金属塑性(sùxìng)加工金属塑性加工(jiāgōng)原理一、金属(jīnshǔ)塑性加工的定义、特点、应用状况2.特点①材料(cáiliào)利用率高。②生产效率高。③产品质量高，性能好，缺陷少。④加工精度和成形极限有限。⑤模具、设备费用昂贵。3.应用二、金属(jīnshǔ)塑性加工分类体积成形：坯料一般为棒材或扁坯，坯料经受很大的塑性变形，坯料的形状或横截面以及表面积与体积之比发生显著的变化。板料成形：坯料是各种板材或用板材预先(yùxiān)加工成的中间坯料，板材的形状发生显著变化，但其横截面形状基本上不变。轧制(zházhì)示意图拉拔(lābá)示意图挤压(jǐyā)示意图锻造(duànzào)示意图拉深示意图胀形示意图弯曲(wānqū)示意图剪切示意图三、本章目的(mùdì)及内容第一节塑性(sùxìng)加工基础(3)保证塑性成型件质量：组织均匀、晶粒细小、强度高、残余应力小等；(4)能了解变形力，以便为选择成型设备、设计模具提供理论依据。要求：讲述塑性成型的物理基础和力学基础，即掌握金属塑性变形体内的应力场、应变场、应力－应变之间的关系(guānxì)及塑性变形时的力学条件。一、金属(jīnshǔ)在塑性加工过程中的塑性行为2.影响金属塑性的因素：（1）金属的化学成分和组织（2）变形温度（3）应变速率（4）变形力学条件：应力(yìnglì)状态：在主应力(yìnglì)状态下，压应力(yìnglì)个数越多、数值越大，金属的塑性越好。应变状态：压缩应变有利于塑性的发挥(fāhuī)，拉伸应变对塑性不利。3.提高金属塑性的基本途径(tújìng)（1）提高材料成分和组织的均匀性（2）合理选择变形温度和应变速率（3）选择三向压缩性较强的变形方式挤压、开式模锻、自由锻（4）减少变形的不均匀性二、塑性加工过程受力分析1.正压力的分析要点正压力是指工具与工件接触面上的垂直作用力。注意：塑性变形过程中接触面的变化以及约束面上存在着的反压力。同时注意塑性变形整个过程中的受力,而不是(bùshi)仅关注瞬时的受力。2.摩擦力的分析要点（1）塑性加工过程中摩擦的特点a.伴随有变形金属的塑性流动b.各处摩擦力方向(fāngxiàng)可能不同c.接触面上压强高d.真实接触面积大e.不断有新的摩擦面产生f.常在高温下发生摩擦/（2）摩擦对塑性加工过程的影响有利的一面(yīmiàn)：轧制咬入、开式模锻金属充填、板料拉深防裂/不利的一面：a.增加能量消耗b.改变应力(yìnglì)状态，增加变形抗力，影响金属流动性及其充填过程c.引起变形不均匀d.加剧模具的磨损，降低了模具的寿命（3）描述(miáoshù)接触面上摩擦的数学模型a.库仑定律：＝µ—摩擦应力µ—摩擦系数—摩擦面上的正应力b.常摩擦力假设＝mKm—摩擦因子，取值0～1K—金属的屈服剪切强度3.工具形状(xíngzhuàn)对作用力的影响4.关于内力的分析要点内力产生情况：为了平衡外力(wàilì)工件中变形区与非变形区之间的相互作用变形区的各部分变形不均（1）受拉与受压/（2）径向(jìnꞬxiànꞬ)应力与切向应力（3）工件(gōngjiàn)上近自由表面处的内力三、应力(yìnglì)和应力(yìnglì)状态/S=2+20=S0=P/F0=Pcos/A=Pcos/(F0/cos)=0cos2=Psin/A=Psin/(F0/cos)=0sincosS=0cos小结：在单向均匀拉伸的情况下，通过一点的不同切面上，应力是不同的。只要已知过一点一个切面上的应力，就可确定(quèdìng)过任意切面上应力。复杂应力状态下描述一点(yīdiǎn)应力状态的必要条件：一点应力状态表示方法：xxyxz在法线方向为x的面上(miànshànꞬ)所作用的应力yxyyz在法线方向为y的面上(miànshànꞬ)所作用的应力zxzyz在法线方向为z的面上(miànshànꞬ)所作用的应力应力作用线沿z轴方向应力作用线沿y轴方向应力作用线沿x轴方向xy＝yxxz＝zxyz＝zyxxyxz100·yyz020··z003小结：描述一点应力状态的必要条件为过该点三个互相垂直坐标上的六个独立应力分量或三个主应力。2.任意斜面上的应力——描述一点应力状态的充分条件可以证明(zhèngmíng)：只要已知受力物体上过某一点的一组三个互相垂直坐标面上的六个应力分量或主坐标面上的三个主应力，则与三个坐标轴任意倾斜的平面上的应力都可求出。//3.应力张量、主应力及应力