工程材料與成型工藝課件鍛壓

工程材料與成型工藝-鍛壓成型歡迎學(xué)習(xí)本課程，我們將深入探討工程材料與成型工藝，重點關(guān)注鍛壓成型技術(shù)。課程概述目標(biāo)掌握鍛壓成型的基本理論、工藝流程和應(yīng)用領(lǐng)域。內(nèi)容涵蓋工程材料、塑性變形原理、鍛造工藝分類、模具設(shè)計、質(zhì)量控制等。工程材料的重要性1基礎(chǔ)一切工程結(jié)構(gòu)都離不開材料的支撐，材料是工程的基石。2功能不同材料擁有不同的性能，滿足不同工程需求，賦予工程獨特的性能。3性能材料的性能決定工程項目的成功，是工程安全性和效率的關(guān)鍵因素。材料的性能指標(biāo)強(qiáng)度材料抵抗外力破壞的能力，如抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度。硬度材料抵抗壓痕的能力，如布氏硬度、洛氏硬度。塑性材料在斷裂前發(fā)生塑性變形的程度，如伸長率、斷面收縮率。韌性材料抵抗沖擊載荷的能力，如沖擊韌性。材料的組織結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)材料由原子構(gòu)成，原子的排列方式?jīng)Q定材料的組織結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)原子以規(guī)則排列，形成晶體，如金屬的晶格結(jié)構(gòu)。晶粒結(jié)構(gòu)晶體之間相互交織，形成晶粒，影響材料的宏觀性能。塑性變形基礎(chǔ)1定義材料在力的作用下發(fā)生形狀改變，且變形保持不變，稱為塑性變形。2特點塑性變形是不可逆的，變形后材料的尺寸和形狀發(fā)生永久性改變。3應(yīng)用鍛壓成型、沖壓成型、拉伸成型等金屬加工技術(shù)都基于塑性變形原理。金屬的塑性變形機(jī)理晶體滑移金屬晶體在剪切力的作用下，晶體內(nèi)部的原子發(fā)生相對位移，形成滑移面。孿晶金屬晶體在壓力作用下，部分晶體發(fā)生對稱性變形，形成孿晶。晶界移動金屬晶體在壓力作用下，晶界發(fā)生移動，改變晶粒的形狀和尺寸。鍛造工藝的分類1鍛造2自由鍛3模鍛4沖壓5冷鍛自由鍛造1特點利用鍛錘或其他工具，在無模具的情況下對金屬進(jìn)行塑性變形。2優(yōu)勢適應(yīng)性強(qiáng)，可加工形狀復(fù)雜的工件，對材料要求較低。3應(yīng)用適用于小批量生產(chǎn)，加工大型、異形或形狀復(fù)雜的鍛件。模鍛1形狀利用模具對金屬進(jìn)行塑性變形，加工出具有特定形狀的鍛件。2精度模鍛件尺寸精度高，表面光潔度好，機(jī)械性能優(yōu)異。3效率模鍛生產(chǎn)效率高，自動化程度高，適合大批量生產(chǎn)。沖壓原理利用沖壓機(jī)和模具，通過壓力使金屬材料發(fā)生分離或塑性變形。模具沖壓模具通常由沖頭、凹模和壓料板組成，用于完成沖裁或成形。應(yīng)用廣泛用于制造汽車零部件、電子產(chǎn)品外殼、家用電器部件等。冷鍛熱擠壓1加熱將金屬材料加熱到一定的溫度，使其處于塑性狀態(tài)。2擠壓將金屬材料通過模具擠壓，使其塑性變形，形成所需的形狀。3冷卻將擠壓后的金屬材料冷卻到室溫，使其固化成形。冷擠壓特點在常溫下對金屬材料進(jìn)行擠壓，使其塑性變形，獲得所需形狀。優(yōu)勢材料利用率高，尺寸精度高，表面光潔度好，機(jī)械性能優(yōu)異。應(yīng)用適用于制造螺栓、螺母、軸承等形狀復(fù)雜的金屬零件。液壓機(jī)構(gòu)原理利用液體的壓力傳遞特性，將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實現(xiàn)力的大小和方向的改變。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于鍛壓、沖壓、壓鑄等金屬加工領(lǐng)域，提高加工效率和安全性。優(yōu)勢工作平穩(wěn)、操作靈活、控制精度高、安全可靠。機(jī)械傳動齒輪傳動利用齒輪嚙合傳遞運動和扭矩，實現(xiàn)速度和扭矩的改變。皮帶傳動利用皮帶與皮帶輪的摩擦力傳遞運動和扭矩，具有緩沖和減振的功能。鏈傳動利用鏈條與鏈輪嚙合傳遞運動和扭矩，適用于重載和高速傳動。工藝參數(shù)設(shè)計1材料根據(jù)鍛件的形狀和尺寸，選擇合適的材料，并確定材料的性能指標(biāo)。2工藝確定鍛造工藝流程，包括預(yù)熱溫度、鍛造溫度、鍛造壓力、變形量等。3模具設(shè)計合適的模具，包括模具材料、模具形狀、模具尺寸等。模具設(shè)計要求1強(qiáng)度模具必須具有足夠的強(qiáng)度，能夠承受鍛造過程中的壓力和沖擊。2硬度模具必須具有足夠的硬度，能夠抵抗變形和磨損，延長模具使用壽命。3耐熱性模具必須具有良好的耐熱性，能夠承受鍛造過程中的高溫。4耐磨性模具必須具有良好的耐磨性，能夠抵抗鍛造過程中的摩擦和磨損。變形熱處理淬火將金屬材料加熱到一定溫度，然后快速冷卻，使其獲得高硬度和高強(qiáng)度。回火將淬火后的金屬材料再次加熱到低于淬火溫度的溫度，然后緩慢冷卻，降低其硬度，提高其韌性。退火將金屬材料加熱到一定溫度，然后緩慢冷卻，消除內(nèi)部應(yīng)力，改善材料的加工性能。成品檢驗外觀檢查鍛件的表面是否光滑、無裂紋、無氣孔、無毛刺等缺陷。尺寸測量鍛件的尺寸，確保其符合設(shè)計要求，尺寸偏差在允許范圍內(nèi)。性能進(jìn)行必要的性能測試，如強(qiáng)度測試、硬度測試、韌性測試等，確保鍛件符合性能要求。鍛件常見缺陷裂紋鍛件表面或內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，是鍛件質(zhì)量的嚴(yán)重缺陷，可能導(dǎo)致鍛件報廢。氣孔鍛件內(nèi)部出現(xiàn)氣孔，會降低鍛件的強(qiáng)度和韌性，影響鍛件的使用壽命。縮孔鍛件內(nèi)部出現(xiàn)縮孔，是金屬在冷卻過程中體積收縮不均勻造成的。折疊鍛件表面出現(xiàn)折疊，是金屬在鍛造過程中受到過大的壓力而產(chǎn)生的變形。鍛壓質(zhì)量控制1材料控制嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，確保材料符合鍛造工藝要求。2工藝控制嚴(yán)格控制鍛造工藝參數(shù)，如預(yù)熱溫度、鍛造溫度、鍛造壓力、變形量等。3模具控制嚴(yán)格控制模具的質(zhì)量，確保模具符合設(shè)計要求，并定期維護(hù)模具。4檢驗控制嚴(yán)格控制鍛件的檢驗，確保鍛件符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并及時發(fā)現(xiàn)和處理缺陷。環(huán)境因素與安全生產(chǎn)環(huán)境鍛壓生產(chǎn)會產(chǎn)生噪聲、粉塵、高溫等污染，需要做好環(huán)保措施。安全鍛壓生產(chǎn)存在一定的安全風(fēng)險，需要加強(qiáng)安全管理，防止事故發(fā)生。案例分析與討論實驗操作與講解演示通過實物演示，讓學(xué)生直觀地了解鍛壓成型的工藝流程和操作方法。講解結(jié)合實驗操作，詳細(xì)講解鍛壓成型的原理、工藝參數(shù)和質(zhì)量控制方法。常見問題解答1問題學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的常見問題，如鍛造工藝的選擇、模具設(shè)計、質(zhì)量控制等。2解答老師會針對學(xué)生的疑問，進(jìn)行詳細(xì)的解釋和解答，幫助學(xué)生更好地