工学工程材料与成型工艺课件锻压

锻压工艺锻压工艺是金属塑性加工的重要方法，它利用外力使金属材料在模具中发生塑性变形，从而改变材料的形状、尺寸和性能，生产出各种形状的金属零件。课程简介课程目标本课程旨在帮助学生掌握锻压工艺基础知识，了解锻压设备和工艺参数，并能够独立设计简单锻件。课程内容包括材料性能概述、金属塑性变形基础、锻压工艺简介、常见锻压设备介绍、锻件设计与缺陷分析等。学习方法通过课堂讲授、案例分析、实验操作等多种方式进行教学，培养学生的实践能力和创新思维。材料基本性能概述强度材料抵抗外力作用而不发生断裂的能力，是材料最重要的力学性能之一。硬度材料抵抗局部压入的能力，是材料抵抗磨损和刻划的能力的指标。塑性材料在外力作用下发生永久变形的能力，是材料在加工过程中可以被塑性变形的能力的指标。韧性材料抵抗冲击载荷而不发生断裂的能力，是材料抵抗突然外力作用而不发生破坏的能力的指标。材料分类与结构金属材料铁、铜、铝等。非金属材料塑料、陶瓷、橡胶等。复合材料纤维增强塑料、金属基复合材料等。材料力学性能1强度材料抵抗外力破坏的能力，包括屈服强度、抗拉强度等。2塑性材料在断裂前发生永久变形的能力，可以用伸长率和断面收缩率来衡量。3硬度材料抵抗压痕或划痕的能力，常用布氏硬度、洛氏硬度等指标表示。4韧性材料抵抗冲击载荷的能力，可以用冲击韧性值表示。金属材料的变形行为1弹性变形可恢复2塑性变形不可恢复3断裂材料破坏金属塑性变形基础拉伸金属在外力作用下发生塑性变形，形变后长度增加，截面积减小。压缩金属在外力作用下发生塑性变形，形变后长度减小，截面积增加。扭转金属在外力作用下发生塑性变形，形变后产生扭转角度。锻压的特点和优点塑性成形通过金属的塑性变形来改变金属的形状和尺寸，不会产生切屑，材料利用率高。高强度和韧性锻件的内部组织结构紧密，强度和韧性优于其他加工方法得到的工件。形状复杂锻造工艺可以生产形状复杂、尺寸精密的零件，满足各种工程需求。锻压设备及其工艺参数锤头锻锤是常见的锻压设备，用于对金属进行锤击成形。压力机压力机通过压力来塑造金属，适合制作形状复杂的锻件。液压机液压机利用液压系统提供强大的压力，用于大型锻件的生产。工艺参数锻压工艺参数包括锻造温度、锤击能量、锻造速度等，需要根据材料和工件进行调整。锻造工艺简介1定义利用锤击或压力使金属材料产生塑性变形，从而改变其形状和尺寸的加工工艺。2优点提高材料的强度、塑性和韧性，改善金属内部组织结构，获得精确的形状和尺寸。3应用广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、能源等行业，用于制造各种重要部件。锻件的基本形状和尺寸圆形锻造圆形件易于成形，广泛应用于轴类、圆盘类等零件。方形锻造方形件可用于制造箱体、法兰、支架等零件。板材锻造板材用于制造各种结构件，如机床底座、船体面板等。锻造过程中的缺陷及其防治常见的锻造缺陷裂纹气孔夹杂物氧化皮尺寸偏差缺陷的防治措施严格控制锻造温度合理选择锻造设备和模具优化锻造工艺参数加强锻造过程的质量控制锻造工艺设计要点确定锻件形状和尺寸，满足使用要求。选择合适的锻造工艺，如自由锻、模锻等。设计锻造模具，保证锻件精度和质量。优化锻造工艺流程，提高生产效率和产品质量。挤压工艺简介定义挤压是一种金属成型工艺，通过将金属材料压入模具中，使其通过模具的开口，从而获得所需的形状和尺寸。优势挤压可以生产出具有复杂形状和精确尺寸的产品，同时还能提高材料的强度和表面质量。应用挤压广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域，用于生产各种结构件、管材、型材等。挤压工艺的工艺参数与设备1挤压比挤压比是指坯料截面积与挤压后截面积之比，它直接影响挤压力的大小和挤压产品的尺寸精度。2挤压温度挤压温度的选择与材料的性能、挤压比和挤压速度有关，一般选择在材料的再结晶温度范围内。3挤压速度挤压速度会影响挤压产品的表面质量和内部组织结构，一般选择较低的挤压速度。挤压产品的特点及其应用高强度和耐用性挤压产品通常具有优异的强度和耐用性，适合高负荷应用。精确的尺寸和形状挤压工艺可以制造出具有精确尺寸和复杂形状的部件，提高产品精度。广泛的应用领域挤压产品在建筑、机械、航空航天等多个领域得到广泛应用。滚压工艺简介1塑性变形滚压利用两个或多个滚轮之间的相对运动，对金属材料施加压力，使其产生塑性变形。2冷热加工滚压工艺可分为冷滚压和热滚压，根据加工材料的性质和工件的形状选择合适的加工方式。3应用广泛滚压广泛应用于制造各种形状和尺寸的工件，例如齿轮、轴承、螺纹、薄板等。滚压工艺的工艺参数与设备压下量滚压过程中，每个道次压下量应控制在合理的范围内，以保证材料的塑性变形和表面质量。轧制速度轧制速度会影响材料的温度和变形程度，需根据材料和产品要求进行调整。辊型不同辊型用于不同的产品形状和尺寸，需根据产品设计进行选择。设备类型滚压工艺常用的设备包括冷轧机、热轧机、中板轧机等，需根据生产规模和产品要求进行选择。滚压产品的特点及应用尺寸精度高滚压成型可实现高精度尺寸控制，满足现代工业对产品精度的要求。表面质量优良滚压过程中的塑性变形能有效改善材料表面质量，提高产品的耐磨性和抗腐蚀性。强度和刚度高滚压过程中的冷作硬化效应可以提高产品的强度和刚度，增强其承载能力。模锻工艺简介定义模锻是一种使用模具对金属坯料进行塑性变形，使其获得预定形状和尺寸的成形工艺。特点模锻产品尺寸精度高、表面光洁度好，机械性能优异，可获得复杂的形状。应用模锻广泛应用于汽车、航空、航天、机械制造等领域，是制造高精度、高强度零件的重要工艺。模锻工艺的特点及其应用特点精度高，尺寸稳定，表面光洁度好。材料利用率高，金属损失少，节约材料。可生产形状复杂，精度要求高的零件。应用汽车发动机曲轴、连杆、齿轮。航空发动机零件、大型压力容器。精密仪器零件、模具等。冲压工艺简介1定义冲压是利用冲压模具和冲压设备对板材、带材或管材进行压力加工，使其发生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的零件的工艺。2特点冲压工艺的特点是生产效率高、精度高、成本低，适用于大批量生产。3应用冲压工艺广泛应用于汽车、电子、航空航天、机械等领域，用于生产各种形状和尺寸的零件。冲压工艺的工艺参数与设备冲压力冲压力的选择要根据材料的厚度、形状和尺寸以及冲压模具的类型来确定。冲压速度冲压速度会影响冲压产品的质量和效率，需要根据材料特性和加工要求进行调整。冲压模具冲压模具是冲压工艺中必不可少的工具，其类型和精度决定了冲压产品的形状和尺寸。冲压产品的特点及应用高精度和一致性生产速度快成本效益高可应用于各种行业焊接工艺简介1连接将两个或多个零件永久连接在一起2加热利用高温熔化材料，形成熔池3冷却熔池冷却凝固，形成焊接接头焊接是将两个或多个金属工件通过加热、加压或两者兼而有之的方式，使工件接合面熔化或塑性变形，从而形成牢固连接的一种工艺。焊接工艺在现代制造业中应用广泛，例如汽车制造、航空航天、船舶制造等。焊接工艺的特点及其应用高效生产焊接工艺能够实现快速、高效地连接金属部件，提高生产效率。结构强度焊接连接能够形成牢固的结构，确保产品的强度和可靠性。广泛应用焊接工艺在各个领域都有广泛的应用，包括桥梁、建筑、管道、汽车等。热处理工艺简介1淬火提高硬度和强度2回火降低硬度，改善韧性3正火细化晶粒，改善性能4退火降低硬度，改善加工性能热处理工艺的特点及其应用提高材料性能热处理可以改变材料的微观结构，从而提高其强度、硬度、韧性、耐磨性等性能，满足不同应用需求。广泛应用热处理工艺在机械制造、航空航天、汽车制造、模具制造等领域具有广泛应用，对于提高产品质量和延长使用寿命至关重要。未来发展趋势1智能制造集成人工智能和自动化技术，提高生产效率和产品质量。2可持续发展采用环保材料和工艺