課題5金屬的熱加工

1、課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 1.鑄造、鍛造及焊接的種類、鑄造、鍛造及焊接的種類、方法及應(yīng)用方法及應(yīng)用 2.砂型鑄造、自由鍛及手工電砂型鑄造、自由鍛及手工電弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用【主要內(nèi)容主要內(nèi)容】1.鑄造鑄造 2.鍛造鍛造 3.焊接焊接【重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握】課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工熱加工熱加工壓鑄模壓鑄模 鍛造鍛造 鑄造鑄造 焊接焊接砂型鑄造砂型鑄造課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工5.1 鑄造鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn) 鑄造的成形是由鑄造的成形是由液態(tài)凝結(jié)成固態(tài)的過液態(tài)凝結(jié)成固態(tài)的過程，是制造機(jī)械零件程，是制造機(jī)械零件毛坯

2、或零件的一種重毛坯或零件的一種重要工藝方法。要工藝方法。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1) 能制造各種尺寸和形狀復(fù)雜的鑄件，特別是內(nèi)腔復(fù)雜的能制造各種尺寸和形狀復(fù)雜的鑄件，特別是內(nèi)腔復(fù)雜的鑄件。如各種箱體、床身、機(jī)架等零件的毛坯。鑄件的輪廓尺鑄件。如各種箱體、床身、機(jī)架等零件的毛坯。鑄件的輪廓尺寸可小至幾毫米，大至幾十米；質(zhì)量從幾克至數(shù)百噸?？梢哉f，寸可小至幾毫米，大至幾十米；質(zhì)量從幾克至數(shù)百噸。可以說，鑄造不受零件大小、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制。鑄造不受零件大小、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制。 2) 常用的金屬材料均可用鑄造方法制成鑄件，有些材料常用的金屬材料均可用鑄造方法制

3、成鑄件，有些材料（如鑄鐵、青銅）只能用鑄造方法來制造零件。（如鑄鐵、青銅）只能用鑄造方法來制造零件。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 3) 鑄造所用的原材料來源廣泛，價(jià)格低廉，并可回收利鑄造所用的原材料來源廣泛，價(jià)格低廉，并可回收利用，鑄造生產(chǎn)工藝設(shè)備費(fèi)用小，因此鑄件生產(chǎn)成本低。用，鑄造生產(chǎn)工藝設(shè)備費(fèi)用小，因此鑄件生產(chǎn)成本低。 5) 鑄造既可用于單件生產(chǎn)，也可用于批量生產(chǎn)，適應(yīng)性鑄造既可用于單件生產(chǎn)，也可用于批量生產(chǎn)，適應(yīng)性廣。廣。 4) 鑄件與零件的形狀、尺寸很接近，因而鑄件的加工余鑄件與零件的形狀、尺寸很接近，因而鑄件的加工余量小，可以節(jié)約金屬材料，減少切削加工費(fèi)用。量小，

4、可以節(jié)約金屬材料，減少切削加工費(fèi)用。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 鑄造生產(chǎn)過程復(fù)雜，工序較多，常因鑄造生產(chǎn)過程復(fù)雜，工序較多，常因鑄型材料、模具、鑄造合金、合金的熔煉鑄型材料、模具、鑄造合金、合金的熔煉與澆注等工藝過程難以綜合控制，而出現(xiàn)與澆注等工藝過程難以綜合控制，而出現(xiàn)縮孔、縮松、砂眼、冷隔、裂紋等鑄造缺縮孔、縮松、砂眼、冷隔、裂紋等鑄造缺陷。因此鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，鑄件的力學(xué)陷。因此鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，鑄件的力學(xué)性能不及同類材料的鍛件。性能不及同類材料的鍛件。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工鑄造的分類鑄造的分類 (1) 砂型鑄造。用型砂緊實(shí)成鑄型的鑄造方法，是目前生

5、產(chǎn)中應(yīng)用最多、最基本的鑄造方法。其生產(chǎn)的鑄件約占鑄件總產(chǎn)量的80以上。 (2) 特種鑄造。特種鑄造按造型材料的不同，又可分為兩大類：一類以天然礦產(chǎn)砂石作為主要造型材料，如熔模鑄造、殼型鑄造、負(fù)壓鑄造、泥型鑄造、實(shí)型鑄造、陶瓷型鑄造等；一類以金屬作為主要鑄型材料，如金屬型鑄造、離心鑄造、連續(xù)鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造等。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工一、砂型鑄造的工藝過程： 1、根據(jù)零件圖的形狀和尺寸，設(shè)計(jì)制造模樣和芯盒； 2、制備型砂和芯砂； 3、用模樣制造砂型； 4、用芯盒制造型芯；5.1.2 砂型鑄造 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 5、把烘干的型芯裝入砂型并合型； 6、熔煉合金

6、并將金屬液澆入鑄型； 7、凝固后落砂、清理； 8、檢驗(yàn)。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工二、造型材料 造型材料：砂、粘結(jié)劑和各種附加物。這些材料按一定配比混制成的、符合造型或造芯要求的混合料，分別稱為型砂和芯砂。 (一) 對(duì)型砂和芯砂的性能要求 (1) 耐火度。型 (芯) 砂抵抗高溫液態(tài)金屬熱作用的能力稱耐火度。 型 (芯) 砂的耐火度好，鑄件不易產(chǎn)生粘砂缺陷。型 (芯) 砂中 Si02 越多，砂粒越粗時(shí)，耐火度越好。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 (2) 強(qiáng)度。制造的型 (芯) 砂在起模、搬運(yùn)、合型和澆注時(shí)不易變形和破壞的能力稱為強(qiáng)度。若強(qiáng)度不足，鑄件易產(chǎn)生形狀和砂眼等缺陷。 (

7、3) 透氣性。型 (芯) 砂允許氣體透過的能力稱為透氣性。透氣性差，澆注時(shí)產(chǎn)生的氣體不易排出，會(huì)使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 (4) 可塑性。型 (芯) 砂在外力作用下容易獲得清晰的模型輪廓，外力去除后仍能完整地保持其形狀的性能稱為可塑性。 可塑性好，造型時(shí)能準(zhǔn)確地復(fù)制出模樣的輪廓，鑄件質(zhì)量好。粘結(jié)劑含量多，分布均勻，型 (芯) 砂的可塑性就好。 (5) 退讓性。鑄件冷卻收縮時(shí)，型 (芯) 砂可被壓縮的能力稱為退讓性。 退讓性不好，易使鑄件收縮時(shí)受阻而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起鑄件變形和開裂。減少型砂中的粘結(jié)劑含量，降低型 (芯) 砂緊實(shí)度，可提高型(芯)砂的退讓性。課題課題

8、5 金屬的熱加工金屬的熱加工(二) 型 (芯) 砂的組成 (1) 原砂。原砂是型砂的主體，其主要成分是石英(Si02)。質(zhì)量高的原砂雜質(zhì)含量少，粒度均勻，呈圓形。 (2) 粘結(jié)劑。粘結(jié)劑的作用是粘結(jié)砂粒，使型 (芯) 砂具有一定的強(qiáng)度和可塑性。 常用的粘結(jié)劑有粘土、膨潤(rùn)土、桐油、水玻璃等。有條件時(shí)，還可用合脂、合成樹脂等作為粘結(jié)劑，以提高強(qiáng)度和退讓性。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 (3) 附加物。常用的附加物有煤粉、木屑等。加煤粉是為了澆注時(shí)在鑄型與金屬液間產(chǎn)生氣膜，防止粘砂，提高鑄件表面質(zhì)量。加木屑能改善型 (芯) 砂的退讓性和透氣性。 三、造型和造芯 用造型材料及模樣、芯盒等工藝

9、裝備制造砂型和型芯的過程稱為造型和造芯。 模樣和芯盒在單件、小批量生產(chǎn)時(shí)通常用木材制造，生產(chǎn)批量較大時(shí)，也可用塑料和金屬制造。 造型、造芯分別可由手工和機(jī)器完成。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工模樣和芯盒 模樣是用來形成鑄型型腔的工藝裝備,按組合形式，可分為整體模和分開模。 芯盒是制造砂芯或其他種類耐火材料芯所用的裝備。 模樣和芯盒由木材、金屬或其他材料制成。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工造型材料 制造鑄型或型芯用的材料，稱為造型材料。一般指砂型鑄造用的材料 ，包括砂、有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑、水和其他附加物。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工造型和制芯 造型是指用型砂、模樣、砂箱等工藝

10、裝備制造砂型的過程。制芯是將芯砂制成符合芯盒形狀的砂芯的過程。 1、造型 （一）手工造型 手工造型的造型過程全部由手工或手動(dòng)工具完成。其操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，模樣成本低，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，但鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)率低，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，主要用于單件、小批量生產(chǎn)。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工( (二二) ) 機(jī)器造型機(jī)器造型 機(jī)器造型就是用機(jī)器全部地完成或至少完成緊砂操機(jī)器造型就是用機(jī)器全部地完成或至少完成緊砂操作的造型方法。作的造型方法。 機(jī)器造型主要用于成批、大量生產(chǎn)。機(jī)器造型主要用于成批、大量生產(chǎn)。 圖為震壓式造型機(jī)緊砂機(jī)構(gòu)示意圖，機(jī)構(gòu)采用先震圖為震壓式造型機(jī)緊砂機(jī)構(gòu)示意圖，機(jī)構(gòu)采用先震后壓

11、的組合緊砂方法。后壓的組合緊砂方法。 工作時(shí)先將壓縮空氣自震實(shí)進(jìn)氣口進(jìn)入震實(shí)活塞的工作時(shí)先將壓縮空氣自震實(shí)進(jìn)氣口進(jìn)入震實(shí)活塞的下方，使震實(shí)活塞帶動(dòng)工作臺(tái)及砂箱上升，當(dāng)震實(shí)活下方，使震實(shí)活塞帶動(dòng)工作臺(tái)及砂箱上升，當(dāng)震實(shí)活塞上升至一定高度后，震實(shí)排氣口即被打開，砂箱連塞上升至一定高度后，震實(shí)排氣口即被打開，砂箱連同工作臺(tái)因自重而下落，完成一次震實(shí)。如此反復(fù)多同工作臺(tái)因自重而下落，完成一次震實(shí)。如此反復(fù)多次，便將型砂震實(shí)。次，便將型砂震實(shí)。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工機(jī)器造型 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng) 為填充型腔和冒口而開設(shè)于鑄型中的一系列通道。為填充型腔和冒口

12、而開設(shè)于鑄型中的一系列通道。作用：作用：保證金屬液均勻、平保證金屬液均勻、平穩(wěn)地流入并充滿型腔；調(diào)節(jié)穩(wěn)地流入并充滿型腔；調(diào)節(jié)澆注速度，防止金屬液沖壞澆注速度，防止金屬液沖壞型腔；防止熔渣、砂?；蚱湫颓唬环乐谷墼?、砂粒或其它雜質(zhì)進(jìn)入型腔。它雜質(zhì)進(jìn)入型腔。 組成：組成：由澆口杯、直澆由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組道、橫澆道和內(nèi)澆道組成成 。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工鑄造鋁合金椅子鑄造鋁合金椅子鑄造汽車排氣管鑄造汽車排氣管機(jī)床鑄件機(jī)床鑄件砂型鑄件砂型鑄件課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（2）特種鑄造常用的特種鑄造方法有：金屬型鑄造、壓力鑄造、低常用的特種鑄造方法有：金屬型鑄造、壓力

13、鑄造、低 壓鑄造、離心鑄造、熔模鑄造等。壓鑄造、離心鑄造、熔模鑄造等。1）金屬型鑄造）金屬型鑄造 將液體金屬澆注將液體金屬澆注到用金屬材料制成到用金屬材料制成的鑄型中，獲得鑄的鑄型中，獲得鑄件的鑄造方法稱為件的鑄造方法稱為金屬型鑄造。金屬型鑄造。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工2）壓力鑄造）壓力鑄造課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工鋁合金壓鑄件鋁合金壓鑄件低壓鑄造鋁合金低壓鑄造鋁合金金屬型鋁合金鑄造金屬型鋁合金鑄造鑄件：鑄件：課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工3）離心鑄造）離心鑄造臥式離心鑄造臥式離心鑄造立式離心鑄造立式離心鑄造課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工4）熔模鑄造）熔模鑄

14、造 （蠟樣的鑄造）（蠟樣的鑄造）壓型壓型蠟樣蠟樣注蠟注蠟課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工精密鑄造精密鑄造鋁鎂合金鑄件鋁鎂合金鑄件精密鑄造（銅件）精密鑄造（銅件）離心鑄造離心鑄造特種鑄造件：特種鑄造件：課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 2.鍛造鍛壓是對(duì)坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸、鍛壓是對(duì)坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形方法。它是鍛造和沖壓的總稱。形方法。它是鍛造和沖壓的總稱。（1 ）鍛壓特點(diǎn)）鍛壓特點(diǎn) ：力學(xué)性能較高力學(xué)性能較高 ；節(jié)約材料；生產(chǎn)；節(jié)約材料；生產(chǎn) 率較

15、高率較高 ；適用范圍廣；適用范圍廣 。（2 ） 鍛壓基本生產(chǎn)方式：鍛壓基本生產(chǎn)方式：軋制軋制 、擠壓、擠壓 、拉拔、拉拔 、 自由鍛自由鍛 、模鍛、模鍛 及板料沖壓。及板料沖壓。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工1) 1) 軋制軋制使金屬坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下，產(chǎn)生連續(xù)塑性使金屬坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，改變其性能，獲得所要求的截面形狀的加工方法。變形，改變其性能，獲得所要求的截面形狀的加工方法。 2) 2) 擠壓擠壓將金屬坯料置于擠壓筒中加壓，使其從擠壓模的模孔將金屬坯料置于擠壓筒中加壓，使其從擠壓模的?？字袛D出，橫截面積減小，獲得所需制品的加工方法。中擠出，橫截

16、面積減小，獲得所需制品的加工方法。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工3) 3) 拉拔拉拔坯料在牽引力作用下通過拉拔模的模孔拉出，產(chǎn)生塑坯料在牽引力作用下通過拉拔模的模孔拉出，產(chǎn)生塑性變形，得到截面細(xì)小、長(zhǎng)度增加的制品的加工方法，拉拔一般性變形，得到截面細(xì)小、長(zhǎng)度增加的制品的加工方法，拉拔一般是在冷態(tài)下進(jìn)行。是在冷態(tài)下進(jìn)行。 4) 4) 自由鍛自由鍛用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間，用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間，使坯料受沖擊力作用而變形，獲得所需形狀的鍛件的加工方法。使坯料受沖擊力作用而變形，獲得所需形狀的鍛件的加工方法。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工5)

17、 5) 模鍛模鍛利用模具使金屬坯料在模膛內(nèi)受沖擊力或壓力作用，利用模具使金屬坯料在模膛內(nèi)受沖擊力或壓力作用，產(chǎn)生塑性變形而獲得鍛件的加工方法。產(chǎn)生塑性變形而獲得鍛件的加工方法。 6) 6) 板料沖壓板料沖壓用沖模使板料經(jīng)分離或成形得到制件的加工方法。用沖模使板料經(jīng)分離或成形得到制件的加工方法。 在上述的六種金屬塑性加工方法中，軋制、擠壓和拉拔主要在上述的六種金屬塑性加工方法中，軋制、擠壓和拉拔主要用于生產(chǎn)型材、板材、線材、帶材等；自由鍛、模鍛和板料沖用于生產(chǎn)型材、板材、線材、帶材等；自由鍛、模鍛和板料沖壓總稱鍛壓，主要用于生產(chǎn)毛坯或零件。壓總稱鍛壓，主要用于生產(chǎn)毛坯或零件。 課題課題5 金屬的

18、熱加工金屬的熱加工 （3）應(yīng)用）應(yīng)用 金屬鍛壓加工在機(jī)械制造、汽車、拖拉金屬鍛壓加工在機(jī)械制造、汽車、拖拉機(jī)、儀表、造船及國(guó)防等工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。機(jī)、儀表、造船及國(guó)防等工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。 （4）鍛造工藝）鍛造工藝坯料加熱坯料加熱 加熱的目的是為了提高坯料的塑性和降低變形抗加熱的目的是為了提高坯料的塑性和降低變形抗力，以改善金屬的鍛性能。力，以改善金屬的鍛性能。 加熱時(shí)，在保證坯料均勻熱透條件下，應(yīng)盡量縮加熱時(shí)，在保證坯料均勻熱透條件下，應(yīng)盡量縮短加熱時(shí)間，以減少氧化和脫碳。短加熱時(shí)間，以減少氧化和脫碳。 加熱溫度過高，超過了某一界限或在高溫下保溫加熱溫度過高，超過了某一界限或在高溫下保溫時(shí)

19、間過長(zhǎng)，都會(huì)引起奧氏體晶粒化，這種現(xiàn)象稱為過時(shí)間過長(zhǎng)，都會(huì)引起奧氏體晶?；@種現(xiàn)象稱為過熱。熱。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 允許坯料加熱的最高溫度即開始鍛造時(shí)坯料的溫允許坯料加熱的最高溫度即開始鍛造時(shí)坯料的溫度，稱為始鍛溫度。始鍛溫度應(yīng)以出現(xiàn)過熱現(xiàn)象為前度，稱為始鍛溫度。始鍛溫度應(yīng)以出現(xiàn)過熱現(xiàn)象為前提盡量提高其溫度，以使坯料有最佳的鍛壓性能，并提盡量提高其溫度，以使坯料有最佳的鍛壓性能，并能減少加熱次能減少加熱次(即火次即火次)和提高生產(chǎn)率。和提高生產(chǎn)率。 坯料經(jīng)過鍛造成形，在停鍛時(shí)鍛件的瞬時(shí)溫度，坯料經(jīng)過鍛造成形，在停鍛時(shí)鍛件的瞬時(shí)溫度，稱為終鍛溫度。稱為終鍛溫度。鍛件的冷卻鍛

20、件的冷卻 鍛件冷卻是確定鍛造工藝必不可少的內(nèi)容。冷卻鍛件冷卻是確定鍛造工藝必不可少的內(nèi)容。冷卻不當(dāng)會(huì)造成鍛件表硬度增高，難以切削加工，甚至出不當(dāng)會(huì)造成鍛件表硬度增高，難以切削加工，甚至出現(xiàn)變形和裂紋。一般，鍛件中碳及合金元素含量越高現(xiàn)變形和裂紋。一般，鍛件中碳及合金元素含量越高，鍛件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，冷卻速度應(yīng)越慢。，鍛件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，冷卻速度應(yīng)越慢。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 鍛件的冷卻方式主要有以下三種：鍛件的冷卻方式主要有以下三種： A、空冷：、空冷：是指熱態(tài)鍛件在空氣中冷卻的方法。是指熱態(tài)鍛件在空氣中冷卻的方法。 B、坑冷：、坑冷：是指熱態(tài)鍛件埋在地坑或鐵箱中緩慢

21、冷卻是指熱態(tài)鍛件埋在地坑或鐵箱中緩慢冷卻的方法，常用于碳素工具鋼和合金鋼鍛件的冷卻。的方法，常用于碳素工具鋼和合金鋼鍛件的冷卻。 C、爐冷：、爐冷：是指鍛件故人爐中緩慢冷卻的方法，常用是指鍛件故人爐中緩慢冷卻的方法，常用于合金鋼大型鍛件，含合金元素多的合金鋼的重要鍛于合金鋼大型鍛件，含合金元素多的合金鋼的重要鍛件的冷卻。件的冷卻。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 鍛件的熱處理鍛件的熱處理 一般來說，結(jié)構(gòu)鋼鍛件采用退火或正火處理。一般來說，結(jié)構(gòu)鋼鍛件采用退火或正火處理。若正火后硬度仍高，可再進(jìn)行高溫回火處理，回火若正火后硬度仍高，可再進(jìn)行高溫回火處理，回火溫度約溫度約560660。工具銅鍛件

22、采用正火加球化退。工具銅鍛件采用正火加球化退火，以消除網(wǎng)狀碳化物，獲得粒狀珠光體組織。對(duì)火，以消除網(wǎng)狀碳化物，獲得粒狀珠光體組織。對(duì)于切削加工中不再進(jìn)行最終熱處理的中碳鋼和低合于切削加工中不再進(jìn)行最終熱處理的中碳鋼和低合金鋼重要鍛件，可進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。金鋼重要鍛件，可進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工鍛造爐鍛造爐熱模鍛熱模鍛課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（5 ）鍛造分類自由鍛和模鍛自由鍛和模鍛課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工1 1 自由鍛的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用自由鍛的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用 自由鍛的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性大，生產(chǎn)周期短，成本低。缺點(diǎn)自由鍛的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性大，生產(chǎn)周期短

23、，成本低。缺點(diǎn)是鍛件尺寸精度低，加工余量大，金屬材料消耗多，生產(chǎn)率低，是鍛件尺寸精度低，加工余量大，金屬材料消耗多，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大、條件差，要求操作者的技術(shù)水平較高。勞動(dòng)強(qiáng)度大、條件差，要求操作者的技術(shù)水平較高。 自由鍛適合于單件、小批和大型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛適合于單件、小批和大型鍛件的生產(chǎn)。 自由鍛是只用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧自由鍛是只用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接使坯料變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的方法。間直接使坯料變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的方法。 （6 ）自由鍛）自由鍛課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工2 2 自由鍛設(shè)備

24、自由鍛設(shè)備 ）自由鍛常用設(shè)備 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工2）自由鍛常用工具 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工3 3 自由鍛工序自由鍛工序 自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和精整工序。自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和精整工序。 基本工序包括鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、切割等基本工序包括鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、切割等 輔助工序包括壓鉗口、倒棱、壓肩等；輔助工序包括壓鉗口、倒棱、壓肩等； 精整工序是對(duì)已成形的鍛件表面進(jìn)行平整，清除毛刺、校直精整工序是對(duì)已成形的鍛件表面進(jìn)行平整，清除毛刺、校直彎曲、修整鼓形等。彎曲、修整鼓形等。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工自自由由鍛鍛基基本本工工

25、序序簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖圖課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工鍛鉤鍛鉤課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工4 4 自由鍛工藝規(guī)程的制定簡(jiǎn)介自由鍛工藝規(guī)程的制定簡(jiǎn)介 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的基本技術(shù)文件。工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的基本技術(shù)文件。自由鍛的工藝規(guī)程主要有以下內(nèi)容：自由鍛的工藝規(guī)程主要有以下內(nèi)容： 1 1、繪制鍛件圖、繪制鍛件圖; ; 2 2、坯料質(zhì)量和尺寸的計(jì)算、坯料質(zhì)量和尺寸的計(jì)算; ;、選擇鍛造工序、選擇鍛造工序; ; 、選擇鍛造設(shè)備、選擇鍛造設(shè)備 ; ;、選擇坯料加熱、鍛件冷卻和熱處理方法、選擇坯料加熱、鍛件冷卻和熱處理方法; ;、齒輪坯自由鍛工藝卡參考示例、齒輪坯自由鍛工藝卡參考示例課題課題5 金屬

26、的熱加工金屬的熱加工課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（7）板料沖壓）板料沖壓 板料沖壓是指使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。板料沖壓是指使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。板料沖壓的坯料通常都是較薄的金屬板料，沖壓時(shí)不需加熱，板料沖壓的坯料通常都是較薄的金屬板料，沖壓時(shí)不需加熱，故又稱為薄板沖壓或冷沖壓，簡(jiǎn)稱冷沖或沖壓。只有當(dāng)板料厚故又稱為薄板沖壓或冷沖壓，簡(jiǎn)稱冷沖或沖壓。只有當(dāng)板料厚度超過度超過8-10mm8-10mm時(shí)，才采用熱沖壓。時(shí)，才采用熱沖壓。 與其他加工方法相比，有下列特點(diǎn)：與其他加工方法相比，有下列特點(diǎn)：（1 1）、可制造其他加工方法難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜薄

27、）、可制造其他加工方法難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜薄壁零件；壁零件；（2 2）、沖壓件尺寸精度高、表面光潔、質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好；）、沖壓件尺寸精度高、表面光潔、質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好；課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（3 3）、生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)便，成本低，工藝過程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械）、生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)便，成本低，工藝過程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；化和自動(dòng)化；（4 4）、在材料消耗少的情況下獲得強(qiáng)度高、剛度大、質(zhì)量?。⒃诓牧舷纳俚那闆r下獲得強(qiáng)度高、剛度大、質(zhì)量小的零件；的零件；（5 5）、沖壓模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工精度要求高，制造費(fèi)用大，）、沖壓模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工精度要求高，制造費(fèi)用大，因此板料沖壓適用

28、于大批量生產(chǎn)。因此板料沖壓適用于大批量生產(chǎn)。 幾乎在一切制造金屬成品的工業(yè)部門中都廣泛采用，尤其幾乎在一切制造金屬成品的工業(yè)部門中都廣泛采用，尤其在現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、家用電器、儀器儀表、飛機(jī)、導(dǎo)彈、兵在現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、家用電器、儀器儀表、飛機(jī)、導(dǎo)彈、兵器以及日用品生產(chǎn)中占有重要地位。器以及日用品生產(chǎn)中占有重要地位。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工1 1、沖壓設(shè)備、沖壓設(shè)備 板料沖壓設(shè)備主要是剪床和沖床。板料沖壓設(shè)備主要是剪床和沖床。 (1)(1)剪床。剪床。剪床的外形及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖所示。電動(dòng)機(jī)剪床的外形及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖所示。電動(dòng)機(jī)1 1通過帶通過帶輪使軸輪使軸2 2轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過齒輪傳動(dòng)及離

29、合器轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過齒輪傳動(dòng)及離合器3 3使曲軸使曲軸4 4轉(zhuǎn)動(dòng)，于是帶有轉(zhuǎn)動(dòng)，于是帶有刀片的滑塊刀片的滑塊5 5便上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行剪切工作。便上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行剪切工作。6 6為工作臺(tái)，為工作臺(tái)，7 7為滑塊制為滑塊制動(dòng)器。剪床用于將板料切成一定寬度的條料，以供沖壓工序使用。動(dòng)器。剪床用于將板料切成一定寬度的條料，以供沖壓工序使用。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 (2) (2)、沖床。、沖床。沖床的種類很多，沖床的種類很多，主要有單柱沖床、雙柱沖床、雙主要有單柱沖床、雙柱沖床、雙動(dòng)沖床等。圖是單柱沖床外形及動(dòng)沖床等。圖是單柱沖床外形及傳動(dòng)示意圖。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)示意圖。電動(dòng)機(jī)5 5帶動(dòng)飛輪帶動(dòng)飛輪4

30、4通過離合器通過離合器3 3與單拐曲軸與單拐曲軸2 2相接，相接，飛輪可在曲軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。曲軸飛輪可在曲軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。曲軸的另一端則通過連桿的另一端則通過連桿8 8與滑塊與滑塊7 7連連接。工作時(shí)，踩下踏板接。工作時(shí)，踩下踏板6 6離合器將離合器將使飛輪帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊做上使飛輪帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊做上下運(yùn)動(dòng)。放松踏板，離合器脫開，下運(yùn)動(dòng)。放松踏板，離合器脫開，制動(dòng)閘制動(dòng)閘l l立即停止曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊立即停止曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊停留在待工作位置。停留在待工作位置。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工2 2、板料沖壓的基本工序、板料沖壓的基本工序 板料沖壓的基本工序很多，一般可分為兩大類：分離工序和板

31、料沖壓的基本工序很多，一般可分為兩大類：分離工序和成形工序成形工序 1 1、沖裁、沖裁 沖裁是使板料沿封閉輪廓線分離的工序，包括落料與沖孔。沖裁是使板料沿封閉輪廓線分離的工序，包括落料與沖孔。這兩種工序的板料分離過程和模具結(jié)構(gòu)都是一樣的，兩者的區(qū)別這兩種工序的板料分離過程和模具結(jié)構(gòu)都是一樣的，兩者的區(qū)別在于沖孔是為了得到?jīng)_壓件上的孔，而落料則為了得到片狀沖壓在于沖孔是為了得到?jīng)_壓件上的孔，而落料則為了得到片狀沖壓件的外形。件的外形。（1 1）、沖裁變形過程：沖裁時(shí)板料的變形和分離過程，可以分）、沖裁變形過程：沖裁時(shí)板料的變形和分離過程，可以分為三個(gè)階段：為三個(gè)階段： 彈性變形階段；彈性變形階段

32、； 塑性變形階段；塑性變形階段； 斷裂分離階段。斷裂分離階段。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工板料沖裁變形與分離過程板料沖裁變形與分離過程 1凸模；凸模；2凹模；凹模；3板料板料課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（2 2）裁間隙：沖裁間隙是指凸、凹模刃口同位尺寸之縫隙的距）裁間隙：沖裁間隙是指凸、凹模刃口同位尺寸之縫隙的距離，用離，用c c表示單面間隙（下頁(yè)圖所示）。沖裁間隙的大小對(duì)沖裁表示單面間隙（下頁(yè)圖所示）。沖裁間隙的大小對(duì)沖裁過程及沖裁件斷面質(zhì)量具有重要影響。過程及沖裁件斷面質(zhì)量具有重要影響。 沖裁斷面明顯分為圓角帶、光亮帶、斷裂帶和毛刺四個(gè)部沖裁斷面明顯分為圓角帶、光亮帶、斷裂

33、帶和毛刺四個(gè)部分。當(dāng)沖裁間隙合理時(shí)，上下剪裂紋會(huì)基本重合，獲得工件斷分。當(dāng)沖裁間隙合理時(shí)，上下剪裂紋會(huì)基本重合，獲得工件斷面較光潔，毛刺最?。婚g隙過小，上下剪裂紋向外錯(cuò)開，在沖面較光潔，毛刺最?。婚g隙過小，上下剪裂紋向外錯(cuò)開，在沖裁件斷面上會(huì)形成毛刺和迭層；間隙過大，材料中拉應(yīng)力增大，裁件斷面上會(huì)形成毛刺和迭層；間隙過大，材料中拉應(yīng)力增大，塑性變形階段過早結(jié)束，裂紋向里錯(cuò)開，不僅光亮帶小，毛刺塑性變形階段過早結(jié)束，裂紋向里錯(cuò)開，不僅光亮帶小，毛刺和剪裂帶均較大。和剪裂帶均較大。 此外，沖裁間隙值還影響到模具壽命和沖裁力的大小。沖此外，沖裁間隙值還影響到模具壽命和沖裁力的大小。沖裁間隙越小，不但

34、凸、凹模刃口磨損加劇，模具壽命減小，也裁間隙越小，不但凸、凹模刃口磨損加劇，模具壽命減小，也會(huì)使沖裁力增大。會(huì)使沖裁力增大。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 沖裁斷面的特征沖裁斷面的特征 沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（3 3）、凸、凹模刃口尺寸的確定：模具的刃口尺寸直接影響沖）、凸、凹模刃口尺寸的確定：模具的刃口尺寸直接影響沖裁件尺寸，合理間隙也要靠它來保證。在計(jì)算刃口尺寸時(shí)，一裁件尺寸，合理間隙也要靠它來保證。在計(jì)算刃口尺寸時(shí)，一般遵循以下原則：般遵循以下原則：、考慮到落料件的尺寸取決于凹模尺寸，而沖孔件的尺寸取、考慮到落料件的尺寸

35、取決于凹模尺寸，而沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，其凹模刃口尺寸等于工件尺決于凸模尺寸，故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，其凹模刃口尺寸等于工件尺寸，而凸模尺寸等于工件尺寸減去合理間隙值寸，而凸模尺寸等于工件尺寸減去合理間隙值2c2c；設(shè)計(jì)沖孔模；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，其凸模刃口尺寸等于孔的尺寸，而凹模尺寸等于孔的尺寸時(shí)，其凸模刃口尺寸等于孔的尺寸，而凹模尺寸等于孔的尺寸加合理間隙值加合理間隙值2c2c。、考慮到?jīng)_裁過程中的磨損會(huì)使凹模尺寸增大，凸模尺寸減、考慮到?jīng)_裁過程中的磨損會(huì)使凹模尺寸增大，凸模尺寸減小，為保證模具壽命，落料凹模的基本尺寸應(yīng)取工件最小極限小，為保證模具壽命，落料凹模的基本尺寸應(yīng)取工件最

36、小極限尺寸；沖孔凸模的基本尺寸應(yīng)取工件最大極限尺寸，并采用最尺寸；沖孔凸模的基本尺寸應(yīng)取工件最大極限尺寸，并采用最小合理間隙值。小合理間隙值。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工2 2、彎曲、彎曲 彎曲是利用模具或其他工具將坯料一部分相對(duì)另一部分彎彎曲是利用模具或其他工具將坯料一部分相對(duì)另一部分彎曲成一定的角度和圓弧的變形工序。曲成一定的角度和圓弧的變形工序。 彎曲變形區(qū)最外層金屬受切向拉應(yīng)力和切向伸長(zhǎng)變形最大。彎曲變形區(qū)最外層金屬受切向拉應(yīng)力和切向伸長(zhǎng)變形最大。 彎曲時(shí)常用相對(duì)彎曲半徑（彎曲時(shí)常用相對(duì)彎曲半徑（r/tr/t）來表示彎曲變形程度。）來表示彎曲變形程度。 導(dǎo)致彎曲破裂還與材料的纖

37、維方向有關(guān)。導(dǎo)致彎曲破裂還與材料的纖維方向有關(guān)。 顯然，回彈現(xiàn)象會(huì)影響彎曲件的尺寸精度。影響回彈值大顯然，回彈現(xiàn)象會(huì)影響彎曲件的尺寸精度。影響回彈值大小的因素很多，主要有材料的力學(xué)性能、板料厚度、彎曲形狀、小的因素很多，主要有材料的力學(xué)性能、板料厚度、彎曲形狀、相對(duì)彎曲半徑以及彎曲力的大小等。相對(duì)彎曲半徑以及彎曲力的大小等。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（a）彎曲過程；（）彎曲過程；（b）彎曲件）彎曲件1坯料；坯料；2沖頭；沖頭；3模具（凹模）模具（凹模）課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工3. 3. 拉深拉深 拉深是利用模具將已落料的平面板坯壓制成各種開口空拉深是利用模具將已落料的平

38、面板坯壓制成各種開口空心零件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件毛坯，制成其他形狀空心心零件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件毛坯，制成其他形狀空心零件的一種變形工藝，又稱拉延。零件的一種變形工藝，又稱拉延。（1 1）拉深過程：將直徑為）拉深過程：將直徑為D0D0的板坯拉深成直徑為的板坯拉深成直徑為d d、高度為、高度為h h的筒形件，其拉深過程如的筒形件，其拉深過程如圖圖（下頁(yè)）所示。（下頁(yè)）所示。 （2 2）拉深件的主要質(zhì)量問題：拉深過程中最常見的質(zhì)量問題）拉深件的主要質(zhì)量問題：拉深過程中最常見的質(zhì)量問題是起皺和拉裂，從而造成次品和廢品。是起皺和拉裂，從而造成次品和廢品。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工（a

39、）拉深過程；（）拉深過程；（b）變形分析）變形分析1凸模；凸模；2壓邊圈；壓邊圈；3板料；板料；4凹模凹模課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工拉深件廢品拉深件廢品課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工防止拉深出現(xiàn)起皺和拉裂，主要采取以下措施：防止拉深出現(xiàn)起皺和拉裂，主要采取以下措施：、限制拉深系數(shù)；、限制拉深系數(shù)；、拉深凸、凹模工作部分必須作成圓角；、拉深凸、凹模工作部分必須作成圓角；、控制凸模和凹模之間的間隙；、控制凸模和凹模之間的間隙；、采用有壓邊圈進(jìn)行拉深，可有效防止拉深起皺；、采用有壓邊圈進(jìn)行拉深，可有效防止拉深起皺；、采用潤(rùn)滑，減少摩擦，以降低拉深件壁部拉應(yīng)力，同時(shí)還、采用潤(rùn)滑，減少摩

40、擦，以降低拉深件壁部拉應(yīng)力，同時(shí)還可減少模具的磨損，提高模具壽命。可減少模具的磨損，提高模具壽命。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工4 4、成形、成形 成形是使坯料或半成品產(chǎn)生局部拉伸或壓縮變形而獲得一成形是使坯料或半成品產(chǎn)生局部拉伸或壓縮變形而獲得一定形狀工件的沖壓方法，包括翻邊、脹形、起伏等。定形狀工件的沖壓方法，包括翻邊、脹形、起伏等。（1 1）翻邊：翻邊是將工件的內(nèi)孔或外緣翻成豎立邊緣的沖壓工）翻邊：翻邊是將工件的內(nèi)孔或外緣翻成豎立邊緣的沖壓工序，如序，如圖圖（下頁(yè)）所示。（下頁(yè)）所示。內(nèi)孔翻邊在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。內(nèi)孔翻邊在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。（2 2）脹形：脹形是利用局部變形使半成品部分

41、內(nèi)徑脹大的沖壓）脹形：脹形是利用局部變形使半成品部分內(nèi)徑脹大的沖壓成形工藝?？梢圆捎脛偰Ｃ浶巍⑾鹌っ浶位蛞簤好浶?。成形工藝?？梢圆捎脛偰Ｃ浶巍⑾鹌っ浶位蛞簤好浶?。（3 3）起伏：起伏是利用局部變形使坯料壓制出各種形狀的凸起）起伏：起伏是利用局部變形使坯料壓制出各種形狀的凸起或凹陷的沖壓工藝，多用于薄板零件上制出筋條、文字、花紋或凹陷的沖壓工藝，多用于薄板零件上制出筋條、文字、花紋等。等。圖圖（下頁(yè)）所示為采用橡膠凸模壓筋，獲得的與鋼制凹模（下頁(yè)）所示為采用橡膠凸模壓筋，獲得的與鋼制凹模相同的筋條。相同的筋條。課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 翻邊翻邊 內(nèi)孔翻邊過程內(nèi)孔翻邊過程課題課題5 金

42、屬的熱加工金屬的熱加工 剛模脹形剛模脹形 軟模脹形軟模脹形 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工液壓脹形液壓脹形 （a）傾注液體法；（）傾注液體法；（b）充液橡皮囊法）充液橡皮囊法 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工軟模壓筋軟模壓筋 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 3 . 焊接 （1）焊接特點(diǎn)）焊接特點(diǎn)良好的密封性；節(jié)約材料良好的密封性；節(jié)約材料 ；化大為小、拼小為大；化大為小、拼小為大；獲得特殊性能；焊接接頭組織性能不均勻獲得特殊性能；焊接接頭組織性能不均勻 （2）焊接的分類和應(yīng)用）焊接的分類和應(yīng)用 分類：分類：熔焊、壓焊和釬焊。熔焊、壓焊和釬焊。 應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于制造金屬結(jié)構(gòu)件，在船舶、橋梁、主要用于制造金屬結(jié)構(gòu)件，在船舶、橋梁、 壓力容器、起重機(jī)械、房屋建筑、電視塔、壓力容器、起重機(jī)械、房屋建筑、電視塔、 金屬桁架等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。金屬桁架等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 課題課題5 金屬的熱加工金屬的熱加工 （3）焊條電弧焊 焊條電弧焊是利焊條電弧焊是利用焊條和焊件間產(chǎn)用焊條和焊件間產(chǎn)生的電弧熱，將焊生的電弧熱，將焊件和焊條融化而進(jìn)件和焊條融化而進(jìn)行焊接的方法行