零件毛坯的成形方法熱加工

主講：劉紅芳

零件毛坯的成形方法：熱加工A嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和細(xì)心的工作態(tài)度S掌握鑄造、鍛壓、焊接成形的原理掌握鑄造、鍛壓、焊接成形的適用材料能夠?yàn)橐话銖?fù)雜程度的零件選擇合適的成形方法K掌握鑄造、鍛壓、焊接成形的原理掌握鑄造、鍛壓、焊接成形的適用材料掌握各種成形方法的區(qū)別、適用場合本篇內(nèi)容鑄造成形1鍛壓成形2焊接成形3鑄造成形

鑄造成形原理 鑄造是指熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融的金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成形方法。

回顧鑄造成形

鑄造成形材料 鑄造的原材料來源廣泛，價(jià)格低廉，還可以利用廢舊的金屬材料

。

鑄造成形特點(diǎn) 成形方便、 適應(yīng)性廣、成本低 鑄件組織粗大、笨重、尺寸精度不高回顧鑄造成形鑄造成形的類型1砂型鑄造2特種鑄造

2.1熔模鑄造

2.2金屬型鑄造

2.3壓力鑄造

2.4離心鑄造鑄造成形 下列鑄件在大批量生產(chǎn)時(shí)，采用哪種鑄造成形方法為宜？ 鋁活塞 鋼套 大模數(shù)齒輪滾刀

任務(wù)提出

1砂型鑄造

將熔化的金屬澆入到砂型型腔中，經(jīng)冷卻、凝固后獲得鑄件的方法。 當(dāng)從砂型中取出鑄件時(shí)，砂型便被破壞，所以稱為一次性鑄造。 它的主要工序是制造模樣、造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理和檢驗(yàn)等，它是實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法。鑄造成形知識儲備鑄造成形2.1熔模鑄造用易熔材料制成模型，然后在模型外涂上涂料和石英砂以形成外殼，在外殼硬結(jié)后熔去模型，經(jīng)過焙燒獲得無分型面的鑄型硬殼，澆注入液態(tài)金屬，待其冷凝后，毀去外殼就可獲得鑄件。熔模鑄造獲得的鑄件精度高，可達(dá)IT8-IT10，表面粗糙度Ra0.8um，減少了機(jī)械加工工作量，實(shí)現(xiàn)了少切削、無切削加工。它適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，也可以鑄造各種合金，尤其是鑄造耐熱合金和磁鋼。但是其工序復(fù)雜繁瑣，周期長。鑄件不能太大，一般重量不超過2.5kg。如：刀具、動力機(jī)械葉片、儀表零件。2特種鑄造知識儲備

2.2金屬型鑄造 將液態(tài)金屬澆入金屬材料制成的鑄型中以獲得鑄件的方法。它可以實(shí)現(xiàn)一型多鑄，所以用于大批量生產(chǎn)。用金屬型鑄出的鑄件有較高的尺寸精度和表面質(zhì)量。由于冷卻速度大，晶粒細(xì)小，鑄件力學(xué)性能好。但金屬型導(dǎo)熱快，容易使鑄件產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋等缺陷。因此，要使金屬型保持一定的工作溫度，通常在型腔表面噴刷涂料等。 金屬型鑄造用于大批量生產(chǎn)有色金屬鑄件，如汽車、拖拉機(jī)上的鋁活塞、汽缸體和銅合金的軸瓦、軸套等。用于金屬型的鑄件不宜過大、過薄或過于復(fù)雜。鑄造成形2特種鑄造知識儲備 2.3壓力鑄造 將液態(tài)金屬高壓、高速填充到金屬型腔中獲得鑄件的方法。 由于金屬在強(qiáng)大的壓力下壓入型腔中，因此可澆出組織致密并很薄的鑄件。其強(qiáng)度比砂型鑄造提高20-40%，尺寸精度達(dá)IT9-IT10，表面粗糙度Ra0.8um，可鑄出1mm的小孔。因此，壓鑄件一般不再進(jìn)行機(jī)加工。但壓鑄件在高壓下迅速冷凝，內(nèi)部氣體不易逸出，易產(chǎn)生皮下小氣孔和縮松。壓鑄是先進(jìn)的、高效率的加工法之一，目前主要用在鋁、鎂、鋅、銅等有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)中，如計(jì)算機(jī)、照相器材等零件。鑄造成形2特種鑄造知識儲備

2.4離心鑄造 將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型，使金屬在離心力作用下結(jié)晶獲得鑄件的方法。離心鑄造的鑄型有繞垂直軸旋轉(zhuǎn)和繞水平軸旋轉(zhuǎn)兩種。繞垂直軸旋轉(zhuǎn)鑄件內(nèi)表面呈拋物面，因而其高度不能太高；繞水平軸旋轉(zhuǎn)可使得中空鑄件壁厚均勻，所以應(yīng)用較廣。 由于是在離心力作用下結(jié)晶，故氣體、熔渣易集中在內(nèi)表面，并使金屬呈定向性結(jié)晶，因而內(nèi)表面進(jìn)行切削加工后，鑄件組織致密，沒有縮孔、氣孔、夾渣，力學(xué)性能好；且不用澆注系統(tǒng)和型芯，節(jié)省了材料和造芯工時(shí)。 離心鑄造主要用于生產(chǎn)空心旋轉(zhuǎn)體的鑄件，如管子、缸套、軸套，以及雙色金屬鑄件。但是要注意，不能用密度偏析嚴(yán)重的合金進(jìn)行鑄造，以免擴(kuò)大偏析傾向。鑄造成形2特種鑄造知識儲備比較項(xiàng)目砂型鑄造熔模鑄造金屬型鑄造壓力鑄造低壓鑄造離心鑄造材料各種材料各種材料有色金屬有色合金有色合金鑄鋼、銅合金、鑄鐵鑄件大小不受限制<2.5kg中小鑄件10kg以內(nèi)數(shù)百kg內(nèi)不受限制最小產(chǎn)量單件1000700～100010001000100～1000機(jī)械程度低中低中中高最高中中高鑄造成形鑄造方法比較任務(wù)分析鑄造成形任務(wù)討論與解決任務(wù)討論：討論形成觀點(diǎn)；任務(wù)解決：任務(wù)解決方法的填寫。

鍛壓成形鍛壓成形的實(shí)質(zhì) 鍛壓是指在加壓設(shè)備及工模具的作用下,使坯料或鑄錠發(fā)生局部或全部的塑性變形,以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量鍛件的加工方法。鍛件是指金屬材料經(jīng)鍛壓變形而得到的工件或毛坯。鍛壓屬于金屬塑性加工，實(shí)質(zhì)是利用固態(tài)金屬的塑性變形來實(shí)現(xiàn)的。回顧

鍛壓成形材料 塑性優(yōu)良的鋼、加工鋁合金、加工黃銅等材料，才能進(jìn)行鍛壓加工 鍛壓成形的特點(diǎn) 鍛件的組織性能好 成形困難，對材料的適應(yīng)性差回顧鍛壓成形鍛壓成形的基本方式：1軋制2擠壓3拉拔4自由鍛5模鍛6板料沖壓鍛壓成形 下列鍛件采用哪種鍛壓成形方法為宜？ 大型連桿（小批量） 小模數(shù)齒輪（大批量）

任務(wù)提出鍛壓成形 4自由鍛 利用自由鍛設(shè)備上下砧鐵或一些簡單的通用性工具，直接使坯料變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的方法。 由于自由鍛使用的工具簡單，具有較大的通用性，所以應(yīng)用廣泛。生產(chǎn)的自由鍛件可以從1kg的小件到200-300t的大件。對于特大型鍛件如水輪機(jī)主軸、多拐曲軸、大型連桿等，自由鍛是唯一可行的加工方法，所以自由鍛在重型工業(yè)中具有重要的意義。其不足是鍛件精度低，生產(chǎn)率低，生產(chǎn)條件差。自由鍛適用于單件小批量生產(chǎn)。鍛壓成形知識儲備

5模鍛 模鍛是在高強(qiáng)度金屬鍛模上預(yù)先制出和鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形。由于模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛壓終了能得到和模膛形狀相符的鍛件。 和自由鍛相比，模鍛具有很多優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)效率高，一般比自由鍛高10倍；鍛件尺寸精度比較高，機(jī)加工余量較小，材料利用率高；可以鍛造形狀復(fù)雜的鍛件；鍛件的內(nèi)部流線分布合理；操作簡便，勞動強(qiáng)度低； 同時(shí)，也有一些缺點(diǎn)： 模鍛生產(chǎn)由于受到模鍛設(shè)備噸位的限制，鍛件質(zhì)量不能太大，一般在150kg以下；制造鍛模比較困難，成本很高。 因此，模鍛不適用單件小批量生產(chǎn)，而適用于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)。知識儲備鍛壓成形

6板料沖壓 板料沖壓是利用裝在壓力機(jī)上的模具對金屬板料加壓，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得毛坯或零件的一種加工方法。 板料沖壓一般是在常溫下進(jìn)行的，又稱為冷沖壓，簡稱沖壓。如果板料的厚度超過8-10mm，才使用熱沖壓。沖壓也屬于金屬塑性變形加工。 板料沖壓常用的原材料通常是塑性很好的低碳非合金鋼、塑性高的合金鋼、銅合金、鋁合金等的薄板料、條帶料。知識儲備鍛壓成形鍛壓成形任務(wù)討論與解決任務(wù)討論：討論形成觀點(diǎn)；任務(wù)解決：任務(wù)解決方法的填寫。

焊接成形

焊接成形方法類型 1熔焊 在焊接過程中，將焊接接頭加熱到融化狀態(tài)，經(jīng)冷卻結(jié)晶后，使分離的工件連接成整體的焊接方法。常見的有：電弧焊、氣焊和電渣焊。 2壓焊 在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。常見的有：電阻焊和摩擦焊。 3釬焊 采用比焊件熔點(diǎn)低的釬料和焊件一起加熱，使釬料熔化，焊件不熔化，釬料熔化后填充到和焊件連接處的間隙，待釬料凝固后，兩個焊件就被連接成整體的方法。回顧

焊接特點(diǎn) 可以節(jié)省材料和工時(shí)，接頭密封性好，力學(xué)性能高； 能以大化小，以小拼大。如制造鑄焊、鍛焊大型結(jié)構(gòu)，不僅簡化工藝，減輕結(jié)構(gòu)重量，同時(shí)也降低了制造成本。 可以制造雙金屬結(jié)構(gòu)，如切削刀具的切削部分（刀片）和夾具部分（刀架）可用不同材料制造后焊接成整體。

生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。 焊接材料

低碳、低合金