工程材料与成型工艺课件锻压

工程材料与成型工艺-锻压成型欢迎学习本课程，我们将深入探讨工程材料与成型工艺，重点关注锻压成型技术。课程概述目标掌握锻压成型的基本理论、工艺流程和应用领域。内容涵盖工程材料、塑性变形原理、锻造工艺分类、模具设计、质量控制等。工程材料的重要性1基础一切工程结构都离不开材料的支撑，材料是工程的基石。2功能不同材料拥有不同的性能，满足不同工程需求，赋予工程独特的性能。3性能材料的性能决定工程项目的成功，是工程安全性和效率的关键因素。材料的性能指标强度材料抵抗外力破坏的能力，如抗拉强度、屈服强度。硬度材料抵抗压痕的能力，如布氏硬度、洛氏硬度。塑性材料在断裂前发生塑性变形的程度，如伸长率、断面收缩率。韧性材料抵抗冲击载荷的能力，如冲击韧性。材料的组织结构原子结构材料由原子构成，原子的排列方式决定材料的组织结构。晶体结构原子以规则排列，形成晶体，如金属的晶格结构。晶粒结构晶体之间相互交织，形成晶粒，影响材料的宏观性能。塑性变形基础1定义材料在力的作用下发生形状改变，且变形保持不变，称为塑性变形。2特点塑性变形是不可逆的，变形后材料的尺寸和形状发生永久性改变。3应用锻压成型、冲压成型、拉伸成型等金属加工技术都基于塑性变形原理。金属的塑性变形机理晶体滑移金属晶体在剪切力的作用下，晶体内部的原子发生相对位移，形成滑移面。孪晶金属晶体在压力作用下，部分晶体发生对称性变形，形成孪晶。晶界移动金属晶体在压力作用下，晶界发生移动，改变晶粒的形状和尺寸。锻造工艺的分类1锻造2自由锻3模锻4冲压5冷锻自由锻造1特点利用锻锤或其他工具，在无模具的情况下对金属进行塑性变形。2优势适应性强，可加工形状复杂的工件，对材料要求较低。3应用适用于小批量生产，加工大型、异形或形状复杂的锻件。模锻1形状利用模具对金属进行塑性变形，加工出具有特定形状的锻件。2精度模锻件尺寸精度高，表面光洁度好，机械性能优异。3效率模锻生产效率高，自动化程度高，适合大批量生产。冲压原理利用冲压机和模具，通过压力使金属材料发生分离或塑性变形。模具冲压模具通常由冲头、凹模和压料板组成，用于完成冲裁或成形。应用广泛用于制造汽车零部件、电子产品外壳、家用电器部件等。冷锻热挤压1加热将金属材料加热到一定的温度，使其处于塑性状态。2挤压将金属材料通过模具挤压，使其塑性变形，形成所需的形状。3冷却将挤压后的金属材料冷却到室温，使其固化成形。冷挤压特点在常温下对金属材料进行挤压，使其塑性变形，获得所需形状。优势材料利用率高，尺寸精度高，表面光洁度好，机械性能优异。应用适用于制造螺栓、螺母、轴承等形状复杂的金属零件。液压机构原理利用液体的压力传递特性，将液压能转换为机械能，实现力的大小和方向的改变。应用广泛应用于锻压、冲压、压铸等金属加工领域，提高加工效率和安全性。优势工作平稳、操作灵活、控制精度高、安全可靠。机械传动齿轮传动利用齿轮啮合传递运动和扭矩，实现速度和扭矩的改变。皮带传动利用皮带与皮带轮的摩擦力传递运动和扭矩，具有缓冲和减振的功能。链传动利用链条与链轮啮合传递运动和扭矩，适用于重载和高速传动。工艺参数设计1材料根据锻件的形状和尺寸，选择合适的材料，并确定材料的性能指标。2工艺确定锻造工艺流程，包括预热温度、锻造温度、锻造压力、变形量等。3模具设计合适的模具，包括模具材料、模具形状、模具尺寸等。模具设计要求1强度模具必须具有足够的强度，能够承受锻造过程中的压力和冲击。2硬度模具必须具有足够的硬度，能够抵抗变形和磨损，延长模具使用寿命。3耐热性模具必须具有良好的耐热性，能够承受锻造过程中的高温。4耐磨性模具必须具有良好的耐磨性，能够抵抗锻造过程中的摩擦和磨损。变形热处理淬火将金属材料加热到一定温度，然后快速冷却，使其获得高硬度和高强度。回火将淬火后的金属材料再次加热到低于淬火温度的温度，然后缓慢冷却，降低其硬度，提高其韧性。退火将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，消除内部应力，改善材料的加工性能。成品检验外观检查锻件的表面是否光滑、无裂纹、无气孔、无毛刺等缺陷。尺寸测量锻件的尺寸，确保其符合设计要求，尺寸偏差在允许范围内。性能进行必要的性能测试，如强度测试、硬度测试、韧性测试等，确保锻件符合性能要求。锻件常见缺陷裂纹锻件表面或内部出现裂纹，是锻件质量的严重缺陷，可能导致锻件报废。气孔锻件内部出现气孔，会降低锻件的强度和韧性，影响锻件的使用寿命。缩孔锻件内部出现缩孔，是金属在冷却过程中体积收缩不均匀造成的。折叠锻件表面出现折叠，是金属在锻造过程中受到过大的压力而产生的变形。锻压质量控制1材料控制严格控制材料的质量，确保材料符合锻造工艺要求。2工艺控制严格控制锻造工艺参数，如预热温度、锻造温度、锻造压力、变形量等。3模具控制严格控制模具的质量，确保模具符合设计要求，并定期维护模具。4检验控制严格控制锻件的检验，确保锻件符合质量标准，并及时发现和处理缺陷。环境因素与安全生产环境锻压生产会产生噪声、粉尘、高温等污染，需要做好环保措施。安全锻压生产存在一定的安全风险，需要加强安全管理，防止事故发生。案例分析与讨论实验操作与讲解演示通过实物演示，让学生直观地了解锻压成型的工艺流程和操作方法。讲解结合实验操作，详细讲解锻压成型的原理、工艺参数和质量控制方法。常见问题解答1问题学生在学习过程中遇到的常见问题，如锻造工艺的选择、模具设计、质量控制等。2解答老师会针对学生的疑问，进行详细的解释和解答，帮助学生更好地