江蘇大學材料成型-塑性成形工藝基礎

01材料成型工藝概述材料成型工藝是指將原材料通過一定的工藝方法，制成具有一定形狀和尺寸的制品的過程工藝方法包括鑄造、鍛造、焊接、塑性成形等制品包括金屬制品、非金屬制品、復合材料制品等材料成型工藝的分類按成型方法分類：鑄造、鍛造、焊接、塑性成形等按制品形狀分類：板材成型、管材成型、型材成型等按材料類型分類：金屬成型、非金屬成型、復合材料成型等材料成型工藝的定義與分類材料成型工藝在工業生產中占有重要地位制品的成型質量直接影響產品的性能和使用壽命工藝過程的優化可以降低生產成本，提高生產效率材料成型工藝的應用領域廣泛航空航天、汽車制造、船舶制造等高端制造領域能源、建筑、交通等基礎設施建設領域電子、通訊、醫療等高科技領域材料成型工藝的重要性及應用領域材料成型工藝的發展趨勢及挑戰材料成型工藝的發展趨勢工藝過程的自動化和智能化新材料和新工藝的研究與應用節能環保和可持續發展的要求材料成型工藝面臨的挑戰制品形狀和性能的不斷提高要求生產成本和生產效率的平衡問題環境污染和資源消耗的減少要求02塑性成形工藝基本原理塑性成形工藝的基本原理利用金屬材料的塑性，通過外力作用使其發生變形，達到成型的目的塑性成形工藝包括沖壓、鍛壓、擠壓、拉拔等塑性成形工藝的特點可以獲得形狀復雜、尺寸精確的制品具有一定的自由度和靈活性，可以適應不同產品的生產需求生產效率高，易于實現自動化和智能化生產塑性成形工藝的基本原理及特點塑性成形工藝的分類及適用范圍塑性成形工藝的分類按變形方式分類：沖壓、鍛壓、擠壓、拉拔等按工藝特點分類：單工序成形、多工序成形、連續成形等塑性成形工藝的適用范圍適用于金屬材料的成型，如鋼、鋁、銅等適用于各種形狀和尺寸的制品生產，如板材、管材、型材等塑性成形工藝的工藝參數變形力、變形速度、變形溫度等模具設計參數：模具形狀、尺寸、材料等材料性能參數：屈服強度、抗拉強度、硬度等塑性成形工藝的影響因素原材料性能：材料的塑性、硬度、強度等工藝參數：變形力、變形速度、變形溫度等模具設計：模具形狀、尺寸、材料等環境因素：溫度、濕度、氣氛等塑性成形工藝的工藝參數及影響因素03塑性成形工藝設備與模具塑性成形工藝設備的種類及特點塑性成形工藝設備的種類沖壓設備：如壓力機、液壓機、機械壓力機等鍛壓設備：如自由鍛錘、模鍛錘、液壓鍛機等擠壓設備：如擠壓機、拉拔機、軋機等塑性成形工藝設備的特點設備結構復雜，工藝參數多，需要精確控制設備功率大，能耗高，需要考慮節能環保設備自動化程度高，需要考慮設備的安全性和可靠性塑性成形工藝模具的設計與制造塑性成形工藝模具的設計模具形狀和尺寸的設計模具材料的選擇和熱處理工藝模具結構設計和強度計算塑性成形工藝模具的制造模具的加工方法：車削、銑削、磨削等模具的表面處理：拋光、噴涂、電鍍等模具的檢測與修復：尺寸檢測、硬度檢測、表面質量檢測等塑性成形工藝設備的選擇原則根據制品的形狀和尺寸選擇合適的設備類型根據工藝要求和材料性能選擇設備的參數和性能考慮設備的能耗、環保和安全性能塑性成形工藝模具的選擇原則根據制品的形狀和尺寸選擇合適的模具結構根據工藝要求和材料性能選擇模具的材料和熱處理工藝考慮模具的使用壽命和制造成本塑性成形工藝設備與模具的選擇原則04塑性成形工藝材料塑性成形工藝材料需要具有良好的塑性屈服強度和抗拉強度適中，便于變形斷裂延伸率高，有利于成型塑性成形工藝材料需要具有良好的硬度表面硬度高，耐磨性好內部硬度適中，有利于變形塑性成形工藝材料需要具有良好的強度和韌性抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等性能良好沖擊韌性和疲勞韌性好，有利于提高制品的使用壽命塑性成形工藝材料的性能要求常用塑性成形工藝材料鋼：碳鋼、合金鋼、不銹鋼等鋁：純鋁、鋁合金、鋁鎂合金等銅：純銅、銅合金等常用的塑性成形工藝材料特點鋼：具有良好的強度和塑性，廣泛應用于各種塑性成形工藝鋁：輕質、耐腐蝕、易于加工，廣泛應用于航空航天、汽車制造等領域銅：具有良好的導電性和導熱性，廣泛應用于電子、通訊等領域常用塑性成形工藝材料及其特點根據制品的使用性能和工藝要求選擇材料考慮制品的力學性能、耐腐蝕性能、導熱性能等要求考慮工藝過程中的變形溫度、變形速度、變形力等參數考慮材料的成本和可獲得性選擇材料考慮材料的市場價格、供應情況等因素考慮材料的加工性能、成形性能等因素考慮環境保護和可持續發展的要求選擇材料考慮材料的環保性能、可回收性能等因素考慮材料的生產能耗、資源消耗等因素塑性成形工藝材料的選用原則??????05塑性成形工藝過程與控制塑性成形工藝過程的基本步驟原材料準備：選擇合適的材料，進行表面處理、切割等預處理模具準備：設計、制造、安裝模具成型工藝：根據工藝參數進行塑性成形，如沖壓、鍛壓、擠壓等制品后處理：進行熱處理、表面處理等后處理工藝，提高制品性能塑性成形工藝的方法單工序成形：一次成型，如沖壓、翻邊、拉伸等多工序成形：多次成型，如鍛造、擠壓、拉拔等連續成形：連續生產，如連鑄、連軋、連續擠壓等塑性成形工藝過程的基本步驟與方法塑性成形工藝過程的質量控制方法材料質量檢測：檢測材料的化學成分、力學性能、金相組織等工藝參數控制：控制變形力、變形速度、變形溫度等工藝參數模具質量檢測：檢測模具的尺寸、形狀、材料、硬度等制品質量檢測：檢測制品的形狀、尺寸、力學性能、金相組織等塑性成形工藝過程的異常處理設備故障處理：檢查設備故障原因，進行維修或更換工藝參數調整：根據制品質量要求，調整工藝參數模具損壞處理：檢查模具損壞原因，進行修復或更換塑性成形工藝過程的質量控制方法塑性成形工藝過程的優化方法優化工藝參數：通過試驗和模擬計算，優化變形力、變形速度、變形溫度等參數優化模具設計：通過模擬計算和試驗，優化模具形狀、尺寸、材料等設計參數優化工藝流程：通過分析生產過程，優化工藝流程，提高生產效率塑性成形工藝過程的改進方法改進材料性能：通過材料改性，提高材料的塑性、硬度、強度等性能改進工藝方法：通過研究和引進新的塑性成形工藝，提高制品質量和生產效率改進生產設備：通過設備升級和改進，提高設備的性能和自動化程度塑性成形工藝過程的優化與改進06塑性成形工藝實例分析沖壓成形工藝實例汽車覆蓋件沖壓：通過沖壓工藝生產汽車車身、發動機艙等覆蓋件電器元件沖壓：通過沖壓工藝生產電器開關、連接器、散熱器等元件鍛壓成形工藝實例齒輪鍛壓：通過鍛壓工藝生產齒輪、齒圈等傳動部件軸承鍛壓：通過鍛壓工藝生產軸承套圈、滾子等部件擠壓成形工藝實例鋁型材擠壓：通過擠壓工藝生產建筑門窗、航空航天用型材等銅管擠壓：通過擠壓工藝生產空調制冷管、電纜管等典型塑性成形工藝實例介紹沖壓成形工藝實例的優缺點優點：生產效率高，制品形狀和尺寸精確，適合大批量生產缺點：模具成本高，對材料塑性要求高，不適合復雜形狀制品生產01鍛壓成形工藝實例的優缺點優點：制品力學性能好，內部組織致密，適合生產高性能部件缺點：生產效率低，設備功率大，能耗高02擠壓成形工藝實例的優缺點優點：制品形狀和尺寸精確，生產效率高，適合大批量生產缺點：對材料塑性要求高，模具成本高，不適合復雜形狀制品生產03塑性成形工藝實例的優缺點分析塑性成形工藝實例的經驗與教訓總結塑性成形工藝實例的經驗總結合理選擇原材料和工藝參數，保