成形技术复习课件

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1、年材料及成形技术（二）,复 习,考试时间:11月21日 14:1516:15 DJ103：学号0812169510121448 DJ104：学号1012145610121648,答疑时间：11月18、20,SHANGHAI UNIVERSITY,材料成形（二）复习要点：,1.铸造工艺图： 造型方法、浇注位置、分型面、分模面、工艺 参数（余量、斜度、收缩率、孔、浇注系统）,铸造,2.定向凝固（顺序凝固）和同时凝固： 浇口、冒口、冷铁的设置，目的及应用场合。,3.铸造应力和变形分析： 热应力和机械应力、自由收缩和受阻收缩,4.铸件的结构工艺性（不合理结构的修改）,第2章 铸造成形,2.1.1铸件形

2、成理论基础 1、金属的充型 影响充型能力的因素和原因（表22） 2、金属的凝固 三种凝固方式,1,2.1 本章重点,3、影响凝固方式的因素：结晶温度范围、温度梯度 4、影响温度梯度的因素：合金性质、铸型蓄热能力、浇注温度 5、合金的收缩： 三种收缩方式，液态收缩、凝固收缩、固态收缩 影响收缩因素，化学成分、浇注温度，铸件结构和铸型条件 缩孔及缩松 产生缩孔的原因： 液态和凝固收缩大、气体多 6、应力与变形：热应力和收缩应力、变形趋势,2.1.2 砂型铸造工艺分析,1、浇注位置与分型面的确定 浇注位置选定原则：5点；分型面选定原则8点 P8889 2、工艺参数 不铸孔尺寸、加工余量、铸造收缩率、

3、起模斜度 3、铸造工艺图制定,1、气动微震压实造型 2、高压造型 多触头高压造型，垂直分型无箱造型 3、消失模造型 2.1.4 特种铸造 1、离心铸造 铸造回转体铸件，可镶嵌金属 2、压力铸造 铸造薄壁大批生产铸件，可镶嵌金属 3、低压铸造 铸造致密性好的铸件 发动机缸体、活塞等 4、熔模铸造 精密铸造 刀具、叶片、高熔点金属的零件 5、陶瓷型铸造 精密铸造 模具为主 6、壳型铸造 常用于制芯 2.1.5 铸造方法选择 根据材料、形状、批量选择铸造方法,2.1.3 砂型铸造方法,锻压,1.塑性变形后的组织与性能变化： 加工硬化、回复、再结晶、锻造流线,2.模锻分模面及模锻件图,3.简单模、连续

4、模、复合模的结构简图和应用场 合及刃口尺寸计算,4.模锻件、冲压件的结构工艺性(修改不合理结构),第三章 锻压,3.1金属的塑性变形 3.1.1塑性变形概念：滑移、位错、孪生变形,3.1.2 冷变形对金属性能的影响 加工硬化 硬度、强度上升，塑性韧性下降 加工硬化产生的原因：晶粒拉长、晶格扭曲、产生碎晶 纤维组织 各向异性 3.1.3 回复和再结晶 T回0.250.3T熔 T再0.4T熔 3.1.4 冷变形和热变形 3.1.5 合金的锻造性 塑性、变形抗力 金属本质 化学成分、组织结构 变形条件 变形温度、变形速度、应力状态 3.2 锻造 3.2.2 锤上模锻 锻锤结构、分模面选择、模锻件图,

5、3.2.3 曲柄压力机上模锻,3.2.4 摩擦压力机上模锻,3.2.5 平锻机上模锻,3.2.6 胎模锻,侧凹带孔的锻件如本图或双联齿轮，只有用胎模锻、平锻机上模锻或采用锻焊结合的方法锻造。,3.3 板料冲压,3.3.1板料冲压的基本工序 1、分离工序 将冲压件或毛坯沿一定的轮廓相互分离。 剪切、冲孔、落料、切断、切边、剖切 2、变形工序 将冲压件或毛坯沿一定的轮廓相互分离。 拉深、弯曲、涨型、翻边、收口、压筋等,3、冲裁模尺寸计算,式中：D凹、D凸落料凹模、凸模基本尺寸； d凸、d凹冲孔凸模、凹模基本尺寸； Dmax 落料件的最大极限尺寸； dmin 冲孔件的最小极限尺寸； 冲裁件的公差；

6、x 磨损系数，与冲裁件的精度有关,落料：,冲孔：,4、冲裁力的计算,F=KLt,F冲裁力（N）； L冲裁件周长（mm）； t板料厚度（mm）； 材料的抗剪强度（MPa）； K安全系数，通常取1.3。,5、弯曲,弯曲问题 裂纹: 拉b时产生。故变形程度不能过大，min=(0.251)t 纤维性: 弯曲线与材料的纤维线垂直时,允许的min较小；若弯曲线与纤维线平行(重合)时,则易开裂。 回弹(弹复): 克服方法：反变形法,模具角度设计应比所需制件角度小一点。,6、拉深,凸模与凹模和冲裁时不同,转角处为园角，且Zt(料厚)。一般Z=(1.11.2)t。 拉深时的主要质量问题, 起皱、失稳 防止：加压

7、边圈(控制变形程度)。 拉裂 在直壁底部（凸模传力处， 变形程度大）易拉裂。 防止：控制变形程度。 拉深系数(0.5)与拉深次数 m=dn/(dn-1) mmin , 否则采用多次拉深。 dn 拉深后筒形直径。 dn-1拉深前筒形（毛坯）直径。,拉深模与冲裁模的区别,模具间隙较大。 模具无刃口，呈圆角。,1、简单模,3.3.2 冲压模具,简单模是指在一次冲压行程中，只完成一个工序的冲模。简单模有落料模、冲孔模、切变模、弯曲模、拉深模、翻边模等。,2、连续模（级进模、跳步模）,压力机在一次行程中，依次在几个不同的位置上同时完成多道工序的冲模。,3、复合模,复合模是指压力机在一次行程中，在同一中心

8、位置上，同时完成几道工序的冲模。由于复合模在同一中心位置上完成几道工序，因此它必须在同一中心位置上布置几套凸、凹模。,3.4 锻压新技术,1、辊锻 2、横轧 3、纵轧 4、斜轧,6、挤压,环形毛坯在旋转的轧辊中受压变形而使厚度变薄直径扩大的锻压方法称为碾环。,5、碾环,挤压的方式：正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压。 热挤压：氧气瓶挤压：热挤压拔深收口,7、冷镦,螺栓，冷镦加搓丝。 8、超塑成形 金属及合金在特定的组织条件、温度条件及变形速度下进行变形时，可呈现出异乎寻常的塑性（延伸率可超过100%，甚至1000%以上），而变形抗力则大大降低（常态的1/5左右，甚至更低），这种现象称为超塑性。

9、超塑性分为细晶超塑性（又称恒温超塑性）和相变超塑性（又称动态超塑性）等。,焊接,1. 各种焊接方法的适用场合 2. 梁或筒的焊接工艺设计,1、焊接方法的分类和选择,第4章 焊接,焊接方法选择,2、各种焊接方法的特点 重点：埋弧自动焊、钨极氩弧焊,（1）焊接方法 用埋弧自动焊焊筒身及封头，输入和输出管用手工电弧焊焊接。焊环缝时焊件转动，焊接小车不动。焊接接头用对接，不开坡口。 （2）焊缝位置 为了避免应力集中，对容器的圆弧部分或焊件壁厚相差大于3mm的地方，需要作相应的过渡措施，同时要避免焊缝密集。,第7章 零件的毛坯选择,7.1 毛坯选择原则 1、工艺性原则 2、适应性原则 3、生产条件兼顾原

10、则 4、经济性原则 7.2 毛坯成形方法的比较 1、铸造 2、锻造 3、焊接 7.3 常用零件的成形方法 1、轴杆类零件 2、盘套类零件 3、机架箱体类零件,7-4 毛坯成形方法选择实例,零件1-箱体：HT150、HT200等灰铸铁，单件 小批用手工砂型铸造，大批量 用机器砂型铸造。 零件2-齿轮：45、40Cr等中碳钢，单件小批 自由锻，大批量模锻或热轧。 零件3-窥视孔盖：单件小批用Q235A钢板直接 下料或灰铸铁（HT150）手工砂 型铸造；大批量时用优质碳素 结构钢板（1030）冲压或用灰 铸铁机器砂型铸造。,零件6-滚动轴承：由内、外套圈、滚珠和保 持架组成，属于标准件。内、 外套圈

11、用滚动轴承钢(如GCr15) 经扩孔或辗环轧制而成。滚珠 用滚动轴承钢经螺旋斜轧而成， 保持架则用08钢薄板冲压成形。,零件4-螺栓：属于标准件，采用碳素结构钢 (如Q235）经冷镦加搓丝成形。 零件5-挡油盘：单件时用Q235圆棒直接下料 切削而成，大批量时采用08钢 薄板冲压而成。,零件11-螺母：属于标准件，通常采用碳素结 构钢(如Q235）经冷镦而成。,零件8-箱盖：HT150、HT200等灰铸铁，单件 小批用手工砂型铸造，大批量用 机器砂型铸造。 零件9和10-齿轮轴和轴：45、40Cr等中碳钢， 单件小批自由锻，大批量模锻。,零件7-端盖：单件小批时用灰铸铁（HT150） 手工砂型

12、铸造或用Q235圆钢直 接下料车削而成；大批时用灰 铸铁机器砂型铸造。,1、改错题（将下表不合适结构改为合适结构，并写出改进理由；每题2分，共20分。）,2.铸件,锤上模锻件,9. 手弧焊,2、工艺填空题：根据下表已给的条件，在指定的空格中填入合适的毛坯成形或连接方法。(每空1分),三、单项选择题（每题1分，共10分）,1. 今有青铜仿古铜像须按普通人尺寸的十分之一大小进行仿形铸造，应采用 （ 3 ） (1) 金属型铸造 (2) 压力铸造 (3) 熔模铸造 (4) 普通砂型铸造 2. 对于高熔点合金精密铸件的成批生产,常采用 （ 3 ） (1) 压力铸造 (2) 低压铸造 (3) 熔模铸造 (

13、4) 金属型铸造 3. 助动车发动机缸体，材料ZL202，100万件，其毛坯成形工艺为 （ 1 ） (1) 低压铸造 (2) 压力铸造 (3) 离心铸造 (4) 熔模铸造 4. 下列模锻设备中最适宜进行拔长工步的是 （ 1 ） (1) 模锻锤 (2) 机械锻压机 (3) 摩擦压力机 (4) 平锻机 5. 模锻时，当要求坯料某部分横截面减少，以增加该部分的长度时一般选用 （ 2 ） (1) 滚压模膛 (2) 拔长模膛 (3) 弯曲模膛 (4) 切断模膛,6. 当凸模和凹模之间间隙大于板料厚度,凸模又有圆角时,此冲压模为 （ 4 ） (1) 冲孔模 (2) 落料模 (3) 切断模 (4) 拉深模

14、7. 结构钢焊接时焊条选择的主要原则是焊缝与母材在下列哪一方面应相等（ 3 ） (1) 化学成份 (2) 结晶组织 (3) 强度等级 (4) 抗腐蚀性能 8. 轿车油箱生产时既经济合理又生产效率高的焊接方法是 （ 3 ） (1) 二氧化碳焊 (2) 点焊 (3) 缝焊 (4) 埋弧焊 9. 大批生产ABS小齿轮的成形方法应是 （ 3 ） (1) 粉末冶金 (2) 压力铸造 (3) 注塑 (4) 机械切削 10. 最便宜的快速成形方法是 （ 3 ） (1) FDM (2) SLA (3) LOM (4) SLS,四、多项选择题（每题2分，共20分）,1. 可采用金属铸型的铸造方法有： （ 1）（ 2）（3 ）（ ）（ ） (1) 压力铸造 (2) 离心铸造 (3) 低压铸造 (4) 机器造型 (5) 熔模铸造 2. 为提高铸铁件的强度，尽量选用： （ ）（2 ）（3 ）（ ）（5 ） (1) 增大壁厚 (2) 改进结构 (3) 增设加强筋 (4) 增设补缩冒口 (5) 改善结晶条件 3. 铸造生产中金属的凝固方式有： （ 1）（ ）（3 ）（ ）（5 ） (1) 逐层凝固 (2) 定向凝固 (3) 中间凝固 (4) 同时凝固 (5) 糊状凝固 4. 适当锻造后钢锭的变化有: （ ）（2 ）（3 ）（4 ）（ ） (1) 碎晶产生 (2) 晶粒细化 (3) 各向异性 (4) 气