塑性加工需要的力多以MN計(jì)量，相應(yīng)的設(shè)備大，模具成本高，降低變形力已成為關(guān)鍵問題。本書不僅向讀者提供省力成形的實(shí)例，還從深層次、一多角度提供省力的原理、思路和方法。從中不難理解美國為什么在50年前就已停建2000MN模鍛壓力機(jī)，而利用500MN模鍛壓力機(jī)（世界第三大）生產(chǎn)出世界上最大的航空鍛件;也不難理解制造直徑71OOmm、厚24mm的液化氣球形儲(chǔ)罐可以不使用壓力機(jī)與模具。塑性加工的另一難題是如何使變形趨于均勻，本書首次提出“金屬潤(rùn)滑劑”的概念，通過包覆軟金屬套、提高模具溫度使熱成形時(shí)工具與工件的界面摩擦力減小，以實(shí)現(xiàn)近均勻成形。書中還闡述了通過控制質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)速度來實(shí)現(xiàn)擠壓、軋制及雙盒形件拉深近均勻成形的實(shí)例。本書的特點(diǎn)是，原理概念清晰且深入淺出，應(yīng)用實(shí)例：生動(dòng)具體、新穎而面廣。
張琦，博士、副教授。1978年出生于陜西，1998-2007年期間于哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院獲得學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。博士導(dǎo)師為哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王仲仁教授和英國伯明翰大學(xué)的T.A.Dean教授。2007年7月-2008年6月赴法國國立巴黎高等礦業(yè)學(xué)院（Ecole Nationale Superieure des Mines de Paris）材料成形研究中心（CEMEF）進(jìn)行博士后研究工作。2008年8月到西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院任教。主要從事金屬塑性成形理論、成形過程有限元模擬以及新成形工藝的研究。目前，主持和參加國家與省部級(jí)項(xiàng)目5項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文近20篇。
王仲仁，教授、博士生導(dǎo)師。1934年出生于江蘇，1955年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院（現(xiàn)北京科技大學(xué)），1955-1957年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)壓力加工系研究生班師從蘇聯(lián)專家學(xué)習(xí)，畢業(yè)后留校任教，歷任講師、副教授、教授、博士生導(dǎo)師�，F(xiàn)為哈爾濱工業(yè)大學(xué)球形設(shè)計(jì)研究所所長(zhǎng)，已培養(yǎng)39名博士。
王仲仁教授作為項(xiàng)目總工程師參加了栽人航天用空間環(huán)境模擬器KM6（亞洲最大，世界第三大）真空容器的制造，神舟1號(hào)至神舟7號(hào)飛船、嫦娥一號(hào)探測(cè)衛(wèi)星及其他大型航天器升空前均在該容器中進(jìn)行相關(guān)性能的測(cè)試。發(fā)明了無模脹球新工藝，即不用壓力機(jī)和模具制造球形容器。該技術(shù)已用于制造液化氣球形儲(chǔ)罐、壓力供水罐、球形供水塔以及城市大型建筑裝飾。
他主持了第四屆國際塑性加工會(huì)議（1CTP，1993，北京）及第一屆新成形技術(shù)國際會(huì)議（ICNFT，2004，哈爾濱）。先后獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)、國家發(fā)明四等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)和二等獎(jiǎng)7項(xiàng)。主編《塑性加工力學(xué)基礎(chǔ)》等書籍10部，發(fā)表論文300多篇。
緒論
參考文獻(xiàn)
第一章 塑性成形力學(xué)基礎(chǔ)
1.1 塑性成形過程受力分析
1.l.1 外力分析
1.1.2 內(nèi)力分析
1.1.3 慣性力分析
1.2 塑性成形過程應(yīng)力分析
1.2.1 應(yīng)力的概念
1.2.2 應(yīng)力狀態(tài)及其描述
1.2.3 應(yīng)力張量及應(yīng)力偏張量
1.2.4 應(yīng)力Mohr圓
1.2.5 微元體的力平衡方程
1.3 應(yīng)變分析
1.3.1 名義應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)變
1.3.2 小變形時(shí)應(yīng)變與位移的關(guān)系方程
1.3.3 最大剪應(yīng)變及八面體應(yīng)變表達(dá)式
1.3.4 應(yīng)變速率與應(yīng)變速率張量
1.4 體積不變條件與主應(yīng)變圖
1.5 屈服準(zhǔn)則
1.5.1 屈服準(zhǔn)則的概念
1.5.2 各向同性材料的屈服準(zhǔn)則
1.5.3 后繼屈服
1.6 塑性應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系
1.6.1 塑性變形時(shí)應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系理論的發(fā)展過程
1.6.2 增量理論
1.6.3 全量理論
參考文獻(xiàn)
第二章 應(yīng)力應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律及低載荷成形在屈服圖形上的范圍
2.1 應(yīng)力應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律及其應(yīng)用
2.1 _1應(yīng)力應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律及其證明
2.1.2 應(yīng)力應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律的應(yīng)用
2.2 平面應(yīng)力屈服圖形的分區(qū)及其上低載荷成形范圍
2.2.1 平面應(yīng)力屈服圖形的分區(qū)
2.2.2 平面應(yīng)力低載荷成形在屈服圖形上的范圍
2.3 三向應(yīng)力屈服圖形的分區(qū)及其上低載荷成形范圍
2.3.1 三向應(yīng)力狀態(tài)屈服圖形的分區(qū)
2.3.2 三向應(yīng)力低載荷成形在屈服圖形上的范圍
2.3.3 由屈服圖形上的加載軌跡判定變形的均勻性
參考文獻(xiàn)
第三章 低載荷成形的力學(xué)原理
3.1 沿工具運(yùn)動(dòng)方向載荷的計(jì)算
3.2 圓柱體及圓環(huán)壓縮所需載荷計(jì)算與降低載荷的思路
3.2.1 圓柱體鐓粗所需載荷與降低載荷的思路
3.2.2 環(huán)形件壓縮變形特點(diǎn)與降低載荷的思路
3.3 模鍛變形特點(diǎn)與降低載荷的思路
3.4 軋制所需載荷計(jì)算與降低載荷的思路
3.5 棒材擠壓、拉拔所需載荷計(jì)算與降低載荷的思路
3.5.1 擠壓
3.5.2 拉拔
3.6 圓環(huán)與圓筒類件成形所需徑向載荷計(jì)算與降低載荷的思路
3.7 殼體及薄壁管脹形所需載荷計(jì)算與降低載荷的思路
3.7.1 球殼脹形
3.7.2 薄壁管脹形
參考文獻(xiàn)
第四章 省力成形的途徑
4.1 降低流動(dòng)應(yīng)力
4.1.1 影響流動(dòng)應(yīng)力的因素
4.1.2 降低流動(dòng)應(yīng)力的途徑
4.2 減小承壓面積和改變受力方式
4.2.1 剪切擠壓
4.2.2 徑向擠壓
4.2.3 旋壓
4.2.4 單點(diǎn)成形
4.2.5 擺動(dòng)輾壓
4.2.6 楔橫軋
4.2.7 輥鍛
4.3 減少摩擦力
4.3.1 影響摩擦力的因素
4.3.2 通過減少摩擦力實(shí)現(xiàn)省力成形的實(shí)例
4.4 增大自由流動(dòng)的可能性
4.4.1 鐓粗齒輪坯時(shí)采用分流面鍛造
4.4.2 增加擠壓件的出口流道
4.5 采用合理的預(yù)制坯與改變變形方式
4.5.1 模鍛時(shí)采用精確的預(yù)制坯
4.5.2 采用“以推代脹”的方法實(shí)現(xiàn)脹形件小圓角處成形
參考文獻(xiàn)
第五章 工件中的變形分布及實(shí)現(xiàn)近均勻成形的途徑
5.1 均勻變形與不均勻變形的基本概念
5.2 變形均勻性與所需載荷的相關(guān)性
5.3 應(yīng)變強(qiáng)化對(duì)實(shí)現(xiàn)均勻變形的貢獻(xiàn)
5.4 應(yīng)變速率強(qiáng)化對(duì)實(shí)現(xiàn)均勻變形的貢獻(xiàn)
5.5 工件與工具接觸面上溫差對(duì)變形均勻性的影響
5.6 工件形狀與加載方向的搭配形式對(duì)變形均勻性的影響
5.7 工件不同部位質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度差對(duì)變形均勻性的影響
5.7.1 擠壓時(shí)出口速度差及其控制
5.7.2 軋制時(shí)出口速度差及其控制
5.7.3 盒形件拉深時(shí)流入凹模的速度差及其控制._
5.7.4 雙盒形件拉深時(shí)流入凹模的速度差及其控制
5.8 成形次數(shù)及變形順序?qū)ψ冃尉鶆蛐缘挠绊?
5.8.1 成形次數(shù)對(duì)變形均勻性的影響
5.8.2 變形順序?qū)ψ冃尉鶆蛐缘挠绊?
參考文獻(xiàn)
第六章 省力與近均勻成形新技術(shù)
6.1 無模液壓脹球法的省力原理與變形均勻性分析
6.1.1 球形容器的特點(diǎn)、制造方法與無模液壓脹球法的
省力原理
6.1.2 殼體無模液壓脹球的壁厚變化
6.1.3 降低無模脹球制品不圓度的措施
6.1.4 橢球殼體無模液壓脹形時(shí)的起皺條件與防皺措施
6.2 護(hù)環(huán)省力成形方法
6.2.1 護(hù)環(huán)熱鍛省力成形方法
6.2.2 護(hù)環(huán)冷脹省力成形方法
6.3 管材內(nèi)高壓成形的壁厚均勻性控制與省力技術(shù)
6.3.1 管材內(nèi)高壓成形原理
6.3.2 內(nèi)高壓成形的壁厚均勻性控制
6.3.3 減少內(nèi)高壓成形進(jìn)給缸載荷的途徑
6.4 特大密封法蘭的省力精密成形
6.4.1 特大密封法蘭及其制造特點(diǎn)
6.4.2 法蘭模擬件的實(shí)驗(yàn)研究
6.4.3 大法蘭鍛坯制備工藝
6.4.4 大法蘭鍛坯彎曲工藝
6.4.5 大法蘭粗加工工藝
6.4.6 大法蘭的省力現(xiàn)場(chǎng)精加工
6.4.7 自重與支撐方式對(duì)法蘭面的平面度誤差影響
6.4.8 筒體焊接對(duì)密封法蘭平面度的影響
6.5 黏性介質(zhì)壓力成形的壁厚均勻性分析與省力技術(shù)
6.5.1 黏性介質(zhì)壓力成形原理和特點(diǎn)
6.5.2 黏性介質(zhì)黏度對(duì)成形的影響
6.5.3 圓錐形件黏性介質(zhì)成形過程分析
6.5.4 黏性介質(zhì)壓力成形壁厚均勻性分析
6.5.5 黏性介質(zhì)壓力成形的省力途徑
6.6 多點(diǎn)“三明治”成形及其省力原理
6.6.1 多點(diǎn)柔性成形的種類及其應(yīng)用
6.6.2 多點(diǎn)“三明治”成形中的關(guān)鍵技術(shù)
6.6.3 多點(diǎn)“三明治”成形省力原理
6.7 單點(diǎn)數(shù)控增量成形及其壁厚均勻性控制
6.7.1 單點(diǎn)數(shù)控增量成形的工作原理
……
塑性成形過程是利用被加工材料的塑性在一定的力的作用下進(jìn)行的。顯然，弄清楚受力情況對(duì)于正確設(shè)計(jì)模具、控制工件尺寸和保證內(nèi)部質(zhì)量具有重要意義。
塑性成形過程中對(duì)力的分析不能完全照搬理論力學(xué)及材料力學(xué)中所闡述的方法，因?yàn)樗苄约庸r(shí)，工件處于塑性變形狀態(tài)，變形較大且有宏觀流動(dòng)。然而理論力學(xué)中力的平衡概念及材料力學(xué)中的截面法仍然適用。不過，由于塑性變形過程中變形體不斷地產(chǎn)生新的表面，工件尺寸和形狀變化劇烈，所以工具與工件問作用力的分布與傳播不僅受到工具形狀的影響，而且也受工件幾何形狀、尺寸的影響。另外，由于變形的不均勻性及變形產(chǎn)生的不同時(shí)性，上件的各相鄰部分之問也存在內(nèi)力約束。因此，塑性成形過程的受力分析比彈性力學(xué)要復(fù)雜得多。
在進(jìn)行定量分析以前，本節(jié)先定性介紹塑性成形過程的受力分析要點(diǎn)，目的在于說明分析實(shí)際生產(chǎn)中力學(xué)問題的主要思路，側(cè)重定性地說明問題。由于現(xiàn)有教材中尚未在這方面作系統(tǒng)的論述，且問題本身又是從解決大量實(shí)際問題過程中抽象而來，所以本節(jié)與其他章節(jié)不同，不是從公式推證著于，而是結(jié)合實(shí)例進(jìn)行敘述并歸納，其目的不在于說明實(shí)例本身，而是動(dòng)態(tài)地考慮和分析解決問題的方法，且特別注重與理論力學(xué)和材料力學(xué)的不同之處。
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