机械制造基础锻造
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机械制造基础 第二篇 锻压成形 第二讲 模锻幻灯片PPT
§2–3 模 锻 一、模锻：是使金属坯料在冲击力或压力作用下，
在锻模模膛内变形，从而获得锻件的工艺方法 二、模锻与自由锻相比，有如下优点：
1. 生产率高 2. 锻件尺寸精度高 3. 可以生产形状较复杂的锻件,敷料少 4. 可以减少机加余量,节约金属本钱
1
• 三、模锻与自由锻相比，有如下缺点
• 1. 模锻设备受吨位限制,锻件质量一 般在150kg以下
② 预锻模膛： 作用：使坯料变形到接近于锻件的形状和尺
寸，与终锻模膛的区别是：圆角和斜 4
度较大、没有飞边槽
2、 制坯模膛 ① 拔长模膛
5
② 滚压模膛
6
③ 弯曲模膛
④ 切断模膛
7
• 根据模锻件复杂程度不同,所需变形 的模膛数量不等,可将锻模设计成单 膛锻模和多膛锻模
• 1)单膛锻模:在一幅锻模上只有终 锻模膛一个 模膛
对于冲裁件断面质量要求较高时,可以将表中数 值减小1／3 ⑷ 经历公式计算： c=mt 式中 c—凸凹模的单边间隙 t—板料厚度 m—与板料性能及厚度有关的系数
23
• 实用中，板料较薄时， m可选如下数据： 低碳钢、纯铁： m =0.06~0.09 铜、铝合金: m =0.06~0.1 高碳钢: m = 0.08~0.12
35
〔四〕成形 是利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序
说明: 用橡皮是为了使变形外表光滑 36
五、应考虑采用锻造—焊接或锻造—机械联接组合 工艺
15
§2–4 板 料 冲 压
• 一、定义 • 板料冲压是利用冲模使板料产生别离或变形，
从而获得一定形状、尺寸和性能的零件或毛坯的加 工方法 • 一般为冷冲压,当板料 • 厚度>8mm或材料塑性 压板 • 较差时才用热冲压
在锻模模膛内变形，从而获得锻件的工艺方法 二、模锻与自由锻相比，有如下优点：
1. 生产率高 2. 锻件尺寸精度高 3. 可以生产形状较复杂的锻件,敷料少 4. 可以减少机加余量,节约金属本钱
1
• 三、模锻与自由锻相比，有如下缺点
• 1. 模锻设备受吨位限制,锻件质量一 般在150kg以下
② 预锻模膛： 作用：使坯料变形到接近于锻件的形状和尺
寸，与终锻模膛的区别是：圆角和斜 4
度较大、没有飞边槽
2、 制坯模膛 ① 拔长模膛
5
② 滚压模膛
6
③ 弯曲模膛
④ 切断模膛
7
• 根据模锻件复杂程度不同,所需变形 的模膛数量不等,可将锻模设计成单 膛锻模和多膛锻模
• 1)单膛锻模:在一幅锻模上只有终 锻模膛一个 模膛
对于冲裁件断面质量要求较高时,可以将表中数 值减小1／3 ⑷ 经历公式计算： c=mt 式中 c—凸凹模的单边间隙 t—板料厚度 m—与板料性能及厚度有关的系数
23
• 实用中，板料较薄时， m可选如下数据： 低碳钢、纯铁： m =0.06~0.09 铜、铝合金: m =0.06~0.1 高碳钢: m = 0.08~0.12
35
〔四〕成形 是利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序
说明: 用橡皮是为了使变形外表光滑 36
五、应考虑采用锻造—焊接或锻造—机械联接组合 工艺
15
§2–4 板 料 冲 压
• 一、定义 • 板料冲压是利用冲模使板料产生别离或变形，
从而获得一定形状、尺寸和性能的零件或毛坯的加 工方法 • 一般为冷冲压,当板料 • 厚度>8mm或材料塑性 压板 • 较差时才用热冲压
机械制造基础-第3章锻压
作业答案：4.轴承座
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
加工余量:上面>侧面>底面 模样放收缩率1%
大批生产 ----机器两箱分模造型 (共用同一个铸造工艺图)
上 下
作业答案：5.支撑台
表示圆周面不需要 加工，即相对来说不重要， 因此将铸件横卧下来，造 型最简单。
上 下
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
凸模
凹 模
SHANGHAI UNIVERSITY
上海大学机自学院
2．弯曲---是利用弯曲模使工件轴线弯成一定 角度和曲率的工序。 自由弯曲 ① 弯曲方法 校正弯曲
② 弯曲件废品类型
自由弯曲 校正弯曲
外层开裂---当外侧拉应力超过板料抗拉强度时， 将在外侧转角处出现裂纹。 故应限制板料的最大弯曲变形程度（即最小弯曲 半径）,一般 r min ≥t（板厚）；同时注意毛坯 下料方向，最好使板料流线方向与弯曲线垂直。
SHANGHAI UNIVERSITY
例1:
例2:
SHANGHAI UNIVERSห้องสมุดไป่ตู้TY
上海大学机自学院
3.3 板料冲压
板料冲压→在冲床上用冲模使板料产生分离 或变形而获得制件的加工方法。又叫冷冲压。 冲压的优点是生产率高、成本低；成品的形 状复杂、尺寸精度高、表面质量好且刚度大、 强度高、重量轻，无需切削加工即可使用。因此 在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、轻工 和日用品及国防工业生产中得到广泛应用。 常用的冲压材料有低碳钢、高塑性合金钢、 铝和铝合金、铜和铜合金等金属板料、带料与卷 料，还可加工纸板、塑料板、胶木板、纤维板等 非金属板料。
放收缩率1% 余量：上面>侧面>下面
作业答案：5.支撑台
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
加工余量:上面>侧面>底面 模样放收缩率1%
大批生产 ----机器两箱分模造型 (共用同一个铸造工艺图)
上 下
作业答案：5.支撑台
表示圆周面不需要 加工，即相对来说不重要， 因此将铸件横卧下来，造 型最简单。
上 下
单件小批生产 ----手工两箱分模造型
凸模
凹 模
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2．弯曲---是利用弯曲模使工件轴线弯成一定 角度和曲率的工序。 自由弯曲 ① 弯曲方法 校正弯曲
② 弯曲件废品类型
自由弯曲 校正弯曲
外层开裂---当外侧拉应力超过板料抗拉强度时， 将在外侧转角处出现裂纹。 故应限制板料的最大弯曲变形程度（即最小弯曲 半径）,一般 r min ≥t（板厚）；同时注意毛坯 下料方向，最好使板料流线方向与弯曲线垂直。
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例1:
例2:
SHANGHAI UNIVERSห้องสมุดไป่ตู้TY
上海大学机自学院
3.3 板料冲压
板料冲压→在冲床上用冲模使板料产生分离 或变形而获得制件的加工方法。又叫冷冲压。 冲压的优点是生产率高、成本低；成品的形 状复杂、尺寸精度高、表面质量好且刚度大、 强度高、重量轻，无需切削加工即可使用。因此 在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、轻工 和日用品及国防工业生产中得到广泛应用。 常用的冲压材料有低碳钢、高塑性合金钢、 铝和铝合金、铜和铜合金等金属板料、带料与卷 料，还可加工纸板、塑料板、胶木板、纤维板等 非金属板料。
放收缩率1% 余量：上面>侧面>下面
作业答案：5.支撑台
机械制造基础：07锻造
第三篇 金属塑性加工
第二章 锻造
定义： 在加压设备及工(模)具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑
性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。 锻造保证金属零件具有较好的力学性能。 可分为自由锻和模锻。
第一节 锻造方法
一、自由锻 在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及
二、 模锻
根据模锻件的复杂程 度，可将锻模设计为单膛 锻模和多膛锻模，简单锻 件如齿轮坯可仅设计为单 膛锻模；对弯曲连杆可设 计 为 多 膛 锻 模 ， 如 图 3-16 所示。
图3-16 弯曲连杆锻造过程
二、 模锻
锤上模锻具有设备投资少，锻件质量较好，适应性强，可以实现多 种变形工步，锻制不同形状的锻件等优点。
状和尺寸的工序。主要包括镦粗、拔长、冲孔、切割、扭转、错 移等，最常用的是镦粗、拔长、冲孔。 (2)辅助工序：
指进行基本工序之前的预变形工序：压钳口、倒棱、压肩等。
一、自由锻
(3)精整工序 ： 指在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。
3、锻件分类及基本工序方案 自由锻锻件大致可分为六类。其形状特征及主要变形工序如表
但振动大，噪声大，完成一个工步往往需要经过多次锤击，故难以实 现机械化和自动化，生产效率在模锻中相对较低。
二、 模锻
2.胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用简单的非固定模具（胎模）生产模锻
件的一种工艺方法。 特点:
与自由锻相比，生产率和锻件精度较高，粗糙度低，节材。 与模锻相比，节约了设备投资，简化了模具制造。但生产率和锻件 质量比模锻低，劳动强度大，安全性差，模具寿命低。 胎模锻适用于小型锻件的中小批量生产。
1) 拔长模膛：减少坯料某部分横截面积，增加长度，如图3-11所示。
第二章 锻造
定义： 在加压设备及工(模)具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑
性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。 锻造保证金属零件具有较好的力学性能。 可分为自由锻和模锻。
第一节 锻造方法
一、自由锻 在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及
二、 模锻
根据模锻件的复杂程 度，可将锻模设计为单膛 锻模和多膛锻模，简单锻 件如齿轮坯可仅设计为单 膛锻模；对弯曲连杆可设 计 为 多 膛 锻 模 ， 如 图 3-16 所示。
图3-16 弯曲连杆锻造过程
二、 模锻
锤上模锻具有设备投资少，锻件质量较好，适应性强，可以实现多 种变形工步，锻制不同形状的锻件等优点。
状和尺寸的工序。主要包括镦粗、拔长、冲孔、切割、扭转、错 移等，最常用的是镦粗、拔长、冲孔。 (2)辅助工序：
指进行基本工序之前的预变形工序：压钳口、倒棱、压肩等。
一、自由锻
(3)精整工序 ： 指在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。
3、锻件分类及基本工序方案 自由锻锻件大致可分为六类。其形状特征及主要变形工序如表
但振动大，噪声大，完成一个工步往往需要经过多次锤击，故难以实 现机械化和自动化，生产效率在模锻中相对较低。
二、 模锻
2.胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用简单的非固定模具（胎模）生产模锻
件的一种工艺方法。 特点:
与自由锻相比，生产率和锻件精度较高，粗糙度低，节材。 与模锻相比，节约了设备投资，简化了模具制造。但生产率和锻件 质量比模锻低，劳动强度大，安全性差，模具寿命低。 胎模锻适用于小型锻件的中小批量生产。
1) 拔长模膛：减少坯料某部分横截面积，增加长度，如图3-11所示。
机械制造基础第十章 锻压成形
锻造是对金属坯料施加外力（冲击力或静压力）的作用使之产 生塑性变形，获得所需形状、尺寸及性能的毛坯的制造方法。
一、影响锻造性能的主要因素
1．金属内在因素的影响 （1）化学成分 不同材料具有不同的塑性和变形抗力。纯金属的锻造性能比其合 金好。碳素钢随碳含量增加，锻造性能变差。合金钢中合金元素种 类和含量越多，锻造性能越差，特别是加入能提高高温强度的元素 （如钨、钼、钒、钛等）后，锻造性能更差。 （2）组织结构 纯金属与固溶体具有良好的可锻性，尤其是奥氏体，其塑性好， 变形抗力小，锻造性能好，所以钢材大多加热至奥氏体状态进行锻 造加工；化合物（如渗碳体等）因其高硬度和低塑性，锻造性能很 差。另外，金属中晶粒越细小，越均匀，其塑性越高，可锻性越好 。铸态组织中晶粒细小而均匀的组织的锻造性能比柱状组织及粗晶 粒组织好。
在上述的六种金属塑性加工方法中，轧制、挤压 和拉拔主要用于生产型材、板材、线材、带材等； 自由锻、模锻和板料冲压总称锻压，主要用于生产 毛坯或零件。
压力加工基本方式示意图
锻压加工的特点
(1)改善金属组织、提高力学性能
锻压的同时可消除铸造缺陷，均匀成分，使组织致密，并细 化晶粒。
可以形成并能控制金属的纤维组织方向，使其沿零件轮廓连 续分布，从而提高零件的力学性能。
一、锻造加热
3. 锻造加热缺陷及防止措施 （2）脱碳 减少坯料脱碳的措施是加热前在坯料的表面涂保护涂料；控制炉内气 氛中氧和氢的含量；采用快速加热，缩短高温阶段的加热时间，加热 好的坯料尽快出炉锻造等。 （3）过热 对过热所造成的粗晶粒组织，可用再次锻造或正火等热处理方法消除， 但会增加工序、降低生产效率并提高成本。故在锻造时要严格控制加 热温度和时间，防止出现过热现象。
一、影响锻造性能的主要因素
机械制造工艺基础第二章锻压教案
1）制坯模膛：将坯料经数次变形，使之逐步锻成与锻 件形状近似的毛坯的模膛叫制坯模膛。形状复杂的锻件要 经制坯模膛的锻造变形，以利于金属的均匀变形，从而获 得准确形状的模锻件。
2）模锻模膛：是锻件最终成形的模膛，它包括预锻模 膛和终锻模膛。
预锻模膛是复杂锻件制坯后预锻变形用的模膛，其功用 是使毛坯形状和尺寸更接近锻件，在终锻时能更容易充填 终锻模膛，同时改善坯料锻造时的流动重条件和提高终锻 模膛的使用寿命。
2、终锻温度：是指终止锻造的温度一般来说终锻温度 应尽可能低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热次数。 但温度过低，会使金属的塑性降低，变形抗力变大，可锻 性变差，金属还会产生加工硬化，发生开裂。而终锻温度 过高，锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性能。通常把变 形允许的最低温度定为终锻温度。
3、锻造温度范围：是指锻件的始锻温度与终锻温度的 间隔。不同钢材的锻造温度范围不同。一般含碳量越高， 则始锻温度越低。有色金属合金的锻造温度范围均比碳素 钢的锻造温度范围窄。一般金属变形必须在锻造温度范围 内进行，否则锻件会开开裂或变形困难。
套模、合模(图c，d)均为成形模。套模分开式和闭式两种：开 式套模只有下模，上模由上砧块代替，适用于回转体料的制坯或 成形，锻造时常产生小飞边；闭式套模锻造时，坯料在封闭模膛 中变形，无飞边，但产生纵向毛刺，除能完成制坯或成形外，还 可以冲孔。合模一般由上、下模及导向装置(定位销)组成，用于 形状复杂的非回转体锻件的成形。
冲压的基本工序可以分为分离工序和成形工序两在类。
三、压力加工简介 使毛坯材料产生塑性变形或分离而无切屑的加工方法称
为压力加工。锻造和冲压是应用最为普遍的压力加工。常 见的压力加工还有轧制、拉拔、挤压等。
轧制：金属坯料在两个回转轧辊的空隙中受压变形 拉拔：将金属坯料通过拔拉模的模孔而变形 挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形
2）模锻模膛：是锻件最终成形的模膛，它包括预锻模 膛和终锻模膛。
预锻模膛是复杂锻件制坯后预锻变形用的模膛，其功用 是使毛坯形状和尺寸更接近锻件，在终锻时能更容易充填 终锻模膛，同时改善坯料锻造时的流动重条件和提高终锻 模膛的使用寿命。
2、终锻温度：是指终止锻造的温度一般来说终锻温度 应尽可能低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热次数。 但温度过低，会使金属的塑性降低，变形抗力变大，可锻 性变差，金属还会产生加工硬化，发生开裂。而终锻温度 过高，锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性能。通常把变 形允许的最低温度定为终锻温度。
3、锻造温度范围：是指锻件的始锻温度与终锻温度的 间隔。不同钢材的锻造温度范围不同。一般含碳量越高， 则始锻温度越低。有色金属合金的锻造温度范围均比碳素 钢的锻造温度范围窄。一般金属变形必须在锻造温度范围 内进行，否则锻件会开开裂或变形困难。
套模、合模(图c，d)均为成形模。套模分开式和闭式两种：开 式套模只有下模，上模由上砧块代替，适用于回转体料的制坯或 成形，锻造时常产生小飞边；闭式套模锻造时，坯料在封闭模膛 中变形，无飞边，但产生纵向毛刺，除能完成制坯或成形外，还 可以冲孔。合模一般由上、下模及导向装置(定位销)组成，用于 形状复杂的非回转体锻件的成形。
冲压的基本工序可以分为分离工序和成形工序两在类。
三、压力加工简介 使毛坯材料产生塑性变形或分离而无切屑的加工方法称
为压力加工。锻造和冲压是应用最为普遍的压力加工。常 见的压力加工还有轧制、拉拔、挤压等。
轧制：金属坯料在两个回转轧辊的空隙中受压变形 拉拔：将金属坯料通过拔拉模的模孔而变形 挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形
机械制造基础锻造1(材料成形)
冷变形特点：
（1）不加热。 （2）精度、表面质量好。 （3）硬度、强度高。 （4）材料有方向性。 （5）存在残余应力，易产生裂纹。（6）设备贵。
三、锻造比：
锻造比是锻造时变形程度的一种表示方 法。通常用变形前后的截面比、长度比或高 度比来表示。
金属的变形程度越大，纤维组织越明显。 变形程度用锻造比Y锻来表示。
T再=0.4T熔
3 晶粒的长大
2.2.4 金属的热变形
一、动态回复和动态再结晶
在再结晶温度以上的变形（锻造）--热变形。
变形过程中再结晶能及时克服加工硬化。因 而变形后不产生宏观的加工硬化，这种在变形 过程中发生的恢复和再结晶——动态回复和动 态再结晶
二、热变形对金属的组织 和性能的影响 1.提高至密度 2.细化晶粒
➢实例：
当采用棒料直接经切削加工制造螺钉时,螺钉头部与杆部的 纤维被切断,不能连贯起来,受力时产生的切应力顺着纤维方向, 故螺钉的承载能力较弱(如图示 ).
当采用同样棒料经局部镦粗方法制造螺钉时(如图示),纤维 不被切断且连贯性好,纤维方向也较为有利,故螺钉质量较好.
✓使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断; ✓使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致,最大切应力 与纤维方向垂直.
② 孪生变形 ③位错运动
位错运动引起塑性变形
近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子并 不是整体的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。
位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成。
2) 多晶体塑变
多晶体是由许多晶格位向不同的晶粒所组成的， 其塑性变形可视为各个单晶体塑性变形的综合效应。
多晶体的塑性变形由晶内和晶间变形两部分组成。 晶内变形：外力作用下，某一晶粒的塑性变形。 晶间变形：晶粒之间的相互位移或转动。 在外力作用下，有的晶粒处于利于塑性变形位置，则 首先塑性变形。有的处于不利于塑性变形的位置，则 暂时不变形。晶粒间会移动、转动，这种利与不利位 置在变化，塑性变形不断进行。
（1）不加热。 （2）精度、表面质量好。 （3）硬度、强度高。 （4）材料有方向性。 （5）存在残余应力，易产生裂纹。（6）设备贵。
三、锻造比：
锻造比是锻造时变形程度的一种表示方 法。通常用变形前后的截面比、长度比或高 度比来表示。
金属的变形程度越大，纤维组织越明显。 变形程度用锻造比Y锻来表示。
T再=0.4T熔
3 晶粒的长大
2.2.4 金属的热变形
一、动态回复和动态再结晶
在再结晶温度以上的变形（锻造）--热变形。
变形过程中再结晶能及时克服加工硬化。因 而变形后不产生宏观的加工硬化，这种在变形 过程中发生的恢复和再结晶——动态回复和动 态再结晶
二、热变形对金属的组织 和性能的影响 1.提高至密度 2.细化晶粒
➢实例：
当采用棒料直接经切削加工制造螺钉时,螺钉头部与杆部的 纤维被切断,不能连贯起来,受力时产生的切应力顺着纤维方向, 故螺钉的承载能力较弱(如图示 ).
当采用同样棒料经局部镦粗方法制造螺钉时(如图示),纤维 不被切断且连贯性好,纤维方向也较为有利,故螺钉质量较好.
✓使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断; ✓使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致,最大切应力 与纤维方向垂直.
② 孪生变形 ③位错运动
位错运动引起塑性变形
近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子并 不是整体的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。
位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成。
2) 多晶体塑变
多晶体是由许多晶格位向不同的晶粒所组成的， 其塑性变形可视为各个单晶体塑性变形的综合效应。
多晶体的塑性变形由晶内和晶间变形两部分组成。 晶内变形：外力作用下，某一晶粒的塑性变形。 晶间变形：晶粒之间的相互位移或转动。 在外力作用下，有的晶粒处于利于塑性变形位置，则 首先塑性变形。有的处于不利于塑性变形的位置，则 暂时不变形。晶粒间会移动、转动，这种利与不利位 置在变化，塑性变形不断进行。
机械制造基础 第2章-锻压1可锻性
2.1 热塑性加工基础
2.1.3 纤维组织、流线与锻造比
➢ 钢锭开坯 热加工生产采用的原始坯料是铸锭。其内部组织很不均匀，晶粒较粗大，并存
在气孔、缩松、非金属夹杂物等缺陷。铸锭加热后经过热加工，由于塑性变形及再 结晶，从而改变了粗大、不均匀的铸态结构，获得细化了的再结晶组织。同时还可 以将铸锭中的气孔、缩松等压合在一起，使金属更加致密，力学性能得到很大提高 。
第二章 锻压工艺
• 热塑性加工基础 • 金属的可锻性 • 锻造工艺 • 冲压工艺
概述
1. 你知道枪管、炮管是如何制造的吗？什么是来复线？它是如何制造的？ 来复线是径向锻造的。
概述
利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺 寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称为金属塑性成型（也 称为压力加工）。
压力加工中作用在金属坯料上的外力主要有两种：冲击力和静压力。 锤类设备产生冲击力，轧机与压力机设备产生静压力。 金属塑性成型的基本生产方法有以下几种：
压力加工工艺
各种块体压力加工工艺
各种板料冲压工艺
各种加工方法的应用范围
• 轧制、挤压、拉拔
主要用于金属型材、板材、
钢材和线材等原材料。
• 锻造 用于承受重载荷的机器零件，如机器的 主轴、重.1.2 冷变形与热变形
2.热变形： 在再结晶温度以上的变形。变形后，金属具有再结晶组织、而无加工硬化痕迹。
也称热加工。 ➢ 优点：金属能以较小的功达到较大的变形，加工尺寸较大和形状比较复杂的工件， 同时获得具有高机械性能的再结晶组织。 ➢ 缺点：金属表面容易形成氧化皮，而且产品尺寸精度和表面质量较低，劳动条件 和生产率也较差。
• 板料冲压 广泛用于汽车制造、电器、仪表及日 用品工业等方面。
机械制造基础(金属工艺学) 第二章 铸造
第2章 铸造
01 铸造工艺基础 02 合金铸件的生产工艺 03 砂型铸造 04 特种铸造 05 铸件结构设计
第2章 铸造
铸造工艺特点 1）适合制造形状复杂的毛坯
第2章 铸造
铸造工艺特点 2）毛坯大小不受限制
第2章 铸造
铸造工艺特点 3）材料不受限制（能熔化的金属） 4）生产成本低（原材料来源广泛） 5）应用广泛（历史最久的金属成型方法，40%~80%）
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 2）铸件宽大平面应朝下
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—分型面 分型面：铸型组元之间的结合面或分界面。 分型面影响： 1）铸件质量； 2）生产工序的难易； 3）切削加工的工作量。
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁 由于石墨成球状，它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度，球墨
铸铁具有比灰铸铁高的多的力学性能，塑韧性大大提高。
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁
球墨铸铁的牌号、 性能及用途 QTXXX-X
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 3）可锻铸铁 将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体
04 特种铸造 05 铸件结构设计
2.3 砂型铸造
铸造工艺
砂型铸造
特种铸造
手工造型 机器造型 金属型铸造 熔模铸造
压力铸造 低压铸造
陶瓷型铸造 离心铸造
2.3 砂型铸造
机械制造工艺基础05模锻工艺和冷塑性加工基础精品PPT课件
机械制造工艺基础----锻压工艺
机械制造工艺基础----锻压工艺
塑性变形对金属性能影响：
加工硬化：金属在塑性变形时，随着变形量 的增加，强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现 象。
加工硬化产生的原因：由于晶体的滑移变形 量的增大，位错及亚晶界的数量增多，晶格畸变 量增大，使位错运动困难，滑移无法进行。导致 金属内部产生较大的内应力 。
组织：纯金属及固溶体(如奥氏体)的可锻 性好。而碳化物(如渗碳体)的可锻性差。铸态柱 状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小而又均匀的 组织的可锻性好 。
机械制造工艺基础----锻压工艺
影响可锻性的因素：
温度：在一定的变形温度范围内，随着温度升高， 原子动能升高，从而塑性提高，变形抗力减小，有效改 善了可锻性 。
利：金属产生加工硬化后，将可以提高强度 和硬度，有利于提高材料和零件的承载能力和耐 磨性。
弊：导致进一步的塑性变形困难，使塑性成 形无法进行或导致断裂
机械制造工艺基础----锻压工艺
消除加工硬化：
再结晶：经过塑性变形的金属，在加热过程中， 强度和硬度下降，塑性和韧性提高的现象称为再结晶 。
再结晶的实质：由于塑性变形后，金属内部存在 大量的位错，亚晶和晶格畸变，所以塑性变形后的金 属处于高能状态，有自发地向低能态转化的倾向，但 在室温时，原子的活动能力很差，向低能态转化需要 很长的时间 。
机械制造工艺基础----锻压工艺
影响再结晶的因素：
变形量：塑性变形量愈大，能态愈高，再结晶进 行越容易，再结晶温度愈低 。
机械制造工艺基础----锻压工艺
影响再结晶的因素：
杂质和合金元素：金属中杂质和合金元素越高， 由于杂质和合金元素阻碍原子的扩散和晶界的迁移， 使再结晶进行困难，金属再结晶温度越高 。
《机械制造基础》教学教案
《机械制造基础》教学教案一、教学目标：1. 了解机械制造的基本概念、流程和方法。
2. 掌握金属材料的性能、分类和应用。
3. 熟悉铸造、锻造、焊接和热处理等制造工艺。
4. 理解机械加工的基本原理和方法，包括切削、磨削、钻孔等。
5. 掌握机械零件的加工质量、精度及其检测方法。
二、教学内容：1. 机械制造概述：机械制造的基本概念、流程和方法。
2. 金属材料：金属材料的性能、分类和应用。
3. 制造工艺：铸造、锻造、焊接和热处理等工艺的基本原理和应用。
4. 机械加工：切削、磨削、钻孔等加工方法的基本原理和操作技巧。
5. 机械零件加工质量与精度：加工质量的定义、影响因素和提高方法；精度的分类、检测方法和误差分析。
三、教学方法：1. 讲授：讲解机械制造的基本概念、原理和工艺方法。
2. 演示：展示金属材料的性能、制造工艺的操作过程和机械零件的加工过程。
3. 实践：安排实地考察或实验室操作，让学生亲身体验机械制造的各个环节。
4. 讨论：组织学生进行分组讨论，分享学习心得和经验。
四、教学资源：1. 教材：《机械制造基础》教材。
2. 课件：制作精美的课件，辅助讲解和展示。
3. 视频：收集相关的制造工艺和机械加工的视频资料，用于演示和讲解。
4. 实验室设备：提供实验室设备，让学生进行实地操作和实践。
五、教学评估：1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现和作业完成情况，占总成绩的30%。
2. 期中考试：设置期中考试，测试学生对机械制造基础知识的掌握程度，占总成绩的30%。
4. 期末考试：进行期末考试，全面测试学生对教学内容的掌握程度，占总成绩的20%。
六、教学安排：1. 课时：共计40课时，每课时45分钟。
2. 授课计划：机械制造概述（2课时）金属材料（2课时）制造工艺（4课时）机械加工（6课时）机械零件加工质量与精度（4课时）实践活动（10课时）期末复习与考试（4课时）七、实践活动：1. 实地考察：安排学生参观机械制造企业或工厂，了解实际生产过程。
机械制造基础第七章锻造成型
（一）冲压设备
（一）冲压设备
（二）冲压基本工序
冲压基本工序包括： 1、分离工序：将坯料的一部分与另一部分分 开的工序。如落料、冲孔、修整、剪切等。 2、变形工序：使坯料的一部分与另一部分产 生塑性变形而不破坏的工序。如弯曲、拉 深、翻边和成型。
1、分离工序
1）切断 是将材料沿不封闭的曲线分离的冲压方法。 用剪床或冲模将板料切成条料或平板零件。 2）冲裁 是利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的 冲压方法。 它包括落料和冲孔。 （1）落料又称切断 是利用冲裁取得一定外形的制件或坯料。 （2）冲孔是将冲压坯内的材料以封闭的轮廓分 离开来，得到带孔制件，其冲落部分为废料。
是在一次行程中,在模具的同一位置上(纵向) 完成两道或两道以上工序的模具。 3.连续模（级进模） 是在压力机一次行程中，在模具的不同部位 (横向)上同时完成数道冲压工序的模。
（三）冲模
（三）冲模
（三）冲模
（三）冲模
五、特种压力加工
（一）精密模锻 通常是在普通设备上进行的精密模锻，其锻 件的尺寸精度可达 IT10 左右，表面粗糙度 Ra 值为 3.2μ m～1.6μ m 。 工艺的特点是：对坯料的要求比普通模锻高； 采用在保护性气氛下的加热；锻造流线分布合理， 力学性能好；精密模锻所用的设备应具有锻件的 装置，以保证锻件采用较小的模锻斜度。 精密模锻可生产不用机加工方法制造的零件， 如齿轮、叶片和航空零件。
（二）挤压
反挤压,用于制造杯形零件
（二）挤压
复合挤压；用于制造比较复杂的零件 如双杯形件和杯杆形件，如下图 ：
.
（二）挤压
径向挤压
（二）挤压
挤压按坯料的挤压温度不同又分为： 热挤压； 冷挤压； 温挤压。
机械制造技术基础 第二 锻造PPT学习教案
金属的可锻性好，表明材料易于经受压力加工成形。可段性差说 明该金属不宜于选用压力加工方法成形。
可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越大变形抗 力越小，则可认为金属的可段性好。反之则差。
金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。
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1.金属的本质
1）化学成分的影响 不同化学成分的金属可锻性不同。 一般纯金属的可锻性比合金的好。 例如纯铁的塑性就比含碳量高的钢好，而变形抗力也较小。又如钢中含有形成 碳化物的元素(钨钼钒)时，则可锻性显著下降。 2）金属组织的影响 金属的组织结构不同。其可锻性有很大差别。纯金属及其固溶体(如奥氏体)可 锻性好。而碳化物(如渗碳体)可锻性差。铸态枝状组织和粗晶粒结构不如晶 粒细小又均匀组织的可锻性好。
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6 平锻机上模锻
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补充题： 2-5 金属的可锻性及其影响因素？ 2-6 自由锻，模锻及胎膜锻的区分?
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2)变形速度的影响 变形速度----即单位时间内的变形程度。
影响:是矛盾的。
一方面----变形速度的增大，回复和再结晶不能 即时克服硬化现象，金属表现出塑性下降，变形 抗力增加， 可段性变坏。 另一方面---金属在变形过程中，消耗于变形过程 中的能量有一部分转化为热能，使金属的温度升 高。这种使金属温度升高的现象称为热效应。变 形速度越大，热效应现象越明显。因而金属的塑 性上升，变变形抗力下降，可段性变好。
注意：但热效现象除高速锤锻造外，在一般压
力加工的变形过程中，速度小故不甚明显。
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3)应力状态的影响 金属在经受 不同方法进行变形阶段所产生的 应力大小和应力性质是不同的。
可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越大变形抗 力越小，则可认为金属的可段性好。反之则差。
金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。
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1.金属的本质
1）化学成分的影响 不同化学成分的金属可锻性不同。 一般纯金属的可锻性比合金的好。 例如纯铁的塑性就比含碳量高的钢好，而变形抗力也较小。又如钢中含有形成 碳化物的元素(钨钼钒)时，则可锻性显著下降。 2）金属组织的影响 金属的组织结构不同。其可锻性有很大差别。纯金属及其固溶体(如奥氏体)可 锻性好。而碳化物(如渗碳体)可锻性差。铸态枝状组织和粗晶粒结构不如晶 粒细小又均匀组织的可锻性好。
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6 平锻机上模锻
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补充题： 2-5 金属的可锻性及其影响因素？ 2-6 自由锻，模锻及胎膜锻的区分?
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2)变形速度的影响 变形速度----即单位时间内的变形程度。
影响:是矛盾的。
一方面----变形速度的增大，回复和再结晶不能 即时克服硬化现象，金属表现出塑性下降，变形 抗力增加， 可段性变坏。 另一方面---金属在变形过程中，消耗于变形过程 中的能量有一部分转化为热能，使金属的温度升 高。这种使金属温度升高的现象称为热效应。变 形速度越大，热效应现象越明显。因而金属的塑 性上升，变变形抗力下降，可段性变好。
注意：但热效现象除高速锤锻造外，在一般压
力加工的变形过程中，速度小故不甚明显。
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3)应力状态的影响 金属在经受 不同方法进行变形阶段所产生的 应力大小和应力性质是不同的。
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