鑄造成形211鑄件形成理論基礎(chǔ)課件

1、2007年材料及成形技術(shù)（二）復(fù) 習(xí)考試時間 2007年5月18日12：10答疑時間 2007年5月17日18：0021：00第2章 鑄造成形2.1.1鑄件形成理論基礎(chǔ) 1、金屬的充型 影響充型能力的因素和原因（表22） 2、金屬的凝固 三種凝固方式 12.1 本章重點2 3、影響凝固方式的因素：結(jié)晶溫度范圍、溫度梯度 4、影響溫度梯度的因素：合金性質(zhì)、鑄型蓄熱能力、澆注溫度 5、合金的收縮： 三種收縮方式，液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮 影響收縮因素，化學(xué)成分、澆注溫度，鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件 縮孔及縮松 產(chǎn)生縮孔的原因： 液態(tài)和凝固收縮大、氣體多 6、應(yīng)力與變形：熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力、變形趨勢32.

2、1.2 砂型鑄造工藝分析4 1、澆注位置與分型面的確定 澆注位置選定原則：5點；分型面選定原則8點 P8889 2、工藝參數(shù) 不鑄孔尺寸、加工余量、鑄造收縮率、起模斜度 3、鑄造工藝圖制定5 1、氣動微震壓實造型 2、高壓造型 多觸頭高壓造型，垂直分型無箱造型 3、消失模造型2.1.4 特種鑄造 1、離心鑄造 鑄造回轉(zhuǎn)體鑄件，可鑲嵌金屬 2、壓力鑄造 鑄造薄壁大批生產(chǎn)鑄件，可鑲嵌金屬 3、低壓鑄造 鑄造致密性好的鑄件 發(fā)動機(jī)缸體、活塞等 4、熔模鑄造 精密鑄造 刀具、葉片、高熔點金屬的零件 5、陶瓷型鑄造 精密鑄造 模具為主 6、殼型鑄造 常用于制芯2.1.5 鑄造方法選擇 根據(jù)材料、形狀、批

3、量選擇鑄造方法2.1.3 砂型鑄造方法6 7第三章 鍛壓3.1金屬的塑性變形3.1.1塑性變形概念：滑移、位錯、孿生變形車削加工特點383.1.2 冷變形對金屬性能的影響 加工硬化 硬度、強(qiáng)度上升，塑性韌性下降 加工硬化產(chǎn)生的原因：晶粒拉長、晶格扭曲、產(chǎn)生碎晶 纖維組織 各向異性3.1.3 回復(fù)和再結(jié)晶 T回0.250.3T熔 T再0.4T熔3.1.4 冷變形和熱變形3.1.5 合金的鍛造性 塑性、變形抗力 金屬本質(zhì) 化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu) 變形條件 變形溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài)3.2 鍛造3.2.2 錘上模鍛 鍛錘結(jié)構(gòu)、分模面選擇、模鍛件圖9103.2.3 曲柄壓力機(jī)上模鍛 3.2.4 摩擦壓力

4、機(jī)上模鍛11123.2.5 平鍛機(jī)上模鍛 3.2.6 胎模鍛13側(cè)凹帶孔的鍛件如本圖或雙聯(lián)齒輪，只有用胎模鍛、平鍛機(jī)上模鍛或采用鍛焊結(jié)合的方法鍛造。3.3 板料沖壓3.3.1板料沖壓的基本工序 1、分離工序 將沖壓件或毛坯沿一定的輪廓相互分離。 剪切、沖孔、落料、切斷、切邊、剖切 2、變形工序 將沖壓件或毛坯沿一定的輪廓相互分離。 拉深、彎曲、漲型、翻邊、收口、壓筋等14153、沖裁模尺寸計算式中：D凹、D凸落料凹模、凸?；境叽?； d凸、d凹沖孔凸模、凹模基本尺寸； Dmax 落料件的最大極限尺寸； dmin 沖孔件的最小極限尺寸； 沖裁件的公差； x 磨損系數(shù)，與沖裁件的精度有關(guān)落料：沖孔

5、：4、沖裁力的計算16F=KLtF沖裁力（N）； L沖裁件周長（mm）； t板料厚度（mm）；材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）； K安全系數(shù)，通常取1.3。 5、彎曲 彎曲問題 裂紋: 拉b時產(chǎn)生。故變形程度不能過大，min=(0.251)t 纖維性: 彎曲線與材料的纖維線垂直時,允許的min較??；若彎曲線與纖維線平行(重合)時,則易開裂。 回彈(彈復(fù)):克服方法：反變形法,模具角度設(shè)計應(yīng)比所需制件角度小一點。176、拉深 凸模與凹模和沖裁時不同,轉(zhuǎn)角處為園角，且Zt(料厚)。一般Z=(1.11.2)t。 拉深時的主要質(zhì)量問題 起皺、失穩(wěn) 防止：加壓邊圈(控制變形程度)。 拉裂 在直壁底部（凸模傳力處

6、， 變形程度大）易拉裂。 防止：控制變形程度。 拉深系數(shù)(0.5)與拉深次數(shù) m=dn/(dn-1) mmin , 否則采用多次拉深。dn 拉深后筒形直徑。dn-1拉深前筒形（毛坯）直徑。拉深模與沖裁模的區(qū)別 模具間隙較大。 模具無刃口，呈圓角。18 1、簡單模193.3.2 沖壓模具 簡單模是指在一次沖壓行程中，只完成一個工序的沖模。簡單模有落料模、沖孔模、切變模、彎曲模、拉深模、翻邊模等。 2、連續(xù)模（級進(jìn)模、跳步模） 壓力機(jī)在一次行程中，依次在幾個不同的位置上同時完成多道工序的沖模。3、復(fù)合模 復(fù)合模是指壓力機(jī)在一次行程中，在同一中心位置上，同時完成幾道工序的沖模。由于復(fù)合模在同一中心位

7、置上完成幾道工序，因此它必須在同一中心位置上布置幾套凸、凹模。3.4 鍛壓新技術(shù)1、輥鍛2、橫軋3、縱軋4、斜軋06、擠壓 環(huán)形毛坯在旋轉(zhuǎn)的軋輥中受壓變形而使厚度變薄直徑擴(kuò)大的鍛壓方法稱為碾環(huán)。215、碾環(huán) 擠壓的方式：正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓和徑向擠壓。 熱擠壓：氧氣瓶擠壓：熱擠壓拔深收口7、冷鐓 螺栓，冷鐓加搓絲。 8、超塑成形 金屬及合金在特定的組織條件、溫度條件及變形速度下進(jìn)行變形時，可呈現(xiàn)出異乎尋常的塑性（延伸率可超過100%，甚至1000%以上），而變形抗力則大大降低（常態(tài)的1/5左右，甚至更低），這種現(xiàn)象稱為超塑性。超塑性分為細(xì)晶超塑性（又稱恒溫超塑性）和相變超塑性（又稱動態(tài)超塑

8、性）等。22 1、焊接方法的分類和選擇第4章 焊接23焊接方法材料尺寸mm批量說明手工電弧焊330單件小批可全方位焊接，3mm以下用直流反接法，6mm 以上開坡口細(xì)絲CO2焊0.84批量可全方位焊接、有飛濺氧化粗絲CO2焊530批量可全方位焊接、有飛濺氧化不熔化極氬弧焊4各種批量可全方位焊接、質(zhì)量好、成本高熔化極氬弧焊1m電渣焊30500單件和批量立焊，需焊后熱處理點焊4單件和批量搭接，密封性差縫焊3單件和批量搭接，密封性好焊接方法選擇24焊接方法材料尺寸mm批量說明電阻對焊20批量對接，表面清理要求高，15以下差閃光對焊各種批量對接，表面無需清理， 15以下差摩擦焊各種批量不適合焊非圓截面工

9、件攪拌摩擦焊長焊縫各種批量鋁合金2、各種焊接方法的特點重點：埋弧自動焊、鎢極氬弧焊25262728（1）焊接方法 用埋弧自動焊焊筒身及封頭，輸入和輸出管用手工電弧焊焊接。焊環(huán)縫時焊件轉(zhuǎn)動，焊接小車不動。焊接接頭用對接，不開坡口。（2）焊縫位置 為了避免應(yīng)力集中，對容器的圓弧部分或焊件壁厚相差大于3mm的地方，需要作相應(yīng)的過渡措施，同時要避免焊縫密集。29第7章 零件的毛坯選擇7.1 毛坯選擇原則 1、工藝性原則 2、適應(yīng)性原則 3、生產(chǎn)條件兼顧原則 4、經(jīng)濟(jì)性原則7.2 毛坯成形方法的比較 1、鑄造 2、鍛造 3、焊接7.3 常用零件的成形方法 1、軸桿類零件 2、盤套類零件 3、機(jī)架箱體類零

10、件307.4 單級齒輪減速器組件成形方法選擇311、改錯題（將下表不合適結(jié)構(gòu)改為合適結(jié)構(gòu)，并寫出改進(jìn)理由；每題2分，共20分。）不合適結(jié)構(gòu)改進(jìn)后結(jié)構(gòu)改進(jìn)理由1.鑄件凸臺仿礙起模，將凸臺延長避免交叉及收縮受阻3. 鑄件側(cè)凹鑄件不利于大批生產(chǎn)2.鑄件32不合適結(jié)構(gòu)改進(jìn)后結(jié)構(gòu)改進(jìn)理由4.自由鍛件相貫線無法鍛出，避免兩圓柱體垂直相交中心孔未垂直于分型面，孔無法鍛出 6. 拉深件底部圓角半徑必須大于2t，凸緣圓角半徑必須大于（34）t 7.手弧焊手弧焊焊接結(jié)構(gòu)必須能運(yùn)條 錘上模鍛件33不合適結(jié)構(gòu)改進(jìn)后結(jié)構(gòu)改進(jìn)理由8.點焊點焊焊接結(jié)構(gòu)必須能放入電極 焊縫處盡量遠(yuǎn)離加工表面 10. 拼焊順序拼板焊接要避免收

11、縮受阻 9. 手弧焊342、工藝填空題：根據(jù)下表已給的條件，在指定的空格中填入合適的毛坯成形或連接方法。(每空1分)1、剃齒刀10件2、氣罐3、沖壓管接頭4、拖拉機(jī)輪殼材料：ZGW18Cr4V材料：ZG400 1000件材料：08鋼 10萬件材料：HT250 10萬件成形方法：熔模鑄造成形方法：機(jī)器砂型鑄造成形方法：漲型成形方法：機(jī)器砂型鑄造 5、螺栓 6、閥體 7、包角塊 8、加強(qiáng)筋焊接材料：Q235材料：KTH330-08 1萬件材料：08鋼 10萬件材料：15鋼 100件成形方法：冷鐓搓絲成形方法：機(jī)器砂型鑄造成形方法：沖孔、落料、翻邊焊接方法：手工電弧焊9、大口徑管焊接10、轎車車殼焊

12、接11、隔套12、雙聯(lián)齒輪材料：15鋼 1萬件材料：轎車車殼板材材料：20鋼 1000件材料：45鋼、孔徑40 1萬件焊接方法：埋弧自動焊焊接方法：細(xì)絲CO2焊成形方法：正擠壓成形方法：平鍛機(jī)上模鍛35三、單項選擇題（每題1分，共10分） 361. 今有青銅仿古銅像須按普通人尺寸的十分之一大小進(jìn)行仿形鑄造，應(yīng)采用 （ 3 ） (1) 金屬型鑄造 (2) 壓力鑄造 (3) 熔模鑄造 (4) 普通砂型鑄造 2. 對于高熔點合金精密鑄件的成批生產(chǎn),常采用 （ 3 ） (1) 壓力鑄造 (2) 低壓鑄造 (3) 熔模鑄造 (4) 金屬型鑄造 3. 助動車發(fā)動機(jī)缸體，材料ZL202，100萬件，其毛坯成

13、形工藝為 （ 1 ） (1) 低壓鑄造 (2) 壓力鑄造 (3) 離心鑄造 (4) 熔模鑄造4. 下列模鍛設(shè)備中最適宜進(jìn)行拔長工步的是 （ 1 ） (1) 模鍛錘 (2) 機(jī)械鍛壓機(jī) (3) 摩擦壓力機(jī) (4) 平鍛機(jī) 5. 模鍛時，當(dāng)要求坯料某部分橫截面減少，以增加該部分的長度時一般選用 （ 2 ） (1) 滾壓模膛 (2) 拔長模膛 (3) 彎曲模膛 (4) 切斷模膛 376. 當(dāng)凸模和凹模之間間隙大于板料厚度,凸模又有圓角時,此沖壓模為 （ 4 ） (1) 沖孔模 (2) 落料模 (3) 切斷模 (4) 拉深模 7. 結(jié)構(gòu)鋼焊接時焊條選擇的主要原則是焊縫與母材在下列哪一方面應(yīng)相等（ 3

14、） (1) 化學(xué)成份 (2) 結(jié)晶組織 (3) 強(qiáng)度等級 (4) 抗腐蝕性能 8. 轎車油箱生產(chǎn)時既經(jīng)濟(jì)合理又生產(chǎn)效率高的焊接方法是 （ 3 ） (1) 二氧化碳焊 (2) 點焊 (3) 縫焊 (4) 埋弧焊 9. 大批生產(chǎn)ABS小齒輪的成形方法應(yīng)是 （ 3 ） (1) 粉末冶金 (2) 壓力鑄造 (3) 注塑 (4) 機(jī)械切削10. 最便宜的快速成形方法是 （ 3 ） (1) FDM (2) SLA (3) LOM (4) SLS四、多項選擇題（每題2分，共20分） 381. 可采用金屬鑄型的鑄造方法有： （ 1）（ 2）（3 ）（ ）（ ） (1) 壓力鑄造 (2) 離心鑄造 (3) 低壓

15、鑄造 (4) 機(jī)器造型 (5) 熔模鑄造 2. 為提高鑄鐵件的強(qiáng)度，盡量選用： （ ）（2 ）（3 ）（ ）（5 ） (1) 增大壁厚 (2) 改進(jìn)結(jié)構(gòu) (3) 增設(shè)加強(qiáng)筋 (4) 增設(shè)補(bǔ)縮冒口 (5) 改善結(jié)晶條件3. 鑄造生產(chǎn)中金屬的凝固方式有： （ 1）（ ）（3 ）（ ）（5 ） (1) 逐層凝固 (2) 定向凝固 (3) 中間凝固 (4) 同時凝固 (5) 糊狀凝固 4. 適當(dāng)鍛造后鋼錠的變化有: （ ）（2 ）（3 ）（4 ）（ ） (1) 碎晶產(chǎn)生 (2) 晶粒細(xì)化 (3) 各向異性 (4) 氣孔焊合 (5) 硬度下降395. 對于低塑性合金和有色金屬合金,常采用的鍛造方法為（

16、）（ 2）（3 ）（ ）（5 ） (1) 錘上模鍛 (2) 高速錘模鍛 (3) 摩擦壓力機(jī)上模鍛 (4) 平鍛機(jī)上模鍛 (5) 曲柄壓力機(jī)上模鍛6. 選擇鍛造溫度應(yīng)考慮的問題有： （ 1）（2 ）（ 3）（4 ）（5 ） (1) 提高塑性 (2) 減小變形抗力 (3) 減少鍛打火次 (4) 避免過熱 (5) 消除加工硬化 7. 熔化焊常見如下幾種方法： （1 ）（ 2）（3 ）（4 ）（5 ） (1) 電弧焊 (2) 電渣焊 (3) 激光焊 (4) 電子束焊 (5) 等離子弧焊 8. 電弧焊焊接特點為： （ 1）（2 ）（ 3）（4 ）（ 5） (1) 金屬強(qiáng)烈蒸發(fā) (2) 金屬燒損 (3)

17、氣體不易排出 (4) 夾渣 (5) 冷脆 五、綜合題（共34分）409. 焊條藥皮的作用有： （ 1）（ 2）（3 ）（4 ）（ 5） (1) 滲合金 (2) 氣體保護(hù) (3) 造渣 (4) 脫氧 (5) 脫硫脫磷 10. 常見的快速成形方法有： （ 1）（2 ）（3 ）（4 ）（ ） (1) SLS (2) FDM (3) SLA (4) LOM (5) FDT 1、下圖為一托腳鑄件，材料為HT200，大批生產(chǎn)，請選擇造型方案；畫出鑄造工藝圖。（8分）2、下圖為一聯(lián)軸套零件圖，材料45鋼，請若生產(chǎn)批量為300件，請選擇鍛造方法，并畫出相應(yīng)的模具示意簡圖；若大批生產(chǎn)，請選擇鍛造方法，并畫出相應(yīng)

18、的模具示意簡圖。（8分）413、在成批大量生產(chǎn)外徑為40mm，內(nèi)徑為20mm，板厚為4mm，精度為IT9的墊圈時，請示意畫出（1）連續(xù)模，（2）復(fù)合模簡圖，請計算凸凹模尺寸并標(biāo)在簡圖上。已知：沖裁件公差為0.02mm,凹模公差為0.01mm，凸模公差為0.01mm。Dmax=40mm, dmin=20mm, Zmin=46%=0.24=0.02mm, x=1, 凹0.01mm, 凸0.01mm落料：D凹（Dmax-x ）+凹(40-10.02) 0.0139.980.01 mmD凸（D凹Zmin)凸（39.98-0.24) -0.0139.74-0.01 mm沖孔：d凸=(dmin+x)凸（20+0.02) -0.01 20.02-0.0