汽車制造工藝及其自動(dòng)化（課堂PPT）

1、.1本課程主要內(nèi)容包括以下四個(gè)章節(jié)本課程主要內(nèi)容包括以下四個(gè)章節(jié)緒論緒論第第4 4章章典型零部件制造與自動(dòng)化技術(shù)（視頻）典型零部件制造與自動(dòng)化技術(shù)（視頻） 第第1 1章章汽車制造工藝技術(shù)汽車制造工藝技術(shù)- -汽車制造七種工藝汽車制造七種工藝 第第2 2章章汽車先進(jìn)制造工藝汽車先進(jìn)制造工藝第第3 3章章汽車制造自動(dòng)化系統(tǒng)汽車制造自動(dòng)化系統(tǒng) 退出退出.2 汽車制造工藝是以汽車制造中的工藝問(wèn)題為研汽車制造工藝是以汽車制造中的工藝問(wèn)題為研究對(duì)象，比較系統(tǒng)的闡述了汽車制造工藝的一些基究對(duì)象，比較系統(tǒng)的闡述了汽車制造工藝的一些基本理論、內(nèi)容以及涉及汽車制造的各種工藝過(guò)程。本理論、內(nèi)容以及涉及汽車制造的各種

2、工藝過(guò)程。 汽車制造工藝過(guò)程包括：鑄造、鍛造、沖壓、汽車制造工藝過(guò)程包括：鑄造、鍛造、沖壓、焊接、電鍍、涂漆以及裝配，講述內(nèi)容時(shí)我們主要焊接、電鍍、涂漆以及裝配，講述內(nèi)容時(shí)我們主要突出其工藝工程，而不關(guān)注其工藝設(shè)計(jì)以及工藝實(shí)突出其工藝工程，而不關(guān)注其工藝設(shè)計(jì)以及工藝實(shí)現(xiàn)時(shí)要求和工藝質(zhì)量控制，力求突出汽車制造的特現(xiàn)時(shí)要求和工藝質(zhì)量控制，力求突出汽車制造的特點(diǎn)。點(diǎn)。 比如電鍍鋅工藝：堿水脫脂比如電鍍鋅工藝：堿水脫脂-水洗水洗-堿洗堿洗-水洗水洗-電解脫脂電解脫脂-水洗水洗-堿水洗堿水洗-鍍鋅鍍鋅-水洗水洗-鈍化處理鈍化處理-水洗水洗-熱水洗，我們只說(shuō)明電鍍的分類、特點(diǎn)、其制造工熱水洗，我們只說(shuō)明電

3、鍍的分類、特點(diǎn)、其制造工序和工序的注意事項(xiàng)以及檢驗(yàn)方法，不關(guān)注具體每序和工序的注意事項(xiàng)以及檢驗(yàn)方法，不關(guān)注具體每種工許如何實(shí)現(xiàn)。種工許如何實(shí)現(xiàn)。緒論緒論返回返回.3 傳統(tǒng)制造技術(shù)吸收計(jì)算機(jī)、信息、自動(dòng)化、新材傳統(tǒng)制造技術(shù)吸收計(jì)算機(jī)、信息、自動(dòng)化、新材料和現(xiàn)代管理技術(shù)，并綜合應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、料和現(xiàn)代管理技術(shù)，并綜合應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、市場(chǎng)開發(fā)和售后服務(wù)，并取得社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、管理、市場(chǎng)開發(fā)和售后服務(wù)，并取得社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的綜合技術(shù)。效益的綜合技術(shù)。 生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式以及生產(chǎn)設(shè)備都生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式以及生產(chǎn)設(shè)備都有關(guān)系，汽車先進(jìn)制造工藝：有關(guān)系，汽車先進(jìn)制造工

4、藝：緒論緒論 返回返回.4 制造自動(dòng)化是人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)活動(dòng)中不斷追制造自動(dòng)化是人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)活動(dòng)中不斷追求的目標(biāo)。在計(jì)算機(jī)用于自動(dòng)化之前，自動(dòng)化的功求的目標(biāo)。在計(jì)算機(jī)用于自動(dòng)化之前，自動(dòng)化的功能目標(biāo)是以省力為主要目的，以代替人的體力勞動(dòng)。能目標(biāo)是以省力為主要目的，以代替人的體力勞動(dòng)。隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)作為自動(dòng)化技術(shù)的重要手段，使自動(dòng)化的視野大大作為自動(dòng)化技術(shù)的重要手段，使自動(dòng)化的視野大大擴(kuò)展，自動(dòng)化的功能目標(biāo)不再僅僅是代替人的體力擴(kuò)展，自動(dòng)化的功能目標(biāo)不再僅僅是代替人的體力勞動(dòng)，而且還須代替人的部分腦力勞動(dòng)。勞動(dòng)，而且還

5、須代替人的部分腦力勞動(dòng)。緒論緒論 促使制造業(yè)逐漸由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型促使制造業(yè)逐漸由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型和知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。制造自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)發(fā)和知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。制造自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家科技水平的高低。采展的重要標(biāo)志，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家科技水平的高低。采用制造自動(dòng)化技術(shù)不僅顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、大幅用制造自動(dòng)化技術(shù)不僅顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益，還有效地改善勞動(dòng)度提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益，還有效地改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)者的素質(zhì)、有利于產(chǎn)品更新、帶動(dòng)相條件、提高勞動(dòng)者的素質(zhì)、有利于產(chǎn)品更新、帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，大大提高

6、企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。關(guān)技術(shù)的發(fā)展，大大提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。.5 廣義廣義制造自動(dòng)化則包含了產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、企制造自動(dòng)化則包含了產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、企業(yè)管理自動(dòng)化、加工過(guò)程自動(dòng)化和質(zhì)量控制自動(dòng)化等業(yè)管理自動(dòng)化、加工過(guò)程自動(dòng)化和質(zhì)量控制自動(dòng)化等產(chǎn)品制造全過(guò)程以及各個(gè)環(huán)節(jié)綜合集成自動(dòng)化，以使產(chǎn)品制造全過(guò)程以及各個(gè)環(huán)節(jié)綜合集成自動(dòng)化，以使產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時(shí)、潔凈的產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時(shí)、潔凈的目標(biāo)。目標(biāo)。 緒論緒論 狹義狹義制造自動(dòng)化的含義是生產(chǎn)車間內(nèi)產(chǎn)品的制造自動(dòng)化的含義是生產(chǎn)車間內(nèi)產(chǎn)品的機(jī)械加工和裝配檢驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)化，包括切削加工自機(jī)械加工和裝配檢驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)化

7、，包括切削加工自動(dòng)化、工件裝卸自動(dòng)化、工件儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化、零件與產(chǎn)動(dòng)化、工件裝卸自動(dòng)化、工件儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化、零件與產(chǎn)品清潔及檢驗(yàn)自動(dòng)化、斷屑與排屑自動(dòng)化、裝配自動(dòng)品清潔及檢驗(yàn)自動(dòng)化、斷屑與排屑自動(dòng)化、裝配自動(dòng)化、機(jī)器故障診斷自動(dòng)化等?；C(jī)器故障診斷自動(dòng)化等。.6 主要講狹義的自動(dòng)化主要講狹義的自動(dòng)化機(jī)械加工過(guò)程以及與此機(jī)械加工過(guò)程以及與此關(guān)系緊密的物料儲(chǔ)運(yùn)、質(zhì)量控制、裝配等過(guò)程。關(guān)系緊密的物料儲(chǔ)運(yùn)、質(zhì)量控制、裝配等過(guò)程。緒論緒論 1、加工設(shè)備自動(dòng)化、加工設(shè)備自動(dòng)化 2、物流自動(dòng)化、物流自動(dòng)化 3、刀具自動(dòng)化、刀具自動(dòng)化 4、裝配自動(dòng)化、裝配自動(dòng)化 5、檢測(cè)自動(dòng)化、檢測(cè)自動(dòng)化返回返回.71. 1. 機(jī)

8、械制造工藝的定義機(jī)械制造工藝的定義鑄造鑄造1.1 1.1 概述概述機(jī)械制造工藝是將各種原材料通過(guò)改變其形狀、機(jī)械制造工藝是將各種原材料通過(guò)改變其形狀、尺寸、性能或相對(duì)位置，使之成為成品或半成品的方尺寸、性能或相對(duì)位置，使之成為成品或半成品的方法和過(guò)程。機(jī)械制造工藝是機(jī)械制造業(yè)的一項(xiàng)重要基法和過(guò)程。機(jī)械制造工藝是機(jī)械制造業(yè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)技術(shù)。礎(chǔ)技術(shù)。機(jī)械制造工藝流程是由原材料和能源的提供、毛機(jī)械制造工藝流程是由原材料和能源的提供、毛坯和零件成形、機(jī)械加工、材料改性與處理、裝配與坯和零件成形、機(jī)械加工、材料改性與處理、裝配與包裝、質(zhì)量檢測(cè)與控制等多個(gè)工藝環(huán)節(jié)組成。包裝、質(zhì)量檢測(cè)與控制等多個(gè)工藝環(huán)節(jié)

9、組成。.8機(jī)械制造工藝按其功能的不同可分為三個(gè)階段：機(jī)械制造工藝按其功能的不同可分為三個(gè)階段：零件毛坯的成形準(zhǔn)備階段，包括原材料切割、零件毛坯的成形準(zhǔn)備階段，包括原材料切割、焊接、鑄造、鍛壓加工成形等；焊接、鑄造、鍛壓加工成形等；機(jī)械切削加工階段，包括車削、鉆削、銑削、機(jī)械切削加工階段，包括車削、鉆削、銑削、刨削、鏜削、磨削加工等；刨削、鏜削、磨削加工等；表面改性處理階段，包括熱處理、電鍍、化學(xué)表面改性處理階段，包括熱處理、電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、涂裝等。鍍、熱噴涂、涂裝等。鑄造鑄造在現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，上述階段的劃分逐漸變?cè)诂F(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，上述階段的劃分逐漸變得模糊、交叉，甚至合而為一得模

10、糊、交叉，甚至合而為一. .3/5/2022.92 2、鑄造定義、鑄造定義鑄造鑄造 鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成型方法。鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成型方法。熔煉金屬熔煉金屬鑄鑄 型型1) 是機(jī)械零件毛坯或成品零件熱加工的一種重要工藝方法。是機(jī)械零件毛坯或成品零件熱加工的一種重要工藝方法。2) 用鑄造方法制造的毛坯或零件稱為鑄件。用鑄造方法制造的毛坯或零件稱為鑄件。3) 普通鑄件尺寸精度不高、表面粗糙，須切削加工才成為零件普通鑄件尺寸精度不高、表面粗糙，須切削加工才成為零件是制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)金

11、屬件的最靈活、最經(jīng)濟(jì)的成形方法，是目是制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬件的最靈活、最經(jīng)濟(jì)的成形方法，是目前零件毛坯生產(chǎn)的主要方法。前零件毛坯生產(chǎn)的主要方法。.103 3、鑄造優(yōu)缺點(diǎn)、鑄造優(yōu)缺點(diǎn) 鑄造鑄造優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1）可以生產(chǎn)出形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零）可以生產(chǎn)出形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零 件毛坯，如各種箱體、床身、機(jī)架等。件毛坯，如各種箱體、床身、機(jī)架等。2 2）鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)性廣，工藝靈活性大。工業(yè)上常）鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)性廣，工藝靈活性大。工業(yè)上常 用的金屬材料均可用來(lái)進(jìn)行鑄造，鑄件的重量可用的金屬材料均可用來(lái)進(jìn)行鑄造，鑄件的重量可 由幾克到幾百噸，壁厚可由由幾克到幾百噸，壁厚可由0.5

12、mm0.5mm到到1m1m左右。左右。3 3）鑄造用原材料大都來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，并可直）鑄造用原材料大都來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，并可直 接利用廢機(jī)件，故鑄件成本較低接利用廢機(jī)件，故鑄件成本較低。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮 松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學(xué)性能，特別松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學(xué)性能，特別 是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。2 2）鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。）鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。.11機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)器機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)器機(jī)機(jī) 械械 類類 別別風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)拖拉機(jī)拖拉機(jī)

13、農(nóng)業(yè)機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械汽車汽車 %709060 8050 70 40 7020 30 各類機(jī)械工業(yè)中鑄件重量比各類機(jī)械工業(yè)中鑄件重量比一般機(jī)器設(shè)備一般機(jī)器設(shè)備45 904 4、應(yīng)用、應(yīng)用 鑄造鑄造.12汽缸體、汽缸蓋、曲軸、凸輪軸汽缸體、汽缸蓋、曲軸、凸輪軸 汽車典型鑄件舉例汽車典型鑄件舉例部件部件變速器變速器發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)離合器離合器制動(dòng)器制動(dòng)器零件名稱零件名稱撥叉、變速器殼撥叉、變速器殼離合器盤離合器盤制動(dòng)鼓、制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗制動(dòng)鼓、制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗鑄造鑄造.13鑄造鑄造.141.2 1.2 鑄造方式鑄造方式鑄造鑄造1.1.砂型鑄造砂型鑄造 用型砂緊實(shí)成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型用型砂緊實(shí)成型的鑄

14、造方法稱為砂型鑄造。砂型鑄造是應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法，其主要工序包括：鑄造是應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法，其主要工序包括：制造模樣，制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、制造模樣，制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理與檢驗(yàn)等。澆注、落砂、清理與檢驗(yàn)等。 砂型在取出鑄件后便損壞，故稱為一次鑄型。砂砂型在取出鑄件后便損壞，故稱為一次鑄型。砂型澆注的鑄件約占鑄件總產(chǎn)量的型澆注的鑄件約占鑄件總產(chǎn)量的9090左右。左右。 1) 1) 手工造型手工造型手工造型是全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序手工造型是全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序 砂型不同：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地砂型不同

15、：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型、組芯造型坑造型、組芯造型.15特點(diǎn)：操作靈活、適應(yīng)性廣、工藝裝備簡(jiǎn)單、成本低，特點(diǎn)：操作靈活、適應(yīng)性廣、工藝裝備簡(jiǎn)單、成本低，但其鑄件質(zhì)量差、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)水平但其鑄件質(zhì)量差、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)水平要求高要求高模樣不同：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造模樣不同：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、刮板造型。型、活塊造型、刮板造型。 2) 2) 機(jī)器造型機(jī)器造型 機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。作的造型工序。 造型方法有：壓實(shí)緊實(shí)、高壓緊實(shí)、震擊緊實(shí)、

16、震造型方法有：壓實(shí)緊實(shí)、高壓緊實(shí)、震擊緊實(shí)、震壓緊實(shí)、微震緊實(shí)、拋砂緊實(shí)、射壓緊實(shí)、射砂緊實(shí)。壓緊實(shí)、微震緊實(shí)、拋砂緊實(shí)、射壓緊實(shí)、射砂緊實(shí)。 特點(diǎn)：鑄件尺寸精確、表面質(zhì)量好、加工余量小，但特點(diǎn)：鑄件尺寸精確、表面質(zhì)量好、加工余量小，但需要專用設(shè)備，投資較大，適合大批量生產(chǎn)。需要專用設(shè)備，投資較大，適合大批量生產(chǎn)。鑄造鑄造.162.2.特種鑄造特種鑄造 分類：熔模鑄造、消失模（實(shí)型）鑄造、金屬型鑄分類：熔模鑄造、消失模（實(shí)型）鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、電造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、電磁鑄造、爆炸成型等。磁鑄造、爆炸成型等。鑄造鑄造 以金屬模取

17、代砂型模，可使鑄件尺寸精確，表面光以金屬模取代砂型模，可使鑄件尺寸精確，表面光潔，內(nèi)部致密，鑄件可實(shí)少切削或無(wú)切削加工。潔，內(nèi)部致密，鑄件可實(shí)少切削或無(wú)切削加工。 每一種特種鑄造方法都有其自身的特點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合都每一種特種鑄造方法都有其自身的特點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合都有一定的局限性，一般僅適用于中小型鑄件的生產(chǎn)，除熔有一定的局限性，一般僅適用于中小型鑄件的生產(chǎn)，除熔模鑄造適用于鑄鋼件外，大多數(shù)特種鑄造方法僅局限于有模鑄造適用于鑄鋼件外，大多數(shù)特種鑄造方法僅局限于有色合金鑄件。色合金鑄件。.173 3清潔清潔( (綠色綠色) )鑄造技術(shù)鑄造技術(shù) 清潔鑄造技術(shù)的主要內(nèi)容有：清潔鑄造技術(shù)的主要內(nèi)容有：1)1)采

18、用潔凈的能源采用潔凈的能源: :如以鑄造焦代替冶金焦；以少粉如以鑄造焦代替冶金焦；以少粉塵、少熔渣的感應(yīng)電爐熔化代替沖天爐熔化，以減輕在塵、少熔渣的感應(yīng)電爐熔化代替沖天爐熔化，以減輕在熔煉過(guò)程對(duì)空氣的污染。熔煉過(guò)程對(duì)空氣的污染。2)2)采用無(wú)砂和少砂的特種鑄造工藝采用無(wú)砂和少砂的特種鑄造工藝: :如壓力鑄造、金如壓力鑄造、金屬型鑄造、金屬型覆砂鑄造、擠壓鑄造等，改善操作者屬型鑄造、金屬型覆砂鑄造、擠壓鑄造等，改善操作者工作環(huán)境。工作環(huán)境。3)3)使用清潔無(wú)毒的工藝材料使用清潔無(wú)毒的工藝材料: :如研究使用無(wú)毒無(wú)味的如研究使用無(wú)毒無(wú)味的變質(zhì)劑、精煉劑、粘結(jié)劑，用濕型砂無(wú)毒無(wú)污染粉料光變質(zhì)劑、精煉

19、劑、粘結(jié)劑，用濕型砂無(wú)毒無(wú)污染粉料光潔劑代替煤粉等。潔劑代替煤粉等。鑄造鑄造.184)4)采用高潰散性型砂工藝采用高潰散性型砂工藝: :如樹脂砂、改性酯硬化水玻璃砂工藝。如樹脂砂、改性酯硬化水玻璃砂工藝。5)5)研究開發(fā)多種廢棄物的再生和綜合利用技術(shù)研究開發(fā)多種廢棄物的再生和綜合利用技術(shù): :如鑄造舊砂的再生回收技術(shù)、熔煉爐渣的處理和綜如鑄造舊砂的再生回收技術(shù)、熔煉爐渣的處理和綜合利用技術(shù)。合利用技術(shù)。6)6)研制開發(fā)鑄造機(jī)器人或機(jī)械手研制開發(fā)鑄造機(jī)器人或機(jī)械手: :以代替工人在惡劣條件下工作。以代替工人在惡劣條件下工作。 鑄造鑄造.191.3 1.3 鑄造工藝鑄造工藝 鑄造工藝主要包括鑄造工

20、藝主要包括: :造型與制芯、熔化、鑄造、造型與制芯、熔化、鑄造、熱處理、落砂處理；實(shí)際加工中，從實(shí)際用途出發(fā)，熱處理、落砂處理；實(shí)際加工中，從實(shí)際用途出發(fā)，注意汽車鑄件的質(zhì)量，對(duì)鑄造工藝的特殊要求。注意汽車鑄件的質(zhì)量，對(duì)鑄造工藝的特殊要求。 2 2、汽車鑄件的質(zhì)量要求、汽車鑄件的質(zhì)量要求 鑄件形狀復(fù)雜、尺寸精度高、采用薄壁鑄件、材鑄件形狀復(fù)雜、尺寸精度高、采用薄壁鑄件、材質(zhì)穩(wěn)定、要求足夠的耐壓性和抗壓性。質(zhì)穩(wěn)定、要求足夠的耐壓性和抗壓性。 3 3、鑄造技術(shù)、鑄造技術(shù) 造型技術(shù)、熔煉技術(shù)、材質(zhì)選擇以及鑄造方法上造型技術(shù)、熔煉技術(shù)、材質(zhì)選擇以及鑄造方法上進(jìn)行特殊處理。進(jìn)行特殊處理。鑄造鑄造 1 1

21、、鑄件工藝性要求、鑄件工藝性要求 鑄件結(jié)構(gòu)的合理性、對(duì)鑄造方法要有適應(yīng)性鑄件結(jié)構(gòu)的合理性、對(duì)鑄造方法要有適應(yīng)性.201) 1) 鑄件應(yīng)有合理的壁厚鑄件應(yīng)有合理的壁厚2) 2) 鑄件壁厚應(yīng)力求均勻鑄件壁厚應(yīng)力求均勻1 1、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性3) 3) 鑄件壁的聯(lián)接形式要合理鑄件壁的聯(lián)接形式要合理4) 4) 盡量避免過(guò)大的水平面盡量避免過(guò)大的水平面5) 5) 避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形2 2、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性 1) 1) 鑄件的外形設(shè)計(jì)：少的分型面、盡量使分型面鑄件的外形設(shè)計(jì)：少的分型面、盡量使分型面垂直、避免外部側(cè)凹、結(jié)構(gòu)上

22、要有斜度垂直、避免外部側(cè)凹、結(jié)構(gòu)上要有斜度 2) 2) 鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)：少用型芯、型芯安放穩(wěn)固、鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)：少用型芯、型芯安放穩(wěn)固、排氣容易、清砂方便、避免封閉空腔排氣容易、清砂方便、避免封閉空腔鑄造鑄造返回返回.21造型技術(shù)：造型技術(shù)：可通過(guò)真空吸砂、氣流吹砂、氣動(dòng)壓實(shí)、可通過(guò)真空吸砂、氣流吹砂、氣動(dòng)壓實(shí)、液動(dòng)擠壓和氣沖等工藝手段獲得高緊實(shí)率鑄型（或高液動(dòng)擠壓和氣沖等工藝手段獲得高緊實(shí)率鑄型（或高速高壓造型機(jī)）速高壓造型機(jī)）熔化技術(shù)：熔化技術(shù)：采用感應(yīng)爐，或者沖天爐與低頻感應(yīng)爐相采用感應(yīng)爐，或者沖天爐與低頻感應(yīng)爐相結(jié)合的雙聯(lián)熔化方式。結(jié)合的雙聯(lián)熔化方式。鑄造技術(shù)：鑄造技術(shù)：結(jié)合材料、應(yīng)用

23、場(chǎng)合、生產(chǎn)規(guī)模以及各種結(jié)合材料、應(yīng)用場(chǎng)合、生產(chǎn)規(guī)模以及各種鑄造方法本身的特點(diǎn)，選用合適的鑄造技術(shù)。鑄造方法本身的特點(diǎn)，選用合適的鑄造技術(shù)。鑄造鑄造.22鑄造鑄造 砂型鑄造基本工藝過(guò)程砂型鑄造基本工藝過(guò)程零件圖零件圖鑄造工藝圖鑄造工藝圖模樣圖、芯盒圖、鑄型裝配圖模樣圖、芯盒圖、鑄型裝配圖制造模樣及芯盒制造模樣及芯盒混制芯砂混制芯砂預(yù)處理造型材料預(yù)處理造型材料混制型砂混制型砂造型造型制芯制芯準(zhǔn)備準(zhǔn)備爐料爐料熔煉熔煉金屬金屬澆注澆注化驗(yàn)化驗(yàn)落砂、清理落砂、清理檢驗(yàn)檢驗(yàn)熱處理或熱處理或防銹處理防銹處理合格鑄件合格鑄件合型合型烘干鑄型烘干鑄型烘干芯子烘干芯子.23熔模鑄造基本工藝過(guò)程熔模鑄造基本工藝過(guò)程

24、.241.4 1.4 質(zhì)量控制質(zhì)量控制1 1、影響鑄件質(zhì)量的主要因素、影響鑄件質(zhì)量的主要因素鑄造鑄造 鑄造方案、造型、熔化、澆注、后處理鑄造方案、造型、熔化、澆注、后處理等每一個(gè)過(guò)程都可能影響到鑄件的質(zhì)量等每一個(gè)過(guò)程都可能影響到鑄件的質(zhì)量 1 1）鑄造方案是影響鑄造缺陷和經(jīng)濟(jì)性）鑄造方案是影響鑄造缺陷和經(jīng)濟(jì)性的重要因素，根據(jù)材料、壁厚、形狀、鑄造方的重要因素，根據(jù)材料、壁厚、形狀、鑄造方法選擇；法選擇；2 2、控制因素、控制因素 2 2）型砂配比、砂粒度對(duì)鑄件的尺寸精度）型砂配比、砂粒度對(duì)鑄件的尺寸精度和表面粗糙度有重要影響；和表面粗糙度有重要影響； 3 3）砂型硬度和含水量與氣孔和縮孔有密）

25、砂型硬度和含水量與氣孔和縮孔有密切影響；切影響；.25 4 4）熔化與澆注條件、鐵水成分也是影響）熔化與澆注條件、鐵水成分也是影響鑄件質(zhì)量的重要因素；鑄件質(zhì)量的重要因素；3 3、質(zhì)量控制、質(zhì)量控制1 1）外觀檢查）外觀檢查2 2）尺寸檢查）尺寸檢查3 3）材料檢查）材料檢查4 4）耐壓防漏檢查）耐壓防漏檢查5 5）無(wú)損探傷檢查）無(wú)損探傷檢查.26兩箱造型兩箱造型最基本的造型方法，鑄型由成對(duì)的上型和下型構(gòu)成，操作最基本的造型方法，鑄型由成對(duì)的上型和下型構(gòu)成，操作簡(jiǎn)單。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。簡(jiǎn)單。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。.27三箱造型三箱造型由上、中、下三型構(gòu)成。中型高度

26、需與鑄件由上、中、下三型構(gòu)成。中型高度需與鑄件兩個(gè)分型面的兩個(gè)分型面的間距間距相適應(yīng)。三箱造型操作費(fèi)工，主要適用于具有兩個(gè)分型面相適應(yīng)。三箱造型操作費(fèi)工，主要適用于具有兩個(gè)分型面的單件、小批生產(chǎn)的鑄件。的單件、小批生產(chǎn)的鑄件。.28利用車間地面砂床作為鑄型的下箱。利用車間地面砂床作為鑄型的下箱。大鑄件需在砂床下面鋪焦炭，埋上出氣管，以便澆注時(shí)引氣。大鑄件需在砂床下面鋪焦炭，埋上出氣管，以便澆注時(shí)引氣。地坑造型僅用或不用上箱即可造型，減少了造砂箱的費(fèi)用和時(shí)地坑造型僅用或不用上箱即可造型，減少了造砂箱的費(fèi)用和時(shí)間，但造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，要求工人技術(shù)水平高。間，但造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，要求工人技術(shù)水平

27、高。適用于砂箱不足，或生產(chǎn)要求不高的中、大型鑄件。適用于砂箱不足，或生產(chǎn)要求不高的中、大型鑄件。 地坑造型地坑造型.29 組芯造型組芯造型（殼型鑄造）（殼型鑄造） 是用若干塊砂芯組合成鑄型，而無(wú)需砂箱。可提高鑄件是用若干塊砂芯組合成鑄型，而無(wú)需砂箱。可提高鑄件的精度，但成本高。適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。的精度，但成本高。適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。 .30 模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷。適用于鑄件最大型內(nèi)，其造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端，且為平面的鑄件

28、。截面在一端，且為平面的鑄件。整模造型整模造型.31挖砂造型挖砂造型 整體模樣，分型面為曲面。為便于起模，造型時(shí)用手工挖整體模樣，分型面為曲面。為便于起模，造型時(shí)用手工挖去阻礙起模的型砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要去阻礙起模的型砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。求高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。 .32分模造型分模造型 將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)，造型簡(jiǎn)單省工。常用于最大截面在中部的鑄件。箱內(nèi)，造型簡(jiǎn)單省工。常用于最大截面在中部的鑄件。.33刮板造

29、型刮板造型 用刮板代替實(shí)體模樣造型，降低模樣成本，節(jié)約木材，用刮板代替實(shí)體模樣造型，降低模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。縮短生產(chǎn)周期。生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。 用于有等截面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生用于有等截面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)，如帶輪、鑄管、彎頭等。產(chǎn)，如帶輪、鑄管、彎頭等。鑄造鑄造返回返回.34熔模鑄造的主要特點(diǎn)及適用范圍熔模鑄造的主要特點(diǎn)及適用范圍1 1）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，尺寸公差等級(jí)可達(dá)）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT14-IT11IT14-IT11，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa值可達(dá)值可達(dá)1

30、2.5mm-1.6mm12.5mm-1.6mm。2 2）適用于各種合金鑄件。）適用于各種合金鑄件。3 3）可制造形狀較復(fù)雜的鑄件，鑄出孔的最小直徑為）可制造形狀較復(fù)雜的鑄件，鑄出孔的最小直徑為0.5mm0.5mm，最小壁厚可達(dá)，最小壁厚可達(dá)0.3mm0.3mm。4 4）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制造費(fèi)用和消耗）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制造費(fèi)用和消耗的材料費(fèi)用較高，多用于小型零件（從幾十克到的材料費(fèi)用較高，多用于小型零件（從幾十克到幾千克），一般不超過(guò)幾千克），一般不超過(guò)25kg25kg。.35金屬型鑄造金屬型鑄造概念：把液體金屬澆入用金屬制成的鑄型內(nèi)，而獲把液體金屬澆入用金屬制成的鑄型內(nèi)

31、，而獲得鑄件的方法稱為金屬型鑄造。由于金屬型可重得鑄件的方法稱為金屬型鑄造。由于金屬型可重復(fù)使用，故又稱為永久型。復(fù)使用，故又稱為永久型。為保證使用壽命，制造金屬型的材料具備如下的性能：高的耐熱性和導(dǎo)熱性，反復(fù)受熱不變形，不破壞；一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性；好的切削加工性能。 金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。.36金屬型鑄造的工藝過(guò)程：金屬型鑄造的工藝過(guò)程： 金屬型預(yù)熱：預(yù)熱溫度通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，一般不低于150。 刷涂料：金屬型表面應(yīng)噴刷一層耐火涂料（厚0.30.4mm），以保護(hù)型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。 澆注：金屬型的導(dǎo)熱能力強(qiáng)，澆

32、注溫度應(yīng)比砂型鑄造高2030。鋁合金680740，鑄鐵13001370，錫青銅11001150，薄壁小件取上限，厚壁大件取下限。 開型時(shí)間：要根據(jù)不同的鑄件選用合適的開型時(shí)間，具體數(shù)值需通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。.37金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍1）金屬型鑄件冷卻快，組織致密，力學(xué)性能高。2）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高3）澆冒口尺寸較小，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約1530%。4）不用砂或少用砂。主要缺點(diǎn)：金屬型無(wú)透氣和退讓性，鑄件冷卻速度大，容易產(chǎn)生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。應(yīng)用范圍：大批量生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的有色金屬鑄件，如鋁活塞、汽缸體、汽缸蓋、泵體、水泵葉輪、銅合金軸瓦、軸套等。

33、.38金屬型鑄造金相組織.39金屬型示意圖.40壓力鑄造壓力鑄造概念：概念：將熔融金屬液在高壓下快速壓入鑄型，并在壓力凝將熔融金屬液在高壓下快速壓入鑄型，并在壓力凝固，而獲得鑄件的方法稱為壓力鑄造，簡(jiǎn)稱壓鑄。固，而獲得鑄件的方法稱為壓力鑄造，簡(jiǎn)稱壓鑄。常用壓射壓力為常用壓射壓力為51500MPa51500MPa，充填速度約，充填速度約550m/s550m/s，充充填時(shí)間很短，約填時(shí)間很短，約0.010.010.2s0.2s。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：主要用于大批量生產(chǎn)低熔點(diǎn)的有色合金（如鋁、鎂、主要用于大批量生產(chǎn)低熔點(diǎn)的有色合金（如鋁、鎂、鋅合金）中、小型鑄件，在汽車、航空、儀表、鋅合金）中、小型鑄

34、件，在汽車、航空、儀表、電子電器等部門獲得廣泛應(yīng)用電子電器等部門獲得廣泛應(yīng)用。.41壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)：壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)：1 1）壓鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好，尺寸公差等級(jí)）壓鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好，尺寸公差等級(jí)可達(dá)可達(dá)CT47CT47，表面粗糙度達(dá)，表面粗糙度達(dá)Ra1.612.5mRa1.612.5m，有時(shí)可，有時(shí)可達(dá)達(dá)0.8m0.8m，一般不需機(jī)加工即可直接使用。，一般不需機(jī)加工即可直接使用。2 2）壓力鑄造在快速、高壓下成型，可壓鑄出形狀復(fù)）壓力鑄造在快速、高壓下成型，可壓鑄出形狀復(fù)雜、輪廓清晰的薄壁精密鑄件，鋁合金鑄件最小壁雜、輪廓清晰的薄壁精密鑄件，鋁合金鑄件最小壁厚可達(dá)厚可達(dá)0.5

35、mm0.5 mm，最小孔徑，最小孔徑0.7 mm0.7 mm。3 3）鑄件組織致密，力學(xué)性能好，其抗拉強(qiáng)度比砂型）鑄件組織致密，力學(xué)性能好，其抗拉強(qiáng)度比砂型鑄件提高鑄件提高2540%2540%，但伸長(zhǎng)率有所降低。，但伸長(zhǎng)率有所降低。4 4）生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件好。）生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件好。.42壓力鑄造的缺點(diǎn)壓力鑄造的缺點(diǎn)1 1）壓鑄時(shí)，高速液流會(huì)包住大量空氣，凝固后在鑄）壓鑄時(shí)，高速液流會(huì)包住大量空氣，凝固后在鑄件表皮下形成許多氣孔，故壓鑄件不宜進(jìn)行較多件表皮下形成許多氣孔，故壓鑄件不宜進(jìn)行較多余量的切削加工，以免氣孔外露。余量的切削加工，以免氣孔外露。2 2）壓鑄黑色金屬時(shí)，壓鑄型壽命很低，困

36、難較大。）壓鑄黑色金屬時(shí)，壓鑄型壽命很低，困難較大。3 3）設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。）設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。.43壓力鑄機(jī)分類 按照壓室是否浸入坩堝爐中分為： 熱室壓鑄機(jī)和冷室式壓鑄機(jī) 冷室式壓鑄機(jī)按照壓射活塞工作方式分為： 立式和臥式壓鑄機(jī)； 立式也有熱室和冷室.44熱室和冷室.45臥式壓鑄原理.46離心鑄造離心鑄造名詞解釋：名詞解釋： 是將液體金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在是將液體金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下凝固成形的鑄造方法。離心力作用下凝固成形的鑄造方法。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 廣泛用于生產(chǎn)管、套類鑄件，如鑄鐵管、銅套、廣泛用于生產(chǎn)管、套類鑄件，如鑄鐵管、銅套

37、、汽缸套、雙金屬軋輥、滾筒、耐熱鋼管道、特殊鋼汽缸套、雙金屬軋輥、滾筒、耐熱鋼管道、特殊鋼無(wú)縫鋼管毛坯等。無(wú)縫鋼管毛坯等。.47離心鑄造的特點(diǎn)離心鑄造的特點(diǎn)1 1）鑄件在離心力作用下結(jié)晶，組織致密，無(wú)縮孔、）鑄件在離心力作用下結(jié)晶，組織致密，無(wú)縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷，力學(xué)性能好。縮松、氣孔、夾渣等缺陷，力學(xué)性能好。2 2）鑄造圓形中空鑄件時(shí)，可省去型芯和澆注系統(tǒng)，）鑄造圓形中空鑄件時(shí)，可省去型芯和澆注系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)約了金屬。簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)約了金屬。3 3）便于制造雙金屬鑄件，如鋼套鑲鑄銅襯，其結(jié)合）便于制造雙金屬鑄件，如鋼套鑲鑄銅襯，其結(jié)合面牢固、耐磨，可節(jié)約銅合金。面牢固、耐磨，

38、可節(jié)約銅合金。4 4）離心鑄造內(nèi)表面粗糙，尺寸不易控制，需要增加）離心鑄造內(nèi)表面粗糙，尺寸不易控制，需要增加加工余量來(lái)保證鑄件質(zhì)量，且不適宜生產(chǎn)易偏析的加工余量來(lái)保證鑄件質(zhì)量，且不適宜生產(chǎn)易偏析的合金。合金。.48離心鑄造示意圖離心鑄造示意圖a)立式離心鑄造立式離心鑄造 b)立式離心澆注成形鑄件立式離心澆注成形鑄件 c)臥式離心鑄造臥式離心鑄造1，16澆包澆包 2，14鑄型鑄型 3，13液體金屬液體金屬 4帶輪和帶帶輪和帶 5旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸 6鑄件鑄件 7電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 8澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng) 9型腔型腔 10型芯型芯 11上型上型 12下型下型 15澆注槽澆注槽 17端蓋端蓋.49陶瓷型鑄造是指用陶

39、瓷質(zhì)耐火材料制成鑄型而獲得鑄件的方法。是指用陶瓷質(zhì)耐火材料制成鑄型而獲得鑄件的方法。 特點(diǎn)：陶瓷型的材料與熔模鑄造的殼型相似，鑄件精度和表面質(zhì)量與熔模鑄造相當(dāng)； 適合于高熔點(diǎn)、難加工材料的鑄造； 與熔模鑄造相比，鑄件大小 基本不受限制，工藝簡(jiǎn)單、投資少、生產(chǎn)周期短。 缺點(diǎn)：陶瓷型鑄造原材料價(jià)格貴，不適宜于鑄造大批量、形狀復(fù)雜的鑄件，且生產(chǎn)工藝過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化和機(jī)械化。 應(yīng)用：適于制造小批量、較大尺寸精密鑄件，多用于模具的生產(chǎn)（如金屬型、壓鑄模、塑料模、鍛模等），還用于生產(chǎn)噴嘴、閥體、齒輪、鉆探用鉆頭、開鑿隧道用刀具等。 .50陶瓷型鑄造工藝過(guò)程工藝過(guò)程（a）模樣 （b）砂套造型 （c）灌槳

40、 （d）噴燒 （e）合型 （f)鑄件.51陶瓷型鑄造工藝過(guò)程工藝過(guò)程.52實(shí)型鑄造實(shí)型鑄造EPC（Expendable Pattern Casting）又稱消失模鑄造。是用泡沫塑料代替木模和金屬模又稱消失模鑄造。是用泡沫塑料代替木模和金屬模樣，造型后不取出模樣，當(dāng)澆入高溫金屬液時(shí)泡沫樣，造型后不取出模樣，當(dāng)澆入高溫金屬液時(shí)泡沫塑料模樣氣化消失，金屬液填充模樣的位置，冷卻塑料模樣氣化消失，金屬液填充模樣的位置，冷卻凝固后獲得鑄件的方法。凝固后獲得鑄件的方法。.53實(shí)型鑄造工藝過(guò)程實(shí)型鑄造工藝過(guò)程.54實(shí)型鑄造特點(diǎn) 不用起模、不用型芯、不合型，簡(jiǎn)化了造型工藝，并減少了由制芯、取模、合型引起的鑄造缺

41、陷及廢品；干砂造型，砂處理系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，落砂容易，改善勞動(dòng)條件； 不分型，鑄件無(wú)飛翅毛刺，使清理打磨工作量減少 50%以上。缺點(diǎn)： 消失模氣化造成空氣污染； 泡沫模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，產(chǎn)品要有相當(dāng)批量才有經(jīng)濟(jì)效益； 生產(chǎn)大尺寸鑄件時(shí)，由于模樣易變形，須采取防變形措施。 .55實(shí)型鑄造應(yīng)用范圍實(shí)型鑄造應(yīng)用范圍適用于各類合金（鋼、鐵、銅、鋁等合金）適用于各類合金（鋼、鐵、銅、鋁等合金）適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜（鑄件的形狀可相當(dāng)復(fù)雜）、難以適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜（鑄件的形狀可相當(dāng)復(fù)雜）、難以起模或活塊和外芯較多的鑄件，如模具、氣缸頭、起模或活塊和外芯較多的鑄件，如模具、氣缸頭、管件、曲軸、葉輪、殼體、藝術(shù)品、床

42、身、機(jī)座等管件、曲軸、葉輪、殼體、藝術(shù)品、床身、機(jī)座等。 .561. 1. 鍛造的實(shí)質(zhì)鍛造的實(shí)質(zhì)1.1 1.1 概述概述利用金屬材料的塑性，借助于外力的作用，使材利用金屬材料的塑性，借助于外力的作用，使材料發(fā)生塑性變形，從而獲得所需的形狀、尺寸和一定料發(fā)生塑性變形，從而獲得所需的形狀、尺寸和一定組織性能鍛件的加工方法。組織性能鍛件的加工方法。2. 2. 鍛造工藝的分類鍛造工藝的分類1) 1) 熱鍛熱鍛: :終鍛溫度高于再結(jié)晶溫度，工作溫度高終鍛溫度高于再結(jié)晶溫度，工作溫度高于模具溫度的鍛造。于模具溫度的鍛造。2) 2) 冷鍛冷鍛: :在室溫下或者低于再結(jié)晶溫度的鍛造。在室溫下或者低于再結(jié)晶溫度

43、的鍛造。3) 3) 溫鍛溫鍛: :介于熱鍛和冷鍛之間的加熱鍛造。介于熱鍛和冷鍛之間的加熱鍛造。4) 4) 等溫鍛等溫鍛: :具有帶加熱和保溫裝置，成型時(shí)模具具有帶加熱和保溫裝置，成型時(shí)模具與坯料等溫的鍛造。與坯料等溫的鍛造。鍛造鍛造.573 3、 常用的鍛造方法常用的鍛造方法1) 1) 自由鍛的實(shí)質(zhì)自由鍛的實(shí)質(zhì)a) a) 實(shí)質(zhì)：在沖擊力或壓力的作用下，通過(guò)上下抵鐵實(shí)質(zhì)：在沖擊力或壓力的作用下，通過(guò)上下抵鐵等通用工具，使金屬發(fā)生塑性變形而成型的過(guò)程。等通用工具，使金屬發(fā)生塑性變形而成型的過(guò)程。b) 自由自由：金屬在水平面的各個(gè)方向變形不受限制。金屬在水平面的各個(gè)方向變形不受限制。c) c) 分類

44、分類手工自由鍛：手工自由鍛：生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，錘擊力小。生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，錘擊力小。應(yīng)用應(yīng)用: 生產(chǎn)小型鍛件。生產(chǎn)小型鍛件。鍛造鍛造.58d) d) 自由鍛的特點(diǎn)和應(yīng)用：自由鍛的特點(diǎn)和應(yīng)用：特點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單，費(fèi)用少；特點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單，費(fèi)用少； 各種重量的鍛件都能適應(yīng)；各種重量的鍛件都能適應(yīng)； 生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低 ，勞動(dòng)條件差；，勞動(dòng)條件差； 只能鍛形狀簡(jiǎn)單件，精度低加工余量大。只能鍛形狀簡(jiǎn)單件，精度低加工余量大。應(yīng)用：應(yīng)用：?jiǎn)渭⑿∨罱?jīng)濟(jì)；大型鍛件它是唯一的方法。單件、小批最經(jīng)濟(jì)；大型鍛件它是唯一的方法。機(jī)械自由鍛：機(jī)械自由鍛：空氣錘：落下部分的重量空氣錘：落下部分的重量404075075

45、0公斤，只公斤，只 能鍛造能鍛造100100公斤以下的小型鍛件。公斤以下的小型鍛件。空氣空氣蒸氣錘：落下部分的重量蒸氣錘：落下部分的重量0.50.55 5 噸，可以鍛造小于噸，可以鍛造小于15001500公斤的中小件。公斤的中小件。產(chǎn)生幾千噸的壓力（最大產(chǎn)生幾千噸的壓力（最大1200012000噸），噸），用于大型鍛件，可達(dá)用于大型鍛件，可達(dá)300300噸。噸。錘上自由鍛：錘上自由鍛：水壓機(jī)上鍛造：水壓機(jī)上鍛造：鍛造鍛造.592) 2) 模型鍛造（簡(jiǎn)稱模鍛）模型鍛造（簡(jiǎn)稱模鍛）a) a) 實(shí)質(zhì)：在壓力或沖擊力的作用下迫使坯料沿鍛實(shí)質(zhì)：在壓力或沖擊力的作用下迫使坯料沿鍛模模膛變形而獲得鍛件的方法

46、。模模膛變形而獲得鍛件的方法。b) b) 鍛模：用高強(qiáng)度金屬制成，其模膛形狀與鍛件一致。鍛模：用高強(qiáng)度金屬制成，其模膛形狀與鍛件一致。c) c) 分類：分類：錘上模鍛：所用設(shè)備主要是蒸氣錘上模鍛：所用設(shè)備主要是蒸氣空氣錘，適用于空氣錘，適用于 小于小于150150公斤的小型鍛件。公斤的小型鍛件。壓力機(jī)上模鍛：壓力機(jī)上模鍛：在壓力作用下迫使工件變形，所用在壓力作用下迫使工件變形，所用 的設(shè)備主要有：的設(shè)備主要有：曲柄壓力機(jī)、平鍛機(jī)、曲柄壓力機(jī)、平鍛機(jī)、 磨擦壓力機(jī)磨擦壓力機(jī) 。 鍛造鍛造.60d) d) 特點(diǎn)和應(yīng)用：特點(diǎn)和應(yīng)用：鍛件的形狀可以較復(fù)雜；鍛件的形狀可以較復(fù)雜；纖維組織比較完整，提高了

47、零件的機(jī)械性能；纖維組織比較完整，提高了零件的機(jī)械性能；尺寸精度高；生產(chǎn)率高；操作簡(jiǎn)單；大批量生產(chǎn)成本低；尺寸精度高；生產(chǎn)率高；操作簡(jiǎn)單；大批量生產(chǎn)成本低；設(shè)備費(fèi)用高；設(shè)備費(fèi)用高；適用于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)，重量適用于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)，重量150150公斤，批量公斤，批量25002500件。件。鍛造鍛造.61a) a) 實(shí)質(zhì)：在自由鍛設(shè)備上使用胎模生產(chǎn)鍛件的方法。實(shí)質(zhì)：在自由鍛設(shè)備上使用胎模生產(chǎn)鍛件的方法。b) b) 胎模是一種簡(jiǎn)單的模具。胎模是一種簡(jiǎn)單的模具。c) c) 特點(diǎn)：鍛模不固定在設(shè)備上，可以和自由鍛相結(jié)特點(diǎn)：鍛模不固定在設(shè)備上，可以和自由鍛相結(jié)合。合。d) d) 用途：小型

48、鍛件的中小批量生產(chǎn)（大于用途：小型鍛件的中小批量生產(chǎn)（大于200200件）。件）。3)3)胎模胎模鍛鍛鍛造鍛造.621.2 1.2 鍛造工藝鍛造工藝 鍛造工藝主要包括鍛造工藝主要包括: :落料、成型、鍛件檢驗(yàn)以及落料、成型、鍛件檢驗(yàn)以及原材料與毛坯的熱處理等個(gè)工序。原材料與毛坯的熱處理等個(gè)工序。 2 2、毛坯、毛坯 5 5、后續(xù)處理、后續(xù)處理 1 1、原材料、原材料 3 3、自由鍛、自由鍛 4 4、模鍛、模鍛鍛造鍛造 6 6、鍛件檢驗(yàn)、鍛件檢驗(yàn).63鍛造用原材料鍛造用原材料返回返回1 1、鍛造用坯料一般為棒、板、管狀的黑色金屬、有、鍛造用坯料一般為棒、板、管狀的黑色金屬、有色金屬和貴金屬。色金

49、屬和貴金屬。2 2、圓柱體毛坯要考慮高徑比、圓柱體毛坯要考慮高徑比H/d,H/d,當(dāng)高徑比當(dāng)高徑比H/dH/d22時(shí)，時(shí)，要預(yù)制坯，防止在成形過(guò)程中彎曲失穩(wěn)，或產(chǎn)生彎要預(yù)制坯，防止在成形過(guò)程中彎曲失穩(wěn)，或產(chǎn)生彎曲，形成折疊；曲，形成折疊；H/dH/d較小時(shí)，可采用板料下料。較小時(shí)，可采用板料下料。3 3、薄板毛坯采用普通沖裁落料或精密沖裁下料、薄板毛坯采用普通沖裁落料或精密沖裁下料4 4、觀察和分析、觀察和分析宏觀缺陷，一般包括裂紋、疤痕、折宏觀缺陷，一般包括裂紋、疤痕、折疊和夾雜等。疊和夾雜等。鍛造鍛造.64 下料是自由鍛和模鍛的第一道工序。下料是自由鍛和模鍛的第一道工序。 不同的下料方式，

50、直接影響著鍛件的精度、材料的不同的下料方式，直接影響著鍛件的精度、材料的消耗、模具與設(shè)備的安全以及后續(xù)工序過(guò)程的穩(wěn)定。消耗、模具與設(shè)備的安全以及后續(xù)工序過(guò)程的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的下料方法的下料品質(zhì)均不太理想，斷口不齊，傳統(tǒng)的下料方法的下料品質(zhì)均不太理想，斷口不齊，坯料的長(zhǎng)度與品質(zhì)重復(fù)精度低。坯料的長(zhǎng)度與品質(zhì)重復(fù)精度低。離子束切割、電火花線切割等新型下料方法，能鋸切離子束切割、電火花線切割等新型下料方法，能鋸切很硬的材料，剪切品質(zhì)很好，但成本高，不宜用于很硬的材料，剪切品質(zhì)很好，但成本高，不宜用于大批量生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)。金屬帶鋸下料既能得到高的下料精度，又能適應(yīng)大批金屬帶鋸下料既能得到高的下料精度，又能

51、適應(yīng)大批量生產(chǎn)。量生產(chǎn)。1 1）下料和下料方法）下料和下料方法2 2）下料方法的優(yōu)缺點(diǎn)）下料方法的優(yōu)缺點(diǎn)鍛造鍛造.65傳統(tǒng)的下料方式傳統(tǒng)的下料方式 鍛造鍛造.661 1、剪切法、剪切法一般棒料剪切法一般棒料剪切法一般棒料剪切法有：剪床剪切、沖床剪切。一般棒料剪切法有：剪床剪切、沖床剪切。在剪床上剪切的棒料截面尺寸在在剪床上剪切的棒料截面尺寸在1515（150150200200）mm mm 。剪床的大小，一般由強(qiáng)度極限為剪床的大小，一般由強(qiáng)度極限為450MPa450MPa的鋼材被剪的鋼材被剪切的最大直徑表示。切的最大直徑表示。2 2、剪切缺陷、剪切缺陷 1 1）端面裂紋；）端面裂紋； 2 2）端

52、面剪切斜度過(guò)大；）端面剪切斜度過(guò)大； 3 3）毛刺；）毛刺； 4 4）端面上產(chǎn)生凹陷；）端面上產(chǎn)生凹陷； 5 5）較大的壓痕；）較大的壓痕；鍛造鍛造.671 1、鋸切法、鋸切法一般鋸切：弓形鋸鋸條往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鋸割效率低，一般鋸切：弓形鋸鋸條往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鋸割效率低，而且鋸斷大直徑圓鋼時(shí)，鋸條要加厚，材料利用率降而且鋸斷大直徑圓鋼時(shí)，鋸條要加厚，材料利用率降低。低。2 2、其它下料方法、其它下料方法砂輪切斷：由于砂輪高速旋轉(zhuǎn)下的熱影響，產(chǎn)生粉砂輪切斷：由于砂輪高速旋轉(zhuǎn)下的熱影響，產(chǎn)生粉塵，噪音，污染環(huán)境。塵，噪音，污染環(huán)境。可燃?xì)怏w熔斷：主要是在切斷的過(guò)程中受到熔斷熱影可燃?xì)怏w熔斷：主要是在切斷的過(guò)程

53、中受到熔斷熱影響，材料的組織會(huì)發(fā)生變化，形成變質(zhì)層，需采響，材料的組織會(huì)發(fā)生變化，形成變質(zhì)層，需采用熱處理工藝過(guò)程消除這種變化。用熱處理工藝過(guò)程消除這種變化。放電切割：成本高，普及率低，不能廣泛用于鋼材的放電切割：成本高，普及率低，不能廣泛用于鋼材的切斷，只宜于應(yīng)用在經(jīng)過(guò)熱處理以后的模具以及切斷，只宜于應(yīng)用在經(jīng)過(guò)熱處理以后的模具以及高硬材料零件的切割。高硬材料零件的切割。激光切割：在板料加工上用得較多，但在棒材、型材激光切割：在板料加工上用得較多，但在棒材、型材的切割上用得較少。的切割上用得較少。鍛造鍛造.68鍛前加熱：提高金屬塑性，降低變形抗力，使坯料易于鍛前加熱：提高金屬塑性，降低變形抗力

54、，使坯料易于 變形并獲得良好的鍛件。變形并獲得良好的鍛件。鍛后冷卻和熱處理：獲得良好的鍛后組織，便于機(jī)械加鍛后冷卻和熱處理：獲得良好的鍛后組織，便于機(jī)械加 工。工。1、鍛件加熱、鍛件加熱2、加熱方法：火焰加熱和電加熱、加熱方法：火焰加熱和電加熱 1 1）、火焰加熱）、火焰加熱 利用燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生利用燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生 的熱量，通過(guò)對(duì)流、的熱量，通過(guò)對(duì)流、 輻射加熱坯料。輻射加熱坯料。 燃料來(lái)源方便、加熱爐修造容易、燃料來(lái)源方便、加熱爐修造容易、 加熱費(fèi)低、適應(yīng)性強(qiáng)。加熱費(fèi)低、適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：勞動(dòng)條件差，加熱速度慢，缺點(diǎn)：勞動(dòng)條件差，加熱速度慢， 質(zhì)量低、熱效率低。質(zhì)量低、熱效率低。 應(yīng)用范圍：

55、大、中、小型坯料。應(yīng)用范圍：大、中、小型坯料。鍛造鍛造.691 1）電阻加熱）電阻加熱電阻加熱與火焰加熱原理相同，根據(jù)發(fā)熱元件的電阻加熱與火焰加熱原理相同，根據(jù)發(fā)熱元件的不同分為：不同分為：電阻爐加熱、電阻爐加熱、 鹽浴爐加熱、接觸電加熱鹽浴爐加熱、接觸電加熱2 2）感應(yīng)加熱）感應(yīng)加熱 坯料放入通過(guò)交變電流的螺旋線圈內(nèi)，利用電磁坯料放入通過(guò)交變電流的螺旋線圈內(nèi)，利用電磁感應(yīng)發(fā)熱直接加熱。感應(yīng)發(fā)熱直接加熱。優(yōu)點(diǎn)：速度快、質(zhì)量好、溫度易控制、燒損少、優(yōu)點(diǎn)：速度快、質(zhì)量好、溫度易控制、燒損少、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。適于精密成形的加熱。易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。適于精密成形的加熱。缺點(diǎn)：投資費(fèi)用高，加熱的坯料尺寸范圍窄、

56、電缺點(diǎn)：投資費(fèi)用高，加熱的坯料尺寸范圍窄、電能消耗大。能消耗大。2 2 電加熱電加熱利用電能轉(zhuǎn)換熱能來(lái)加熱坯料。利用電能轉(zhuǎn)換熱能來(lái)加熱坯料。鍛造鍛造返回返回.701) 1) 自由鍛工藝過(guò)程特征自由鍛工藝過(guò)程特征（1 1）工具簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，靈活性大，適合單件和）工具簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，靈活性大，適合單件和小批鍛件的生產(chǎn)。小批鍛件的生產(chǎn)。（2 2）工具與坯料部分接觸，逐步變形，所需設(shè)備）工具與坯料部分接觸，逐步變形，所需設(shè)備功率比模鍛小，可鍛造大型鍛件。功率比模鍛小，可鍛造大型鍛件。（3 3）靠人工操作控制鍛件的形狀和尺寸，效率）靠人工操作控制鍛件的形狀和尺寸，效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。鍛

57、造鍛造.71 2) 2) 自由鍛工序分類自由鍛工序分類（1)1)基本工序：鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、芯軸擴(kuò)孔、芯軸基本工序：鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、芯軸擴(kuò)孔、芯軸拔長(zhǎng)、彎曲切割錯(cuò)移扭轉(zhuǎn)、鍛接等。拔長(zhǎng)、彎曲切割錯(cuò)移扭轉(zhuǎn)、鍛接等。（2)2)輔助工序：鋼錠倒棱、預(yù)壓鉗把、分段壓痕等。輔助工序：鋼錠倒棱、預(yù)壓鉗把、分段壓痕等。（3)3)修整工序：鼓形滾圓、端面平整、彎曲校正等。修整工序：鼓形滾圓、端面平整、彎曲校正等。鍛造鍛造.72自由鍛工序自由鍛工序1 1鍛造鍛造.73預(yù)壓鉗把鋼錠倒棱分段壓痕 輔助工序輔助工序自由鍛工序自由鍛工序2 2鍛造鍛造.74彎曲校正鼓形滾圓端面平整修整工序修整工序自由鍛工序自由鍛工序3

58、3鍛造鍛造.751 1 模鍛模鍛 1) 1) 含義含義: :利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法稱為模鍛。方法稱為模鍛。 2) 2) 成形方法成形方法: :開式模鍛、閉式模鍛、擠壓、頂鐓。開式模鍛、閉式模鍛、擠壓、頂鐓。2 2 開式開式模鍛模鍛1) 1) 概述概述 開式模鍛時(shí)，上模和下模間的間隙不斷變小，變開式模鍛時(shí)，上模和下模間的間隙不斷變小，變形結(jié)束時(shí)，上下模完全打靠。從坯料開始接觸模具到形結(jié)束時(shí)，上下模完全打靠。從坯料開始接觸模具到上下模打靠，鍛造坯料最大外廓始終敞開，即飛邊的上下模打靠，鍛造坯料最大外廓始終敞開，即飛邊的倉(cāng)部未完全充滿。倉(cāng)部未完全充滿

59、。 2) 2) 特點(diǎn)特點(diǎn) 鍛造過(guò)程中形成橫向飛邊，飛邊既能幫助鍛件充滿鍛造過(guò)程中形成橫向飛邊，飛邊既能幫助鍛件充滿模膛，也可放松對(duì)坯料體積的要求。飛邊是工藝廢料，模膛，也可放松對(duì)坯料體積的要求。飛邊是工藝廢料，一般在后續(xù)工序中切除。一般在后續(xù)工序中切除。鍛造鍛造.76開式模鍛示意圖如下：開式模鍛示意圖如下： 開式模鍛示意圖開式模鍛示意圖3)3) 開式模鍛的成形過(guò)程大體分為三個(gè)階段：開式模鍛的成形過(guò)程大體分為三個(gè)階段： a) a) 鍛粗階段鍛粗階段: :鍛粗階段是開式模鍛的第一階段鍛粗階段是開式模鍛的第一階段, ,整個(gè)坯料都產(chǎn)生變形，在坯料內(nèi)部近似存在分流面。整個(gè)坯料都產(chǎn)生變形，在坯料內(nèi)部近似存

60、在分流面。鍛造鍛造.77 b) b)充滿模膛階段充滿模膛階段: :充滿模膛階段是開式模鍛的第充滿模膛階段是開式模鍛的第二階段二階段, ,這時(shí)下模膛已經(jīng)充滿，凸臺(tái)部分尚未充滿，這時(shí)下模膛已經(jīng)充滿，凸臺(tái)部分尚未充滿，金屬開始流入飛邊槽。隨著橋部金屬變薄，金屬流入金屬開始流入飛邊槽。隨著橋部金屬變薄，金屬流入飛邊的阻力增大，迫使金屬流向凸臺(tái)和角部，直到完飛邊的阻力增大，迫使金屬流向凸臺(tái)和角部，直到完全充滿模膛，變形區(qū)仍然遍布整個(gè)坯料。全充滿模膛，變形區(qū)仍然遍布整個(gè)坯料。 c) c)打靠階段打靠階段: :打靠階段是開式模鍛的第三階段打靠階段是開式模鍛的第三階段, ,此此時(shí)金屬已完全充滿模膛，但上、下模