《金属塑性成形原理》实验报告汇总.docx
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《金属塑性成形原理》实验报告汇总
金属塑性成形原理
实验报告
（2013版）
中南大学机电工程学院
中南大学
金属旋压成形实验报告1
姓名：
学号：
成绩：
指导教师：
日期：
中南大学
金属塑性变形原理实验报告2
姓名：
学号：
成绩：
指导教师
实验名称：
实验二超声旋压成形实验
一、实验目的
1、熟悉金属塑性成形的旋压加工工艺
2、熟悉并掌握普通减薄旋压与超声减薄旋压的区别
3、了解超薄壁件旋压研究现状及发展动态
4、熟悉超声塑性加工原理
5、了解并掌握超声波对金属塑性的影响
二、实验基本原理
1、普通减薄旋压与超声减薄旋压
根据旋压件厚度的变化可以分为两类：
普通旋压和变薄旋压[1]。
普通旋压在成形中厚度基本不发生改变，而其直径发生改变。
变薄旋压则以减薄毛坯壁厚为目的，工件直径基本不发生变化。
而按照旋轮进给方向和材料流动方向的不同，变薄旋压又可以分成正旋和反旋（见图1-1与1-2）。
普通旋压
2、超声塑性加工原理
各国学者对超声塑性加工展开了大量研究，均发现超声能够够降低成成形力，并对超声传播机制和成型机理进行了大量研究。
目前相关认识主要包括“体积效应”。
目前关于体积效应的阐述主要有两种：
第一种解释认为，振动使得材料内部微粒激振后，获得较高能量、温度上升，材料出现热致软化现象。
从而导致坯料的动态变形阻力减小。
振动产生的热致软化现象与晶体位错相关。
研究认为了位错可以通过共振、松弛和滞后三种方式聚集振动能量。
另外一种解释认为主要是静力叠加作用[27]。
这主要是用于解释小振幅低能量振动降低流动应力的现象。
除此之外，一些学者认为振动的扰力导致金属材料中应力多向化，使得各个不同方向的滑移面都产生了滑移。
静载荷与动载荷叠加作用与材料，从而充分发挥晶体塑性变形的滑移和孪晶机制，因此塑性变形能力得到提高。
而对于表面效应的阐述主要有以下几种：
振动使得材料与工具的接触界面在瞬间发生多次分离，振动能够改善接触面润滑条件、扰动使得摩擦力方向不断发生改变以及局部热效应。
以上原因从宏观上表现就是摩擦力得到减小。
超声波旋压装置示意图
超声波旋压工艺示意图
三、实验仪器
1、卧式数控旋压实验台1台
2、C276镍基合金若干
3、超声波旋压装置1套
4、ZJS2000超声波电源1台
5、阻抗分析仪1台
6、CXSD多通道仪表l台
四、实验数据处理及结果
表1
挤压力（N）
312
624
936
1248
1560
1872
常规旋压压痕深度（mm）
超声旋压压痕深度（mm）
表2
厚度（mm）
高度（mm）
内径（mm）
未加工筒形件尺寸
已加工筒形件尺寸
从本次试验中可以得出那些结论？
5、简答题
1、请用联系所学的《金属塑性成形理论》回答超声波对金属材料的塑性有何影响？
2、本次超声旋压成形试验对你所学的《金属塑性成形理论》有何帮助，收获？
中南大学
金属旋压成形实验报告3
姓名：
学号：
成绩：
指导教师
中南大学
金属塑性变形原理实验报告4
姓名：
学号：
成绩：
指导教师
实验名称：
实验四旋压成形的力能参数检测实验
一、实验目的
1、熟悉金属塑性成形的旋压加工工艺
2、了解并掌握C276镍基合金筒形件旋压力能参数检测
2、实验原理
保哥亚子列斯基计算式
针对反旋筒形件的情况下旋压力的分析计算。
基本假设条件为：
变形区为平面应变状态；作用在垂直芯模轴线平面上的应力假定不变，取其平均值；作用垂直于芯模轴线平面内切应力引起的切向力相互平衡（如下图）。
经推导后得到的旋压力沿着切向、径向、轴向的三分力之间关系如下。
进给
式中，
为旋轮的绝对进给量；
；
；
为壁厚减薄率，
；
为平均单位压力。
y
进给
z
1
2
3
筒形件反旋过程示意图
1—旋轮；2—工件；3—芯模
三、实验仪器
1、卧式数控旋压实验台1台
2、C276镍基合金筒形件1个
3、旋压装置1套
4、游标卡尺1套
四、实验数据处理
参数测量
旋轮直径
旋轮倾角
旋压前厚度
旋压后厚度
壁厚减薄率
旋轮绝对进给量
根据下式进行实验数据处理
五、简答题
1、参阅旋压相关课本及文献，指出保哥亚子列斯基计算式的不足之处？
2、本实验只运用保哥亚子列斯基计算式进行对筒形件旋压反旋的力能参数计算，查阅旋压相关课本及文献，列出其他情况的旋压力能参数计算？
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