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知识链接 机械制造基本知识 任务四了解常用毛坯及其生产过程 教学目标 了解常用毛坯的种类 生产过程以及应用场合 能够合理的选择毛坯 复习提问 举例说明金属切削机床的种类及常用刀具 车床 常用刀具为车刀 钻床 常用刀具有钻头和铰刀 铣床 常用刀具为铣刀 刨床 常用刀具为刨刀 磨床 利用砂轮完成切削工作 导入新课 毛坯是机械零件加工的前提 毛坯制造有哪些方法 如何选择呢 铸件及其生产过程 铸件及其生产过程 一 基本概念 铸造 是指将熔融金属浇注 压射或吸入铸型腔中 待其凝固的得到一定形状和性能铸件的方法 铸件 通过铸造的方法所得到的金属工件或毛坯 二 铸件的生产过程及应用 铸件是通过铸造方法生产的 铸造的方法主要分为砂型铸造和特种铸造两大类 造型 造芯 烘干 合型 浇注 落砂 清理 铸件检验 砂型铸造 砂型铸造 用型砂紧实成形的铸造方法 将熔融金属浇入砂型内获得铸件的铸造方法 二 砂型铸造的工艺过程 一 基本概念 齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程 手工造型 全部用手工或手动工具完成的造型工序 有箱造型脱箱造型地坑造型刮板造型 造型的方法 1 有箱造型 有箱造型 用砂箱作为铸型组成部分制造铸型的过程 砂箱 整体模造型分开模造型 手工造型工具 捣砂锤 墁刀 成形墁刀 砂钩 拔模针 风动锤 整体模造型过程 两箱分开模造型过程 2 脱箱造型 脱箱造型 在可脱砂箱内造型 合型后浇注前脱去砂箱的造型方法 如图所示 造下型 造上型 上型起模 下型起模 合型 脱箱 加套箱 3 地坑造型 地坑造型 在地平面以下的砂坑中或特制的地坑中制造下型的造型方法 1 通气管2 型芯3 冒口4 铸型空腔5 浇口6 上箱7 定位桩8 焦炭 4 刮板造型 刮板造型 是不用模样而用刮板操作的造型方法 1 下砂箱2 刮板架3 刮板4 上砂箱5 型砂 铸件 刮板 刮制下型 刮制上型 合型 机器造型 用机器完成紧砂和起模或至少完成紧砂操作的造型工序称为机器造型 紧砂 使砂箱内的型砂和芯盒内的芯砂提高紧实度的操作 常用方法有压实法 震实法 抛砂法等 震压式造型机的紧砂与起模 紧砂 起模 自动化造型 所有造型工序基本上不需要人力完成的造型过程称为自动化造型 造芯 制造型芯的过程 手工造芯 主要应用于单件 小批量生产中 机器造芯 生产效率高 型芯质量好 适用于大批量生产 造芯方法及分类 常用手工造芯的方法 芯盒造芯 芯盒的装配 取芯 刮板造芯 烘干与刷涂料 烘芯 用适当温度和足够时间加热型芯 使其获得一定强度的过程 芯骨 放入型芯中用以加强或支持型芯并有一定形状的金属构架 型芯刷涂料的目的 提高型芯表层的耐火度 保温性 化学稳定性 使型芯表面光滑 并增强其抵抗高温熔融金属侵蚀的能力 浇注系统及冒口 浇注系统 又称浇口 是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道 1 浇口杯2 直浇道3 横浇道4 内浇道 冒口 铸型内存储供补缩铸件用熔融金属的空腔 1 浇口杯2 直浇道3 横浇道4 内浇道5 冒口 又称合箱 是将铸型的各个组元 如上型 下型 型芯 浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程 合型 浇注 落砂和清理 1 浇注 浇包 容纳 输送和浇注熔融金属用的容器 用钢板制成外壳 内衬耐火材料 1 浇包 将熔融金属从浇包注入铸型的操作 握包 抬包 吊包 浇包的种类 2 浇注温度与浇注速度 浇注温度 金属熔液浇入铸型时所测量到的温度 浇注速度 kg s 单位时间内浇入铸型中的金属熔液质量 2 落砂和清理 1 落砂 落砂 用手工或机械使铸件与型砂 砂箱分开的操作 从铸件中去除芯砂和芯骨的操作称为除芯 通常所说的落砂包括落砂与除芯 2 清理 清理 落砂后从铸件上清除表面粘砂 型砂 多余金属 包括浇 冒口 飞翅和氧化皮 等过程的总称 气孔缩孔砂眼粘砂裂纹 铸件的检验与缺陷 三 砂型铸造的应用 适用于铁合金及对尺寸精度和表面质量要求不高的铸件生产 如一般机器的底座 机床床身 发动机的缸体 各种箱体 泵体 飞轮等 特种铸造 特种铸造 砂型铸造以外的其他铸造方法 主要包括 金属型铸造压力铸造离心铸造熔模铸造 低压铸造壳型铸造陶瓷型铸造密封铸造连续铸造 金属型铸造 金属型铸造 通过重力作用进行浇注 将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法 金属型 用金属材料制成的铸型称为金属型 1 基本概念 垂直分型式金属型1 底座2 活动半型3 定位销4 固定半型 2 金属型铸造的工艺过程 铰链开合式金属型 组合式金属型芯 3 金属型铸造的应用 主用应用于形状不太复杂 壁厚不是很薄的小型有色金属铸件的大量生产 压力铸造 压力铸造 使熔融金属在高压下高速充型 并在压力下凝固的铸造方法 简称压铸 卧式冷室压铸机外形 1 基本概念 卧式冷室压铸机工作原理图1 动型2 定型3 压射冲头4 铸件5 压室 2 压力铸造的工艺过程 3 压力铸造的应用 压力铸造是实现少切削或无切削的有效途径之一 目前广泛应用于铁合金和有色金属的铸件生产 离心铸造 离心铸造 将熔融金属浇入绕水平轴 立轴或倾斜轴旋转的铸型 在离心力作用下 凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合 离心铸造机 1 基本概念 离心铸造 2 离心铸造的工艺过程 3 离心铸造的应用 离心铸造适用于钢 铸铁 有色金属或双金属管状铸件的生产 熔模铸造 熔模铸造 将熔融金属浇入由熔模形成的型壳 铸型 型腔中 在重力作用下冷凝成形获得铸件的方法 又称失蜡铸造 1 基本概念 标准铸件 压型熔蜡压制熔模 单个蜡模 模组制型壳 脱蜡填砂 浇注 2 熔模铸造的工艺过程 3 熔模铸造的应用 熔模铸造主要适用于成批 形状复杂 高熔点以及难加工的合金精密小型铸件的生产 锻件及其生产过程 锻件及其生产过程 一 基本概念 锻造 在加压设备及工 模 具的作用下 使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形 以获得一定几何形状 尺寸和质量的锻件的加工方法 锻件 金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯 锻件 二 锻件的生产过程及应用 锻造的方法主要分为自由锻 胎模锻和模铸 自由锻 1 基本概念 自由锻 只用简单的通用性工具 或在锻造设备的上 下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的锻造方法 自由锻 模锻 首先将坯料放入加热炉内加热 加热炉的加热方式主要有 火焰加热和电加热 目前在一般中小型工厂中 较普遍采用的是以烟煤作燃料的反射炉 反射炉 2 自由锻造的工艺过程 水压机 空气锤 取出坯料放到锻造设备的上下砧间进行锻压 常用设备主要有 空气锤和水压机 或使用通用工具直接打击坯料 经自由锻的基本工序 镦粗 拔长 冲孔 弯曲 切断等 使之成形 镦粗 局部镦粗 拔长 使毛坯横断面积减小 长度增加的锻造工序 沿螺旋线翻转法 反复90 翻转法 心棒拔长 在空心毛坯中加心棒进行变形以减小空心毛坯外径 即壁厚 而增加其长度的锻造工序 冲头扩孔 心轴扩孔 扩孔 减小空心毛坯壁厚而增大其内径和外径的锻造工序 双面冲孔 冲孔 在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序 单面冲孔 弯形 采用一定的工模具将毛坯弯成所规定外形的锻造工序 1 成形压铁2 坯料3 成形垫铁 自由弯形 成形弯形 单面切割 切割 把板材或型材等切成所需形状和尺寸的坯料或工件的锻造工序 有单面切割 双面切割和四面切割和圆料切割 圆料切割 3 自由锻的应用 主用应用于单件 小批量生产和大型及特大型锻件的制造 胎模锻 是在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法 胎模不固定在锤头或砧座上 只在需要使用时才放到下砧上 胎模锻造 1 基本概念 2 胎模锻造的工艺过程 坯料加热 自由锻制坯 在胎模中终锻成形 常用的胎模有制坯整形模 成形模 切边冲孔模 制坯整形模 摔模 扣模 成形模 套模 合模 切边冲孔模 3 胎模锻的应用 主用应用于小批量生产中用自由锻成形困难 模锻又不经济的复杂形状锻件的制造 模锻 是在专用模锻设备上进行的锻造方法 常用的模锻设备有模锻空气锤 螺旋压力机 平锻机等 锻模紧固在锤头与砧座上 锤头沿导向性良好的导轨运动 砧座通常与模锻设备的机架连接成整体 模锻 1 基本概念 2 模锻的工艺过程 制坯模膛 预锻模膛 在终锻模膛中终锻成形 如图所示 1 弯形模膛2 预锻模膛3 滚挤模膛4 拔长模膛5 终锻模膛6 滚挤模膛断面 连杆弯形的锻模及模锻过程 3 模锻的应用 主用应用于大批量生产中毛坯精度要求较高的小件的生产 焊件及其生产过程 焊件及其生产过程 一 基本概念 焊接 通过加热或加压或两者并用 并使用 或不用 填充材料 使工件达到结合的一种方法 焊件 由焊接方法连接的组件 二 焊件的生产过程及应用 焊件是由一个个零件采用型材下料定位后焊接而成 焊接主要分为熔焊 压焊和钎焊 大型板料零件一般采用焊件作毛坯 焊条电弧焊 是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法 又称手工电弧焊 气焊 是用气体火焰作热源的焊接方法 最常用的是氧乙炔焊 气割 是利用气体火焰对金属材料加热到燃点 然后喷以高速切割氧流使金属燃烧生成氧化熔渣并将其从切口处吹除实现切割 型材的选用方法 型材的选用 主要工作是型材规格的选择和加工余量的确定 具体方法如下 1 光轴零件或直径尺寸相关不大的轴类零件以零件最大外径为参考尺寸 加上毛坯的加工余量 比照型材规格 选择最接近的型材即可 毛坯加工余量可查阅 机械加工工艺手册 等工具书 2 套类零件对于套类零件 则需考虑双向加工余量 单向余量确定方法同上 毛坯的选择方法 毛坯的选择 毛坯的选择应考虑以下问题 1 零件材料