工學(xué)工程材料與成型工藝課件鍛壓

鍛壓工藝鍛壓工藝是金屬塑性加工的重要方法，它利用外力使金屬材料在模具中發(fā)生塑性變形，從而改變材料的形狀、尺寸和性能，生產(chǎn)出各種形狀的金屬零件。課程簡介課程目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)生掌握鍛壓工藝基礎(chǔ)知識，了解鍛壓設(shè)備和工藝參數(shù)，并能夠獨立設(shè)計簡單鍛件。課程內(nèi)容包括材料性能概述、金屬塑性變形基礎(chǔ)、鍛壓工藝簡介、常見鍛壓設(shè)備介紹、鍛件設(shè)計與缺陷分析等。學(xué)習(xí)方法通過課堂講授、案例分析、實驗操作等多種方式進行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維。材料基本性能概述強度材料抵抗外力作用而不發(fā)生斷裂的能力，是材料最重要的力學(xué)性能之一。硬度材料抵抗局部壓入的能力，是材料抵抗磨損和刻劃的能力的指標(biāo)。塑性材料在外力作用下發(fā)生永久變形的能力，是材料在加工過程中可以被塑性變形的能力的指標(biāo)。韌性材料抵抗沖擊載荷而不發(fā)生斷裂的能力，是材料抵抗突然外力作用而不發(fā)生破壞的能力的指標(biāo)。材料分類與結(jié)構(gòu)金屬材料鐵、銅、鋁等。非金屬材料塑料、陶瓷、橡膠等。復(fù)合材料纖維增強塑料、金屬基復(fù)合材料等。材料力學(xué)性能1強度材料抵抗外力破壞的能力，包括屈服強度、抗拉強度等。2塑性材料在斷裂前發(fā)生永久變形的能力，可以用伸長率和斷面收縮率來衡量。3硬度材料抵抗壓痕或劃痕的能力，常用布氏硬度、洛氏硬度等指標(biāo)表示。4韌性材料抵抗沖擊載荷的能力，可以用沖擊韌性值表示。金屬材料的變形行為1彈性變形可恢復(fù)2塑性變形不可恢復(fù)3斷裂材料破壞金屬塑性變形基礎(chǔ)拉伸金屬在外力作用下發(fā)生塑性變形，形變后長度增加，截面積減小。壓縮金屬在外力作用下發(fā)生塑性變形，形變后長度減小，截面積增加。扭轉(zhuǎn)金屬在外力作用下發(fā)生塑性變形，形變后產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角度。鍛壓的特點和優(yōu)點塑性成形通過金屬的塑性變形來改變金屬的形狀和尺寸，不會產(chǎn)生切屑，材料利用率高。高強度和韌性鍛件的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)緊密，強度和韌性優(yōu)于其他加工方法得到的工件。形狀復(fù)雜鍛造工藝可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精密的零件，滿足各種工程需求。鍛壓設(shè)備及其工藝參數(shù)錘頭鍛錘是常見的鍛壓設(shè)備，用于對金屬進行錘擊成形。壓力機壓力機通過壓力來塑造金屬，適合制作形狀復(fù)雜的鍛件。液壓機液壓機利用液壓系統(tǒng)提供強大的壓力，用于大型鍛件的生產(chǎn)。工藝參數(shù)鍛壓工藝參數(shù)包括鍛造溫度、錘擊能量、鍛造速度等，需要根據(jù)材料和工件進行調(diào)整。鍛造工藝簡介1定義利用錘擊或壓力使金屬材料產(chǎn)生塑性變形，從而改變其形狀和尺寸的加工工藝。2優(yōu)點提高材料的強度、塑性和韌性，改善金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，獲得精確的形狀和尺寸。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于機械制造、航空航天、汽車、能源等行業(yè)，用于制造各種重要部件。鍛件的基本形狀和尺寸圓形鍛造圓形件易于成形，廣泛應(yīng)用于軸類、圓盤類等零件。方形鍛造方形件可用于制造箱體、法蘭、支架等零件。板材鍛造板材用于制造各種結(jié)構(gòu)件，如機床底座、船體面板等。鍛造過程中的缺陷及其防治常見的鍛造缺陷裂紋氣孔夾雜物氧化皮尺寸偏差缺陷的防治措施嚴(yán)格控制鍛造溫度合理選擇鍛造設(shè)備和模具優(yōu)化鍛造工藝參數(shù)加強鍛造過程的質(zhì)量控制鍛造工藝設(shè)計要點確定鍛件形狀和尺寸，滿足使用要求。選擇合適的鍛造工藝，如自由鍛、模鍛等。設(shè)計鍛造模具，保證鍛件精度和質(zhì)量。優(yōu)化鍛造工藝流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。擠壓工藝簡介定義擠壓是一種金屬成型工藝，通過將金屬材料壓入模具中，使其通過模具的開口，從而獲得所需的形狀和尺寸。優(yōu)勢擠壓可以生產(chǎn)出具有復(fù)雜形狀和精確尺寸的產(chǎn)品，同時還能提高材料的強度和表面質(zhì)量。應(yīng)用擠壓廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、機械制造等領(lǐng)域，用于生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)件、管材、型材等。擠壓工藝的工藝參數(shù)與設(shè)備1擠壓比擠壓比是指坯料截面積與擠壓后截面積之比，它直接影響擠壓力的大小和擠壓產(chǎn)品的尺寸精度。2擠壓溫度擠壓溫度的選擇與材料的性能、擠壓比和擠壓速度有關(guān)，一般選擇在材料的再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)。3擠壓速度擠壓速度會影響擠壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，一般選擇較低的擠壓速度。擠壓產(chǎn)品的特點及其應(yīng)用高強度和耐用性擠壓產(chǎn)品通常具有優(yōu)異的強度和耐用性，適合高負(fù)荷應(yīng)用。精確的尺寸和形狀擠壓工藝可以制造出具有精確尺寸和復(fù)雜形狀的部件，提高產(chǎn)品精度。廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域擠壓產(chǎn)品在建筑、機械、航空航天等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。滾壓工藝簡介1塑性變形滾壓利用兩個或多個滾輪之間的相對運動，對金屬材料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形。2冷熱加工滾壓工藝可分為冷滾壓和熱滾壓，根據(jù)加工材料的性質(zhì)和工件的形狀選擇合適的加工方式。3應(yīng)用廣泛滾壓廣泛應(yīng)用于制造各種形狀和尺寸的工件，例如齒輪、軸承、螺紋、薄板等。滾壓工藝的工藝參數(shù)與設(shè)備壓下量滾壓過程中，每個道次壓下量應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，以保證材料的塑性變形和表面質(zhì)量。軋制速度軋制速度會影響材料的溫度和變形程度，需根據(jù)材料和產(chǎn)品要求進行調(diào)整。輥型不同輥型用于不同的產(chǎn)品形狀和尺寸，需根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計進行選擇。設(shè)備類型滾壓工藝常用的設(shè)備包括冷軋機、熱軋機、中板軋機等，需根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求進行選擇。滾壓產(chǎn)品的特點及應(yīng)用尺寸精度高滾壓成型可實現(xiàn)高精度尺寸控制，滿足現(xiàn)代工業(yè)對產(chǎn)品精度的要求。表面質(zhì)量優(yōu)良滾壓過程中的塑性變形能有效改善材料表面質(zhì)量，提高產(chǎn)品的耐磨性和抗腐蝕性。強度和剛度高滾壓過程中的冷作硬化效應(yīng)可以提高產(chǎn)品的強度和剛度，增強其承載能力。模鍛工藝簡介定義模鍛是一種使用模具對金屬坯料進行塑性變形，使其獲得預(yù)定形狀和尺寸的成形工藝。特點模鍛產(chǎn)品尺寸精度高、表面光潔度好，機械性能優(yōu)異，可獲得復(fù)雜的形狀。應(yīng)用模鍛廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、機械制造等領(lǐng)域，是制造高精度、高強度零件的重要工藝。模鍛工藝的特點及其應(yīng)用特點精度高，尺寸穩(wěn)定，表面光潔度好。材料利用率高，金屬損失少，節(jié)約材料。可生產(chǎn)形狀復(fù)雜，精度要求高的零件。應(yīng)用汽車發(fā)動機曲軸、連桿、齒輪。航空發(fā)動機零件、大型壓力容器。精密儀器零件、模具等。沖壓工藝簡介1定義沖壓是利用沖壓模具和沖壓設(shè)備對板材、帶材或管材進行壓力加工，使其發(fā)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的零件的工藝。2特點沖壓工藝的特點是生產(chǎn)效率高、精度高、成本低，適用于大批量生產(chǎn)。3應(yīng)用沖壓工藝廣泛應(yīng)用于汽車、電子、航空航天、機械等領(lǐng)域，用于生產(chǎn)各種形狀和尺寸的零件。沖壓工藝的工藝參數(shù)與設(shè)備沖壓力沖壓力的選擇要根據(jù)材料的厚度、形狀和尺寸以及沖壓模具的類型來確定。沖壓速度沖壓速度會影響沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，需要根據(jù)材料特性和加工要求進行調(diào)整。沖壓模具沖壓模具是沖壓工藝中必不可少的工具，其類型和精度決定了沖壓產(chǎn)品的形狀和尺寸。沖壓產(chǎn)品的特點及應(yīng)用高精度和一致性生產(chǎn)速度快成本效益高可應(yīng)用于各種行業(yè)焊接工藝簡介1連接將兩個或多個零件永久連接在一起2加熱利用高溫熔化材料，形成熔池3冷卻熔池冷卻凝固，形成焊接接頭焊接是將兩個或多個金屬工件通過加熱、加壓或兩者兼而有之的方式，使工件接合面熔化或塑性變形，從而形成牢固連接的一種工藝。焊接工藝在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，例如汽車制造、航空航天、船舶制造等。焊接工藝的特點及其應(yīng)用高效生產(chǎn)焊接工藝能夠?qū)崿F(xiàn)快速、高效地連接金屬部件，提高生產(chǎn)效率。結(jié)構(gòu)強度焊接連接能夠形成牢固的結(jié)構(gòu)，確保產(chǎn)品的強度和可靠性。廣泛應(yīng)用焊接工藝在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，包括橋梁、建筑、管道、汽車等。熱處理工藝簡介1淬火提高硬度和強度2回火降低硬度，改善韌性3正火細(xì)化晶粒，改善性能4退火降低硬度，改善加工性能熱處理工藝的特點及其應(yīng)用提高材料性能熱處理可以改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高其強度、硬度、韌性、耐磨性等性能，滿足不同應(yīng)用需求。廣泛應(yīng)用熱處理工藝在機械制造、航空航天、汽車制造、模具制造等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長使用壽命至關(guān)重要。未來發(fā)展趨勢1智能制造集成人工智能和自動化技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2可持續(xù)發(fā)展采用環(huán)保材料和工藝