零件毛坯成形方法：热加工

1、LOGO主主 讲讲 ：刘：刘 红红 芳芳 零件毛坯的成形方法：热加工零件毛坯的成形方法：热加工Av严谨的工作作风和细心的工作态度严谨的工作作风和细心的工作态度Sv掌握铸造、锻压、焊接成形的原理掌握铸造、锻压、焊接成形的原理v掌握铸造、锻压、焊接成形的适用材料掌握铸造、锻压、焊接成形的适用材料v能够为一般复杂程度的零件选择合适的成形方法能够为一般复杂程度的零件选择合适的成形方法Kv掌握铸造、锻压、焊接成形的原理掌握铸造、锻压、焊接成形的原理v掌握铸造、锻压、焊接成形的适用材料掌握铸造、锻压、焊接成形的适用材料v掌握各种成形方法的区别、适用场合掌握各种成形方法的区别、适用场合本篇内容本篇内容铸造成

2、形铸造成形1锻压成形锻压成形2焊接成形焊接成形3铸铸 造造 成成 形形铸造成形原理铸造成形原理 铸造是指熔炼铸造是指熔炼金属，制造铸型，金属，制造铸型，并将熔融的金属浇并将熔融的金属浇入铸型，凝固后获入铸型，凝固后获得一定形状和性能得一定形状和性能的铸件的成形方法。的铸件的成形方法。 回回顾顾铸铸 造造 成成 形形铸造成形材料铸造成形材料铸造的原材料来源广泛，价格低廉，还可以利铸造的原材料来源广泛，价格低廉，还可以利用废旧的金属材料用废旧的金属材料 。 铸造成形特点铸造成形特点成形方便、成形方便、适应性广、成本低适应性广、成本低铸件组织粗大、笨重、尺寸精度不高铸件组织粗大、笨重、尺寸精度不高回

3、回顾顾铸铸 造造 成成 形形铸造成形的类型铸造成形的类型1 1 砂型铸造砂型铸造2 2 特种铸造特种铸造2.1 2.1 熔模铸造熔模铸造2.2 2.2 金属型铸造金属型铸造2.3 2.3 压力铸造压力铸造2.4 2.4 离心铸造离心铸造铸铸 造造 成成 形形下列铸件在大批量生产时，采用哪种铸造下列铸件在大批量生产时，采用哪种铸造成形方法为宜？成形方法为宜？铝活塞铝活塞 钢套钢套大模数齿轮滚刀大模数齿轮滚刀 任任务务提提出出1 砂型铸造砂型铸造将熔化的金属浇入到砂型型腔中，经冷却、凝固将熔化的金属浇入到砂型型腔中，经冷却、凝固后获得铸件的方法。后获得铸件的方法。当从砂型中取出铸件时，砂型便被破坏

4、，所以称当从砂型中取出铸件时，砂型便被破坏，所以称为一次性铸造。为一次性铸造。它的主要工序是制造模样、造型材料、造型、造它的主要工序是制造模样、造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验等，它是芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验等，它是实际生产中应用最广泛的一种铸造方法。实际生产中应用最广泛的一种铸造方法。 铸铸 造造 成成 形形知知识识储储备备铸铸 造造 成成 形形2.1 2.1 熔模铸造熔模铸造 用易熔材料制成模型，然后在模型外涂上涂料和石用易熔材料制成模型，然后在模型外涂上涂料和石英砂以形成外壳，在外壳硬结后熔去模型，经过焙烧获得英砂以形成外壳，在外壳硬结后熔去模型，经

5、过焙烧获得无分型面的铸型硬壳，浇注入液态金属，待其冷凝后，毁无分型面的铸型硬壳，浇注入液态金属，待其冷凝后，毁去外壳就可获得铸件。去外壳就可获得铸件。 熔模铸造获得的铸件精度高，可达熔模铸造获得的铸件精度高，可达IT8-IT10IT8-IT10，表面，表面粗糙度粗糙度Ra0.8umRa0.8um，减少了机械加工工作量，实现了少切削、，减少了机械加工工作量，实现了少切削、无切削加工。它适用于生产形状复杂的薄壁铸件，也可以无切削加工。它适用于生产形状复杂的薄壁铸件，也可以铸造各种合金，尤其是铸造耐热合金和磁钢。但是其工序铸造各种合金，尤其是铸造耐热合金和磁钢。但是其工序复杂繁琐，周期长。铸件不能太

6、大，一般重量不超过复杂繁琐，周期长。铸件不能太大，一般重量不超过2.5kg2.5kg。如：刀具、动力机械叶片、仪表零件。如：刀具、动力机械叶片、仪表零件。2 2 特种铸造特种铸造知知识识储储备备2.2 2.2 金属型铸造金属型铸造将液态金属浇入金属材料制成的铸型中以获得铸件的将液态金属浇入金属材料制成的铸型中以获得铸件的方法。它可以实现一型多铸，所以用于大批量生产。用金方法。它可以实现一型多铸，所以用于大批量生产。用金属型铸出的铸件有较高的尺寸精度和表面质量。由于冷却属型铸出的铸件有较高的尺寸精度和表面质量。由于冷却速度大，晶粒细小，铸件力学性能好。但金属型导热快，速度大，晶粒细小，铸件力学性

7、能好。但金属型导热快，容易使铸件产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷。因此，要使容易使铸件产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷。因此，要使金属型保持一定的工作温度，通常在型腔表面喷刷涂料等。金属型保持一定的工作温度，通常在型腔表面喷刷涂料等。金属型铸造用于大批量生产有色金属铸件，如汽车、金属型铸造用于大批量生产有色金属铸件，如汽车、拖拉机上的铝活塞、汽缸体和铜合金的轴瓦、轴套等。用拖拉机上的铝活塞、汽缸体和铜合金的轴瓦、轴套等。用于金属型的铸件不宜过大、过薄或过于复杂。于金属型的铸件不宜过大、过薄或过于复杂。铸铸 造造 成成 形形2 2 特种铸造特种铸造知知识识储储备备2.3 压力铸造压力铸造 将液态金属高压

8、、高速填充到金属型腔中获得铸件的将液态金属高压、高速填充到金属型腔中获得铸件的方法。方法。由于金属在强大的压力下压入型腔中，因此可浇出组由于金属在强大的压力下压入型腔中，因此可浇出组织致密并很薄的铸件。其强度比砂型铸造提高织致密并很薄的铸件。其强度比砂型铸造提高20-40%，尺寸精度达尺寸精度达IT9-IT10，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0.8um，可铸出，可铸出1mm的小孔。因此，压铸件一般不再进行机加工。但压的小孔。因此，压铸件一般不再进行机加工。但压铸件在高压下迅速冷凝，内部气体不易逸出，易产生皮下铸件在高压下迅速冷凝，内部气体不易逸出，易产生皮下小气孔和缩松。压铸是先进的、高效率的加工

9、法之一，目小气孔和缩松。压铸是先进的、高效率的加工法之一，目前主要用在铝、镁、锌、铜等有色合金铸件的大批量生产前主要用在铝、镁、锌、铜等有色合金铸件的大批量生产中，如计算机、照相器材等零件。中，如计算机、照相器材等零件。铸铸 造造 成成 形形2 2 特种铸造特种铸造知知识识储储备备2.4 2.4 离心铸造离心铸造将液态合金浇入高速旋转的铸型，使金属在离心力作用将液态合金浇入高速旋转的铸型，使金属在离心力作用下结晶获得铸件的方法。离心铸造的铸型有绕垂直轴旋转和下结晶获得铸件的方法。离心铸造的铸型有绕垂直轴旋转和绕水平轴旋转两种。绕垂直轴旋转铸件内表面呈抛物面，因绕水平轴旋转两种。绕垂直轴旋转铸件

10、内表面呈抛物面，因而其高度不能太高；绕水平轴旋转可使得中空铸件壁厚均匀，而其高度不能太高；绕水平轴旋转可使得中空铸件壁厚均匀，所以应用较广。所以应用较广。由于是在离心力作用下结晶，故气体、熔渣易集中在内由于是在离心力作用下结晶，故气体、熔渣易集中在内表面，并使金属呈定向性结晶，因而内表面进行切削加工后，表面，并使金属呈定向性结晶，因而内表面进行切削加工后，铸件组织致密，没有缩孔、气孔、夹渣，力学性能好；且不铸件组织致密，没有缩孔、气孔、夹渣，力学性能好；且不用浇注系统和型芯，节省了材料和造芯工时。用浇注系统和型芯，节省了材料和造芯工时。离心铸造主要用于生产空心旋转体的铸件，如管子、缸离心铸造主

11、要用于生产空心旋转体的铸件，如管子、缸套、轴套，以及双色金属铸件。但是要注意，不能用密度偏套、轴套，以及双色金属铸件。但是要注意，不能用密度偏析严重的合金进行铸造，以免扩大偏析倾向。析严重的合金进行铸造，以免扩大偏析倾向。铸铸 造造 成成 形形2 2 特种铸造特种铸造知知识识储储备备比较项目比较项目砂型铸造砂型铸造熔模铸造熔模铸造金属型铸造金属型铸造压力铸造压力铸造低压铸造低压铸造离心铸造离心铸造材料材料各种材料各种材料各种材料各种材料有色金属有色金属有色合金有色合金有色合金有色合金铸钢、铸钢、铜合金、铜合金、铸铁铸铁铸件大小铸件大小不受限制不受限制2.5kg2.5kg中小铸件中小铸件10kg

12、10kg以内以内数百数百kgkg内内不受限制不受限制最小产量最小产量单件单件1000100070070010001000100010001000100010010010001000机械程度机械程度低中低中低中低中中高中高最高最高中中中高中高铸铸 造造 成成 形形铸造方法比较铸造方法比较任任务务分分析析铸铸 造造 成成 形形任任务务讨讨论论与与解解决决v任务讨论：讨论形成观点；任务讨论：讨论形成观点；v任务解决：任务解决方法的填写。任务解决：任务解决方法的填写。 锻锻 压压 成成 形形锻压成形的实质锻压成形的实质锻压是指在加压设备及工模具的作用下锻压是指在加压设备及工模具的作用下,使坯料或铸锭发

13、生局部或全部的塑性变形使坯料或铸锭发生局部或全部的塑性变形,以获以获得一定几何尺寸、形状和质量锻件的加工方法。得一定几何尺寸、形状和质量锻件的加工方法。锻件是指金属材料经锻压变形而得到的工件或锻件是指金属材料经锻压变形而得到的工件或毛坯。锻压属于金属塑性加工，实质是利用固毛坯。锻压属于金属塑性加工，实质是利用固态金属的塑性变形来实现的。态金属的塑性变形来实现的。回回顾顾锻压成形材料锻压成形材料塑性优良的钢、加工铝合金、加工黄铜等塑性优良的钢、加工铝合金、加工黄铜等材料，才能进行锻压加工材料，才能进行锻压加工锻压成形的特点锻压成形的特点锻件的组织性能好锻件的组织性能好成形困难，对材料的适应性差成

14、形困难，对材料的适应性差回回顾顾锻锻 压压 成成 形形锻压成形的基本方式：锻压成形的基本方式：1 1 轧制轧制2 2 挤压挤压3 3 拉拔拉拔4 4 自由锻自由锻5 5 模锻模锻6 6 板料冲压板料冲压锻锻 压压 成成 形形下列锻件采用哪种锻压成形方法为宜？下列锻件采用哪种锻压成形方法为宜？大型连杆（小批量）大型连杆（小批量） 小模数齿轮（大批量）小模数齿轮（大批量） 任任务务提提出出锻锻 压压 成成 形形4 自由锻自由锻利用自由锻设备上下砧铁或一些简单的通用性工利用自由锻设备上下砧铁或一些简单的通用性工具，直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质具，直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部

15、质量的锻件的方法。量的锻件的方法。由于自由锻使用的工具简单，具有较大的通用性，由于自由锻使用的工具简单，具有较大的通用性，所以应用广泛。生产的自由锻件可以从所以应用广泛。生产的自由锻件可以从1kg的小件到的小件到200-300t的大件。对于特大型锻件如水轮机主轴、的大件。对于特大型锻件如水轮机主轴、多拐曲轴、大型连杆等，自由锻是唯一可行的加工方多拐曲轴、大型连杆等，自由锻是唯一可行的加工方法，所以自由锻在重型工业中具有重要的意义。其不法，所以自由锻在重型工业中具有重要的意义。其不足是锻件精度低，生产率低，生产条件差。自由锻适足是锻件精度低，生产率低，生产条件差。自由锻适用于单件小批量生产。用于

16、单件小批量生产。锻锻 压压 成成 形形知知识识储储备备5 模锻模锻模锻是在高强度金属锻模上预先制出和锻件形状一致模锻是在高强度金属锻模上预先制出和锻件形状一致的模膛，使坯料在模膛内受压变形。由于模膛对金属坯料的模膛，使坯料在模膛内受压变形。由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻压终了能得到和模膛形状相符的锻件。流动的限制，因而锻压终了能得到和模膛形状相符的锻件。和自由锻相比，模锻具有很多优点：和自由锻相比，模锻具有很多优点：生产效率高，一般比自由锻高生产效率高，一般比自由锻高10倍；锻件尺寸精度比倍；锻件尺寸精度比较高，机加工余量较小，材料利用率高；可以锻造形状复较高，机加工余量较小，材料利用率

17、高；可以锻造形状复杂的锻件；锻件的内部流线分布合理；操作简便，劳动强杂的锻件；锻件的内部流线分布合理；操作简便，劳动强度低；度低；同时，也有一些缺点：同时，也有一些缺点：模锻生产由于受到模锻设备吨位的限制，锻件质量不模锻生产由于受到模锻设备吨位的限制，锻件质量不能太大，一般在能太大，一般在150kg以下；制造锻模比较困难，成本很以下；制造锻模比较困难，成本很高。高。因此，模锻不适用单件小批量生产，而适用于中小型因此，模锻不适用单件小批量生产，而适用于中小型锻件的大批量生产。锻件的大批量生产。知知识识储储备备锻锻 压压 成成 形形6 板料冲压板料冲压板料冲压是利用装在压力机上的模具对金属板料板料

18、冲压是利用装在压力机上的模具对金属板料加压，使其产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的加压，使其产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的一种加工方法。一种加工方法。板料冲压一般是在常温下进行的，又称为冷冲压，板料冲压一般是在常温下进行的，又称为冷冲压，简称冲压。如果板料的厚度超过简称冲压。如果板料的厚度超过8-10mm，才使用，才使用热冲压。冲压也属于金属塑性变形加工。热冲压。冲压也属于金属塑性变形加工。板料冲压常用的原材料通常是塑性很好的低碳非板料冲压常用的原材料通常是塑性很好的低碳非合金钢、塑性高的合金钢、铜合金、铝合金等的薄板合金钢、塑性高的合金钢、铜合金、铝合金等的薄板料、条带料。料、条带料

19、。知知识识储储备备锻锻 压压 成成 形形锻锻 压压 成成 形形任任务务讨讨论论与与解解决决v任务讨论：讨论形成观点；任务讨论：讨论形成观点；v任务解决：任务解决方法的填写。任务解决：任务解决方法的填写。 焊焊 接接 成成 形形焊接成形方法类型焊接成形方法类型1 熔焊熔焊 在焊接过程中，将焊接接头加热到融化状态，经在焊接过程中，将焊接接头加热到融化状态，经冷却结晶后，使分离的工件连接成整体的焊接方法。冷却结晶后，使分离的工件连接成整体的焊接方法。常见的有：电弧焊、气焊和电渣焊。常见的有：电弧焊、气焊和电渣焊。2 压焊压焊在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。常见的有：电阻焊和摩加热），以完成焊接的方法。常见的有：电阻焊和摩擦焊。擦焊。3 钎焊钎焊采用比焊件熔点低的钎料和焊件一起加热，使钎采用比焊件熔点低的钎料和焊件一起加热，使钎料熔化，焊件不熔化，钎