鑄造鍛造焊接課件

鑄造鍛造焊接課件第1頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三一、鑄造1、鑄造的概念

將經(jīng)過熔化的液態(tài)金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型中，冷卻凝固后獲得毛坯或零件的一種工藝方法。(鑄造)2、鑄造的方法3、鑄造的特點(diǎn)(2)生產(chǎn)成本低，較為經(jīng)濟(jì)(1)成型方便，適應(yīng)性強(qiáng)(3)鑄件組織性能差利用液態(tài)成形,適應(yīng)各種形狀、尺寸不同材料的鑄件.節(jié)省金屬,材料來源廣泛，設(shè)備簡單。鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能差.砂型鑄造、特種鑄造4、鑄造生產(chǎn)的類型砂型鑄造、特種鑄造。第2頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三鑄造過程（整模造型）第3頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第5頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第6頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（一）砂型鑄造

砂型鑄造是以砂為主要造型材料制備鑄型的一種鑄造方法。目前90%以上的鑄件是用砂型鑄造方法生產(chǎn)的。1、砂型鑄造的工藝過程工藝準(zhǔn)備造型落砂合箱澆注造芯清理檢驗(yàn)熔煉金屬配砂、制模第7頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三砂型鑄造（分模造型）第8頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三2、造型材料

制造鑄型用的材料稱為造型材料，砂型鑄造使用主要是型砂和芯砂，它們是由砂、粘結(jié)劑和附加物組成。造型材料應(yīng)具備以下性能：（4）透氣性（1）可塑性（3）耐火性（2）足夠的強(qiáng)度（5）退讓性型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。型砂和芯砂在外力作用下要不易破壞。型砂和芯砂在高溫下要不易軟化、燒結(jié)、粘附。型砂和芯砂緊實(shí)后要易于通氣。型砂和芯砂在冷卻時(shí)其體積可以被壓縮。第9頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三3、模樣與芯盒（1）模樣與芯盒是制造鑄型和型芯的工具。（2）模樣形成鑄件的外形，其外形相當(dāng)于鑄件的外部形狀；型芯形成鑄件的內(nèi)腔形狀。芯盒是制造型芯的工具。（3）砂型鑄造多用木材制造模樣和芯盒。（4）特種鑄造用金屬模、塑料模和其它模樣。第10頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三4、造型方法按造型操作方法的不同，可分為：（1）手工造型（2）機(jī)器造型

填砂、緊實(shí)、起模等主要由人工完成，操作靈活，生產(chǎn)率低，主要用于單件小批量生產(chǎn)。

填砂、緊實(shí)、起模等實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)率高，投資大，主要用于批量生產(chǎn)。

主要方法有：主要方法有：整模造型挖砂造型三箱造型活塊造型刮板造型假箱造型振壓緊實(shí)、拋砂緊實(shí)分模造型第11頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三三箱造型第12頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三假箱造型第13頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三挖砂造型第14頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三活塊造型第15頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三刮板造型第16頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三5、造芯及合箱（1）造型芯（2）合箱

型芯的作用一是形成鑄件的內(nèi)腔，二是簡化模型的外形，以制出鑄件上的臺(tái)和槽等。

型芯采用比型砂更好的造型材料。造芯方法也有手工造芯和機(jī)器造芯兩種。

鑄型的裝配工序簡稱合箱。合箱前，在鑄型中放好型芯、扣上上箱、放置澆口杯。合箱后，兩箱要卡緊，防止錯(cuò)箱和抬箱。第17頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三6、鑄鐵的熔煉及澆注1、鑄鐵的熔煉設(shè)備有沖天爐和感應(yīng)爐等。其原料有金屬料、燃料和熔劑。2、澆注系統(tǒng)：引導(dǎo)金屬液進(jìn)入鑄型型的通道。它包括澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道四個(gè)部分組成。第18頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三7、落砂、清理和檢驗(yàn)1、落砂：出箱的溫度一般不高于500度，以免鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或開裂。清砂是清除型砂和芯砂的過程，有水力清砂和水爆清砂兩種方法。2、清理：去除表面粘砂的方法有滾筒清理、噴射清理和拋丸清理等方法。3、檢驗(yàn)：主要包括外觀檢驗(yàn)、內(nèi)部檢驗(yàn)、化學(xué)性能和金相檢驗(yàn)等。

將澆注成形后的鑄件從型砂和砂箱中分離出來的工序，它分為出箱和清砂兩個(gè)過程。有手工落砂和機(jī)械落砂兩種方法。去除澆口、冒口、飛邊、毛刺以及表面粘砂的工序。其任務(wù)是確定合格的鑄件，去除有缺陷的鑄件。第19頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（二）特種鑄造1、概念：

3、常用的特種鑄造方法：2、特種鑄造的特點(diǎn)：引言：

鑄件精度高，力學(xué)性能好；生產(chǎn)率高；工人勞動(dòng)條件好等。特種鑄造是指砂型鑄造以外的其他鑄造方法。金屬型鑄造壓力鑄造熔模鑄造離心鑄造殼型鑄造第20頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三1、金屬型鑄造將液態(tài)金屬注入用金屬制成的鑄型中，以獲得鑄件的方法。（1）工藝特點(diǎn)：

一型多鑄，鑄件精度高，力學(xué)性能好，但成本高，主要用于大批大量生產(chǎn)銅、鋁、鎂等非鐵合金鑄件。（2）工藝過程：金屬型鑄造第21頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三金屬型鑄造第22頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三2、熔模鑄造

將蠟料制成模樣，在上面涂以若干層耐火涂料制成型殼，然后加熱型殼，使模樣熔化、流出，并焙燒成有一定強(qiáng)度的型殼，再經(jīng)澆注，去殼而得到鑄件的一種鑄造方法。（1）工藝特點(diǎn)：

以熔化模樣為起模方式。鑄件精度高，是少無切削加工的方法之一。其設(shè)備簡單，生產(chǎn)批量不受限制，主要用于大批、大量生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。（2）工藝過程：熔模鑄造第23頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三熔模鑄造第24頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三3、壓力鑄造

將熔融的金屬在高壓下，快速壓入金屬鑄型的型腔中，并在壓力下凝固，以得到鑄件的一種鑄造方法。（1）工藝特點(diǎn)：

高速高壓。（2）工藝過程：壓力鑄造

多用于非鐵合金（如鋁、銅、鎂等）精密鑄件的批量生產(chǎn)。第25頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三壓力鑄造第26頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三4、離心鑄造

將熔融的金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使金屬液在離心力的作用下凝固成形，以得到鑄件的一種鑄造方法。（1）工藝特點(diǎn)：

組織緊密，鑄件質(zhì)量好。（2）工藝過程：離心鑄造第27頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三離心鑄造第28頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三二、鍛壓1、鍛壓的概念

借助于外力作用，使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所要求形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的一種壓力加工方法。2、金屬的塑性變形

金屬在外力作用下，首先產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)外力超過一定限度后，會(huì)發(fā)生塑性變形。金屬塑性變形的能力大小，主要取決于三個(gè)因素：（1）金屬的化學(xué)成分（3）變形時(shí)溫度（2）組織結(jié)構(gòu)碳、合金含量越低，分布越均勻，塑性越好。鋼的奧氏缽組織塑性最好，滲碳體最差。溫度越高，塑性越好。第29頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三3、鍛壓的特點(diǎn)(2)節(jié)約金屬材料(1)改善金屬組織、提高力學(xué)性能(3)較高的生產(chǎn)率

鍛壓的同時(shí)可消除鑄造缺陷，均勻成分，形成纖維組織，從而提高鍛件的力學(xué)性能。

比如在生產(chǎn)六角螺釘時(shí)采用模鍛成形就比切削加工效率約高50倍。

比如在熱軋鉆頭、齒輪、齒圈及冷軋絲杠時(shí)節(jié)省了切削加工設(shè)備和材料的消耗。（4）鍛壓主要生產(chǎn)承受重載荷零件的毛坯，如機(jī)器中的主軸、齒輪等，但不能獲得形狀復(fù)雜的毛坯或零件。第31頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第32頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三4、鍛壓生產(chǎn)的分類（1）自由鍛造（2）模樣鍛造（3）板料沖壓

利用沖擊力或靜壓力使經(jīng)過加熱的金屬在鍛壓設(shè)備的上、下砧鐵之間塑性變形、自由流動(dòng)稱為自由鍛造。

把金屬坯料放在鍛模模膛內(nèi)施加壓力使其變形的一種鍛造方法。又簡稱模鍛。

將金屬板料置于沖模之間，使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。通常在常溫下進(jìn)行，也稱冷沖壓。第33頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（一）鍛造工藝1、加熱（1）目的：提高塑性能、降低變形抗力，以利于變形和獲得良好的鍛后組織。（2）鍛造溫度范圍：如圖2-11注：加熱過高、過低，加熱時(shí)間過短、過長都不利于鍛壓生產(chǎn)。2、自由鍛造（1）特點(diǎn)：鍛件成形主要靠工人的操作技能；

采用通用設(shè)備和工具；只能生產(chǎn)形狀簡單的鍛件，適用于單件小批生產(chǎn)。第34頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（2）基本工序：

鍛造的基本工序是指為了達(dá)到工件的形狀和尺寸而進(jìn)行的使金屬發(fā)生變形的工藝過程。主要工序有：鐓粗拔長沖孔正擠壓彎曲反擠壓復(fù)合擠壓3、模樣鍛造

以鍛模模膛限制金屬坯料的變形，從而獲得鍛件的成形方法，其特點(diǎn)是：可以鍛造出質(zhì)量好，形狀較為復(fù)雜的鍛件；生產(chǎn)率高，但設(shè)備噸位較大，鍛模制造困難，費(fèi)用高；適用于中、小型鍛件的大批量生產(chǎn)。第35頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三彎曲第38頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三正擠壓第39頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第40頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三反擠壓第41頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三復(fù)合擠壓第42頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（二）鍛造設(shè)備1、空氣錘利用壓縮空氣推動(dòng)鍛錘進(jìn)行工作。以落下部分質(zhì)量來表示鍛造能力；常用噸位為65～750千克，用于鍛造小型鍛件。靠飛輪、螺桿和滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所積蓄的動(dòng)能使鍛件變形。是模鍛的主要設(shè)備。2、蒸汽—空氣錘3、液壓機(jī)4、摩擦壓力機(jī)利用一定蒸汽或壓縮空氣推動(dòng)鍛錘進(jìn)行工作。常用噸位為1~5噸，用于鍛造中型鍛件，是模鍛的主要設(shè)備。利用高壓水為動(dòng)力進(jìn)行工作?？快o壓力工作。常用噸位為5～150噸，用于鍛造大型鍛件，是大型鍛件的唯一設(shè)備。第43頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三空氣錘第44頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三空氣錘第45頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三液壓機(jī)第46頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三摩擦壓力機(jī)第47頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（三）板料沖壓

板料沖壓可獲得尺寸精度高、互換性好、形狀復(fù)雜的零件。沖壓件一般不需要進(jìn)行切削加工。沖壓操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)率高。1、沖壓設(shè)備剪床沖床油壓機(jī)2、沖壓基本工序（1）沖裁工序：（2）變形工序：使坯料的一部分與另一部分分離的工序。落料與沖孔：按封閉的輪廓線分離的工序。其變形過程和模具結(jié)構(gòu)是相同的。

落料是被分離的部分為成品，周邊是廢料；沖孔是被分離的部分是廢料，周邊是成品。使坯料的一部分相對(duì)另一部分產(chǎn)生位移而不破壞的工序。包括彎曲、拉深、翻邊、成形工序等。第48頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三剪床第49頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三沖床第50頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三沖床第51頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三沖床第52頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三油壓機(jī)第53頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三三、焊接

焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過程實(shí)質(zhì)是用加熱或加壓等手段，借助金屬原子的結(jié)合與擴(kuò)散作用，使分離的金屬材料牢固地連接在一起。焊接的特點(diǎn):焊接與其它連接方法有本質(zhì)的區(qū)別,不僅在宏觀上建立了永久性的聯(lián)系,在微觀上也建立了組織之間的原子級(jí)的內(nèi)在聯(lián)系.焊接比其它連接方法具有更高的強(qiáng)度,密封性,且質(zhì)量可靠,生產(chǎn)率高,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化.節(jié)省金屬,工藝簡單,可以很方便的采用鍛-焊,鑄-焊等復(fù)合工藝,生產(chǎn)大型復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件.焊接是一個(gè)不均勻加熱的過程,焊后的焊縫易產(chǎn)生焊接應(yīng)力,易引起變形.第54頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三3、焊接的種類:(1)熔化焊:根據(jù)焊接的過程可分為三類:主要有電弧焊,氣焊,電渣焊,等離子弧焊,電子束焊,激光焊等.(2)壓力焊:(3)釬焊:通過加壓和加熱的綜合作用,以實(shí)現(xiàn)金屬接合的焊接方法.以熔點(diǎn)低于被焊金屬熔點(diǎn)的焊料填充接頭形成焊縫的焊接方法.主要包括電阻焊,摩擦焊,爆炸焊等.主要包括軟釬焊和硬釬焊.熔焊是將兩個(gè)焊件局部加熱到熔化狀態(tài)，并加入填充金屬，冷卻凝固后即形成牢固的接頭。.第55頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（一）手工電弧焊1、焊接過程

手工電弧焊是熔焊一種,它是用手操作焊條,利用焊條與被焊金屬工件間產(chǎn)生的電弧熱量加熱并熔化金屬,隨后形成焊縫,獲得牢固接頭的焊接方法.

焊接時(shí),焊工手握夾著焊條的焊鉗進(jìn)行焊接,焊條和工件之間產(chǎn)生電弧將工件局部加熱到熔化狀態(tài)形成熔池,焊條作為一個(gè)電極,其端部在電弧的作用下不斷被熔化,形成熔滴進(jìn)入熔池,隨著電弧的向前移動(dòng),熔池尾部液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶,最終形成焊縫.(其過程如圖)第56頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第57頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三2、焊接工藝（1）焊接電弧

電弧是在電極(焊條)和工件間的氣體介質(zhì)中強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象.1）產(chǎn)生過程:

焊接時(shí),使電極與工件瞬時(shí)接觸并迅速提起(離開焊件2-4mm),由于短路產(chǎn)生高熱,產(chǎn)生金屬蒸汽.高溫金屬發(fā)出電子并撞擊氣體分子,使氣體介質(zhì)電離成正離子和負(fù)離子,正離子流向陰極,負(fù)離子流向陽極,形成電弧.2）電弧的構(gòu)造:(如圖)

當(dāng)采用直流電源焊接時(shí),陽極區(qū)溫度可達(dá)2600℃,陰極區(qū)可