金属工艺学--热加工工艺基础(共29页).ppt

1、冶金与材料工程学院冶金与材料工程学院LJHCQUST金属热加工工艺金属热加工工艺 金属液态凝固成形铸造金属液态凝固成形铸造 金属固态塑性成形锻压金属固态塑性成形锻压 金属连接成形焊接金属连接成形焊接热加工工艺热加工工艺铸件结构工艺性设计原那么 合金铸造性能铸件质量对铸件结构工艺性的要求砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求 铸件结构工艺性设计目的，就是在结构设计上不仅能保铸件结构工艺性设计目的，就是在结构设计上不仅能保证铸件的质量，满足使用要求，同时可以满足铸造工艺证铸件的质量，满足使用要求，同时可以满足铸造工艺简单，生产率高等要求。简单，生产率高等要求。 第三节第三节 铸件的结构工艺性铸件的结构工

2、艺性缺陷分析：缺陷分析：结论：结论：合理的铸件壁厚应介于最小壁厚和临界壁厚之间。合理的铸件壁厚应介于最小壁厚和临界壁厚之间。概念：概念： 最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。主要取最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。 临界壁厚：铸件壁厚超过临界壁厚时，铸件壁的中心冷却慢，会造成晶临界壁厚：铸件壁厚超过临界壁厚时，铸件壁的中心冷却慢，会造成晶粒粗大、缩孔、缩松等缺陷，从而使铸件的力学性能不升反降。各种铸造合粒粗大、缩孔、缩松等缺陷，从而使铸件的力学性能不升反降。各种铸造合

3、金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件下，各种铸造合金临界壁厚约等于金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的其最小壁厚的 3 倍。倍。 如果所设计铸件的壁厚小于允许的如果所设计铸件的壁厚小于允许的“最小壁厚，铸件就易产生浇缺乏、最小壁厚，铸件就易产生浇缺乏、冷隔等缺陷。冷隔等缺陷。 在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、 缩松、结晶组织粗大等缺陷，使铸缩松、结晶组织粗大等缺陷，使铸件的力学性能下降。件的力学性能下降。一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求一铸件壁厚的设计一铸件壁厚的设计1. 合理设计铸件壁厚合理设计

4、铸件壁厚合理的铸件壁厚应介于最小壁厚和临界壁厚之间。如果临界壁厚不能到达强度要求，那么可通过采用加强筋或合理截面设计来满足。不不合合理理合合理理一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求2. 铸件的壁厚应尽可能均匀铸件的壁厚应尽可能均匀铸件壁厚力求均匀，防止局部过厚形成热节结构；同时由于内壁散热条件差，冷却速度比外壁慢，为使内外壁同时凝固，减缓应力以防止变形及裂纹等缺陷，内壁尺寸应比外壁薄一些一般相差10-30%。不不合合理理合合理理一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求2. 铸件的壁厚应尽可能均匀铸件的壁厚应尽可能均匀不不合合理理合合理理一、铸件质量对铸件结构

5、的要求一、铸件质量对铸件结构的要求铸件壁厚力求均匀，防止局部过厚形成热节结构；同时由于内壁散热条件差，冷却速度比外壁慢，为使内外壁同时凝固，减缓应力以防止变形及裂纹等缺陷，内壁尺寸应比外壁薄一些一般相差10-30%。铸件的各壁之间应均匀过渡，两个非加工外表所形成的内角应设计成圆角。不不合合理理合合理理二铸件壁的连接二铸件壁的连接一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求铸件的各壁之间应均匀过渡，两个非加工外表所形成的内角应设计成圆角。二铸件壁的连接二铸件壁的连接不合理不合理合理合理一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求应尽量使其能自由收缩，以减小应力，防止裂纹。

6、如下图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。三三 轮辐和筋的设计轮辐和筋的设计 减缓肋、辐收缩的阻碍减缓肋、辐收缩的阻碍a 不合理，不合理，b、c 合理合理一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求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。a、c 不合理，不合理，b、d 合理合理a b c d 一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求三三 轮辐和筋的设计轮辐和筋的设计 减缓肋、辐收缩的阻碍减缓肋、辐收缩的阻碍易裂处增设肋板以防热裂，厚度一般为连接壁厚的1/4-1/

7、3。不合理不合理合理合理一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求三三 轮辐和筋的设计轮辐和筋的设计 减缓肋、辐收缩的阻碍减缓肋、辐收缩的阻碍防止铸件产生翘曲变形。四防止变形的设计四防止变形的设计不合理不合理合理合理一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求不合理不合理合理合理防止铸件产生翘曲变形。一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸件质量对铸件结构的要求四防止变形的设计四防止变形的设计五尽量防止过大的水平面或采用倾斜的外表五尽量防止过大的水平面或采用倾斜的外表不合理不合理合理合理防止铸件水平方向出现较大平面而产生夹砂、浇缺乏等缺陷。一、铸件质量对铸件结构的要求一、铸

8、件质量对铸件结构的要求铸造工艺对铸件结构的要求原那铸造工艺对铸件结构的要求原那么么二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求铸件结构工艺性分析铸件结构工艺性分析符合铸造生产的工艺要求符合铸造生产的工艺要求技术经济合理技术经济合理一一 防止铸件起模方向存在外部侧凹防止铸件起模方向存在外部侧凹不不合合理理合合理理铸件整体结构应能选出适宜的分型面，其数量应少，铸件外形应便于取出模样。二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求二尽量使分型面为平面二尽量使分型面为平面不不合合理理合合理理平直的分型面可防止操作费时的挖砂造型或假箱造型；同时，铸件的毛边少，便于清理。二、二、铸造

9、工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求三凸台和筋条结构应便于起模三凸台和筋条结构应便于起模合理设计凸台和防止侧壁具有防碍拔模的局部凹陷结构。不不合合理理合合理理二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求合理设计凸台和防止侧壁具有防碍拔模的局部凹陷结构。不不合合理理合合理理二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求三凸台和筋条结构应便于起模三凸台和筋条结构应便于起模设计铸件应合理确定其结构斜度。不合理不合理合理合理起模斜度是造型过程中为便起模斜度是造型过程中为便于起模而额外加的斜度，如于起模而额外加的斜度，如果是加工面，铸后必须通过果是加工面，铸后必须通过机械加

10、工切除；结构斜度是机械加工切除；结构斜度是设计铸件结构时直接带的，设计铸件结构时直接带的，这样可以不必再特意设置拔这样可以不必再特意设置拔模斜度，铸完不用切除。模斜度，铸完不用切除。二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求四垂直分型面的非加工外表应设计一定的斜度四垂直分型面的非加工外表应设计一定的斜度 称为结构斜度称为结构斜度五尽量不用和少用型芯以简化工艺五尽量不用和少用型芯以简化工艺不用或少用型芯可以节省制造芯盒、造芯和烘干等工序的工具和材料，可防止型芯在制造过程中的变形、合箱中的偏差，从而提高铸件精度。不不合合理理合合理理二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的

11、要求不用或少用型芯可以节省制造芯盒、造芯和烘干等工序的工具和材料，可防止型芯在制造过程中的变形、合箱中的偏差，从而提高铸件精度。不合理不合理合理合理二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求五尽量不用和少用型芯以简化工艺五尽量不用和少用型芯以简化工艺六铸件内腔结构应有利于型芯的固定、排气和清理六铸件内腔结构应有利于型芯的固定、排气和清理铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理。不不合合理理合合理理二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理。不不合合理理合合理理二、二、铸造工艺对零件结构的要求铸造工艺对零件结构的要求六铸件内腔结构应

12、有利于型芯的固定、排气和清理六铸件内腔结构应有利于型芯的固定、排气和清理三、不同铸造合金对铸件结构的要求三、不同铸造合金对铸件结构的要求表表 11-7 11-7薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形，加上几条薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形，加上几条筋之后便可防止，如以下图所示。筋之后便可防止，如以下图所示。 铸件壁较厚，容易产生缩孔。将壁厚减薄，采用铸件壁较厚，容易产生缩孔。将壁厚减薄，采用加强筋，可防止缩孔。加强筋，可防止缩孔。 习习 题题一、判断题一、判断题1. 砂型铸造是铸造生产中唯一的铸造方法。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。砂型铸造时

13、，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。铸件的重要受力面、主要加工面，浇注时应朝上。 4. 圆角是铸件结构的根本特征。圆角是铸件结构的根本特征。 5. 机器造型生产率高，铸件精度较高，因此应用广泛机器造型生产率高，铸件精度较高，因此应用广泛。 二、选择题二、选择题1. 铸件的重要加工面，应尽量放在铸型的铸件的重要加工面，应尽量放在铸型的 a. 侧面侧面b. 下面下面c. 上面上面2. 造型方法按其手段的不同，可分为造型方法按其手段的不同，可分为 a.分模造型和挖砂造型分模造型和挖砂造型b.整模造型和刮板造型整模造型和刮板造型 c.手工造型和机器造型手工造型和机器造型3. 机器造型要求操作技术不高，适合于机器造型要求操作技术不高，适合于 a. 二箱造型二箱造型 b. 活块造型活块造型 c. 三箱造型三箱造型4. 分型面应选择在分型面应选择在 a. 受力面的上面受力面的上面 b. 加工面上加工面上 c. 铸件的最大截面处铸件的最大截面处5. 普通车床床身浇注时，导轨面应普通车床床身浇注时，导轨面应 a. 朝左侧朝左侧b. 朝右侧朝右侧c. 朝下朝下d. 朝上朝上三、填空题三、填空题1. 铸造方法可根本分为铸造方法可根本分为_铸造和