第五章金属加工工艺之铸造锻造及焊接

锻造方法分类
☆自由锻造和模型锻造 ☆自由锻造是通过局部锻打逐步形成的。按使
用设备不同分为手工锻造和机器锻造，目前 生产中均以机器锻造代替了手工锻造。 ☆模型锻造是把金属坯料放在锻模模槽内施加 压力使其变形的一种锻造方法
（一）自由锻造
★基本工序：拔长、镦粗、冲孔、切割、弯曲、 扭转、错移和锻接等
★镦粗 ：主要用于使横截面积较小的坯料得到 横截面积较大的坯料，如齿轮、圆盘等
★拔长：自由锻中应用最多的一种工序，常用 于锻造轴类、拉杆和连杆零件
★冲孔：主要用于空心锻件如齿轮、圆环、套 筒等
拔长示意图
墩粗示意图
冲孔示意图
（二）模型锻造
与自由锻造相比，它具有生产率高，锻件 质量好，可锻造复杂形状等优点。
但模型锻造使用的材料加工价格高，要求 设备的吨位较大。
只适用于中、小型锻件的大批量生产。
为保证铸件质量，必须合理的选用和配 制造型材料，使其具有良好的可塑性和透气 性，足够的强度和耐火性，适当的退让性。
( 2 )造型方法
通常分为手工造型和机器造型两大类。 ① 手工造型全部用手或手动工具完成造 型工序，操作灵活、适应性强，但生产效率 低，劳动环境差，主要用于单件小批量生产。 ②机器造型的实质就是用机器代替了手 工紧砂和起模，生产率高，铸件尺寸精度高 和表面质量好，适用于大批量生产铸件。
这些工作劳动强度较大，在大量生产中 均已实现机械自动化。
5、铸件检验
铸件的外观检查，包括表面粗糙度、表 面缺陷、尺寸公差及形状偏差、重量偏差等。 可通过外观观察及使用量具、仪器等检验外 观质量。
对于重要的铸件可以采用金相检查和无 损探伤等方法检验其内在质量。
常用的铸造合金
铸铁、铸钢、铜合金、铝合金等 ☆铸铁具有良好的铸造性，各种铸铁中以灰口
将液体金属浇入铸型的过程称为浇注。
在铸型型腔中开设有一系列通道，即浇 注系统，它保证液体金属均匀平稳地充满整 个型腔。
为保证浇注质量，必须注意浇注温度高 低合适，浇注速度快慢适中。
4、落砂和清理
浇铸后经过充分冷却和凝固，将铸件和 型砂(芯砂)、砂箱分开，称为落砂；清除铸 件表面粘砂、型砂(芯砂)、多余金属等工作， 称为清理。
等手段借助于金属内部原子的结合力，Байду номын сангаас金属连接 成牢固整体的一种加工方法 ★焊接的优点：生产率高，生产周期短，接头质量好， 节省材料，设备简单，操作方便，工人劳动强度低， 成本低，易于实现机械化和自动化。 ★焊接的缺点：焊后结构中会产生应力和变形，焊接 热影响区机械性能有所下降，有时会产生焊接缺陷
哪些金属材料能容易获得优质的焊接接头？
上讲内容回顾
★学习了哪两种有色金属的合金？ 轴承合金与硬质合金
★轴承合金材料主要用于制造什么零件？ 滑动轴承的轴瓦与内衬
★常见的轴承合金有哪几种？ 锡基轴承合金 铅基轴承合金 铜基轴承合金
★轴承合金牌号的如何表示？ ZCHSnSb8-4 或 ZSnSb8Cu4 ZPbSb15Sn10 ZCuPb30
三、板料冲压简介
★和锻造一样也属于压力加工 ★利用冲压设备和冲模使板料产生变形或分离，
从而获得毛坯或零件的加工方法。 ★通常在常温下进行，故又称冷冲压 ★板料冲压的材料必须具有良好的塑性 ★冲压加工操作简便，易于实现机械化和自动
化，生产效率高，在工业生产中得到广泛的 应用。
第二节 焊接
★何谓焊接？ 焊接就是在两块金属之间，用局部加热或加压
1．造型
用造型材料及模型等工艺装备制造铸型 的过程称为造型。
模型的主要作用是形成铸件的型腔，在 浇铸后形成铸件的外部轮廓样。
而造型材料的好坏，则对铸件的质量起 决定影响。
( 1 )造型材料
制造砂型的材料称为造型材料，主要包 括型砂、芯砂，由原砂(SiO2)、粘结剂(多用 粘土和膨润物)和附加物组成。
★硬质合金的用途主要是什么？常用的类别及牌号表示？ 用于制作各种切削刀具。 钨钴类硬质合金、钨钴钛类硬质合金及通用硬质合金。 YG5 YT8 YW1
★机械工程材料中的非金属材料主要有哪些？种类名称？ 塑料、橡胶、陶瓷以及复合材料等
第五章 金属加工工艺简介
机器零件多由毛坯经机械加工而成。 生产毛坯的方法很多，其中铸造是主要 方法之一，此外还有锻造、冲压等。
齿轮毛坯砂型铸造
2．造芯
芯子的主要作用是获得铸件的内腔。 浇铸时，由于砂芯被高温液体所包围， 与砂型相比，芯子必须具有更高的强度、耐 火性、透气性和退让性。
3．熔炼、浇注
将金属熔化成高温液体的过程称为熔炼。 金属熔炼质量的好坏对铸件质量有重要 影响。金属液的温度过低，会使铸件产生气 孔、夹渣等缺陷；温度过高则会导致铸件的 缩孔增加、粘砂严重等缺陷。
因此对于承受动载荷的重要零件一般不 采用铸件作为毛坯。
常用的铸造方法
主要分为砂型铸造和特种铸造两大类。 目前砂型铸造应用最广，约占铸件总量的80 ％左右。
砂型铸造
砂型铸造工艺特点
铸件的形状与尺寸主要取决于造型和造 芯，而铸件的化学成分则取决于熔炼。所以， 造型、造芯和熔炼是铸造生产中的重要工序。
低碳钢 普通低合金结构钢
焊接方法
熔焊、压焊和钎焊三大类
焊条电弧焊
★焊条电弧焊是通过手工操作，利用焊条与焊 件之间的电弧热熔化焊条与焊件进行焊接。
★操作方便，设备简单，可以随时完成各种金 属材料的焊接工作
第一节 铸造与锻造
一、铸造
将熔化的金属液体注入铸型空腔中，冷却后获得 零件或毛坯的工艺过程，称为铸造。
铸造适用范围广，请回顾我们所学习过的哪些金 属材料可用于铸造？
碳素钢 合金钢 铸铁 有色金属（如铸铜合金、铸铝合金等）
铸造的优缺点
铸造能节省金属材料和切削加工，因此 具有良好的经济性。
铸造生产工序较多，部分工序难以控制， 因此铸件的质量不稳定，废品率较高；而且 铸件的力学性能较差。
铸铁的铸造性能最好 ☆铸钢的综合机械性能比铸铁高，但铸造性能
低于铸铁，铸钢件壁厚不能小于8mm ☆铜合金和铝合金可浇注最小壁厚2.5～3mm
的复杂铸件，但易形成缩孔，且易于吸气和 氧化
二、锻造
☆何谓锻造？ 用锤或压力机使金属材料在热态下发生
塑性变形的过程，称为锻造。锻造俗称“打 铁”。 ☆它是压力加工中的主要方法，它能加工各种 不同形状和大小的零件或毛坯。