《机械制造工程》 第六章 固态成形―金属压力加工

发布日期:[13-09-06 12:07:35] 浏览人次:[]

第六章 固态成形―金属压力加工

利用外力的作用使金属产生塑性变形,从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的成形工艺,称为金属压力加工(也称为塑性成形、固态成形)工艺。

在塑性成形过程中,作用在金属坯料上的外力主要有两种:冲击力和压力。锤类设备产生冲击力使金属变形,轧机与压力机对金属坯料施加压力使金属变形。

钢和大多数有色金属及其合金都具有一定的塑性,因此可以在热态或冷态下进行压力加工。通过压力加工,可使金属晶粒细化,组织均匀致密,并可使之具有连贯的纤维组织,从而获得强度高的零件。各种压力加工方法还具有生产率高、节省材料的优点。因此,压力加工在原材料生产和机械制造业的毛坯和零件生产中占有重要的地位。

压力加工的主要方法有(如图6-1所示):

图6-1 压力加工的主要方法

1. 挤压 挤压是将金属坯料从挤压模孔或间隙挤出而成形的加工方法。挤压可获得各种复杂截面的型材或零件(见图6-2),适用 于低碳钢、有色金属及其合金的加工,如采取适当的工艺措施,还可对合金钢和难熔合金进行加工。

2. 轧制 轧制是使金属坯料通过一对

回转轧辊之间的空隙而产生塑性变形的压力加工方法,可轧制出不同截面的原材料(见图6-3),如钢板、型材和无缝钢管等,也可直接轧制出毛坯或零件。

3. 拉拔 拉拔是将金属坯料从拉拔模模孔中拉出而成形的压力加工方法。拉拔工艺主要用于制造各种细线材(如电缆等) 、薄壁管和特殊几何形状的型材(见图6-4),多数情况下是在冷态下进行的,所得到的产品精度高,故常用于对轧制件的再加工,以提高产品质量。低碳钢和大多数有色金属及其合金都可以经拉拔成形。

图6-2 挤压产品截面形状图 图6-3 轧制产品截面形状图 图6-4 拉拔产品截面形状图

4. 自由锻造 自由锻造是将金属坯料置于上下砧铁之间,施加冲击力或压力使坯料变形的加工方法,主要用于锻件毛坯的单件小批生产。

5. 模型锻造 模型锻造是将金属坯料放在锻模模膛内,然后施加冲击力或压力,使坯料充满模膛而成形的方法,主要用于中小型锻件的成批生产。

6. 板料冲压 板料冲压是将金属板料放在冲压模中,施加作用力,使板料产生切离或变形的加工方法,常用的方法有剪切、冲裁、拉深、弯曲等,用于各种板材零件的成批生产。

第一节 金属压力加工基本原理

一、金属塑性变形的实质

晶体的原子按一定的规则排列,形成一定的空间点阵。点阵中原子排列在不同方向上的线密度和面密度不同,而且在有规律的排列中存在着缺陷——“位错”。当位错受到外力作用时,最易移动的原子面上的原子会偏离平衡位置产生位移,从而使其位能提高,并具有回到位能最低的平衡位置的趋势。当外力不大时,晶格扭曲,金属发生少许变形,当外力取消后,原子会恢复原位,变形消失,这是弹性变形;当外力增大到一定程度后,使原子产生大于一个原子间距的位移,去掉外力,原子将不再回到原来的平衡位置,变形被保留下来,产生塑性变形,这种位移是靠晶内“位错”的滑移实现的。以上讨论的只是单晶体的变形,其变形过程如图6-5所示。

图6-5 单晶体的变形过程示意图

图6-6 多晶体塑性变形示意图

机械制造中使用的金属和合金一般为多晶体,变形要比单晶体复杂得多。多晶体实际是由许多晶粒(单晶体)组成的,每个晶粒的位向各不相同,在受到外力作用时,那些位向处于易滑移位向的晶粒首先发生晶内滑移而变形。当首批晶粒发生变形时,由于晶界的影响,周围尚未发生塑性变形的晶粒只能以弹性变形相适应,并向有利于发生变形的位向产生微量的转动,同时在首批变形晶粒的晶界处形成位错的堆集,引起越来越大的应力集中。当应力集中达到一定程度时,变形便越过晶界传递到另一批晶粒中去。如图6-6所示。因此

|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>|
www.mapeng.net 马棚网
www.mapeng.net
文章作者:王金凤 | 文章来源:郑州航空工业管理学院 | 责任编辑:admin | 发送至邮箱: | 加入收藏:
本文所属专题:机械制造工程 
相关资讯
热点资讯
推荐资讯

关于我们 | 站点导航 | 使用帮助 | 友情链接 | 广告服务 | 免责声明 | 新手上路
设为首页 | 加入收藏 | 在线留言 | 马棚网QQ群:{92562572}{102901272}{333259257} | 交流QQ: 客户服务 客户服务 客户服务