[工学]材料成型技术基础课程总复习.ppt

课课 程程 总总 复复 习习 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院考试时间：第十六周周五上午考试时间：第十六周周五上午考试时间：第十六周周五上午考试时间：第十六周周五上午8:008:008:008:00～～～～10:0010:0010:0010:00考试地点：待定考试地点：待定考试地点：待定考试地点：待定 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院主要内容主要内容 非金属成型非金属成型 焊接成型焊接成型 塑性成型塑性成型 液态成型液态成型 毛坯选择毛坯选择机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型液态成型液态成型 ?液态成型的优点液态成型的优点 ? 将液态金属借助外力将液态金属借助外力充填充填到型腔中，使其到型腔中，使其凝固冷却凝固冷却而获得所需形而获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺状和尺寸的毛坯或零件的工艺1 1））形状复杂形状复杂，复杂内腔的零件毛坯复杂内腔的零件毛坯2 2）铸造生产的）铸造生产的适应性广适应性广3 3）毛坯尺寸精度较高（与锻件相比）。

毛坯尺寸精度较高（与锻件相比）4 4）经济性好经济性好 铸造性能评价铸造性能评价铸造性能评价铸造性能评价？？？？合金的合金的流动性、收缩性、流动性、收缩性、吸气性和偏析等吸气性和偏析等机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院影响合金流动性的因素影响合金流动性的因素影响合金流动性的因素影响合金流动性的因素?液态成型液态成型üü合金成分合金成分合金成分合金成分纯金属和共晶合计流动性好纯金属和共晶合计流动性好纯金属和共晶合计流动性好纯金属和共晶合计流动性好结晶温度区间小，合金的流动性好结晶温度区间小，合金的流动性好结晶温度区间小，合金的流动性好结晶温度区间小，合金的流动性好üü浇注条件浇注条件浇注条件浇注条件 浇注温度和充型压力浇注温度和充型压力üü铸型条件铸型条件铸型条件铸型条件铸型温度和浇注系统铸型温度和浇注系统铸型温度和浇注系统铸型温度和浇注系统üü铸件结构铸件结构铸件结构铸件结构结构形状和最小壁厚的要求结构形状和最小壁厚的要求结构形状和最小壁厚的要求结构形状和最小壁厚的要求对流动性增强还是减弱？可能导致那种缺陷？？机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型1、纯铁大于铸钢2、铸铁大于铸钢；3、共晶大于非共晶；4、近共晶大于远共晶。

铁-碳合金流动性与含碳量的关系？？ 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型流动性导致主要缺陷流动性导致主要缺陷？？渗漏渗漏 浇不足浇不足 冷隔冷隔充型能力不足充型能力不足浇不足浇不足冷冷 隔隔夹夹 砂砂气气 孔孔不能得到完整的零件不能得到完整的零件没完整融合缝隙或凹坑没完整融合缝隙或凹坑机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型糊状凝固糊状凝固逐层凝固逐层凝固合金凝固合金凝固？？机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型u顺序凝固原则：顺序凝固原则： 在铸件上从远离浇口部分在铸件上从远离浇口部分到浇口或冒口之间建立一到浇口或冒口之间建立一个递增的温度变化，从而个递增的温度变化，从而实现由远离冒口的部分向实现由远离冒口的部分向冒口方向顺序的凝固冒口方向顺序的凝固控制铸件凝固的工艺原则控制铸件凝固的工艺原则控制铸件凝固的工艺原则控制铸件凝固的工艺原则？？u同时凝固原则：同时凝固原则： 采取工艺措施保证铸件上采取工艺措施保证铸件上各部分之间没有温差或温各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分几乎差尽量小，使各部分几乎同时凝固。

同时凝固机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型合金的收缩合金的收缩 ?收缩的分类收缩的分类 ? 铸造合金铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程从液态凝固和冷却至室温过程从液态凝固和冷却至室温过程从液态凝固和冷却至室温过程中产生的中产生的体积和尺寸的缩减体积和尺寸的缩减体积和尺寸的缩减体积和尺寸的缩减现象内应力、变形缩孔和缩松缩孔和缩松缩孔和缩松缩孔和缩松形成本质是合金形成本质是合金形成本质是合金形成本质是合金的液态收缩和凝固收缩远大的液态收缩和凝固收缩远大的液态收缩和凝固收缩远大的液态收缩和凝固收缩远大于合金的固态收缩于合金的固态收缩于合金的固态收缩于合金的固态收缩 合金合金合金合金收缩的大小主要取决于收缩的大小主要取决于收缩的大小主要取决于收缩的大小主要取决于合金的成分、浇注温度、合金的成分、浇注温度、合金的成分、浇注温度、合金的成分、浇注温度、铸件的结构和铸型条件铸件的结构和铸型条件铸件的结构和铸型条件铸件的结构和铸型条件等机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型l合金成分l结晶区间l流动性l凝固方式l收缩性l工艺原则以下概念之间的关系以下概念之间的关系？？ 结晶温度范围小的合金，其凝固方式为逐层凝固，其凝固控制原则为顺序凝固 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø原理：原理：Ø危害：危害：Ø分类：分类：Ø消除措施：消除措施：铸造应力铸造应力铸造应力铸造应力? ?固态固态收缩受到阻碍收缩受到阻碍。

变形和裂纹变形和裂纹时效处理时效处理机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Øt0-t1：均处塑性状态，铸件内无应力产生；Øt1-t2：杆II弹性状态，杆I塑性状态，瞬间内应力通过杆I塑性变形而消失，无应力；Øt2-t3：均弹性状态，杆I内部产生拉应力，杆II内部产生压应力 t t0 0t t1 1t t2 2t t3 3机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型在在t t0 0- -t t1 1时间内，细杆时间内，细杆ⅡⅡ和粗杆和粗杆ⅠⅠ均处于弹塑性转变温度以上，均处于弹塑性转变温度以上， 铸件内不铸件内不产生热应力产生热应力在在t t1 1- -t t2 2时间内，粗杆时间内，粗杆ⅠⅠ处于弹塑性转变温度以上，细杆处于弹塑性转变温度以上，细杆ⅡⅡ处于弹塑性转处于弹塑性转变温度以下，此时铸件的变形由细杆变温度以下，此时铸件的变形由细杆ⅡⅡ确定，杆细确定，杆细ⅡⅡ带动粗杆带动粗杆ⅠⅠ一起收缩，一起收缩，铸件内不产生热应力铸件内不产生热应力在在t t2 2- -t t3 3时间内，细杆时间内，细杆ⅡⅡ和粗杆和粗杆ⅠⅠ均处于弹塑性转变温度以下，粗杆均处于弹塑性转变温度以下，粗杆ⅠⅠ的的冷却速度比细杆冷却速度比细杆ⅡⅡ快，即粗杆快，即粗杆ⅠⅠ的自由线收缩速度大于细杆的自由线收缩速度大于细杆ⅡⅡ。

因而，粗因而，粗杆杆ⅠⅠ被拉长，产生拉应力；细杆被拉长，产生拉应力；细杆ⅡⅡ则相反，产生压应力冷却到则相反，产生压应力冷却到t t3 3（室温）（室温）时，铸件内存在残余应力，时，铸件内存在残余应力，细杆细杆ⅡⅡ内为压应力，粗杆内为压应力，粗杆ⅠⅠ内为拉应力内为拉应力 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型铸件铸件厚壁处或心部受拉应力、薄壁或表层受压应力厚壁处或心部受拉应力、薄壁或表层受压应力厚壁处或心部受拉应力、薄壁或表层受压应力厚壁处或心部受拉应力、薄壁或表层受压应力结论：结论：热应力热应力导致的变形导致的变形两夹角两夹角αα和和ββ都增大都增大 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院ü 合理选择合金（合理选择合金（E E和线膨胀小）和线膨胀小）ü 减小铸件各部分的温差减小铸件各部分的温差ü 提高铸型和型芯的退让性提高铸型和型芯的退让性ü 及时落砂及时落砂减少铸造应力的措施减少铸造应力的措施减少铸造应力的措施减少铸造应力的措施? ?液态成型液态成型消除铸造应力的措施消除铸造应力的措施? ?时效处理时效处理机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院项目项目项目项目铸造方法铸造方法铸造方法铸造方法砂型铸造砂型铸造砂型铸造砂型铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造金属型铸造金属型铸造金属型铸造金属型铸造压力铸造压力铸造压力铸造压力铸造低压铸造低压铸造低压铸造低压铸造离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造铸型材料铸型材料铸型材料铸型材料砂型砂型砂型砂型砂型砂型砂型砂型金属型金属型金属型金属型金属型金属型金属型金属型多用砂型多用砂型多用砂型多用砂型金属型金属型金属型金属型型芯型芯型芯型芯砂芯砂芯砂芯砂芯 不需要不需要不需要不需要金属芯金属芯金属芯金属芯金属芯金属芯金属芯金属芯砂芯砂芯砂芯砂芯不需要不需要不需要不需要补缩补缩补缩补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩重力补缩压力补缩压力补缩压力补缩压力补缩压力补缩压力补缩压力补缩压力补缩离心力补缩离心力补缩离心力补缩离心力补缩充型充型充型充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型重力充型压力充型压力充型压力充型压力充型（与重力垂（与重力垂（与重力垂（与重力垂直和成角度直和成角度直和成角度直和成角度压力充型压力充型压力充型压力充型（与重力相（与重力相（与重力相（与重力相反）反）反）反）离心力充型离心力充型离心力充型离心力充型典型特征典型特征典型特征典型特征不受限制，不受限制，不受限制，不受限制，尤其内腔尤其内腔尤其内腔尤其内腔复杂复杂复杂复杂高熔点难高熔点难高熔点难高熔点难切削合金，切削合金，切削合金，切削合金，精度高，精度高，精度高，精度高，无芯无冷无芯无冷无芯无冷无芯无冷铁铁铁铁小批量，高小批量，高小批量，高小批量，高强度，有色强度，有色强度，有色强度，有色合金合金合金合金大批量，薄大批量，薄大批量，薄大批量，薄壁复杂的有壁复杂的有壁复杂的有壁复杂的有色合金铸件，色合金铸件，色合金铸件，色合金铸件，铸件不能热铸件不能热铸件不能热铸件不能热处理处理处理处理充型平稳，充型平稳，充型平稳，充型平稳，内部质量高内部质量高内部质量高内部质量高 无芯和浇注无芯和浇注无芯和浇注无芯和浇注系统，圆环系统，圆环系统，圆环系统，圆环和圆筒型铸和圆筒型铸和圆筒型铸和圆筒型铸件件件件典型件典型件典型件典型件各类箱体各类箱体各类箱体各类箱体等等等等刀具，钻刀具，钻刀具，钻刀具，钻头，叶片头，叶片头，叶片头，叶片发动机，汽发动机，汽发动机，汽发动机，汽车等零件，车等零件，车等零件，车等零件，如铝活塞如铝活塞如铝活塞如铝活塞发动机，汽发动机，汽发动机，汽发动机，汽车，电器等车，电器等车，电器等车，电器等零件零件零件零件叶轮和内腔叶轮和内腔叶轮和内腔叶轮和内腔复杂薄壁零复杂薄壁零复杂薄壁零复杂薄壁零件件件件套、环、筒套、环、筒套、环、筒套、环、筒液态成型液态成型铸造成型方法铸造成型方法铸造成型方法铸造成型方法?机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院铸造工艺及结构工艺性铸造工艺及结构工艺性铸造工艺及结构工艺性铸造工艺及结构工艺性？？液态成型液态成型Ø 避免铸件的外形有局部侧凹。

避免铸件的外形有局部侧凹 √机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 尽可能去掉不必要的外圆角（工艺圆角除外）尽可能去掉不必要的外圆角（工艺圆角除外）√机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 铸件上凸台和筋条的设计，应考虑其结构便于造型铸件上凸台和筋条的设计，应考虑其结构便于造型 √√机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 铸件要尽量减少分型面数量铸件要尽量减少分型面数量机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 在铸件上设计结构斜度在铸件上设计结构斜度 结构斜度结构斜度拔模斜度拔模斜度机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺 √机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 铸件的壁厚应适当铸件的壁厚应适当铸造方法     铸件尺寸/mm合          金          种         类  铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铝合金铜合金砂 型 铸 造 <200×200    8    5~6      6       5       3    3~5 200×200~500×500 10~12   6~10     12       8       4    6~8 >500×500 15~20 15~20   15~20     10~12       6 10~12 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 铸件壁厚尽可能均匀铸件壁厚尽可能均匀机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø设计结构圆角设计结构圆角 Ø 铸件壁与壁之间应避免锐角连接铸件壁与壁之间应避免锐角连接机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 铸件的厚壁与薄壁的连接应逐步过渡铸件的厚壁与薄壁的连接应逐步过渡Ø 铸件壁与壁之间应避免交叉铸件壁与壁之间应避免交叉机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型√Ø铸件的结构是否使铸件的收缩受阻铸件的结构是否使铸件的收缩受阻Ø 应尽量避免设计水平面过大的铸件应尽量避免设计水平面过大的铸件 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型Ø 较长易挠曲梁应将其截面设计成对称截面较长易挠曲梁应将其截面设计成对称截面 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型√Ø铸件上易产铸件上易产生变形或裂生变形或裂纹的部位，纹的部位，设计加强筋设计加强筋结构，防止结构，防止变形。

变形 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型砂型铸造浇注位置的选择原则砂型铸造浇注位置的选择原则？？①① 重要加工面或主要工作面应处于铸型的底面或侧面重要加工面或主要工作面应处于铸型的底面或侧面 避免出现气孔、砂眼、夹杂等缺陷避免出现气孔、砂眼、夹杂等缺陷机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院② ② 铸件的大平面应处于铸型的底面铸件的大平面应处于铸型的底面 大平面朝上容易出现夹砂和气孔缺陷大平面朝上容易出现夹砂和气孔缺陷 液态成型液态成型机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型砂型铸造分型面的选择原则砂型铸造分型面的选择原则？？（（（（1 1 1 1）应使铸件全部或大部置于同一半型内应使铸件全部或大部置于同一半型内应使铸件全部或大部置于同一半型内应使铸件全部或大部置于同一半型内 • 合箱对准时的误差会使铸件产生错偏合箱对准时的误差会使铸件产生错偏• 合箱不严会使铸件在垂直分型面方向上的尺寸增加合箱不严会使铸件在垂直分型面方向上的尺寸增加错箱错箱胀箱胀箱（（（（2 2 2 2）应尽量减少分型面的数目）应尽量减少分型面的数目）应尽量减少分型面的数目）应尽量减少分型面的数目（（（（3 3 3 3）分型面应尽量选用平面）分型面应尽量选用平面）分型面应尽量选用平面）分型面应尽量选用平面机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型（（（（4 4 4 4）不使砂箱过高）不使砂箱过高）不使砂箱过高）不使砂箱过高（（（（5 5 5 5）受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度）受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度）受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度）受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度合理合理机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型uu铸件工艺图的制定：铸件工艺图的制定：铸件工艺图的制定：铸件工艺图的制定： （（1 1））综合考虑浇注位置和分型面的确定 （2）加工余量，起模斜度 （3）砂芯的部位，要画出砂芯的位置、形状和芯头。

机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型如图2-1所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是（ ）；形成缩孔倾向最大的合金是（ ）；形成缩松倾向最大的合金是（ ）；适于采用顺序凝固的合金是（ ）；糊状凝固倾向最大的合金是（ ）；机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型试分析下图所示铸件（1）哪些是自由收缩，哪些是受阻收缩？（2）受阻收缩的铸件形成哪一类铸造应力？（3）各部分应力属于什么性质（拉应力或压应力）？（a）（c）（e）（b）（d）（f）机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型l l塑性成形实质：在外力作用下产生不可恢复的塑性变形塑性成形实质：在外力作用下产生不可恢复的塑性变形塑性成形实质：在外力作用下产生不可恢复的塑性变形塑性成形实质：在外力作用下产生不可恢复的塑性变形l l衡量金属塑性成形能力的指标：塑性与变形抗力衡量金属塑性成形能力的指标：塑性与变形抗力衡量金属塑性成形能力的指标：塑性与变形抗力衡量金属塑性成形能力的指标：塑性与变形抗力 l l塑性成型方法：塑性成型方法：塑性成型方法：塑性成型方法： 自由锻（自由锻（自由锻（自由锻（下料下料下料下料 镦粗镦粗镦粗镦粗 拔长拔长拔长拔长 冲孔冲孔冲孔冲孔 弯曲弯曲弯曲弯曲 切割切割切割切割 扭转扭转扭转扭转 错移错移错移错移） 模锻模锻模锻模锻 （锤上模锻、胎模锻、压力机模锻、平锻机模锻）（锤上模锻、胎模锻、压力机模锻、平锻机模锻）（锤上模锻、胎模锻、压力机模锻、平锻机模锻）（锤上模锻、胎模锻、压力机模锻、平锻机模锻） 挤压挤压挤压挤压 （正挤压、反挤压、复合挤压）（正挤压、反挤压、复合挤压）（正挤压、反挤压、复合挤压）（正挤压、反挤压、复合挤压） 拉拔拉拔拉拔拉拔 轧制轧制轧制轧制 冲压（冲压（冲压（冲压（切断、落料、冲孔切断、落料、冲孔切断、落料、冲孔切断、落料、冲孔、、、、弯曲、拉伸、翻边、胀形弯曲、拉伸、翻边、胀形弯曲、拉伸、翻边、胀形弯曲、拉伸、翻边、胀形）））） 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 锻压的优点锻压的优点l能改善金属的组织能改善金属的组织，提高金属的机械性能；，提高金属的机械性能；l节约金属材料和切削加工工时；节约金属材料和切削加工工时；l具有较高的生产率；具有较高的生产率；l不能直接锻制形状复杂的零件，尤其是内腔复杂件不能直接锻制形状复杂的零件，尤其是内腔复杂件；；l尺寸精度不高，需要重型的机器设备和复杂的工装模具；尺寸精度不高，需要重型的机器设备和复杂的工装模具；l生产现场劳动条件较差。

生产现场劳动条件较差u 锻压的缺点锻压的缺点塑性成型塑性成型机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 塑性的影响因素塑性的影响因素塑性的影响因素塑性的影响因素p 化学成分和合金成分对金属塑性的影响化学成分和合金成分对金属塑性的影响p 组织状态对金属塑性的影响组织状态对金属塑性的影响p 变形温度对金属塑性的影响变形温度对金属塑性的影响p 应变速率对塑性的影响应变速率对塑性的影响p 应力状态对塑性的影响应力状态对塑性的影响塑性成型塑性成型机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u 金属的变形分类：金属的变形分类： 冷变形冷变形 Ｔ＜ＴＴ＜Ｔ再再 ＴＴ再= 0.4 ＴＴ熔 热变形热变形 Ｔ＞ＴＴ＞Ｔ再再 温变形温变形 ＴＴ回回＜＜ Ｔ＜ＴＴ＜Ｔ再再 ＴＴ回=（（0.25~0.3）Ｔ）Ｔ熔 加工硬化加工硬化加工硬化加工硬化回复和再结晶，软化现象回复和再结晶，软化现象回复和再结晶，软化现象回复和再结晶，软化现象显微组织不变显微组织不变u 锻造比和锻造流线锻造比和锻造流线代表变形程度大小代表变形程度大小力学性能各向异性力学性能各向异性热处理不能消除锻造流线热处理不能消除锻造流线1.25≤Y1.25≤Y1.25≤Y1.25≤Y镦粗镦粗镦粗镦粗 ≤≤2.52.5杂质杂质杂质杂质机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型 零件工作时的正应力方向与流线方向平行，切应力方零件工作时的正应力方向与流线方向平行，切应力方向与流线方向垂直。

向与流线方向垂直 流线的分布与零件的外形轮廓相符合流线的分布与零件的外形轮廓相符合齿轮中的锻造流线切削加工锻造后切削加工 锻造成形合理不合理切削加工锻造成形机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院锻造成型锻造成型u自由锻：利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间产自由锻：利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间产生塑性变形，而获得所需生塑性变形，而获得所需形状、尺寸以及内部质量形状、尺寸以及内部质量锻件的锻件的一种加工方法一种加工方法u特点：特点：①①工具简单，成本低；工具简单，成本低；②②周期短，应用广泛；周期短，应用广泛；③③适应性强；适应性强；④④大型锻件的唯一锻造方法；大型锻件的唯一锻造方法；但其锻件但其锻件的精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低的精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低u 自由锻变形工序自由锻变形工序üü基本工序基本工序基本工序基本工序下料下料下料下料 镦粗镦粗镦粗镦粗 拔长拔长拔长拔长 冲孔冲孔冲孔冲孔 弯曲弯曲弯曲弯曲 切割切割切割切割 扭转扭转扭转扭转 错移错移错移错移 üü辅助工序：辅助工序：辅助工序：辅助工序：倒棱倒棱倒棱倒棱 压肩压肩压肩压肩 压痕压痕压痕压痕üü精整工序：精整工序：精整工序：精整工序：目的减少表面缺陷，校正弯曲和扭歪目的减少表面缺陷，校正弯曲和扭歪目的减少表面缺陷，校正弯曲和扭歪目的减少表面缺陷，校正弯曲和扭歪机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u自由锻工艺规程自由锻工艺规程l l主要内容：主要内容：主要内容：主要内容： ① ① ① ①绘制锻件图；绘制锻件图；绘制锻件图；绘制锻件图； ② ② ② ②确定变形工序；确定变形工序；确定变形工序；确定变形工序； ③ ③ ③ ③计算坯料的重量和尺寸；计算坯料的重量和尺寸；计算坯料的重量和尺寸；计算坯料的重量和尺寸； ④ ④ ④ ④确定加热温度及冷却方式；确定加热温度及冷却方式；确定加热温度及冷却方式；确定加热温度及冷却方式； ⑤ ⑤ ⑤ ⑤选定锻造设备等。

选定锻造设备等选定锻造设备等选定锻造设备等机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型锻件图＝零件图锻件图＝零件图 + + 余块余块+ + 加工余量加工余量 + + 锻造公差锻造公差 绘制锻件图绘制锻件图绘制锻件图绘制锻件图绘制方法绘制方法：：（（1 1））用实线画出锻件最用实线画出锻件最终轮廓终轮廓（（2 2）用双点划线画出零）用双点划线画出零件的主要轮廓形状件的主要轮廓形状3 3）尺寸线上方或左面）尺寸线上方或左面标注锻件尺寸与公差；标注锻件尺寸与公差；（（4 4）尺寸线下方或右面）尺寸线下方或右面用圆括号标出零件尺寸用圆括号标出零件尺寸机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院锻造成型锻造成型确定变形工序确定变形工序确定变形工序确定变形工序机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u自由锻件的结构工艺性自由锻件的结构工艺性塑性成型塑性成型机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u模锻分类及应用模锻分类及应用 分为锤上模锻、胎膜锻、压力机模锻等分为锤上模锻、胎膜锻、压力机模锻等 适合于中小型锻件的大批量生产。

适合于中小型锻件的大批量生产高温下具有足够的强度、硬度、韧性、耐磨性、高温下具有足够的强度、硬度、韧性、耐磨性、高温下具有足够的强度、硬度、韧性、耐磨性、高温下具有足够的强度、硬度、韧性、耐磨性、抗热疲劳性、回火稳定性等抗热疲劳性、回火稳定性等抗热疲劳性、回火稳定性等抗热疲劳性、回火稳定性等u锻模锻模 锻模材料锻模材料 模膛分类模膛分类 制坯模膛制坯模膛拔长模膛拔长模膛滚压模膛滚压模膛弯曲模膛弯曲模膛模锻模膛模锻模膛预锻模膛预锻模膛终锻模膛终锻模膛飞边槽容纳多余金属容纳多余金属容纳多余金属容纳多余金属机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u冲孔连皮冲孔连皮 防止上、下模冲孔凸模直接相撞防止上、下模冲孔凸模直接相撞u 模锻件工艺规程的制定模锻件工艺规程的制定1 1、、绘制模锻件图；绘制模锻件图；2 2、计算坯料的重量和尺寸；、计算坯料的重量和尺寸；3 3、确定模锻工步；、确定模锻工步；4 4、选择锻压设备；、选择锻压设备；5 5、设计锻模模膛；、设计锻模模膛；模锻件图＝零件图模锻件图＝零件图模锻件图＝零件图模锻件图＝零件图+ + + +加工余量加工余量加工余量加工余量+ + + +公差公差公差公差+ + + +余块余块余块余块 + + + +分模面分模面分模面分模面+ + + +模锻斜度模锻斜度模锻斜度模锻斜度+ + + +冲孔连皮冲孔连皮冲孔连皮冲孔连皮+ + + +圆角圆角圆角圆角机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型l选取在锻件的最大截面上，锻件能够从模膛中取出；l模膛应该尽量浅，以利于金属充填和锻件取出；l应尽量减少余块，以减少切削工作量和金属消耗；l不应取在锻件中部的截面上，以利于检查上下模的相对错移和切除飞边l应尽量采用平面，以利于制造模具；机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u 零件结构的模锻工艺性零件结构的模锻工艺性•①①分模面选取便于锻件从模膛中取分模面选取便于锻件从模膛中取出，利于金属填充、减少余块和易出，利于金属填充、减少余块和易于制模。

于制模•②②设置结构斜度设置结构斜度•③③应避免肋的设置过密或高宽比过应避免肋的设置过密或高宽比过大，以利于金属充填模腔大，以利于金属充填模腔•④④应避免腹板过薄应避免腹板过薄•⑤ ⑤ 避免深孔或多孔结构避免深孔或多孔结构•⑥ ⑥ 形状复杂件采用组合结构形状复杂件采用组合结构机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u 板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序: 分离工序和变形工序两大类分离工序和变形工序两大类分离工序和变形工序两大类分离工序和变形工序两大类Ø落料落料Ø冲孔冲孔Ø修整修整Ø切断切断Ø拉深拉深Ø弯曲弯曲Ø翻边翻边Ø胀形胀形u板料冲压的应用板料冲压的应用: 低碳钢、铝、铜、镁合金低碳钢、铝、铜、镁合金 薄壁金属成品薄壁金属成品 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u变形工序变形工序: :是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序如而不破裂的工序如拉深、弯曲、翻边、胀形拉深、弯曲、翻边、胀形等等 u 板料冲压的特点：板料冲压的特点： （（1 1）制造形状复杂的薄壁零件。

制造形状复杂的薄壁零件 （（2 2）获得力学性能好、尺寸精度高、质量稳定、互换性获得力学性能好、尺寸精度高、质量稳定、互换性 （（3 3）生产率高、成本低，实现机械化和自动化生产率高、成本低，实现机械化和自动化 （（4 4）冲压模具结构相对复杂，加工精度高，制造成本高冲压模具结构相对复杂，加工精度高，制造成本高u 板料冲压的应用板料冲压的应用: : 制造薄壁金属成品制造薄壁金属成品 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型uu 冲压件的结构工艺性冲压件的结构工艺性冲压件的结构工艺性冲压件的结构工艺性 pp对冲裁件的要求对冲裁件的要求对冲裁件的要求对冲裁件的要求pp对对对对弯曲件弯曲件弯曲件弯曲件的要求的要求的要求的要求pp对对对对拉伸件拉伸件拉伸件拉伸件的要求的要求的要求的要求机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型pp改进结构可以简化工艺及节省材料改进结构可以简化工艺及节省材料改进结构可以简化工艺及节省材料改进结构可以简化工艺及节省材料l l采用冲焊结构采用冲焊结构采用冲焊结构采用冲焊结构: : : :对于形状复杂的冲压件、可对于形状复杂的冲压件、可对于形状复杂的冲压件、可对于形状复杂的冲压件、可先分别冲制若干个简单件，然后再焊接成先分别冲制若干个简单件，然后再焊接成先分别冲制若干个简单件，然后再焊接成先分别冲制若干个简单件，然后再焊接成整体件整体件整体件整体件。

l l采用采用采用采用冲口工艺冲口工艺冲口工艺冲口工艺，以减少组合件数量以减少组合件数量以减少组合件数量以减少组合件数量l l在使用性能不变的情况下，应尽量简化拉在使用性能不变的情况下，应尽量简化拉在使用性能不变的情况下，应尽量简化拉在使用性能不变的情况下，应尽量简化拉深件结构，以便减少工序，节省材料，降深件结构，以便减少工序，节省材料，降深件结构，以便减少工序，节省材料，降深件结构，以便减少工序，节省材料，降低成本机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院塑性成型塑性成型u 冲压模分类冲压模分类p 简单模（单工序模）简单模（单工序模）p 级进模（连续模）级进模（连续模）p 复合模复合模机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型uu 常用的连接方法常用的连接方法常用的连接方法常用的连接方法l l机械连接机械连接机械连接机械连接l l胶接胶接胶接胶接l焊接焊接uu 焊接的分类焊接的分类焊接的分类焊接的分类l 熔焊熔焊l 压焊压焊l 钎焊钎焊机械结合机械结合结合冶金结合冶金固态焊接固态焊接uu 焊接电弧焊接电弧焊接电弧焊接电弧焊条和工件强烈、持久又稳定的气体放电现象焊条和工件强烈、持久又稳定的气体放电现象引弧和成弧引弧和成弧机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接过程是一个冶金过程焊接过程是一个冶金过程, ,焊接熔池中将发生氧化、还原和焊接熔池中将发生氧化、还原和合金化等过程合金化等过程 。

焊接成型焊接成型H2机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型u 焊接接头组织与性能焊接接头组织与性能焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成熔合区化学成分不均匀，组织粗大，其性能是焊接接头中最差的熔合区化学成分不均匀，组织粗大，其性能是焊接接头中最差的热热影影响响区区过过热热区区：：最最高高加加热热温温度度在在11000C以以上上的的区区域域，，晶晶粒粒异异常常长长大大 , ,塑性韧性下降，力学性能最差塑性韧性下降，力学性能最差正正火火区区：：最最高高加加热热温温度度在在Ac3至至11000C的的区区域域，，焊焊后后空空冷冷得得到到均匀细小均匀细小F+PF+P正火组织，性能优正火组织，性能优，，力学性能较好力学性能较好部部分分相相变变区区：：最最高高加加热热温温度度在在Ac1至至Ac3的的区区域域，，只只有有部部分分组组织织发生相变，发生相变，晶粒不匀，较正火区稍差晶粒不匀，较正火区稍差 再结晶区：再结晶区：温度处在温度处在450℃450℃至至Ac1Ac1之间，材料发生回复和再结晶之间，材料发生回复和再结晶 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型u 焊接性的间接评价方法焊接性的间接评价方法碳当量越高，焊接性越差。

碳当量越高，焊接性越差CE<0.4%时，时，冷裂倾向不大，焊接性好，不需预热；冷裂倾向不大，焊接性好，不需预热；碳当量：碳当量：焊接性焊接性：低碳钢：低碳钢 ＞＞ 中碳钢中碳钢 ＞＞ 可锻铸铁可锻铸铁 ＞＞ 球墨铸铁球墨铸铁CE=0.4%～～0.6%时，冷裂倾向明显，焊接性较差，需预热时，冷裂倾向明显，焊接性较差，需预热CE>0.6%时，冷裂倾向严重，焊接性差，需较高预热温度时，冷裂倾向严重，焊接性差，需较高预热温度不同的焊接方法及焊接材料，金属材料的焊接性可能有很不同的焊接方法及焊接材料，金属材料的焊接性可能有很大差别 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型由焊芯和药皮组成由焊芯和药皮组成由焊芯和药皮组成由焊芯和药皮组成u 焊条焊条Ø焊芯：焊芯：传导电流及填充焊缝的金属传导电流及填充焊缝的金属传导电流及填充焊缝的金属传导电流及填充焊缝的金属Ø药皮药皮: :形成熔渣和气体形成熔渣和气体稳弧、去杂质、渗合金，保护熔化金属及焊缝稳弧、去杂质、渗合金，保护熔化金属及焊缝按药皮性质分：按药皮性质分：酸性焊条、碱性焊条酸性焊条、碱性焊条力学性能；工艺性能；力学性能；工艺性能；选用原则：选用原则：1 1）等强度原则；）等强度原则；2 2）同成分原则；）同成分原则；3 3））抗裂性要求；抗裂性要求；4 4）抗气孔要求；）抗气孔要求；5 5）低成本要求。

低成本要求机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型焊接变形的基本形式u 焊接变形焊接变形u 焊接变形的预防焊接变形的预防由焊接应力引起由焊接应力引起1 预变形预变形机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型2 2 焊接顺序焊接顺序焊接顺序焊接顺序3 3 焊接变形矫正焊接变形矫正焊接变形矫正焊接变形矫正机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型① ① 选择塑性好的材料选择塑性好的材料② ② 避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大③ ③ 合理的焊接次序合理的焊接次序 ④ ④ 焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为有效焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为有效⑤ ⑤ 采用小能量焊接方法采用小能量焊接方法⑥ ⑥ 需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火⑦ ⑦ 采用锤击法、水压法或振动法消除焊接应力采用锤击法、水压法或振动法消除焊接应力u 焊接应力的防止和消除：焊接应力的防止和消除：塑性延展塑性延展机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型u 焊条电弧焊焊条电弧焊u 埋弧焊埋弧焊u 气体保护电弧焊气体保护电弧焊u 电渣焊电渣焊u 高能焊高能焊u 电阻焊电阻焊u 摩擦焊摩擦焊熔化焊熔化焊熔化焊熔化焊压力焊压力焊压力焊压力焊机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 电阻焊电阻焊u 摩擦焊摩擦焊电阻焊可分为点焊、缝焊、对焊。

电阻焊可分为点焊、缝焊、对焊搭接接头搭接接头搭接接头搭接接头对接接头对接接头对接接头对接接头惯性摩擦焊惯性摩擦焊线性摩擦焊线性摩擦焊焊接成型焊接成型机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型u 接头类型接头类型对接接头对接接头T T字形接头字形接头搭接接头搭接接头机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型u 焊缝的布置焊缝的布置üü 焊缝布置应尽量分散焊缝布置应尽量分散焊缝布置应尽量分散焊缝布置应尽量分散üü 焊缝的位置应尽可能对称布置焊缝的位置应尽可能对称布置焊缝的位置应尽可能对称布置焊缝的位置应尽可能对称布置üü 焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置üü 焊缝应尽量避开机械加工面焊缝应尽量避开机械加工面焊缝应尽量避开机械加工面焊缝应尽量避开机械加工面üü 焊缝位置应便于操作焊缝位置应便于操作焊缝位置应便于操作焊缝位置应便于操作机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接成型焊接成型u 焊缝缺陷焊缝缺陷Ø 外部缺陷外部缺陷Ø 内部缺陷内部缺陷过高过高过高过高 过凹过凹过凹过凹 咬边咬边咬边咬边 焊瘤焊瘤焊瘤焊瘤 烧穿烧穿烧穿烧穿机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院非金属材料成形非金属材料成形基本工序：制粉基本工序：制粉 预处理预处理 成形成形 烧结烧结 后处理后处理粉末冶金产品特点：粉末冶金产品特点：多组元无偏析；复合材料；多孔材料多组元无偏析；复合材料；多孔材料u 粉末冶金成形粉末冶金成形塑料的组成塑料的组成•树树脂脂　　　　　　•填填充充剂剂•增增塑塑剂剂 　　　　•稳稳定定剂剂•润润滑滑剂剂　　　　•固固化化剂剂•着着色色剂剂•抗抗静静电电剂剂•发发泡泡剂剂•阻阻燃燃剂剂u 塑料基础知识塑料基础知识机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院非金属材料成形非金属材料成形大多数橡胶制品为大多数橡胶制品为模塑制品。

模塑制品成形方法：挤出、注射、压延等成形方法：挤出、注射、压延等一般加工流程如下：一般加工流程如下：n 橡胶成形工艺橡胶成形工艺硫化成形机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院毛坯选择毛坯选择u毛坯类型及区别毛坯类型及区别机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院毛坯选择毛坯选择l l 保证使用要求（使用性原则）保证使用要求（使用性原则）保证使用要求（使用性原则）保证使用要求（使用性原则）l l 满足经济性满足经济性满足经济性满足经济性 （经济性原则）（经济性原则）（经济性原则）（经济性原则） l l 考虑实际生产条件（工艺性或技术性原则）考虑实际生产条件（工艺性或技术性原则）考虑实际生产条件（工艺性或技术性原则）考虑实际生产条件（工艺性或技术性原则）u毛坯选择的原则毛坯选择的原则u影响毛坯选择的因素影响毛坯选择的因素l l 零件材料和结构零件材料和结构零件材料和结构零件材料和结构l l 零件生产批量零件生产批量零件生产批量零件生产批量l l 零件的外在和内在质量零件的外在和内在质量零件的外在和内在质量零件的外在和内在质量机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院毛坯选择毛坯选择u 典型零件制造方法比较典型零件制造方法比较 常用的机械零件按其形状特征可分为：轴杆类零件、盘套类零件和常用的机械零件按其形状特征可分为：轴杆类零件、盘套类零件和箱体机架类零件三大类。

箱体机架类零件三大类机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院毛坯选择毛坯选择uu 箱体机架类零件箱体机架类零件箱体机架类零件箱体机架类零件 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院毛坯选择毛坯选择有下列四种齿轮，请选择合理的毛坯生产方法并说明理由有下列四种齿轮，请选择合理的毛坯生产方法并说明理由Ø材料为铜合金材料为铜合金, , 厚度为厚度为1.0mm, 1.0mm, 直径为直径为10mm10mm的手表齿轮的手表齿轮; ;Ø材料为材料为20 Cr , 20 Cr , 厚度为厚度为50mm, 50mm, 直径为直径为158 mm 158 mm 的汽车用齿轮的汽车用齿轮; ;Ø材料材料4545号号, , 直径为直径为600mm 600mm 的减速机齿轮，中批量生产；的减速机齿轮，中批量生产；Ø卷扬机大型人字齿轮（直径卷扬机大型人字齿轮（直径1500mm1500mm），批量），批量5 5件Ø不承受冲击的低速齿轮（直径不承受冲击的低速齿轮（直径200mm200mm），批量），批量5050件冲压冲压冲压冲压锻造锻造锻造锻造铸造铸造铸造铸造铸焊铸焊铸焊铸焊铸造铸造铸造铸造机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院uu 商品化软件：商品化软件：商品化软件：商品化软件：l铸造铸造PROCASTPROCAST、、MAGMA-softMAGMA-softl焊接焊接SYSWELDSYSWELD、、MARCMARCl锻造锻造QFORM QFORM DformDform等等材料成型的计算机技术材料成型的计算机技术后处理系统后处理系统:数值计算数值计算:前处理系统前处理系统:变形及力变形及力场计算场计算材料材料参数参数理论理论模型模型计算几何模型计算几何模型计算类型计算类型过程过程条件条件边界边界条件条件单元网单元网格生成格生成应力场应力场应变场应变场载荷载荷缺陷缺陷工件几何形状和尺寸工件几何形状和尺寸uu 有限元分析的一般流程有限元分析的一般流程有限元分析的一般流程有限元分析的一般流程。