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1、1.1 铸造成形1)授课对象：本科机械类专业2)授课时数：8学时3)学教内容：本章介绍铸造成形的工艺基础、基本概念、特点，铸件的结构工艺性和铸造工艺设计。4)教学重点与难点：金属液态成形的工艺基础，砂型铸造及特种铸造方法，铸件的结构设计方法，常用合金铸造的生产和液态成形的新工艺、新技术。5)教学方法：多媒体课件课堂教学6)教学目的与要求：（1）掌握金属液态成形的工艺基础；（2）掌握砂型铸造方法；（3）掌握铸件的结构设计方法；（4）学会绘制铸造工艺图；（5）掌握常用合金铸件的生产方法；（6）了解液态成形新工艺、新技术；1.1 .1金属液态成形工艺基础 1)教学内容： 本节主要讨论合金的流动性和充
2、型能力，铸件的凝固与收缩，铸件的内应力、变形和裂纹，铸件的常见缺陷及分析。2)教学重点和难点： 流动性、充型能力、凝固与收缩、缩孔与缩松、铸件的内应力、变形和裂纹等基本概念，以及影响流动性和充型能力的因素以及减小内应力，变形和裂纹的措施。3)教学要求：了解影响液态成形工艺的因素，提高合金流动性及充型能力。正确选择凝固方式，减小应力，变形和防止裂纹，提高铸件质量。4)基本知识点：（1）合金的流动性和充型能力流动性和影响流动性的因素充型能力及影响充型能力的因素a.浇注条件 b.铸型 （2） 铸件的凝固与收缩铸件的凝固方式a.逐层凝固 b.糊状凝固 c.中间凝固 铸件合金的收缩a.液态收缩 b.凝固
3、收缩 c.固态收缩缩孔与缩松a.缩孔与缩松的形成 b.缩孔与缩松的防止 （3） 铸件内应力、变形与裂纹铸件内应力 a.热应力的形成 b.机械应力的形成 c.减小应力的措施 铸件的变形铸件的裂纹a.热裂 b.冷裂 合金的吸气性和氧化性铸件的常见缺陷分析a.孔眼 b.表面缺陷 c.形状尺寸不合格 d.裂纹 e.其他 1.1.2 砂型铸造 1)教学内容：讨论砂型铸造方法和砂型铸造工艺设计方法。2)教学重点和难点： 手工造型方法的特点及应用范围，合理进行铸造工艺设计。3)教学要求： 了解造型与造芯方法，熟悉手工造芯的基本方法。4)基本知识点：（1）砂型铸造工艺过程（2）造型与造芯方法手工造型常用手工造
4、型方法的特点及应用范围 机械造型按紧实方式不同机器造型可分为分压造型、震压造型、抛砂造型和射砂造型等四种。 机械造型的工艺特点：采用模底板进行两箱造型。 造芯（3）铸造工艺设计浇注位置的选择； a.铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 b.铸件的大平面应朝下 c.面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置 d.对于容易产生缩孔的铸件，应将厚大部分放在分型面附近上部或侧面 铸件分型面的选择原则：a.应尽可能使铸件的全部或大部分置于同一砂箱中 b.应使铸件的加工面和加工基准面处于同一砂箱中 c.应尽量减少分型面的数量，尽可能选平直面的分型面 d.应尽量减少型芯和活块的数量，以简化制模、造型
5、和合型等工序 e.应尽量使型腔及主要型芯位于下型 工艺参数的确定a.机械加工余量 b.收缩余量 c.起模斜度 d.型芯头 e.最小铸出孔和槽 （4）铸造成形工艺设计示例生产批量；技术要求；铸造工艺方案选择； 主要工艺参数确定； 绘制铸造工艺图。 1.1.3 特种铸造1)教学内容：介绍砂型铸造以外的其他几种特种铸造方法。2)教学难点与重点：了解常用特种铸造方法的工艺过程、结构工艺性、特点及应用。3)教学要求：介绍熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造等几种铸型用砂较少或不用砂使用特殊工艺装备进行铸造的方法。4)基本知识点：(1) 熔模铸造 熔模铸造的工艺过程；熔模铸造的结构工艺性；熔模铸造的特
6、点及应用。(2) 金属型铸造金属型铸造的结构及其制造工艺；金属型铸造铸件的结构工艺性；金属型铸造的特点及应用。(3) 压力铸造压铸机和压铸工艺过程；压铸件的结构工艺性；压力铸造的特点及应用。(4) 离心铸造离心铸造的类型及工艺；铸型转速的测定；离心铸造的特点及应用。(5)低压铸造1.1.4 铸件结构设计 1)教学内容：本节从便于造型、合箱、清理及减少铸造缺陷和金属或合金的铸造性能对铸件的内在质量影响出发，讨论铸件的结构设计。2)教学重点与难点：根据铸造工艺对铸造结构的要求进行结构设计和根据铸造性能对铸造结构设计的要求进行结构设计。3)教学要求：根据铸造工艺对铸件的要求，合理设计铸件外形、内腔和
7、结构斜度，根据铸造性能的要求合理设计铸件壁厚、壁的联结方式等。4)基本知识点：(1)铸件工艺对铸件结构的要求尽量使分型面为平面应具有最少的分型面尽量避免起模方向存在外部侧凹，以便于起模凸台和筋条结构应便于起模垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度尽量少用或不用型芯型芯在铸型中应支撑牢固可增加芯头或工艺孔，用以固定型芯（2）铸造性能对铸件结构设计的要求合理设计壁厚铸件壁厚应尽量均匀铸件壁的连接a.铸件的圆角结构 b.避免锐角连接 c.避免大的水平面 1.2 锻压成形1)授课对象： 本科机械类专业2)授课时数：4学时3)教学内容：本章主要讨论金属塑性变形基础、自由锻和模锻工艺方法。4)教学重点与难
8、点： 金属塑性变形后组织与性能的变化、纤维组织的形成与合理应用。自由锻基本工序与自由锻工艺规程的制订，自由锻件结构工艺性。模锻的特点，锤上模锻，锻模结构，模锻件工艺规程的制订。5)教学方法： 多媒体课件课堂教学6)教学目的与要求： （1）掌握金属塑性变形后组织与性能的变化 （2）掌握自由锻基本工序及自由锻工艺规程的制订。（3）掌握模锻的特点与锻模结构 2.1 金属塑性变形基础1)教学内容：本节主要讨论金属塑性变形的特点，金属的冷变形强化与再结晶，金属塑性变形后组织与性能的变化。2)教学重点与难点：金属的冷变形强化与再结晶，金属塑性变形后组织与性能的变化，纤维组织的概念、形成原因，合理利用纤维组
9、织。3)教学要求：了解金属塑性变形的特点与实质，掌握金属的冷变形强化与再结晶，金属塑性变形后组织与性能的变化。4)基本知识点（1）金属塑性变形的特点可改善金属的组织，提高金属的力学性能。可提高材料的利用率。具有较高的生产率。可获得精度较高的毛坯或零件。（2）金属塑性变形的实质单晶体的塑性变形、滑移、孪生多晶体的塑性变形晶粒取向对塑性变形的影响、晶界对塑性变形的影响（3）金属的冷变形强化 冷变形强化的概念：金属在冷变形后，其强度和硬度提高，塑性降低的现象称为 冷变形强化。 产生冷变形强化的原因：引起产生冷变形强化的原因是各滑移方向的位错相互干 涉，使变形困难。 冷变形强化的利弊 利：可利用冷变形
10、强化作为一种强化金属的工艺用于生产。 弊：使进一步变形困难，必须增大变形设备功率；必须增加中间退火工序。（4）再结晶再结晶过程可分为回复、再结晶、晶粒长大三个阶段再结晶温度T再经验公式：T再=0.4T熔式中，T再为最低再结晶温度，T熔为金属熔点的温度。 回复：当加热温度低于再结晶温度时，晶格中的原子只能作短距离扩散，使空位与间隙原子合并，空位与位错发生交互作用而消失，使晶格畸变减轻，残余应力显著下降。组织、性能无明显变化。 再结晶：当加热温度超过再结晶温度时，形成新晶粒取代已变形的晶粒。钢铁的最低再结晶温度400450，再结晶退火温度600700 晶粒长大：对冷变形金属进行再结晶退火，一般都得
11、到细小的等轴晶粒。如温度继续升高，或延长保温时间，则再结晶后的晶粒又会长大而形成粗大晶粒，从而使金属的强度、硬度和塑性降低。（5）金属热塑性变形对组织与性能的影响 消除铸态的某些缺陷，提高材料的力学性能通过塑性变形可使铸态中的疏松、气孔等压合，消除偏析，将粗大的柱状晶和枝晶压碎，再结晶成细小均匀的等轴晶粒，改善夹杂物、碳化物的形态与分布。结果提高了金属材料的致密度和力学性能。 形成纤维组织热加工时因铸态中的非金属夹杂物沿金属流动方向被拉长形成纤维组织，这些夹杂物在再结晶时不会改变其纤维状。存在纤维组织会导致金属材料的各向异性。沿纤维方向的力学性能高，垂于纤维方向的力学性能低。纤维组织的合理利用
12、。（6）锻造比锻造可改善铸态金属组织的结构和性能，改善的程度取决于塑性变形程度。塑性变形程度常用锻造比表示。锻造比：锻造前后金属坯料的横截面积或长度比。锻造比的选择：用轧材或锻坯作为锻造坯料时，由于坯料已经过热塑性变形，可选择较小的锻造比。（1.5）。用钢锭作为锻造坯料时，因钢锭内部一般存在缺陷，锻造比应大于2.5。对于合金结构钢，锻造比为34。对于铸造缺陷严重，碳化物粗大的高合金钢锭，应选择较大的锻造比，如高速钢的锻造比为512，不锈钢的锻造比为46。2.2 自由锻1)教学内容： 本节先对自由锻方法进行必要的概述，主要讨论自由锻基本工序的内容、自由锻工艺规程的制订、自由锻件的结构工艺性、高合金钢的锻造特点。2)教学重点与难点： 自由锻基本工序的内容、自由锻工艺规程的制订、自由锻件的结构工艺性3)教学要求： 掌握基本工序的内容及自由锻工艺规程的制订，掌握典型零件的自由锻件的结构工艺性，了解自由锻件的分类、了解高合金钢的锻造特点、了解常见的锻造缺陷。4)基本知识点 （1）自由锻概述（2）自由锻工序 自由锻工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序。基本工序：它是使金属坯料实现主要的变形要求，达到或基本达到锻件所需形状尺寸的工序。主要有以下几种。 镦粗：使坯料高度减小、横截面积增加的工序。它是
