塑性加工工艺.ppt

塑性加工工艺第二节轧制轧制定义：靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程。一、轧制过程及其基本原理简单理想轧制过程：两个轧辊均被驱动、直径相等、转速相同；轧制过程中两个轧辊完全对称；轧辊为刚性的；轧件除受轧辊作用外，不受其它外力作用；轧件的机械性质均匀。变形区主要参数轧件在轧辊作用下产生变形的区域叫变形区，变形区以外两端不产生变形的区域叫外区或刚端。（3）延伸系数λ=L1/L0 （4）压下率（5）宽展=b1 －b0 2. 轧制过程中的金属流动前滑区后滑区中性面：轧件运动速度＝轧辊线速度的水平分量中性角：秒流量相等原则：单位时间内通过变形区内任一横断面的金属体积应该为一常数。FHvH ＝Fxvx ＝Fhvh ＝常数3. 咬入条件咬入时咬入后4. 轧制压力（1）轧制压力的基本概念轧制压力是轧制时轧辊施加于轧件使之变形的力。但通常把轧件施加于轧辊总压力的垂直分量称为轧制压力。(2) 轧制力的理论计算如果假定垂直应力为Pr （主应力1），水平应力x（主应力3），根据屈服准则，1－3＝1.15 s＝0* 有：Pr －x＝0* ——冯.卡尔曼微分方程积分，采里科夫解，求得Pr 与（即h）的关系式，则影响Pr 的主要因素如下：轧制力的影响：a. 轧辊弹性压扁任何一台给定的轧机，都有一个最小可轧制厚度值，低于这一厚度，轧辊会产生很大变形，而被轧制的材料无任何塑性变形。b. 轧辊弯曲会导致所生产的金属板中心厚边缘薄。c. 轧机弹性或塑性轧辊分离力使机架产生变形，辊缝增大5. 轧制力矩二、轧制方法按轧制温度热轧冷轧按轧件与轧辊的相对运动关系纵轧：轧辊的纵轴线相互平行，轧件运动方向与延伸方向与轧辊纵轴线垂直。斜轧：轧辊的纵轴线倾斜互成一定角度，轧件边旋转边沿自身纵轴线方向前进，且前进方向与轧辊纵轴线方向成一定角度。横轧：轧辊的纵轴线相互平行，轧件沿自己的横轴线方向运动前进，与轧辊纵轴线垂直。纵轧斜轧横轧三、板带材轧制特点：宽厚比（B/H ）大规格：中厚板（中板4~20mm ，厚板20~60mm ，特厚板60mm 以上）薄板和带材（0.2~4mm ）极薄带材和箔材（0.001~0.2mm ）技术要求：尺寸精度、板形、表面光洁度、性能1. 中厚板轧制2. 热连轧板带材生产与中厚板轧制的区别：不用展宽，采用立辊对宽度进行压缩。3. 冷带钢生产厚度：0.1~3mm ，宽度为100 ～2000mm 优点：轧制速度高（可达40m/s 以上），道次压下率大，产品表面光洁、板形平直、尺寸精度高和机械性能好。工艺特点：（1）加工温度低，产生加工硬化，需要中间退火。（2）采用工艺冷却和润滑（3）张力轧制四、管材轧制1. 无缝钢管（1）穿孔（2）轧管：自动轧管机（3）均整：带芯棒斜轧（4）定径和减径：无芯棒连轧2. 焊管将管坯（钢板或带钢）弯曲成所需的钢管形状，然后采用焊接法焊接成钢管。五、型材轧制型材轧制主要用于各种型钢生产。大多数有色金属型材主要采用挤压、拉拔的方法生产。型钢的轧制方法：在轧辊上加工出轧槽，把两个或两个以上轧辊的轧槽对应装配起来，形成孔型。轧制时，轧件通过一系列孔型，一般断面积由大变小，长度由短变长，以达到所要求的形状和尺寸。六、线材轧制特点：（1）总的延伸率大，轧件温降快，头尾温差大，轧制速度高。（2）机架多、分工细，产品比较单一、轧机专业程度高。（3）高速无扭转轧机具有特殊的孔型系统。Y 型轧机45 轧机第三节挤压一、挤压原理、基本方法及特点挤压定义：对放在挤压筒内的金属坯料施加压力，使之从特定的模孔中流出，获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。挤压方法：可按挤压方向、变形特征、润滑状态、挤压温度、挤压速度、模具种类或结构、坯料形状或数目、制品形状或数目分类。常用挤压方法3. 特点：具有比轧制更为强烈的三向压应力状态图，金属可以发挥其最大的塑性，获得大变形量。可加工用轧制或锻造加工有困难甚至无法加工的金属材料。可生产断面极其复杂的，变断面的管材和型材。灵活性很大，只需更换模具，即可生产出很多产品。产品尺寸精确，表面质量好。工艺流程简单，设备投资少，实现生产过程自动化和封闭化比较容易。金属的固定废料损失较大。压余量10 ～15 ％，轧件的切头尾损失仅为1～3％。加工速度低。沿长度和断面上制品的组织、性能不够均一。工具消耗较大。小结：挤压法非常适合于生产品种、规格、批数繁多的有色金属管、棒、型材及线坯。在生产断面复杂的或薄壁的管材和型材，直径与壁厚之比趋近于2的超厚壁管材，以及脆性的有色金属和钢铁材料方面，挤压法是唯一可行的压力加工方法。二、挤压基本理论正挤压时金属的流动（2）基本挤压阶段挤压比＝锭坯断面积/制品断面积圆棒正挤压时子午面上网格变化示意图锥模挤压平模挤压纵向线两次弯曲，弯曲角度由外向