材料成型工藝——塑性成形（趙新海）

本教材是為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)和對(duì)人才發(fā)展的高要求而編寫(xiě)的。全書(shū)包括8章，第1章介紹塑性成形工藝的概念、特點(diǎn)、分類、發(fā)展及應(yīng)用；第2章介紹鍛造用材料、下料方法、鍛造的熱規(guī)范、鍛后冷卻的方法、鍛件的熱處理及常用鍛造設(shè)備；第3章介紹鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔等自由鍛工藝，自由鍛工藝過(guò)程的制定，開(kāi)式模鍛及閉式模鍛；第4章介紹沖壓加工的特點(diǎn)、分類，常用的沖壓設(shè)備，沖裁工藝，其他沖裁方法，材料的經(jīng)濟(jì)利用，沖裁工藝性分析及沖模典型結(jié)構(gòu)；第5章介紹彎曲的變形過(guò)程、工藝計(jì)算、偏移、回彈，彎曲件的工藝性、工序安排及彎曲模工作部分尺寸的計(jì)算；第6章介紹拉深的變形分析、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、起皺與拉裂、拉深工藝計(jì)算、模具工作部分的計(jì)算、工藝設(shè)計(jì)及其他拉深方法；第7章介紹脹形、翻邊、縮口、擴(kuò)口、旋壓；第8章介紹了擠壓、軋制、拉拔、鐓鍛、等溫鍛造、超塑性成形、電磁成形、粉末鍛造、多向模鍛、縮口等成形工藝。書(shū)中提供了課件及相關(guān)視頻資源供讀者參考使用，掃描書(shū)后二維碼即可。
本書(shū)可作為材料及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

2022年10月16日，習(xí)近平在中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告強(qiáng)調(diào)：“堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)、交通強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)?！薄皩?shí)施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程和重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程，支持專精特新企業(yè)發(fā)展，推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展?！?022年6月28日，習(xí)近平在湖北武漢考察時(shí)強(qiáng)調(diào)：“高端制造是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)，必須加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提高國(guó)產(chǎn)化替代率，把科技的命脈掌握在自己手中，國(guó)家才能真正強(qiáng)大起來(lái)。”高端制造的發(fā)展離不開(kāi)基本工藝和理論的發(fā)展，要培養(yǎng)基礎(chǔ)理論深厚且扎實(shí)、專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的人才，離不開(kāi)教材的建設(shè)和發(fā)展。
本教材是為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)和對(duì)人才發(fā)展的高要求而編寫(xiě)的。全書(shū)包括8章，第1章介紹塑性成形工藝的概念、特點(diǎn)、分類、發(fā)展及應(yīng)用；第2章介紹鍛造用材料、下料方法、鍛造的熱規(guī)范、鍛后冷卻的方法、鍛件的熱處理及常用鍛造設(shè)備；第3章介紹鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔等自由鍛工藝，自由鍛工藝過(guò)程的制定，開(kāi)式模鍛及閉式模鍛；第4章介紹沖壓加工的特點(diǎn)、分類，常用的沖壓設(shè)備，沖裁工藝，其他沖裁方法，材料的經(jīng)濟(jì)利用，沖裁工藝性分析及沖模典型結(jié)構(gòu)；第5章介紹彎曲的變形過(guò)程、工藝計(jì)算、偏移、回彈，彎曲件的工藝性、工序安排及彎曲模工作部分尺寸的計(jì)算；第6章介紹拉深的變形分析、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、起皺與拉裂、拉深工藝計(jì)算、模具工作部分的計(jì)算、工藝設(shè)計(jì)及其他拉深方法；第7章介紹脹形、翻邊、縮口、擴(kuò)口、旋壓；第8章介紹擠壓、軋制、拉拔、鐓鍛、等溫鍛造、超塑性成形、電磁成形、粉末鍛造、多向模鍛、縮口等成形工藝。
本書(shū)還提供了課件及相關(guān)視頻，供讀者參考。
全書(shū)由趙新海任主編，并負(fù)責(zé)統(tǒng)稿工作。參加本教材編寫(xiě)工作的有劉峣、陳良、林軍、孫璐、司智淵、王星會(huì)、李嬌等。本教材在編寫(xiě)過(guò)程中得到了山東大學(xué)材料學(xué)院教師的大力支持。
本書(shū)可以作為塑性成形工藝相關(guān)課程的教材，通過(guò)本書(shū)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)沖壓工藝的基本類型及其特點(diǎn)，對(duì)沖裁、彎曲、拉深等主要工藝能熟練地進(jìn)行塑性成形工藝方案的制定和工藝分析計(jì)算；可以學(xué)習(xí)鍛造工藝的基本類型及工藝規(guī)程、模鍛工藝的制定，熟悉各類模鍛設(shè)備上模鍛的工藝特點(diǎn)，并對(duì)特種塑性成形工藝有一定的認(rèn)識(shí)和了解。本書(shū)也可供相關(guān)技術(shù)人員參考使用。由于編寫(xiě)水平所限，書(shū)中不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編者

第1章 緒論1
1.1 塑性成形的概念及特點(diǎn) 1
1.1.1 什么是塑性成形 1
1.1.2 金屬塑性成形工藝的分類 1
1.1.3 塑性成形工藝的特點(diǎn) 4
1.2 塑性成形工藝的發(fā)展 4
1.3 塑性成形工藝的應(yīng)用 9
思考題 10

第2章 金屬的鍛造成形基礎(chǔ) 11
2.1 鍛造用材料 11
2.1.1 鋼錠及其冶煉 11
2.1.2 鋼錠的結(jié)構(gòu) 13
2.1.3 鋼錠的內(nèi)部缺陷 14
2.1.4 型材的常見(jiàn)缺陷 16
2.2 下料方法 17
2.2.1 剪切法 18
2.2.2 鋸切法 21
2.2.3 砂輪片切割法 22
2.2.4 折斷法 22
2.2.5 氣割法 23
2.2.6 水刀切割法 23
2.2.7 電火花切割法 24
2.2.8 激光切割法 25
2.3 鍛造的熱規(guī)范 25
2.3.1 金屬的鍛前加熱目的及方法 25
2.3.2 金屬加熱時(shí)產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防措施 29
2.3.3 鍛造溫度范圍的確定 33
2.3.4 金屬的加熱規(guī)范 36
2.3.5 少無(wú)氧化加熱 43
2.4 金屬的鍛后冷卻 44
2.4.1 鍛后冷卻常見(jiàn)缺陷產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施 45
2.4.2 鍛件的冷卻方法 48
2.4.3 鍛件的冷卻規(guī)范 48
2.5 鍛件的熱處理 49
2.5.1 中、小鍛件熱處理 50
2.5.2 大型鍛件熱處理 51
2.6 常用鍛造設(shè)備 53
2.6.1 鍛錘 53
2.6.2 熱模鍛壓力機(jī) 57
2.6.3 螺旋壓力機(jī) 58
2.6.4 摩擦壓力機(jī) 59
2.6.5 平鍛機(jī) 60
2.6.6 液壓機(jī) 61
思考題 63

第3章 金屬的鍛造工藝 64
3.1 自由鍛工藝概述 64
3.2 鐓粗 66
3.2.1 鐓粗工序的變形流動(dòng)特點(diǎn)和主要質(zhì)量問(wèn)題 67
3.2.2 矩形截面坯料鐓粗時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變 71
3.2.3 鐓粗時(shí)的注意事項(xiàng) 72
3.2.4 其他鐓粗工藝 72
3.3 拔長(zhǎng) 73
3.3.1 矩形截面坯料的拔長(zhǎng) 74
3.3.2 圓截面坯料的拔長(zhǎng) 79
3.3.3 空心件拔長(zhǎng) 80
3.4 沖孔 82
3.4.1 實(shí)心沖子沖孔 83
3.4.2 墊環(huán)沖孔 87
3.4.3 空心沖子沖孔 87
3.5 擴(kuò)孔 87
3.5.1 沖子擴(kuò)孔 88
3.5.2 芯軸擴(kuò)孔 89
3.5.3 碾壓擴(kuò)孔 90
3.6 彎曲 91
3.7 其他自由鍛工序 93
3.7.1 錯(cuò)移 93
3.7.2 扭轉(zhuǎn) 93
3.7.3 切割 94
3.7.4 壓痕和壓肩 94
3.7.5 鍛接 94
3.8 自由鍛工藝過(guò)程的制定 95
3.8.1 自由鍛件的分類 95
3.8.2 自由鍛變形方案的確定 99
3.8.3 自由鍛工藝過(guò)程的制定 99
3.9 模鍛 110
3.9.1 概述 110
3.9.2 模具形狀對(duì)金屬變形和流動(dòng)的影響 111
3.9.3 開(kāi)式模鍛 113
3.9.4 閉式模鍛 120
3.9.5 模鍛件的分類 124
3.9.6 模鍛工藝過(guò)程制定的內(nèi)容和模鍛工藝方案選擇 128
思考題 142

第4章 沖壓 144
4.1 沖壓概述 144
4.1.1 沖壓加工的特點(diǎn)及其應(yīng)用 144
4.1.2 沖壓工藝的分類 145
4.1.3 板料沖壓用材料 148
4.1.4 板料沖壓設(shè)備 152
4.2 沖裁變形過(guò)程 157
4.2.1 剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)分析 158
4.2.2 沖裁件斷面情況 160
4.3 沖裁間隙 162
4.3.1 間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響 162
4.3.2 間隙對(duì)沖裁力的影響 165
4.3.3 間隙對(duì)模具壽命的影響 166
4.3.4 合理間隙值的確定 167
4.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 170
4.4.1 尺寸計(jì)算原則 170
4.4.2 刃口尺寸計(jì)算方法 171
4.5 沖裁力的計(jì)算及降低沖裁力的方法 176
4.5.1 沖裁力的計(jì)算 176
4.5.2 降低沖裁力的方法 177
4.5.3 沖裁工藝力的計(jì)算 178
4.6 其他沖裁方法 179
4.6.1 強(qiáng)力壓邊沖裁 179
4.6.2 整修 180
4.6.3 光潔沖裁 181
4.6.4 負(fù)間隙沖裁 182
4.6.5 聚氨酯橡膠沖裁 182
4.6.6 鋅基合金模沖裁 183
4.7 材料的經(jīng)濟(jì)利用 183
4.7.1 排樣方法 183
4.7.2 搭邊 186
4.8 沖壓工藝性分析 187
4.8.1 沖壓件的形狀和尺寸 187
4.8.2 沖壓件精度 188
4.8.3 其他 189
4.9 沖模典型結(jié)構(gòu) 190
4.9.1 沖模的分類 190
4.9.2 沖模零件的分類 190
4.9.3 沖模的典型結(jié)構(gòu) 192
思考題 197

第5章 彎曲 198
5.1 彎曲變形過(guò)程分析 199
5.1.1 彎曲變形過(guò)程 199
5.1.2 彎曲過(guò)程的特點(diǎn) 201
5.1.3 純塑性彎曲時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 202
5.2 彎曲件的工藝計(jì)算 203
5.2.1 彎曲力 203
5.2.2 彎曲件毛坯尺寸的計(jì)算 204
5.3 彎曲中的偏移及預(yù)防措施 206
5.4 彎曲件的回彈 207
5.4.1 彎曲回彈現(xiàn)象 207
5.4.2 影響彎曲回彈量的因素 208
5.4.3 提高彎曲件精度的方法 209
5.5 彎曲件的工藝性 211
5.6 彎曲件的工序安排 214
5.7 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算 216
5.7.1 凸、凹模圓角半徑 216
5.7.2 凸、凹模間隙 217
5.7.3 凸、凹模寬度尺寸設(shè)計(jì) 217
5.8 典型彎曲模 217
5.8.1 V 形件彎曲模 217
5.8.2 U 形件彎曲模 218
5.8.3 Z 形件彎曲模 220
5.8.4 形件彎曲模 221
5.8.5 圓筒形件彎曲模 221
5.8.6 鉸鏈件彎曲模 222
5.8.7 復(fù)合彎曲模 223
5.8.8 級(jí)進(jìn)彎曲模 224
思考題 224

第6章 拉深 225
6.1 拉深的分類 225
6.2 拉深變形分析 226
6.3 應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 228
6.3.1 應(yīng)力應(yīng)變對(duì)應(yīng)的實(shí)際現(xiàn)象 228
6.3.2 應(yīng)力應(yīng)變分析 229
6.4 起皺與拉裂 230
6.4.1 起皺 230
6.4.2 拉裂 233
6.5 圓筒形件拉深工藝計(jì)算 234
6.5.1 拉深件毛坯尺寸計(jì)算 234
6.5.2 拉深系數(shù)和拉深次數(shù)的確定 236
6.5.3 拉深力及拉深功的計(jì)算 239
6.6 模具工作部分尺寸設(shè)計(jì) 240
6.6.1 模具圓角半徑 240
6.6.2 模具間隙 242
6.6.3 模具尺寸及制造公差 243
6.7 有凸緣筒形件拉深 244
6.7.1 有凸緣圓筒件的拉深特點(diǎn) 244
6.7.2 寬凸緣件的拉深方法 247
6.8 拉深工藝設(shè)計(jì) 248
6.8.1 拉深件的工藝性 248
6.8.2 工序設(shè)計(jì) 249
6.8.3 工序計(jì)算步驟 250
6.9 影響拉深的因素及其影響規(guī)律 259
6.10 拉深中輔助工序的安排 260
6.11 其他拉深方法 262
6.11.1 軟模成形 262
6.11.2 差溫拉深 262
6.11.3 脈動(dòng)拉深 263
6.11.4 變薄拉深 264
6.12 典型拉深模 264
6.12.1 拉深模分類 264
6.12.2 典型結(jié)構(gòu) 265
思考題 267

第7章 其他塑性成形工藝 268
7.1 脹形 268
7.1.1 起伏成形 268
7.1.2 圓柱形空心毛坯脹形 270
7.2 翻邊 271
7.2.1 圓孔翻邊 272
7.2.2 外緣翻邊 273
7.2.3 非圓孔翻邊 275
7.3 縮口 275
7.4 旋壓 277
7.4.1 不變薄旋壓 278
7.4.2 變薄旋壓 279
7.5 擴(kuò)口 280
思考題 283

第8章 特種塑性成形工藝 284
8.1 擠壓成形工藝 284
8.1.1 擠壓的基本方法 284
8.1.2 擠壓的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 286
8.1.3 擠壓的金屬流動(dòng)規(guī)律 286
8.1.4 擠壓件的常見(jiàn)缺陷 289
8.1.5 擠壓變形力的計(jì)算 292
8.1.6 擠壓工序設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的確定 293
8.2 軋制 295
8.2.1 軋制變形區(qū)及其主要參數(shù) 295
8.2.2 軋制過(guò)程的建立條件 296
8.2.3 軋制時(shí)金屬變形的規(guī)律 298
8.3 拉拔 301
8.3.1 拉拔的基本方法 302
8.3.2 拉拔時(shí)的變形與應(yīng)力 303
8.3.3 普通拉模結(jié)構(gòu) 306
8.4 鐓鍛成形工藝 308
8.4.1 鐓鍛時(shí)金屬的變形特點(diǎn) 308
8.4.2 鐓鍛的應(yīng)用范圍 309
8.4.3 鐓粗規(guī)則及鐓鍛工藝參數(shù)的確定 310
8.5 等溫鍛造工藝 313
8.5.1 等溫鍛造工藝特點(diǎn)及應(yīng)用 313
8.5.2 等溫鍛造模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 314
8.6 超塑性成形 315
8.6.1 概述 315
8.6.2 成形方法 316
8.7 電磁成形 317
8.8 徑向鍛造 318
8.9 粉末鍛造 320
8.10 擺動(dòng)輾壓 321
8.11 多向模鍛 322
思考題 324

參考文獻(xiàn) 324