热加工工艺设计
热加工工艺及设备
热加工工艺及设备1.引言1.1 概述热加工工艺是一种通过加热材料，使其发生物理或化学变化，以达到特定的加工目的的工艺过程。
与冷加工相比，热加工更适用于高温、高压的加工需求，常见于金属加工、塑料加工、玻璃加工等领域。
热加工工艺因其广泛的应用领域，可以根据不同的目的和材料特性进行多种分类。
常见的热加工工艺包括热处理、热轧、热锻、热喷涂等。
这些热加工工艺通过控制温度、时间和加工方式，改变材料的结构和性能，达到提高材料硬度、延展性、韧性等目的。
而在热加工过程中，热加工设备则起到关键的作用。
热加工设备根据不同的加工需求和工艺流程，可以分为多种分类。
常见的热加工设备包括热处理设备、热轧设备、热压设备等。
这些设备通过提供适当的温度和压力条件，实现对材料的加工和形变，从而满足不同行业的加工需求。
综上所述，热加工工艺及设备在许多行业起到了重要的作用。
本文将深入探讨热加工工艺的定义、分类，以及各类热加工设备的概述和分类，旨在为读者全面了解和认识热加工领域提供参考。
文章结构部分的内容可以参考以下写法：1.2 文章结构本文主要介绍热加工工艺及其相关设备。
文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对热加工工艺进行了概述，简要介绍了热加工的定义和分类。
随后,给出了文章的结构。
正文部分主要分为热加工工艺和热加工设备两个小节。
热加工工艺小节详细介绍了热加工工艺的定义以及其分类。
通过对各类热加工工艺的解析，读者可以对不同的热加工工艺有更清晰的认识。
热加工设备小节则概述了热加工设备的基本情况，并对其进行了分类。
这一部分将使读者对热加工设备有一个初步的了解。
结论部分对本文进行总结。
首先总结了热加工工艺的特点和应用领域，再总结了热加工设备的特点和适用范围。
这一部分旨在回顾全文所介绍的内容，并提供进一步思考和研究的方向。
通过以上的文章结构，读者可以全面而系统地了解热加工工艺及其设备。
每个部分的详细内容将为读者提供相关知识，并使读者对热加工工艺及其设备具备更深入的理解。
热加工工艺设计
热加工工艺设计拨叉零件砂型铸造工艺设计设计者___xxx__指导老师__xxxx完成日期_xxxxxx_目录1.对零件进行工艺分析 (3)2.确定浇注位置和分型面 (4)3.确定工艺参数 (5)4.确定浇注系统位置和尺寸 (6)5.绘制铸造工艺图 (7)拨叉零件砂型铸造工艺设计图1—1所示的拨叉零件，生产批量100件，材料选用QT500—7。
图1—1技术要求：未注铸造圆角R3~R5(注：可采用两件连铸的形式，这对带半圆叉口的拨叉可简化制造工艺)1.对零件进行工艺分析根据零件图，该铸件形状并不复杂，且壁厚比较均匀，拨叉和其他零件配合，在改变转速的时候承受轻微的载荷。
因此耍求其表面铸造状态优良，如不得有砂眼、气孔，夹砂等缺陷，且要求组织细密，有良好的耐磨性能。
因此，釆用球墨铸铁QT500—7是可以满足要求的。
该零件的生产批量为100件，为小批量生产，因此采用砂型铸造，手工造型。
粘土砂在造型、造芯后都必须经过烘干，以增加造型强度。
防止翻箱及合型时塌箱，产生夹砂以及由于型砂中水分过多而产生气孔等缺陷，以保证铸件质量，铸件为湿型。
2.确定饶注位置和分型面该铸件由于对质量的要求较高，其浇注位置和分型面的确定方法，有两个方法可供选择：方案I：采用分模两箱造型，顶注式系统，如图1—2所示。
图1-2 采用该方案，分型面在顶部，制造模样和造型比较简单。
充型能力好，有利于铸件形成自上而下的凝固顺序，补缩效果好。
但对砂型的冲击力较大，要避免产生砂眼，气孔。
上端的质量稍差，可采用增大加工余量的方法来解决。
方案II：采用两箱造型，中注式系统，如图1—3所示。
图1—3该方案分型面在中部，安放型芯平稳，且型芯排气也较通畅。
不足的地方是上型腔铸件表面质量不如下型腔部分；采用水平浇注，在造型时考虑起模方便，模样上必须有起模斜度，这样铸件的两端就不平整，使以后的切削加工时在机床上的装夹找正比较费时。
半圆叉口要装型芯，起模难度大。
根据上面两种造型方案的分析，考虑到该铸件结构简单，但对整体质量要求较高。
热加工工艺课程设计
课程设计说明书
课程：
题目：
姓名：
专业
班级：
学号：
指导教师
课题完成时间：
工学院机械系专业2010 级2班
学号姓名指导教师
题目: 滑动轴承座铸造工艺设计
课程:热加工工艺课程设计
课程设计时间：5 月18 日至5月31 日共 2 周
课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）
1．已知技术参数：
图1 滑动轴承座零件图
2、设计任务与要求（完成后需提交的文件和图表等）：
（1）设计任务
1）选择零件的铸型种类，并选择零件的材料牌号。
2)分析零件的结构，找出几种分型方案，并分别用符号标出。
3）从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较，选出最佳分型方案，标出浇注位置和造型方法。
4）画出零件的铸造工艺图（图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头、图下注明收缩量）。
5）绘制出铸件图。
（2）设计要求
1）设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，采用三号图纸出图。
2）按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于3000字）。
3、工作内容及计划安排
熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作 1天
确定铸造工艺方案1天
工艺设计和工艺计算 2天
绘制铸件铸造工艺图 1天
确定铸件铸造工艺步骤 2天
编写设计说明书 3天
答辩 1天
4主要参考资料
《热加工工艺基础》、《金属成形工艺设计》、《机械设计手册》。
系主任审批意见：
审批人签名：
时间：2012年5月30日。
热加工工艺方法
热加工工艺方法一、热加工工艺方法有啥呢？热加工工艺啊，那可真是个有趣又实用的东西。
像锻造就是其中一种。
锻造就是把金属材料加热到一定温度，然后用锤子或者压力机之类的东西给它施加压力，让它变成我们想要的形状。
就好比做个小锤子，我们把铁块加热得红红的，然后“哐哐哐”地敲，最后就敲出个锤子的模样啦。
还有轧制，这个大家可能也听说过。
把金属材料加热后，通过轧辊，就像擀面条一样，把金属擀成各种形状，像钢板啊、钢轨啊这些都是轧制出来的。
铸造也不能少啊，把金属熔化了，倒进模具里，等它冷却凝固就变成我们想要的零件啦。
想象一下，就像把巧克力融化了倒进各种形状的模具里，最后得到各种可爱的巧克力形状一样。
焊接也是热加工工艺的一种哦。
把两个金属零件连接起来，通过加热让它们融合在一起，就像把两根小木棍用胶水粘起来一样，只不过这里是用热来连接的。
二、这些工艺方法的小特点锻造的话，它能让金属的内部结构变得更加紧密，提高金属的力学性能。
就像锻炼身体一样，经过锻造的金属就像是肌肉变得紧实的运动员，更有力量啦。
轧制呢，可以大量生产形状规则的金属材料，效率可高了。
铸造就比较适合生产形状复杂的零件，那些奇奇怪怪的形状，用铸造就很容易实现。
焊接的好处就是能把不同的零件连接起来，让我们可以组装出更大更复杂的东西。
三、热加工工艺在生活中的例子咱们家里的铁锅，很多就是通过铸造工艺做出来的。
先把铁熔化了，倒进铁锅的模具里，等冷却了就有了我们炒菜用的锅。
汽车的一些零部件，像发动机的曲轴，可能就是锻造出来的，这样它才能承受发动机工作时的巨大力量。
还有建筑用的钢筋，很多是通过轧制工艺生产的，长长的、直直的钢筋就是这么来的。
在一些工厂里，如果设备的某个部件坏了，可能就会用焊接的方法把它修好，让设备重新工作起来。
热加工工艺真的是无处不在，和我们的生活息息相关呢。
加工工艺学：第二章 热加工工艺
铸造是将液态金属浇铸到铸型中，冷却凝固后获得毛坯或零 件的一种成形方法。
优点: 适应性强(大小、重量、形状); 成本低(设备原材料来源);
缺点：组织缺陷多（浇不足、缩孔、夹渣、气孔、裂纹、 晶粒粗大等）；
力学性能较差；
砂型铸造和 特种铸造
2.1.1液态成形基础
1、铸造合金性能 合金的铸造性--合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能。
离心 铸造
各种铸 造合金
不限
压力 铸造
有色铸 造合金
小铸件
低压铸造 砂型 金属型 常用铸 有色铸 造合金 造合金
大中件 中小件
铸件复杂程度 复杂
复杂
一般
较简单 较复杂
较复杂 较复杂
铸件最小
≥3
壁厚（mm）
铸件尺寸 精度
表面粗糙度Ra
CT11～7 50～12.5
0.3（孔
铝合金>3；
φ0.5） 铸铁>5
3. 工艺参数的选择
选择工艺参数的目的是为了绘制出铸造工艺图
铸造工艺图—是按规定的工艺符号或文字，将铸件 的浇铸位置、分型面、型芯结构、加工余量、拔 模斜度及浇注系统等绘制在零件图（或另纸）上 所形成的图样。
（1）绘制铸件图的工艺参数
1）机械加工余量 2）铸造余块 3）起模斜度
4）铸造圆角
2.1.3 特种铸造
⑴铸件的重要的表面应朝下或位于侧面。
⑵铸件薄壁部分或寬大部分应位于下部。
⑶铸件的厚大部位朝上，以便安放冒口 补缩
2.选择分型面
⑴分型面选在铸件最大截面处，起模方便； ⑵应尽量减少分型面的数量；
⑶尽量使铸件在同一半铸型中（同一砂箱内）；
（4）尽量使型腔和主要型芯位于 下箱，尽量避免使用吊芯
热加工工艺设备及设计
第二章焊接电弧2.1电弧斑点是电弧燃烧过程中的产生的一种现象，出现在电极和母材上，它的形成与电极及溶池区域导电性能有关。
阴极斑点：钨和碳等高熔点材料且电流较小，或铁、铜、铝等低熔点材料作为阴极，在电弧温度不能使电极前端全面积产生热电子发射的情况下，电弧导电通道将主要集中在一个较小的区域，该区域电流密度、温度、发光强度远高于其它区域，称作阴极斑点区阳极斑点：当采用低熔点材料作阳极时，一旦阳极表面某处有熔化和蒸发现象产生时，由于金属蒸气的电离能大大低于一般气体的电离能，在有金属蒸气存在的地方，更容易产生热电离而提供正离子流，电子流更容易从这里进入阳极，阳极上的导电区将在这里集中而形成阳极斑点。
2.2惰性气体中的电弧在金属板作为阴极的情况下，阴极斑点在金属板上扫动，除去金属表面的氧化膜，使其露出清洁的金属表面，称之为阴极清理作用（氧化膜破碎）。
具有去除氧化膜的作用（氧化物的功函数比纯金属要低）。
阳极斑点形成条件：当电弧燃烧不能在阳极表面的全面积上形成均匀的电流通道，将在阳极上的某一局部区域形成主要的电流通道，电子将主要从此处进入阳极，不使弧柱压降受到大的影响，保证弧柱能量的最低消耗。
阳极斑点的形成条件之一是金属的蒸发，当金属表面覆盖氧化膜时，阳极斑点具有自动寻找纯金属表面而避开氧化模的倾向。
产生情况：母材作为阳极，小电流的情况下，如果母材上不能形成连续的熔化，将在母材上电弧的后面形成阳极斑点；大电流焊接，形成了较大的熔池，但由于熔池金属蒸发情况的变化或合金元素的蒸发，将在熔池内部形成阳极斑点。
2.3最小电压原理：在给定电流和周围条件一定的情况下，电弧稳定燃烧时，其导电区半径（或温度），应使电弧电场强度具有最小的数值。
即电弧具有保持最小能量消耗的特性。
2.4电弧的静特性，又称为电弧的伏安特性，指的是一定长度的电弧在稳定燃烧时，电弧电压与电弧电流之间的关系。
2.5电弧的静特性曲线负阻特性区：小电流的TIG 、SAW平特性：SMAW、大电流的TIG上升特性：MIG、CO22.6电弧力及其影响因素：电磁收缩力（电弧静压力），等离子流力（电弧动压力）斑点力，爆破力，熔滴的冲击力2.7交流电弧的燃烧特点：1 常用的交流焊接电源为50HZ的正弦波，电弧电流每秒钟100次过零点并改极性。
金属工艺学--热加工工艺基础
避免铸件 产生翘曲 变形。
不合理
合理
一、铸件质量对铸件结构的要求
（五）尽量避免过大的水平面或采用倾斜的表面
避免铸件水平 方向出现较大 平面而产生夹 砂、浇不足等 缺陷。
不合理
合理
二、铸造工艺对零件结构的要求
铸造工艺对铸件结构的要求原则
铸件结构工艺性分析
符合铸造生产的工艺要求 技术经济合理
➢ 薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形，加上几条 筋之后便可避免，如下图所示。
Ø 铸件壁较厚，容易产生缩孔。将壁厚减薄，采用 加强筋，可防止缩孔。
习题
一、判断题
1. 砂型铸造是铸造生产中唯一的铸造方法。（ ） 2. 砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。（ ） 3. 铸件的重要受力面、主要加工面，浇注时应朝上。（ ） 4. 圆角是铸件结构的基本特征。（ ） 5. 机器造型生产率高，铸件精度较高，因此应用广泛。（ ）
应尽量使其能自 由收缩，以减小 应力，避免裂纹 。如图所示的弯 曲轮辐和奇数轮 辐的设计，可使 铸件能较好地自 由收缩。
a 不合理，b、c 合理
一、铸件质量对铸件结构的要求
（三） 轮辐和筋的设计 — 减缓肋、辐收缩的阻碍
交叉接头因交叉处热 节较大，内应力难以 松弛，较易产生裂纹 。交错接头和环状接 头热节较小，且都可 通过微量变形缓解内 应力，抗裂性能较好 。
二、铸造工艺对零件结构的要求
（四）垂直分型面的非加工表面应设计一定的斜度 （称为结构斜度）
起模斜度是造型过程中为便 于起模而额外加的斜度，如 果是加工面，铸后必须通过 机械加工切除；结构斜度是 设计铸件结构时直接带的， 这样可以不必再特意设置拔 模斜度，铸完不用切除。
设计铸件应合理确定 其结构斜度。
热加工工艺基础教学设计
热加工工艺基础教学设计前言随着制造业的发展，热加工工艺在产品制造中扮演着越来越重要的角色。
为了培养具有热加工工艺基础的人才，我们需要针对学生的需求进行热加工工艺基础教学的设计。
本文将介绍一套基于实践的热加工工艺基础教学设计。
教学目标1.掌握热加工工艺的基础原理，了解主要工艺流程和加工设备。
2.熟练掌握基本的热加工工艺技能，能够进行基础的加工操作。
3.培养学生的实践能力，能够独立解决常见的加工问题。
教学内容热加工工艺基础理论1.热加工工艺的概念与分类2.热加工工艺中的基本物理原理（如热传导、热膨胀等）3.热加工过程中的工艺流程（如锻造、铸造、焊接等）4.热加工工艺中的加工设备（如电弧焊设备、等离子切割设备等）热加工实践操作1.热加工设备操作规范2.热加工常规操作技能（如焊接、切割、熔接等）3.热加工操作中的注意事项和常见问题解决技能热加工实践项目1.设计并制作一个小型焊接工件2.采用锻造、铸造、热轧等工艺加工一道理论分析过的工件教学方法1.讲授理论课程，介绍热加工工艺基础原理和相关加工设备。
2.辅以实际演示，让学生了解热加工实际操作中的细节和注意事项。
3.实验授课，让学生通过实际操作熟悉加工设备和进行工件加工。
4.独立操作，让学生独立完成一定难度的热加工工艺项目。
实施方案课程设置课程名称学时数内容概括热加工工艺基础理论30h 热加工工艺的基本概念、热加工原理、热处理、加工流程和设备等基础操作技能20h 焊接、切割、熔接等基本加工工艺技能课程名称学时内容概括数加工项目20h 独立完成小型焊接工件设计和制作实施流程1.在第一周，讲授热加工基础理论，介绍热加工工艺、工艺流程、设备以及常规加工技能。
2.在第二周，讲授焊接技能，进行熟悉加工设备和熟练掌握操作技能的实验课程。
3.在第三周，推进实际操作流程，将学生分成小组进行实际操作，通过锻造、铸造、热轧等加工方式设计并制作工件。
4.在第四周，讲授热加工操作中的注意事项和常见问题解决技能，巩固加工实践中的操作技能。
热加工工艺详述
一加热温度的确定:退火温度：亚共析钢—AC3+20-50共析钢和过共析钢—AC1+20-50正火温度：亚共析钢—AC3+30-50共析钢或过共析钢—ACCM+30-50淬火温度：亚共析钢—AC3+30-50共析钢或过共析钢—AC1+30--501工作的形状尺寸对同一钢种的工件，如果尺寸小，则加热快，温度高容易引起过热和增大变形，应使得即热温度较低。
大尺寸工件需要加热慢些。
温度可能造成加热不足，淬透性差，延长工时，应采用较高的加热温度。
对于形状复杂容易变形或者开裂的工件，为了防止在加热过程中产生较大的内应力，应在保证性能要求的前提下，尽量采用较低的加热温度。
2冶金质量对奥氏体晶粒不易长大的本质细晶粒钢，其加热温度范围较宽，为了提高加热速度可适当提高加热温度3原始组织状态工具钢的原始组织球化不良存在片状珠光体，则加热时，奥氏体晶粒容易长大，冷却后得到粗大马氏体组织，性能变坏。
因此必须采用较低的加热温度。
原始组织中出现碳化物偏析加热时，碳化物聚集处容易引起过热，淬火过程中容易变形开裂，在这二种情况下应去加热温度的下限。
二工件加热时间包括工件入炉后表面打到指定温度的升温时间，工件心部与表面温度趋于一致的云热时间与使奥氏体成分均匀的保温时间的总和τ加热=τ升+τ均+τ保。
三金属加热时的物理化学现象：1金属在加热时的氧化过程氧化的实质与特征工件在加热到高温时通常要与氧二氧化碳以及水蒸气二氧化硫等氧化性气体发生作用，而使表面形成一层氧化铁，他不仅使工件表面失去光泽并变得粗糙不平，降低尺寸精度么而且使得工件的机械性能如弯曲疲劳强度等变坏，同时在冷拔冷冲模锻时容易引起模具损坏。
这是一种扩散过程氧气fe离子影响氧化的因素加热温度和加热时间的影响：随着钢的加热温度升高，由于氧化扩散速度加快，氧化过程也就越剧烈，因为形成的氧化皮也越厚。
加热时间浴场，氧化损失也越大。
炉气成分的影响：火焰加热炉的炉气通常有O2 CO2 H2O SO2氧化气体CO H2还原气体和N2中性气体三种组成。
热处理工艺设计
1 5CrNiMo热作模具钢热处理工艺概述模具是机械、冶金、电子、轻工、国防等部门的重要工艺设备，是保证高效率生产、高产品质量和降低生产成本的重要手段。
随着工业技术的迅速发展，各部门都广泛的采用新的高精度、高效率的模具成型工艺代替传统的切削加工工艺。
目前，机械工业大约70%的零件采用模具成型。
模具根据工作条件可分为冷作模具和热做模具。
热作模具在工作时，承受着巨大的冲击力、压应力、张应力、弯曲应力，模具型腔与高温（有时可达1150~1200℃）金属接触后，本身温度可达300~400℃，局部高达500~600℃。
还经受着空气、油、水等的反复冷却。
在时冷时热的苛刻条件下工作的模具，其型腔表面极易产生热疲劳裂纹。
由此，对热模具钢提出了第一个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。
一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素之一是钢的导热性。
钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。
一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。
在生产中通常采用中碳钢（C0.5%～0.6%）含碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降，也是不利的。
另外一个因素是钢的临界点影响。
通常钢的临界点越高，钢的热疲劳倾向性越低。
因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。
从而提高钢的热疲劳抗力。
此外，炽热金属在模具型腔中变形所产生的强烈摩擦、容易因磨损而降低精度。
为此，对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。
由此便可以找到热模具钢合金化的第二种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
根据热作模具钢的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择的模具钢材料为5CrNiMo钢；在设计退火--淬火加高温回火热处理工艺中，本设计借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》等。
根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的5CrNiMo钢满足热作模具钢的质量要求。
热加工工艺基础课程设计
热加工工艺基础课程设计概述热加工工艺是通过加热将金属材料改变其形状、组织和性能的工艺。
本课程设计面向机械工程专业的本科生，旨在让学生掌握热加工工艺的基本原理、流程和设备，以及应用于工业生产中的具体操作技能。
本课程设计包含以下三个部分：1.理论学习2.实验操作3.课程论文理论学习第一章：热加工工艺概论1.1 热加工工艺基本概念1.2 热加工工艺发展历程1.3 热加工工艺分类第二章：热处理工艺2.1 热处理工艺基本概念2.2 热处理工艺分类及应用2.3 热处理工艺的设备与技术第三章：铸造工艺3.1 铸造工艺基本概念3.2 铸造工艺分类及应用3.3 铸造工艺的设备与技术第四章：锻造工艺4.1 锻造工艺基本概念4.2 锻造工艺分类及应用4.3 锻造工艺的设备与技术实验操作本课程设计包含以下实验项目：1.热处理工艺实验：对某种金属材料进行淬火和回火处理，观察其显微组织和硬度的变化，分析热处理的效果和机理。
2.铸造工艺实验：通过砂型铸造的方式制作一个小型零件，了解铸造工艺的基本流程和技术要点，掌握砂型制备、浇注、断面观察等技能。
3.锻造工艺实验：使用冷模锻造和热模锻造工艺，对某种金属材料进行加工，了解锻造工艺的基本流程和操作方法，掌握模具加工、料坯切割、锻造成形等技能。
课程论文学生需要在本课程设计结束后，根据自己选择的热加工工艺主题，撰写一篇5000字左右的课程论文。
论文的主要内容包括：1.热加工工艺的发展历程和现状；2.选题的背景和研究意义；3.热加工工艺的原理和流程；4.热加工工艺在工业生产中的应用和发展前景；5.个人对于所选热加工工艺的研究和心得体会。
总结通过本课程设计的学习和实践，学生不仅能够掌握热加工工艺的基本理论和操作技能，还能够深入了解热加工工艺在工业领域中的应用和发展前景。
希望本课程设计能够为机械工程学生的综合素质和职业发展打下坚实的基础。
热加工工艺
热加工的对象是各种工程材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
将改变制造对象的形状尺寸、相应对象位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程称为工艺过程。
砂型铸造工艺过程包括三个基本阶段：准备铸型、浇注金属、落砂清理。
整模造型是将铸件的最大截面在端部并作为一个平面，即分型面，且模样全部放在一个砂箱内造型。
分模造型是将铸件最大截面在中部或空心轴线上，需以最大截面为分型面，将模样分成两半并分别造型、造芯，然后再合箱成铸型。
挖砂及假箱造型挖砂铸件的最大截面一般在端部并为一个曲面，且模样有不便分成两半，造型时常需要将下半型中阻碍起模的型砂挖掉，以便取出模样。
活块与三箱造型活块造型铸件侧面有小凸台而影响起模，可将凸起部分作成可嵌卸的活块，先取出主模样后取出活块；三箱造型铸件两头大而中间截面小，用一个分型面取不出模样需要从小截面处分开模样，用两个分型面、三个砂箱造型。
铸造成形的质量不仅与铸造成形的方法有关，还与金属熔炼与浇注、金属冷凝、型腔条件及模样等工艺相关，影响铸件质量的关键因素是液态金属的充型能力及凝固收缩性能。
液态金属充满铸型型腔，获得形状完整及轮廓清晰铸件的能力，充型能力的强弱取决于液态金属的自身的流动性、浇注温度及填充条件。
液态金属的流动性是指液态金属自身的流动能力。
灰铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。
共晶成分的合金和金属铸件，在恒温条件下由表及里、呈依次逐层结晶。
亚共晶成分的合金随含碳量高低有两种形式。
当含碳量降低结晶温度范围大呈糊状结晶，结晶温度适中则介于逐层和糊状结晶之间。
浇注温度过低会出现浇注不足和冷隔等缺陷。
适当提高浇注温度可以改善合金的流动性，温度过高时会使铸件夹杂、缩孔、缩松和粘砂等缺陷。
在保证充型能力足够的前提下，尽可能的降低浇注温度。
湿砂型含水量高，透气性不好，大量水蒸气与液态金属形成对流，阻碍充型并降低流动性，从而使铸件产生大量的气孔、夹杂、冷隔及浇不足等缺陷，故采用烘干铸型和热铸型。
热加工工艺基础
热加工工艺基础缩孔：形成原因：液态收缩和凝固收缩总和大于固态收缩。
形成条件：以逐层凝固方式凝固。
防止措施：采用定向凝固，在厚大部位安放冒口，增设冷铁缩松：形成原因：液态收缩和凝固收缩总和大于固态收缩量形成条件：以糊状凝固方式凝固。
防止措施：尽量使缩松转变为缩孔再定向凝固。
为什么铸件和重要加工面和主要工作面在铸型中应朝下？因为铸件上部凝固速度慢，晶粒较粗大，易形成缩孔，缩松，而且气体，非金属夹杂物密度小，易在铸件上部形成砂眼，气孔等缺陷。
铸件下部晶粒细小，组织致密缺陷少，质量优于上部。
如何选择铸件的浇注位置和铸型的分型面？浇注位置的选择：①铸件的重要加工面和主要工作面应朝下或位于侧面②铸件的大平面应朝下③铸件上面积较大的薄壁部分应处于铸型的下部或处于垂直，倾斜位置④易形成缩孔的铸件，应使截面较厚的部分放在分型面附近的上部或侧面⑤应尽量减少芯子的数量。
分型面的选择①应保证顺利起膜②应使铸型的分型面最少③应尽量使铸件全部或大部分在同一个砂箱内。
机械加工余量：为进行机械加工，铸件比零件增大的一层金属称为机械加工余量。
收缩余量：为补偿铸件收缩，模样比铸件图纸低尺寸增大的数值称为收缩余量。
何为球墨铸铁？有哪些优越性？适用于哪些铸件？①球墨铸铁：将铁液经球化处理，使石墨全部或大部分呈球状而制成的铸铁②优越性：具有较高的综合性能，处理工艺简单，成本低③适用于承受冲击震动的零件，强度与塑性中等的零件，载荷大耐磨受力复杂的零件，高强度耐磨耐疲劳的零件。
灰铸铁，球墨铸铁进行孕育处理的目的是什么？灰铸铁：增加铸铁的结晶晶核数目和细化共晶团或石墨。
球墨铸铁：清楚白口组织，细化石墨使石墨更加均匀。
试比较灰铁件与铸钢件的铸造工艺特点及性能。
①铸钢熔点高，流动性差易产生浇不足②收缩大，易产生变形热裂缩孔缩松等缺陷③氧化吸气严重，易产生气孔夹渣因而铸钢的铸造性能差。
工艺特点①铸件结构设计要合理②合理设置冒口冷铁③保证型砂性能，采用性能好的造型材料。
热加工工艺课程设计
课程设计说明书课程：热加工工艺课程设计题目：阶梯轴锻造工艺设计姓名：专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：指导教师：课题完成时间：2010/5/18 至2010/6/2黄河科技学院课程设计任务书工学院机械系机械设计制造及其自动化专业级班学号姓名指导教师题目: 阶梯轴锻造工艺设计课程:热加工工艺课程设计课程设计时间：5 月18 日至6 月 2 日共 2 周课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）1．已知技术参数：阶梯轴零件图2．设计任务与要求（完成后需提交的文件和图表等）：1.设计任务（1）绘制锻件图。
（2）确定锻造工序。
（3）计算坯料质量及尺寸（均选择锻造比为1.2、钢密度为7.8、烧损质量为锻件质量的2.0%，料头质量除料头尾外还包含冲切掉的金属质量）。
（4）选择锻造设备及吨位。
（5）确定锻造温度范围、加热冷却及热处理规范。
2.设计要求(1)设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，并用二号图纸出图。
(2)按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于1500字）。
3．工作计划（进程安排）熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作1天确定锻造工艺方案1天工艺设计和工艺计算2天绘制锻件锻造工艺图1天确定锻件锻造工艺步骤2天编写设计说明书3天答辩 1天4．主要参考资料《热加工工艺基础》、《工程材料及成形技术基础》、《机械设计手册》系主任审批意见：审批人签名：设计说明书[摘要]本文主要分析了阶梯轴的结构并根据其结构特点确定了它的锻造工艺。
确定阶梯轴的锻造工艺过程主要包括绘制锻件图、确定变形工艺及锻造比、确定毛皮质量和尺寸、选定锻造设备、确定锻造温度及规范和制作锻件工艺卡。
由于阶梯轴的结构简单在综合考虑过其经济性、工艺性和使用性后，将其设计为4部分即将Φ100作为一部分，将Φ60和Φ54作为一部分，将Φ40作为一部分，将剩下的作为一部分，选用自由锻。
【加工】热加工课程设计
【关键字】加工
热加工工艺课程设计
题目：齿轮锻造工艺设计
班级：11机电一班
专业：机械设计制造及其自动化
姓名：胡洋洋
学号：21
指导老师:刘万福
摘要
锻造生产的主要目的是坯料成型、及控制其内部组织性能达到所需的几何形状、尺寸以及品质的锻件，钢和大多数非金属及合金具有不同程度的塑性，均可在冷态或热态下进行塑性加工成型。
m头——锻造时从锻件端部切去的金属质量；采用钢锭作坯料时切掉的钢锭头部和尾部质量等。
(2)坯料尺寸确定
皮料尺寸与所用第一个基本工序有关，由于齿轮是饼块类或空心类锻件，用镦粗工序锻造时，为了避免镦弯，应使坯料高度h不超过直径D的2.5倍，即坯料高径比h/D不超过2.5。为了在截料时便于操作，毛坯高度h不仅应小于2.5D，即高径比还应大于1.25即
齿轮是现代工业大量使用的零件，自由锻能进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工序、及精整工序三大类。它的基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形以达到所需的形状和尺寸的工艺过程，如镦粗，拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转及错移等工序。
二、总体设计方案
1.绘制锻件图
根据零件图的基本图样，结合自由锻工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。
按照锻造设备的成形特点，又可以将自由锻分为手工锻造、锤上锻造和水压机锻造，而模锻分为锤上模锻、压力机模锻属在上下低铁之间产生塑性变形，从而获得锻件形状的方法。确定自由锻的工艺成为了自由锻加工的关键。
热加工工艺
材料热加工工艺编制：日期：审核：日期：批准：日期：威海东海船舶修造有限公司（2）T型材产生拱变形时使用三角形加热法矫正，三角形的位置视变形情况定。
（3）用直线法矫正T型材拱变形（4）T型材旁变形的矫正方法：在面板上进行三角形加热，加热三角形位置在外凸一侧，当腹板刚度较大时，可在腹板合适位置垂直进行线状加热，以减小腹板对面板变形的牵制。
（5）T型材变形较严重是，需先矫正严重的变形，在矫正另一种变形。
2.上层建筑结构的矫正顺序（1）先矫正上下层的甲板，后矫正上下层间的围壁。
（2）整个上层建筑矫正从下层向上层依次矫正。
（3）上层建筑甲板，围壁矫正时，先进行整体粗矫，是构架报纸正确形状，后对每一板架内凹凸进行精矫，在围壁靠近上下甲板的地方各留200mm左右的距离不作加热处理。
（4）薄板才用点状及条状加热法，特殊部位用三角加热法。
（5）局部火工矫正顺序①先骨架，后板格。
②先易后难，逐步矫正，从变形较小的板开始矫形，逐步向变形较大的部位过渡，以及从钢性较大的部位逐步向钢性较小的部位过渡来进行火工矫正。
3.外围壁板变形矫正前后分段或总段装焊完毕后，在大接缝处由于纵向结构的气割，装配以及大接缝处的焊接引起外围壁的变形可按如下方法矫正。
（1）先在纵向结构反面进行条状加热，接着在纵向结构一侧向变形最大处进行点加热，一边加热一边用木锤敲击，其背面需用平铁锤垫住。
（2）板材变形较大时，可用辅助工具，如下图。
每次顶3~4mm 最后顶出可越过板平2~3mm，作为冷却后除去外力时的回弹量，一般需由两个人协调操作，一人在壁板外火工，一人在板壁内操作。
见图5-54.甲板变形的矫正甲板的变形，一是板格内纯在凹凸变形，二是小尺寸甲板，纵骨的变形，板格的凹凸变形较大是，以甲板下的纵壁或强横梁处的位置作为矫正基面（见图5-7）；甲板，壁板纵骨的变形适当的采用圆管加油泵的方法（见图5-8）。
（1）在甲板凹变形一侧的甲板骨架上采用条状加热矫正；（2）在凸变形处进行点加热，用木锤槌平；（3）在纵骨（球扁钢）变形处前后两侧进行缩火操作。
热加工工艺
热加工工艺车铣磨钳焊铸机械制造过程一般步骤：选择材料；生产毛坯（铸，锻，焊，型材）；切削加工成零件，装配为机器。
绪论一、研究内容《热加工工艺》是一门研究工程材料除切削加工以外的成形方法的综合性专业基础课，包括：各种热加工工艺方法本身的规律性和相互联系、加工工艺过程和结构工艺性；常用工程材料性能对加工工艺的影响；工艺方法的综合比较。
二、学习目的1. 掌握各种主要加工方法——铸造、锻造、冲压、焊接等的基本原理和工艺特点；2. 具备选择毛坯、零件加工方法及工艺分析的初步能力；3. 了解本学科的新材料、新技术、新工艺和设备，为学习其他有关课程奠定基础。
第一章金属液态成形第二章金属塑性成形第三章连接成形第四章非金属材料成形第五章粉末冶金成形第六章材料成形方法选择第一章金属液态成形•金属液态成形工艺基础•砂型铸造•特种铸造•常用合金铸件生产及铸造方法的选择第一章金属液态成形•围绕金属或合金的铸造性能，掌握铸造成型的基础知识和基本概念（如充型能力、凝固与收缩、变形与裂纹等）。
•结合砂型铸造的造型方法和生产过程，学习砂型铸造工艺方案的制定，掌握铸件结构设计（工艺性）。
•了解几种特种铸造方法，掌握它们的原理、铸件结构工艺、特点及适用范围。
•了解常用合金铸件的生产，了解有关的新工艺。
金属液态成形？即铸造，它是将液态合金浇入与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法。
用铸造方法制造的毛坯或零件称为铸件。
铸造生产的特点及问题：特点：可制成形状复杂的毛坯，特别是内腔、机座等适应性广，原材料来源广泛重量、大小不受限制价格低，成本低，节约金属组织粗大，常有气孔、缩孔和裂纹等缺陷问题：机械性能不好工艺不稳定，质量不易保证劳动条件差主轴箱尾架床身进给箱溜板箱底座普通车床铸造方法的分类：造型方法砂型铸造金属型铸造熔模铸造压力铸造低压铸造离心铸造陶瓷型铸造实型铸造特种铸造第一节液态成形工艺基础（铸造性能）•合金在铸造生产过程中表现出来的工艺性能称为合金的铸造性能。
热加工工艺-铸造
热加工工艺:
机器零件毛坯的生产方法。
一般需要两个阶段
金属材料 热 加 工 铸造 锻压 焊接
零件：
切削加工
冷加工
毛坯
e 缩孔的防止方法：
加冒口、冷铁，工艺上采用顺序凝固原则。
凝固顺序：远离冒口部位 口 在结构设计时，避免铸件壁过厚；
冒 2 铸件中的缩松
3 铸造应力：
铸件凝固后仍处于高温，在以后的冷却收缩过程中如受到阻碍，其内部 将产生应力，这个内应力叫做铸造内应力。 铸造内应力可分为两类：热应力、收缩应力和相变应力。 （1）热应力
3 浇注
4 落砂
落砂 检验
5 清理
6 检验
（一）手工造型
造型方法：
紧实型砂和起模由手工来完成的造型方法。
特点：操作灵活，工装简单，适应性强。 劳动强度大，生产率低，质量不稳定。 应用范围：单件小批量生产，特别是重型和形状复杂件 （二）机器造型
紧实型砂和起模由机器来完成的造型方法。
特点及应用范围： 生产率高，铸件质量易保证； 需专用设备、砂箱和模板，投资较大。 适用于大批量生产铸件。
去应力退火。
b 减小变形的措施
冷铁
铸件设计壁厚力求均匀，形状对称；
采用反变形法； c 防止裂纹的措施 尽量减小铸造应力； 限制有害元素的含量，如钢铁中的S、P含量。
§3 铸造方法
铸造方法可分为砂型铸造和特种铸造两大类。
一 砂型铸造
用型砂紧实成型的铸造方法。
生产过程：
造型
热加工工艺模拟及优化设计技术
热加工工艺模拟及优化设计技术一、技术概述热加工工艺模拟及优化设计技术是应用模拟仿真、试验测试等手段，在拟实的环境下模拟材料加工工艺过程，显示材料在加工过程中形状、尺寸、内部组织及缺陷的演变情况，预测其组织性能质量，达到优化工艺设计目的的一门崭新技术。
它的研究范围一般可分为：1．热加工过程的数值模拟。
通过建立能准确描述某一热加工工艺过程的数理模型及对数理方程的简化求解，动态显示该过程并预测其结果。
分为宏观（mm-m级）、微观（µm-mm级）、原子（nm-µm级）三个不同的模拟尺度。
2．热加工过程的物理模拟及专家系统。
通过得到准确的临界判据，检验、校核数值模拟的结果；用于影响因素十分复杂的工艺过程，作为数值模拟的必要补充。
3．热加工过程的基础理论及缺陷形成原理。
它是准确地建立过程数理模型，得到缺陷科学判据的研究基础。
二、现状及国内外发展趋势1．国内外发展现状材料热加工工艺模拟研究于1962年开始于铸造过程，进入70年代后，从铸造逐步扩展到锻压、焊接、热处理，在全世界形成了材料热加工工艺模拟的研究热潮。
经多年研究开发，针对常规铸造、冲压、热锻已经形成一批热加工工艺模拟商业软件；并已在铸造、锻压生产中得到一定应用，在注塑、焊接、热处理中的应用刚刚起步；同时数值模拟已逐步成为新工艺研究开发的重要手段和方法。
2．发展趋势展望近年来，热加工工艺模拟不断向广度、深度拓展，其技术发展趋势是：（1）宏观－中观－微观已普遍由建立在温度场、速度场、变形场基础上的旨在预测形状、尺寸，轮廓的宏观尺度模拟（mm-m级）进入到以预测组织、结构、性能为目的的中观尺度模拟（毫米量级）及微观尺度模拟（微米量级）阶段。
（2）单－分散－耦合集成模拟功能已由单一的物理场模拟普遍进入到多种物理场相互耦合集成的阶段，以真实模拟复杂的热加工过程。
（3）共性、通用－专用、特性由于普通铸造、冲压、锻造工艺模拟的日益成熟及商业软件的出现，研究工作的重点和前沿已由共性通用问题转向难度更大的专用特性问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
绍兴文理学院
热加工工艺设计拨叉零件砂型铸造工艺设计
设计者
指导老师
完成日期
目录
1.对零件进行工艺分析 (3)
2.确定浇注位置和分型面 (4)
3.确定工艺参数 (5)
4.确定浇注系统位置和尺寸 (6)
5.绘制铸造工艺图 (7)
拨叉零件砂型铸造工艺设计
图1—1所示的拨叉零件，生产批量100件，材料选用QT500—7。
图1—1
技术要求：未注铸造圆角R3~R5(注：可采用两件连铸的形式，这对带半圆叉口的拨叉可简化制造工艺)
1.对零件进行工艺分析
根据零件图，该铸件形状并不复杂，且壁厚比较均匀，拨叉和其他零件配合，在改变转速的时候承受轻微的载荷。
因此耍求其表面铸造状态优良，如不得有砂眼、气孔，夹砂等缺陷，且要求组织细密，有良好的耐磨性能。
因此，釆用球墨铸铁QT500—7是可以满足要求的。
该零件的生产批量为100件，为小批量生产，因此采用砂型铸造，手工造型。
粘土砂在造型、造芯后都必须经过烘干，以增加造型强度。
防止翻箱及合型时塌箱，产生夹砂以及由于型砂中水分过多而产生气孔等缺陷，以保证铸件质量，铸件为湿型。
2.确定饶注位置和分型面
该铸件由于对质量的要求较高，其浇注位置和分型面的确定方法，有两个方法可供选择：
方案I：采用分模两箱造型，顶注式系统，如图1—2所示。
图1-2 采用该方案，分型面在顶部，制造模样和造型比较简单。
充型能力好，有利于铸件形成自上而下的凝固顺序，补缩效果好。
但对砂型的冲击力较大，要避免产生砂眼，气孔。
上端的质量稍差，可采用增大加工余量的方法来解决。
方案II：采用两箱造型，中注式系统，如图1—3所示。
图1—3
该方案分型面在中部，安放型芯平稳，且型芯排气也较通畅。
不足的地方是上型腔铸件表面质量不如下型腔部分；采用水平浇注，在造型时考虑起模方便，
模样上必须有起模斜度，这样铸件的两端就不平整，使以后的切削加工时在机床上的装夹找正比较费时。
半圆叉口要装型芯，起模难度大。
根据上面两种造型方案的分析，考虑到该铸件结构简单，但对整体质量要求较高。
因此采用方案I。
3.确实工艺参数
(1)确定机械加工余量
1)铸件尺寸公差据该铸件用球墨铸铁QT500—7，小批量生产，湿型，尺寸较小等已知条件，查表1-1可取铸件尺寸公差CT13级。
2)加工余量等级根据铸型为湿型，铸件为球墨铸件，由表1-1查得小批量和单件生产的铸件机械加工余量等级为MA-H级。
3）加工余量数值根据尺寸公差为CT13和加工余量等级为MA-H级，以及基本尺寸为232 mm,由表1-2底面加工余量数值为7. 0mm，侧面、圆筒内壁、半圆叉口的加工余量数值为9.5mm上面的加工量等级，应比底面、侧面的加工余量等级降一级选用，即顶面的加工余量等级应取MA-J级，则顶面的加工余量由表1-2查得8.5 mm…
(2)确定起模斜度因为圆筒内部要进行切削加工，外侧不进行加工，壁厚等于
12mm，采用加减壁厚法。
对于木模，由表1—3查得a=1.0—1.5mm，这里取1.5mm (3)确定铸件收缩率该铸件在冷却收缩时，由于由型芯阻碍,因此径向收缩较小，可视为自由收缩，而轴向收缩率较大，对球墨铸铁、小型铸件，其祷件收缩率统一为0.9%。
(4)铸造圆角对此小型铸件，除了己经标出的圆角半径，未注圆角半径R3~5,这里半径取5mm。
(5)型芯设计,因为直径为40mm。
可以省去型芯，在后期加工用机床车出圆孔。
4.确定浇注系统位置和尺寸
(1)铸件质量的计算该铸件的体积约为v=1073 cm3，灰口铁密度p=7.2g/cm.所以
铸件质量m=pv=7.73kg。
考虑浇、冒口质量常占铸件本身质量的10%〜35%,该铸件取为15% (因无横浇道)，则m .e=m ( 1+15% ) kg=8.89kg
(2)浇注系统截面积及截面尺寸由于铸件尺寸并不算很高，采用顶注式浇注系统，省去横浇道、内浇道沿铸件圆筒上部开设。
内浇道总截面积由表1-10可知A1=1.5cm^2 a=20mm,b=18mm,c=8mm.直浇道面积A2=1.725cm^2 查表的最近的面积1.8cm^2 直径D=15mm.
5.绘制铸件工艺图
按照表1-11中规定的铸件工艺符号和表示方法，把上述的:艺分析、浇注位罝和分型面、工艺参数、浇注系统等绘制在铸造.图上，如图1—4所示。
图1-4
技术要求：未注铸造圆角R3~R5。