材料成形技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)第一章1-1一、 鑄造的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)與應(yīng)用鑄造：將熔融的液體澆注到與零件的形狀相適應(yīng)的鑄型型腔中，冷卻后獲得逐漸的工藝方法。1、 鑄造的實(shí)質(zhì)利用了液體的流動(dòng)形成。2、 鑄造的特點(diǎn)A適應(yīng)性大（鑄件重量、合金種類、零件形狀都不受限制）；B成本低C工序多，質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率高D力學(xué)性能較同樣材料的鍛件差。力學(xué)性能差的原因是：鑄造毛胚的晶粒粗大，組織疏松，成分不均勻3、 鑄造的應(yīng)用鑄造毛胚主要用于受力較小，形狀復(fù)雜（尤其是腔內(nèi)復(fù)雜）或簡(jiǎn)單、重量較大的零件毛胚。二、 鑄造工藝基礎(chǔ)1、 鑄件的凝固（1）鑄造合金的結(jié)晶 結(jié)晶過(guò)程是由液態(tài)到固態(tài)晶體的轉(zhuǎn)變過(guò)程。它由晶核的形成和長(zhǎng)大兩部分組成。通常

2、情況下，鑄件的結(jié)晶有如下特點(diǎn)：A以非均質(zhì)形核為主B以枝狀晶方式生長(zhǎng)為主。結(jié)晶過(guò)程中，晶核數(shù)目的多少是影響晶粒度大小的重要因素，因此可通過(guò)增加晶核數(shù)目來(lái)細(xì)化晶粒。晶體生長(zhǎng)方式?jīng)Q定了最終的晶體形貌，不同晶體生長(zhǎng)方式可得到枝狀晶、柱狀晶、等軸晶或混合組織等。（2）鑄件的凝固方式逐漸的凝固方式有三種類型：A逐層凝固 B糊狀凝固 C中間凝固2、 合金的鑄造性能（1）流動(dòng)性 合金的流動(dòng)性即為液態(tài)合金的充型能力，是合金本身的性能。它反映了液態(tài)金屬的充型能力，但液態(tài)金屬的充型能力除與流動(dòng)性有關(guān)，還與外界條件如鑄型性質(zhì)、澆注條件和鑄件結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，是各種因素的綜合反映。 生產(chǎn)上改善合金的充型能力可以從一下各方

3、面著手： A選擇靠近共晶成分的趨于逐層凝固的合金，它們的流動(dòng)性好； B 提高澆注溫度，延長(zhǎng)金屬流動(dòng)時(shí)間； C 提高充填能力 D 設(shè)置出氣冒口，減少型內(nèi)氣體，降低金屬液流動(dòng)時(shí)阻力。（2）收縮性 A 縮孔、縮松形成與鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮的過(guò)程中。對(duì)于逐層凝固的合金由于固液兩相共存區(qū)很小甚至沒(méi)有，液固界面涇渭分明，已凝固區(qū)域的收縮就能順利得到相鄰液相的補(bǔ)充，如果最后凝固出的金屬得不到液態(tài)金屬的補(bǔ)充，就會(huì)在該處形成一個(gè)集中的縮孔。適當(dāng)控制凝固順序，讓鑄件按遠(yuǎn)離冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即順序凝固方式），就把縮孔轉(zhuǎn)移到最后凝固的部位冒口中去，而去除冒口后的鑄件則是

4、所要的致密鑄件。 具有寬結(jié)晶溫度范圍，趨于糊狀凝固的合金，由于液固兩相共存區(qū)很寬甚至布滿整個(gè)斷面，發(fā)達(dá)的枝狀晶彼此相互交錯(cuò)而把尚未結(jié)晶的金屬液分割成許多小而分散的封閉區(qū)域，當(dāng)該區(qū)域內(nèi)的金屬液凝固時(shí)，收縮得不到外來(lái)金屬液的補(bǔ)償，而形成了分散的小縮孔，即縮松。這類合金即采用順序凝固加冒口的措施也無(wú)法徹底消除縮松缺陷。因此，對(duì)于氣密性要求不高，而要求內(nèi)應(yīng)力小的場(chǎng)合可采用同時(shí)凝固措施來(lái)滿足要求。B 鑄件內(nèi)應(yīng)力主要是由于鑄件在固態(tài)下的收縮受阻而英氣的。這些阻礙包括機(jī)械阻礙和熱阻礙。熱應(yīng)力與鑄件結(jié)構(gòu)有關(guān)。壁厚不均鑄件，冷卻過(guò)程中各部分冷速不一，薄壁部分有趣冷速快，率先從塑性變形階段進(jìn)入彈性變形階段，此時(shí)，

5、由于厚壁部分仍處于塑性變形收縮時(shí)，由于這兩部分為一整體，厚壁部分的彈性收縮必然收到薄壁部分對(duì)它的拉應(yīng)力，而薄壁部分則收到相反的力壓應(yīng)力，。因此，必須盡力那個(gè)使鑄件壁厚均勻，避免金屬局部積聚，以減小熱應(yīng)力。鑄件的內(nèi)應(yīng)力將導(dǎo)致鑄件變形，甚至開(kāi)裂。1-2鑄造方法鑄造按工藝方法分為砂型鑄造和特種鑄造砂型鑄造1、砂型鑄造的特點(diǎn):（1）生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品成本低；（2）產(chǎn)品批量、大小不受限制；（3）勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件較差；（4）鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，易產(chǎn)生缺陷。常用砂型主要特點(diǎn)及適用范圍鑄型種類鑄型特征主要特點(diǎn)適用范圍濕砂型以粘土做粘結(jié)劑，不經(jīng)烘干可直接進(jìn)行澆注的砂型生產(chǎn)周期短、效率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，設(shè)

6、備投資和能耗低；但鑄型強(qiáng)度低、發(fā)氣量大，易于產(chǎn)生鑄造缺陷單件或批量生產(chǎn)，尤其是大批量生產(chǎn)。廣泛用于鋁合金、鎂合金和鑄鐵件干砂型經(jīng)過(guò)烘干的高粘土含量的砂型鑄型強(qiáng)度和透氣性較高，發(fā)氣量小，故鑄造缺陷較少；但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，設(shè)備投資較大，能耗較高，且難于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化單件、小批生產(chǎn)質(zhì)量要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中、大型鑄件濕砂型以粘土做粘結(jié)劑，不經(jīng)烘干可直接進(jìn)行澆注的砂型生產(chǎn)周期短、效率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，設(shè)備投資和能耗低；但鑄型強(qiáng)度低、發(fā)氣量大，易于產(chǎn)生鑄造缺陷單件或批量生產(chǎn)，尤其是大批量生產(chǎn)。廣泛用于鋁合金、鎂合金和鑄鐵件干砂型經(jīng)過(guò)烘干的高粘土含量的砂型鑄型強(qiáng)度和透氣性較高，發(fā)氣量小，故鑄造缺

7、陷較少；但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，設(shè)備投資較大，能耗較高，且難于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化單件、小批生產(chǎn)質(zhì)量要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中、大型鑄件2、常用的造型方法按使用的工具不同，分為手工造型和機(jī)器造型。（1）手工造型：指全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序1）特點(diǎn)：操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，成本低，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，鑄件質(zhì)量差， 勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低。2）應(yīng)用：?jiǎn)渭?、小批量生產(chǎn)，各種大、小型鑄件。3）手工造型分類按砂箱特征分兩箱造型適用各種批量、大小鑄件三箱造型用于有兩個(gè)分型面的單件、小批量生產(chǎn)脫箱造型用于小型鑄件地坑造型用于生產(chǎn)批量小的大中型鑄件（2）機(jī)器造型指用機(jī)器完成全部或至少完成緊砂操作的造型工序。 1）特點(diǎn)： 提高

8、了生產(chǎn)率，鑄件尺寸精度較高；節(jié)約金屬，降低成本；改善了勞動(dòng)條件；設(shè)備投資較大。2）應(yīng)用：成批、大量生產(chǎn)各類鑄件。3）機(jī)械造型方法震壓造型： 先震擊緊實(shí)，再用較低的比壓（0.150.4MPa ）壓實(shí)。 緊實(shí)效果好，噪音大，生產(chǎn)率不夠高。微震壓實(shí)造型：對(duì)型砂壓實(shí)的同時(shí)進(jìn)行微震。緊實(shí)度高、均勻，生產(chǎn)率高，噪音仍較大。高壓造型：用較高的比壓（0.71.5MPa）緊實(shí)型砂。緊實(shí)度高，噪音小，灰塵少，生產(chǎn)率高，但設(shè)備造價(jià)高。拋砂造型：利用離心力拋出型砂，完成填砂和緊實(shí)。 緊實(shí)度均勻，噪音?。坏a(chǎn)率低。特種鑄造一.特種鑄造： 是指與砂型鑄造有顯著區(qū)別的一些鑄造方法。例如：熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、

9、離心鑄造、低壓鑄造、陶瓷型鑄造、 殼型鑄造和連續(xù)鑄造等。二.特點(diǎn)： （1）不用砂或少用砂，改善了勞動(dòng)條件， 減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。（2）鑄件精度較高、性能較好。（3）生產(chǎn)率高，工藝簡(jiǎn)單。（4）成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)， 在工藝上和應(yīng)用上各有一定的局限性。三分類：1、金屬型鑄造 （1）金屬型鑄造:將金屬液澆入金屬鑄型獲得鑄件的方法。 （2）特點(diǎn):1）鑄件力學(xué)性能比砂型鑄件高。2）鑄件精度和表面質(zhì)量好。3）可節(jié)約金屬，生產(chǎn)率較高。4）不用砂或少用砂，改善了勞動(dòng)條件。5）鑄件成本高，易產(chǎn)生澆不足、開(kāi)裂等缺陷。6）鑄造工藝要求嚴(yán)格。（3）應(yīng)用： 主要用于有色金屬件的大批量生產(chǎn)。 例如：鋁活塞、汽缸體等。（4）金屬

10、型的結(jié)構(gòu): 1）整體型； 2）水平分型； 3）垂直分型；4）綜合分型。（5）工藝特點(diǎn)： 1）金屬型要預(yù)熱 2）噴刷涂料 3）及時(shí)開(kāi)型取件2.壓力鑄造（1）壓力鑄造： 指熔融金屬在高壓下快速壓入型腔， 并在壓力下結(jié)晶，獲得鑄件的方法。（2）應(yīng)用： 主要用于大量生產(chǎn)非鐵合金中、小型鑄件。 （鋁合金、鋅合金等） 例如：汽缸體、化油器、離合器等。（3）壓力鑄造的特點(diǎn)1）鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好；2）鑄件力學(xué)性能好；3）可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁鑄件；4）可嵌鑄其它材料，節(jié)省貴重材料；5）生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；6）鑄件料質(zhì)受限制；7）設(shè)備投資大，不宜小批量生產(chǎn)；8）壓鑄件不能進(jìn)行大余量的機(jī)械加工

11、和 熱處理。（壓鑄件易產(chǎn)生小氣孔）3.低壓鑄造（1）低壓鑄造：將合金液在壓力下由鑄型底部注入型腔，并在壓力（60150kPa）下結(jié)晶，獲得鑄件的方法。（2）應(yīng)用： 鋁、鎂合金中、小型件的成批大量生產(chǎn)。 例如：汽缸體、缸蓋、活塞等。（3）低壓鑄造的特點(diǎn)1）充型壓力和速度便于控制；2）鑄件組織致密，力學(xué)性能高；3）鑄件形狀可較復(fù)雜，精度較高；4）金屬利用率高，一般在90%以上；5）但升液管壽命較短，生產(chǎn)率低于壓力鑄造。 4.離心鑄造（1）離心鑄造： 將金屬液澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中， 在離心力的作用下凝固成鑄件的方法。（2）應(yīng)用： 主要用于大批量生產(chǎn)空心回轉(zhuǎn)體鑄件。 例如：鑄鐵管、汽缸套、銅套等。（3

12、）離心鑄造的特點(diǎn)1）簡(jiǎn)化了套筒、管類鑄件的生產(chǎn)過(guò)程；2）離心鑄件力學(xué)性能高，缺陷較少；3）可生產(chǎn)流動(dòng)性較差的薄壁及雙金屬鑄件；4）鑄件的形狀和尺寸受限制；5）內(nèi)表面粗糙，易產(chǎn)生偏析；6）設(shè)備投資大，不宜單件、小批量生產(chǎn)。5.熔模鑄造（1）熔模鑄造：即用易熔材料制成模樣，用造型材料將其包覆，制成型殼，熔出模樣，經(jīng)高溫焙燒，澆注獲得鑄件的方法。（2）熔模鑄造的特點(diǎn) 1）鑄件精度和表面質(zhì)量較高。2）可以鑄造形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。3）生產(chǎn)批量不受限制。4）原材料價(jià)格貴，鑄件成本高。5）工藝過(guò)程繁雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。6）鑄件尺寸不能太大，質(zhì)量一般小于25Kg。（3）應(yīng)用： 各種鑄造合金，特別適于高熔點(diǎn)、難加工

13、合金的 小型鑄件的成批、大量生產(chǎn)。1-3 鑄造工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝設(shè)計(jì)是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等，確定鑄造方案和工藝參數(shù)，繪制圖樣和標(biāo)注符號(hào)，編制工藝卡和工藝規(guī)范等。一、 鑄件澆注位置和分型面的選擇1、澆注位置的選擇1）鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面2）鑄件寬大平面應(yīng)朝下3）面積較大的薄壁部分應(yīng)置于鑄型下部或垂直、傾斜位置4）易形成縮孔的鑄件，應(yīng)將截面較厚的部分置于上部或側(cè)面，便于安放冒口，使鑄件自下而上定向凝固5）應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量，且便于安放、固定和排氣2、鑄型分型面的選擇1）便于起膜，使造型工藝簡(jiǎn)化2）盡量將鑄件重要加工面或大部分加工面、加工基準(zhǔn)面放在同一個(gè)砂箱中

14、3）使型腔和主要芯位于下箱，便于下芯、合型和檢查型腔尺寸二、鑄造工藝參數(shù)確定包括：收縮余量、加工余量、起膜斜度、鑄造圓角及芯頭、芯座等。三、 鑄造工藝簡(jiǎn)圖繪制1、 鑄造工藝符號(hào)及表示方法2、 典型零件工藝分析 1-4鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 一：合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求 鑄件的結(jié)構(gòu)如果不能滿足合金鑄造的性能要求，將可能產(chǎn)生澆不足、冷隔、縮孔、氣孔、裂紋和變形等缺陷。 防止這些缺陷的方法包括設(shè)計(jì)合理的鑄件壁厚、設(shè)計(jì)鑄件加強(qiáng)筋、鑄件結(jié)構(gòu)盡量減小收縮受阻、鑄件結(jié)構(gòu)避免過(guò)大水平壁、注意不同鑄造合金對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。設(shè)計(jì)合理壁厚：a，鑄件壁厚應(yīng)合理，每種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚要求; b, 鑄件壁厚應(yīng)當(dāng)均

15、勻，防止壁厚相差過(guò)大凝固時(shí)產(chǎn)生縮孔、縮孔，此外冷卻速度不均會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力致使裂紋；c，鑄件壁的鏈接，結(jié)構(gòu)圓角，壁間轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)圓角厚壁與薄壁間的連續(xù)要逐步過(guò)渡避免十字交叉和銳角相連接設(shè)計(jì)鑄件加強(qiáng)筋：筋可以增加鑄件的剛度和強(qiáng)度防止鑄件變形，減小鑄件壁厚，防止鑄件產(chǎn)生縮孔和裂紋。（注： 鑄件結(jié)構(gòu)內(nèi)容比較重要，特別是P36-39的設(shè)計(jì)圖，各種鑄造合金的性能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)參照P30的表格）二：鑄造工藝對(duì)結(jié)構(gòu)的要求 1 鑄件外形的設(shè)計(jì) a，避免外部的側(cè)凹，減少分型面或外部型芯 ；b，分型面應(yīng)當(dāng)平直 ；c，凸臺(tái)和筋的設(shè)計(jì)應(yīng)便于造型和起模；d，鑄件的垂直壁上應(yīng)當(dāng)給出結(jié)構(gòu)斜度2 鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì) a，不用或者少用型

16、芯；b，使型芯安放穩(wěn)定、排氣通暢、清理方便 三：鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求（了解）1-5鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）：（1）模擬：充型過(guò)程流動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等。 （2）優(yōu)化設(shè)計(jì)：澆注位置、澆冒口系統(tǒng)等。2.鑄造過(guò)程的自動(dòng)控制于檢測(cè) 監(jiān)控：（1）型砂性能及砂處理過(guò)程；（2）爐料配比及熔煉質(zhì)量；（3）鑄型性能及造型線工作狀況等。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用1.精密鑄造技術(shù)n 高壓造型、氣沖造型、自硬砂造型等高緊實(shí)度砂型鑄造以及壓鑄、熔模鑄造、實(shí)型鑄造等特種鑄造技術(shù)。n 壓鑄和實(shí)型鑄造發(fā)展迅速，壓住機(jī)正趨于大型化，轎車(chē)車(chē)門(mén)已能整體鑄出。n 實(shí)型鑄造在生產(chǎn)近無(wú)余量、形狀復(fù)雜

17、的鑄件以及綠色生產(chǎn)方面的優(yōu)越性已逐步顯現(xiàn)。2. 快速成形技術(shù)即采用激光固化、激光燒結(jié)或熔化沉積等多種方式，將樹(shù)脂、塑料、蠟或金屬等材料快速疊加獲得制品的成形技術(shù)。該技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中已用于生產(chǎn)蠟?zāi)！㈣T型、型殼、型芯等。金屬熔煉1.大型沖天爐： 向著熱風(fēng)、水冷、大噸位、連續(xù)熔煉的方向發(fā)展。2.小型沖天爐： 向著進(jìn)一步提高鐵液質(zhì)量的方向發(fā)展，主要是強(qiáng)化送風(fēng)，加氧送風(fēng)和脫濕送風(fēng)等措施。造型材料1中、小型鑄件廣泛采用粘土砂濕型鑄造；2自硬砂取代干砂型；3樹(shù)脂砂廣泛用于制芯；4水玻璃砂應(yīng)用于鑄鋼件生產(chǎn)正逐步擴(kuò)大。第二章 鍛壓基礎(chǔ)鍛壓定義：鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機(jī)械的錘頭、砧塊、沖頭或通過(guò)模具對(duì)

18、坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。塑性定義：金屬材料在外力作用下能穩(wěn)定地改變自己的形狀和尺寸二個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的聯(lián)系不被破壞的性能。變形抗力定義：塑性加工時(shí)，作用在工具表面單位面積上變形力的大小稱為變形抗力。影響塑性和變形抗力的因素： 1、化學(xué)成分及組織的影響； 2、變形溫度； 3、變形速度； 4、應(yīng)力狀態(tài)； 5、其它因素；（1）毛坯表面狀況和周?chē)橘|(zhì)的影響（2）變形不均勻的影響鍛造性定義：合金在鍛造生產(chǎn)中表現(xiàn)出來(lái)的工藝性能。其好壞由塑性和變形抗力綜合衡量。鍛造性的判定標(biāo)準(zhǔn)：K=/b 其中： K鍛造性判據(jù) 材料的斷面收縮率(%)b材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）板料沖

19、壓性能：取決于板料的塑性和變形抗力。沖壓工藝對(duì)板料的要求：1、 良好的塑性2、 光滑平整且缺陷損傷的表面狀態(tài)3、 板料的厚度公差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)備注：詳細(xì)內(nèi)容課本中查找常用塑性變形方法塑性成形方法主要有鍛造、沖壓、擠壓、軋制、拉拔等。（一）鍛造定義：鍛造是在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料、鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得具有一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。鍛造方法： 自由鍛模鍛1，自由鍛理解：分類 ： 1）輔助工序：(為方便基本工序的操作而預(yù)先進(jìn)行局部小變形的工序。 如倒棱、壓肩等。) 2）精整工序：(修整鍛件最終形狀和尺寸、消除表面不平和歪斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等

20、。) 3）基本工序：鍛造過(guò)程中直接改變坯料形狀和尺寸的工序。如鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、鍛接等。2，模鍛定義理解A，分類：1） 錘上模鍛：在鍛錘上進(jìn)行；分為錘模鍛和胎模鍛2）胎模鍛：在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具；3）壓力機(jī)上模鍛：在壓力機(jī)上對(duì)熱態(tài)金屬進(jìn)行模鍛B(tài)，模鍛特點(diǎn)1）坯料整體塑性變形，三向受壓；2）鍛件尺寸精確，加工余量?。?）鍛件形狀可較復(fù)雜；4）生產(chǎn)率較高；5）鍛模造價(jià)高，制造周期長(zhǎng)；(適于小型鍛件的成批大量生產(chǎn)。如飛機(jī)、機(jī)車(chē)、軍工、軸承等制造業(yè)中的齒輪、軸、連桿等零件。)（二）沖壓方法： 分離工序（包括哪些：P65） 成形工序 （包括哪些：P66）沖壓基本工序：沖裁、彎曲、拉深

21、、其他沖壓成形工藝（縮口、起伏、翻孔、脹形等）1，沖壓特點(diǎn)：（1）沖壓件輕、薄、剛度好；（2）生產(chǎn)率和材料利用率高；（3）成品形狀可較復(fù)雜、尺寸精度高、表面質(zhì)量好、質(zhì)量穩(wěn)定 ，一般無(wú)需切削加工；（4）大批量生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品成本低。常用的沖壓材料有低碳鋼、高塑性合金鋼、鋁和鋁合金、銅和銅合金等金屬板料、帶料與卷料，還可加工紙板、塑料板、膠木板、纖維板等非金屬板料。 2，基本工序分析（1）沖裁 三個(gè)階段 彈性變形階段 塑性變形階段 斷裂分離階段 工藝參數(shù)：(重點(diǎn))沖裁間隙 對(duì)應(yīng)各變形階段，沖裁斷面相應(yīng)地分為塌角、光亮帶、剪裂帶和毛刺區(qū)。光亮帶寬度越大，塌角越小，剪裂帶的寬度和斜度越小，則剪切面的質(zhì)量越

22、好 注：沖孔與落料的不同P65（2）彎曲：即將板料、型材或管材在彎矩的作用下彎成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。1）彎曲變形過(guò)程：彈性變形 塑性變形 塑性彎曲2）外層開(kāi)裂：當(dāng)外b時(shí)，則產(chǎn)生彎裂。故應(yīng)限制板料的最大彎曲變形程度（即最小彎曲半徑）, 同時(shí)注意毛坯下料方向，最好使板料流線方向與彎曲線垂直。3）最小彎曲半徑：即坯料彎曲時(shí)最外層纖維瀕于拉裂時(shí)內(nèi)表面的彎曲半徑，用符號(hào)rmin表示。故在生產(chǎn)中：rrmin。（3）拉深 拉深變形過(guò)程理解 拉深工藝參及計(jì)算拉深系數(shù)m：即拉深變形后制件直徑d與其毛坯直徑D0之比。m=d/D0 （ m越小，表示變形程度越大）mmin為極限拉深系數(shù)：在工件不至拉裂

23、的條件下，所能達(dá)到的最小拉深系數(shù)。多次拉深：當(dāng)mmmin時(shí)，如拉深彈殼、筆帽等則要采用多次拉深。 mmin=0.50.8 拉深次數(shù)45次，且要求m1m2mn m=m1 m2 mn 拉深缺陷：拉裂、起皺（4）翻邊理解翻邊系數(shù)計(jì)算P68（5）旋壓工藝特點(diǎn)：P68:無(wú)需專門(mén)設(shè)備，使用簡(jiǎn)單機(jī)床，裝備費(fèi)用低，適用于小批量生產(chǎn)。(6)橡皮成形和液壓成形了解（三）其他金屬壓力成形方法A，輥扎常用的橫軋方法有楔橫軋、齒輪軋制、輾環(huán)。分別用于生產(chǎn)P各種類形的臺(tái)階軸、齒輪、和螺紋。B，擠壓1.正擠壓：即使坯料從?？字辛鞒霾糠值倪\(yùn)動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同的擠壓方法。2.反擠壓：即坯料的一部分沿著凸模與凹模之間的間隙

24、流出，其流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反的擠壓方法。3.復(fù)合擠壓：即同時(shí)兼有正擠、反擠時(shí)金屬流動(dòng)特征的擠壓方法。4.徑向擠壓：即坯料沿徑向擠出的擠壓方式。C，拉拔D，徑向鍛造E，超塑性變形F，擺動(dòng)碾壓G，高能成形工藝設(shè)計(jì)（一）自由鍛工藝設(shè)計(jì)1）主要內(nèi)容：繪制鍛件圖；確定變形工序；計(jì)算坯料的重量和尺寸；確定加熱溫度及冷卻方式；選定鍛造設(shè)備等。2）繪制鍛件圖鍛件圖零件圖 + 余塊+ 加工余量 + 鍛造公差繪制方法：一般用粗實(shí)線畫(huà)出鍛件最終輪廓,用雙點(diǎn)劃線畫(huà)出零件的主要輪廓形狀。在尺寸線上方或左面標(biāo)注鍛件的尺寸與公差；在尺寸線下方或右面用圓括號(hào)標(biāo)出零件尺寸。3）確定變形工序 鍛造變形工序應(yīng)依據(jù)鍛件的形狀、

25、尺寸、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等綜合考慮。 一般來(lái)說(shuō)，盤(pán)類鍛件以鐓粗為主，軸桿類鍛件以拔長(zhǎng)為主，空心件肯定要沖孔(大孔還需要進(jìn)一步擴(kuò)孔)，彎桿少不了彎曲。4）計(jì)算毛坯重量m0=（md+mc+mq）（1+）式中 m0 毛坯重量（kg） md 鍛件重量（kg） mc 沖孔芯料重量（kg） mq 切除料頭重量（kg） 燒損率，燃料加熱一般取23， 電加熱取0.5%1%。5）計(jì)算毛坯尺寸當(dāng)鍛造的第一工序?yàn)殓叴謺r(shí)： 則坯料直徑：D00.8當(dāng)鍛造的第一工序?yàn)榘伍L(zhǎng)時(shí)： D0 DmaxD0 毛坯直徑（mm）；V0 坯料的體積（mm3）；Dmax 拔長(zhǎng)后鍛件的最大直徑（mm）；Y 鍛造比。根據(jù)算出的坯料重量

26、可算出坯料的體積，坯料的尺寸則取決于第一工序的性質(zhì)。若是鐓粗，則坯料的高徑比不應(yīng)超過(guò)2.5（以免鐓彎），但要大于1.25（使下料方便）；若是拔長(zhǎng)，則按鍛件的最大截面（最小變形）處滿足鍛造比要求來(lái)選擇坯料尺寸。最后所確定的坯料直徑或邊長(zhǎng)應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值(市場(chǎng)可買(mǎi)到），再按體積計(jì)算坯料的長(zhǎng)度，即： L0V0/F0 4 V0/pD02采用鋼錠為坯料的大型鍛件，則根據(jù)算出的坯料重量選取標(biāo)準(zhǔn)鋼錠。6）確定鍛造溫度范圍及加熱冷卻規(guī)范 （1）鍛造溫度范圍：對(duì)于45號(hào)鋼 始鍛溫度：1200，終鍛溫度：800 （2）加熱：箱式加熱爐（煤、油或電能）可將冷的坯料直接送入高溫的加熱爐中，提高生產(chǎn)率。 （3）冷卻： 空冷：

27、 WC0.5%的碳鋼及WC0.3%的低合金鋼中、小鍛件一般采用空冷。7）選擇鍛造設(shè)備（1）選擇依據(jù)：鍛件重量、類型和尺寸。設(shè)備噸位大小要適當(dāng)，既不能造成能量的過(guò)分浪費(fèi)，又要保證鍛件能充分鍛透。（2）確定方法：理論計(jì)算法和查表法。目前生產(chǎn)中比較實(shí)用的是查表法，可根據(jù)鍛件大小和形狀查表選擇鍛錘的噸位。工藝設(shè)計(jì)還包括選用工夾具、確定加熱設(shè)備、制定加熱及冷卻規(guī)范、熱處理工藝等內(nèi)容，最終需將設(shè)計(jì)結(jié)果填寫(xiě)在工藝卡片上。8）零件結(jié)構(gòu)的自由鍛工藝性應(yīng)避免錐形、楔形， 盡量采用圓柱面或平行平面,以利于鍛造。各表面交接處應(yīng)避免弧線或曲線， 盡量采用直線或圓，以利于鍛制。應(yīng)避免肋板或凸臺(tái)， 以利于減少余塊和簡(jiǎn)化鍛造

28、工藝。大件和形狀復(fù)雜的鍛件， 可采用鍛-焊、鍛-螺紋聯(lián)接等組合結(jié)構(gòu)， 以利于鍛造和機(jī)械加工。（二） 錘模鍛工藝設(shè)計(jì)1）主要內(nèi)容：、繪制模鍛件圖；、計(jì)算坯料的重量和尺寸；、確定模鍛工步；、選擇鍛壓設(shè)備；、設(shè)計(jì)鍛模模膛；、確定鍛造溫度范圍、加熱和冷卻規(guī)范。2)繪制模鍛件圖 模鍛件圖零件圖+分模面+加工余量+模鍛斜度+沖孔連皮+余塊+圓角+公差分模面（上、下模的分界面）選擇原則： A. 應(yīng)選在鍛件最大截面處，以利鍛件脫模; B. 盡量選用平面，以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、方便制造; C. 應(yīng)選在上、下模膛輪廓相同的位置上，以便 于及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模； D. 選在模膛深度最淺且上、下模深度基本一致 的位置，以便于金屬充

29、滿模膛。 加工余量和公差：只在鍛后需機(jī)加工之處添加。余塊（為簡(jiǎn)化形狀而增加的料塊）:窄槽、齒形、小孔（孔徑小于25mm）、深孔（深度大于3倍直徑）、橫向孔以及其它妨礙出模的凹部均不鍛出。沖孔連皮（為避免上、下沖頭對(duì)撞損壞模具而在模鍛 通孔時(shí)留下的金屬層）: 連皮厚度一般為48 mm，鍛后再由沖孔切邊模切除。模鍛斜度:垂直于分型面的表面上加。外壁斜度5或7，內(nèi)壁斜度7或10圓角半徑:所有轉(zhuǎn)角都應(yīng)為圓角。內(nèi)圓角r =1 4mm，外圓角R =(3 4)r3)確定模鍛工步盤(pán)類（齒輪、法蘭等）：鐓粗制坯+（預(yù)鍛）+終鍛軸類（曲軸、連桿等）：拔or滾or彎制坯+預(yù)鍛+終鍛4)計(jì)算坯料尺寸：根據(jù)鍛件質(zhì)量和加

30、熱、鍛造過(guò)程中的損耗計(jì)算。5)選定模鍛錘噸位：根據(jù)鍛件質(zhì)量查表確定。6)確定鍛造溫度范圍、加熱和冷卻規(guī)范。7)修整工序:即模鍛件成形后提高精度和表面質(zhì)量的工序。切邊：即帶飛邊的模鍛件終鍛后切除飛邊的工序。沖連皮：即帶孔的鍛件經(jīng)終鍛后，沖除孔內(nèi)連皮的工序。校正：即為消除鍛件在鍛后產(chǎn)生的彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形，使之符合鍛件圖技術(shù)要求的工序。熱處理和清理：模鍛件經(jīng)過(guò)修整后，一般還需通過(guò)熱處理和清理。采用正火或退火，細(xì)化晶粒；清理表面缺陷或氧化皮。8)零件結(jié)構(gòu)的模鍛工藝性應(yīng)有合理的分模面，保證鍛件從模膛中取出又利于金屬填充、減少余塊和易于制模。與分模面垂直的非加工面應(yīng)有結(jié)構(gòu)斜度，以利于從模膛中取出鍛件。應(yīng)避

31、免肋的設(shè)置過(guò)密或高寬比過(guò)大，以利于金屬充填模腔。應(yīng)避免腹板過(guò)薄，以減小變形抗力及利于金屬充填模腔。應(yīng)盡量避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。以利于制模和減少余塊。形狀復(fù)雜件宜采用鍛-焊、鍛-螺紋聯(lián)接等組合結(jié)構(gòu)，以簡(jiǎn)化模具和減少余塊。（三）沖壓工藝設(shè)計(jì)沖壓工藝設(shè)計(jì)包括沖裁、彎曲、拉深等工序中的工藝設(shè)計(jì)以及沖壓工序選擇、模具選擇等。 1)沖裁工藝設(shè)計(jì)(1)落料模刃口尺寸:落料件尺寸取決于凹模刃口尺寸，且隨著凹模磨損刃口尺寸會(huì)增大；(2)沖孔模刃口尺寸:由于制件孔的尺寸取決于凸模刃口尺寸,且隨著凸模磨損刃口尺寸會(huì)減少。確定新制凸模、凹模尺寸的基本原則為：落料以凹模為基準(zhǔn)，凹模尺寸接近于落料件的最尺寸，凸模比凹模縮小

32、一個(gè)最小間隙值； 沖孔以凸模為基準(zhǔn)，凸模尺寸接近于沖孔件的最大尺寸，凹模比凸模放大一個(gè)最小間隙值。 2)彎曲工藝設(shè)計(jì)(1)凸模圓角半徑rp：一般情況下，凸模圓角半徑取等于或略小于工件內(nèi)側(cè)圓角半徑r。當(dāng)工件圓角半徑較大時(shí)且精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行回彈計(jì)算。(2)彎曲件毛坯長(zhǎng)度計(jì)算：彎曲件毛坯長(zhǎng)度為彎曲件的直線部分和彎曲部分的中性層長(zhǎng)度之和。3)拉深工藝設(shè)計(jì)（1）拉深間隙Z：即拉深模具中凸模和凹模之間的單邊徑向間隙。（2）凸、凹模直徑：當(dāng)要求拉深件外形正確時(shí)，凹模直徑應(yīng)等于拉深件外徑，凸模直徑為凹模直徑減去間隙值。當(dāng)要求拉深件內(nèi)形正確時(shí)，凸模直徑應(yīng)等于拉深件內(nèi)徑，凹模直徑等于凸模直徑加間隙值。（3）毛坯

33、直徑計(jì)算：毛坯直徑通常是根據(jù)拉深件與坯料表面積相等的原則計(jì)算得出的。（4）拉深次數(shù)確定：當(dāng)拉深件的拉深系數(shù)小于極限拉深系數(shù)時(shí)，須采用多次拉深工藝。4)沖壓工序選擇（1）工序類型的選擇：主要根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸等確定。查表（2）工序順序：主要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和模具類型確定。帶孔平板件采用單工序模時(shí)一般先落料后沖孔，采用連續(xù)模時(shí)則須先沖孔后落料。帶空的彎曲件或拉深件應(yīng)先彎曲或拉深后再?zèng)_孔，以防孔變形。形狀復(fù)雜的彎曲件一般先彎兩端和兩側(cè)，后彎中間部分。5)模具選擇（1）模具類型的選擇：按照沖模完成的工序性質(zhì)可分為沖孔模、落料模、彎曲模、拉深模等，按其工序的組合程度可分為：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模和連續(xù)模

34、三類?？紤]因素：沖壓件的形狀、尺寸、精度要求和生產(chǎn)批量等。單工序模-只能完成一道沖壓工序的沖模。（簡(jiǎn)單模）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，但生產(chǎn)效率低，適于生產(chǎn)小批量、低精度的沖壓件。 連續(xù)模-在沖床一次行程中，（級(jí)進(jìn)模）在模具不同工位上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，復(fù)合模-在沖床的一次行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常用于沖孔與落料、落料與拉深等少量工序的復(fù)合， 適合大批量生產(chǎn)高精度的沖壓件。（2）模具結(jié)構(gòu)的選擇：考慮沖壓件的形狀、尺寸、精度及生產(chǎn)批量等。A,簡(jiǎn)易模：用于新品種試制或小批量生產(chǎn)鑲塊式模；柔性模；低熔點(diǎn)

35、合金模。B,高精度沖模：用于精密沖壓件。6)零件結(jié)構(gòu)的沖壓工藝性(1)沖壓件材料：應(yīng)盡量選用價(jià)格較低的材料，并充分利用邊角余料，以降低材料費(fèi)。(2)沖壓件的精度和表面質(zhì)量：沖壓件的精度要求不應(yīng)超過(guò)沖壓工藝所能達(dá)到的一般精度，以減少制模成本和工序數(shù)。(3)沖壓件的形狀和尺寸A,沖裁件的形狀和尺寸落料件的外形和沖孔件的孔形均應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)稱，落料件形狀還應(yīng)使排樣時(shí)廢料較少。沖裁件的各邊交接處應(yīng)采用圓弧過(guò)渡，以防止模具相應(yīng)部位易于磨損或產(chǎn)生應(yīng)力集中。沖裁件孔徑和孔邊距不得過(guò)小，以防止凸模剛性不足或孔邊沖裂B, 彎曲件的形狀和尺寸彎曲件的形狀：彎曲件的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡量采用V形、Z形等簡(jiǎn)單、對(duì)稱的

36、形狀，以利于制模和減少?gòu)澢螖?shù)。彎曲半徑：彎曲件的彎曲半徑不應(yīng)小于最小彎曲半徑，以防止彎曲處開(kāi)裂：但也不宜過(guò)大，以免因回彈量過(guò)大而使制件精度降低。彎曲邊高度h：彎曲件的彎曲邊不應(yīng)過(guò)短，以利于彎曲成形：不允許增加彎曲邊高度h時(shí)，可在彎曲后再切短或先預(yù)壓工藝槽后再?gòu)澢?。防止孔變形：帶孔工件彎曲時(shí)，孔的位置應(yīng)避開(kāi)變形區(qū)，或在孔附近預(yù)沖工藝孔、槽，以免彎曲時(shí)孔變形。防止撕裂：僅有局部彎曲的工件，應(yīng)在交接處沖孔、以避免產(chǎn)生應(yīng)力集中而撕裂。C,拉深件的形狀和尺寸拉深件形狀：拉深件形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡量采用回轉(zhuǎn)體，尤其是圓筒形，并盡量減少拉深件深度，以利于制模和減少拉深次數(shù)。拉深件轉(zhuǎn)角：拉深件各轉(zhuǎn)角的圓

37、角半徑不宜過(guò)小，以免增加拉深次數(shù)和整形工序?？椎奈恢茫豪罴系目讘?yīng)避開(kāi)轉(zhuǎn)角處，以防止孔變形或利于沖孔。D,采用組合工藝或切口工藝形狀復(fù)雜件和大件可采用沖-焊、沖-鉚接、沖-螺紋聯(lián)接等組合工藝。形狀復(fù)雜件還可采用切口工藝。優(yōu)缺點(diǎn):以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和沖壓工藝，省工省料；但制件的結(jié)構(gòu)剛性較差。7)沖壓工藝設(shè)計(jì)示例(1)零件結(jié)構(gòu)分析(2)沖裁間隙(3)模具刃口尺寸(4)沖壓工序選擇 1)工序類型，2）工序順序。(5)模具類型材料成型技術(shù)基礎(chǔ)第三章:焊接 定義:通過(guò)加熱或加壓,或兩者并用并且使用或不適用填充材料,使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法. 特點(diǎn): (1) 簡(jiǎn)化零件制造 (2) 可實(shí)現(xiàn)不同材料間的焊接