《汽车机械基础 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 李东兵 李亚杰 项目七 汽车制造技术—金属成形热加工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车机械基础 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 李东兵 李亚杰 项目七 汽车制造技术—金属成形热加工（150页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目七 汽车制造技术金属成形热加工,任务一 铸造 任务引入 汽车零件中，铸件质量约占20%，如发动机气缸体、气缸盖、进排气管、轮毂等。 那么，这些汽车铸件是如何制造出来的？其基本工艺过程如何？,任务分析,发动机气缸体、气缸盖、进排气管、轮毂等一般都是铸造而成的。 将合格的液体金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的生产方法，称为铸造。,铸造方法常用于制造零件毛坯、制造承受载荷及压应力的结构件，及一些有特殊性能要求的构件。,学习目标,1了解铸造的特点、铸造方法及工艺过程。 2掌握铸造在汽车生产上的应用。,相关知识,一、概述 1金属一次成形。 2
2、工艺适应性强、灵活性大。 3特别适宜于生产形状复杂、具有复杂内腔的零件毛坯。,4对于不宜锻压生产和焊接的材料，铸造生产方法具有独特的优势。 5适应各种不同的生产规模。,但铸造生产也存在一些缺点。 1铸件内部常有缺陷（如气孔、缩孔、缩松、夹渣、砂眼和裂纹等），且晶粒粗大，其力学性能通常低于同种材料的锻件。,2铸造工序较多（尤其砂型铸造），工艺过程难以控制，铸件质量不稳定，废品率较高。 3铸件表面较粗糙，尺寸精度不高。 4劳动条件较差，劳动强度较大。,二、金属铸件成形的理论基础,1流动性 2收缩性 3吸气性 4偏析性,三、砂型铸造,如图7-1所示。 1造型材料 （1）型砂与芯砂应具备的性能 （2）
3、型砂与芯砂的组成,图7-1 砂型铸造,（3）型砂与芯砂的制备,型（芯）砂的制备通常是在混砂机中进行，图7-2所示为目前主要采用的混砂设备辗轮式混砂机。,图7-2 碾轮式混砂机,2模样与芯盒 3造型方法 （1）手工造型和造芯 图7-3所示为整模造型过程。 图7-4所示为分模造型过程。 手工造芯时，主要采用芯盒造芯，如图7-5所示，它可以造出形状比较复杂的型芯。,（a）造下型、填砂、舂砂 （b）刮平、翻箱 （c）造上型、扎气孔、做泥号,（d）起模、开浇道 （e）合型 （f）带浇道的铸件 图7-3 整模造型示意图 1砂冲子 2砂箱 3底板 4模样 5刮板 6泥号 7浇口棒 8气孔针,（a）造下型 （
4、b）造上型 （c）起模,（d）开浇道、下芯 （e）合型 （f）带浇道的铸件 图7-4 分模造型示意图 1铸件 2分型面,（a）准备芯盒 （b） 春砂，放芯骨（c）刮平、扎气孔（d）敲打芯盒 （e）打开芯盒（取芯） 图7-5 对开式芯盒造芯,（2）机器造型和造芯,震压式造型工艺过程，如图7-6所示。,（a）震实 （b）压实 （c）起模 图7-6 震压式机器造型工艺过程,如图7-7所示的浮动多触头高压压实法是目前汽车铸件生产中普遍使用的压实方法。,图7-7 高压浮动多触头造型机工作示意图,1压实活塞 2砂箱 3余砂框,4触头 5液压缸,机器制芯采用的紧砂方法通常是射砂法，这种方法是利用具有一定压力
5、的压缩空气将芯砂喷射到芯盒内使之充填并紧实，如图7-8所示。,图7-8 射砂法示意图,1芯盒 2射砂头 3射腔 4射砂筒 5排气阀,6闸板 7射砂阀 8储气罐 9射砂孔 10工作台,4熔化金属和浇注 5落砂和清理 所谓落砂，就是把铸件从砂箱中取出，去掉铸件表面及内腔中的型砂和芯砂。 落砂通常分为人工落砂和机器落砂两种。,造型生产线是用铸型输送装置，将铸造工艺流程中各种设备联结起来，组成的机械化或自动化造型系统，如图7-9所示。,图7-9 高压造型生产线的布置图 1落箱机 2、11翻型机 3下型造型机 4小车清扫机 5下箱提升机 6上箱提升机 7振动落砂机 8捅箱机 9压铁装置 l0上型造型机
6、11合型机,四、特种铸造,1熔模铸造 （1）熔模铸造的工艺过程 熔模铸造的工艺过程，如图7-10所示。,图7-10 熔模铸造工艺过程, 压型铸造 蜡模制造 蜡模组装 结壳 脱蜡 焙烧、浇注 落砂和清理 （2）熔模铸造的特点及应用范围,2金属型铸造,（1）金属型铸造的分类 根据分型面的不同，可把金属型分为垂直分型式（见图7-12）、水平分型式、复合分型式等。,图7-11 熔模铸造汽车零件实例,图7-12 垂直分型式金属型,（2）金属型铸造的特点及应用范围 喷刷涂料 金属型预热 金属型的浇注 （3）金属型铸造的特点和应用范围,3压力铸造,（1）压力铸造的工艺过程 压铸是在压铸机上进行的，它所用的铸
7、型称为压型。,目前应用最多的是冷压室卧式压铸机，其总体结构如图7-13所示，主要由合型机构、压射机构、动力系统和控制系统等组成。 压铸工艺过程，如图7-14所示。,图7-13 冷压室卧式压铸机总体结构,（a）合型 （b）压铸 （c）开型 图7-14 压铸工艺过程示意图,（2）压力铸造的特点和应用范围,压力铸造具有以下优点。 铸件的精度及表面质量均较其他铸造方法高。 可压铸出形状复杂的薄壁件或镶嵌件。, 压铸件的强度和硬度均较高。 压铸的生产率均比其他铸造方法高。,压力铸造也有一些缺点。 压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易产生气孔，不能进行热处理。, 对内凹复
8、杂的铸件，压铸较为困难。 高熔点合金（如铜、黑色金属），压铸型寿命较低。 不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。,4离心铸造,（1）离心铸造的工艺过程 离心铸造必须在离心铸造机上进行，根据铸型旋转轴空间位置不同，可分为立式和卧式两大类，如图7-16所示。 图7-17所示为圆环铸件的离心铸造。,（a）镁合金方向盘骨架 （b）齿轮箱盖体 图7-15 压力铸造汽车零件实例,（a）立式离心铸造 （b）卧式离心铸造 图7-16 离心铸造,图7-17 圆环铸件离心铸造,（2）离心铸造的特点和应用范围,离心铸造的优点有如下。 铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔和夹渣
9、等缺陷，机械性能好。 铸造中空铸件时，可不用型芯和浇注系统，大大简化了生产过程，节约了金属。, 在离心力作用下，金属液的充型能力得到提高，可以浇注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如叶轮、涡轮等。, 便于铸造双金属铸件，如钢套镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，可节约贵重合金。,5消失模铸造,（1）消失模铸造的工艺过程 负压（真空）实型铸造的工艺流程，如图7-18所示。,图7-18 消失模铸造工艺流程,（2）消失模铸造的特点和应用范围,负压（真空）实型铸造的优点如下。 铸件质量好，成本低；材质不限，大小皆宜。 尺寸精度高，表面光洁，减少清理，节省机加。, 内部缺陷大大减少，组织致密。 可实现大规模、
10、大批量生产。 自动化流水线生态环保。 可以大大改善作业环境，降低劳动强度，减少能源消耗。 图7-19所示为消失模铸造汽车零件实例。,（a）制动毂 （b）排气管 图7-19 消失模铸造汽车零件实例,任务实施,一、用框图说明汽车铸件砂型铸造的生产工艺流程 砂型铸造的生产工艺流程框图，如图7-20所示。 二、总结特种铸造在汽车生产上的应用,图7-20 砂型铸造的工艺流程,任务二 锻压,任务引入 汽车零件中，锻件质量约占70%，如连杆、传动轴、车轮轴等。 这些汽车锻件是如何制造出来的？其基本工艺过程如何？,汽车车身覆盖件（如发动机盖、行李箱盖、车身侧围等）大多形状复杂、结构尺寸大，那么，车身覆盖件又是
11、如何制造出来的？其基本工艺过程如何？,任务分析,连杆、传动轴、车轮轴等一般都是锻造而成，汽车车身覆盖件几乎都是冲压而成。 锻造和冲压总称为锻压。锻压是固态下金属成形的方法。,它是在固态下对金属坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、改变形状并改善性能，用以制造机械零件或毛坯的金属成形方法。,要了解汽车钢制毛坯零件的生产工艺过程，就必须熟悉锻造工艺的基本知识。 要了解汽车车身覆盖件的制造，就必须了解板料冲压工艺的基本知识。,学习目标,1掌握金属锻造成形的工艺过程。 2掌握金属冲压成形的工艺过程。 3掌握金属锻压成形在汽车生产上的应用。,相关知识,一、概述 1金属锻压加工的特点 2锻压成形的基本
12、生产方式 （1）轧制 如图7-21（a）所示。,（2）挤压 如图7-21（b）所示。 （3）拉拔 如图7-21（c）所示。,（4）自由锻造 如图7-21（d）所示。 （5）模型锻造 如图7-21（e）所示。 （6）板料冲压 如图7-21（f）所示。,（a）轧制 （b）挤压 （c）拉拔,（d）自由锻 （e）模型锻造 （f）板料冲压 图7-21 锻压基本生产方式示意图,二、金属锻压成形工艺基础,1金属的可锻性 2坯料的加热和锻件的冷却 （1）加热设备 图7-22所示为室式油炉和煤气炉的结构。 图7-23所示为箱式电阻加热炉的结构。,图7-22 室式油（煤气）炉结构,图7-23 箱式电阻炉结构,（2
13、）锻造温度范围的确定,常用金属材料的锻造温度范围见表7-1。,表7-1 常用材料的锻造温度范围,（3）锻件的冷却方法, 空冷 坑冷 炉冷,三、自由锻造,1自由锻的特点 2自由锻所用设备 生产中使用的锻锤是空气锤（见图7-24）和蒸汽空气锤。,图7-24 空气锤,3自由锻的工序,生产中常用的工序是镦粗、拔长（延伸）和冲孔，如图7-25所示。,（a）镦粗 （b）拔长 （c）冲孔 图7-25 自由锻的基本工序,四、模型锻造,1模锻的特点 2模锻所用设备 一般企业中，主要使用蒸汽空气模锻锤（见图7-26）。,图7-26 双柱拱式蒸汽空气模锻锤,3锤上模锻模膛,图7-27所示为锤上模锻工作示意图。 （1
14、）模锻模膛 终锻模膛 预锻模膛,图7-27 模锻工作示意图,（2）制坯模膛, 拔长模膛。 如图7-27（a）所示。 滚压模膛。 如图7-27（b）所示。, 弯曲模膛。 如图7-28（c）所示。 切断模膛。 如图7-28（d）所示。,（a）拔长模膛 （b）滚压模膛 （c）弯曲模膛 （d）切断模膛 图7-28 制坯模膛,4锤上模锻工艺流程,（1）制定模锻工艺和绘制锻件图 （2）锻模设计 （3）模具调试 （4）锻模上锤 （5）坯料加热与模锻 （6）修整, 切边和冲孔 校正 （7）热处理 （8）清理 （9）精压 （10）入库,对于形状复杂的锻件，还需选用制坯、预锻工步，最后在终锻模膛模锻成形，如锻造弯
15、曲连杆模锻件（见图7-29）。,图7-29 弯曲连杆的模锻过程,五、板料冲压,图7-30所示为汽车车身冲压件分解示意图。 1板料冲压的特点 2冲压用板料 3冲压设备,图7-30 汽车车身冲压件分解示意图,曲柄压力机按床身形式分为开式和闭式两种，如图 7-31 所示。,（a）开式压力机 （b）闭式压力机 图7-31 曲柄压力机床身形式,4冲压模具,（1）简单模 冲床在一次冲程中，只完成一个工序的冲模，称为简单冲模，如图7-32（a）所示。,（a）简单模 （b）连续模 （c）复合模 图7-32 冲压模具种类,（2）连续模 如图7-31（b）所示。 （3）复合模 如图7-31（c）所示。,5冲压工序,（1）分离工序 主要有剪切、落料和冲孔等，见表7-2。 剪切 落料与冲孔,表7-2 常用的分离工序,续表,（2）变形工序 主要包括弯曲、拉深、翻边、压筋、胀形等，见表7-3。 弯曲 拉深 （3）翻边、压筋、胀形,表7-3 常用的变形工序,续表,6冲压件生产工艺流程,（1）制定冲压工艺和绘制冲
