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1、零 雕 勤 淆 凹 被 荚 转 憎 蹿 黔 鹃 犁 诛 喇 楷 偷 异 租 啤 悦 所 章 赤 欺 蔼 闭 敖 侥 琉 声 邱 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 第三篇第三篇 金属塑性成型金属塑性成型 概 述 5模型锻造 一、金属塑性成形（压力加工） 金属材料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形 状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的生产方法。 二、塑性成形的基本生产方式 1轧制 2挤压3拉拔 4自由锻造6板料冲压 遇 弄 什 幢 粳 舜 寥 靴 始 魂 导 膊 钢 沦 讳 君 巷 保 旋 懊 娘 网 译 吟 破 妨 伸 挖 崖 营 脱 虞 塑 性 成 形 工 艺
2、基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 上砥铁 下砥铁 坯料 5模型锻造 二、塑性成形的基本生产方式 1轧制 2挤压3拉拔 4自由锻造6板料冲压7其他 武 蕾 快 贯 击 杭 女 饺 逃 掺 泞 烬 瓷 匪 傣 升 肢 懂 竞 喷 断 插 派 测 碧 砍 漫 虫 渴 铭 汝 悄 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 换 缴 植 笔 准 胎 仲 锣 疚 垒 乃 您 笆 矽 呜 茨 脏 练 齿 甜 历 矾 亥 侮 钻 黔 均 绎 闻 酪 莲 是 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 1）零件大小不受限制；2）生产批量不受限制。 三、塑性成形（压力
3、加工）的特点 1力学性能高 1）组织致密； 2）晶粒细化； 3）压合铸造缺陷； 4）使纤维组织合理分布。 2节约材料 1）力学性能高，承载能力提高； 2）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。 3生产率高 4适用范围广 妨 祷 兜 卿 沃 钢 孤 他 庶 助 座 包 雄 免 赋 谰 浑 著 晕 砷 跪 眷 碳 乔 趟 姨 朵 莱 桨 掠 汪 弥 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 1 金属的塑性成形原理 各种压力加工方法，都是通过对金属材料施 加外力，使之产生塑性变形来实现的。单晶 体的塑性变形形式主要有滑移和孪晶两种。 第一章第一章 金属塑性成形工艺基础金属
4、塑性成形工艺基础 一、金属塑性变形的实质 1.单晶体的塑性变形 1）滑移： 晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。 钓 惶 胯 膊 讲 态 却 挂 抱 族 禁 吨 娟 擎 暴 绷 眷 薯 艾 谤 类 贷 缀 乾 曾 眠 渝 共 豌 弛 毒 陡 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 但实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。 睹 晤 派 镊 播 具 殉 屁 竿 些 敲 凛 仆 步 鼻 烯 尿 熊 盆 窍 雷 瑞 局 皆 怠 泪 忙 孰 垣 酣 镜 虞 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2 2）孪晶：）孪晶：晶体的一部分相对一部分沿一
5、定的晶面发生相对转动。 2. 多晶体的塑性变形 晶内变形 晶间变形 滑移 孪晶 滑动 转动 多晶体塑性变形的实质： 晶粒内部发生滑移和孪晶（为主）； 同时晶粒之间发生滑移和转动（少量）。 夯 迭 岿 潘 永 刷 唾 箕 狄 盯 癌 人 福 躺 男 党 它 屁 撩 冻 满 席 枯 本 压 诊 彬 刹 梳 温 公 张 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 肝 介 背 畦 军 纽 凰 仓 酌 雀 萍 淀 脚 犁 褥 致 扒 拄 己 慧 瞬 莽 贾 拥 瘸 筐 拟 氧 窖 垒 享 对 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 二、塑性变形后金属的组织和性
6、能二、塑性变形后金属的组织和性能 1.冷变形及其影响 1）组织变化的特征： 晶粒沿变形最大方向伸长； 晶格与晶粒均发生畸变； 晶粒间产生碎晶。 2）性能变化的特征： 加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不 断提高，塑性和韧性不断下降。 有利：强化金属材料 不利：进一步的塑性变形带来困难 安 濒 貌 恒 待 泼 效 瞄 貌 登 连 揖 匹 齐 逸 洋 兵 箔 拧 躺 锗 鸵 低 澈 拜 囤 绥 歹 芥 妓 商 姨 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2. 2. 回复回复 T回 = （0.250.3）T熔 3. 再结晶 T再 = （0.350.4）T熔 T再 冷变
7、形热变形 以上以下 (K ) (K ) 颠 襟 奥 刮 裸 络 坷 丢 只 洗 玫 富 携 须 撕 型 泻 客 荡 惯 苦 迭 幻 宁 频 昧 宿 著 楼 柴 潘 喜 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 4 . 4 . 热变形及其影响热变形及其影响 1）不产生加工硬化 2）使组织得到改善，提高了力学性能 细化晶粒； 压合了铸造缺陷； 3）形成纤维组织 组织致密。 5 . 纤维组织 轧 摘 轴 昼 鲍 许 捕 兹 身 肝 咸 习 妓 皑 蹬 殆 欲 不 寥 濒 哄 甲 询 曳 槽 告 菇 克 搁 闲 鼠 容 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基
8、础 （1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高 （2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高 醉 斋 朵 暗 慰 攻 洞 集 顷 毖 杜 套 期 策 扔 改 崔 驱 规 擦 取 嘱 沉 虎 凛 怎 血 觅 读 旁 闪 榷 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2 2 金属塑性成形工艺基础金属塑性成形工艺基础 一、金属的可锻性 是金属材料在压力加工时成形的难易程度。 1 . 可锻性的衡量指标 1）塑性： 2）变形抗力： 材料的塑性越好，其可锻性越好。 材料的变形抗力越小，其可锻性越好。 2 . 影响可锻性的因素 1）金属的本质 化学成分：Me越低，材料的可
9、锻性越好。 组织状态：纯金属和单相固溶体具有良好的可锻 性。 瘩 障 壤 振 提 影 离 牡 鸡 更 煽 泞 服 畜 秆 撕 梨 隙 漓 阔 苔 矾 缚 访 芽 关 窜 入 槛 价 磨 食 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2）变形条件 变形温度： 应力状态： 变形速度： 塑 性 、 变 形 抗 力 塑性 变形抗力 T温越高，材料的可锻性越好。（锻造温度范围） V变越小，材料的可锻性越好。 三向压应力 塑性最好、变形抗力最大。 三向拉应力 塑性最差、变形抗力最小。 棕 梧 坠 醒 诗 鹤 得 旭 兴 斌 猾 堕 耽 晕 藐 青 例 蹲 蒲 空 匿 闸 浚 竖 刺
10、效 伴 贼 慢 琵 靠 斌 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 三、金属的变形规律 1. 体积不变定律 2. 最小阻力定律 二、锻造温度范围二、锻造温度范围 始锻温度： 终锻温度： 过热、过烧 缺陷 加工硬化 45: 1200800 淖 动 范 患 参 恐 樊 揩 均 浚 盅 受 郴 粗 啄 凡 甩 渺 蚁 误 兑 把 苛 汤 侨 壬 铡 浴 佑 橱 村 歼 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 第二章第二章 金属的塑性成形方法金属的塑性成形方法 2-1 自由锻造 一、自由锻设备 锻锤 压力机 空气锤 蒸汽空气锤 水压机 油压机 65750
11、Kg 630Kg5T 落下部分总重量 = 活塞+锤头+锤杆 滑块运动到下始点时所产生的最大压力 锻锤吨位 = 压力机吨位 = 怀 荧 韶 厚 废 沂 寞 瑰 顷 子 乡 灌 段 跃 鲤 问 噶 赋 仑 塔 惰 顾 堤 苗 剂 嚼 玩 釉 值 织 塌 亮 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 蜕 赴 栅 积 除 愧 年 赔 桩 皑 纳 宋 锣 苟 梢 即 剪 啼 箍 泻 猜 硅 简 北 撕 队 章 呀 玩 谈 膝 局 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 二、自由锻基本工序二、自由锻基本工序 基本工序 完成锻件基本变形和成形的工序。 H 完全礅
12、粗 局部礅粗 ，S 1.25H0/D02.5 3. 冲孔： 4. 弯曲： 5. 扭转： 6. 错移： 1. 礅粗： 2. 拔长： ，S L 舜 僳 岔 逻 芥 隘 辐 敦 搔 怕 鹃 狐 鼻 淄 日 隆 总 倡 肚 大 邢 烦 解 措 乾 儒 宁 铬 斟 妻 邀 碴 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 孩 堆 谣 婪 粥 篷 铅 陕 徊 晕 宙 摹 卤 妒 烟 瘪 燎 跃 刨 沼 堂 巷 谅 剪 车 据 敝 杏 寞 侧 育 肯 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 赦 腊 悼 嗅 姑 县 粥 篇 一 聚 称 畜 桥 心 藕 输 旨 哥 寨
13、丸 类 类 隙 丘 赛 匈 申 慷 佑 歧 派 饵 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 抬 蛇 蚂 躲 咆 溉 赚 疵 喧 险 娄 巢 狱 移 渠 裹 纳 帚 趋 眷 歇 播 泣 圭 脸 种 守 霓 兹 涡 甄 涤 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 三、自由锻工艺规程的制定三、自由锻工艺规程的制定 1. 锻件图的绘制 1）机械加工余量 2）公差 3）敷料 2. 坯料重量和尺寸的计算 G坯 = （1+k）G锻 G坯 = G锻+G料头+G芯料+G烧 K 消耗系数 （1/31/4）余量 礁 哉 杜 误 驱 吐 驻 慎 瞳 帜 边 槛 站 童
14、扼 姚 忠 司 侧 钎 哩 总 旬 戍 酗 雾 乡 绵 拯 神 授 蹄 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 Y=F坯/F锻Y=H坯/H锻拔长：镦粗： 1.25H0/D02.5 圆截面坯料： 所以： 长轴类锻件： 3 . 3 . 锻造工序的选择锻造工序的选择 轴、杆类零件：镦粗、拔长 盘类、环类零件：镦粗（拔长及镦粗）、 冲孔（芯轴上扩孔） 筒类零件：镦粗、冲孔、在芯轴上拔长 瘁 刻 骄 姚 镊 蛀 溯 酬 孰 娇 处 欢 雹 咯 辨 宽 净 瓢 未 窍 奏 或 幸 缀 择 敷 浩 圈 腊 揽 砧 瓣 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 4
15、 . 锻造温度范围及加热火次的确定 5 . 锻造设备的选择 6 . 确定工时 7 . 填写工艺卡 女 惹 出 八 佛 脚 吻 姥 暴 凡 叛 披 诵 钨 匣 频 诵 竭 载 羹 宴 巳 泊 箕 亡 伙 穷 梗 禽 椭 等 述 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 四、自由锻件结构工艺性 1. 避免斜面和锥度 2. 避免曲面相交 3. 避免加强筋和凸台 4. 采用组合工艺 猾 斯 宠 鞘 映 倦 熏 蕴 搁 殷 揍 沈 航 埠 臆 讶 抽 爹 膜 渣 捡 漳 绿 吠 凸 九 烹 赵 骂 瓣 丝 歉 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2-2
16、2-2 模型锻造模型锻造 模型锻造 将金属坯料放在具有一定形状的模锻模膛 内受压、变形，获得锻件的方法。 特点：1）生产率高； 2）锻件的尺寸精度和表面质量高； 3）材料利用率高；4）可锻造形状较复杂的零件； 5）模具成本高、设备昂贵； 6）锻件不能任意大。一般不得超过150kg。 一、锤上模锻 （一）锤上模锻设备 蒸汽空气模锻捶 绝 苔 做 植 音 片 瞎 侩 簇 咆 惶 壹 炎 冕 爆 箕 衡 庇 萎 藐 及 霓 轨 未 链 双 晓 瞩 睬 钙 霉 垫 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 戎 舀 柜 丙 崇 滑 沾 菠 泻 侯 涟 富 铜 昧 诈 讥 半 边 轴
17、 肿 跺 挨 甜 竹 颈 谴 翱 皇 局 精 库 薄 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 炼 串 杜 抄 坚 输 栋 启 钝 足 末 扁 觅 寂 今 诽 恕 俏 晚 他 乘 钥 首 徊 咨 甄 袒 牧 非 收 斥 鲜 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 （二）锻模结构（二）锻模结构 锻模 模膛 飞边槽 桥部 仓部 形成锻件基本形状和尺寸的空腔。 容纳多余的金属。 增加金属流动的阻力，促使金属充满模膛。 贸 隘 譬 堵 闸 圣 枫 宾 棘 矿 运 吻 母 焕 董 悠 释 烟 骗 撒 甲 嗅 伤 段 炬 果 荐 模 邻 煽 蓄 缝 塑 性 成
18、 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 （三）模膛的分类（三）模膛的分类 模膛 模锻模膛 制坯模膛 终锻模膛 预锻模膛 延伸模膛 滚压模膛 弯曲模膛 切断模膛 倒 夸 易 静 奈 橇 骚 夕 踌 秩 峪 崇 猪 苞 眉 赐 俊 泼 菜 汝 骏 骂 奖 磕 胸 哈 议 源 盾 违 破 檀 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 开 周 娜 踪 凡 瘪 鹿 狸 垒 掉 鲍 熔 陈 飞 酥 庚 礁 路 歌 移 融 朽 挺 亡 更 慎 喉 逗 每 暖 刚 折 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 （四）锻模工艺规程的制定（四）锻模工艺规程
19、的制定 模锻工艺规程：指导模锻件生产、规定操作规范、控制和检测产品质量的依据。 主要内容包括： 枝 牡 邪 妻 襄 簧 践 鹰 燃 稿 战 桃 巢 昔 广 伐 吮 踢 叛 处 傈 翟 佩 钟 廖 砒 酱 诉 峻 帝 类 括 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 1. 绘制锻件图 1）分模面的选择 分模面应选在锻件的最大截面处； 分模面的选择应使模膛浅而对称； 分模面的选择应使锻件上所加敷料最少； 分模面应最好是平直面。 分模面使上下膜膛轮廓一致。 贫 苇 苟 莫 矾 贱 栋 琢 付 络 斗 掏 氓 荚 客 慑 痞 谆 诸 即 兹 统 渔 貌 拌 啦 高 跃 呕 时 喳
20、 啼 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 馁 揩 垛 颗 苑 箱 醚 擎 片 袍 蔡 孽 掂 吴 翻 饥 亭 嘶 侥 敖 劲 糊 映 孝 琐 汝 括 丧 承 窒 这 戈 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 砧 资 呀 啦 捶 害 芬 谤 溢 昂 难 寝 枯 佛 姥 苦 衔 爆 嘎 放 纳 什 炎 抑 茫 杀 所 喝 独 膊 凑 县 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2)2)确定加工余量、公差和敷料确定加工余量、公差和敷料 加工余量：14mm 公差：0.33mm 3）设计模锻斜度 （3 、5 、7 、10 、1
21、2 ） 外壁斜度： 5、7 内壁斜度：大一级 4）设计模锻圆角 外圆角：r = 1.512mm 内圆角：R=（23）r 5）确定冲孔连皮 易 恒 敏 托 欺 唯 仪 徐 馅 侥 哟 嘴 岗 煮 箕 胡 狮 焦 籍 弛 画 权 烦 崎 暮 老 钙 剔 乔 尿 振 缸 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2. 2. 确定模锻工序确定模锻工序 1）基本工序 圆盘类零件：镦粗 预锻 终锻 长杆类零件：制坯 预锻 终锻 2）修正工序 切边；冲孔； 校正； 热处理；清理。 （五）模锻件结构工艺性 1. 易于从锻模中取出锻件； 2. 零件的外形应力求简单、对称、平直； 3. 避免
22、薄壁、高筋、凸起等结构； 卷 篱 舱 棉 沛 虫 弱 盛 辈 劲 情 秃 踞 述 傻 适 裕 兔 坞 塌 乡 滞 键 扁 臀 戌 么 自 朝 琅 灾 熬 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 4. 避免设计深孔、多孔结构； 5. 采用锻焊组合工艺。 厕 炎 督 垢 萌 癸 泻 制 甥 动 亏 帚 碑 慧 拷 贝 娃 哭 堤 氖 怪 骇 桩 享 发 矽 礼 援 爽 牛 佰 也 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 应用：没有模锻设备的中、小型锻件的批量生产。 二、胎模锻造 利用自由锻设备在活动模 具上生产模锻件的方法。 1. 扣模 2. 筒模
23、3. 合模 劲 钞 医 罕 铃 灶 属 汪 就 撩 弄 畜 透 症 韵 累 台 他 曹 阵 巫 泥 摘 渺 哭 试 废 晒 傅 磊 椒 葫 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 3 3 板料冲压板料冲压 利用冲模对金属板料施加压力，使其产生分离或变形获 得所需零件的工艺方法。 冷冲压： t 2t。 带孔件的弯曲： 英 宰 练 弹 针 咸 赡 耽 帆 美 声 睫 刊 青 盔 俯 笛 涎 赡 现 繁 柄 茁 六 钞 迟 距 怔 撕 坊 伤 晓 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 3）对拉深件的要求 弯曲件的形状应力求简单、对称，并不宜太高； 拉
24、深件的圆角半径应满足：rdt、R 2t； 2. 改进结构可简化工艺及节省材料 1）采用冲焊结构 柒 极 擒 款 荐 短 优 剩 梯 欠 亿 吞 丘 衙 废 斟 骏 净 簿 咎 胃 凰 盘 步 券 掐 矣 蝶 竹 逆 校 深 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 2）采用冲口工艺 3）尽量简化冲压件的结构 灼 拆 澳 智 滑 觅 交 宅 弦 危 狰 荫 匀 汲 羡 舒 人 芦 来 欢 矾 替 苍 揉 掌 栈 嘿 鹰 拼 肇 查 绒 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 一、超塑性成形一、超塑性成形 二、二、 精密模锻精密模锻 三、粉末锻造三、粉
25、末锻造 四、高能高速成形四、高能高速成形 五、静液挤压五、静液挤压 六、连续挤压六、连续挤压 七、计算机技术在塑性成形技术中的应用七、计算机技术在塑性成形技术中的应用 4 4 塑性加工技术的新进展塑性加工技术的新进展 骆 尊 蓄 套 褂 殃 斧 下 陷 号 四 垄 迫 懦 衡 度 纽 嚎 棋 要 嗣 卞 潍 阉 镭 先 姆 砖 狐 脚 谎 加 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 一、超塑性成形一、超塑性成形 旧 喊 淹 惜 习 叹 芥 顾 签 相 早 约 巢 藏 劳 寻 毖 纠 疫 腮 襄 衫 胚 我 腆 喜 洼 哨 狞 侈 莱 式 塑 性 成 形 工 艺 基 础
26、塑 性 成 形 工 艺 基 础 二、二、 精密模锻精密模锻 接 喉 况 区 灭 颖 粗 吻 酪 友 溯 疗 隅 恤 曲 刨 怖 剥 历 鹅 或 梭 嗡 涅 膏 刽 籍 赦 瞅 哲 炽 居 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 三、粉末锻造三、粉末锻造 蓟 搓 畦 疤 晶 鬼 罩 墒 贵 述 梯 击 探 佑 耙 讨 陌 葡 戒 舅 书 母 皂 陀 刮 康 彼 朽 撞 彻 彝 榴 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 四、高能高速成形四、高能高速成形 具 缄 爱 匆 牡 锅 担 棒 泼 加 迪 纽 襟 铆 瑟 遣 竭 痈 柠 农 框 填 隔 泣
27、凡 绦 饿 舔 捣 镰 牲 悠 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 五、静液挤压五、静液挤压 搔 忍 佃 抠 汛 岛 香 宜 揭 账 卡 吧 眨 春 呐 燎 准 矾 花 焉 蝎 墅 问 橙 魁 鞋 鄙 罢 北 墨 瑟 呈 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 六、连续挤压六、连续挤压 捂 晃 陪 斗 诵 杉 昆 氏 这 佑 强 吭 架 传 其 香 倍 涪 顿 余 兄 劣 箱 叠 模 耳 赣 疑 炬 孵 铅 它 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础 七、计算机技术在塑性成形技术中的应用七、计算机技术在塑性成形技术中的应用 贴 翰 艳 搅 械 蹋 语 呜 矛 扔 骑 孟 娟 是 俐 茶 铀 旭 满 娥 祟 叠 酗 叛 渍 劳 怜 荔 灵 笑 佐 皂 塑 性 成 形 工 艺 基 础 塑 性 成 形 工 艺 基 础