【正文】 如圓形、方形、矩形、六角形等 3. 型材拉拔：生產(chǎn)特殊截面或復雜截面形狀的異形型材生產(chǎn) 4. 管材拉拔：以圓管為主，也可拉制橢圓形管、矩形管和其他截面形狀的管材。軋輥軸線與坯料軸線相交一定角度的軋制方法。 ③連桿成形。包括各種型材軋制、輥鍛軋制、輾環(huán)軋制等。對常用材料可采用大變形量（不經(jīng)中間退火）一次擠成線材和型材。 擠壓成形 一、擠壓：使金屬坯料在擠壓模中受強大壓力作用而變形的加工方法。 Ⅰ原理（圓孔翻邊）：圖 翻邊前坯料孔的直徑是 d0,變形區(qū)是內徑為 d0、外徑為 d1的環(huán)形部分。 （ 4）拉形：（圖 ） Ⅰ原理：在強大的拉力作用下，使坯料緊靠在模型上并產(chǎn)生塑性變形。 Ⅱ應用：復雜的空心零件，例如波紋管、高壓氣瓶等。 （ 2）管坯脹形：（圖 ） Ⅰ原理：在凸模壓力的作用下，管坯內的橡膠變形，直徑增大，將管坯直徑脹大，靠向凹模。是沖壓成形的一種基本形式，也常和其他方式結合出現(xiàn)于復雜形狀零件的沖壓過程之中。凹模入口區(qū) 壓邊力過小，相對厚度 S/D，拉深系數(shù) m過小。（圖 ） 主要原因：ⅰ凸、凹模圓角半徑設計不合理。為保證坯料具有足夠的塑性，生產(chǎn)中坯料經(jīng)過一兩 次拉深后，應安排工序間的退火處理。 （ 1）原理（圓筒形件的拉深）：（圖 ）利用模具使平板坯料變成開口空心零件的成形工序。設計落料模時，取凹模作設計基準件，然后根據(jù)凸凹模間隙 Z 值確定凸模尺寸（即用縮小凸模刃口尺寸來保證間隙值）。一般說來，當對沖裁件斷面質量要求較高時，應選取較小的間隙值，而當沖裁件的質量要求不高時，則應可能地加大間隙值，以利于提高沖模的壽命。間隙越大，彎曲和拉伸也越大。凸、凹模之間的間隙越大，彎曲和上翹越明顯。 （ 2）沖床：實現(xiàn)沖壓工序，制成所需形狀和尺寸的產(chǎn)品的設備，最大噸位可達 40000kN。 板料沖壓成形 板料沖壓：利用模具使板料產(chǎn)生分離或成形的加工方法。 ⅱ 可采用組合模具，制造簡單，更換容易，節(jié)省貴重模具材料，降低成本。 ⅲ 滑塊打擊速度慢，設備有頂料裝置，可以使用整體式鍛模，組合模具，鍛件形狀可以非常復雜，簡化加工，省料，降低成本。 常采用拔長、滾壓、彎曲、預鍛、終鍛等。~5176。 。 沖孔連皮的厚度與孔徑 d 有關，當孔徑為 30~80mm 時 ,沖孔連皮的厚度為4~8mm。 ⅱ上下模膛在分模面處輪廓一致，以防止發(fā)生錯模 ⅲ選在能使模膛深度最淺的位置處，便于充滿模膛 ⅳ應使零件上所加的敷料最少 ⅴ分模面應為一個平面，使模膛深度基本一致，差別不宜過大，便于制造鍛模 綜合分析，圖 中的 dd面是最合理的分模面。減小終鍛模膛磨損，延長壽命，無飛邊槽，斜度、圓角大。 （ 3）選擇鍛造工序：根據(jù)工序特點和鍛件形狀 盤類件：鐓粗 (或拔長及鐓粗 )、沖孔； 軸類鍛件：拔長 (或鐓粗及拔長 )、切肩和鍛臺階； 筒類鍛件：鐓 粗 (或拔長及鐓粗 )、沖孔、在心軸上拔長； 環(huán)類鍛件：鐓粗 (或拔長及鐓粗 )、沖孔、在心軸上擴孔； 曲軸類鍛件：拔長 (或鐓粗及拔長 )、錯移、鍛臺階、扭轉； 彎曲類鍛件：拔長、彎曲等。根據(jù)鍛件形狀、尺 寸并考慮到生產(chǎn)實際情況加以選取。 以零件圖為基礎，結合自由鍛工藝特點繪制而成。 自由鍛設備： 圖 擠壓時金屬應力狀態(tài) 圖 拉拔時金屬應力狀態(tài) 圖 鍛件敷料 圖 鍛件余量 14 （ 1）鍛錘：空氣錘 小型鍛件 150 公斤以下 蒸汽－空氣錘 小于 1500 公斤鍛件 （ 2）壓力機：主要是水壓機，可鍛造質量達 500t 鍛件，常用于大型和巨型鍛件。 應力狀態(tài)對塑性的影響： 受力物體壓應力的數(shù)目越多，金屬的塑性越好。 （ 3）應力狀態(tài)的影響 應力狀態(tài)對可鍛性的影響非常復雜。 通常情況下的塑性加工過程， 。? 增加時，相應的加工硬化現(xiàn)象也很顯著和劇烈，使得變形抗力上升，塑性下降，導致可鍛性下降。 時： ?。? ）單位時間內的變形程度 dtd??＝。 鍛造成形 （一）可鍛性 ：衡量材料通過塑性加工獲得優(yōu)質零件難易程度的工藝性能。 孔 d＞ 2mm, h＜ 4d 槽 t＞ 2mm, h＜ 4t ③壁厚均勻、避免過多的分散熱節(jié) 。結構斜度在零件圖上標出，數(shù)值可較大。圖 直角結構易產(chǎn)生缺陷：（圖 ） ①難成形、易夾砂 、金屬聚集，縮孔、縮松 ②應力集中，易出現(xiàn)裂紋 ③柱狀晶晶粒分界面，積聚雜質，形成薄弱環(huán)節(jié) 金屬熔化 氣化模 鑄 件 10 ①細長或平板形結構，當斷面不對稱時，會產(chǎn)生翹曲變形，應設計成對稱結構（圖 ） ②大的水平平面結構，易產(chǎn)生彎曲變形，應增加筋條，易產(chǎn)生澆不足、夾砂、缺肉等缺陷，應修改結構。 鑄件結構設計 鑄件結構設計，首先要保證鑄件使用要求，同時應根據(jù)鑄造工藝特點，避免鑄造缺陷，簡化鑄造工藝，降低鑄 造成本。 3. 磁型鑄造的特點和適用范圍： （ 1）不用型砂，無粉塵造成的危害，造型材料可反復使用； （ 2）設備簡單，占地面積小，造型、清理等操作簡便； （ 3）不需起模，無分型面造成的披縫，鑄件精度及表面質量好。這種鑄型既有一定強度，又有良好的透氣性。 2. 陶瓷型鑄造的特點和適用范圍 （ 1）陶瓷材料耐高溫，故可澆注高熔點合金； （ 2）鑄件大小不受限制，幾千克～數(shù)噸； （ 3）投資少，生產(chǎn)周期短 適用范圍：主要用于厚大精密鑄件，廣泛用于鑄造沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄模等。 陶瓷漿由剛玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘結劑）、氫氧化鈣（催化劑）及雙氧水（透氣劑）等組成。 六 . 陶瓷型鑄造 在砂型鑄造和熔模鑄造基礎上發(fā)展形成的一種精密鑄造工藝。 1 基本工藝 立式：鑄型繞垂直軸旋轉，用于生產(chǎn)圓環(huán)鑄件； 臥式：鑄型繞水平軸旋轉，用于生產(chǎn)管類和套類鑄件。見圖 。液態(tài)合金在壓力作用下，自下而上地充填型腔，并在壓力下結晶形成鑄件的工藝過程。壓鑄機結構簡單，生產(chǎn)率高，液體金屬進入型腔流程短，壓力損失小，故使用較廣。 三 壓力鑄造（壓鑄） 液態(tài)金屬 5～ 150MPa(高壓 ) 鑄型 壓力下結晶 鑄件 ～ （ 快速 ） 壓鑄機可分為熱壓室式和冷壓室式兩大類。 （ 7）落砂及清理：鑄件冷卻凝固之后， 打碎型殼，取出鑄件，并用氧乙炔焰切除澆、冒口，清理毛刺。 模樣為樹脂基時，無需脫蠟過程，而是在焙燒過程中將模樣燃燒掉。 硬化后應在空氣中干燥。 ①浸掛涂料：把蠟模放在由石英粉、粘結劑（水玻璃、硅酸乙酯等）組成的糊狀混合物中浸泡，使涂料均勻地覆蓋在模 組表層，使型腔獲得光潔的內表面。 小批量時采用低熔點合金、塑料或石膏。 用來制造模樣的易熔材料有蠟基模料、樹脂（松香）基模料、含水無機鹽模料及水銀模料等。 黑色金屬類鑄件只限于形狀簡單的中、小型鑄鐵件。從鑄型中取出鑄件后，應放入緩冷環(huán)境（如干砂坑、草灰坑或保溫爐）中冷卻。 圖 鑄造鋁活塞簡圖 圖 拔模斜度 5 但開型過早也會影響鑄件成形和使鑄件變形過大。 ③減緩鑄件的冷卻速度，防止鑄件產(chǎn)生裂紋和白口組織等缺陷。見圖 金屬材料導熱速度快、無退讓性，無透氣性，耐火性比型砂差等，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋及白口等缺陷。砂型鑄造是普遍采用的方法，其他方法都屬于特種鑄造。按照在型腔中所處的狀態(tài)，一般 分為水平型芯和垂直型芯。 為便于把模樣（或型芯）從砂型中（或從芯盒中）取出，鑄件上垂直分型面的各個側面應具有的斜度。 一、選擇澆注位置： 澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置。如金屬型，澆不足 圖 合金成分對充型的影響 3 b． 鑄型溫度：影響液態(tài)金屬冷卻速度 溫度高，充型能力強，金屬型和熔模鑄造，預熱鑄型 c． 鑄型排氣能力：透氣性↑，充型能力↑ 措施：扎氣孔、加木屑，遠離澆口的最高部位開設氣口 二、收縮 鑄件凝固過程中，溫度變化很大，必然會引起收縮。見圖。 1 《金 屬 工 藝 學》 授課教案 2 上 編 第一章 鑄 造 鑄造： 液態(tài)金屬 自重或壓力 鑄型 冷卻、凝固 鑄件 鑄造特點： 優(yōu)點： 1．具有較強的適應性 性材料材質：不限，特別是脆結構：復雜外形、內腔～壁厚：尺寸：幾毫米～十幾米重量：幾克～幾百噸mmm 2．鑄件成本低 原材料：來源廣、價格低、投資少、易生產(chǎn) 鑄件：機械加工量相對較小，成本低 缺點： 1．廢品率較高，生產(chǎn)過程難以控制； 2．鑄件力學性能較差， 3．砂型鑄造鑄件精度較差。 一、充型能力 液態(tài)金屬充填鑄型型腔的能力（液態(tài)金屬流入型腔、液態(tài)金屬準確清晰復制出型腔結構） 影響因素： （ 1）金屬成分（流動性） 純金屬和共晶成分金屬，在恒溫下結晶，充型能力好。 （ 3）鑄型填充條件 a． 鑄型蓄熱能力：鑄型從金屬 中吸收和儲存熱量的能力 鑄型材料導熱系數(shù)和比熱越大，對液態(tài)金屬激冷能力越強，金屬充型能力就越差。其核心內容：繪制鑄件工藝圖（在零件圖上用各種各種工藝符號表示出鑄造工藝方案的圖形）。 圖 車床床身澆注位置 圖 起重機卷筒澆注位置 圖 大平面鑄件澆注位置 圖 薄件澆注位置 圖 傘齒輪分型面方案 圖 三通鑄件分型面方案 4 三、確定工藝參數(shù) ：鑄造時在零件的加工表面增加的供切削加工用的余量。見圖 型芯：鑄件孔形和各種內腔，簡化模樣的外形，鑄出鑄件上局部妨礙拔模的凸臺、凹槽等結構。 鑄造方法 按鑄件的成形條件和制備鑄型的材料不同，鑄造方法可以分為：砂型鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、金屬型鑄造、離心鑄造、低壓鑄造、陶瓷型鑄造等。 按分型面的狀態(tài)，金屬型可分為水平式、垂直式和復合式。 ②避免高溫液體金屬直接沖刷金屬型腔表面，減弱液體金屬對鑄型熱沖擊的作用，延長鑄型的使用壽命。 3. 控制開型時間 澆注后開型太晚，鑄型會阻礙鑄件收縮而使其產(chǎn)生裂紋，增大取件和抽出型芯的難度，對灰口鑄鐵還將增厚白口層。鐵水中的碳、硅總量應高于 6%，涂料中應摻有硅鐵粉，以使鑄件表面的含硅量稍高 而減弱白口傾向。 應用：主要用于熔點較低的有色金屬的大批量生產(chǎn)鑄件，如飛機 、汽車、內燃機等用的鋁合金活塞、汽缸體、汽缸蓋、水泵殼體及銅合金軸瓦、軸套等。生產(chǎn)過程中模樣主要由蠟質材料來制造，經(jīng)熔化從鑄型中流出，故又稱為“失蠟鑄造”。 高精度、大批量時采用鋼、銅或鋁制造。 （ 2）結殼：在蠟模組上涂掛耐火材料，以制成一定強度的耐火型殼過程。 ③硬化，撒砂后，為使耐火材料層結成堅固的型殼，需要進行硬化處理。 熱水法：將結殼后的蠟模澆口朝上浸泡在熱水中（一般 85～ 95℃），使其中的蠟料熔化，浮在水面； 高壓蒸汽法：將型殼澆口朝下放在高壓 釜內，向釜內通入 ～ 的高壓蒸汽，使蠟料熔出。圖 （ 6）澆注：焙燒出爐后趁熱（ 600～ 700℃）澆注，以提高鑄造合金的充型能力，同時也防止?jié)膊蛔恪⒗涓舻热毕荨? （ 2）形狀復雜、難以切削加工的小零件。 冷室式壓鑄機壓室和熔化金屬的坩堝是分開的。 （ 2）壓鑄件強度、硬度較高， 力學性能好 （ 3）可壓鑄出形狀復雜的薄壁件，鑲嵌件，最小壁厚 （ 4）生產(chǎn)率很高 （ 5）設備投資高，鑄型制造周期長 適合壓鑄的合金種類有限，壓鑄件不能采用熱處理改性，不能承受沖擊載荷 適用范圍：大批量的有色金屬鑄件，缸體、齒輪、箱體、支架等 四．低壓鑄造 低壓鑄造是介于重力鑄造（如砂型、金屬型鑄造）和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。澆注前緊鎖上半型，澆注時，先緩慢向坩堝室通入壓縮空氣 → 金屬液在升液管內平穩(wěn)上升，直至充滿鑄型 →升壓到所需壓力（工作壓力） → 保壓、凝固結晶 → 撤壓，升液管和澆口中未凝固的金屬液體在重力作用下流回坩堝內 → 由氣動裝置開啟上型 → 取出鑄件。 五．離心鑄造 將液態(tài)金屬澆入高速旋轉（ 250～ 1500r/min）的鑄型中，使金屬液體在離心力作用下充填鑄型，圖 低壓鑄造 圖 圓筒件的離心鑄造 8 以獲得鑄件的鑄造方法。 適用范圍 ： 鑄鐵管、氣缸套、雙金屬軸承、特殊鋼的無縫管坯。把陶瓷漿由澆口注滿，幾分鐘后陶瓷漿開始結膠變硬，形成陶瓷面層。 （ 5）澆注與凝固 澆注時，溫度要略高，冷卻凝固后獲得成形好的鑄件。 （ 3）激磁、澆注：將磁丸箱推入推入馬蹄形電磁鐵中，通電后，馬蹄形電磁鐵產(chǎn)生的磁場把磁丸磁化而相互吸引，形成鑄型。磁丸經(jīng)凈化后可反復使用。 167。 不同壁厚聯(lián)結應逐步過渡，以避免出現(xiàn)應力集中和裂紋。 圖 圖 設計 結構斜度：零件設計時，垂直于分型面的非加工表面均應設計出斜度，以便于造型時拔模，確保型腔質量。