《汽車制造工藝學》第二章課件

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1、內內 容容 提提 要要學習要求:了解：制造工藝根底知識鑄造、鍛造、焊接、沖壓、粉末冶金、塑 料成型；熟悉：毛坯制造方法的選擇原那么；介紹：汽車及其零件制造中常用制造工藝根底知識：鑄造、鍛造、介紹：汽車及其零件制造中常用制造工藝根底知識：鑄造、鍛造、焊接、沖壓、粉末冶金、塑料成型，初步掌握毛坯的選擇方法。焊接、沖壓、粉末冶金、塑料成型，初步掌握毛坯的選擇方法。重點：掌握毛坯制造方法的選擇原那么。重點：掌握毛坯制造方法的選擇原那么。鑄造工藝根底2.1 鑄造工藝根底鑄造工藝根底鑄造鑄造是機器制造業中生產毛坯的工藝方法之一，它是將溶化后金屬澆注到具有與零件形狀相適應的鑄型空腔中，待其冷卻凝固后，以獲得

2、零件或毛坯的方法。一、一、概述概述鑄造獲得零件或毛坯 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?？梢哉f，汽車工業使各種鑄鐵材質到達物盡其用的地步。液體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，統稱為特種鑄造。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。鑄件一般汽車自重的20%左右，僅次于鋼材用量。鑄造工藝根底一一 鑄造的特點及分類鑄造的特點及分類

3、 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砂型鑄造和特種鑄造特種鑄造兩大類。鑄造工藝根底二二 合金的鑄造性能合金的鑄造性能 合金在鑄件過程中所表現出來的性能統稱為合金的鑄造性能，主要是指流動性、收縮性、偏析性和吸氣性。1.流動性流動性 合金的流動性是指液態液態合金本身的流動能力。它與金屬的成分、澆鑄溫度、澆鑄壓力及鑄型有關。金屬的流動性對補縮、防裂，獲得優質鑄件有較大影響。液態金屬的流動性好，充型能力強，能澆出形狀復雜、薄壁的鑄件，防止產生澆缺乏、冷隔等缺陷；液態金屬的流動性好，有利于金屬液中氣體和夾雜物的上浮和排除，可減少氣孔、渣眼等缺陷；液態金屬的流動性好，鑄件在凝固及收縮過

4、程中，可得到來自冒口的液態合金的補充，可防止鑄件產生縮孔、縮松等缺陷。鑄造工藝根底2.收縮性收縮性合金從液態冷卻至常溫過程中，所發生的體積縮小現象稱為收縮。合金的收縮分為三個階段：液態收縮階段液態收縮階段 凝固收縮階段凝固收縮階段 固態收縮階段固態收縮階段影響鑄件收縮的主要原因有：合金成分合金成分 澆注溫度澆注溫度 鑄型和鑄件結構鑄型和鑄件結構 固體收縮是鑄件中許多缺陷，如縮孔、縮松、熱裂、應力、變形和冷裂等產生的根本原因。鑄造工藝根底3.偏析及吸氣性偏析及吸氣性 在鑄鐵中出現化學成分不均勻的現象稱為偏析偏析。偏析使鑄件性能不均勻，嚴重時會使鑄件報廢。為了減少合金的吸氣性，常采用如下措施：縮短

5、熔煉時間，選用烘干過的爐料；在溶劑覆蓋層下或在保護性氣體介質中熔煉合金；提高鑄型和型芯的透氣性；降低造型材料中的含水量等。合金在熔煉和澆鑄時吸收氣體的性能稱為合金的吸氣性。在合金液冷凝過程中，隨著溫度降低會析出飽和氣體。假設這些氣體來不及從合金液中逸處，將在鑄件中形成氣孔、針孔或非金屬夾雜物如FeO、AI2O3等，從而降低了鑄件的力學性能和致密性。汽車鑄造分成砂型鑄造砂型鑄造和特種鑄造特種鑄造兩大類。砂型鑄造的造型工藝二、二、砂型鑄造的造型工藝砂型鑄造的造型工藝一一 砂型鑄造的鑄造工藝砂型鑄造的鑄造工藝 造型工藝是指用型砂和模型制造鑄型的過程，是砂型鑄造的鑄造工藝中最重要的組成局部。目前90%

6、以上的鑄件是用砂型鑄造方法生產的。造型方法分手工造型和機器造型兩大類。鑄造工藝過程主要由以下幾個局部組成：造型 造芯 砂型及型芯烘干 合型 熔煉金屬 澆鑄 落砂和清理 檢驗砂型鑄造的造型工藝砂型鑄造的造型工藝二造型材料和造型方法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。它由原砂、黏結劑黏土、特殊黏結劑：桐油、合脂)、特殊附加物組成。對型砂和芯砂性能的要求：可塑性、強度、耐火性、透氣性、退讓性。造型就是用型砂和模型制造鑄型的過程。造型方法分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開工具完成的造型過程。主要用于單件和小批生產，也用于形狀復雜和大型鑄件的生產。

7、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。主要在大量生產時使用。砂型鑄造的造型工藝三鑄件澆鑄位置和分型面的選擇三鑄件澆鑄位置和分型面的選擇 澆注位置是指澆注時鑄件所處的位置。分型面是指兩半個鑄型相互接觸的外表。他們的選擇原那么主要是保證鑄件質量和簡化造型工藝。一般情況下，應先選擇澆鑄位置后決定分型面。但在生產中由于澆鑄位置的選擇和分型面確實定有時相互矛盾，所以必須綜合分析各種方案的利弊，選擇最正確方案。砂型鑄造的造型工藝1、澆鑄位置的選擇原那么、澆鑄位置的選擇原那么1鑄件的重要加工面應朝下 一般情況下，鑄件澆注位置的上面比下面鑄造缺陷多，所以應將鑄件的重要加工面或主要受力使用面等

8、要求較高的部位放到下面，假設有困難那么可放到側面或斜面。砂型鑄造的造型工藝2鑄件的大外表應朝下 由于澆注時的熱輻射作用，鑄型型腔上外表的型砂容易拱起和開裂，使鑄件上外表產生加砂和夾雜缺陷，因此應使鑄件的大外表應朝下。3鑄件薄壁局部應放下部 薄壁鑄件應將薄而大的平面放到下面或側立、傾斜，增加充型壓力，提高金屬充型能力，以防止出現澆缺乏或冷隔等缺陷。砂型鑄造的造型工藝4保證鑄件實現定向凝固 對于合金收縮大，壁厚不均的鑄件，需要補縮時，應從順序凝固的原那么出發，將厚大局部放在上面或側面，以便于安放冒口和冷鐵。5便于型芯的固定、安裝、排氣和合型 應盡可能防止使用吊砂、吊芯或懸壁式砂芯。如左圖如圖2-3

9、所示正確砂型鑄造的造型工藝2、分型面的選擇原那么、分型面的選擇原那么 分型面應盡量采用平直面，防止挖砂造型，使操作方便，提高生產率。即使采用機器造型，也可簡化模板。1分型面應盡量采用平直面2分型面數量應盡量減少砂型鑄造的造型工藝 為了簡化操作過程，保證鑄件尺寸精度，應盡量減少分型面的數目，減少活塊的數目。三箱兩箱雙聯齒輪分型面的選擇砂型鑄造的造型工藝3盡量將鑄件全部或大局部放在同一個砂型中 盡量將鑄件的重要加工面或大局部加工面和加工基準面放在同一個砂型中，而且盡可能放在下箱，可提高鑄件精度。砂型鑄造的造型工藝4應盡量減少型芯和活塊的數目砂型鑄造的造型工藝5分型面一般選在鑄件的最大截面上 為了起

10、模方便，分型面一般選在鑄件的最大截面上，但注意不要使模樣在一箱內過高。砂型鑄造的造型工藝四工藝參數的選擇四工藝參數的選擇 鑄造工藝方案確定以后，還要選擇各種工藝參數1機械加工余量 為了保證鑄件加工面尺寸和零件精度，在鑄件加工外表上 留出的、準備切去的金屬層厚度，稱為機械加工余量。機械加工余量的大小取決于鑄造合金的種類、造型方法、鑄件大小及加工外表在鑄型中的位置等諸多因素。鑄鋼件外表粗糙，變形大，加工余量大；非鐵合金外表較光潔，加工余量??；鑄件越大，越復雜，加工余量越大；鑄件的頂面比底面和側面的加工余量大。砂型鑄造的造型工藝2起模斜度 為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免損壞砂

11、芯。模樣越高，斜度取值越??；內壁斜度比外壁斜度大；手工造型比機器造型的斜度大；鑄件外壁斜度一般取0.54。砂型鑄造的造型工藝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局部應設計成圓角。4型芯頭 為了保證型芯在鑄件中的定位、支撐和排氣。摸樣和芯頭都要設計出型芯頭。型芯頭是指伸出鑄件以外不與金屬接觸的砂芯局部，并它們之間的尺寸和形狀要留有裝配用的芯頭間隙。砂型鑄造的造型工藝4收縮余量 由于合金的線收縮，鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小，為保證鑄件的應有尺寸，模型尺寸必須比鑄件放大一個該合金的收縮量。一般：灰鑄鐵的收縮

12、余量為0.8%1.0%；鑄鋼的收縮余量為1.8%2.2%；鑄造鋁合金的收縮余量為1.0%1.5%；收縮余量的大小除了與合金種類有關外，還與鑄造工藝、鑄件在收縮時的受阻情況有關。三、鑄件的結構工藝性三、鑄件的結構工藝性砂型鑄造的造型工藝 鑄件結構工藝性是指所設計的鑄件結構不僅能保證零件使用性能的要求，而且還能適應鑄造工藝和合金鑄造性能的要求。鑄造結構設計是否合理，對鑄件質量、鑄造本錢和生產率有很大的影響。一鑄造工藝對鑄件結構的要求一鑄造工藝對鑄件結構的要求 1減少和簡化分型面分型面容易使鑄件產生錯型，影響鑄件減少和簡化分型面分型面容易使鑄件產生錯型，影響鑄件外形和尺寸精度。外形和尺寸精度。砂型鑄

13、造的造型工藝2起模方便，防止使用活塊和型芯改進阻礙起模的凸臺、凸緣、筋板的結構 砂型鑄造的造型工藝3盡量取消鑄件外表側凹 能減少型芯；便于型芯的定位 砂型鑄造的造型工藝4有利于型芯的固定、排氣和清理砂型鑄造的造型工藝5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。設計斜度要比制作摸樣時給出的起模斜度大，這樣便于制作摸樣時不在考慮起模斜度，從而使起模方便，鑄件精度高。采用機器造型時，設計斜度取0.51；用手工造型時，取的13。鑄件內壁斜度要大于外側面。砂型鑄造的造型工藝二合金鑄造性能對鑄件結構的要求二合金鑄造性能對鑄件結構的要求 1鑄件的壁厚應合理

14、 不同的合金、不同的鑄造條件，對合金的流動性影響很大。為了獲得完整、光滑的合格鑄件，鑄件壁厚設計應大于該合金在一定鑄造條件下所能得到的“最小壁厚 。表2-1 列舉了在砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚 鑄件結構的設計應考慮到合金的鑄造性能要求，防止產生縮孔、縮松、澆缺乏、變形和裂紋等鑄造缺陷。壁厚太大易產生縮孔 2壁厚力求均勻 金屬過多地聚集在一起，使鑄件冷卻不均勻，形成較大的內應力，而且易形成縮孔、縮松及裂紋。因此應取消不必要的厚大局部，減小、減少熱節。砂型鑄造的造型工藝砂型鑄造的造型工藝 3鑄件壁的連接和圓角要合理 鑄件的壁厚應力求均勻，如果因結構所需，不能到達厚薄均勻，那么鑄件各局部不同壁厚的

15、連接應采用逐漸過渡。砂型鑄造的造型工藝 4應防止產生變形 當鑄件的收縮受到阻礙，產生的鑄件內應力超過合金的強度極限時，鑄件將產生裂紋。應防止鑄件收縮阻礙，盡量使其能自由收縮。5防止水平方向出現較大的平面 大平面受到高溫金屬液烘烤時間長，鑄型型腔上外表的型砂容易拱起和開裂，使鑄件上外表產生加砂和夾雜缺陷；金屬液中氣孔、夾渣上浮滯留在大外表，產生氣孔、渣孔；而且大平面不利于金屬液充填，易產生澆鑄缺乏和冷隔。砂型鑄造的造型工藝特種鑄造 與砂型鑄造不同的一系列鑄造方法，稱為特種鑄造。如離心鑄造、殼型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、消失模鑄造等。四、特種鑄造四、特種鑄造 將液體金屬澆注到

16、用金屬材料制成的鑄型中，獲得鑄件的鑄造方法稱為金屬型鑄造。由于金屬鑄型可反復使用許屢次，故又稱為永久型鑄造。不能稱為金屬模一金屬型鑄造 根據分型面的不同，可把金屬型分為垂直式、水平分型式、復合分型式等。特種鑄造垂直分型式金屬型1.底坐 2.活動半型 3.定位銷 4.固定半型活塞的組合式金屬型1-圓孔型芯 2-金屬型 3-兩側型芯 4-中間型芯特種鑄造金屬型鑄造工藝特點1噴刷涂料 金屬型型腔和型芯與高溫的金屬液直接接觸，為了減緩鑄件的冷卻速度，防止高溫金屬液流對型壁的直接沖刷，保護金屬型和利用涂料層蓄氣排氣，在金屬型型腔和型芯外表必須噴刷涂料。2金屬型預熱 未預熱的金屬型不能進行澆注。3金屬型的

17、澆注 一般金屬型的澆注溫度比砂型鑄造澆注溫度要高，如果澆溫太低，將會使鑄件產生冷隔、氣孔和夾雜等缺陷。由于金屬型的激冷和不透氣，澆注速度應做到先慢、后快、再慢。特種鑄造金屬型鑄造的特點和應用范圍 金屬型鑄造具有許多優點：可承受屢次澆注，實現了“一型多鑄，便于實現機械化和自動化生產，從而大大提高了生產率；同時，鑄件精度和外表質量比砂型鑄造顯著提高，從而節省金屬和減少切削加工工作量；由于結晶組織致密，鑄件的機械性能得到提高，如鑄鋁件的屈服強度平均提高20。此外，鑄型不用造型材料，節省了許多工序，使鑄造車間面貌改觀，改善了勞動條件，提高了勞動生產率，降低了造型的勞動強度。主要缺點是：金屬型制造本錢高

18、，周期長，鑄造工藝要求嚴格；此外，金屬型鑄造適用的鑄件形狀和尺寸有著一定的限制。適應范圍：主要適用于有色合金鑄件的大批量生產。特種鑄造 壓力鑄造簡稱壓鑄，他是在高壓作用下使液態或半液態金屬以較高的速度充填壓鑄型型腔，并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法。二壓力型鑄造特種鑄造壓力鑄造的特點和應用范圍壓力鑄造的特點和應用范圍 壓力鑄造具有以下優點：鑄件的精度及外表質量較其它鑄造方法均高。因此，壓鑄件不經機械加工或少許加工，即可使用?？蓧鸿T出形狀復雜的薄壁件或鑲嵌件。如可鑄出極薄件或直接鑄出小孔、螺紋等，這是由于壓鑄型精密，在高壓下澆注，極大地提高了合金充型能力所致。鑄件的強度和硬度均較高。如抗拉強度

19、可比砂型鑄造提高25-30。因為鑄件的冷卻速度快，又在高壓下結晶凝固，其組織密度大，晶粒細。壓鑄的生產率比其它鑄造方法均高。其生產能力可達50-150次/小時，最高可達500次/小時。而且較易實現生產過程的自動化。壓鑄的主要缺點是：壓鑄設備投資大，制造壓型的費用很高、周期較長。由于壓鑄的速度極高，型內的氣體很難及時排除。因此，鑄件不宜進行較大余量的切削加工和進行熱處理，以防孔洞外露和加熱時鑄件內氣體膨脹而起泡。壓鑄合金的種類(如高熔點合金)常受到限制，因為在液流的高速、高溫沖刷下，壓型的壽命很低。特種鑄造三低壓型鑄造 低壓鑄造是用較低壓力(一般為Pa)將金屬液由鑄型底部注入型腔，并在壓力下凝固

20、，以獲得鑄件的方法。與壓力鑄造相比，所用的壓力較低，故稱為低壓鑄造。坩鍋升液管鑄型 低壓鑄造具有以下優點：1底注充型，平穩且易于控制。減少了金屬液注入型腔時的沖擊、飛濺現象，鑄件的氣孔、夾渣等缺陷較少。2金屬液的上升速度和結晶壓力可調整，適用于各種鑄型(如砂型、金屬型、熔模鑄型等)、各種合金的鑄件生產。3由于省去了補縮冒口，使金屬的利用率提高到90-98。4與重力鑄造相比，鑄件的組織致密，輪廓清晰，機械性能高。而且，勞動條件改善，易于實現機械化和自動化。四離心鑄造特種鑄造 離心鑄造是將液體金屬澆入高速旋轉的鑄型中，使其在離心力作用下成型并凝固的鑄造方法。離心鑄造主要用于生產圓筒形鑄件。離心鑄造

21、必須在離心鑄造機上進行，根據鑄型旋轉軸空間位置不同，可分為立式和臥式兩大類。特種鑄造離心鑄造的優點優點是：1鑄件組織致密，無縮孔、縮松、氣孔和夾渣等缺陷,機械性能好。這是因為在離心力作用下，金屬中的氣體、熔渣等夾雜物因比重小，均集中在內外表，鑄件從外向內順序凝固，補縮條件好。2鑄造中空鑄件時，可不用型芯和澆注系統，大大簡化生產過程，節約了金屬。3離心力作用下，金屬液的充型能力得到提高，可以澆注流動性較差的合金鑄件和薄壁鑄件，如蝸輪、葉輪等。4便于鑄造雙金屬鑄件，如鋼套鑲銅軸承等，其結合面牢固、耐磨，可節約貴重合金。缺點：鑄件易產生偏折，內孔不準確，內外表較粗糙。鍛造工藝根底2.2 2.2 鍛造

22、工藝根底鍛造工藝根底一、鍛造工藝概述 鍛造是利用金屬材料的可塑性，借助外力(加壓設備)和工模具的作用，使坯料或鑄錠產生局部或全部變形而形成所需要的形狀、尺寸和一定組織性能鍛件的加工方法。一鍛造的生產方式 鍛造按所用工具與模具的安置情況的不同可分為自由鍛、胎模鍛、模鍛等類型；按加工溫度可分為熱鍛、溫鍛、冷鍛、等溫鍛等類型。鍛壓的根本生產方式主要有以下幾種:1、鍛造 金屬坯料在沖擊力或靜壓力作用下強制變形而獲得所需產品的加工方法。包含自由鍛、胎膜鍛、模鍛兩類。2、軋制 金屬坯料在兩個回轉軋輥的孔隙中受壓變形并獲得各種產品的加工方法。3、拉拔 金屬坯料從拉拔模?？妆焕龆@得各種產品的加工方法。4、

23、擠壓 金屬坯料在擠壓模內受壓被擠出?？锥@得各種產品的加工方法。5、沖壓 金屬板料在沖模之間受壓產生別離或成形而獲得所需產品的加工方法。鍛造工藝根底二鍛造的特點 1金屬材料經過鍛壓后，可改善組織，提高力學性能。鑄態材料經過鍛造、軋制或擠壓后，可使鑄態組織的一些缺陷如氣孔、縮孔等壓合，晶粒細化，性能提高。2鍛造加工主要依靠金屬在塑性狀態下體積的轉移，不需要切出金屬。因此，鍛件的材料利用率高，流線分布合理，工件強度高。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，外表光潔、精度高、剛度大等特點，可做到少切削、無切削。4除自由鍛外。其它鍛壓加工容易實現機械化、自動化，具有較高的生產率，

24、其中尤以軋、拉、擠等工藝最為明顯。4鍛壓生產是使金屬在固態下流動形成的，因此變形量不宜太大，工件的形狀不能太復雜；而且鍛壓設備和模具等投資較大；其中有些加工方法，如自由鍛，其外表質量稍差，生產率也較低。鍛造工藝根底三鍛造加工的適合范圍 鑄件的強度及可靠性很高，廣泛應用于汽車發動機、變速箱、轉向器、行走局部總成的零件上，主要有以下各類：發動機：曲軸、連桿、連桿蓋、凸輪軸、進排氣閥門等；前懸架：上懸臂架、下懸臂架、轉向橫拉桿球鉸接頭等；前橋：轉向節、轉向節臂等；轉向：轉向扇形軸、轉向搖臂、變速器等；后橋：后車軸、外殼末端；驅動軸：驅動軸、十字軸、軸叉、TM齒輪；差速器：主動小齒輪、環齒輪、凸輪叉；

25、等速萬向節、半軸齒輪軸、軸承外座圈、內軸承座圈。四金屬的鍛造性能鍛造工藝根底 金屬在壓力加工時獲得優質零件的難易程度稱為金屬的鍛造性能。金屬的內在因素和外部工藝條件影響合金的鍛造性能。1內在因素 內在因素指化學成分的影響和金屬組織的影響，不同材料具有不同的塑性和抗力。2 變形條件 變形條件主要指變形溫度、變形速度和應力狀態。鍛造工藝根底二、自由鍛二、自由鍛 自由鍛鍛件形狀和尺寸主要由操作工的操作技術來保證，金屬受力變形在粘鐵間各個方向是自由流動的，故稱之為自由鍛。自由鍛可分為：手工鍛造：勞動強度大，適用于少量小型鍛件的生產；機器鍛造：汽車生產中主要依靠機器鍛造進行生產。鍛造工藝根底 一自由鍛的

26、工序 自由鍛造的根本工序有：拔長、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉、錯移、切割等七種。1、拔長 拔長是使坯料橫截面積減小，長度增加的鍛造工序。2、鐓粗 鐓粗是使坯料高度減少、橫截面積增大的鍛造工序。圓盤類鍛件如齒輪毛坯等常用這種工序。3、沖孔 用沖頭在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。主要用于空心鍛件如圓環、套筒、齒輪毛坯等。4、彎曲 將坯料彎成曲線或一定角度的鍛造工序稱為彎曲。主要用于鍛造吊鉤、地腳螺釘、角尺等鍛件。5、扭轉 坯料的一局部相對另一局部繞軸心線轉動一定角度的鍛造工序稱為扭轉。主要用于鍛造多拐曲軸、麻花鉆等制件。6、錯移 它是將坯料的一局部相對另一局部錯開一段距離而又保持這兩局部平行的鍛造

27、工序。鍛造曲軸時常用它。鍛造工藝根底 1、鍛件上應防止楔形、曲線形、錐形等傾斜結構；應設計成圓柱形、方形結構。2、圓柱體與圓柱體曲面交接處鍛造困難，應采用平面與圓柱體或平面交接。3、結構上不允許鍛件帶加強筋和外表小凸臺。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緞制成形后再用焊接或機械連接方式構成整體組合件。二自由鍛零件的結構工藝性確定自由鍛零件的結構工藝性的一般原那么鍛造工藝根底三、模鍛三、模鍛 模形鍛造是把金屬坯料放在鍛模模膛內施加壓力，使其變形獲得鍛件的一種方法，簡稱模鍛。模鍛的主要特點：生產率高；模鍛件尺寸相對精確，加工余量??；可以鍛出形狀比較復雜的鍛件；比自由鍛

28、省材，本錢低；操作簡單，易于實現機械化和自動化生產。模鍛分類：錘上模鍛 胎膜鍛 壓力機上模鍛 其它專用設備上的模鍛一鍛模一鍛模鍛模是用來使熱金屬坯料進行塑性變形而得到鍛件的工具。錘上模鍛使用的設備有蒸汽-空氣模鍛錘、無砧底錘、高速錘等，最常用的是蒸汽-空氣模鍛錘。錘上模鍛鍛模由上、下模組成，分別安裝在錘頭下端和模座的燕尾槽內，用楔鐵緊固。上、下模合在一起，中部形成完整的模膛分為制坯模膛；模鍛模膛。模膛分為：制坯模膛；模鍛模膛模鍛又分為：預鍛模膛；終鍛模膛根據模鍛件復雜程度不同，模膛又可分為：單膛鍛模；多膛鍛模。鍛造工藝根底二錘上模鍛工藝規程的制定二錘上模鍛工藝規程的制定鍛造工藝根底 1 分模面

29、，即上、下?；蛲?、凹模的分界面 確定分模面的根本原那么是：應選在鍛件最大尺寸的截面上，并使鍛件上所加余塊最少，上、下模膛深度最淺且盡可能根本一致，這樣可以使上、下模膛具有相同的輪廓，在安裝和生產時不易產生錯?，F象，金屬容易充滿模膛，便于模鍛件從模膛中取出，并有利于鍛模的制造。2 余量、公差和余塊 模鍛件的加工余量和公差比自由鍛件小得多，其數值與鍛件形狀、尺寸、精度等級有關。3模鍛斜度 為使鍛件易于從模膛中取出，在垂直于分模面的鍛件外表上必須有一定斜度。4圓角半徑 為使金屬容易充滿模膛，便于出模，保證鍛件質量，防止鍛模內尖角處的應力集中，減緩鍛模外圓角處的磨損，提高鍛模的使用壽命，在模鍛件所有平

30、面的交角處均需做成圓角。1制定模鍛鍛件圖制定模鍛鍛件圖 模鍛鍛件圖是根據零件圖按模鍛工藝特點制定的，是設計、制造鍛模，計算坯料及檢查鍛件的依據。鍛造工藝根底2確定模鍛工步確定模鍛工步 1長軸類模鍛件。此類鍛件的長度明顯大于寬度，如階梯軸、曲軸、連桿等。鍛造過程中，錘擊方向垂直于鍛件的軸線，選用拔長、滾壓、彎曲、預鍛和終鍛等工序。2盤類模鍛件。此類鍛件軸向尺寸小，分模面上投影為圓形或長寬尺寸相近，如齒輪、法蘭盤、十字軸等。鍛造過程中，錘擊方向與坯料軸向相同，終鍛時金屬沿自身的高度、寬度和長度方向流動。盤類模鍛件常采用鐓粗、終鍛等工步。3 選擇模鍛設備 4 坯料計算 坯料計算步驟與自由鍛件相同。坯

31、料重量包括鍛件、飛邊、連皮、鉗口料頭和氧化皮的重量。5 修整工序 制成模鍛件后，需要經過一系列修整工序，以保證和提高鍛件質量。鍛造工藝根底三模鍛件的結構工藝性三模鍛件的結構工藝性1 模鍛件要有合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑。2 由于模鍛件尺寸精度高，外表質量好，因此零件的配合外表可留有加工余量，非配合外表一般不需加工，不留加工余量。3 零件的外形應力求簡單、平直和對稱，截面相差不宜過于懸殊，防止具有薄壁、高肋、凸起等不利于成形的結構。4 應防止窄溝、深槽、深孔及多孔結構。5 形狀復雜的鍛件應采用鍛-焊或鍛-機械加工連接的方法，減少余塊，簡化模鍛工藝。模鍛件結構工藝性要求：四、鍛壓新工藝四、鍛

32、壓新工藝 擠壓是指將金屬毛坯放入模具模腔內，在強大的壓力作用下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得毛坯或零件的加工方法。擠壓加工的特點：高精、高效、優質低耗。與熱鍛、溫鍛工藝相比，可以節材30%50%，節能40%80%而且能夠提高鍛件質量，改善作業環境。擠壓適用于生產各種軸對稱形狀的小型零件；較多應用于中小型鍛件規?；a中。鍛造工藝根底一零件的擠壓一零件的擠壓 1正擠壓 擠壓時，金屬的流動方向與凸模的運動方向相一致。正擠壓又分為實心件正擠壓空心件正擠壓兩種。正擠壓法可以制造各種形狀的實心件和空心件，如螺釘、心軸、管子和彈殼等。2反擠壓 擠壓時，金屬的流動方向與凸模的運動方向相反，反擠壓法可以制造

33、各種斷面形狀的杯形件，如儀表罩殼、萬向節軸承套等。3復合擠壓 擠壓時，毛坯一局部金屬流動方向與凸模的運動方向相同，而另一局部金屑流動方向那么與凸模的運動方向相反，復合擠壓法可以制造雙杯類零件，也可以制造杯桿類零件和桿桿類零件。4減徑擠壓 變形程度較小的一種變態正擠壓法，毛坯斷面僅作輕度縮減。主要用于制造直徑相差不大的階梯軸類零件以及作為深孔杯形件的修整工序。常用的四種擠壓方法：鍛造工藝根底鍛造工藝根底二零件的軋制二零件的軋制 金屬(或非金屬)材料在旋轉軋輥的壓力作用下，產生連續塑性變形，獲得要求的截面形狀并改變其性能的方法。軋制主要用于生產型材、管材、板材及異型鋼材等原材料，近年來，成功地用來

34、制造各種零件，應用逐漸廣泛。軋制主要特點：生產率高；如輥鍛的生產率比錘上模鍛高510倍 鍛件質量高，軋制鍛件可更接近零件形狀，節省金屬材料；工人勞動條件好，便于實現機械化、自動化；設備結構簡單 零件軋制工藝主要有：輥鍛 環形件軋制 熱軋齒輪鍛造工藝根底三擺動碾壓三擺動碾壓 擺動碾壓是上世紀六十年代才出現的一種鍛壓新技術,它具有省力、精度高、噪音小、投資少等優點，近二十年來得到了迅速的開展。目前在汽車、機床、電器、刀具、輕工、車輛、五金、起重機械等許多行業已得到應用。擺動碾壓的工作原理：鍛壓時變形力的大小是由平均單位壓力和接觸面積之積來確定的，如果限制工具與毛坯間的接觸面積是整體投影面積的1/n

35、時，那么變形力可以減小到原來的1/n。于是便可以用較小的力逐步成形較大的工件。擺動碾壓就是在這樣的思想根底上產生的。應用：可加工內外表或外外表有凹凸的鍛件。鍛造工藝根底1總變形力小。制造同樣大小的工件，擺碾比普通鍛造所需的變形力小，因而所用設備噸位小。擺碾變形力一般為普通鍛造變形力的1/51/20。2產品質量好。采用擺碾成形的工件精度高，粗糙度低，不易開裂。3模具壽命高。由于摩擦狀態和受力狀態不同。擺碾模具的壽命可以大大提高。一個硬質合金模具可以制造1萬2萬件形狀復雜公差要求較高的鋼零件。4無噪聲，無振動，易于實現機械化和自動化，勞動條件好。5 投資步，能耗低，設備投資少。擺動碾壓的特點焊接根

36、本工藝2.3 2.3 焊接根本工藝焊接根本工藝 焊接是通過加熱、加壓或同時加熱加壓，使用或不使用填充材料，借助金屬原子之間的擴散和結合，形成永久連接的工藝方法。一焊接的特點焊接方法的特點是：1焊接接頭可靠、產品質量好。焊接接頭局部的強度不低于母材強度，焊后接頭處容易處理，外表質量好；接頭可靠性比鉚接好，已根本取代了鉚接。2可以減輕結構重量、節省金屬。焊接比鉚接可節省金屬材料15%20%。3可以以小拼大、簡化工藝，縮短生產周期。與鑄造相比，不需要制造木模和砂型，不需要專門冶煉和澆注，節省了材料，降低了本錢。對于大型和結構復雜的構件可以將其先分為假設干局部，然后逐步焊接，以小拼大成形。4可以制造雙

37、金屬結構。用焊接的方法可以對不同的材料進行對焊、摩擦焊等，還可以制造復合容器，這對化工設備是十分有意義的。焊接也存在一些缺乏之處：如結構不可拆，維修不方便；接頭組織存在缺陷、焊接應力與變形的產生等。焊接接頭往往是鍋爐、壓力容器等應特別注意的問題。焊接根本工藝二焊接方法的分類1熔焊 將焊接接頭處的金屬加熱到熔化狀態下，形成熔池，經冷卻結晶后，形成焊縫，從而將兩局部金屬連接在一起，成為一個整體的焊接方法。2壓力焊 將接頭處加熱或不加熱，在壓力作用下使被焊金屬連接在一起的焊接方法。3釬焊 利用比被焊接材料熔點低的填充金屬熔化后，填入接頭當中，通過擴散作用把被焊接材料連接在一起的焊接方法。焊接分為：熔

38、焊 壓力焊 釬焊 詳分請看圖2-22焊接根本工藝二、幾種焊接方法 焊條電弧焊是工業生產中應用最廣泛的焊接方法，它的原理是利用電弧放電俗稱電弧燃燒所產生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。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。其特點特點：操作簡單靈活；對生產環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。焊條電弧焊的熔敷速度低，焊接質量受焊工水平的影響大，焊接后焊渣的清理比較麻煩，因而在汽車生產線上已較少應用。二電阻焊焊接根本工藝 電阻焊是利用電流通過焊件及接觸處所產生的電阻熱，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態，

39、然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。電阻焊可分為對焊、點焊和縫焊圖12-7 對焊縫焊點焊焊接根本工藝 1點焊 是將兩塊經過清理的薄板焊件疊放在電焊機的上下電極之間，壓緊后通電加熱，利用焊件內電阻和接觸電阻發熱，電極散熱等作用形成焊核。斷電待焊核冷卻凝固后去掉壓力即形成致密的焊點。2縫焊 是用旋轉的圓盤電極代替柱狀電極，焊接時，盤狀電極壓緊焊件并轉動，配合斷續通電，形成連續重疊的焊點。3對焊 是利用電阻熱使兩個工件在整個斷面上焊接起來的一種方法。根據焊接操作方法的不同，分為電阻對焊和閃光對焊。1電阻對焊 將兩個焊件的端面對齊、壓緊后通很大的電流，接觸處迅速被加熱到塑性狀態，再向工件施加較大的壓力

40、并同時斷電，使高溫端面被焊接起來。2閃光對焊 焊件裝配夾持好，先通電，再將兩焊件接觸。由于焊件端面不平，首先只是某些點接觸熔化，在強大電流的作用下，液態金屬爆破并產生閃光，繼續移動焊件，是新的接觸點產生閃光，直至焊件端面全部熔化時，迅速將焊件加壓并切斷電流，完成焊接。閃光對焊常 用于重要的焊接件如汽車發動機排氣閥等焊接根本工藝三氣體保護焊直流焊機氣瓶減壓器流量計送絲機構送絲軟管導電嘴焊炬噴嘴圖12-5 用外加氣體作為電弧介質排除電弧周圍的空氣，從而到達保護金屬熔池的電弧焊方法稱為氣體保護焊。常用的氣體保護焊有二氧化碳氣體保護焊和氬弧焊。焊接根本工藝1氬弧焊 是以氬氣作為保護氣體的電弧焊熔池電弧

41、焊絲鎢極噴嘴工件氬氣熔池電弧焊絲圖12-4熔化極氬弧焊鎢極氬弧焊焊接根本工藝 氬弧焊特點 氬弧焊使焊接過程無冶金反響，金屬只進行熔化。因此該方法特別適用于焊接非鐵金屬和各種合金鋼，焊接質量好。電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池小，熱量影響區小，所以焊后變形小。焊接電弧穩定，金屬飛濺小，焊接過程中無熔渣，焊縫美觀?？蛇M行全方位焊接，并且明弧操作，便于觀察，控制和調整。氬氣本錢高，一般情況下不宜采用。焊接根本工藝2二氧化碳保護焊 CO2氣體保護焊是以二氧化碳作為保護氣體的電弧焊。CO2氣體保護焊設備由焊接電源、焊槍、送絲機構、供氣系統和控制電路組成。焊接程序為：提前送氣通電、送絲、焊接斷電、停絲

42、、停止悍接滯后停氣。CO2氣體保護焊具有如下一些特點：焊接本錢低。生產率高。適用范圍廣?？逛P能力較其他焊接方法強，焊縫含氫量低，抗裂性好。因是明弧，便于觀察和控制焊接過程，有利于實現焊接過程的機械化和自動化，焊后不需清渣。焊接根本工藝四釬焊 釬焊是利用熔點比焊件低的釬料與焊件共同加熱到釬焊溫度，在焊件不熔化的情況下，釬料熔化并潤濕焊件外表，依靠二者的擴散而形成焊接接頭。1硬釬焊 釬料的熔點在450C以上，接頭強度較高。主要用于受力較大的鋼鐵和銅合金構件的焊接以及工具、刀具的焊接。2軟釬焊 釬料的熔點在450C以下，接頭強度較低。廣泛用于焊接受力不大的常溫工作的儀表、導電元件以及鋼鐵、銅及銅合金

43、等制造的構件。根據釬料的熔點不同，釬焊可分為可分為：硬釬焊、軟釬焊 與一般的熔化焊相比，釬焊的特點是：1加熱溫度低，變形小，接頭光滑，尺寸精確；2可以連接不同種材料，對工件厚度也沒有特殊要求；3設備簡單，費用小。但是，釬焊接頭強度低，允許的工作溫度低，焊前清潔要求高，而且釬料價格較高。焊接根本工藝三、材料的焊接性能 金屬材料的焊接性是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數及結構形式條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。它包括兩方面的內容：其一是使用焊接性：即焊接接頭在使用中的可靠性，包括焊接接頭的機械性能和其他特殊性能如耐熱性、耐腐蝕性等；其二是工藝焊接性：指焊接加工時焊接接頭產生工

44、藝缺陷的傾向，尤其是出現各種裂紋的可能性。影響金屬焊接性的主要因素是化學成分。一金屬材料的焊接性焊接根本工藝二碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼的焊接 1碳素鋼的焊接 低碳鋼的焊接 低碳鋼的含碳量0.25%，塑性好，一般沒有淬硬和冷裂傾向，所以低碳鋼的焊接性良好。一般不需預熱，焊后也不需要進行熱處理，采用所有的焊接方法都可以得到優良的焊接接頭。只有在結構厚度大的大型結構件，在零度以下低溫環境焊接時，由于焊件各局部溫差較大，變形又受到限制，焊接過程容易產生大的應力，可能導致焊件開裂，因此應考慮預熱。中、高碳鋼的焊接中、高碳鋼的焊接 含碳量在0.250.6%之間，淬硬和冷裂傾向較大，焊接性較差。焊接之

45、前必須預熱，焊后要進行熱處理。實際上，高碳鋼的焊接只限于修補工作。2低合金高強度結構鋼的焊接 普通低合金鋼的焊接性能與一般低碳鋼很相似，焊接性能良好。但隨著普通低合金鋼的強度級別提高，焊接性能隨著變差，焊接時需要采用工藝措施。一般焊前預熱，焊后及時熱處理以消除焊接應力。焊接根本工藝三鑄鐵的焊補 1熱焊法 是焊前將工件整體或局部預熱到600700C，焊后緩慢冷卻。熱焊法可以防止工件產生白口組織和裂紋，焊補質量較好，焊后可進行機加工。2冷焊法 焊補之前，工件不預熱或加熱溫度低于400C。主要依靠焊條來調整焊縫化學成分以防止或減少白口組織和防止裂縫。冷焊法方便靈活生產率高、本錢低、勞動條件好，但切削

46、加工性能差。生產中多用于焊補要求不高的鑄件以及怕高溫預熱引起變形的工件。焊接根本工藝四有色金屬的焊接 1銅及銅合金的焊接 焊接時需要預熱、采取大功率熱源。銅及銅合金的線膨脹系數大，焊接時如果工件剛度不大，又無防止變形措施，那么會產生較大變形；剛度較大時，那么會產生較大的焊接應力，進而產生裂紋。液態時溶解大量的氫，冷卻時來不及溢出，易產生氣孔。目前，常用氬弧焊焊接紫銅、黃銅、青銅和白銅；黃銅還常用氣焊。還可以采用釬焊及等離子弧焊接等進行焊接。2鋁及鋁合金的焊接 鋁及鋁合金的焊接一般較困難，鋁極易形成密度大、熔點很高的氧化鋁薄膜，且易吸收水分，焊接時易形成氣孔、夾渣等缺陷；鋁的導熱系數大，焊接消耗

47、熱量多，需采用大功率熱源；鋁的線膨脹系數大；液態溶解氫的能力強，易使焊件產生變形和氣孔。另外，鋁及鋁合金從固態轉變為液態時，無明顯的顏色變化，難以掌握加熱溫度。目前最常用的是氬弧焊，適于各類鋁合金的焊接。另外，等離子弧焊及電子束焊也適宜于焊接不同的鋁合金。焊接根本工藝四、焊接件的結構工藝性一焊接結構材料的選擇 在滿足焊接結構使用性能的前提下，還要考慮材料應有很好的焊接性，以保證焊接結構的平安可靠。二焊接接頭形式圖12-13仰焊立焊橫焊平焊圖12-14合適不合適焊接根本工藝三焊縫的布置圖12-15合適不合適 焊縫的位置應便于操作；焊縫應避開應力最大和應力集中地部位；焊縫位置應盡可能分散；焊縫位置

48、應盡可能對稱；焊縫位置應遠離加工外表。焊接結構的焊縫布置對焊縫質量、生產率有很大的影響。其一般的設計原那么如下：2.4 2.4 沖壓工藝根底沖壓工藝根底沖壓工藝根底 沖壓沖壓 靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或別離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的成形加工方法。塑性變形或別離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工或稱壓力加工，合稱鍛壓。沖壓和鍛造同屬塑性加工或稱壓力加工，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶

49、。全世界的鋼材中，有6070是板材，其中大局部經過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散是板材，其中大局部經過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量沖壓件。大量沖壓件。沖壓與其它金屬加工方法相比，具有下述的特點：1生產率高，且操作簡便，易實現機械化與自動化；2利用沖壓工藝可以獲得其它金屬方法所不能或難以加工的、形狀復雜的零件；

50、3沖壓加工一般不需加熱毛坯，節能；能獲得剛度大、強度高而質量輕的零件，適應于車身零件的加工。4沖壓零件的外表質量較好，為后續外表處理工序如涂漆提供了方便。一、概述一、概述沖壓工藝根底 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，可可分為兩大類型：別離工序和成形工序。沖壓最常用的四個根本工序為：沖裁、彎曲、拉深、成形沖壓工藝根底二、沖壓件的結構工藝性二、沖壓件的結構工藝性 進行沖壓件的結構設計時，不僅要保證其使用要求，還要滿足沖壓工藝性的要求。一沖裁件的結構工藝性一沖裁件的結構工藝性 沖裁件的外形和內孔形狀應盡量簡單、對稱

51、，最好是規那么的幾何形狀由規那么的幾何形狀組成，防止狹槽、長的懸臂，且其寬度應大于料厚的兩倍。沖裁件直線相接處均要以圓角過渡R0.55，否那么會顯著降低磨具?？椎某叽绮荒苓^小，防止增加孔的沖壓難度。二彎曲件的結構工藝性二彎曲件的結構工藝性 彎曲件的圓角半徑不能小于最小彎曲半徑，也不宜過大圓角半徑過大，受回彈影響其精度不易保證。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勻而產生滑移；彎曲邊不要過短，應使彎曲邊平直局部的高度應大于料厚的兩倍；彎曲帶孔件時，孔的位置距彎曲邊應為料厚的兩倍左右，防止孔變形。彎曲件的尺寸精度一般不應超過IT9IT10。沖壓工藝根底三拉伸件的結

52、構工藝性三拉伸件的結構工藝性 拉伸件形狀力求簡單，防止圓錐形、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；應使拉伸件高度盡可能減低，過高、過深的拉伸件易出現廢品，需屢次拉伸。對于半敞開或不對稱的拉伸件可采用合沖工藝，即將兩個或幾個零件合并成對稱形狀，一起沖壓，然后切開，減少工序、節約材料、保證質量；對帶凸緣拉伸件的凸緣寬度要適當。凸緣過寬，需增加拉伸次數；但凸緣尺寸過小，拉深時壓邊圈不易壓住，反而容易起皺。拉伸圓筒形件時，底與壁間的圓角半徑應大于等于料厚，凸緣與壁間的圓角半徑要大于等于料厚；拉伸件的尺寸精度不能要求過高，其高度尺寸應不高于IT6IT17，直徑

53、精度應不高于 IT9IT10。沖壓工藝根底三、沖模三、沖模 沖壓模具簡稱沖模，是通過加壓將金屬或非金屬板料或型材別離、成形或接合而得到制件的工藝裝備，分為簡單模、連續模和符合模三種。一簡單模一簡單模 在壓力機的一次行程中只完成一道沖壓工序的沖模稱為簡單模，如下圖。此種模具結構簡單，容易制造，適用于小批量生產。二連續模二連續模 連續模(級進模)具有兩個以上的工位，并在壓力機一次行程中，在不同的工位上完成兩道或兩道以上沖壓工序的沖模稱為連續模。這種模具生產效率高，易于實現自動化，但要求定位精度高，制造比較麻煩，本錢高，適用于大批量生產。三復合模三復合模 復合模只有一個工位，在壓力機的一次行程中，同

54、時完成兩道或兩道以上沖壓工序的沖模稱為復合模。這種模具能保證較高的零件精度和生產率，但結構復雜，制造本錢高，適用于大批量生產中小型零件。沖壓工藝根底粉末冶金2.5 2.5 粉末冶金粉末冶金 粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無切削工藝。粉末冶金材料的應用與分類粉末冶金材料的應用與分類 1應用：汽車、摩托車、紡織

55、機械、工業縫紉機、電開工具、五金工 具、電器、工程機械等各種粉末冶金鐵銅基零件。2分類：粉末冶金多孔材料、粉末冶金減摩材料、粉末冶金摩擦料、粉 末冶金結構零件、粉末冶金工模具材料、和粉末冶金電磁材料 和粉末冶金高溫材料等。粉末冶金材料的特點粉末冶金材料的特點 粉末冶金的生產過程粉末冶金的生產過程：包括粉末冶金、粉末成形、燒結、后續處理。一、概述一、概述二、粉末的制取二、粉末的制取粉末冶金 制粉方法分兩類：制粉方法分兩類：機械法；物理法 從工業規模而言制粉應用最廣的方法是：霧化法；復原法和機械法。一霧化法 如下圖，依靠自重從漏包中流出的金屬液流被從噴嘴噴射出的高壓氣體或水沖擊，霧化成粉。噴射流的

56、主要作用是：把熔融液流擊碎成細小的液滴；通過急冷使細小的液滴凝固。粉末冶金二復原法 燥、破碎、過篩。將原料和復原劑氧化物或鹽類按一定方式裝罐后，在隧道窯或倒焰窯中于950一1200oC下復原40一70小 時制取粉末。復原劑被廣泛地用來制取鐵、銅、鎳、鈷、鎢、鉬等金屬粉末。復原法制取的鐵粉不僅經濟，而且制粉過程簡單，在生產時容易控制粉末的顆粒大小和形狀。復原法制取的粉末還具有很好的壓制性和燒結性。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。其它生產粉末方法：電解法、化學沉淀法和高速沉淀法，一般應用較少。粉末冶金三

57、、零件的成形三、零件的成形 粉末冶金的工藝過程包括三個步驟：粉末混合和粉末壓緊將金屬粉末制成具有一定形狀、尺寸、孔隙度以及強度的預成形坯。粉末燒結將粉末壓坯在低于熔點的適當溫度中受熱，顆粒之間發生粘接，燒結體的強度增加，而且多數情況下密度也提高。一鋼模壓制粉末壓緊時，需要較高的壓力使粉末稱為所需形狀。常用的工藝方法稱為鋼模壓制。常用的鋼模壓制的壓力設備為機械、水壓或者兩者的結合。根據工件的復雜程度，鋼模壓制的根本方式有三種：單向壓制；雙向壓制；浮動模壓制粉末冶金二燒結 燒結燒結是把粉狀物料轉變為致密體，是一個傳統的工藝過程。人們很早就利用這個工藝來生產陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高溫材料等。一

58、般來說，粉體經過成型后，通過燒結得到的致密體是一種多晶材料，其顯微結構由晶體、玻璃體和氣孔組成。燒結過程直接影響顯微結構中的晶粒尺寸、氣孔尺寸及晶界形狀和分布，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、冷卻。近年來，通過不斷引進國外先進技術與自主開發創新相結合，中國粉末冶金產業和技術都呈現出高速開展的態勢，是中國機械通用零部件行業中增長最快的行業之一，每年全國粉末冶金行業的產值以35%的速度遞增。2.6 2.6 塑料成型工藝根底塑料成型工藝根底塑料成型工藝根底一、概述一、概述 塑料的種類很多，按其

59、使用特性可分為：塑料的種類很多，按其使用特性可分為：通用塑料如：聚乙烯、聚丙烯通用塑料如：聚乙烯、聚丙烯 工程塑料如：工程塑料如：ABS、聚甲醛、聚甲醛 功能塑料如：醫用塑料、光敏塑料功能塑料如：醫用塑料、光敏塑料一塑料組分 塑料的主要成分是合成樹脂，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等，稱為單一組分塑料。有些塑料除了合成樹脂之外，還含有其他輔助材料，如增塑劑、穩定劑、著色劑、各種填料等，用以改善塑料的加工性能和使用性能。二塑料分類三交聯高聚物形態塑料 高聚物在形成過程中，大分子鏈結構有線型或支鏈型形成網狀或立體結構的反響稱為交聯反響，通過交聯反響制得的高聚物稱為交聯高聚物或體型高聚物，其力學強度、

60、耐熱性、化學穩定性和尺寸穩定性均有很大提高，因此交聯高聚物塑料在生產、生活中用途廣泛。塑料成型工藝根底二、注射成型原理和工藝過程二、注射成型原理和工藝過程 注射成型又稱為注塑成型，是熱塑性塑料制件的一種主要的成形方法。注塑機的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿或柱塞的推力，將已塑化好的熔融狀態即粘流態的塑料注射入閉合好的模腔內，經固化定型后取得制品的工藝過程。注射成型是一個循環的過程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件后又再閉模，進行下一個循環。注射成型在汽車塑料制品生產中所占的比例很大。塑料成型工藝根底三、壓縮和壓注成型工藝三、壓縮和壓注成型工藝 壓

61、縮成型又稱為壓制成型、壓塑成型等。其方法是將松散狀或預壓錠料的塑料直接參加到高溫一般為模具加料室或型腔內，然后以一定的速度合模，加壓，使塑料在熱和壓力作用下逐漸軟化，呈粘流狀態，并在壓力作用下充滿型腔，樹脂與固化劑作用發生交聯反響，使充滿型腔的粘流狀態的塑料固化成型，成為具有一定形狀的制品，經保壓一段時間制品完全定型后，并具有最正確性能時，開模取出制品。一壓縮成型工藝原理 與注射成型相比，壓縮成型的優點是：無需澆注系統，可使用普通壓力機，模具比較簡單，制品收縮率小，變形小，各向性能比較均勻，適用于流動性差的塑料，以及一些成型面積很大、厚度又比較小的大型扁平塑料制品如汽車零件：導流板、車門、頂蓋

62、等。壓縮成型的缺點是：生產周期長，生產效率低，不易實現自動化，勞動強度大，勞動條件差，制品常常帶有溢邊，難于成型厚壁制品。塑料成型工藝根底二壓注成型工藝原理 壓注成型是在改進壓縮成型的根底上開展起來的一種熱固性塑料的成型方法。壓注成型工藝原理如圖塑料受熱熔融加料室熔融塑料進入熔融型腔塑料零件2.7 2.7 毛坯的選擇毛坯的選擇毛坯的選擇 毛坯成形工藝方法很多，如以鑄造為代表的液態成形，以鍛壓為代表的固態成形，以焊接和膠接為代表的連接成形，以及粉末成形和塑料、橡膠注塑成形等。隨著科學技術的開展，各種毛坯成形方法也在開展，新的加工成形方法不斷涌現。通過毛坯成形不僅可以節約大量的工程材料，減少材料消

63、耗，而且還可以減少大量的切削加工工作量，縮短生產周期，提高生產效率，降低生產本錢。另外，鍛造等毛坯成形還可以改善材料的組織結構，從而改善零件的機械性能。毛坯質量和所用毛坯成形方法的經濟性，直接影響產品質量和經濟效益，掌握各種毛坯成形工藝方法的特點，是合理選用毛坯成形工藝方法的重要依據。毛坯的選擇一 各種毛坯的特點 鑄件：鑄件：對形狀較復雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。各種鑄造方法。鍛件：鍛件：由于經鍛造后可得到連續和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用

64、于受力復雜的重要鋼質零件。其中自由鍛件的精度和生產率較低，主要用于小批生產和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產率較高，主要用于產量較大的中小型鍛件。焊接件焊接件主要用于單件小批生產和大型零件及樣機試制。其優點是制造簡單、生產周期短、節省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經時效處理后才能進行機械加工。粉末冶金粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無切削工藝。毛坯的選擇 汽車毛坯材料的選擇首先必須遵循一般的工程材料選擇原那么。材料種

65、類繁多，性能、作用和應用場合也各不相同，因此，毛坯的選擇一般應考慮以下原那么。二、毛坯的選擇原那么一使用性原那么 零件的使用要求決定了毛坯形狀特點，各種不同的使用要求和形狀特點，形成了相應的毛坯成形工藝要求。零件的使用要求具體表達在對其形狀、尺寸、加工精度、外表粗糙度等外部質量，和對其化學成分、金屬組織、力學性能、物理性能和化學性能等內部質量的要求上。對于不同零件的使用要求，必須首先考慮零件材料的工藝特性如鑄造性能、鍛造性能、焊接性能等來確定采用何種毛坯成形方法。例如，不能采用鍛壓成形的方法和防止采用焊接成形的方法來制造灰口鑄鐵零件；毛坯的選擇 二適應性原那么 在毛坯成形方案的選擇中，還要考慮

66、適應性原那么。既根據零件的結構形狀、外形尺寸和工作條件要求，選擇適應的毛坯方案。例如，對于階梯軸類零件，當各臺階直徑相差不大時，可用棒料；假設相差較大，那么宜采用鍛造毛坯。形狀復雜和薄壁的毛坯，一般不應采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，通常不采用模鍛、壓力鑄造和熔模鑄造，多數采用自由鍛、砂型鑄造和焊接等方法制坯。三生產條件兼顧原那么 毛坯的成形方案要根據現場生產條件選擇?，F場生產條件主要包括現場毛坯制造的實際工藝水平、設備狀況以及外協的可能性和經濟性，但同時也要考慮因生產開展而采用較先進的毛坯制造方法。為此，毛坯選擇時，應分析本企業現有的生產條件，如設備能力和員工技術水平，盡量利用現有生產條件完成毛坯制造任務。假設現有生產條件難以滿足要求時，那么應考慮改變零件材料和或毛坯成形方法，也可通過外協加工或外購解決。毛坯的選擇 四經濟性原那么 經濟性原那么就是使零件的制造材料費、能消耗、工資費用等本錢最低。在選擇坯件的類型和具體的制造方法時，應在滿足零件使用要求的前提下，把幾個預選方案作經濟性比較，從中選出整體生產本錢低廉的方案。一般的規律是，單件小批生產時，可采用手工砂型鑄造、自由鍛造、手工電