金屬材料的成型工藝.ppt

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1、第二章金屬材料的成型工藝4-1鑄造工藝4-2壓力加工工藝4-3金屬與金屬的連接4-4金屬的切削加工工藝4-5金屬材料的表面裝飾技術(shù)4-1鑄造工藝一.鑄造發(fā)展歷程我國(guó)的金屬鑄造生產(chǎn)，歷史悠久，成就輝煌。古代勞動(dòng)人民通過世代相傳的長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐，創(chuàng)造了具有我國(guó)民族特色的傳統(tǒng)鑄造工藝，其中以泥范、鐵范和熔模鑄造最重要，稱為古代三大鑄造技術(shù)。20世紀(jì)以來鑄造業(yè)的重大進(jìn)展中，灰鑄鐵的孕育處理和化學(xué)硬化砂造型這兩項(xiàng)新工藝有著特殊的意義。二.鑄造的基本概念及方法金屬鑄造是將熔融態(tài)的的金屬澆入鑄型后，冷卻凝固成為具有一定形狀鑄件的工藝方法。一般分為

2、：砂型鑄造方法和特種鑄造方法（熔模鑄造、金屬性鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、連續(xù)鑄造等）手工造型機(jī)器造型金屬型鑄造熔模鑄造壓力鑄造低壓鑄造陶瓷型鑄造離心鑄造液態(tài)成型工藝砂型鑄造特種鑄造鑄造成型工藝的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①適應(yīng)性強(qiáng)。不受零件大小、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，在大件的生產(chǎn)中，鑄造的優(yōu)越性有為顯著。②成本低廉。鑄造使用的原材材料成本低，單件小批量成產(chǎn)時(shí)，設(shè)備投資少。缺點(diǎn)：容易出現(xiàn)鑄造缺陷（縮孔、疏松、氣孔、砂眼等），工序繁多，廢品率較高。常用鑄造金屬材料：鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等。砂型鑄造-手工造型分型方案選定砂

3、型鑄造的注意事項(xiàng)：（1）力求鑄件的外形簡(jiǎn)單，輪廓平直。（2）內(nèi)腔設(shè)計(jì)成開口結(jié)構(gòu)要有拔模斜度。（3）砂型鑄造表面粗糙，不適宜做表面精度要求較高的的產(chǎn)品。（4）壁厚要均勻，最小壁厚不得小于合金的最小壁厚，內(nèi)壁厚度應(yīng)比外壁薄，防止應(yīng)力和裂紋。（5）鑄件表面設(shè)計(jì)應(yīng)避免采用凸線和凹溝。特種鑄造特種鑄造金屬型鑄造離心鑄造壓力鑄造熔模鑄造低壓鑄造擠壓鑄造陶瓷型鑄造1.熔模鑄造（石蠟鑄造）熔模鑄造的注意事項(xiàng)：（1）鑄型沒有分形面，不必考慮起模的問題。（2）熔模鑄造只適用于質(zhì)量小于25千克的小鑄件。（3）鑄件的壁厚應(yīng)保持均勻，太厚處應(yīng)設(shè)有孔的方法改

4、進(jìn)。主要應(yīng)用：各種造型精美的、帶有花紋和文字的鐘鼎和器皿。2.金屬型鑄造（永久型鑄造）注意事項(xiàng)：（1）通常使用金屬鑄型和型芯，無退讓性，鑄件的形狀簡(jiǎn)單。（2）金屬型的鑄型和型芯制造困難，成本高，所以鑄件的質(zhì)量不易太大。（3）受鑄型的限制，金屬型鑄件合金熔點(diǎn)不宜太高。主要應(yīng)用：內(nèi)燃機(jī)的鋁殼、氣缸體、缸蓋、油泵殼體等3.壓力鑄造注意事項(xiàng)：（1）使用金屬鑄造型和型芯，無退讓性，鑄件的形狀設(shè)計(jì)的盡量簡(jiǎn)單。（2）壓力鑄造使用的鑄型和型芯，制造困難，成本高，鑄件不可能太大。同時(shí)受壓鑄機(jī)的噸位限制。（3）可以鑄造表面清晰的花紋、圖案及文字，可獲

5、得滿意的外觀質(zhì)量.可以直接鑄出螺紋、小孔、齒形等，但是一般不能鑄內(nèi)螺紋。4.離心鑄造注意事項(xiàng)：（1）離心鑄件的內(nèi)表面質(zhì)量差，孔的尺寸不易控制。（2）對(duì)于內(nèi)孔待加工的機(jī)械零件，采用加大內(nèi)孔的加工余量的方法。主要應(yīng)用：鑄鐵管，缸套及滑動(dòng)軸承，也可以采用熔模殼離心澆注刀具、齒輪等。4-2金屬塑性加工工藝金屬塑性加工：是指在外力作用下，使金屬坯料產(chǎn)生預(yù)期的塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的毛坯或零件的加工方法。優(yōu)點(diǎn)：利用金屬塑性成型過程不僅能得到強(qiáng)度高、性能好的產(chǎn)品，且多數(shù)成型過程具有生產(chǎn)效率高，材料消耗少等優(yōu)點(diǎn)。金屬塑性加工的

6、分類方法：軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模型鍛造、板料沖壓。通常軋制、擠壓、拉拔主要是生產(chǎn)各類型材、板材、管材和線材等二次加工的原料。1.鍛造按變形溫度則可分為：（1）熱鍛壓工件加熱到再結(jié)晶溫度以上的鍛壓。提高溫度能改善金屬的塑性，使之不易開裂。當(dāng)金屬有足夠的塑性和變形量不大時(shí)，或變形總量大而所用的鍛壓工藝有利于金屬塑性變形時(shí)，常改用冷鍛壓。（2）溫鍛壓工件加熱到超過常溫但又低于再結(jié)晶溫度的鍛壓。其精度較高，表面較光潔，變形抗力不大。（3）冷鍛壓工件在常溫下的鍛壓。冷鍛壓成形的工件，形狀和尺寸精度高，表面光潔，加工工序少，便于自動(dòng)化生

7、產(chǎn)。當(dāng)加工工件大、厚，材料強(qiáng)度高、塑性低時(shí)，都采用熱鍛壓。（4）等溫鍛壓工件在整個(gè)成形過程中溫度保持不變。等溫鍛壓是為了充分利用某些金屬在某一溫度下所具有的高塑性，或?yàn)榱双@得特定的組織和性能，所需費(fèi)用較高，僅用于特殊的鍛壓工藝，如超塑成形。鍛造基礎(chǔ)知識(shí)鍛造是對(duì)金屬坯料（不含板材）施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能,用以制造機(jī)械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。根據(jù)在不同的溫度區(qū)域進(jìn)行的鍛造，針對(duì)鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個(gè)成型溫度區(qū)域。一般地講，在有再結(jié)晶的溫度區(qū)域的鍛造叫熱鍛，不

8、加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛。根據(jù)坯料的移動(dòng)方式，鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。鍛件與鑄件相比，一般說來，鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此