的加工方法。
轧制生产所用坯料主要是金属锭,坯料在轧制过程中靠摩擦力
得以连续通过而受压变形,结果坯料的截面减少,轧制出的产
品截面与孔隙形状和大小相同,长度增加。
轧制及产品
(a)轧制示意(b)部分轧制产品截面图
常用的轧制成形工艺主要有:辊锻,螺旋斜轧,横轧,楔轧,楔横轧等.
辊锻成形---辊锻成形是使坯料通过装有扇形模块的一对相对旋转的
轧辊时,,既
可作为模锻前的制坯工序,
适合生产以下三种类型的锻件. (1)扁截面的长杆件,如各类扳手和
链环等,(2)带有头部,沿长度方向横截面积递减的锻件,如涡轮机叶
,,
材料利用率要提高4倍.(3)连杆,效率高,简化了工艺过程,但锻件还
要有其它锻压设备进行精整.
辊锻成形过程
1—扇形模块,2—轧辊,
3—坯料,4—挡板
螺旋斜轧成形---
个同向旋转的轧辊交叉成一定角度,轧辊上带有所需的螺旋型槽,
使坯料以螺旋式前进,因而轧制出形状呈周期性变化的毛坯或各
种零件.
(a) 周期性变化的长杆件(b)钢球
横轧成形---横轧是使坯料在两轧辊摩擦力带动下作相反方向旋转的轧制方法.
利用横轧工艺制齿轮是一种少切削加工齿轮的新工艺.
热轧齿轮示意图
在轧制前将毛坯外缘加热,然后将带齿轮的主轧轮4作径向进给,迫使轧轮与毛坯
,轧轮4继续径向送进到一定的距离,使坯料金属流动而形
成轮齿.
采用横轧工艺可轧制直齿轮,
形轮廓一致,故可提高齿轮的力学性能和工作寿命.
楔横轧成形---楔横轧成形是利用两个外表面镶有楔形凸块的平行
凸块压缩坯料,使坯料径向尺寸减小,
加工阶梯轴,锥形轴等各种对称的零件或毛坯.
挤压:将金属置于一封闭的挤压模内,用强大的挤压力将金属
从模孔中挤出成形的方法。挤压过程中金属坯料的截面依照
模孔的形状减少,坯料长度增加。挤压可以获得各种复杂截
面的型材或零件。
根据金属流动方向与挤压凸模运动方向的关系,挤压可分为四种
方式:
(1)正挤压---金属流动方向与凸模运动方向相同.
(2)反挤压---金属流动方向与凸模运动方向相反.
(3)复合挤压---坯料一部分金属流动方向与凸模运动方向相同,另
一部分则相反.
(4)径向挤压---金属流动方向与凸模运动方向成90℃.
Ø 按坯料变形温度不同,挤压成形又可分为冷挤压,热挤
压和温挤压.
Ø (1)冷挤压---
面光洁,精度较高一般尺寸精度可达IT6~IT7,表面粗
糙度值Ra=~,因而大大减少了切削加工量,
显著减少金属消耗,从而使其成为一种有效的少,无切
削加工工艺.
Ø (2)热挤压---热挤压时,坯料在一般热锻温度范围内进
,塑性好,允许每次变形程度较
大,但产品表面粗糙度高,
泛用于治金部门生产铝,铜,镁及其合金的型材和管材.
目前也用于机器零件和毛坯的生产.
Ø (3)温挤压---
挤压时将金属加热到适当