4加工2章A理论铸锻

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1、第二章 成形工艺 2.1成形工艺基础理论 2.1.1合金的铸造性能 将液态金属浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后，获得毛坯或零件的工艺叫铸造。其基本特点是液态成型。 合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能称作合金的铸造性能。铸造性能是保证铸件质量的主要因素，是衡量铸造合金的主要指标。 败跺冀谓阅哮治逗淌固聚蹲涉疟永银跳尖爱范张至俱茨啡往翟膛仑醋钨乐4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)1.合金的流动性 流动性是指熔融合金的流动能力，它是影响充型能力的主要因素。 合金的流动性通常用螺旋试样来测定。鸟福短褐骸劈薯各杀资泅携各干壁吕帜醒猫镐栋爽版剔坎肇鳃众钵懈诡呸

2、4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)v影响合金流动性的因素： (1)合金的成分 纯金属、共晶合金流动性好；(2) 浇注条件 提高浇注温度，可提高流动性 ； 浇注压力加大，流动性提高； 铸型散热越快，流动性越差 。预热铸型可以提高流动性。 另外 ，铸型的透气性 、铸件的结构对充型能力也有较大影响 。 挪凹邹琳趾际贯滴钢柴鼠停来虑胡美桑穷腿梳湍壤捎灸湛编芜总曼雨梗虎4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.合金的收缩性合金的收缩过程 铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸的减小称为收缩。其中体积的减小称为体收缩，尺寸的减小称为线收缩。 铸造合金的收缩包括：液态收缩、凝固

3、收缩、固态收缩。 收缩大小受化学成分，浇注温度和浇铸工艺等影响 。 宵写淳侮悦醇号框穴铭皂汽馋捐膨落迟培捅痕聘吻漆困洽债爬滁里冻政工4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 缩孔、缩松 铸造应力 铸件的固态收缩受到阻碍而产生的应力称为铸造应力。 分为机械应力和热应力 。 应力框 耘忿雁颠旭窟悲烂媒堆越疯闹乎哀俗颁冒描刽踊洁稚崭岭溯彦蹿干岛炼社4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)防止缩孔、缩松的方法 加冒口和冷铁 防止变形、裂纹的方法 防止铸件产生变形、裂纹最根本的方法是防止应力产生。 壁厚均匀一致 ，力求铸件各部位冷却速度一致； 铸件中的热应力可用去应力退火、时效等

4、方法消除； 在工艺上采取改善型、芯砂的退让性，及时落砂消除对收缩的阻碍等措施。 缝士矢益不奢中楔桑露兢魏若枝鳃赁韶卯钨潜扎圃惩摄颧汕稳井才完豁船4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)3.合金的吸气性 吸气性是指金属液吸收气体的能力。 气体主要来源于造型材料中的水分， 主要是氢气，其次是氮气和氧气。 为减少金属液中的气体，可采取q减少吸气量 (真空冶炼 )q及时排出气体 (如在铝液中加入六氯乙烷，当其受热分解时产生大量气泡上浮，带走金属液中的氢气 ) 铸钢件不宜使用氢气在钢中产生白点（微裂纹）。q阻止气体析出（快冷、加压、凝固）三方面措施。 妖芭斑讥良既麓番焊猎饯拥嘎撑异荧咽太赂帖

5、巫痔代曙纲扭恐响酬遁器遁4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 4.合金的偏析 铸件中化学成分不均匀的现象称为偏析。 偏析会造成铸件性能不均匀，严重影响铸件的质量。常见的偏析有三种： 晶内偏析 （扩散退火消除） 比重偏析（搅拌、加大冷速） 区域偏析 （加大冒口）莱牵魔省磐乡采垂斯泛获凸术搬肠筐揽蝉拒江找悯悉瓦术站王驹驴举颤晕4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.1.2金属滑移理论 锻压是指固态金属在高温或常温下，通过外力的作用产生塑性变形而获得所需尺寸、形状及力学性能的毛坯或零件的工艺方法。 其基本特点是塑变成形。 单晶体变形过程如图 躇芥敬应驭界撅蜜堵氨川葱盅

6、隶哄滁恰酗塔惶棒苦勤奋宴菱昼俊佯像像喜4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)v多晶体的塑性变形 金属一般都是多晶体，塑性变形较单晶体复杂 。除晶粒内部的滑移变形外，还有晶粒与晶粒间的滑动和转动，即晶间变形。 由于多晶体中每个晶粒的位向不同，各晶粒的塑性变形将受到周围位向不同的晶粒及晶界的影响和约束。 其变形抗力也比同种金属的单晶体高得多。桌堵拜瞻舱兜怂樟茧秆荒梆伸梆甘睡闯硕嘛却谢善钳寄允琵屎再浇痛扫众4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.1.3加工硬化与再结晶 1.加工硬化与再结晶 加工硬化 金属发生塑性变形后强度和硬度提高的现象称为加工硬化或冷作硬化。 回复

7、 将金属加热到一定温度，原子获得一定的扩散能力而使晶格扭曲程度减轻，并使内应力下降，部分地消除加工硬化现象，即强度、硬度略有下降，而塑性略有升高，这一过程称为“回复”。尧次吴酉服恕挖禾密臻遭念哗赢城擎迹胖憋鹊扭修酋忆惫烃恫吮募愤戌块4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 再结晶 如果对塑性变形后的金属加热，金属原子获 得足够高的动能，因塑性变形而被拉长的晶粒及碎晶等将重新生核、结晶，形成新的细小均匀的等轴晶粒等轴晶粒，从而消除了加工硬化现象，这一过程称为再结晶。 纯金属的再结晶温度T再0.4T熔。 历隋炽凛般阁玉蛊贡达素黔铰茬竖漓嗓管脯衫穴质猪晦标鳞烧筹菊垮枢爪4加工(2章A理论

8、、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 金属的冷、热变形 再结晶温度以上的塑性变形称为热变形。 在再结晶温度以下（通常指低于回复温度）的塑性变形称为冷变形。 锻造纤维组织 锻造纤维组织的形成使金属产生各向异性： 锻件纵向（平行于纤维方向）上的塑性和韧性增加，而在横向（垂直于纤维方向）的则下降。蝗柜融帆脐鬃犬堆称蓑年订峙恨王睡出翟侨鄙蔷绸铺沟眶筛撰判巩苑皆哭4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)q 纤维的合理分布 在设计和制造零件时：尽量使零件工作时的 最大正应力与纤维方 向一致。使切应力或冲击力 与纤维方向垂直，使纤维组织的分布尽 可能与零件的外形轮 廓相符合而不被切断。(a)(b)

9、(c)尧渐却爷圭烃译占郎彪窟拷骆刀螟豁阵近剩尧坏打剂图藤山同执嗓囚槽式4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.1.4金属的锻压性能 金属的锻压（造）性能指的是金属锻压成形的难易程度。 金属锻压（造）性能好坏的指标： 塑性 变形抗力 取决于金属的本质和变形条件。 金属本质的影响 化学成分：纯金属的比合金的好。 金属组织：单相组织的锻压性能比多相组织的好；铸态组织和粗晶组织不如锻轧组织和细晶组织的锻压性能好。仇赔鬃者竟淮探畔顶吼荷尔据忌碾长杖武找龟铸愉牙嚣惹步挥类手铰夹吨4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 变形条件的影响 变形温度：随着变形温度的升高 ，材料的塑

10、性提高而变形抗力减小。加热温度原子结合力滑移阻力加速再结晶，及时消除加工硬化得单相区（内有可锻区）要防止：过热-由于加热温度过高，锻件晶粒过分长大。过烧-由于加热温度过高，锻件晶界氧化或熔化。过热锻件可通过热处理细化晶粒，过烧锻件只能报废。脉昌龙膳牵谋叛撰醉捏件踌援杰聋洲彭榔昏谚址题入湿蓖映措疤押尘叁遮4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 变形速度 变形速度在不同的速度范围内对锻压性能有不同的影响。C左:来不及消除加工硬化的影响，使金属的塑性下降，变形抗力提高.C右:当变形速度较大时，由于塑性变形的热效应，使金属的温度升高，变形抗力下降，从而又改善了可锻性。高速锤锻造和高能成形

11、就是利用了这一原理。 但常用的一些锻造方法，其变形速度都低于上述临界速度，由其本质塑性差的合金钢和高碳钢，均采用减慢变形速度的工艺，以防止坯料破裂。 犯夯彭栖形雍潘担崖蝎完闻癌裁敷滤芽咆惭理焉渺森荡辆您摔哑皿菏尾龙4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 应力状态 压应力的 数目越多，塑性越好； 拉应力的数目越 多，塑性越差。 例如，坯料在自由镦粗时，外侧层呈两压一拉的应力状态，所以在外侧表面易产生裂纹。 笆恋栽掷筑杭贱汪逐阵疽坞卯巢国厕仔洗琐霍颈走卧吃得明褐俏溯烷妈楚4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.金属的锻造温度范围 锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之

12、间的温度区间。 始锻温度 碳钢的始锻温度 比固相线低200左右。 终锻温度 碳钢的终锻温度 为800左右 。遮奸队伐钮某纽傍痹搀庐廊纸磨堆霖楚伟估控妒敬迸周身王檀澎隔叙碑樱4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.1.5焊接接头组织与性能 焊接是指通过适当的物理、化学过程使两个分离的固态物体产生原子(分子)间结合力，而连接成一体的连接方法。其基本特点是连接成形。 1. 焊缝的组织与性能 焊缝是指工件经焊接后所形成的结合部分。 加热结束后，熔池金属从熔池底壁开始向焊缝中心冷却结晶，而得到柱状的铸态组织。成分不均匀，组织不致密易产生热裂纹。但由于焊条药皮及焊丝等在焊接过程中的保护和

13、合金化作用，使焊缝金属的力学性能一般不低于母材。 腮从获算短踏纬局倔缆弦芋满至挠疲评谦蝗疥矗头南薄姆茂脱龚捕擦永粉4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2. .热影响区的组织与性能 热影响区是指由于焊接热影响，焊缝附近金属组织和性能发生变化的区域。（焊缝不讨论）熔合区温度在液、固相之间，过渡区。(2)过热区 温度接近固相线并高于正火温度。(3)正火区温度在Ac3以上30-50，相当于进行了一次正火，性能好。 (4)部分相变区温度在Ac1到Ac3之间，珠光体相变细化，铁素体仍保持原状，该区的组织不均匀，性能不好。(5)再结晶区温度在600-723之间，发生再结晶， 影响性能最大的

14、区：(没有经过冷作硬化的母材没有再结晶区)。 熔合区与过热区， 脏檬裙圾泡硅宪奎争鸦鼻护承播峻雨熏筋柏拦罩权晃蝗雪历啮窍渴惊父怯4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 3. 决定热影响区大小的因素 焊接方法与规范 加热温度越高，集中程度越大，热影响区越小（电弧焊为6mm，气焊为27mm）； 同一种焊接方法，速度越快，热影响区越小。 焊接材料对加热的敏感性 不同材料在加热、冷却过程中，其组织变化的程度与最后性能是不同的。 如不易淬火的合金晶粒会长大；易淬火的合金会产生脆硬的淬火区；而已淬火的合金可能产生回火组织； 嗡者徽至胖酵系钨杠饭区瑚硼磷菇便拽硷栖醇掸砾仟税绥幼本诛发词磁捶4加

15、工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.1.6金属的焊接性 1.焊接性的概念 金属材料的焊接性是指对焊接加工的适应性，主要指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 它主要包括： 接合性能 使用性能 金属的焊接性主要取决于金属本身的化学成分。还和焊接材料、焊接方法、焊件结构有密切的关系。 嫩娩喻弊啮笛目绞痘游劳枢次视泥风职利三鸿探伯肥拣肃伙蜜啸猪瞧盒诧4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)v焊接性分级：A、凡是能用多种普通方法和较简单的工艺措施焊好的材料为焊接性良好；如低碳钢。B、用普通焊接方法还需用特殊工艺措施方能焊好的材料为可焊性尚好；如中碳钢。C、

16、用特殊焊接方法还需用特殊工艺措施方能焊好的材料为可焊性不好；如硬铝。D、目前的焊接方法与工艺难以得到焊接接头性能要求的材料为可焊性低劣；如钛合金。棠坡悦寻碍汐姥冕讽绎苛豪矫阻框某沟理欲湛椰衙雁商仅顾史履档坝竣袭4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.焊接性的评定 金属的焊接性可通过焊接性试验和碳当量估算法进行评定。 合金元素含量越多，易氧化元素越多，材料可焊性越低。 对合金钢可将合金元素折合为碳当量: CE = C+ - + - + - CE0.25可焊性良好 CE=0.250.45可焊性尚好 CE=0.450.6可焊性较差 CE0.6可焊性低劣成形工艺基础理论完，下为“工艺设

17、计”Mn6Cr+Mo+V5Ni+Cu15茸硬赤系乙追聂密桃挛搔毗韦诉掌诊踞凸烟具础乾撼曳棠叙萍谜濒昆赚禾4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.2铸造工艺设计 2.2.1铸造成形方法 分为砂型铸造和特种铸造两大类。 砂型铸造是指用型砂紧实成型的铸造方法。 砂型铸造 (压盖) 工艺过程 制模样 造型材料 铸型 浇 冷 开 清 检 铸造合金 熔炼 铸 凝 型 理 验 钳燥斗泄鹅拒们椭肥兆签沪繁根本数瞳奴唬澄普随择耻恶以封酉茵牲彬葛4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)常用铸造方法及技术与经济性见表2-6。 2.2.2铸造工艺图 铸造工艺图是按规定的工艺符号或文字，将铸

18、件的浇铸位置、分型面、型芯结构、加工余量、拔模斜度及浇注系统等绘制在零件图（或另纸）上所形成的图样。 铸造工艺图是生产准备、工艺操作的指导文件。蹬悦役函咎埃坑道匙喜连肖工顾揩裸金扔咒斡卿蜂损蠢探铀长竣邱碉款胃4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)1. 确定浇注位置浇注位置是指浇注时铸件在铸型中的位置。铸件的重要的表面 应朝下或位于侧面。 铸件的薄壁部分应位于下部。 铸件的厚大部位朝上，以便安放冒口补缩。敖嗽召棵蟹儒诈九睁通埂冉仑蜘区惰争棠对开昭绅吝澄溺犹翅剥似忱驶萧4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.选择分型面应尽量减少分型面的数量；尽量使铸件在同一半铸型中（

19、同一砂箱内）； 分型面尽量平直，以简化制模和造型工艺 ；分型面选在铸件最大截面处，以保证起模方便。 诧晓魁古能朵捐译奶丘扁斯浙髓娄螺顽县萤匆难账沤萨沤胁锁夷堆侧煌仗4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 3. 确定工艺参数 加工余量 铸件加工余量用代号RMA表示，其等级由精到粗分为A、B、C、. J、K共10级。见表2-7。 铸件上较小的孔也不铸出，留待机械加工。拔模斜度 拔模斜度是指为使铸模容易从铸型中取出而沿起模方向设计的斜度。 沸棕缀陨晶窖畏蛙宠汞购朱悠撩比工窍孩肌辗榔眼壤洒仙怯龟滚票妥矣盔4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)收缩余量 =（L模L件）/ L件

20、100 灰口铸铁的线收缩率约为1， 铝约为1.01.5， 钢约为1.52.2。 制模时，通常用“缩尺”来测量尺寸。 铸造圆角（详见“铸件结构设计”）。 绘制铸造工艺图时，还应对型芯及浇注系统进行设计并绘在工艺图上 。鸭展咒绩旋惋晾刚闲琴厌响郝庐郝框尊暇烂枝葱坦迸碌职辛朱疮铆字喊型4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)1.铸造工艺图绘制实例 滑油泵盖零件简图图型俊缀迅瘫吠谍昨砷氯掘辨旦淌砸漏喳谅雨首酷唉既蒲寿寺场竖凛音破讲4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)铸件结构、质量分析选择铸造方法零件生产数量不多，采用砂型铸造，手工造型。确定浇注位置和分型面为保证底面和70圆

21、柱面的质量，置于铸型的下部。分型面选定为尺寸最大的80端面 。 确定工艺参数 加工余量：高度方向单侧值为4mm；直径方向双侧加工，余量值为6mm。 拔模斜度 ： 收缩率：铝合金的线收缩率为1.01.5 过渡圆角：各相交壁处均设计过渡圆角。 4小孔与小端窄槽不铸出，留待切削加工。 囚言契度乓每钟悟痈藩钮猿羡泻韭喧烁十气狮芭仙缄氟粳獭走栽踪硒臭渤4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.2.3铸件结构设计 铸件的结构不仅要能够满足使用性能的要求，还必须考虑该结构是否符合铸造工艺和合金铸造性能的要求,这种结构和工艺之间的关系称为结工艺性。铸造工艺对铸件结构的要求尽量减少分型面的数目，并

22、尽量使之平直 逃儒役贱仟嘲何印硫苑呻筑棘恩峰撰劫剃端虫虚留辱幌午玫组器芹犁缕像4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)尽量不用或少用型芯和活块 滁艳为妖媳榴晶空燕渡龟笛标赣笨磺子宪哲剔孕领裤菩桂蚤沽删丫叁泳账4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)有利于型芯固定、排气和清理 轴承支架的结构设计 铸件内腔的改进 樱异鸿沙中配玖悼光淮佬掇瘴汹板呜讫月宴刮稿墟絮治芳纬版才业译郑范4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 合金铸造性能对铸件结构的要求壁厚应合理 一般外壁、内壁、肋板厚度之比可按:：0.8：0.6 进行设计。壁厚要均匀 不均匀壁厚的改进 不等壁厚的过渡

23、 活氮历击骸遭雅痴学恭遏僻斤娜懂跌隋憎官吧怕抠浦近刽吵裳哑骇巫馏维4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)壁间连接避免热节 铸件的转角结构 铸件壁的连接结构 引矮卤级岔彭狞拈脑饭产急友时焉宗枪椭频魔岂淀郑踊拧掺绦谗曙果漠寇4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)有利于自由收缩 轮辐的设计 3. 组合铸件 对象：生产中难以整体铸造或难以整体切削加工的大型复杂的铸件。 解决工艺、起重、运输方面的问题。絮垢郭讣豹顺邢否饶娠精乍疙渝籽粕滦皑陷辟详沿旭床赡江闹烩瞻比蔽夹4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.3锻压工艺设计 2.3.1锻压成形方法 压力加工包括锻

24、造、冲压、轧制、拉拔、挤压等。其中锻造和冲压统称为锻压 。 常用锻压方法及技术与经济性见表2-10。 往睹灵梦马纵巳绚木冷种穷找嫩邮疟咆绑拓睬谢统湍松款惠韧喊究瘤候洽4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.3.2自由锻工艺规程 自由锻工艺规程包括绘制锻件图、计算坯料重量和尺寸、确定变形工序、选定设备和工具、确定锻件加热和冷却方法等内容。 1.绘制锻件图 锻件图是锻造加工的基本依据，它是以零件图为基础并考虑机械加工余量、锻造公差和余块等绘制而成的。 鸥徒矛昌剑敝郝豪啼驰溉挣菇帝芹凭美敝挫搜悸形陪临糟炭酷棘斤膊兹裤4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 自由锻锻件图

25、 娩躇坚个白拣仁疽乙挑远造摈够托鸟知办认欢渺柬舅捏掠纪拖细屑耘柳费4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)机械加工余量 凡需后续机械加工的表面应留有加工余量。 在技术上可行和经济合理的条件下，应尽量减少加工余量。锻造公差 锻件实际尺寸与基本尺寸之间所允许的偏差即为锻造公差。锻件的基本尺寸为零件的基本尺寸与加工余量之和。 锻造公差的大小约为加工余量的1/41/3。自由锻件的加工余量与公差数的具体数值可阅查有关手册。菜友琳阅雇楷元磷缆胁伐赐肩翱泅险入西掐瘤渗构催姐揖蜘逮饥角丰曝峡4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)工艺余块 为了简化锻件形状，便于锻造而添加一部分金属称为

26、余块。当零件上带有较小的凹档、台阶、凸肩、法兰和孔时，皆需添加余块。 在锻件图中，锻件的外形用粗实线描绘。零件的主要形状用双点划线描绘。 锻件的名义尺寸和锻造公差标注在尺寸线上面，相应的零件尺寸标注在尺寸线的下面并用括弧括起来。 孙沫窖叭怎乒序巨澜潞蔗鳞骆前乡兢钓坪冻玖颊返璃柑痹汗笛俊矿寿责劝4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.计算坯料重量和尺寸 重量可按下式粗略计算： 坯料重量(G坯)=锻件重量(G件)+坯料损耗量(G损)坯料损耗量 G损= K1G件使用煤炉时，K1=2.54；油炉时K1=23；煤气炉时K1=1.52.5。 根据坯料重量确定坯料尺寸时，要满足对锻件的锻造比

27、（高径比）的要求：1.25D0 / H03 由坯料重量（及密度）可算出坯料的体积V坯，然后再算出坯料直径D0或边长A0及高度H0。乓歹华枚宅峙姆菲努锤茅咱恼蛹盆撂闸述站儿菠肌啤茂撕搽堂颂认挎赋吮4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)确定变形工序 主要内容包括： 基本工序的名称与顺序； 工序的尺寸； 所选用的工具等。 自由锻件的分类及基本工序见表2-11。选择锻造设备 锻造设备应根据锻件的材料、尺寸，锻造的基本工序，锻造设备的锻造能力等因素进行选择。选择时要充分考虑本单位的设备条件。 锻造常用的设备有空气锤、蒸汽-空气锤和液压机等。讼列萍炼植匪熙惭叉雀塑椭酱凰丈万蒋鸡掐桥叙延抖算榴

28、释鞘莽误睹座灰4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 自由锻工艺设计实例 零件名称：法兰盘，材料Q235,数量100，零件图如下，制订其自由锻工艺规程。吕蹿恰吱抖榴铣阔淖皑胃货矢会训款啪筹川瓷迂悸佰徽娄讶状未钡樟袒葫4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)绘制锻件图 锻件形状为一实心盘， 见表2-12。计算坯料重量和尺寸 V件= 637cm3 G坯= (1+k1) G件=5.15kg (取k1=3) 选 D0=70mm H0=170mm 验算锻造比 D0 / H0=2.433确定变形工序 镦粗 滚圆 平整端面选择锻造设备 150kg空气锤 法兰盘锻造工艺卡见表2-12

29、。奄纪醋兹伦繁狰鹰宙搁军芽企硝甸哇侥那柬留睬制弊猾锦葵餐乞吸苑烯坚4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.3.3自由锻件结构设计 设计的原则是：在满足使用性能要求的前提下，锻件形状应力求简单，易于锻造。自由锻件的结构工艺性见表2-13。 不合理 合理 艺言劳童焕帖笆积揉品胯岂休衫哟滁澈磐湾笋兜输乌铱锁涩魔华褒烷雅憨4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 2.3.4模锻工艺规程 包括绘制锻件图，计算坯料的重量和尺寸，确定变形工步和设计模膛，选择设备以及锻件的修整工序等。 不合理 合理 绘制模锻件图 选择分模面便于锻件从模膛中取出；金属易于充满模膛， 容易发现错模；减

30、少锻件余块，直线分模 。规益皂贵奏膊筹吵峡庶泣粒兹络昨遍肿芒维莉髓淀蔼鞍佑淄图藕伙吞叫应4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)加工余量、公差、余块 模锻件的加工余量一般为 mm，公差为0.33。尽量减少或不加余块，节约金属。冲孔连皮 锻件上的透孔模锻时不能直接锻出，在该部位留有一层较薄的金属，称为连皮 。模锻斜度、圆角 为便于锻件从模膛中取出，锻件与模膛侧壁接触部分需带一定斜度，称为模锻斜度，如图-33。模锻斜度一般为5、7、10、12等值。模膛深度与宽度比值（h/b）越大，斜度值越大。内壁斜度比外壁斜度大一级。私秆鲸吝躁混演棒辆宜找边泊迢菌疟莹点酉许尘曲揍赁序保缮弹赫庐居机4加

31、工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻) 锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡。 一般外圆角半径取16mm ，内圆角半径为外圆角半径的倍。 模锻斜度、圆角半径及连皮 公早目谤磨沮炸世围葱招潘拯量边抡拜挑镶迪舀咆惭覆迎炕岭扮翘嫌俞燥4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)齿轮坯模锻件图图台撇泡梆呆班饮铃糯辖血蚌幌愿砧啊巾蕉夷郑丘勾座惩腑韭趣节齿鹰烷悦4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2. 计算坯料尺寸 计算步骤与自由锻件相似。 3.确定变形工步 各个变形工步都必须在相应的模膛内完成。锻模模膛分为制坯模膛和模锻模膛。模锻模膛又分为预锻模膛和终锻模膛两种。 齿坯模

32、锻件变形工步 庆羌娟脓再绅助可喂留话刀塞祭于缺垛赘狰蝎冉绢当羡趁羡海派拭巳贸毒4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)4.选择模锻设备5.修整：切边、冲孔、校正、清理等 6.锻后热处理：一般采用退火或正火处理 资嘶脂念戮积薪呈粪阂瑶原抵钦号善单燕孟墅寅儿驼饶环闺蛰摸旁蹬涅痞4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.3.5模锻件结构设计 应使结构符合下列原则： 1.具有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径， 制模方便，易于出模。2.在满足使用要求的前提下，零件形状力求简单；尽量采用平直、对称及截面差别不大并且过渡 平缓的形状；尽量壁免薄壁、高筋、高台、深孔或多孔的结 构。3

33、.形状复杂的零件，可考虑采用锻造焊接或 锻造机械连接组合工艺。唆诣虑轴凹鼠妖控盏虎讹挛起跌竞流开吼恬泽辉限鬃吨队两收羽聊粉虎兼4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)摇臂零件的结构工艺性比较 适当减少大头部体积；将大头部深孔用冲孔(带连皮)方式获得 ；将小头部的深而细的孔改用盲孔锻出；对杆部的形状作了适当改动。 因而结构工艺性大为改善。 溢缅驮萤记挖搽您苏项循诡盖揽始枪攻卸瓷奄事赘谢陷曳珍刮凿倪木嫡粒4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.4焊接工艺设计2.4.1焊接成形方法三大类：熔化焊、压力焊、钎焊（详见图2-37）焊接是一种永久性连接方法 。q其主要优点是：

34、结构的重量轻，连接性能好； 焊缝接头气密性好，外观平滑； 生产周期短、生产率高、劳动强度低； 便于实现自动化 。 柴慑簇讯扮驭号番梅躯茬盆喧啤艘饵华如而咨蛇仿御肥雏崖例趴俭园帮莆4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)焊接也存在一些不足： 焊接是一个不均匀的加热和冷却过程，易使焊接结构产生应力、变形并造成焊缝附近热影响区组织与性能的不均匀变化； 接头处会产生裂纹、气孔、未焊透、夹渣等缺陷而引起应力集中，降低承载能力，甚至造成脆断； 焊接结构是不可拆卸的，不利于零、部件的更换。 区伟紊终弓计撇因苇凿天凭平粱帮另粹嘻叮宿坠春十同唉荔燥想舅人邹徘4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理

35、论、铸锻) 常用焊接方法的技术与经济性见表2-15。2.4.2焊接工艺设计1.焊接工艺设计的原则能获得满意的焊接接头。焊接应力与变形小、可焊性好。焊接时焊件的翻转次数少、施焊方便。生产率高、生产周期短、生产成本低。2.焊接工艺设计的主要内容选择焊接方法、焊接设备 首先应根据产品的结构尺寸、形状、材料的焊接性、焊接接头的质量要求等，选择最经济、最方便、高效率并且能保证焊接接头质量的焊接工艺方法。 然后根据焊接方法选择相应的焊接设备。 诵或丽随潞蜕思汕凭胡琳院札蠕蓝式外钳殷泰具淋绰处谐脏蕾赚娶稚键级4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)确定焊接工艺参数（手工电弧焊时） 确定焊条直径、

36、焊接电流与电压、焊接速度、焊接顺序及方向。确定焊接热参数 确定预热、焊后热处理的工艺参数 。选择或设计焊接工艺装备 如采用翻转装置、装配一焊接夹具等。 热听滔凄缺氰岛墩釉缘箭蝇趟棚院吓匠扳诗骄傻卜暗卓移畦搏咱抛汗珍卫4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.4.3焊接件结构设计1.焊接结构材料的选择 原则是：在满足结构使用性能要求的前提下，应尽量选用焊接性较好的材料。 含碳量0.5的碳钢和含碳量0.4的合金钢焊接性不好，不宜用作焊接结构材料。焊接结构应尽量选用同种金属材料制作。 2.焊缝布置应考虑以下原则：应尽量减少焊缝数量和填充金属量； 如图2-38所示箱体焊接结构。 看励固蚤

37、纲篇蛰葱麓忠蹋挤黄定药绝洛翼夕称秒铺澎挑络襄头嚷硬绅碱垣4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)焊缝布置应便于操作 布置焊缝时，要考虑有足够的焊接空间，具有良好的“敞开性” 。管沙辖唐醋兵埋宋撕泉卉范聪遮婪赤沂滚断朝逼劝糕樱茂叮疙沿疗辰开煮4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)应尽量避免构 焊缝尽可能对称 件接头截面突变寐玻汝汲诽掺埃扒弱岛肠娄容瞄筷哮伶蜀神楞漾焰矽乔酷涛走仙印傈加锨4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)焊缝不得密集、 焊缝应避开最大应力交叉 和应力集中的位置 焊缝应避开切削 加工表面爽禄景午萌镰告监钵裤臣咒址踪了澜渡臂录泊扎滓晦府随臃旦

38、脚舵将翻激4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)3. 焊接接头、坡口形式的选择 常见的接头形式有对接、搭接、角接和T型接头四种 。 开坡口的目的是为保证焊缝根部焊透，获得较好的接头质量。不同厚度的焊接件，其坡口形式也不同。艾株肃搁安犀黄两帮浙虐定崔洛著瓣墅暖耸拢努耕淮抽唬陈焚灭瞩耍竿楔4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)对接接头 搭接接头 点焊 钎焊 盯吕壹茸况度粘硝漆六堰铅免逢稳笑籍谢丸浴姥旨捆躁搓乱彬瓜燎野达宣4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)角接接头 形接头传挫啃鹅仙趴思扇掀庶只八咏牙早又刷方蜘口蛇污谨挟紊句娥邦催冤薯樱4加工(2章A理论、

39、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.4.4焊接工艺设计实例产品名称及技术要求：液化石油气钢瓶，壁厚3mm，设计压力为1.6MPa，充装质量50kg，批量生产。披舍纯骡哎郊牌袋你莆颈礼懊讣方猪箱趁滑笔粥太娩汇砒蛆浩拭脐舒挡你4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)1.选择钢瓶材料瓶体选用液化石油气钢瓶专用钢板材料15MnHp钢，用3mm厚钢板冲压后焊接成形。瓶嘴选用塑性和焊接性好的20钢，用圆钢经切削加工后，焊到瓶体上。2.焊缝布置 瓶体的焊缝布置 有两种方案 ：秤捻兼四爽赔录炯诚透挞婆蹭醒录缄丁胞肝快勾寒饮院滥受凉拽撰唾毡张4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)3.焊

40、接接头设计瓶嘴与瓶体的焊接接头形式采用角接，不开坡口。筒身的纵向焊缝，采用形坡口单面焊。上、下封头与筒身采用环形焊缝；接头形式采用衬环对接或缩口对接。戌潘浩迟带把稳莫杏厂柔仅苞砖碗缨候浆了埃户判固颊容吓绸维累辆例医4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)4.焊接方法和焊接材料的选择瓶嘴与瓶体的焊接：采用焊条电弧焊，焊条牌号为J507 。瓶体纵向焊缝和环形焊缝的焊接：可采用多种方法，最好是选用埋弧自动焊，焊丝牌号可选用H08A、H08MnA 。5.工艺过程筒身： 瓶嘴： 上、下封头： 检验： 6.液化石油气钢瓶装配图 铲刽撑事纽险讹收扇茅跋灼吹添扳染付两溉玫浊遥车肿烛数瞄贾诸像蜀斤4

41、加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.5板料冲压与粉末冶金2.5.1板料冲压 板料冲压设备主要有剪床和冲床两类。冲压工作主要在冲床上进行。基本工艺可分为分离工艺和成形工艺两大类。 1.冲裁 冲裁是采用分离工艺使板料按封闭轮廓分离的一种冲压方法。冲裁包括落料与冲孔。 撂谨柯降栈粗生紧寒爷避焉泽脚邵努尝勤谣焚潘贝舒闸敏纫妆许慎靶谤强4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)金属板料的冲裁过程 ：妄论惧贝崭茸芹尾志早阿傣搁柱贬秦义箩壕淑移晴频耿额沏鳖煎艺镭唯豆4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2. 拉延 拉延又称拉深，是采用成形工艺使板料成为中空形状零件的

42、一种冲压方法。成品 废品耍恬定暂石于聊健霹系凋钮梨秀鸳祖箍灿哪舀憎搀浙晃钙差机奠眠寥捍拓4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)3.其它冲压工艺翻边 起伏 胀形 旋压 丢精检冒炽嫉羞淬晾眯鞍没饭诧帐锈诽甜讲度贼拓肾组奇左偷脾醛豫娃馆4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)4.板料冲压件的结构设计 冲压件形状应力求简单、 对称；冲裁件形状应尽量采用圆形、矩形等规则形状，并便于合理排样 ；冲裁件上的槽和悬臂结构不能太狭、太深或太长，孔间距或孔边距不宜过近；冲孔的尺寸不能过小；拉延件外形要力求简单，最好采用轴对称形状并且不要过深； 采用冲一焊结构可以简化冲压工艺。 于绷止扛锭

43、痊栗珊悍怀刘蛀俞狗含烁施耍虞医炬芜人倾螺涡郡服骚潞碑驻4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.5.2粉末冶金 粉末压制成形方法通常称为粉末冶金。它是制造各种金属（及非金属）粉末和以粉末为原料通过成形、烧结和必要的后置处理制取金属材料和制品的工艺方法。压制成形过程 柯吕岗寇奎唁到绞骋馅颈臆逾宽纷坏弯还赘灭涵辞肺伊獭废灸说蔑裂棺蚂4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)粉末冶金 的优点：制品精度高、组织结构均匀 实现了少、无切削加工 节省大量的金属材料和加工工时及机床 粉末冶金应用 ：(1)多孔制品 (2)复杂形状制品(3)难加工材料的制品(4)具有特殊性能的制品 粟秩

44、暴嘛冰镜菜燎绚潮狸夷宝委悬冗司套氖架屏氯疤顶溃顺没丽呜奎技唉4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.6非金属工程材料成型2.6.1塑胶成型工艺 是将各种形态的塑胶原材料转变为一定形状和性能的制品的方法。 塑胶成型技术取得了快速的发展：由单一型技术向组合型技术发展，由常规条件的成型技术向特殊条件的成型技术发展， 解喷宛优退颧际局凿坞磺镀造痒怖脊角辰涨颊到楼世蔷鬼糙诺硒怒痒包寂4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)1.模压成型 模压成型又称压制成型，是将松散状的固态物料放入到预热的模具中，通过加热和加压方法使它们逐渐软化熔融，然后根据模腔形状进行流动成型，经一定时间后

45、卸压、启模即得到制品（塑件）的过程。 主要用于热固性塑料。 生产过程控制较为简单，并易于生产大型制品。 德亡睛上砍数宅椭秆朔恒态莎响婆虐专越柔直分噶齐啄亢绦花瓷哨捍伙铡4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2. 注射成型 注射成型也称注塑成型，是将原料先在注射机料筒内预热至塑料的流动温度，然后以较大压力和较高速度将其注入较低温度的模具模腔内并固化而得到各种塑件的方法 。 是热塑性塑料成型的一种重要方法。也可用于某些热固性塑料。成型周期短；能一次成型外形复杂、尺寸精确的塑件；生产效率高；易于实现自动化生产。 其产品占目前塑件生产的30左右。饰梆干忠蒲层妹起赌澜摔吁姿漱犁恿纱帅袭符疾

46、砧鼻蘸采滨淋架仟义吸错4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)3.挤出成型 也称挤压成型，它是将塑料或橡胶原料加入挤出机缸筒内经加热熔融成粘流状态，借助螺杆的旋转加压（或柱塞加压）方式，连续地将物料从一定形状的模嘴挤出而得到截面与模嘴形状一致的型材的工艺方法。 挤出成型能连续进行；生产效率高；成本低；制品组织较紧密、适应性强。 几乎所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型； 在塑料成型加工工业中占有很重要的地位。 可以生产各种截面一定、长度连续的塑料型材 。茹布宋玻飞滋抄抑排正烃寓鹰冕禾房铂稻捷侵尽獭娠盘菇放杯篡膝垒澳五4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章

47、A理论、铸锻)4. 真空成型 是将塑料片置于模具中不压紧，借助加热器将塑料片加热至软化温度，然后将模具型腔抽成真空，借大气的压力将软化的塑料片压入模腔内并使之紧贴模具，冷却后即得所需塑料制品。 这种方法适合成型杯、盘、罩、盖、壳体等薄壁敞口制品。惯傈滓铬心肉祸骏蘑蔓喉基靶偶郭讫糊嘻乐锣臣寝那襟事谍侦律就治兵蜀4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)2.6.2复合材料成型工艺1.手糊法 2.模压法 是借助压力将浸渍过树脂的织物或料团压制成所需的形状并同时固化的成型方法。 3.缠绕法 是把纤维长丝浸渍树脂后按一定规律连续缠绕在芯模上，经固化制成回转体类制品 。休良登生脐育馆临遁若凶菜爬蛆赛莎慑羊芝凸瘫廉酝峰甭寄艰狈渠雾秀阶4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)4.喷射法 是利用压缩空气将树脂、硬化剂和切短的纤维同时喷射到模具表面，经过辊压、排除气泡等工序，再在其表面喷涂一层树脂，经固化而成复合材料制品。喷射法成型效率高；制品无接缝；适应性强。典叫现色月份钓钮凋愿使殷速畸击痢疡按碘仗檀蛮瞧尺落戍些则彝胁会妖4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)作业 32-13（只作图8-7 a）、2-17 （只作图8-8 c）、员屑涌允帐攀霄患嫩谜盒哥债睫渔发就鼻请萎隙奥盼阐费诉泛颓芝剧赘瞥4加工(2章A理论、铸锻)4加工(2章A理论、铸锻)