鍛造鑄造焊接工藝學(xué)

教學(xué)重點(diǎn)：

教學(xué)難點(diǎn)：

解決方法：

鑄造、鍛壓、焊接的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用；砂型鑄造與鑄件結(jié)構(gòu)工藝性；模鍛特點(diǎn)與板料沖壓，焊條電弧焊。鑄、鍛、焊工藝及應(yīng)用教學(xué)模塊

重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法：

鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析、金屬塑性成形原理理解及焊接缺陷原因分析。檢索分析、查閱參考文獻(xiàn)、現(xiàn)場教學(xué)與學(xué)做合一。1-1課題一

鑄造

1-2教學(xué)重點(diǎn)鑄造的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用；砂型鑄造工藝。教學(xué)難點(diǎn)本課題重點(diǎn)與難點(diǎn)砂型鑄造工藝、金屬鑄造性能對(duì)鑄件質(zhì)量的影響。1-34.1.1鑄造工藝基礎(chǔ)

1、鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)

鑄造的成形是由液態(tài)凝結(jié)成固態(tài)的過程，是制造機(jī)械零件毛坯或零件的一種重要工藝方法。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)雜的鑄件，如各種箱體、床身、機(jī)架等零件的毛坯。

（2）常用的金屬材料均可用鑄造方法制成鑄件，有些材料（如鑄鐵、青銅）只能用鑄造方法來制造零件。

（3）鑄造所用的原材料來源廣泛，價(jià)格低廉。

（4）鑄件的形狀與零件尺寸較接近，可節(jié)省金屬的消耗，減少切削加工費(fèi)用。1-44.1.1鑄造工藝基礎(chǔ)

缺點(diǎn)：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。2、鑄造的分類

鑄造一般按造型方法來分類，習(xí)慣上分為砂型鑄造和特種鑄造。砂型鑄造包括濕砂型、干砂型、化學(xué)硬化砂型三類。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。1-54.1.2砂型鑄造

1、砂型鑄造的工藝過程砂型鑄造的工藝過程如下圖所示。1-64.1.2砂型鑄造

砂型鑄造生產(chǎn)套筒鑄件的工藝流程示意圖

1-74.1.2砂型鑄造

2、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。1-84.1.2砂型鑄造

3、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。

1-94.1.2砂型鑄造

4、造型和制芯

造型是指用型砂、模樣、砂箱等工藝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（1）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。（1）整體模制型（2）分塊模造型1-104.1.2砂型鑄造造（3）挖砂造造型（4）假箱造造型（5）活塊造造型（6）刮板造造型1-114.1.2砂型鑄造造（7）兩箱造造型（8）三箱造造型（9）脫箱造造型（10）地坑造造型1-124.1.2砂型鑄造造（2）機(jī)器造造型1-134.1.2砂型鑄造2）制芯芯的主要作作用是形成成鑄件的內(nèi)內(nèi)腔或局部部外形。單件、小批批生產(chǎn)時(shí)采采用手工制制芯，大批批生產(chǎn)時(shí)采采用機(jī)器制制芯。手工制芯常常采用芯盒盒制芯。3）澆注系統(tǒng)統(tǒng)澆注系統(tǒng)是是為填充型型腔和冒口口而開設(shè)于于鑄型中的的一系列通通道。通常有澆口口杯、直澆澆道、橫澆澆道、內(nèi)澆澆道和冒口口組成，如如右圖所示示。1-144.1.2砂型鑄造4）冒口和鑄鑄型結(jié)構(gòu)尺寸較大的的鑄件或體體收縮率較較大的金屬屬還要加設(shè)設(shè)冒口起補(bǔ)補(bǔ)縮作用，，為便于補(bǔ)補(bǔ)縮，冒口口一般設(shè)在在鑄件的厚厚部或上部部。冒口還還可起排氣氣和集渣作作用。1-154.1.2砂型鑄造5、鑄件的結(jié)結(jié)構(gòu)工藝性性鑄件的結(jié)構(gòu)構(gòu)工藝性是是指所設(shè)計(jì)計(jì)的鑄件結(jié)結(jié)構(gòu)不僅應(yīng)應(yīng)滿足使用用的要求，，還應(yīng)符合合鑄造工藝藝的要求和和經(jīng)濟(jì)性。。1）鑄件的外外形（1）外形力求求簡單平直直。（2）避免或減減少活塊。。1-164.1.2砂型鑄造（3）盡量減少少分型面的的數(shù)量1-174.1.2砂型鑄造（4）應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)斜度1-184.1.2砂型鑄造（5）避免收縮縮受阻（6）避免過大大水平面1-194.1.2砂型鑄造2）鑄件的孔孔和內(nèi)腔（1）盡量少用用或不用芯芯。（2）有利于芯芯的固定、、排氣和清清理，防止止產(chǎn)生偏芯芯、氣孔等等缺陷。3）鑄件的壁壁厚及壁間間連接（1）鑄件的壁壁厚應(yīng)合理理常用砂型鑄鑄造鑄件的的最小壁厚厚：1-204.1.2砂型鑄造（2）鑄件的壁壁厚應(yīng)均勻勻（3）鑄件的壁壁間連接應(yīng)應(yīng)合理。1）轉(zhuǎn)角處應(yīng)應(yīng)有結(jié)構(gòu)圓圓角。2）避免交叉叉和銳角連連接。3）應(yīng)避免壁壁厚突變。。1-214.1.3特種鑄造特種鑄造是是指與砂型型鑄造不同同的其他鑄鑄造方法。。特種鑄造造有近二十十種，常用用的有熔模模鑄造、金金屬型鑄造造、壓力鑄鑄造、離心心鑄造、低低壓鑄造等等。1、金屬型鑄鑄造金屬型鑄造造又稱硬模模鑄造，它它是將液體體金屬澆入入金屬鑄型型，以獲得得鑄件的一一種鑄造方方法。根據(jù)分型面面位置不同同，金屬型型分為整體體式、垂直直分型式、、水平分型型式和復(fù)合合分型式。。垂直分型式式便于開設(shè)設(shè)內(nèi)澆道和和取出鑄件件，易于實(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化化，應(yīng)用較較多。1-224.1.3特種鑄造垂直分型式式金屬型：：1-234.1.3特種鑄造金屬型鑄造造與砂型鑄鑄造比較：：在技術(shù)上上與經(jīng)濟(jì)上上有許多優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。（1）金屬型導(dǎo)導(dǎo)熱快，鑄鑄件冷卻迅迅速，晶粒粒細(xì)小，其其力學(xué)性能能比砂型鑄鑄件高。（2）鑄件的精精度和表面面質(zhì)量比砂砂型鑄件高高，而且質(zhì)質(zhì)量和尺寸寸穩(wěn)定。（3）鑄件的工工藝收得率率高，液體體金屬耗量量減少，一一般可節(jié)約約15～30％。（4）不用砂或或者少用砂砂，一般可可節(jié)約造型型材料80～100％。1-244.1.3特種鑄造金屬型鑄造造雖有很多多優(yōu)點(diǎn)，但但也有不足足之處。如如：（1）金屬型制制造成本高高、生產(chǎn)周周期長。（2）金屬型不不透氣，而而且無退讓讓性，易造造成鑄件澆澆不到、開開裂或鑄鐵鐵件產(chǎn)生白白口等缺陷陷。（3）金屬型鑄鑄造時(shí)，鑄鑄型的工作作溫度、合合金的澆注注溫度和澆澆注速度，，鑄件在鑄鑄型中停留留的時(shí)間，，以及所用用的涂料等等，對(duì)鑄件件的質(zhì)量的的影響甚為為敏感，需需要嚴(yán)格控控制。1-254.1.3特種鑄造2、壓力鑄造造壓力鑄造是是指熔融金金屬在高壓壓下高速充充型，并在在壓力下凝凝固的鑄造造方法。壓鑄工藝過過程是：向向型腔噴射射涂料、閉閉合壓型、、壓射金屬屬、打開壓壓型頂出鑄鑄件。壓鑄型是壓壓鑄工藝過過程的關(guān)鍵鍵裝備，是是由定型、、動(dòng)型及金金屬芯組成成的壓鑄用用金屬型其其性能、精精度、表面面質(zhì)量要求求很高，必必須用熱作作模具鋼制制造，并進(jìn)進(jìn)行嚴(yán)格的的熱處理。。壓鑄機(jī)是壓壓鑄生產(chǎn)專專用機(jī)器，，主要有開開合型、壓壓射、抽芯芯、頂出鑄鑄件等機(jī)構(gòu)構(gòu)組成。分分為熱壓室室式和冷壓壓室式兩類類。1-264.1.3特種鑄造（1）壓鑄的生生產(chǎn)率比其其他鑄造方方法都高，，并易于實(shí)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)動(dòng)化、自動(dòng)動(dòng)化。（2）壓鑄件尺尺寸精度高高，表面質(zhì)質(zhì)量好。（3）可鑄出結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、、輪廓清晰晰的薄壁、、深腔、精精密鑄件。。（4）壓鑄件組組織細(xì)密，，強(qiáng)度、硬硬度比砂型型鑄件提高高25%～40%。（5）設(shè)設(shè)備備和和壓壓鑄鑄型型費(fèi)費(fèi)用用高高，，壓壓鑄鑄型型制制造造周周期期長長，，所所以以只只適適應(yīng)應(yīng)大大批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)。。（6）壓壓鑄鑄件件不不能能進(jìn)進(jìn)行行熱熱處處理理，，因因加加熱熱時(shí)時(shí)氣氣體體膨膨脹脹會(huì)會(huì)造造成成表表面面鼓鼓泡泡或或變變形形。。壓力力鑄鑄造造具具有有如如下下特特點(diǎn)點(diǎn)：：1-274.1.3特種種鑄鑄造造3、熔熔模模鑄鑄造造1-284.1.3特種種鑄鑄造造（1）可可生生產(chǎn)產(chǎn)形形狀狀復(fù)復(fù)雜雜、、輪輪廓廓清清晰晰、、薄薄壁壁（（0.2mm～0.7mm），，且且無無分分型型面面的的鑄鑄件件。。（2）熔熔模模鑄鑄造造的的尺尺寸寸精精度度高高（（IT10～I(xiàn)T14），，表表面面粗粗糙糙度度值值低低（（Ra12.5～1.6μμm），，可可實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)少少（（無無））切切削削加加工工。。（3）能能鑄鑄造造各各種種合合金金鑄鑄件件，，尤尤其其適適于于鑄鑄造造高高熔熔點(diǎn)點(diǎn)、、難難切切削削加加工工和和利利用用其其他他加加工工方方法法難難以以成成形形的的合合金金，，如如耐耐熱熱合合金金、、磁磁鋼鋼和和不不銹銹鋼鋼等等。。（4）生生產(chǎn)產(chǎn)批批量量不不受受限限制制，，可可實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)機(jī)械械化化流流水水線線生生產(chǎn)產(chǎn)。。（5）工工藝藝過過程程復(fù)復(fù)雜雜、、生生產(chǎn)產(chǎn)周周期期較較長長（（4～15天）），，生生產(chǎn)產(chǎn)成成本本較較高高。。（6）因因蠟蠟?zāi)ＤＲ滓鬃冏冃涡?，，型型殼殼?qiáng)強(qiáng)度度不不高高等等原原因因，，鑄鑄件件質(zhì)質(zhì)量量一一般般不不超超過過25kg。熔模模鑄鑄造造主主要要生生產(chǎn)產(chǎn)小小型型零零件件。。熔模模鑄鑄造造特特點(diǎn)點(diǎn)和和應(yīng)應(yīng)用用范范圍圍1-294.1.3特種種鑄鑄造造4、離離心心鑄鑄造造1-304.1.4鑄件件質(zhì)質(zhì)量量與與成成本本分分析析1、鑄鑄件件質(zhì)質(zhì)量量分分析析1-314.1.4鑄件件質(zhì)質(zhì)量量與與成成本本分分析析2、鑄鑄件件成成本本分分析析1）鑄鑄造造方方法法對(duì)對(duì)成成本本的的影影響響鑄件件的的成成本本除除與與原原材材料料成成本本、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)成成本本有有關(guān)關(guān)外外，，還還應(yīng)應(yīng)考考慮慮其其工工藝藝成成本本，，如如模模樣樣或或鑄鑄型型的的制制造造成成本本、、鑄鑄件件的的后后續(xù)續(xù)機(jī)機(jī)加加工工成成本本、、設(shè)設(shè)備備費(fèi)費(fèi)用用、、原原材材料料的的利利用用率率等等因因素素。。鑄造造方方法法很很多多，，應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)鑄鑄件件的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特點(diǎn)點(diǎn)、、形形狀狀、、尺尺寸寸大大小小、、合合金金種種類類、、技技術(shù)術(shù)要要求求及及設(shè)設(shè)備備等等具具體體條條件件進(jìn)進(jìn)行行全全面面分分析析比比較較，，合合理理選選擇擇，，才才能能達(dá)達(dá)到到優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)、、高高產(chǎn)產(chǎn)、、低低成成本本的的目目的的。。1-324.1.4鑄件質(zhì)量與成成本分析2）生產(chǎn)批量對(duì)對(duì)鑄件成本的的影響中小型零件生生產(chǎn)批量的大大致劃分：單單件：＜10件/年；小批：10～200件/年；中批：200～500件/年；大批：500～5000件/年；大量：＞＞5000件/年。單件和小小批生產(chǎn)的鑄鑄件，應(yīng)盡量量減少工裝、、模樣、鑄型型、設(shè)備的費(fèi)費(fèi)用，但可允允許有較大的的加工余量；；而對(duì)成批、、大量生產(chǎn)的的鑄件，則主主要應(yīng)考慮其其生產(chǎn)率高，，原材料利用用率高，機(jī)加加工余量小，，但可適當(dāng)增增加工裝、模模樣、鑄型等等的開支。1-334.1.5鑄造新工藝和和新技術(shù)簡介介1、實(shí)型鑄造中實(shí)型鑄造又又稱為氣化模模鑄造和消失失模鑄造，其其原理是用泡泡沫塑料（包包括澆冒口系系統(tǒng)）代替木木模或金屬模模樣進(jìn)行制造造，造型后模模樣不取出，，鑄型呈實(shí)體體，澆入液態(tài)態(tài)金屬后，模模樣燃燒、氣氣化、消失，，金屬液充填填模樣位置，，冷卻凝固后后得到鑄件。。強(qiáng)度是指金金屬材料抵抗抗塑性變形（（永久變形））和斷裂的能能力。抵抗塑塑性變形和斷斷裂的能力越越大，則強(qiáng)度度越高實(shí)型型鑄造應(yīng)用范范圍較廣，可可適用于各類類合金，幾乎乎不受鑄件結(jié)結(jié)構(gòu)、尺寸、、重量和生產(chǎn)產(chǎn)批量的限制制，特別適用用于生產(chǎn)形狀狀復(fù)雜的鑄件件，如模具、、汽缸頭、管管件、曲軸、、葉輪、殼體體、床身、機(jī)機(jī)座等。1-344.1.5鑄造新工藝和和新技術(shù)簡介介2、磁型鑄造磁型鑄造是將將裝有氣化模模和鐵丸的砂砂箱置于磁場場中，鐵丸在在磁場作用下下相互結(jié)合在在氣化模外形形成鑄型，當(dāng)當(dāng)金屬液澆入入磁型時(shí)，高高溫金屬將氣氣化模逐漸燒燒失，而占據(jù)據(jù)型腔，待冷冷卻凝固后撤撤出磁場，則則磁型自然散散落，從而獲獲得鑄件的方方法磁型鑄造已在在機(jī)車車輛、、拖拉機(jī)、兵兵器、采掘、、動(dòng)力、輕工工、化工等制制造業(yè)得到應(yīng)應(yīng)用，適用于于各種批量、、各種合金的的中、小型鑄鑄件。1-354.1.5鑄造新工藝和和新技術(shù)簡介介3、低壓鑄造低壓鑄造是使使液體金屬在在較低的壓力力作用下充填填型腔，以形形成鑄件的一一種方法，他他是介于重力力鑄造和壓力力鑄造之間的的一種鑄造方方法，具有液液體金屬充型型比較平穩(wěn)；；鑄件成形性性好，鑄件輪輪廓清晰、表表面質(zhì)量好，，有利于大型型薄壁鑄件的的成形；鑄件件組織致密，，力學(xué)性能好好；勞動(dòng)條件件好，設(shè)備簡簡單，易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)械化和自自動(dòng)化。1-364.1.5鑄造新工藝和和新技術(shù)簡介介4、半固態(tài)鑄造造半固態(tài)鑄造是是指將既非全全呈液態(tài)又非非全呈固態(tài)的的固態(tài)－液態(tài)態(tài)金屬混合漿漿料，經(jīng)壓鑄鑄機(jī)壓鑄，形形成鑄件的鑄鑄造方法。這這種鑄造方法法能大大減少少對(duì)壓鑄機(jī)的的熱沖擊，提提高壓鑄機(jī)的的使用壽命，，可明顯提高高鑄件的質(zhì)量量，降低能量量消耗，便于于進(jìn)行自動(dòng)化化生產(chǎn)。1-374.1.5鑄造新工藝和和新技術(shù)簡介介5、懸浮鑄造懸浮鑄造時(shí)指指在澆注金屬屬液時(shí)，將一一定量的金屬屬粉末加到金金屬液流中，，使其與金屬屬液摻和在一一起而流入鑄鑄型的一種鑄鑄造方法。所所添加的粉末末材料稱為懸懸浮劑，常用用的有鐵粉、、鑄鐵丸、鐵鐵合金粉、鋼鋼丸等。懸懸浮鑄造可明明顯地提高鑄鑄鋼、鑄鐵的的力學(xué)性能，，減少縮孔和和縮松，提高高鑄件的抗熱熱裂性能，減減少鑄錠和厚厚壁鑄件中化化學(xué)成分不均均勻性，提高高鑄件和鑄錠錠的凝固速度度。缺點(diǎn)是對(duì)對(duì)懸浮劑和澆澆注溫度的控控制要求較高高。1-389、靜靜夜夜四四無無鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中中黃葉葉樹，，燈下下白頭頭人。。。22:00:3422:00:3422:0012/29/202210:00:34PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2222:00:3422:00Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。22:00:3422:00:3422:00Thursday,December29,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月月-2212月月-2222:00:3422:00:34December29,202214、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國見見青山。。。29十十二月202210:00:34下下午22:00:3412月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月2210:00下下午12月-2222:00December29,202216、行動(dòng)動(dòng)出成成果，，工作作出財(cái)財(cái)富。。。2022/12/2922:00:3422:00:3429December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時(shí)，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點(diǎn)的射線線向前。。10:00:34下午午10:00下下午22:00:3412月-229、沒有失失敗，只只有暫時(shí)時(shí)停止成成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結(jié)果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒有有。。。22:00:3422:00:3422:0012/29/202210:00:34PM11、成功就是日日復(fù)一日那一一點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積累。。。12月-2222:00:3422:00Dec-2229-Dec-2212、世世間間成成事事，，不不求求其其絕絕對(duì)對(duì)圓圓滿滿，，留留一一份份不不足足，，可可得得無無限限完完美美。。。。22:00:3422:00:3422:00Thursday,December29,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2222:00:3422:00:34December29,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。29十二月月202210:00:34下午午22:00:3412月-2215、楚塞三湘湘接，荊門門九派通。。。。十二月2210:00下午12月-2222:00December29,202216、少年年十五五二十十時(shí)，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/2922:00:3422:00:3429December202217、空山新新雨后，，天氣晚晚來秋。。。10:00:34下