塑性体积成形与组织控制理论-塑性体积成形技巧.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 画自由镦粗和包套锻的图示意 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 局部塑性变形区的控制 当金属内有应力作用时便要引起变形（弹性变形或塑性变形）。但是只有应力满足屈服准则时才引起塑性变形。因此，塑性加工时，在一般情况下坯料进入塑性状态有先有后，先满足屈服准则的先塑性变形，而其它处则处于（或暂时处于）弹性状态。 根据密席斯屈服准则，则满足以下条件时，金属进入塑性状态： 应力情况 材料性质 对某一种材料，在一定条件 下σs为一定值，因此材料是 否进入塑性状态主要取决于 应力情况，即应力状态是否 满足屈服准则 * 局部塑性变形区的控制 塑性加工中局部塑性变形区的控制可以从以下诸方面考虑： （一）在坯料上局部加载 （二）在坯料不同部位建立不同的应力状态 （三）在作用力的方向上造成不均匀的应力分布 （四）在坯料各处形成不同的σs 图 电热镦粗工作原理图 图变截面管件的顶镦(a)锻件(b)顶镦装置 图 反挤压 图 拉深 * 参考书目 吕炎主编，锻压成形理论与工艺，1991年，机械工业出版社。 * * * * * * * * * * 局部加载是锻压过程中最为普遍的情况，绝大多数工序都是局部加载。例如，拔长，辊锻，冲孔，挤压，摆辗。 * * * * * * * * * * * JTS-中心压实法，提高了成品率，但恶化了车间环境，且表面硬层提高了变形抗力，使得其所需设备吨位为普通平砧拔长的2.5-3倍。 FM -Free of Mannesmann effect，如果操作不当，锻件中部与端部相比有较大的凸起，在翻转90°后，锻件与下平台接触面小。另外，与传统拔长工艺一样，FM锻造法也只考虑了锻件体内的轴向应力问题，而忽略了变形体内的横向应力。 WHF-宽砧强力压下锻造法（Wide Die Heavy Blow。Forging）。WHF法采用大砧宽比（砧子的宽度和试件高度的比值）、大压下率（砧宽比应达到0.68~0.77，每次压下率至少为20%）迫使锻件心部产生较大变形，其心部的变形比用普通平砧拔长要大得多，对锻合锻件内部的孔隙、消除疏松等缺陷十分有利。但宽砧和大压下率也要求有较大的锻造设备，对于大型锻件生产而言，在现实生产中存在实际困难。 * 大锻件铸锭中心缺陷—偏析，气体，夹杂和疏松 JTS-中心压实法，提高了成品率，但恶化了车间环境，且表面硬层提高了变形抗力，使得其所需设备吨位为普通平砧拔长的2.5-3倍。 FM -Free of Mannesmann effect，如果操作不当，锻件中部与端部相比有较大的凸起，在翻转90°后，锻件与下平台接触面小。另外，与传统拔长工艺一样，FM锻造法也只考虑了锻件体内的轴向应力问题，而忽略了变形体内的横向应力。 WHF-宽砧强力压下锻造法（Wide Die Heavy Blow。Forging）。WHF法采用大砧宽比（砧子的宽度和试件高度的比值）、大压下率（砧宽比应达到0.68~0.77，每次压下率至少为20%）迫使锻件心部产生较大变形，其心部的变形比用普通平砧拔长要大得多，对锻合锻件内部的孔隙、消除疏松等缺陷十分有利。但宽砧和大压下率也要求有较大的锻造设备，对于大型锻件生产而言，在现实生产中存在实际困难。 * JTS-中心压实法，提高了成品率，但恶化了车间环境，且表面硬层提高了变形抗力，使得其所需设备吨位为普通平砧拔长的2.5-3倍。 FM -Free of Mannesmann effect， WHF-宽砧强压法 非对称拔长工艺用在较小吨位设备上进行大锻件锻造非常有效，如沈阳鼓风机厂1-3吨左右的锻件应用非常成功 * * 东北轻合金厂的实例 * * * 德国Geiger教授试验 * * 易产生拉裂和失稳的各工序在Z形图中的位置 1）伸长类工序（裂纹）：扩孔、翻孔、弯曲外侧、冲头扩孔、楔扩孔、拉伸 压缩类工序 裂纹：胀形（σm=0线以上） 失稳：缩口、弯曲内侧、拉深法兰区、坯料镦粗（σm=0线以下） 2）控制措施： 防止裂纹的主要途径是增加静水压力，即降低工序在Z形图中的位置； 防止失稳的主要措施是在垂直于板面的方向或棒坯侧向增加压力，即使工序在Z形图中的位置移向下方。 * 三、Z形图及其在塑性加工中的应用 （4）Z形图的不完善之处 只能表示主应力和主应变数值的大小，而不能反映它们在实际物体中的作用方向。 开式冲孔的环壁区：径压切拉 拉深工序的法兰区：切压径拉 带拉力的轧制：轴拉厚压 原因：设定σ1 ≥ σ2 ≥ σ3，使得σ3在σ1上造成的。 * 三、Z形图及其在塑性加工中的应用 图 主应力空间的屈服