汽車及其零件制造中常用制造工藝基礎知識

汽車及其零件制造中常用制造工藝基礎知識第1頁/共109頁第一節(jié)鑄造工藝基礎一、概述

二、砂型鑄造的造型工藝

三、鑄件結構工藝性

四、特種鑄造第2頁/共109頁17452-02A一、概述(一)鑄造的特點及分類

(二)合金的鑄造性能第3頁/共109頁17452-02A(一)鑄造的特點及分類

汽車用鑄件的主要特點是壁薄、形狀復雜、尺寸精度高、質量輕、可靠性好、生產批量大等。鑄件一般占汽車自重的20%左右，僅次于鋼材用量，居第二位。就材質而言，鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等應有盡有，僅鑄鐵就采用了灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等?？梢哉f，汽車工業(yè)使各種鐵造材質達到物盡其用的地步。就所采用的各種工藝方法而言，一般習慣將鑄造分成砂型鑄造和特種鑄造兩大類。液態(tài)金屬完全靠重力充滿整個鑄型型腔，且直接形成鑄型的原材料主要為型砂，這種鑄造方法稱為砂型鑄造。在汽車鑄件生產中，砂型鑄造所生產的鑄件占整個汽車鑄件的90%以上。凡不同于砂型鑄造的所有鑄造方法，統(tǒng)稱為特種鑄造。第4頁/共109頁17452-02A(二)合金的鑄造性能1.流動性

2.收縮性

3.偏析及吸氣性第5頁/共109頁17452-02A二、砂型鑄造的造型工藝(一)砂型鑄造的工藝過程

(二)造型材料和造型方法

(三)鑄件澆注位置和分型面的選擇

(四)工藝參數(shù)的選擇第6頁/共109頁17452-02A(一)砂型鑄造的工藝過程圖2-1砂型鑄造的工藝過程第7頁/共109頁17452-02A(二)造型材料和造型方法

制造鑄型用的材料稱為造型材料，主要指型砂和芯砂。它由砂、粘結劑和附加物等組成。造型材料應具備可塑性、強度、耐火度、透氣性和退讓性。砂型鑄造的造型方法很多，可分為手工造型和機器造型兩大類。手工造型是指全部用手工或手動工具完成的造型過程。手工造型按照起模特點可分為整模造型、挖砂造型、分模造型、活塊造型、三箱造型等方法。機器造型是指用機器完成全部或至少完成緊砂操作的造型過程。第8頁/共109頁17452-02A(三)鑄件澆注位置和分型面的選擇1.澆注位置的選擇原則

2.分型面的選擇原則第9頁/共109頁17452-02A(三)鑄件澆注位置和分型面的選擇圖2-2CA6120進、排氣支管分型面的選取第10頁/共109頁17452-02A1.澆注位置的選擇原則圖2-3氣缸體分型面的選取第11頁/共109頁17452-02A2.分型面的選擇原則圖2-4雙聯(lián)齒輪分型面的選擇第12頁/共109頁17452-02A(四)工藝參數(shù)的選擇(1)加工余量所謂加工余量，就是鑄件上需要切削加工的表面，應預先留出一定的加工余量，其大小取決于鑄造合金的種類、造型方法、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因素。

(2)起模斜度為了使模樣便于從鑄型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度稱為起模斜度。

(3)鑄造圓角為了防止鑄件在壁的連接和拐角處產生應力和裂紋，防止鑄型的尖角損壞和產生砂眼，在設計鑄件時，鑄件壁的連接和拐角部分應設計成圓角。

(4)型芯頭為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣，模樣和型芯都要設計出型芯頭。

(5)收縮余量由于鑄件在澆注后的冷卻收縮，制作模樣時要加上這部分收縮尺寸。第13頁/共109頁17452-02A三、鑄件結構工藝性(一)鑄造工藝對鑄件結構的要求

(二)合金鑄造性能對鑄件結構的要求第14頁/共109頁17452-02A(一)鑄造工藝對鑄件結構的要求(1)鑄件外形的設計

(2)鑄件內腔的設計

(3)鑄件結構斜度的設計鑄件結構設計時，考慮到起模方便，應在垂直于分型面的不加工立壁上設計出斜度。第15頁/共109頁17452-02A(二)合金鑄造性能對鑄件結構的要求(1)合理設計鑄件壁厚不同的合金、不同的鑄造條件，對合金的流動性影響很大。

(2)鑄件壁厚應盡可能均勻鑄件壁厚均勻是為了鑄件各部分冷卻速度相接近，形成同時凝固，避免因壁厚差別而形成熱節(jié)，產生縮孔、縮松，也避免薄弱環(huán)節(jié)產生變形和裂

(3)鑄件壁的連接方式要合理

(4)避免鑄件收縮阻礙當鑄件的收縮受到阻礙，產生的鑄造內應力超過合金的強度極限時，鑄件將產生裂紋。

(5)避免大平面大平面受高溫金屬液烘烤時間長，易產生夾砂；金屬液中氣孔、夾渣上浮滯留在上表面，產生氣孔、渣孔；而且大平面不利于金屬液充填，易產生澆不足和冷隔。第16頁/共109頁17452-02A(3)鑄件壁的連接方式要合理圖2-5接頭結構第17頁/共109頁17452-02A四、特種鑄造(一)金屬型鑄造

(二)壓力鑄造

(三)低壓鑄造

(四)離心鑄造第18頁/共109頁17452-02A四、特種鑄造圖2-6垂直分型式金屬型第19頁/共109頁17452-02A(一)金屬型鑄造

金屬型鑄造是指用重力將熔融金屬澆注入金屬鑄型獲得鑄件的方法。金屬型是指由金屬材料制成的鑄型，不能稱作金屬模。常用的垂直分型式金屬型如圖2-6所示，由定型和動型兩個半型組成，分型面位于垂直位置，澆注時先使兩個半型合緊，待熔融金屬凝固、鑄件定型后，再利用簡單的機構使兩個半型分離，取出鑄件。金屬型鑄造實現(xiàn)了“一型多鑄”，克服了砂型鑄造造型工作量大、占地面積大、生產率低等缺點；具有鑄件精度和力學性能高的特點。在汽車行業(yè)中，鋁合金缸蓋、進氣管及活塞等形狀不太復雜的中、小鑄件的大批量生產均采用金屬型鑄造。第20頁/共109頁17452-02A(二)壓力鑄造圖2-7壓力鑄造

a)合型澆注b)壓射c)開型頂件第21頁/共109頁17452-02A(二)壓力鑄造圖2-8低壓鑄造工藝原理圖

1—保溫室2—坩堝3—升液管

4—貯氣罐5—鑄型第22頁/共109頁17452-02A(三)低壓鑄造

低壓鑄造是在20～70kPa的壓力下，使金屬液壓入鑄型并在壓力下結晶凝固的鑄造方法。因其壓力低，故稱為低壓鑄造。低壓鑄造工藝原理如圖2-8所示。工作時由貯氣罐向保溫室中送入壓力為0.01～0.08MPa的干燥壓縮空氣或惰性氣體，使金屬液(高出液相線100～150℃)沿升液管從密封坩堝中，以10.5～10.6m/s的速度壓入鑄型型腔中，將其充滿后，仍保持—定壓力(或適當增壓)至型腔內金屬液完全凝固。然后撤出壓力，使沒有凝固的金屬液在重力作用下流回坩堝，保證升液管和澆口中沒有凝固的金屬液。最后，打開鑄型取出鑄件。第23頁/共109頁17452-02A(四)離心鑄造圖2-9離心鑄造

a)垂直軸線b)水平軸線第24頁/共109頁17452-02A第二節(jié)鍛造工藝基礎一、概述

二、自由鍛

三、模鍛

四、鍛壓新工藝第25頁/共109頁17452-02A一、概述(一)鍛造的生產方式

(二)鍛造的特點

(三)鍛造加工的適用范圍

(四)金屬的鍛造性能第26頁/共109頁17452-02A(一)鍛造的生產方式(1)自由鍛、胎模鍛、模鍛都是通過金屬體積的轉移和分配來獲得毛坯的加工方法。

(2)軋制利用金屬坯料與軋輥接觸表面的摩擦力，使金屬坯料截面積減小、長度增加的加工方法稱為軋制，如圖2-11所示。

(3)拉拔金屬坯料在拉力作用下，通過拉拔模?？资菇孛婵s小、長度增加的加工方法稱為拉拔，如圖2-12所示。

(4)擠壓將金屬坯料放人擠壓模內，使其受壓并被擠出?？?、產生變形的加工方法稱為擠壓，如圖2-13所示。第27頁/共109頁17452-02A(一)鍛造的生產方式圖2-10生產方法示意圖

a)自由鍛b)胎膜鍛c)模鍛第28頁/共109頁17452-02A(一)鍛造的生產方式表2-2鍛造按所用模具的安置情況分類表2-3模鍛按成形溫度分類第29頁/共109頁17452-02A(二)鍛造的特點1)金屬材料經(jīng)過鍛壓后，可改善組織，提高力學性能。

2)鍛造加工主要依靠金屬在塑性狀態(tài)下體積的轉移，不需要切除金屬。

3)用軋、拉、擠、壓等加工方法制得的坯料或零件具有力學性能好、表面光潔、精度高、剛度大等特點，可做到少切削、無切削。

4)除自由鍛外，其他鍛壓加工容易實現(xiàn)機械化、自動化，具有較高的生產率，其中尤以軋制、拉拔、擠壓等工藝最為明顯。第30頁/共109頁17452-02A2)鍛造加工主要依靠金屬在塑性狀態(tài)下體積的轉移，不需要切除金屬。圖2-11軋制示意圖第31頁/共109頁17452-02A2)鍛造加工主要依靠金屬在塑性狀態(tài)下體積的轉移，不需要切除金屬。圖2-12拉拔示意圖第32頁/共109頁17452-02A2)鍛造加工主要依靠金屬在塑性狀態(tài)下體積的轉移，不需要切除金屬。圖2-13擠壓示意圖

1—凸模2—坯料3—擠

壓筒4—擠壓模第33頁/共109頁17452-02A(三)鍛造加工的適用范圍1)發(fā)動機：曲軸、連桿、連桿蓋、凸輪軸、進排氣閥門等。

2)前懸架：上懸臂架、下懸臂架、轉向橫拉桿球鉸接頭等。

3)前橋：轉向節(jié)、轉向節(jié)臂等。

4)轉向：轉向扇形軸、轉向搖臂、變速器等。

5)后橋：后車軸、外殼末端。

6)驅動軸：驅動軸、十字軸、軸叉、TM齒輪。

7)差速器：主動小齒輪、環(huán)齒輪、凸緣叉。

8)等速萬向節(jié)、半軸齒輪軸、軸承外座圈、內軸承座圈。第34頁/共109頁17452-02A二、自由鍛(一)自由鍛的工序

(二)自由鍛零件的結構工藝性第35頁/共109頁17452-02A(一)自由鍛的工序

自由鍛工序可分為基本工序、輔助工序及修整工序。輔助工序是為基本工序操作方便而進行的預先變形，如壓鉗口、鋼錠倒棱和壓肩等。修整工序是為提高鍛件表面質量而進行的工序，如校整、滾圓、平整等。基本工序是自由鍛造的主要工序，包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、錯移和扭轉等。第36頁/共109頁17452-02A(二)自由鍛零件的結構工藝性1)鍛件上應避免楔形、曲線形、錐形等傾斜結構，這類鍛件加工時需要專用工具，且鍛造困難，應盡量設計成圓柱形、方形結構。

2)圓柱體與圓柱體曲面交接處鍛造很困難，應改成平面與圓柱體交接或平面與平面交接較為合理。

3)帶加強筋和表面小凸臺的鍛件，結構上是不允許的。

4)對于橫截面有急劇變化或形狀復雜的鍛件，可將其設計成幾個簡單件鍛制成形后，再用焊接或機械連接方式構成整體組合件。第37頁/共109頁17452-02A三、模鍛(一)鍛模

(二)錘上模鍛工藝規(guī)程的制訂

(三)模鍛件結構工藝性第38頁/共109頁17452-02A(一)鍛模圖2-14鍛模

1—錘頭2—上模3—飛邊槽4—下模

5—模座6、7、10—楔鐵

8—分模面9—模膛第39頁/共109頁17452-02A(二)錘上模鍛工藝規(guī)程的制訂(1)繪制模鍛件圖該圖是以零件圖為依據(jù)按模鍛工藝特點繪制的，是設計和制造鍛模，計算坯料、選擇模鍛設備的噸位和檢驗鍛件的依據(jù)。

(2)確定模鍛工步主要依據(jù)鍛件的形狀和尺寸確定長軸類模鍛件，如臺階軸、連桿等一般要經(jīng)過拔長、滾壓、彎曲、預鍛和終鍛等工步。

(3)鍛件修整主要包括切邊、沖連皮、校正、清理、精壓以及鍛后熱處理等。第40頁/共109頁17452-02A(三)模鍛件結構工藝性

模鍛件結構工藝性要求：①模鍛件應有合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑；②模鍛件的幾何形狀應有利于金屬成形；③應盡量避免鍛件上有深孔或多孔結構；④形狀復雜的模鍛件可采用鍛—焊組合工藝。第41頁/共109頁17452-02A四、鍛壓新工藝(一)零件的擠壓

(二)零件的軋制

(三)擺動輾壓第42頁/共109頁17452-02A(一)零件的擠壓(1)正擠壓擠壓時，金屬流動方向與凸模運動方向—致，如圖2-15所示。

(2)反擠壓擠壓時，金屬流動方向與凸模運動方向相反，如圖2-16所示。

(3)復合擠壓擠壓時，金屬沿凸模運動方向和相反方向均有流動，如圖2-17所示。

(4)徑向擠壓擠壓時，金屬流動方向與凸模運動方向呈90°角，如圖2-18所示。第43頁/共109頁17452-02A(1)正擠壓擠壓時，金屬流動方向與凸模運動方向—致，如圖2-15所示。圖2-15正擠壓

a)擠壓示意圖b)氣門嘴第44頁/共109頁17452-02A(2)反擠壓擠壓時，金屬流動方向與凸模運動方向相反，如圖2-16所示。圖2-16反擠壓

a)擠壓示意圖b)活塞第45頁/共109頁17452-02A(3)復合擠壓擠壓時，金屬沿凸模運動方向和相反方向均有流動，如圖2-17所示。圖2-17復合擠壓

a)復合擠壓示意圖b)工件第46頁/共109頁17452-02A(4)徑向擠壓擠壓時，金屬流動方向與凸模運動方向呈90°角，如圖2-18所示。圖2-18徑向擠壓

a)徑向擠壓示意圖b)工件第47頁/共109頁17452-02A(二)零件的軋制(1)輥鍛輥鍛是使坯料通過裝在一對軋輥上的扇形模塊時，受壓產生變形的生產方法，其工藝示意圖如圖2-19所示。

(2)環(huán)形件的軋制環(huán)形件的軋制是將坯料放置在兩高速旋轉的成形軋輥中加壓，使環(huán)形件的截面積縮小、直徑增大的一種加工方法，其工藝示意圖如圖2-20所示。第48頁/共109頁17452-02A(1)輥鍛圖2-19輥鍛工藝示意圖

1—軋輥2—扇形模塊3—定位塊第49頁/共109頁17452-02A(三)擺動輾壓圖2-20環(huán)形件扎制示意圖第50頁/共109頁17452-02A(三)擺動輾壓圖2-21擺動碾壓的工作原理第51頁/共109頁17452-02A第三節(jié)焊接基本工藝一、概述

二、幾種焊接方法

三、材料的焊接性能

四、焊接件的結構工藝性第52頁/共109頁17452-02A一、概述(一)焊接的特點

(二)焊接方法的分類第53頁/共109頁17452-02A(一)焊接的特點

焊接與其他連接方法有著本質的區(qū)別。通過焊接，被連接的焊件不僅在宏觀上建立了永久性的聯(lián)系，而且在微觀上建立了組織之間的內在聯(lián)系。焊接能夠非常方便地利用型材和采用鍛—焊、鑄—焊、沖壓—焊等復合工藝，制造出各種大型、復雜的機械結構和零件，并可把不同材質和不同形狀尺寸的坯材連接成不可拆卸的整體，從而使許多大型復雜的鑄、鍛件的生產過程由難變易，由不可能變?yōu)榭赡?。?4頁/共109頁17452-02A(二)焊接方法的分類(1)熔焊將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法。

(2)壓焊焊接過程中，必須對焊件施加壓力(加熱或不加熱)，以完成焊接的方法。

(3)釬焊采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點溫度、低于母材熔化溫度、利用液態(tài)釬料潤濕母材、填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接的焊接方法。第55頁/共109頁17452-02A圖2-22基本焊接方法及分類第56頁/共109頁17452-02A二、幾種焊接方法(一)焊條電弧焊

(二)電阻焊

(三)氣體保護焊

(四)釬焊第57頁/共109頁17452-02A(一)焊條電弧焊

焊條電弧焊是用手工操作焊條進行焊接的一種電弧焊。它具有操作簡單靈活，對生產環(huán)境及焊接位置的要求的適應性強，對焊接接頭裝配要求低，可焊的金屬材料廣的特點。由于焊條電弧焊的熔敷速度低，焊接質量受焊工水平的影響大，焊后焊渣的清理比較麻煩，因而在汽車生產線上已較少應用。第58頁/共109頁17452-02A(二)電阻焊(1)點焊將裝配成搭接接頭的焊件置于兩個圓柱形電極間，預壓緊并通電加熱。

(2)縫焊縫焊的電極是一對旋轉的圓盤(滾輪)，焊件在滾輪間一邊隨滾輪轉動而送進，一邊受壓通過脈沖電流，得到連續(xù)的相互重疊的焊點組成的焊縫。

(3)對焊對焊是用對接方式，在整個接觸面上通電產生電阻熱使焊件連接在一起的焊接方法。第59頁/共109頁17452-02A(二)電阻焊圖2-23電阻焊的基本形式

a)點焊b)縫焊c)對焊第60頁/共109頁17452-02A(三)氣體保護焊(1)氬弧焊氬弧焊的保護氣體氬氣是惰性氣體，在高溫下，氬氣不與金屬起化學反應，并保護電弧和熔池不受空氣的有害作用。

(2)二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊是以CO2作為保護氣體，以連續(xù)送進的焊絲為電極的焊接方法。第61頁/共109頁17452-02A(1)氬弧焊圖2-24氬弧焊示意圖

a)不熔化極氬弧焊b)熔化極氬弧焊

1—焊絲或電極2—導電嘴3—噴嘴4—氬氣流5—電弧

6—填充焊絲7—工件8—進氣管9—送絲輥輪第62頁/共109頁17452-02A(四)釬焊(1)硬釬焊釬料熔點高于450℃，接頭強度較高(＞200MPa)，主要用于受力較大或工作溫度較高的工件。

(2)軟釬焊釬料熔點低于450℃，接頭強度低(≤100MPa)，主要用于受力較小或工作溫度較低的工件。第63頁/共109頁17452-02A三、材料的焊接性能(一)金屬材料的焊接性

(二)碳鋼及低合金鋼的焊接

(三)鑄鐵的焊補

(四)有色金屬的焊接第64頁/共109頁17452-02A(一)金屬材料的焊接性

金屬材料的焊接性是指在一定的焊接工藝條件下金屬材料獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。它包括兩方面的內容：其一是工藝焊接性，即金屬形成焊接缺陷的敏感性要??；其二是使用性能，即金屬的焊接接頭適應使用時的性能要求。這不僅與金屬本身材質有關，也與焊接時采用的工藝條件、焊接方法有關。第65頁/共109頁17452-02A(二)碳鋼及低合金鋼的焊接

低碳鋼的碳含量少，焊接性良好。焊接過程中不需要任何特殊的工藝措施，幾乎所有的焊接方法都能獲得優(yōu)質焊接接頭。中碳鋼的wC＝0.25%～0.60%。隨著碳含量增加，焊接性變差，焊接時應適當進行預熱。高碳鋼的碳含量高，焊接性很差，一般只對高碳鋼工件進行焊補，而不進行結構焊接。第66頁/共109頁17452-02A(三)鑄鐵的焊補

鑄鐵的碳、硅含量高，塑性很差，屬于焊接性很差的材料。一般鑄鐵不考慮作為焊接結構件，而只能進行焊補。第67頁/共109頁17452-02A(四)有色金屬的焊接

有色金屬的焊接性較差，其主要原因是：有色金屬的焊接一般均具有容易氧化、吸氣性大、熱導率大和線膨脹系數(shù)大等特點。例如，鋁合金的焊接常用氬弧焊、氣焊、點焊、縫焊和釬焊。其中，以氬弧焊質量最好，焊接時可不用熔劑，焊絲成分與母材相近，但氬氣純度要求大于99.9%。對要求不高的焊件可采用氣焊。為了去除氧化膜及雜質，必須使用氯化物和氟化物等物質組成的熔劑。第68頁/共109頁17452-02A四、焊接件的結構工藝性(一)焊接結構材料的選擇

(二)焊接接頭形式

(三)焊縫的布置第69頁/共109頁17452-02A(一)焊接結構材料的選擇

在滿足焊接結構件使用性能的前提下，應盡量選用焊接性良好的材料。低碳鋼和普通低合金鋼的焊接性良好、價格低廉、焊接工藝簡單、易于保證焊接質量，應優(yōu)先選用。而wC＞0.5％的碳鋼和wC＞0.6％的合金鋼焊接性不好，應盡量避免采用。在采用兩種不同材料進行焊接時，應注意它們焊接性的差異。第70頁/共109頁17452-02A(二)焊接接頭形式圖2-25焊接接頭的過渡形式

a)對接b)T型接c)角接第71頁/共109頁17452-02A(三)焊縫的布置

焊接結構件的焊縫布置對焊接質量、生產率有很大的影響。其一般的設計原則如下：①焊縫的位置應便于操作；②焊縫應避開應力最大和應力集中的部位；③焊縫布置應盡可能分散；④焊縫位置應盡可能對稱；⑤焊縫位置應遠離加工表面。第72頁/共109頁17452-02A第四節(jié)沖壓工藝基礎一、概述

二、沖壓件的結構工藝性

三、沖模第73頁/共109頁17452-02A一、概述(一)沖壓工藝的特點

(二)沖壓工序的分類第74頁/共109頁17452-02A(一)沖壓工藝的特點1)生產率高，且操作簡便，易實現(xiàn)機械化與自動化。

2)車身零件的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需要切削加工便可用于裝配。

3)利用沖壓工藝方法可以獲得其他金屬加工方法所不能或難以加工的、形狀復雜的零件。

4)沖壓加工一般不需加熱毛坯，也不像切削加工那樣需切除大量金屬，所以它不但節(jié)能，而且材料利用率高。

5)沖壓所用原材料為軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面一般不受破壞，所以沖壓零件的表面質量較好，為后續(xù)表面處理工序(如涂裝)提供了方便。第75頁/共109頁17452-02A(二)沖壓工序的分類

由于沖壓加工零件的形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，其沖壓方法有多種多樣。沖壓工序按加工性質的不同，可以分為兩大類型：分離工序和成形工序。分離工序是將沖壓件或毛坯在沖壓過程中沿一定的輪廓使其相互分離，其沖壓零件的分離斷面要滿足一定的斷面質量要求；板料在不破壞的情況下產生塑性變形，獲得所需求的形狀及尺寸的工序叫做成形工序。沖壓最常用的四個基本工序為：沖裁、彎曲、拉深、成形.第76頁/共109頁17452-02A二、沖壓件的結構工藝性(一)沖裁件的結構工藝性

(二)彎曲件的結構工藝性

(三)拉深件的結構工藝性第77頁/共109頁17452-02A(一)沖裁件的結構工藝性1)沖裁件的外形和內孔形狀應盡量簡單、對稱，最好是規(guī)則的幾何形狀或由規(guī)則的幾何形狀(圓弧與互相垂直的線條)組成，避免狹槽、長的懸臂，且其寬度b應大于料厚S的2倍，即b＞2S。

2)沖裁件直線相接處均要以圓角過渡。

3)孔的尺寸不能過小，保證d＞S，避免增加孔的沖壓難度。第78頁/共109頁17452-02A(二)彎曲件的結構工藝性1)彎曲件的圓角半徑不能小于最小彎曲半徑，也不宜過大。

2)彎曲件的形狀應盡量對稱，彎曲半徑應左右對稱，保證板料不會因摩擦阻力不均而產生滑移。

3)彎曲邊不要過短，應使彎曲邊平直部分的高度H＞2S,如圖2-27a所示。

4)彎曲帶孔件時，孔的位置如圖2-27b所示，L＞(1.5～2)S,這樣可避免孔的變形。

5)彎曲件的尺寸精度一般不應超過IT9～IT10。第79頁/共109頁17452-02A(三)拉深件的結構工藝性1)拉深件形狀力求簡單，避免圓錐形、球面形和空間復雜曲面形，盡量采用軸對稱的形狀，使零件變形均勻和模具加工制造方便。

2)應使拉深件高度盡可能減低，過高、過深的拉深件易出現(xiàn)廢品，需要多次拉深。

3)對于半敞開或不對稱的拉深件可采用合沖工藝，即將兩個或幾個零件合并成對稱形狀，一起沖壓，然后切開，以減少工序、節(jié)約材料、

4)對帶凸緣拉深件的凸緣寬度要適當。

5)拉深圓筒形件時，底與壁間的圓角半徑應滿足rp≥S，凸緣與壁間的圓角半徑要滿足rd≥2S。

6)拉深件的尺寸精度不能要求過高，其高度尺寸精度應不高于IT16～IT17，直徑尺寸精度應不高于IT12～IT16。第80頁/共109頁17452-02A三、沖模(一)簡單模

(二)連續(xù)模

(三)復合模第81頁/共109頁17452-02A(一)簡單模圖2-28簡單模

1—凸模2—凹模3—上模板4—下模板

5—模柄6—固定板7—壓板8—卸料板

9—導板10—定位銷11—導套12—導柱第82頁/共109頁17452-02A(二)連續(xù)模圖2-29沖孔、落料連續(xù)模

1—落料凸模2—定位銷3—落料凹模

4—沖孔凸模5—沖孔凹模6—卸料板

7—板料8—工件9—廢料第83頁/共109頁17452-02A第五節(jié)粉末冶金一、概述

二、粉末的制取

三、零件的成形第84頁/共109頁17452-02A一、概述圖2-30粉末冶金工藝流程第85頁/共109頁17452-02A二、粉末的制取(一)霧化法

(二)還原法

(三)機械法第86頁/共109頁17452-02A(一)霧化法圖2-31霧化制粉

1—熔融金屬2—集氣室3—金屬粉末第87頁/共109頁17452-02A(二)還原法

使氧化物和鹽類發(fā)生還原反應制取粉末，稱為還原法。在工業(yè)上，還原法被廣泛地用來制取鐵、銅、鎳、鈷、鎢、鉬等金屬粉末，這是由于還原法制取的粉末不僅經(jīng)濟，而且制粉過程比較簡單，在生產時容易控制粉末的顆粒大小和形狀。還原法制得的粉末還具有很好的壓制性和燒結性。第88頁/共109頁17452-02A(三)機械法

機械法是指利用破碎機、錘擊機或球磨機粉碎材料，生產細小顆粒的粉末。最常見的球磨機是利用回轉筒內不斷拋落的鋼球破碎金屬。第89頁/共109頁17452-02A三、零件的成形(一)鋼模壓制

(二)燒結第90頁/共109頁17452-02A(一)鋼模壓制圖2-32鋼模壓制

a)單向壓制b)雙向壓制c)浮動陰模壓制

1—上模沖頭2—陰模3—粉末4—下模沖頭第91頁/共109頁17452-02A(二)燒結

燒結是將粉末預成形坯在適當?shù)臏囟群蜌夥諚l件下加熱所發(fā)生的現(xiàn)象或過程。即把粉末預成形坯加熱到低于其中基本成分熔點的溫度下保溫，然后以各種方式和速度冷卻到室溫。在此過程中，發(fā)生一系列物理和化學的變化，粉末顆粒的聚集體變成為晶粒的聚結體，從而獲得具有所需物理、力學性能的制品或材料。由于粉末冶金生產屬于大批量生產，所以大多燒結爐設計成自動進料方式，一般包括三個步驟:預熱、燒結和冷卻。隨著粉末冶金工業(yè)的發(fā)展，粉末冶金出現(xiàn)許多新工藝，并獲得迅速發(fā)展。如熱壓成形、粉末擠壓、粉末鍛造、粉末扎制、等靜壓成形、噴射成形等。這些先進工藝的特點是：具有更高的生產率；采用加熱壓實，以減小成形壓力，提高壓實密度并增加制件強度；提高制件表面質量；擴大應用范圍等。第92頁/共109頁17452-02A第六節(jié)塑料成型工藝基礎一、概述

二、注射成型原理和工藝過程

三、壓縮和壓注成型工藝第93頁/共109頁17452-02A一、概述(一)塑料組分

(二)塑料分類

(三)交聯(lián)高聚物形態(tài)塑料第94頁/共109頁17452-02A(一)塑料組分

塑料的主要成分是合成樹脂。合成樹脂是由相對分子質量小的物質經(jīng)聚合反應而制得的相對分子質量大的高分子聚合物，有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、酚醛樹脂、聚氨脂、環(huán)氧樹脂等。簡單組分的塑料基本上以樹脂為主要成分，不加或加入少量助劑；多組分的塑料除樹脂外還需加入其他一些助劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、著色劑等，用以改善塑料的加工性能和使用性能。第95頁/共109頁17452-02A(二)塑料分類(1)通用塑料一般只能作為非結構材料使用，產量大，用途廣，價格低。

(2)工程塑料作為工程結構材料使用，力學性能優(yōu)良，能在較寬溫度范圍內承受機械應力和在較為苛刻的化學、物理環(huán)境中使用。

(3)功能塑料用于特種環(huán)境中，具有某種特殊性能的塑料。第96頁/共109頁17452-02A(三)交聯(lián)高聚物形態(tài)塑料

高聚物在成形過程中，大分子鏈結構由線型或支鏈型形成網(wǎng)狀或立體結構的反應稱為交聯(lián)反應，通過交聯(lián)反應制得的高聚物稱為交聯(lián)高聚物或體型高聚物，其力學強度、耐熱性、化學穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性均有很大提高，因此交聯(lián)高聚物塑料在生產、生活中用途廣泛。第97頁/共109頁17452-02A二、注射成型原理和工藝過程圖2-33螺桿式注射機結構示意圖

1—機身2—電動機及液壓泵3—注射液壓缸4—齒輪箱5—齒輪傳動電動機

6—料斗7—螺桿8—加熱器9—料筒10—噴嘴11—定模固定板12—模

具13—拉桿14—動模固