材料成形技術基礎知識點總結

1、材料成形技術基礎第一章1-1一、 鑄造的實質、特點與應用鑄造：將熔融的液體澆注到與零件的形狀相適應的鑄型型腔中，冷卻后獲得逐漸的工藝方法。1、 鑄造的實質利用了液體的流動形成。2、 鑄造的特點A適應性大（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，質量不穩(wěn)定，廢品率高D力學性能較同樣材料的鍛件差。力學性能差的原因是：鑄造毛胚的晶粒粗大，組織疏松，成分不均勻3、 鑄造的應用鑄造毛胚主要用于受力較小，形狀復雜（尤其是腔內復雜）或簡單、重量較大的零件毛胚。二、 鑄造工藝基礎1、 鑄件的凝固（1）鑄造合金的結晶 結晶過程是由液態(tài)到固態(tài)晶體的轉變過程。它由晶核的形成和長大兩部分組成。通常

2、情況下，鑄件的結晶有如下特點：A以非均質形核為主B以枝狀晶方式生長為主。結晶過程中，晶核數(shù)目的多少是影響晶粒度大小的重要因素，因此可通過增加晶核數(shù)目來細化晶粒。晶體生長方式決定了最終的晶體形貌，不同晶體生長方式可得到枝狀晶、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）流動性 合金的流動性即為液態(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性有關，還與外界條件如鑄型性質、澆注條件和鑄件結構等因素有關，是各種因素的綜合反映。 生產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，它們的流動性好； B 提高澆注溫度，延長金屬流動時間； C 提高充填能力 D 設置出氣冒口，減少型內氣體，降低金屬液流動時阻力。（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程中。對于逐層凝固的合金由于固液兩相共存區(qū)很小甚至沒有，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充，如果最后凝固出的金屬得不到液態(tài)金屬的補充，就會在該處形成一個集中的縮孔。適當控制凝固順序，讓鑄件按遠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)很寬甚至布滿整個斷面，發(fā)達的枝狀晶彼此相互交錯而把尚未結晶的金屬液分割成許多小而分散的封閉區(qū)域，當該區(qū)域內的金屬液凝固時，收縮得不到外來金屬液的補償，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法徹底消除縮松缺陷。因此，對于氣密性要求不高，而要求內應力小的場合可采用同時凝固措施來滿足要求。B 鑄件內應力主要是由于鑄件在固態(tài)下的收縮受阻而英氣的。這些阻礙包括機械阻礙和熱阻礙。熱應力與鑄件結構有關。壁厚不均鑄件，冷卻過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入彈性變形階段，此時，

5、由于厚壁部分仍處于塑性變形收縮時，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它的拉應力，而薄壁部分則收到相反的力壓應力，。因此，必須盡力那個使鑄件壁厚均勻，避免金屬局部積聚，以減小熱應力。鑄件的內應力將導致鑄件變形，甚至開裂。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:（1）生產周期短，產品成本低；（2）產品批量、大小不受限制；（3）勞動強度大，勞動條件較差；（4）鑄件質量不穩(wěn)定，易產生缺陷。常用砂型主要特點及適用范圍鑄型種類鑄型特征主要特點適用范圍濕砂型以粘土做粘結劑，不經烘干可直接進行澆注的砂型生產周期短、效率高，易于實現(xiàn)機械化、自動化，設

6、備投資和能耗低；但鑄型強度低、發(fā)氣量大，易于產生鑄造缺陷單件或批量生產，尤其是大批量生產。廣泛用于鋁合金、鎂合金和鑄鐵件干砂型經過烘干的高粘土含量的砂型鑄型強度和透氣性較高，發(fā)氣量小，故鑄造缺陷較少；但生產周期長，設備投資較大，能耗較高，且難于實現(xiàn)機械化和自動化單件、小批生產質量要求較高，結構復雜的中、大型鑄件濕砂型以粘土做粘結劑，不經烘干可直接進行澆注的砂型生產周期短、效率高，易于實現(xiàn)機械化、自動化，設備投資和能耗低；但鑄型強度低、發(fā)氣量大，易于產生鑄造缺陷單件或批量生產，尤其是大批量生產。廣泛用于鋁合金、鎂合金和鑄鐵件干砂型經過烘干的高粘土含量的砂型鑄型強度和透氣性較高，發(fā)氣量小，故鑄造缺

7、陷較少；但生產周期長，設備投資較大，能耗較高，且難于實現(xiàn)機械化和自動化單件、小批生產質量要求較高，結構復雜的中、大型鑄件2、常用的造型方法按使用的工具不同，分為手工造型和機器造型。（1）手工造型：指全部用手工或手動工具完成的造型工序1）特點：操作靈活，適應性強，成本低，生產準備時間短，鑄件質量差， 勞動強度大，生產率低。2）應用：單件、小批量生產，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分型面的單件、小批量生產脫箱造型用于小型鑄件地坑造型用于生產批量小的大中型鑄件（2）機器造型指用機器完成全部或至少完成緊砂操作的造型工序。 1）特點： 提高

8、了生產率，鑄件尺寸精度較高；節(jié)約金屬，降低成本；改善了勞動條件；設備投資較大。2）應用：成批、大量生產各類鑄件。3）機械造型方法震壓造型： 先震擊緊實，再用較低的比壓（0.150.4MPa ）壓實。 緊實效果好，噪音大，生產率不夠高。微震壓實造型：對型砂壓實的同時進行微震。緊實度高、均勻，生產率高，噪音仍較大。高壓造型：用較高的比壓（0.71.5MPa）緊實型砂。緊實度高，噪音小，灰塵少，生產率高，但設備造價高。拋砂造型：利用離心力拋出型砂，完成填砂和緊實。 緊實度均勻，噪音??；但生產率低。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： （1）不用砂或少用砂，改善了勞動條件， 減輕了勞動強度。（2）鑄件精度較高、性能較好。（3）生產率高，工藝簡單。（4）成本高，生產周期長， 在工藝上和應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:1）鑄件力學性能比砂型鑄件高。2）鑄件精度和表面質量好。3）可節(jié)約金屬，生產率較高。4）不用砂或少用砂，改善了勞動條件。5）鑄件成本高，易產生澆不足、開裂等缺陷。6）鑄造工藝要求嚴格。（3）應用： 主要用于有色金屬件的大批量生產。 例如：鋁活塞、汽缸體等。（4）金屬

10、型的結構:    1）整體型； 2）水平分型； 3）垂直分型；4）綜合分型。（5）工藝特點： 1）金屬型要預熱 2）噴刷涂料 3）及時開型取件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， 并在壓力下結晶，獲得鑄件的方法。（2）應用： 主要用于大量生產非鐵合金中、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1）鑄件尺寸精度高，表面質量好；2）鑄件力學性能好；3）可壓鑄形狀復雜的薄壁鑄件；4）可嵌鑄其它材料，節(jié)省貴重材料；5）生產率高，易于實現(xiàn)機械化和自動化；6）鑄件料質受限制；7）設備投資大，不宜小批量生產

11、；8）壓鑄件不能進行大余量的機械加工和 熱處理。（壓鑄件易產生小氣孔）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）下結晶，獲得鑄件的方法。（2）應用： 鋁、鎂合金中、小型件的成批大量生產。 例如：汽缸體、缸蓋、活塞等。（3）低壓鑄造的特點1）充型壓力和速度便于控制；2）鑄件組織致密，力學性能高；3）鑄件形狀可較復雜，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的鑄型中， 在離心力的作用下凝固成鑄件的方法。（2）應用： 主要用于大批量生產空心回轉體鑄件。

12、 例如：鑄鐵管、汽缸套、銅套等。（3）離心鑄造的特點1）簡化了套筒、管類鑄件的生產過程；2）離心鑄件力學性能高，缺陷較少；3）可生產流動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）內表面粗糙，易產生偏析；6）設備投資大，不宜單件、小批量生產。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，經高溫焙燒，澆注獲得鑄件的方法。（2）熔模鑄造的特點 1）鑄件精度和表面質量較高。2）可以鑄造形狀復雜的薄壁鑄件。3）生產批量不受限制。4）原材料價格貴，鑄件成本高。5）工藝過程繁雜，生產周期長。6）鑄件尺寸不能太大，質量一般小于25Kg。（3）應用：

13、各種鑄造合金，特別適于高熔點、難加工合金的 小型鑄件的成批、大量生產。1-3 鑄造工藝設計鑄造工藝設計是根據(jù)鑄件結構特點、技術要求、生產批量、生產條件等，確定鑄造方案和工藝參數(shù)，繪制圖樣和標注符號，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朝下或位于側面2）鑄件寬大平面應朝下3）面積較大的薄壁部分應置于鑄型下部或垂直、傾斜位置4）易形成縮孔的鑄件，應將截面較厚的部分置于上部或側面，便于安放冒口，使鑄件自下而上定向凝固5）應盡量減少型芯的數(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，使造型工藝簡化2）盡量將鑄件重要加工面或大部

14、分加工面、加工基準面放在同一個砂箱中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、 鑄造工藝簡圖繪制1、 鑄造工藝符號及表示方法2、 典型零件工藝分析 1-4鑄件結構工藝性 一：合金鑄造性能對鑄件結構的要求 鑄件的結構如果不能滿足合金鑄造的性能要求，將可能產生澆不足、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計合理的鑄件壁厚、設計鑄件加強筋、鑄件結構盡量減小收縮受阻、鑄件結構避免過大水平壁、注意不同鑄造合金對鑄件結構的要求。設計合理壁厚：a，鑄件壁厚應合理，每種鑄造合金都有其適宜的

15、鑄件壁厚要求; b, 鑄件壁厚應當均勻，防止壁厚相差過大凝固時產生縮孔、縮孔，此外冷卻速度不均會產生熱應力致使裂紋；c，鑄件壁的鏈接，結構圓角，壁間轉角處設計出結構圓角厚壁與薄壁間的連續(xù)要逐步過渡避免十字交叉和銳角相連接設計鑄件加強筋：筋可以增加鑄件的剛度和強度防止鑄件變形，減小鑄件壁厚，防止鑄件產生縮孔和裂紋。（注： 鑄件結構內容比較重要，特別是P36-39的設計圖，各種鑄造合金的性能結構特點參照P30的表格）二：鑄造工藝對結構的要求 1 鑄件外形的設計 a，避免外部的側凹，減少分型面或外部型芯 ；b，分型面應當平直 ；c，凸臺和筋的設計應便于造型和起模；d，鑄件的垂直壁上應當給出結構斜度2

16、 鑄件內腔的設計 a，不用或者少用型芯；b，使型芯安放穩(wěn)定、排氣通暢、清理方便 三：鑄造方法對鑄件結構的要求（了解）1-5鑄造技術的發(fā)展趨勢計算機的應用1.計算機輔助工藝設計（CAPP）：（1）模擬：充型過程流動場、溫度場、應力場等。 （2）優(yōu)化設計：澆注位置、澆冒口系統(tǒng)等。2.鑄造過程的自動控制于檢測 監(jiān)控：（1）型砂性能及砂處理過程；（2）爐料配比及熔煉質量；（3）鑄型性能及造型線工作狀況等。先進制造技術的應用1.精密鑄造技術n 高壓造型、氣沖造型、自硬砂造型等高緊實度砂型鑄造以及壓鑄、熔模鑄造、實型鑄造等特種鑄造技術。n 壓鑄和實型鑄造發(fā)展迅速，壓住機正趨于大型化，轎車車門已能整體鑄出。

17、n 實型鑄造在生產近無余量、形狀復雜的鑄件以及綠色生產方面的優(yōu)越性已逐步顯現(xiàn)。2. 快速成形技術即采用激光固化、激光燒結或熔化沉積等多種方式，將樹脂、塑料、蠟或金屬等材料快速疊加獲得制品的成形技術。該技術在鑄造生產中已用于生產蠟模、鑄型、型殼、型芯等。金屬熔煉1.大型沖天爐： 向著熱風、水冷、大噸位、連續(xù)熔煉的方向發(fā)展。2.小型沖天爐： 向著進一步提高鐵液質量的方向發(fā)展，主要是強化送風，加氧送風和脫濕送風等措施。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樹脂砂廣泛用于制芯；4水玻璃砂應用于鑄鋼件生產正逐步擴大。第二章 鍛壓基礎鍛壓定義：鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛

18、壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產生塑性變形，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質點間的聯(lián)系不被破壞的性能。變形抗力定義：塑性加工時，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、化學成分及組織的影響； 2、變形溫度； 3、變形速度； 4、應力狀態(tài)； 5、其它因素；（1）毛坯表面狀況和周圍介質的影響（2）變形不均勻的影響鍛造性定義：合金在鍛造生產中表現(xiàn)出來的工藝性能。其好壞由塑性和變形抗力綜合衡量。鍛造性的判定標準：K=/b 其中： K鍛造性判據(jù) 材料的斷面收縮率(

19、%)b材料的抗拉強度（MPa）板料沖壓性能：取決于板料的塑性和變形抗力。沖壓工藝對板料的要求：1、 良好的塑性2、 光滑平整且缺陷損傷的表面狀態(tài)3、 板料的厚度公差應符合國家標準備注：詳細內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：鍛造是在加壓設備及工（模）具的作用下，使坯料、鑄錠產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先進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

20、歪斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。) 3）基本工序：鍛造過程中直接改變坯料形狀和尺寸的工序。如鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、彎曲、鍛接等。2，模鍛定義理解A，分類：1） 錘上模鍛：在鍛錘上進行；分為錘模鍛和胎模鍛2）胎模鍛：在自由鍛設備上使用可移動模具；3）壓力機上模鍛：在壓力機上對熱態(tài)金屬進行模鍛B(tài)，模鍛特點1）坯料整體塑性變形，三向受壓；2）鍛件尺寸精確，加工余量??；3）鍛件形狀可較復雜；4）生產率較高；5）鍛模造價高，制造周期長；(適于小型鍛件的成批大量生產。如飛機、機車、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：P

21、66）沖壓基本工序：沖裁、彎曲、拉深、其他沖壓成形工藝（縮口、起伏、翻孔、脹形等）1，沖壓特點：（1）沖壓件輕、薄、剛度好；（2）生產率和材料利用率高；（3）成品形狀可較復雜、尺寸精度高、表面質量好、質量穩(wěn)定 ，一般無需切削加工；（4）大批量生產時，產品成本低。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)沖裁間隙 對應各變形階段，沖裁斷面相應地分為塌角、光亮帶、剪裂帶和毛刺區(qū)。光亮帶寬度越大，塌角越小，剪裂

22、帶的寬度和斜度越小，則剪切面的質量越好 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）彎曲變形過程：彈性變形 塑性變形 塑性彎曲2）外層開裂：當外b時，則產生彎裂。故應限制板料的最大彎曲變形程度（即最小彎曲半徑）, 同時注意毛坯下料方向，最好使板料流線方向與彎曲線垂直。3）最小彎曲半徑：即坯料彎曲時最外層纖維瀕于拉裂時內表面的彎曲半徑，用符號rmin表示。故在生產中：rrmin。（3）拉深 拉深變形過程理解 拉深工藝參及計算拉深系數(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）m

23、min為極限拉深系數(shù)：在工件不至拉裂的條件下，所能達到的最小拉深系數(shù)。多次拉深：當mmmin時，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)計算P68（5）旋壓工藝特點：P68:無需專門設備，使用簡單機床，裝備費用低，適用于小批量生產。(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P各種類形的臺階軸、齒輪、和螺紋。B，擠壓1.正擠壓：即使坯料從?？字辛鞒霾糠值倪\動方向與凸模運動方向相同的擠壓方法。2.反擠壓：即

24、坯料的一部分沿著凸模與凹模之間的間隙流出，其流動方向與凸模運動方向相反的擠壓方法。3.復合擠壓：即同時兼有正擠、反擠時金屬流動特征的擠壓方法。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，擺動碾壓G，高能成形工藝設計（一）自由鍛工藝設計1）主要內容：繪制鍛件圖；確定變形工序；計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：一般用粗實線畫出鍛件最終輪廓,用雙點劃線畫出零件的主要輪廓形狀。在尺寸線上方或左面標注鍛件的尺寸與公差；在尺寸線下方或右面用圓括號標出零件尺寸。3）確定變形

25、工序 鍛造變形工序應依據(jù)鍛件的形狀、尺寸、技術要求、生產批量和生產條件等綜合考慮。 一般來說，盤類鍛件以鐓粗為主，軸桿類鍛件以拔長為主，空心件肯定要沖孔(大孔還需要進一步擴孔)，彎桿少不了彎曲。4）計算毛坯重量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）計算毛坯尺寸當鍛造的第一工序為鐓粗時： 則坯料直徑：D00.8當鍛造的第一工序為拔長時： D0 DmaxD0 毛坯直徑（mm）；V0 坯料的體積（mm3）；Dmax 拔長后鍛件的最大直徑（m

26、m）；Y 鍛造比。根據(jù)算出的坯料重量可算出坯料的體積，坯料的尺寸則取決于第一工序的性質。若是鐓粗，則坯料的高徑比不應超過2.5（以免鐓彎），但要大于1.25（使下料方便）；若是拔長，則按鍛件的最大截面（最小變形）處滿足鍛造比要求來選擇坯料尺寸。最后所確定的坯料直徑或邊長應為標準值(市場可買到），再按體積計算坯料的長度，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準鋼錠。6）確定鍛造溫度范圍及加熱冷卻規(guī)范 （1）鍛造溫度范圍：對于45號鋼 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

27、，提高生產率。 （3）冷卻： 空冷： WC0.5%的碳鋼及WC0.3%的低合金鋼中、小鍛件一般采用空冷。7）選擇鍛造設備（1）選擇依據(jù)：鍛件重量、類型和尺寸。設備噸位大小要適當，既不能造成能量的過分浪費，又要保證鍛件能充分鍛透。（2）確定方法：理論計算法和查表法。目前生產中比較實用的是查表法，可根據(jù)鍛件大小和形狀查表選擇鍛錘的噸位。工藝設計還包括選用工夾具、確定加熱設備、制定加熱及冷卻規(guī)范、熱處理工藝等內容，最終需將設計結果填寫在工藝卡片上。8）零件結構的自由鍛工藝性應避免錐形、楔形， 盡量采用圓柱面或平行平面,以利于鍛造。各表面交接處應避免弧線或曲線， 盡量采用直線或圓，以利于鍛制。應避免肋

28、板或凸臺， 以利于減少余塊和簡化鍛造工藝。大件和形狀復雜的鍛件， 可采用鍛-焊、鍛-螺紋聯(lián)接等組合結構， 以利于鍛造和機械加工。（二） 錘模鍛工藝設計1）主要內容：、繪制模鍛件圖；、計算坯料的重量和尺寸；、確定模鍛工步；、選擇鍛壓設備；、設計鍛模模膛；、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. 應選在鍛件最大截面處，以利鍛件脫模; B. 盡量選用平面，以簡化模具結構、方便制造; C. 應選在上、下模膛輪廓相同的位置上，以便 于及時發(fā)現(xiàn)錯模； D. 選在模膛深度最淺且上、下

29、模深度基本一致 的位置，以便于金屬充滿模膛。 加工余量和公差：只在鍛后需機加工之處添加。余塊（為簡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、下沖頭對撞損壞模具而在模鍛 通孔時留下的金屬層）: 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5º或7º，內壁斜度7º或10º圓角半徑:所有轉角都應為圓角。內圓角r =1 4mm，外圓角R =(3 4)r3)確定模鍛工步盤類（齒輪、法蘭等）：鐓粗制坯+（預鍛）+終鍛軸

30、類（曲軸、連桿等）：拔or滾or彎制坯+預鍛+終鍛4)計算坯料尺寸：根據(jù)鍛件質量和加熱、鍛造過程中的損耗計算。5)選定模鍛錘噸位：根據(jù)鍛件質量查表確定。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：即帶孔的鍛件經終鍛后，沖除孔內連皮的工序。校正：即為消除鍛件在鍛后產生的彎曲、扭轉等變形，使之符合鍛件圖技術要求的工序。熱處理和清理：模鍛件經過修整后，一般還需通過熱處理和清理。采用正火或退火，細化晶粒；清理表面缺陷或氧化皮。8)零件結構的模鍛工藝性應有合理的分模面，保證鍛件從模膛中取出又利于金屬填充、

31、減少余塊和易于制模。與分模面垂直的非加工面應有結構斜度，以利于從模膛中取出鍛件。應避免肋的設置過密或高寬比過大，以利于金屬充填模腔。應避免腹板過薄，以減小變形抗力及利于金屬充填模腔。應盡量避免深孔或多孔結構。以利于制模和減少余塊。形狀復雜件宜采用鍛-焊、鍛-螺紋聯(lián)接等組合結構，以簡化模具和減少余塊。（三）沖壓工藝設計沖壓工藝設計包括沖裁、彎曲、拉深等工序中的工藝設計以及沖壓工序選擇、模具選擇等。 1)沖裁工藝設計(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減少。確定新制凸模、

32、凹模尺寸的基本原則為：落料以凹模為基準，凹模尺寸接近于落料件的最尺寸，凸模比凹模縮小一個最小間隙值； 沖孔以凸模為基準，凸模尺寸接近于沖孔件的最大尺寸，凹模比凸模放大一個最小間隙值。 2)彎曲工藝設計(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側圓角半徑r。當工件圓角半徑較大時且精度較高時，應進行回彈計算。(2)彎曲件毛坯長度計算：彎曲件毛坯長度為彎曲件的直線部分和彎曲部分的中性層長度之和。3)拉深工藝設計（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：當要求拉深件外形正確時，凹模直徑應等于拉深件外徑，凸模直徑為凹模直徑減去間隙值。當要求

33、拉深件內形正確時，凸模直徑應等于拉深件內徑，凹模直徑等于凸模直徑加間隙值。（3）毛坯直徑計算：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算得出的。（4）拉深次數(shù)確定：當拉深件的拉深系數(shù)小于極限拉深系數(shù)時，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)零件的結構形狀和模具類型確定。§帶孔平板件采用單工序模時一般先落料后沖孔，采用連續(xù)模時則須先沖孔后落料。§帶空的彎曲件或拉深件應先彎曲或拉深后再沖孔，以防孔變形。§形狀復雜的彎曲件一般先彎兩端和兩側，后彎中間部分。5)模具選擇（1）模具類型

34、的選擇：按照沖模完成的工序性質可分為沖孔模、落料模、彎曲模、拉深模等，按其工序的組合程度可分為：單工序模、復合模和連續(xù)模三類?？紤]因素：沖壓件的形狀、尺寸、精度要求和生產批量等。§單工序模-只能完成一道沖壓工序的沖模。（簡單模）特點：結構簡單、制造容易，但生產效率低，適于生產小批量、低精度的沖壓件。 §連續(xù)模-在沖床一次行程中，（級進模）在模具不同工位上同時完成多道沖壓工序的沖模。特點：結構簡單，生產效率高，§復合模-在沖床的一次行程中，在模具的同一工位上同時完成多道沖壓工序的沖模。特點：生產效率高但模具結構復雜，通常用于沖孔與落料、落料與拉深等少量工序的復合，

35、適合大批量生產高精度的沖壓件。（2）模具結構的選擇：考慮沖壓件的形狀、尺寸、精度及生產批量等。A,簡易模：用于新品種試制或小批量生產鑲塊式模；柔性模；低熔點合金模。B,高精度沖模：用于精密沖壓件。6)零件結構的沖壓工藝性(1)沖壓件材料：應盡量選用價格較低的材料，并充分利用邊角余料，以降低材料費。(2)沖壓件的精度和表面質量：沖壓件的精度要求不應超過沖壓工藝所能達到的一般精度，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簡單、對稱，§落料件形狀還應使排樣時廢料較少。§沖裁件的各邊交接處應采用圓弧過渡，以防止

36、模具相應部位易于磨損或產生應力集中。§沖裁件孔徑和孔邊距不得過小，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：彎曲件的形狀應力求簡單、對稱，盡量采用V形、Z形等簡單、對稱的形狀，以利于制模和減少彎曲次數(shù)。§彎曲半徑：彎曲件的彎曲半徑不應小于最小彎曲半徑，以防止彎曲處開裂：但也不宜過大，以免因回彈量過大而使制件精度降低。§彎曲邊高度h：彎曲件的彎曲邊不應過短，以利于彎曲成形：不允許增加彎曲邊高度h時，可在彎曲后再切短或先預壓工藝槽后再彎曲。§防止孔變形：帶孔工件彎曲時，孔的位置應避開變形區(qū)，或在孔附近預沖工藝孔、槽，以免彎

37、曲時孔變形。§防止撕裂：僅有局部彎曲的工件，應在交接處沖孔、以避免產生應力集中而撕裂。C,拉深件的形狀和尺寸§拉深件形狀：拉深件形狀應力求簡單、對稱，盡量采用回轉體，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)。§拉深件轉角：拉深件各轉角的圓角半徑不宜過小，以免增加拉深次數(shù)和整形工序。§孔的位置：拉深件上的孔應避開轉角處，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。§形狀復雜件還可采用切口工藝。§優(yōu)缺點:以簡化模具結構和沖壓工藝，省工省料

38、；但制件的結構剛性較差。7)沖壓工藝設計示例(1)零件結構分析(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基礎第三章:焊接<一> 定義:通過加熱或加壓,或兩者并用并且使用或不適用填充材料,使焊件達到原子結合的一種加工方法.<二> 特點: (1) 簡化零件制造 (2) 可實現(xiàn)不同材料間的焊接 (3) 制造異性結構材料 (4) 節(jié)約金屬 (5) 易實現(xiàn)機械化和自動化 (6) 產生變形,裂紋等缺陷<三> 種類 : 熔焊 ,壓焊 ,釬焊1 熔焊分為 : 氣焊 ,電弧焊 ,電渣焊 ,高能焊其中氣焊包括: 手弧焊 , 埋弧焊 ,氣體保護焊2 焊接接頭(以低碳鋼為例) : 焊縫 熔合區(qū) 熱影響區(qū)注意 :